CN110306346A - 一种提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，属于纺织品染色技术领域，按质量份计，包括耐热弱酸性果胶酶5‑15份，角质酶5‑15份，宽pH纤维素酶5‑25份，C21单环二元酸盐1‑5份，生物质聚氧烷基醚10‑30份，N‑烷基邻苯二甲酰亚胺1‑5份，水40‑70份。本发明的提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，能一步完成精炼除油、抛光、涤纶染色工序，实现节能、省水、省时、减排，符合绿色印染的节能减排要求，又能降低废水的COD含量，实现了产品及印染工艺的创新。

Description

一种提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶及制备方法，属于纺织品染色技术领域。

背景技术

在各类纺织品中，涤棉混纺织物已成为混纺织物中最重要的一种，涤棉混纺织物在染整加工时需要兼顾两种不同性质的纤维。传统的中深色加工工艺为精炼除油→涤纶染色→还原清洗→抛光棉染色→皂洗等。该工艺过程冗长，严重耗时；使用的助剂生物降解性差，废水COD高；还原清洗后残留在纤维内部的碱在抛光染色工序容易引起pH的波动，影响抛光效果。因此，传统工艺需要耗费大量的电力及水资源，并加大了对环境的污染程度。随着能源、环保问题越来越受到重视，印染助剂面临前所未有的压力。

目前染整加工对助剂提出了更高的要求，因此需要对纺织物加工助剂进行改进。如中国专利，生物精炼酶T-PL(ZL200910041739.6)，其由下列原料按以下重量份组成：液体果胶酶:3-10份，酸性纤维素酶:36-72份，山梨醇:5-15份，山梨酸钾:0.5-1.0份。另有专利复合型练染一浴酶及染色方法(ZL201310751168.1)，所述酶括酸性纤维素酶5～30％，碱性果胶酶2～30％，碱性木聚糖酶0.1～20％，甘露聚糖酶0.1～10％，余量为水。

上述专利主要利用果胶酶与酸性纤维素酶等酶复配，用于精炼/抛光或精炼染色/抛光一浴法，既可减少加工工序的总步骤，又可降低处理废水的COD。但是，该专利中的复配酶对纤维上的蜡质和纺织油剂没有乳化分散作用，影响织物的吸水性，从而导致织物染色时出现染色色浅或有油斑、色斑现象；另外，专利中的酸性纤维素酶只对纤维素纤维起作用，处理纤维素织物后使织物强力损伤大。

而中国专利，一种涤纶织物染色除油剂及其制备方法(ZL201210485944.3)，其制备方法依次为：取重量份数为8-20份醇醚R1-O(EO)nH、3-8份醇醚R2-O(PO)c(EO)dH、2-7份醇醚R3-O(EO)fH、2-6份R4-(PO)a(EO)b磷酸酯、3-5份烷基磺酸钠、0.5-2份无机碱、0.1-1份螯合分散剂、2-4份溶剂和40-70份水作；将水、R4-(PO)a(EO)b磷酸酯和烷基磺酸钠混合，投加无机碱，反应20-40分钟；投加醇醚R1-O(EO)nH、醇醚R2-O(PO)c(EO)dH和醇醚R3-O(EO)fH，乳化；投加螯合分散剂；投加溶剂，得成品。上述染色除油剂虽然可把染色和除油工序合为一步，但是配方中的表面活性剂生物降解性不好，加之使用了含磷原料，导致印染废水处理困难并难以达到废水排放要求。

因此，如何选用生物酶和具有快速生物降解性、环保的表面活性剂，开发一种既可大幅缩短加工流程，有效减少织物的起毛球性，又能降低使用后废水COD和环境友好的多功能涤棉混纺织物炼染产品，是目前助剂行业的一道重大技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种既能提高涤棉针织物抗起毛球性能，又能去除棉纤维上的果胶、蜡质及涤纶纤维上的油剂，同时达到分散染料匀染的炼染酶。

本发明的另一目的在于提供一种工艺简单、反应稳定性强的制备上述炼染酶的方法。

为了实现上述目的，本发明采用一种提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，按质量份计，包括耐热弱酸性果胶酶5-15份，角质酶5-15份，宽pH纤维素酶5-25份，C21单环二元酸盐1-5份，生物质聚氧烷基醚10-30份，N-烷基邻苯二甲酰亚胺1-5份，水40-70份。

作为改进，所述C21单环二元酸盐为C21单环二元酸钠、C21单环二元酸钾、C21单环二元酸铵中的一种或上述组分以任意比例混合。

作为改进，所述生物质聚氧烷基醚采用生物质聚氧烷基醚(E0＝10)、生物质聚氧烷基醚(E0＝13)、生物质聚氧烷基醚(E0＝16)中的一种或上述组分以任意比例混合。

作为改进，所述生物质聚氧烷基醚采用碳链长为12、21中的一种或两者的混合。

作为改进，所述生物质聚氧烷基醚，按1g表面活性剂+100g 5wt％的NaCl水溶液的方法测试浊点为80-100℃。

作为改进，所述N-烷基邻苯二甲酰亚胺采用N-乙基邻苯二甲酰亚胺、N-丙基邻苯二甲酰亚胺中的一种或两者以任意比例混合。

作为改进，所述弱酸性果胶酶的酶活力为450APSU-CA/g。

作为改进，所述宽pH纤维素酶的酶活力为40000ECU/g。

本发明所述角质酶为诺维信公司提供。

另外，本发明还提供了一种所述提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶的制备方法，步骤如下：

a)按照上述配比称取相应原料，备用；

b)常温常压下，在装有搅拌器的反应釜中加入水、C21单环二元酸盐、生物质聚氧烷基醚，搅拌10-15分钟；

c)在持续搅拌的状态下，向步骤b)制得混合物中，滴加N-烷基邻苯二甲酰亚胺，滴加时间为10-15分钟；

d)在持续搅拌的状态下，向步骤c)所得混合物中，滴加耐热弱酸性果胶酶、角质酶、宽pH纤维素酶，滴加时间为20-30分钟，每种酶添加时间为5-10分钟；

e)持续搅拌15-25分钟，出料即可得提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶。

与现有技术相比，本发明的提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，其优点如下：

1、本发明的提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶中，采用耐热弱酸性果胶酶、角质酶和宽pH纤维素酶的复配体系。首先，角质酶既可以催化水解不溶性多聚体植物角质的酯键，也可以作用于其它长链、短链脂肪酸酯、乳化的甘油三酯和可溶性的合成酯等，是一种多功能裂解酶。角质酶用于棉纤维生物煮练，可水解角质层，提高原棉的润湿性，与耐热弱酸性果胶酶具有较好的协同效应，两者复配可实现棉纤维的生物精练和合成纤维的生物改性，与宽pH纤维素酶复配，有利于涤棉纤维的染色和抛光，可有效减少纤维的强力损失。其次，织物上的果胶、角质层的去除，更有利于纤维素酶与纤维接触，加速纤维素的抛光作用，依靠抛光作用促进果胶等杂质从织物上脱落，从而进一步提高精炼效果。

2、本发明的提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶中，采用N-烷基邻苯二甲酰亚胺和生物质聚氧烷基醚的复配体系。首先，生物质聚氧烷基醚具有助溶分散性强、表面活性强等优点，除了在炼染过程中能大幅促进织物上的油剂、果胶、蜡质等的进一步去除和乳化分散于工作液中，防止其返沾于织物外；还可加速N-烷基邻苯二甲酰亚胺的溶解，提高N-烷基邻苯二甲酰亚胺的分散性能；其次，生物质聚氧烷基醚和N-烷基邻苯二甲酰亚胺结构中有充足的乙氧基、苯环、氨基等亲染料、亲纤维的基团，在配方体系中存着协同效应，改善了染色升温过程中染料粒子的互溶、吸附、解吸效应，从而达到匀染的效果。

3、本发明的提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶中，采用C21单环二元酸盐的增效体系。由于C21单环二元酸盐具有助溶分散性，减少许多油类物质等的再沉积，显著增加配方体系的高盐稳定性的功能，所以，在配方中加入C21单环二元酸盐，提高了染料的上染率，对匀染性的提升更明显，有效避免了游离的污物粒子对纺织物纤维的二次污染，确保了精炼、染色效果。

4、使用本发明的提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶处理涤棉针织物，既可减少炼染总步骤(把传统三浴三步工艺优化成一浴一步工艺)，又可降低污水量及BOD/COD含量；既保证织物具有良好的印染加工性能，又可实现纺织的绿色加工，减轻对环境的污染。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

实施例1

一种提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，按质量份计，包括耐热弱酸性果胶酶8份，角质酶(诺维信公司)8份，宽pH纤维素酶10份，C21单环二元酸钠5份，生物质聚氧烷基醚(C＝21，EO＝16)10份，生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝13)10份，N-乙基邻苯二甲酰亚胺2份，去离子水47份；其中，采用的生物质聚氧烷基醚，按1g表面活性剂+100g 5wt％的NaCl水溶液的方法测试浊点为80-100℃；

上述炼染酶的制备方法，包括如下步骤：

a)按照上述配比称取相应原料，备用；

b)常温常压下，在装有搅拌器的反应釜中加入水、C21单环二元酸钠、生物质聚氧烷基醚(C＝21，EO＝16)、生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝13)，搅拌15分钟；

c)在持续搅拌的状态下,向步骤b)所得混合物中，滴入N-乙基邻苯二甲酰亚胺，滴加时间为10分钟；

d)在持续搅拌的状态下，向步骤c)所得混合物中，滴入耐热弱酸性果胶酶、角质酶、宽pH纤维素酶，滴加时间为20分钟；

e)持续搅拌20分钟，然后出料，即可得提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶。

实施例2

一种提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，按质量份计，包括耐热弱酸性果胶酶10份，角质酶5份，宽pH纤维素酶8份，C21单环二元酸氨5份，生物质聚氧烷基醚(C＝21，EO＝16)10份，生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝10)10份，N-丙基邻苯二甲酰亚胺4份，去离子水48份；其中，采用的生物质聚氧烷基醚(C＝21，EO＝16)、生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝10)，按1g表面活性剂+100g 5wt％的NaCl水溶液的方法测试浊点为80-100℃；

所述炼染酶的制备方法，包括如下步骤：

a)按照上述配比称取相应原料，备用；

b)常温常压下，在装有搅拌器的反应釜中加入水、C21单环二元酸氨、生物质聚氧烷基醚(C＝21，EO＝16)、生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝10)，搅拌10分钟；

c)在持续搅拌的状态下，向步骤b)所得混合物中，滴入N-丙基邻苯二甲酰亚胺，滴加时间为12分钟；

d)在持续搅拌的状态下，向步骤c)所得混合物中，滴入耐热弱酸性果胶酶、角质酶、宽pH纤维素酶，滴加时间为25分钟；

e)持续搅拌步骤d)所得混合物，搅拌时间15分钟，然后出料即可得提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶。

实施例3

一种提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，按质量份计，包括耐热弱酸性果胶酶5份，角质酶10份，宽pH纤维素酶8份，C21单环二元酸氨2份，C21单环二元酸钾3份，生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝10)3份，生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝13)8份，生物质聚氧烷基醚(C＝21，EO＝16)12份，N-乙基邻苯二甲酰亚胺3份，去离子水46份；

所述炼染酶的制备方法，包括如下步骤：

a)按照上述配比称取相应原料，备用；

b)常温常压下，在装有搅拌器的反应釜中加入水、C21单环二元酸钾、C21单环二元酸氨、生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝10)、生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝13)、生物质聚氧烷基醚(C＝21，EO＝16)，并搅拌15分钟；

c)在持续搅拌的状态下，向步骤b)所得混合物中，滴入N-乙基邻苯二甲酰亚胺，滴加时间为15分钟；

d)在持续搅拌的状态下，向步骤c)所得混合物中加入耐热弱酸性果胶酶、角质酶、宽pH纤维素酶，添加时间为28分钟；

e)持续搅拌步骤d)所得混合物，搅拌时间20分钟，然后出料即可得提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶。

实施例4

一种提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，按质量份计，包括耐热弱酸性果胶酶6份，角质酶6份，宽pH纤维素酶8份，C21单环二元酸氨2份，C21单环二元酸钠1份，C21单环二元酸钾1份，生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝10)10份，生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝13)5份，生物质聚氧烷基醚(C＝21，EO＝16)5份，N-乙基邻苯二甲酰亚胺2份，N-丙基邻苯二甲酰亚胺2份，去离子水52份；采用的生物质聚氧烷基醚，按1g表面活性剂+100g 5wt％的NaCl水溶液的方法测试浊点为80-100℃；

所述炼染酶的制备方法，包括如下步骤：

a)按照上述配比称取相应原料，备用；

b)常温常压下，在装有搅拌器的反应釜中加入水、C21单环二元酸氨、C21单环二元酸钠、C21单环二元酸钾、生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝10)、生物质聚氧烷基醚(C＝12，EO＝13)、生物质聚氧烷基醚(C＝21，EO＝16)，并搅拌10分钟；

c)在持续搅拌的状态下，向步骤b)所得混合物中加入N-乙基邻苯二甲酰亚胺、N-丙基邻苯二甲酰亚胺，添加时间为13分钟；

d)在持续搅拌的状态下，向步骤c)所得混合物中，加入耐热弱酸性果胶酶、角质酶、宽pH纤维素酶，添加时间为23分钟；

e)持续搅拌步骤d)所得混合物，搅拌时间20分钟，然后出料即可得提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶。

实施例5

一种提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，按质量份计，包括耐热弱酸性果胶酶10份，角质酶6份，宽pH纤维素酶8份，C21单环二元酸氨3份，C21单环二元酸钾1份，生物质聚氧烷基醚(C＝21，EO＝16)15份，N-乙基邻苯二甲酰亚胺1份，N-丙基邻苯二甲酰亚胺1份，去离子水55份；

所述炼染酶的制备方法，包括如下步骤：

a)按照上述配比称取相应原料，备用；

b)常温常压下在装有搅拌器的反应釜中加入水、C21单环二元酸氨、C21单环二元酸钾、生物质聚氧烷基醚(C＝21，EO＝16)，并搅拌15分钟；

c)在持续搅拌的状态下，向步骤b)所得混合物中，滴入N-乙基邻苯二甲酰亚胺、N-丙基邻苯二甲酰亚胺，滴加时间为10分钟；

d)在持续搅拌的状态下，向步骤c)所得混合物中，加入耐热弱酸性果胶酶、角质酶、宽pH纤维素酶，添加时间为22分钟；

e)持续搅拌步骤d)所得混合物，搅拌时间20分钟，然后出料即可得提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶。

通过采用本发明的提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，对65/35涤棉织物进行炼染处理，处理工艺为：

①浴比1:8，加入冰醋酸升温至55℃运行5min后测试PH约5.8，再加入本发明的炼染酶1.5％；

②55℃保温运行90min，加入分散染料黑3％，升温至130℃保温运行30min；

③降温至85℃，加入还原清洗剂3％，保温运行20min，排水，清洗。

处理后的织物：布面平整、无油斑、得色均匀，其皂洗牢度为3-5级、毛效为≥8cm/30min、抗起毛起球为3-4级。

对比实施例1

除油精炼剂采用异构十三醇聚氧乙烯醚复配，活性物量为25％；

中性抛光酶的酶活力为8000ECU/g；

匀染剂由A料和B料复配，A:B的比例为1:2，活性含量为25％；

采用以上助剂产品对65/35涤棉织物进行炼染处理，处理工艺为：

①浴比1:8，进水，加入除油精炼剂1％升温至95℃运行30min，排水；

②进水，加入冰醋酸升温至55℃运行5min后测试PH约5.8，再加入中性抛光酶0.5％，55℃保温运行90min，排水；

③进水，加入匀染剂1％、冰醋酸0.5％、分散染料黑3％，升温至130℃保温运行30min，降温至85℃，加入还原清洗剂3％，保温运行20min，排水，清洗。

采用本发明各实施例制得炼染酶与对比实施例的助剂，分别处理65/35涤棉织物，进行处理效果对比，具体结果如下表1所示。

表1不同助剂处理65/35涤棉织物的效果

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	对比实施例1
							抗起毛起球/级	4	3.0	3.5	4	3.5	3.0
毛效/cm/30min	14.8	16.1	15.3	16.6	10.4	12.7
							牢度/级	4	4	4	4	4	4
匀染性	好	好	极好	极好	好	好
							用水量/缸	2	2	2	2	2	4

分析表1可知，与对比实施例相比，采用本发明的炼染酶处理涤棉织物，抗起毛起球、毛效性能均有一定程度的改善，同时匀染性也有一定程度的提高，用水量明显减少。

本发明的提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，能一步完成精炼除油、抛光、涤纶染色工序，实现节能、省水、省时、减排，符合绿色印染的节能减排要求，又能降低废水的COD含量，实现了产品及印染工艺的创新。

Claims (9)

1.一种提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，其特征在于：按质量份计，包括耐热弱酸性果胶酶5-15份，角质酶5-15份，宽pH纤维素酶5-25份，C21单环二元酸盐1-5份，生物质聚氧烷基醚10-30份，N-烷基邻苯二甲酰亚胺1-5份，水40-70份。

2.根据权利要求1所述提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，其特征在于：所述C21单环二元酸盐为C21单环二元酸钠、C21单环二元酸钾、C21单环二元酸铵中的一种或上述组分以任意比例混合。

3.根据权利要求1所述提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，其特征在于：所述生物质聚氧烷基醚采用生物质聚氧烷基醚(E0＝10)、生物质聚氧烷基醚(E0＝13)、生物质聚氧烷基醚(E0＝16)中的一种或上述组分以任意比例混合。

4.根据权利要求3所述提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，其特征在于：所述生物质聚氧烷基醚采用碳链长为12、21中的一种或两者的混合。

5.根据权利要求3或4所述提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，其特征在于：所述生物质聚氧烷基醚，按1g表面活性剂+100g5wt％的NaCl水溶液的方法测试浊点为80-100℃。

6.根据权利要求1所述提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，其特征在于：所述N-烷基邻苯二甲酰亚胺采用N-乙基邻苯二甲酰亚胺、N-丙基邻苯二甲酰亚胺中的一种或两者以任意比例混合。

7.根据权利要求1所述提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，其特征在于：所述弱酸性果胶酶的酶活力为450APSU-CA/g。

8.根据权利要求1所述提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶，其特征在于：所述宽pH纤维素酶的酶活力为40000ECU/g。

9.一种权利要求1-8任一项所述提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶的制备方法，其特征在于：步骤如下：

a)按照上述配比称取相应原料，备用；

b)常温常压下，在装有搅拌器的反应釜中加入水、C21单环二元酸盐、生物质聚氧烷基醚，搅拌10-15分钟；

c)在持续搅拌的状态下，向步骤b)制得混合物中，滴加N-烷基邻苯二甲酰亚胺，滴加时间为10-15分钟；

d)在持续搅拌的状态下，向步骤c)所得混合物中，滴加耐热弱酸性果胶酶、角质酶、宽pH纤维素酶，滴加20-30分钟；

e)持续搅拌15-25分钟，出料即可得提升涤棉针织物抗起毛球性能的炼染酶。