CN1207461C - 羊毛生物改性处理的方法 - Google Patents

Abstract

一种羊毛生物改性处理的方法，包括步骤：a.采用脂肪酶对普通的羊毛进行处理；b.然后，用过氧化氢和过氧化氢酶对羊毛进行氧化处理；c.接着，使用蛋白酶对羊毛进行处理；及d.最后采用平滑剂和柔软剂进行改善手感的处理，本发明的优点是：经处理的织物光泽明亮，色泽鲜艳，手感滑爽、蓬松、柔软，防毡缩、抗起球，符合“机可洗”要求；且该采用方法进行改性处理可节约能源，减少或防止环境污染，及防止织物对人产生不良刺激及潜在危害。

Description

羊毛生物改性处理的方法

本发明涉及一种通过生物技术对羊毛进行改性处理的方法，尤其涉及一种采用生物酶对羊毛或毛腈混纺的纱线及其前道的散纤维、毛条进行改性与丝光处理，并以此改善羊毛织物光泽、色泽、手感、防毡缩、抗起球等性能的方法。

羊毛属于一种天然的动物蛋白质纤维，由于其表面覆盖有大量小鳞片，因此，当普通羊毛织物在服用或洗涤时，羊毛纤维表面的鳞片层之间便会产生定向摩擦效应，使羊毛织物产生毡缩及起球现象。近年来，随着羊毛织物向内衣化和轻薄型方向的发展，人们对羊毛织物服用与护理的要求也越来越高，如要求羊毛服装可以“机可洗”，服用或洗涤后可以抗皱或免烫，手感柔软以及可以抗起球，等等。实际上，羊毛织物要实现以上这些功能的处理并不是完全独立的，而是相辅相成、密切相关的，其中最为基本的任务就是要解决好羊毛织物的防毡缩问题。

羊毛织物可以通过多种途径来实现防毡缩的目的，其依据就是建立在减少羊毛鳞片层定向摩擦效应的基础上发展起来的。目前，所采用的处理方法归纳起来主要有三大类：第一类是聚合物处理法，即采用聚合物单独对羊毛进行处理，这种处理方法虽然可以使羊毛织物具有一定的防毡缩和抗起球等功能，但其防缩性或柔软效果尚不够理想，处理效果不稳定，耐久性较差，造成这种结果的原因主要是：羊毛纤维表面的自由能较低，而大多数聚合物的自由能较高，它们很难在羊毛纤维表面产生均匀而有效的铺展，同时，羊毛表面的其它残余物也阻碍了聚合物与羊毛的结合，因此，使用这种方法处理羊毛的效果并不太理想。第二类是氧化—聚合物处理法，即对羊毛先进行氧化剂处理，然后施加聚合物进行处理，这种方法既可以加工织物，也可以加工毛条或毛纱，是采用得最为广泛的羊毛防毡缩处理的加工方法，而其中氯及释氯剂又是目前使用最多的氧化剂，虽然氯化—聚合物处理在羊毛防缩整理中取得了巨大成功，但经过这种方法加工后的羊毛纤维容易引起泛黄和色泽萎暗，加工时所产生的AOX(Absorbable Organic Halogen)还会造成严重的环境污染；另外，氯化丝光羊毛上存在大量对人体有潜在危害的有机氯化合物，因此，这种方法的缺点也是显而易见的。第三类是蛋白酶处理法，该处理法属于生物处理的方法，其采用的酶制剂本身就是一种具有高催化效率的专一性生物催化剂，使用时，催化作用的条件相当温和，而且对环境也相当友好，是一种既节约能源又有利于环境保护的“绿色”物质，同时，采用蛋白酶处理后的羊毛织物一般都具有以下的特点和性能：可以获得持久柔软的手感；光泽明显增加，色泽鲜艳；可以达到国际羊毛局规定的机可洗标准；服用舒适性大为提高；抗起球性能得以明显的改善。但是，采用蛋白酶单独对羊毛进行处理效果并不太理想，其原因是羊毛纤维表面及角质层中含有类脂物和许多胱氨酸二硫键等特殊结构，能够阻碍一般化学试剂及酶的侵蚀和进攻，所以，应用蛋白酶对羊毛纤维进行生物改性处理，必须先对该羊毛进行前处理。目前应用得较多的前处理主要是氯化前处理和过一硫酸盐前处理，其中氯化前处理后的效果虽然好，但还是存在上述氯化—聚合物法处理时的一些缺点；而经过一硫酸盐前处理后，其羊毛的手感却不太理想。综上所述，传统的羊毛改性处理中大多都是采用氯化的方法，其氯化所产生的环境污染和羊毛中的有机氯化合物对人体所产生的潜在危害，导致该方法的使用正日益受到限制。而采用单独生物酶技术对羊毛进行改性处理，因其使用条件温和，节约能源，无污染等优点，业已成为羊毛改性处理发展的方向。

在现有技术中，还有许多采用蛋白酶处理羊毛来改善其毡缩性的相关报道与成果。如1941年，Middlebrook等(W.R.Middlebrook and H.Phillips，JSDC，1941，Vol.57，137，染色家协会志，1941年，57卷，第3期，美国)报道了羊毛用蛋白酶处理改善其毡缩性的研究成果，研究发现，羊毛在亚硫酸氢钠溶液中经木瓜蛋白酶处理后，毡缩性能显著下降。为了改善处理效果及均匀性，各种氧化处理被研究，如过甲酸、过氧化氢、氯等(A.N.Davidson and R.Preston，J.Text.Inst.，1965，47，685，即纺织学报，1965年，47卷，第6期，685页，英国)，并因此开发了过氧化物—酶(Perzyme)和氯化—酶(Chlorzyme)处理工艺(R.W.Moncrieff，Wool Shrinkage，National，Trade Press，London，1953，326，即羊毛毡缩，国家贸易快报，伦敦，1953年，326页，第5期，英国)。经过过氧化物——酶处理的羊毛不会损害其手感，但纤维失重较多，经氯化——酶处理的羊毛则具有丝一般的手感和光泽，但是，采用的干氯化法成本很高，且会产生污染，因此该技术未能得到广泛应用。近年来，随着现代生物技术的发展，新的酶种不断被培养和利用，羊毛经蛋白酶处理后，不但可以降低其毡缩性能，从而可生产出可机洗的防缩织物，而且还可改善羊毛的手感、光泽以及抗起毛起球等性能，如近土隆等(日本专利：JP58-144，105)报道了羊毛用高锰酸钾氧化后，经中性酶处理，鳞片被除去，平均直径减少了1.5μm，由此处理后的羊毛针织物面积收缩率从40％降低到-0.1％，抗起球性增加3级，柔软性和光泽也大大改善。井上勇二郎(日本专利：JP61-266，676)采用植物蛋白酶-DCCA-碱性蛋白酶三步处理羊毛，也得到类似结果，该技术采用了部分生物方法对羊毛进行处理，从而使羊毛达到防毡缩、抗起球、赋予羊毛光泽和柔软的手感(当然必须有柔软处理)，其缺点是：蛋白酶成本高，处理过程复杂，仍然采用了部分对环境有污染的氯化方法，羊毛损伤较大等。以上这些报道中的生物处理方法，由于处理过程中的蛋白酶比较容易失活，用于处理的蛋白酶成本高，处理工艺复杂，处理条件难于控制，如果处理条件控制不当的话，还容易使羊毛产生过度的损伤，因此，真正能够得到实际应用的技术却很少，许多处理方法仅停留在实验室中使用，尚无法实现批量或规模化生产。

本发明的目的在于，提供一种羊毛生物改性处理的方法，该方法采用多种生物酶对普通全羊毛或毛腈混纺物中的羊毛进行改性与丝光处理，使织物具有明亮的光泽、鲜艳的色泽，滑爽、蓬松和柔软的手感，及防毡缩和抗起球等特征和功能；且该处理方法对环境友好，符合绿色环保要求，没有氯化污染，经处理后的织物中也不含对人体有潜在危害的有机氯化合物。

为实现本发明的目的，一种羊毛生物改性处理的方法，包括步骤：a、采用脂肪酶对普通的羊毛进行处理；b、然后，用过氧化氢和过氧化氢酶对羊毛进行氧化处理；c、接着，使用蛋白酶对羊毛进行处理；及d、最后采用平滑剂和柔软剂进行改善手感的处理。

本发明的优点是：经处理后的羊毛织物光泽明亮，色泽鲜艳，手感滑爽、蓬松、柔软，且具有良好的防毡缩和抗起球等特点，织物服用与护理方便，符合机可洗的要求；采用该方法对羊毛进行丝光与改性处理可节约能源，对环境友好，符合环保要求，织物服用时对人体不会产生不良刺激及潜在的危害。

下面对本发明作进一步详细描述：

本发明羊毛生物改性处理的工艺流程为：

常规的全羊毛或毛腈混纺纱(或其前道的散纤维或毛条)→洗涤→脂肪酶处理→过氧化氢和过氧化氢酶处理→蛋白酶处理→染色→柔软整理

在本发明的上述工艺流程中，主要采用商品名为“Lipolase 100T”的脂肪酶，商品名为“Terminox Ultra 50L”的过氧化氢酶和商品名为“Nolan”的蛋白酶对常规普通的全羊毛或毛腈混纺纱或它们前道的散纤维、毛条进行生物改性与丝光处理。

该羊毛生物改性处理的方法主要用于全羊毛和毛腈混纺的纱线、其前道的散纤维、毛条的处理。针对上述两种不同原料来分，其处理方法及步骤如下：

1、一种羊毛生物改性处理的方法，其针对普通全羊毛纱线进行处理的步骤为：将100kg预先洗涤好的全羊毛纱线均匀地放置在绞纱染色机中，在35-45℃时加入0.3-5kg的脂肪酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至8.0-10.5，运行20-60分钟，放水后用热水洗涤一次；然后用3-15kg过氧化氢和0.01-0.3kg的过氧化氢酶进行处理，温度为30-70℃，pH值为4.5-7.0，时间为30-90分钟，放水后，用热水和冷水各洗一次；升温至35-60℃以后，加入0.05-1.0kg蛋白酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至7.0-10.0，运行10-60分钟，热水和冷水各洗两次；接下来进行染色，最后加入1-5kg的氨基硅油柔软剂和1-10kg的平滑剂进行柔软处理30-50分钟，出缸，甩水，烘干。上述的方法和步骤也适用于全羊毛纱线前道的散纤维和毛条。

2、另一种生物丝光改性处理的方法，针对羊毛比例为10％-90％毛腈纱进行处理，其步骤为：先将预先洗涤好的毛腈纱均匀地放置于绞纱染色机中，按毛腈混纺纱中含有羊毛的重量以100kg计，在35-45℃时加入0.3-5kg重量的脂肪酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至7.0-9.5，运行20-60分钟，放水后用热水洗涤一次；然后用3-15kg过氧化氢和0.01-0.3kg的过氧化氢酶进行处理，温度为30-70℃，pH值为4.5-7.0，时间为30-90分钟，放水后，用热水和冷水各洗一次；升温至35-60℃以后，加入0.05-1.0kg蛋白酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至7.0-10.0，运行10-60分钟，热水和冷水各洗两次；接下来进行染色，最后加入2-5kg的氨基硅油柔软剂和3-10kg的平滑剂进行柔软处理30-60分钟，出缸，甩水，烘干。

下面是对几种不同规格的全羊毛及毛腈混纺纱、毛条及散纤维进行处理的几个最佳实施例：

实例1：全羊毛毛纱规格：66^s美利奴毛条，纺成52支/2股纱。

将100kg预先洗涤好的上述毛纱均匀地置于绞纱染色机中，在40℃时加入1kg脂肪酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至9.0，运行45分钟。放水，热水洗涤一次。然后用5kg过氧化氢(折算成100％浓度)和0.1kg过氧化氢酶进行处理，温度为60℃，pH值为6.5，时间为60分钟。放水，用热水和冷水各洗一次。升温至55℃以后，加入0.7kg蛋白酶，用以上的缓冲溶液调pH值至8.0，运行45分钟，热水和冷水各洗两次。接下来进行染色，最后加2kg氨基硅油柔软剂和4kg平滑剂进行柔软处理40分钟，出缸，甩水，烘干。

实例2：全羊毛毛纱规格：52^s乌拉圭毛条，纺成26支/2股纱。

将100kg预先洗涤好的上述毛纱均匀地置于绞纱染色机中，在40℃时加入1kg脂肪酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至9.0，运行45分钟。放水，热水洗涤一次。然后用6kg过氧化氢(折算成100％浓度)和0.1kg过氧化氢酶进行处理，温度为60℃，pH值为7.0，时间为60分钟。放水，用热水和冷水各洗一次。升温至60℃以后，加入0.7kg蛋白酶，用以上的缓冲溶液调pH值至7.5，运行60分钟，热水和冷水各洗两次。接下来进行染色，最后加3kg氨基硅油柔软剂和5kg平滑剂进行柔软处理40分钟，出缸，甩水，烘干。

实例3：毛腈混纺纱规格：毛/腈比例为7/3，纺成36支/2股纱。

将100kg预先洗涤好的上述毛纱均匀地置于绞纱染色机中，在40℃时加入0.7kg脂肪酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至9.0，运行35分钟。放水，热水洗涤一次。然后用3.5kg过氧化氢(折算成100％浓度)和0.08kg过氧化氢酶进行处理，温度为60℃，pH值为6.5，时间为40分钟。放水，用热水和冷水各洗一次。升温至55℃以后，加入0.35kg蛋白酶，用以上的缓冲溶液调pH值至7.5，运行45分钟，热水和冷水各洗两次。接下来进行染色，最后加2kg氨基硅油柔软剂和4kg平滑剂进行柔软处理40分钟，出缸，甩水，烘干。

实例4：毛腈混纺纱规格：毛/腈比例为3/7，纺成52支/2股纱。

将100kg预先洗涤好的上述毛纱均匀地置于绞纱染色机中，在40℃时加入0.1kg脂肪酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至9.0，运行30分钟。放水，热水洗涤一次。然后用1kg过氧化氢(折算成100％浓度)和0.05kg过氧化氢酶进行处理，温度为60℃，pH值为7.0，时间为45分钟。放水，用热水和冷水各洗一次。升温至50℃以后，加入0.02kg蛋白酶，用以上的缓冲溶液调pH值至7.0，运行45分钟，热水和冷水各洗两次。接下来进行染色，最后加2kg氨基硅油柔软剂和5kg平滑剂进行柔软处理40分钟，出缸，甩水，烘干。

实例5：全羊毛毛条规格：64^s美利奴澳毛条。

将100kg预先洗涤好的上述毛条均匀地置于毛球染色机中，在45℃时加入1kg脂肪酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至8.5，运行60分钟。放水，热水洗涤一次。然后用5kg过氧化氢(折算成100％浓度)和0.08kg过氧化氢酶进行处理，温度为50℃，pH为6.5，时间为70分钟。放水，用热水和冷水各洗一次。升温至45℃以后，加入0.4kg蛋白酶，用以上的缓冲溶液调pH至7.5，运行40分钟，热水和冷水各洗两次。接下来进行染色，最后加2kg氨基硅油柔软剂和2kg平滑剂进行柔软处理50分钟，出缸，甩水，烘干。

实例6：全羊毛散毛规格：50^s锡兰毛。

将100kg预先洗涤好的上述散毛均匀地置于散毛染色机中，在38℃时加入0.8kg脂肪酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至9.0，运行55分钟。放水，热水洗涤一次。然后用7kg过氧化氢(折算成100％浓度)和0.1kg过氧化氢酶进行处理，温度为70℃，pH为7.0，时间为70分钟。放水，用热水和冷水各洗一次。升温至40℃以后，加入0.3kg蛋白酶，用以上的缓冲溶液调pH至8.0，运行40分钟，热水和冷水各洗两次。接下来进行染色，最后加1kg氨基硅油柔软剂和2kg平滑剂进行柔软处理45分钟，出缸，甩水，烘干。

本发明主要适用于普通的全羊毛或毛腈混纺纱线的处理；同时，该方法还适用于由上述纱线前道的散纤维或毛条的生物改性与丝光处理。

Claims (7)

1、一种羊毛生物改性处理的方法，包括步骤：

a、采用脂肪酶对普通的羊毛进行处理；

b、然后，用过氧化氢和过氧化氢酶对羊毛进行氧化处理；

c、接着，使用蛋白酶对羊毛进行处理；

及d、最后采用平滑剂和柔软剂对羊毛进行改善手感的处理。

2、根据权利要求1所述的一种羊毛生物改性处理的方法，其中的羊毛可以是全羊毛的纱线、或其前道的散纤维、毛条。

3、根据权利要求1所述的一种羊毛生物改性处理的方法，其中的羊毛可以是毛腈混纺的纱线。

4、根据权利要求1、2或3所述的一种羊毛生物改性处理的方法，其中的脂肪酶为Lipolase 100T，过氧化氢酶为Terminox Ultra 50L，蛋白酶为Nolan。

5、根据权利要求4所述的一种羊毛生物改性处理的方法，其中的脂肪酶采用Lipolase 100T，其用量是被处理羊毛重量的0.3-5％；过氧化氢酶采用Terminox Ultra 50L，其用量是被处理羊毛重量的0.01-0.3％，蛋白酶采用Nolan(诺兰)，其用量是被处理羊毛重量的0.05-1％。

6、根据权利要求5所述的一种羊毛生物改性处理的方法，其中的羊毛为全羊毛纱线或其前道的散纤维或毛条，其处理步骤是：

a、先将预先洗涤好的毛纱、散纤维或毛条均匀地放置于相应的染色机中，按羊毛重量为100kg计，在35-45℃时加入0.3-5kg重量的脂肪酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至8.0-10.5，运行20-60分钟，放水后用热水洗涤一次；

b、然后用3-15kg过氧化氢和0.01-0.3kg的过氧化氢酶进行处理，温度为30-70℃，pH值为4.5-7.0，时间为30-90分钟，放水后，用热水和冷水各洗一次；

c、升温至35-60℃以后，加入0.05-1.0kg蛋白酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至7.0-10.0，运行10-60分钟，热水和冷水各洗两次；

d、接下来进行染色，最后加入1-5kg的氨基硅油柔软剂和1-10kg的平滑剂进行柔软处理30-50分钟，出缸，甩水，烘干。

7、根据权利要求5所述的一种羊毛生物改性处理的方法，对羊毛比例为10-90％的毛腈混纺纱进行处理，其步骤是：

a、先将预先洗涤好的毛纱均匀地放置于绞纱染色机中，按其毛腈混纺纱线中所含羊毛的重量为100kg计，在35-45℃时加入0.3-5kg重量的脂肪酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至7.0-9.5，运行20-60分钟，放水后用热水洗涤一次；

b、然后用3-15kg过氧化氢和0.01-0.3kg的过氧化氢酶进行处理，温度为30-70℃，pH值为4.5-7.0，时间为30-90分钟，放水后，用热水和冷水各洗一次；

c、升温至35-60℃以后，加入0.05-1.0kg蛋白酶，用碳酸钠和碳酸氢钠作为缓冲溶液调pH值至7.0-10.0，运行10-60分钟，热水和冷水各洗两次；

d、接下来进行染色，最后加入2-5kg的氨基硅油柔软剂和3-10kg的平滑剂进行柔软处理30-60分钟，出缸，甩水，烘干。