CN108049221A - 低温皂洗酶及其制备方法和应用，及低温皂洗工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低温皂洗酶，按重量百分比计，包括：碱性脂肪酶10～50％；乙烯基吡咯烷酮共聚物10～25％；马来酸类共聚物10～40％；苯酚磺酸基缩合物10～30％；助剂5～15％。本发明提供的低温皂洗酶通过碱性脂肪酶的去污作用、乙烯基吡咯烷酮共聚物的防沾色作用、马来酸类共聚物的去浮色效果以及苯酚磺酸基缩合物的固色效果，通过组分间协同配合，达到对织物去污、去浮色、以及固色的综合作用效果。此外，本发明提供的低温皂洗酶可在低温条件下进行皂洗，达到低能耗、低排放、低污染的环保效果。本发明还提供一种低温皂洗酶的制备方法及应用及低温皂洗工艺。

Description

低温皂洗酶及其制备方法和应用，及低温皂洗工艺

技术领域

本发明属于染整皂洗技术领域，具体涉及一种低温皂洗酶、低温皂洗酶制备方法及低温皂洗工艺。

背景技术

活性染料色谱齐全，色泽鲜艳，成本低，染色工艺成熟，因此，80％以上的纤维素纤维染色和印花均采用活性染料。活性染料种类繁多，化学结构多样，其反应效率也各有差异，但是它们都不能与纤维素纤维完全反应。此外，在上染固着纤维的同时，染料还会发生水解，即活性染料中的活性基被羟基所取代而形成水解染料。这些未固着的染料和水解染料，其扩散和吸附性能与原来的活性染料非常相似，因此容易吸附在纤维表面，严重影响染色和印花织物的色牢度。此外，一些未固着的染料和水解染料，在碱性试剂和温度压力作用下，与纤维结合，容易导致沾色。

活性染料后处理过程中，皂洗是一个非常必要和重要的过程。皂洗过程是促使纤维表面未固着的水解染料扩散到纤维表面，同时解吸到水溶液中。皂洗过程中皂洗剂通过与染料间物理化学作用，洗脱粘在纤维上的水解染料、未与纤维键合的染料和其他杂质，洗下来的浮色和皂洗剂结合在一起，并利用皂洗剂的分散、悬浮、络合作用使之不再反沾到织物上，从而达到提高皂洗牢度和防沾色的目的。

目前，市面上销售的皂洗剂多为多种表面活性剂复配而成的皂洗剂，该种皂洗剂皂洗时温度高达95℃以上，能耗大，且需要消耗大量的水，造成资源浪费和环境污染，且这些皂洗剂多数是以马来酸丙烯酸共聚物作为主要物质配制而成，虽有较强的去浮色效果，但却不具备防沾色和固色效果。

因此，制备一种低能耗、环保，能够实现低温皂洗，且具有防沾色、固色效果的皂洗剂十分必要。

发明内容

本发明目的之一在于提供一种能够实现低温皂洗，且具有防沾色、固色效果的低温皂洗酶及其制备方法，解决现有技术中皂洗剂能耗高、防沾色、固色效果差的技术问题。

本发明的目的之二在于提供一种低温皂洗酶的皂洗工艺。

为实现上述目的，本发明提供一种低温皂洗酶，按重量百分比计，包括：碱性脂肪酶10～50％；乙烯基吡咯烷酮共聚物10～25％；马来酸类共聚物10～40％；苯酚磺酸基缩合物10～30％；助剂5～15％。

碱性脂肪酶在碱性条件下能将织物中的油污分解成甘油二脂、甘油单酯及脂肪酸等较易溶于水的物质，碱性脂肪酶可实现低温条件下复配皂洗剂的去污效果。

具体地，所述乙烯基吡咯烷酮共聚物为N-乙烯基吡咯烷酮乙烯基咪唑共聚物、N-乙烯基吡咯烷酮乙酸乙烯酯共聚物、N-乙烯基吡咯烷酮丙烯酸酰胺共聚物中的一种或多种。乙烯基吡咯烷酮共聚物分子中具有内酰胺结构，与染料中的羟基、磺酸基、羧基结合，对染料分子具有亲和性，乙烯基吡咯烷酮共聚物分子覆盖在纤维布料表面，防止染料分子或其水解物结合在纤维布料表面，以起到防沾色作用。

具体地，所述马来酸类共聚物为马来酸丙烯酸共聚物、马来酸苯乙烯共聚物、马来酸甲基丙烯酸共聚物中的一种或多种。马来酸类共聚物具有较强的耐硬水能力，可阻止水中的金属离子与染料中的水溶性基团结合，形成难溶于水的沉淀。其中，马来酸丙烯酸共聚物可大幅度提高皂洗剂的洗涤能力，且具有很强的抗沉积能力，能有效的去除染料浮色，提高织物的色牢度。

具体地，所述苯酚磺酸基缩合物为苯酚磺酸钠、甲基苯酚磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚缩合物磺酸盐、苯酚磺酸缩合物盐中的一种或多种。苯酚磺酸基缩合物常作为染料中间体和染料助剂。具有固色和保色效果，苯酚磺酸基缩合物包覆于纤维表面，表面的磺酸基的负电荷对纤维内的酸性染料有斥力，使染料和水分子结合的机会减小，从而提高色牢度。

具体地，所述助剂包括分散剂和/或碱性化合物。

较佳地，所述分散剂为2-萘磺酸甲醛聚合物钠盐(NNO)。2-萘磺酸甲醛聚合物钠盐分散性能优良，可保证低温皂洗酶中各个组份均匀分散在整个体系中，此外，在皂洗过程中，未固着的染料和水解染料由于2-萘磺酸甲醛聚合物钠盐的分散作用，可均匀分散在悬浮液中，避免发生聚集沉淀，造成对纤维织物的再次沾染。

具体地，所述碱性化合物为偏硅酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠中的一种或多种。

本发明还提供一种低温皂洗酶的制备方法，称取配方量的所述乙烯基吡咯烷酮共聚物；配方量的所述马来酸类共聚物；配方量的所述苯酚磺酸基缩合物以及配方量的所述助剂于锥形粉剂搅拌机中搅拌均匀，随后加入配方量的所述碱性脂肪酶混合均匀，制得所述低温皂洗酶。碱性脂肪酶在碱性条件下具有较高的活性，为不损害碱性脂肪酶的活性，在制备过程中，先将其他组分混合均匀，构成稳定的复配体系，以保证碱性脂肪酶的活性不受损坏。另外，使用锥形粉剂搅拌机，由于搅拌轴的公转而使粉体沿着锥体壁作圆周运动，搅拌轴的自转使粉体向锥体中央排放作径向运动，而锥形结构设计可使粉剂由于重力作用、锥形壁的支持作用及搅拌轴的搅拌作用做上下往复运动，这几种组合运动方式造成粉剂多方向的混合流动，使混合物料在锥形粉剂搅拌机内迅速混合均匀。

具体地，若助剂同时包含分散剂和碱性化合物，则先将乙烯基吡咯烷酮共聚物、马来酸类共聚物、苯酚磺酸基缩合物和分散剂于锥形粉剂搅拌机中搅拌均匀，随后加入碱性化合物，构成稳定的复配体系，最后再加入碱性脂肪酶混合均匀，制得所述低温皂洗酶。

本发明还提供一种低温皂洗酶的低温皂洗工艺，包括：

(1)对纤维织物进行染色处理，染色工序结束后，排掉染色液，对织物进行冷洗，冷洗结束后进行50～60℃热洗；

(2)加入所述低温皂洗酶，所述低温皂洗酶的用量为0.5～1g/L，升温至55～60℃进行皂洗10～30min，过酸，随后进行40～70℃热洗，热洗结束后进行排液。

与传统皂洗工艺相比，本发明中皂洗温度为55～60℃，可减少蒸汽用量，降低皂洗成本，从而大大节省能源消耗，达到节能减排的环保效果。

本发明还提供一种低温皂洗酶在织物中的应用。将低温皂洗酶运用于织物皂洗过程中，不仅可以提高织物的色牢度，也可减少高温皂洗对织物的损坏。

与现有技术相比，本发明提供的低温皂洗酶按重量百分比计，包括：碱性脂肪酶10～50％；乙烯基吡咯烷酮共聚物10～25％；马来酸类共聚物10～40％；苯酚磺酸基缩合物10～30％；助剂5～15％。其中，碱性脂肪酶可实现低温皂洗的目的，其在碱性条件下具有很好的生物活性，可将织物中的油污分解成甘油二脂、甘油单酯及脂肪酸等较易溶于水的物质，达到去除油污的作用效果。乙烯基吡咯烷酮共聚物对染料分子具有亲和性，可防止染料分子或其水解物结合在纤维布料表面，起到防沾色作用。马来酸类共聚物具有较强的耐硬水能力，可阻止水中的金属离子与染料中的水溶性基团结合，形成难溶于水的沉淀，可有效的去除染料浮色，提高织物的色牢度。苯酚磺酸基缩合物表面的磺酸基的负电荷对纤维内的酸性染料有斥力，使染料和水分子结合的机会减小，起到固色和保色的效果。本发明提供的低温皂洗酶通过碱性脂肪酶的去污作用、乙烯基吡咯烷酮共聚物的防沾色作用、马来酸类共聚物的去浮色效果以及苯酚磺酸基缩合物的固色效果，通过组分间协同配合，达到对织物去污、去浮色、以及固色的综合作用效果。此外，本发明提供的低温皂洗酶可在低温条件下进行皂洗，达到低能耗、低排放、低污染的环保效果。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和有益效果，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。需说明的是，下述实施所述方法是对本发明做的进一步解释说明，不应当作为对本发明的限制。

本发明提供的低温皂洗酶按重量百分比计，包括：碱性脂肪酶10～50％；乙烯基吡咯烷酮共聚物10～25％；马来酸类共聚物10～40％；苯酚磺酸基缩合物10～30％；助剂5～15％。其中，碱性脂肪酶所占百分比具体可为：10％、15％、20％、25％、28％、30％、40％、45％、50％，乙烯基吡咯烷酮共聚物具体可为10％、15％、20％、22％、25％，马来酸类共聚物具体可为10％、15％、20％、25％、27％、30％、35％、40％，苯酚磺酸基缩合物具体可为10％、15％、18％、20％、25％、28％、30％，助剂所占百分比具体可为5％、6％、7％、8％、9％、9.5％、10％、12％、14％、15％，若助剂只包含分散剂或只包含碱性化合物，则单独的分散剂或单独的碱性化合物占低温皂洗酶的5～15％，若助剂同时包含分散剂和碱性化合物，则分散剂和碱性化合物的总和占低温皂洗酶的5～15％，其中分散剂占助剂的20～80％。

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

低温皂洗酶包括碱性脂肪酶10％、N-乙烯基吡咯烷酮乙烯基咪唑共聚物10％、马来酸丙烯酸共聚物40％、苯酚磺酸钠30％、NNO 5％、偏硅酸钠5％。将10％N-乙烯基吡咯烷酮乙烯基咪唑共聚物、40％马来酸丙烯酸共聚物、30％苯酚磺酸钠、5％NNO于锥形粉剂搅拌机中混合均匀，随后加入5％偏硅酸钠继续混合，最后加入10％的碱性脂肪酶混合均匀，最终制得低温皂洗酶。

实施例2

低温皂洗酶包括碱性脂肪酶50％、N-乙烯基吡咯烷酮乙酸乙烯酯共聚物25％、马来酸苯乙烯共聚物10％、甲基苯酚磺酸钠10％、NNO 2.5％、碳酸氢钠2.5％。将25％N-乙烯基吡咯烷酮乙酸乙烯酯共聚物、10％马来酸苯乙烯共聚物、10％甲基苯酚磺酸钠、2.5％NNO于锥形粉剂搅拌机中混合均匀，随后加入2.5％碳酸氢钠继续混合，最后加入50％的碱性脂肪酶混合均匀，最终制得低温皂洗酶。

实施例3至6以及对比例1至3，除各组份的成分和含量不同外，其他步骤均与实施例1或2相同。实施例3至6以及对比例1至3的各组份的成分及含量具体见表1。

为检测本发明提供的低温皂洗酶的皂洗效果，实施例1至6及对比例1至3采用低温皂洗工艺，对比例4中皂洗剂为德国汉姆NP-8.6，皂洗工艺采用传统皂洗工艺。

表1各实施例及对比例成分及含量

低温皂洗工艺：按照传统的染色方法的得到纯棉针织色布，染色结束后，排掉染色液，对色布进行冷洗，冷洗结束后进行50～60℃热洗，热洗温度可为50℃、55℃、60℃。为统一处理，实施例1至6，及对比例1至3中均使用60℃。热洗结束后，分别在不同缸中加入实施例1至6，及对比例1至3的皂洗酶，每缸中皂洗酶的用量为0.5～1g/L，在此处统一添加量为0.5g/L，随后升温至55～60℃进行皂洗10～30min，此处统一皂洗温度为60℃，皂洗时间为20min，过酸，随后进行40～70℃热洗，此处统一热洗温度为65℃，热洗结束后进行排液。

传统皂洗工艺：按照传统的染色方法的得到纯棉针织色布，染色结束后，排掉染色液，对色布进行冷洗，冷洗(2道)，冷洗结束后，升温至80℃，加酸中和，中和后继续进行冷洗，冷洗结束后进入皂洗工艺。在缸中加入对比例4中的普通皂洗剂，皂洗剂的用量为1g/L，随后升温至95℃皂洗20min，再接着进行冷洗、80℃热洗，最后冷洗(2道)，结束后排液，收集皂洗残液。

耐摩擦牢度测试

采用GB/T 3920-2008标准，将皂洗结束后的纯棉针织色布分别与一块干摩擦布和一块湿摩擦布摩擦，评定摩擦沾色程度。

耐皂洗色牢度测试

采用GB/T 3921-2008标准，将皂洗结束后的纯棉针织色布与标准的衬布缝合在一起，放入配置好的皂液里，在规定的温度和时间下机械搅动，再经过清洗和干燥，以原样为参照物，评定试样的变色和衬布的沾色效果。

表2各实施例及对比例检测结果

实施例	干摩擦牢度	湿摩擦牢度	皂洗牢度
				实施例1	4	3-4	3-4
实施例2	4	3-4	3-4
				实施例3	4	3-4	3-4
实施例4	4-5	4	4
				实施例5	3-4	3	3
实施例6	3-4	3	3
				对比例1	3	2-3	2-3
对比例2	3	2-3	2-3
				对比例3	3	2-3	2-3
对比例4	3	2-3	2-3

从表2中数据可以看出，所有实施例的摩擦牢度及皂洗牢度均高于对比例1至3。比较实施例1至6，及对比例1至3的成分，对比例1至3中未同时包含乙烯基吡咯烷酮共聚物、马来酸类共聚物和苯酚磺酸基缩合物，因此，对比例1至3的摩擦牢度和皂洗牢度低于实施例。

比较实施例1至4与实施例5、6，实施例1至4的摩擦牢度和皂洗牢度高于实施例5和6，是因为实施例1至4中的助剂同时包含了分散剂和碱性化合物，而实施例5只含有分散剂、实施例6只含有碱性化合物。

比较实施例1至6与对比例4，实施例1至6均属于本发明提供的低温皂洗酶，其在进行低温皂洗工艺后，达到的摩擦牢度与皂洗牢度均不低于对比例4。与对比例4中采用普通的皂洗剂，并进行传统皂洗工艺相比，本发明提供的低温皂洗酶皂洗效果好，皂洗温度低，可大大减少能源消耗，降低生产成本。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种低温皂洗酶，其特征在于，按重量百分比计，包括：碱性脂肪酶10～50％；乙烯基吡咯烷酮共聚物10～25％；马来酸类共聚物10～40％；苯酚磺酸基缩合物10～30％；助剂5～15％。

2.如权利要求1所述的低温皂洗酶，其特征在于，所述乙烯基吡咯烷酮共聚物为N-乙烯基吡咯烷酮乙烯基咪唑共聚物、N-乙烯基吡咯烷酮乙酸乙烯酯共聚物、N-乙烯基吡咯烷酮丙烯酸酰胺共聚物中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的低温皂洗酶，其特征在于，所述马来酸类共聚物为马来酸丙烯酸共聚物、马来酸苯乙烯共聚物、马来酸甲基丙烯酸共聚物中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的低温皂洗酶，其特征在于，所述苯酚磺酸基缩合物为苯酚磺酸钠、甲基苯酚磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚缩合物磺酸盐、苯酚磺酸缩合物盐中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的低温皂洗酶，其特征在于，所述助剂包括分散剂和/或碱性化合物。

6.如权利要求5所述的低温皂洗酶，其特征在于，所述分散剂为2-萘磺酸甲醛聚合物钠盐。

7.如权利要求5所述的低温皂洗酶，其特征在于，所述碱性化合物为偏硅酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠中的一种或多种。

8.如权利要求1～7任一项所述的低温皂洗酶的制备方法，其特征在于，称取配方量的所述乙烯基吡咯烷酮共聚物；配方量的所述马来酸类共聚物；配方量的所述苯酚磺酸基缩合物以及配方量的所述助剂于锥形粉剂搅拌机中搅拌均匀，随后加入配方量的所述碱性脂肪酶混合均匀，制得所述低温皂洗酶。

9.如权利要求1～7任一项所述的低温皂洗酶的低温皂洗工艺，其特征在于，包括：

(1)对纤维织物进行染色处理，染色工序结束后，排掉染色液，对织物进行冷洗，冷洗结束后进行50～60℃热洗；

(2)加入如权利要求1～7任一项所述低温皂洗酶，所述低温皂洗酶的用量为0.5～1g/L，升温至55～60℃进行皂洗10～30min，过酸，随后进行40～70℃热洗，热洗结束后进行排液。

10.如权利要求1～7任一项所述的低温皂洗酶在织物中的应用。