CN106702740A - 一种处理羊毛的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理羊毛的方法，包括将角蛋白材料和预处理的虾壳和/或蟹壳与纯净水按比例在密闭容器中混合，在180-220℃条件下反应50-95min；将羊毛纤维或毛条或全毛坯布浸渍于含有8-35％Na2SO3和5-16％非离子表面活性剂的溶液中，浴比1:20-40，温度50-70℃，处理10-50min，取出后水洗烘干备用；然后浸渍于10-120g/L角蛋白溶液中，5-18％Na2SO3，pH 7.0-9.0，温度40-75℃。本发明使用过热水制备角蛋白溶液操作简单，不引入化学试剂，绿色环保，工艺简单，处理效果好，不影响羊毛本身的强度，可以改善织物手感，并具有工业化应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及毛纺织行业中毛织物染整加工的应用技术领域，涉及一种应用过热水法降解废弃角蛋白和废弃的虾蟹壳进行羊毛防缩处理的方法。
背景技术
作为最早被人类使用的一类天然纤维材料，羊毛由于具有众多其他纤维无法比拟的优良性质，如弹性好、吸湿性强、保暖性好、不易沾污、光泽柔软等，使得羊毛纺织品一直作为纺织原料的重要组成部分而存在。不同风格的羊毛制品既可以制成弹性好、手感滑爽、身骨丰厚、光泽自然的薄型、中厚型春秋夏季面料，也可以织制成为质地丰厚、手感丰满、保暖性优良冬季面料。然而，由于羊毛自身结构的独特性，传统纯毛织物在家用洗衣机水洗过程中极易发生严重的毡缩现象，不仅影响毛织物的风格更影响其服用性能，使得羊毛制品虽然具有高档感但非常难以打理。1972年，国际羊毛局提出“机可洗”这一概念，它作为高档羊毛制品的一种评判标准要求达到这一要求的羊毛在标准洗涤条件下在整个服用期内不会发生毡缩现象。关于羊毛防毡缩所采用的方法主要分为三类，即氧化法、涂层法和生物酶法。如黄玉丽(黄玉丽，1999)采用氧化-树脂法进行羊毛防毡缩，但是由于需要用到次氯酸钠、高锰酸钾等化学试剂，对环境会造成一定影响。其他方法，也由于环境、成本、处理效果等众多因素的影响，迄今为止并没有出现环境友好、效果优良、并可以工业化生产的处理方法。
等离子体处理方法是一种物理和化学方法相结合的气态处理技术。与传统的物理化学处理过程相比，具有低污染、低能耗、不耗水、不用化学试剂等优点。但是等离子体表面处理多在低压或者真空中进行，生产成本很高；常压介质阻挡放电处理不均匀；因此在纺织品生产中采用甚少。
过热水一般是指温度介于沸点(100℃)和临界温度(374.2℃)之间，压力介于1MPa和6MPa之间的液态水。随着温度的升高，水体系的密度降低，氢键作用减弱，水的粘度降低，扩散性增强。因此在该状态下水的介电常数明显低于液态水，而扩散系数和粘度又与气态水所类似。并且由于过热水所需压力较低，因此对反应设备材质和设计的要求远低于超临界流体和亚临界流体。由于过热水具有的众多特性，近年来被作为一种绿色溶剂广泛应用于萃取、合成、色谱检测等领域。
Rastogi S.等人于2004年报道称可以成功地将通过氢键作用结合的聚合物溶解于远低于临界温度的过热水，如PA4,6。该方法的提出开创了使用过热水溶解氢键结合材料这一新型环保方法的先河，并可以推广到生物大分子和其他合成材料领域。随后他们尝试使用过热水制备氨基酸水溶液。与传统物理化学处理过程相比，使用过热水制备具有低污染、耗时短、不使用化学试剂、纯度高等优点。但是，过热水法却一直没有被应用到纺织品加工整理过程中。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种低碳环保、不引入化学试剂的应用过热水溶解角蛋白和处理过的虾蟹壳进行羊毛防菌抑菌防缩等处理的方法。
本发明的技术方案是，一种处理羊毛的方法：
(1)将废弃的虾壳和/或蟹壳洗净，在温度为30-50℃下干燥后，粉碎，在3％-4％的盐酸溶液中，温度50-75℃反应16-25h，再洗至中性，干燥得到中间物质；
(2)将角蛋白材料和所述中间物质与纯净水按2-15：100的重量比在密闭容器中混合，在温度为225-235℃条件下反应95-120min，冷却后，用孔径为0.45-1.2微米的微孔滤膜过滤，得到过热水溶解的降解物；
(3)将羊毛纤维或毛条或全毛坯布浸渍于含有8-35％o.w.f Na2SO3溶液和5-16％o.w.f非离子表面活性剂的溶液的混合溶液中，或浸渍于含有5-30％o.w.f NaHSO3溶液和5-16％o.w.f非离子表面活性剂的溶液的混合溶液中，浴比为1:20-40，温度50-70℃，处理10-50min，取出后水洗，烘干，备用；
(4)将经过预处理的羊毛纤维或毛条或全毛坯布浸渍于10-120g/L过热水溶解的降解物和5-18％o.w.f.Na2SO3溶液的混合溶液中，pH 7.0-9.0，温度40-75℃。
步骤(2)角蛋白材料预处理流程包括过热水溶解、过滤、备用。
进一步，角蛋白材料在使用前需清洗，清洗为在60-75℃的热水中清洗。
更进一步，清洗为在水中清洗，所述水中加入0.8-1.0wt％的碳酸钠、0.6-0.8wt％的多磷酸盐以及0.6-0.8wt％的无磷标准洗涤剂ECE。
根据本发明所述的一种处理羊毛的方法，优选的是，所述角蛋白材料和所述中间物质的质量比为10-20:1。
根据本发明所述的一种处理羊毛的方法，优选的是，所述过热水溶解的降解物分子量为1000-2000Da。
根据本发明的一种处理羊毛的方法，优选的是，所述角蛋白材料为外胚层细胞的结构蛋白。
优选的是，所述角蛋白材料为废弃角蛋白材料。
进一步地，所述角蛋白材料选自毛发、指甲、羽毛中的一种或两种以上。更进一步地，优选羊毛、羽毛中的一种或两种。废弃的角蛋白材料可以是纺织行业的羊毛废弃物，或者养殖业的羽毛废弃物。
根据本发明的一种处理羊毛的方法，所述非离子表面活性剂选自聚氧乙烯醚类。
所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯醚类，例如烷基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚，和壬基酚聚氧乙烯醚，脂肪酸聚氧乙烯酯(AE)，高碳脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)等。
优选的是，所述浴比为1：25-35。
优选的是，所述角蛋白溶液整理的时间为30-200min。
进一步地，所述角蛋白溶液整理的时间为60-120min。
本发明是一种处理羊毛的方法，通过对羊毛织物进行预处理，然后将其放入到一定浓度的使用过热水法得到虾壳和/或蟹壳和角蛋白的降解物溶液中，在一定温度、浓度下处理一定时间，再进行充分洗涤，最后进行烘干。
本发明的有益效果是：
本发明首次提出使用过热水降解废弃角蛋白材料和虾壳和/或蟹壳得到的降解物溶液作为抗菌抑菌放缩和防毡缩整理剂对羊毛和羊毛织物进行放缩或防毡缩整理，该方法减少了化学试剂的应用，在达到良好的防缩或防毡缩和抑菌等效果的同时改善了织物手感。同时，整套工艺简单易操作，条件易控，具有生物相容性以及环境友好性，符合可持续发展要求，是一种绿色环保型的整理工艺。
附图说明
图1是实施例1羊毛织物的原样扫描电子显微镜照片。
图2是实施例1处理后的羊毛织物扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1：
将废弃的虾壳和/或蟹壳洗净，在温度为30℃下干燥后，粉碎，在4％的盐酸溶液中，温度60℃反应16h，再洗至中性，干燥得到中间物质；将角蛋白材料和所述中间物质与纯净水按3：100的重量比在密闭容器中混合，在温度为253℃条件下反应120min，冷却后，用孔径为0.45微米的微孔滤膜过滤，得到过热水溶解的降解物。
将2.5g羊毛与50mL纯净水混合置于反应釜中，加热至200℃，保温60min，过滤除去不溶物后备用。将2g羊毛织物浸渍于60mL含有10％o.w.f的Na2SO3和10％o.w.f聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂的溶液中，温度60℃，处理30min，取出后水洗，烘干。随后将经过预处理的羊毛织物浸渍在60mL上述制备的虾壳和/或蟹壳和角蛋白降解物溶液(50g/L)中，加入5％o.w.f的Na2SO3，调节pH＝8.0，温度75℃，处理120min，取出后充分水洗，烘干。
性能测试结果：羊毛织物的原样扫描电子显微镜照片见附图1，整理后的羊毛织物扫描电子显微镜照片见附图2。羊毛织物的原始毡缩率为19.88％，强力为497.35N；处理样的毡缩率为4.00％，强力为471.28N。图1中鳞片层清晰可见；图2中鳞片层被角蛋白覆盖，有效防毡缩。整理前和整理后的强度测试对比值表明，还原剂处理并未对羊毛纤维造成损伤。
实施例2：
将废弃的虾壳和/或蟹壳洗净，在温度为50℃下干燥后，粉碎，在3％的盐酸溶液中，温度75℃反应16h，再洗至中性，干燥得到中间物质；将角蛋白材料和所述中间物质与纯净水按5：100的重量比在密闭容器中混合，在温度为230℃条件下反应100min，冷却后，用孔径为0.8微米的微孔滤膜过滤，得到过热水溶解的降解物；
将5g羊毛与50mL纯净水混合置于反应釜中，加热至220℃，保温90min，过滤除去不溶物后备用。将2g羊毛织物浸渍于60mL含有30％o.w.f的Na2SO3和10％o.w.f聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂的溶液中，温度60℃，处理30min，取出后水洗，烘干。随后将经过预处理的羊毛织物浸渍在60mL上述制备的虾壳和/或蟹壳和角蛋白降解物溶液(100g/L)中，加入15％o.w.f的Na2SO3，调节pH＝9.0，温度65℃，处理90min，取出后充分水洗，烘干。
性能测试结果：羊毛织物的原始毡缩率为19.85％，强力为497.30N；整理样的毡缩率为5.14％，强力为452.76N。
实施例3：
将废弃的虾壳和/或蟹壳洗净，在温度为30-50℃下干燥后，粉碎，在3％-4％的盐酸溶液中，温度55℃反应20h，再洗至中性，干燥得到中间物质；将角蛋白材料和所述中间物质与纯净水按8：100的重量比在密闭容器中混合，在温度为225℃条件下反应120min，冷却后，用孔径为1.2微米的微孔滤膜过滤，得到过热水溶解的降解物；
将0.5g羊毛与50mL纯净水混合置于反应釜中，加热至180℃，保温90min，过滤除去不溶物后备用。将2g羊毛织物浸渍于60mL含有10％o.w.f的Na2SO3和10％o.w.f聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂的溶液中，温度60℃，处理30min，取出后水洗，烘干。随后将经过预处理的羊毛织物浸渍在60mL上述制备的虾壳和/或蟹壳和角蛋白降解物溶液(10g/L)中，加入5％o.w.f的Na2SO3，调节pH＝7.0，温度65℃，处理60min，取出后充分水洗，烘干。
性能测试结果：羊毛织物的原始毡缩率为19.80％，强力为497.35N；整理样的毡缩率为5.10％，强力为462.38N。
实施例4：
将废弃的虾壳和/或蟹壳洗净，在温度为45℃下干燥后，粉碎，在3.5％的盐酸溶液中，温度65℃反应20h，再洗至中性，干燥得到中间物质；将角蛋白材料和所述中间物质与纯净水按15：100的重量比在密闭容器中混合，在温度为232℃条件下反应100min，冷却后，用孔径为1.0微米的微孔滤膜过滤，得到过热水溶解的降解物。
将3.5g羊毛与50mL纯净水混合置于反应釜中，加热至200℃，保温60min，过滤除去不溶物后备用。将2g羊毛织物浸渍于60mL含有20％o.w.f的Na2SO3和10％o.w.f聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂的溶液中，温度60℃，处理30min，取出后水洗，烘干。随后将经过预处理的羊毛织物浸渍在60mL上述制备的虾壳和/或蟹壳和角蛋白降解物溶液(70g/L)中，加入10％o.w.f的Na2SO3，调节pH＝8.0，温度75℃，处理60min，取出后充分水洗，烘干。
性能测试结果：羊毛织物的原始毡缩率为19.85％，强力为497.35N；处理样的毡缩率为5.00％，强力为470.21N。
实施例5：
将废弃的虾壳和/或蟹壳洗净，在温度为50℃下干燥后，粉碎，在3.5％的盐酸溶液中，温度65℃反应22h，再洗至中性，干燥得到中间物质；将角蛋白材料和所述中间物质与纯净水按12：100的重量比在密闭容器中混合，在温度为230℃条件下反应110min，冷却后，用孔径为1.0微米的微孔滤膜过滤，得到过热水溶解的降解物。
将3g羊毛与50mL纯净水混合置于反应釜中，加热至190℃，保温反应80min，产生的过热水溶解羊毛角蛋白，过滤除去不溶物后备用。将2g羊毛织物浸渍于60mL含有22％o.w.f的NaHSO3和10％o.w.f脂肪醇聚氧乙烯醚的溶液中，温度65℃，处理35min，取出后水洗，烘干。随后将经过预处理的羊毛织物浸渍在60mL上述制备的虾壳和/或蟹壳和角蛋白降解物溶液(60g/L)中，加入10％o.w.f的Na2SO3，调节pH＝8.0，温度55℃，处理60min，取出后充分水洗，烘干。
性能测试结果：羊毛织物的原始毡缩率为19.84％，强力为497.35N；整理样的毡缩率为5.10％，强力为465.75N。
实施例6：
将废弃的虾壳和/或蟹壳洗净，在温度为45℃下干燥后，粉碎，在4％的盐酸溶液中，温度55℃反应18h，再洗至中性，干燥得到中间物质；将角蛋白材料和所述中间物质与纯净水按2：100的重量比在密闭容器中混合，在温度为230℃条件下反应100min，冷却后，用孔径为0.7微米的微孔滤膜过滤，得到过热水溶解的降解物。
将6g羽毛和羊毛混合物(1:1重量比混合)与50mL纯净水混合置于反应釜中，加热至200℃，保温反应80min，产生的过热水溶解羊毛角蛋白，过滤除去不溶物后备用。将2g羊毛织物浸渍于60mL含有25％o.w.f的NaHSO3和16％o.w.f脂肪醇聚氧乙烯醚的溶液中，温度65℃，处理35min，取出后水洗，烘干。随后将经过预处理的羊毛织物浸渍在60mL上述制备的虾壳和/或蟹壳和角蛋白降解物溶液(120g/L)中，加入10％o.w.f的Na2SO3，调节pH＝8.0，温度55℃，处理60min，取出后充分水洗，烘干。
性能测试结果：羊毛织物的原始毡缩率为19.78％，强力为497.35N；整理样的毡缩率为5.00％，强力为463.70N。
本发明是一种利用废弃角蛋白降解物作为防毡缩整理剂的方法，使用过热水法制备角蛋白溶液操作简单，不引入化学试剂，绿色环保。使用该角蛋白溶剂进行防毡缩整理工艺简单，整理效果好，不影响羊毛本身的强度，可以改善织物手感，并具有工业化应用前景。
Claims (10)
1.一种处理羊毛的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将废弃的虾壳和/或蟹壳洗净，在温度为30-50℃下干燥后，粉碎，在3％-4％的盐酸溶液中，温度50-75℃反应16-25h，再洗至中性，干燥得到中间物质；
(2)将角蛋白材料和所述中间物质与纯净水按2-15：100的重量比在密闭容器中混合，在温度为225-235℃条件下反应95-120min，冷却后，用孔径为0.45-1.2微米的微孔滤膜过滤，得到过热水溶解的降解物；
(3)将羊毛纤维或毛条或全毛坯布浸渍于含有8-35％o.w.f Na2SO3溶液和5-16％o.w.f非离子表面活性剂的溶液的混合溶液中，或浸渍于含有5-30％o.w.f NaHSO3溶液和5-16％o.w.f非离子表面活性剂的溶液的混合溶液中，浴比为1:20-40，温度50-70℃，处理10-50min，取出后水洗，烘干，备用；
(4)将经过预处理的羊毛纤维或毛条或全毛坯布浸渍于10-120g/L过热水溶解的降解物和5-18％o.w.f.Na2SO3溶液的混合溶液中，pH 7.0-9.0，温度40-75℃。
2.根据权利要求1所述的一种处理羊毛的方法，其特征在于，所述角蛋白材料和所述中间物质的质量比为10-20:1。
3.根据权利要求1所述的一种处理羊毛的方法，其特征在于，所述过热水溶解的降解物分子量为1000-2000Da。
4.根据权利要求1所述的一种处理羊毛的方法，其特征在于，所述角蛋白材料为外胚层细胞的结构蛋白。
5.根据权利要求1所述的一种处理羊毛的方法，其特征在于，所述角蛋白材料为废弃角蛋白材料。
6.根据权利要求4或5所述的一种处理羊毛的方法，其特征在于，所述角蛋白材料选自毛发、指甲、羽毛中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的一种处理羊毛的方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂选自聚氧乙烯醚类。
8.根据权利要求1所述的一种处理羊毛的方法，其特征在于，所述浴比为1：25-35。
9.根据权利要求1所述的一种处理羊毛的方法，其特征在于，所述角蛋白溶液整理的时间为30-200min。
10.根据权利要求9所述的一种处理羊毛的方法，其特征在于，所述角蛋白溶液整理的时间为60-120min。
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| CN102965958A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-03-13 | 江南大学 | 一种基于复合生物酶的羊毛制品二浴法防毡缩整理工艺 |
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