CN1246525A - 纤维素酶制剂、酶洗激活剂及其苎麻织物后整理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采用纤维素酶对苎麻织物进行生化处理的技术,它提供一种能有效消除苎麻织物刺痒感、改善手感并改善苎麻织物多项性能的纤维素酶制剂及配套使用的酶洗激活剂,进而推出对苎麻织物进行后整理的方法,以提高织物的服用性能。用于织物酶洗处理的纤维素酶制剂含有高活性纤维素酶,该酶的活性至少满足以下条件:分别用滤纸法、CMC法、水杨素法测定该酶的活性,三种方法测得的活性比为:0.9—1.5∶1.4—1.8∶0.01—0.05。苎麻织物的后整理方法包括酶洗处理和上柔处理,酶洗处理是将纤维素酶制剂、酶洗激活剂与苎麻织物接触来完成的。

Description

纤维素酶制剂、酶洗激活剂及其苎麻织物后整理的方法

本发明涉及一种采用纤维素酶对纤维制品进行生化处理的技术，尤其适合于对苎麻织物的后整理，以从根本上消除苎麻纤维固有的刺痒感。

苎麻纤维是初生韧皮纤维，与棉纤维比较，具有杨氏模量高、聚合度大、单纤强力大、断裂功大等特点；而苎麻织物与同规格棉织物相比，其透气性、散湿性、硬挺性能等方面都有明显的优势。由于苎麻纤维的结构特性，未经处理的苎麻织物与皮肤接触时，容易产生刺痒感。为了消除苎麻刺痒感，目前主要采用物理方法和化学方法对苎麻织物进行处理，物理方法包括机械揉搓、机械挤压、机械包缠等，化学方法包括化学变性、减重处理和柔软剂处理。这些处理方法都能在一定程度上消除苎麻刺痒感、改善苎麻织物的服用性能，但由于受到设备、表面效果、技术等多方面的限制，有些未能彻底消除刺痒感，达到服用要求，有些虽能改善刺痒感，但同时又影响了苎麻织物独有的内在质量和外观特征。

纤维素酶是一种能催化纤维素水解反应的蛋白质，它可以水解纤维素大分子中的β-1，4-葡萄糖苷键。采用纤维素酶处理纤维素系纤维时，能够改善纤维织物的手感、消除刺痒感，但纤维素系纤维的强度一般都会下降，另外对纤维织物的悬垂性、弹性、弯曲刚性、摩擦系数变化率等指标都会有不同程度的负面影响。

此外，纤维素酶用于纤维织物的后整理，虽能改善织物的刺痒感，使麻织物柔软，但是伴随酶洗处理过程的进行，织物整理尚有诸多问题有待解决：如酶洗处理的PH环境要求较高、织物的退色和沾色、纤维素酶活力的提高等等，这些问题目前都尚未得到较好的解决，由此所带来的一系列负面影响直接阻碍了酶洗处理技术用于苎麻织物后整理，也使得目前苎麻织物酶洗整理的处理效果不理想。

本发明的目的在于提供一种能有效消除苎麻织物刺痒感、改善手感并改善苎麻织物多项性能的纤维素酶制剂以及与之配套使用的酶洗激活剂。

本发明更进一步的目的是提供一种利用所发明的纤维素酶制剂和酶洗激活剂对苎麻织物进行后整理的方法，以从根本上提高苎麻织物的服用性能。

本发明的技术方案如下：

本发明是在苎麻后整理过程中采用纤维素酶制剂对苎麻织物进行酶洗处理，纤维素酶制剂中含有高活性纤维素酶。纤维素酶作用于苎麻纤维中的结晶区和无定型区，改变纤维素纤维的大分子长链结构，使纤维素分子变小，纤维松散，单根苎麻纤维分裂成多根原纤的趋势加大，纤维裂缝增多、变宽、变深，纤维容易弯曲，苎麻织物变得更加柔软，从而有效地改善苎麻织物的服用性能，消除苎麻织物的刺痒感，改善手感。

纤维素酶的活性通常是指在一定温度、PH值条件下，单位重量的纤维素酶制剂作用于同等质量和重量的底物所能产生的还原糖总量，它能反映酶的催化分解能力。由于纤维素酶品种多、活力与组分差异大，选用不当时，容易损伤织物或达不到预期的酶洗效果。本发明采用的纤维素酶制剂所含纤维素酶的活性至少满足以下条件：

分别采用滤纸法、CMC法、水杨素法对该纤维素酶的活性进行综合测定，三种方法测得的活性比为：0.9～1.5∶1.4～1.8∶0.01～0.05。

所用纤维素酶之活性在满足上述三种方法测得的活性比的基础上，其纤维素酶的活性可以为更高。高活性纤维素酶对苎麻纤维的水解所起的催化作用较强。

纤维素酶是一种含有多种组分的复合酶。一般可分为三个组分：C1酶、Cx酶、β-葡萄糖苷酶，其中Cl酶作用于纤维结晶区，使纤维松散；Cx酶作用于纤维无定型区及纤维素衍生物部分，使纤维素分子变小，膨化纤维素；β-葡萄糖苷酶作用于低聚糖使之生成更易溶于水的葡萄糖，这三种组分的协调作用，使纤维素逐渐水解，实现酶洗处理。采用滤纸法可测得所含各组分酶的总活力值，CMC法可测得Cx酶的活力值，水杨素法可测得β-葡萄糖苷酶的活力值。

PH值是酶洗处理中最关键的参数之一，它对纤维素酶与底物(苎麻织物)反应的速度及效果产生显著的影响。本发明的纤维素酶制剂所含纤维素酶在PH4～7范围内具有作用，能达到更佳的酶洗处理效果。

纤维素酶处理过程是一个非常复杂、影响因素很多的多反应过程。在用纤维素酶对纤维素织物进行处理时，纤维素酶必须在一定的温度、浓度、PH值等多种因素共同作用，达到最佳的酶处理条件下才能产生最大的催化功能，如果其中有一个条件因素不合理，就会严重影响酶处理过程和效果。因此，本发明的纤维素酶制剂在应用于酶洗处理时与一种酶洗激活剂配套使用，该酶洗激活剂的的组分配方为：

冰醋酸，浓度为0.3～0.5摩尔/升；

焦磷酸钠，浓度为0.05～0.20摩尔/升；

脂肪醇聚氧乙烯醚加渗透剂，浓度为20～40摩尔/升；

聚乙二醇加乳化剂，浓度为50～75毫升/升；

明胶，浓度为15～45克/升；

阴离子表面活性剂，浓度为15～20克/升。

其中的脂肪醇聚氧乙烯醚与渗透剂优选的质量比为10～15∶85～90，脂肪醇聚氧乙烯醚分子中碳原子数为6～12。

其中的聚乙二醇与乳化剂优选的质量比为50～60∶40～50，其中聚乙二醇的聚合度为3000～6000。

该酶洗激活剂的作用在于保证酶处理所需的稳定的反应条件，使酶处理达到最佳效果，消除织物整理所带来的负面影响，为含麻织物的酶处理的可行性和可靠性提供保障。具体来说，其作用包括以下几个方面：

(一)为酶处理提供稳定的PH环境。稳定的PH环境有利于纤维素酶发挥最大的催化功能，PH环境的变动会给纤维素酶的活性带来较大的影响。实践表明，在采用本发明的酶洗激活剂的缓冲体系下，PH值在4～7范围内，酶活力能保持在90％以上，因此PH值的变动不会更大地影响纤维素酶的活力，这给纤维素酶PH环境的稳定性提供了保障，也给工业应用实践带来极大的方便。

(二)改善了苎麻织物的防褪色性能，极大地提高了防沾色性能，为色布和色织布的纤维素酶整理提供了保障，防止了褪色沾色等不良现象。实践证明，应用本发明的酶洗激活剂，对于采用活性染料、还原染料的苎麻织物，在酶洗过程中的防沾色效果十分明显，可改善织物的明亮度和鲜艳度；对于采用涂料的苎麻织物，在酶洗过程中可达到几乎防止上染的程度；对于采用分散染料的苎麻织物，防染效果可改善数级。该酶洗激活剂还能使酶洗后的织物光洁而鲜艳，改善织物的光泽，达到令人满意的效果。

(三)提高纤维素酶的活力，在采用该酶洗激活剂的缓冲体系下，纤维素酶的活力有明显的提高，最高可达40％，从而增强了纤维素酶的催化功能。

利用本发明上述的专用纤维素酶制剂和酶洗激活剂，本发明推出一种苎麻织物的后整理方法，包括酶洗处理和上柔处理，其中的酶洗处理是将上述的纤维素酶制剂、酶洗激活剂与苎麻织物接触来完成的。较好的方案是将纤维素酶制剂和酶洗激活剂溶解于水中作为水溶液，以该水溶液与苎麻织物接触。

酶洗处理的最佳温度范围是50～60℃。温度对纤维素酶的活力有直接的影响，温度升高使反应速度加快，当温度升至最佳温度范围内时，酶的活力最大，但当温度再升高时而超出该范围时，酶的活力迅速减小。酶洗处理的最佳时间范围是40～60分钟，随着酶洗过程的进行，苎麻纤维水解增多，织物的强力损失以及失重也逐渐增加。而在40～60分钟的最佳处理时间范围内，既能使苎麻织物实现充分的失重，又可使织物的强力损失较低。

纤维素酶制剂的用量需根据所处理之苎麻织物的成份、含麻量的差异而确定。

经实践证明，本发明进行的酶洗处理，能使苎麻织物悬垂性增加15％以上，弯曲刚性降低30％以上，织物弹性增加20％以上，强力损伤控制在30％以内，苎麻织物毛羽以摩擦系数考核，摩擦系数变化率降低20％左右。

在酶洗处理后，必须再进行上柔处理，即对酶洗后的苎麻织物加入柔软剂进行处理。高活性纤维素酶将使苎麻织物的强力受到损失。加入柔软剂进行上柔处理，能够增加苎麻织物的强力，改善手感，使苎麻织物更柔软，并降低其刚度。由于苎麻纤维在酶洗过程中的形态结构变化，纤维表面更加粗糙，相对滑移更困难，纤维变软，而织物变得更粗糙，柔软剂的作用可降低织物纤维之间的动、静摩擦系数，使酶处理的效果不仅反映在苎麻纤维上，而且可反映到苎麻织物上。

综上所述，本发明的纤维素酶制剂用于苎麻织物后整理的酶洗处理，能够消除苎麻织物的刺痒感，改进手感，改善苎麻织物的质量和服用性能，可以增加织物悬垂性，降低其弯曲刚性和摩擦系数变化率，增强织物的弹性，并将酶洗过程中织物的撕破强力损失降低在最小范围内。本发明中与纤维素酶制剂配套使用的酶洗激活剂能够为酶洗处理提供稳定的PH环境，酶洗环境PH值在一定范围内变化不会对纤维素酶的活力产生大的影响，能使纤维素酶在较大的PH范围内发挥作用，其效果优于常用作缓冲剂的醋酸-醋酸钠体系；能够提高纤维素酶的活力，并改善苎麻织物在酶洗过程中的防褪色、防沾色性能，防止了褪色和沾色等不良影响。本发明的苎麻织物后整理方法全面提高了苎麻织物的服用性能，使得在酶洗处理中受损失的织物撕破强力得以增强，进一步改善手感。

以下结合实施例进一步说明本发明。

实施例1：纯麻织物酶洗处理。

以纯麻布为例，其整理过程为：坯布→翻缝→烧毛→平幅退浆→平幅煮漂→染色→绳状酶处理→开幅烘干→上柔(增白)拉幅→预缩→检验。

将36Nm×36Nm(公支)平纹纯麻布作为实验用布，经过：坯布→翻缝→烧毛→平幅退浆→平幅煮漂→染色等处理后，进行酶洗处理。

采用设备：立信μk6-140高温喷射染色机、砂洗机、卷染机。

助剂：(1)纤维素酶制剂(商品名：RE-6，湖南苎麻技术研究中心)

         用量为布重的1.6％(O.W.F)

         活性：分别采用滤纸法、CMC法、水杨素法对该纤维素酶的活性进行综合测定，三种方法测得的活性比为：1.1∶1.5∶0.02。

      (2)酶洗激活剂(商品名：RJ-6，湖南苎麻技术研究中心)

         浓度为每升水加酶洗激活剂5克。

         组分配方：

冰醋酸，浓度为0.36摩尔/升；

焦磷酸钠，浓度为0.12摩尔/升；

脂肪醇聚氧乙烯醚加JFC渗透剂，浓度为25摩尔/升，二组分质量比为15∶85；其中脂肪醇聚氧乙烯醚分子中碳原子数为8；

聚乙二醇加TWEEN 60乳化剂，浓度为60毫升/升，二组分质量比55∶45；其中聚乙二醇的聚合度为4600；

明胶，浓度为28克/升；

阴离子表面活性剂，浓度为16克/升。

工艺条件：       浴比：1∶11            温度：55℃±0.5℃

                 时间：60分钟           PH值：5

                 失活：80℃×5分钟

                       或每升水加纯碱2克使纤维素酶失去活力。

完成酶洗处理后，再经过：开幅→烘干→柔软拉幅→预缩→检验。在柔软拉幅处理中，采用柔软剂(商品名：RSF-1，湖南苎麻技术研究中心)，浓度为50克/升。

轧余率：70％，一浸一轧

拉幅温度：95～98℃

上述平纹纯苎麻布经过后整理后，对布的服用性能进行测试，布的撕破强力按GB/T3919-83织物落锤法撕破强力实验方法，仪器型号为YG033；硬挺度按ZBWO4003-87织物硬挺度实验方法之斜面悬臂法，仪器型号为LLY-01；悬垂系数按FJ/T539织物悬垂性实验方法，仪器型号为YG811；弹性回复角按GB/T 3819纺织织物弹性回复角实验方法，以回复角表示折叠试样折痕回复性，仪器型号为YG541。分别测试未进行酶洗处理的布、酶洗后的布、经酶洗及上柔(柔软)处理的布，结果如下：

实施例2：涤麻棉色织衬衣布酶洗处理。

涤麻棉色织衬衣布的整理过程为：坯布→翻缝→烧毛→退浆→轻漂→半丝光→绳状酶处理→开幅烘干→上柔增白定型→检验。

将涤麻棉色织衬衣布作为实验用布，经过：坯布→翻缝→烧毛→退浆→轻漂→半丝光等处理后，进行酶洗处理。

助剂：(1)纤维素酶制剂(商品名：RE-6，湖南苎麻技术研究中心)

         用量为布重的4.2％(O.W.F)

         活性：分别采用滤纸法、CMC法、水杨素法对该纤维素酶的活性进行综合测定，三种方法测得的活性比为：1.4∶1.7∶0.01。

      (2)酶洗激活剂(商品名：RJ-6，湖南苎麻技术研究中心)组分配方：

冰醋酸，浓度为0.48摩尔/升；

焦磷酸钠，浓度为0.07摩尔/升；

脂肪醇聚氧乙烯醚加JFC渗透剂，浓度为36摩尔/升，二组分质量比为12∶88；其中脂肪醇聚氧乙烯醚分子中碳原子数为10；

聚乙二醇加TWEEN 80乳化剂，浓度为53毫升/升，二组分质量比52∶48；其中聚乙二醇的聚合度为5200；

明胶，浓度为42克/升；

阴离子表面活性剂，浓度为18.5克/升。

工艺条件：       浴比：1∶11          温度：56℃±0.5℃

                 时间：55分钟         PH值：6

              失活：80℃×5分钟

                    或每升水加纯碱2克使纤维素酶失去活力。

完成酶洗处理后，再经过：开幅烘干→上柔增白定型→检验。在上柔增白定型处理中，采用柔软剂(商品名：RSF-1，湖南苎麻技术研究中心)，浓度为50克/升。

实施例3：苎麻棉针织布酶洗处理。

苎麻棉针织布的其整理过程为：坯布→检验缝头→圆筒双面烧毛→煮漂一浴→圆筒丝光→染色→酶处理→烘干→剖幅→上柔定型→检验。

将苎麻棉针织布作为实验用布，经过：坯布→检验缝头→圆筒双面烧毛→煮漂一浴→圆筒丝光→染色等处理后，进行酶洗处理。

助剂：(1)纤维素酶制剂(商品名：RE-6，湖南苎麻技术研究中心)

         用量为布重的2.5％(O.W.F)

         活性：分别采用滤纸法、CMC法、水杨素法对该纤维素酶的活性进行综合测定，三种方法测得的活性比为：1.2∶1.6∶0.04。

      (2)酶洗激活剂(商品名：RJ-6，湖南苎麻技术研究中心)组分配方：

冰醋酸，浓度为0.32摩尔/升；

焦磷酸钠，浓度为0.19摩尔/升；

脂肪醇聚氧乙烯醚加JFC渗透剂，浓度为22摩尔/升，二组分质量比为14∶86；其中脂肪醇聚氧乙烯醚分子中碳原子数为11；

聚乙二醇加TWEEN 80乳化剂，浓度为72毫升/升，二组分质量比60∶40；其中聚乙二醇的聚合度为3700；

明胶，浓度为33克/升；

阴离子表面活性剂，浓度为19克/升。

工艺条件：       浴比：1∶11            温度：56℃±0.5℃

                 时间：58分钟           PH值：6

                 失活：80℃×5分钟

                       或每升水加纯碱2克使纤维素酶失去活力。

完成酶洗处理后，再经过：烘干→剖幅→上柔定型→检验。在上柔定型处理中采用柔软剂(商品名：RSF-1，湖南苎麻技术研究中心)，浓度为50克/升。

实施例4：酶洗激活剂对纤维素酶活力的提高的实验及比较。分别在酶洗激活剂(商品名：RJ-6，湖南苎麻技术研究中心)和传统的HAC-NaAC作为酶洗助剂的两种缓冲体系下，用纤维素酶制剂(商品名：RE-60，湖南苎麻技术研究中心)处理苎麻布。

实验原料：36Nm×36Nm纯苎麻白布

设    备：YG701C自动砂洗机

实验条件：

     温度：55±2℃，浓比：1∶15，时间：60分钟

加纤维素酶制剂、酶洗助剂于水中，将纯麻白布洗完后加片碱0.5g/L洗5分钟，然后水洗10分钟，脱水后在180℃下用熨斗烫干，静置一天后进行测试。

测试条件：上述平纹纯苎麻白布经过后整理后，对布的服用性能进行测试，布的撕破强力按GB/T 3919.1-1997纺织品、织物撕破性能部分(测定撕破强力的测定冲击摆锤法)，仪器型号为YG033；硬挺度按ZBW04003-87织物硬挺度实验方法之斜面悬臂法，仪器型号为LLY-01；折痕回复角按GB/T 3819纺织织物弹性回复角实验方法，以回复角表示折叠试样折痕回复性，仪器型号为YG541。实验结果如下：

从上表的实验结果可看出：1号、2号试样相比，酶用量相同，2号强力损失大，酶的活力较高，2号折痕回复角大而抗弯刚度小，说明2号折痕弹性最好，体现在弯曲刚性方面，2号样最柔软，手感最好；1号、3号试样相比，撕破强力比较接近，说明酶的活力接近，使用RJ-6酶洗激活剂时，酶用量1.0％相当于使用HAC-NaAC缓冲剂时酶用量1.5％，且3号的抗弯刚度更小，更柔软，手感更好。多次实验表明：在RJ-6缓冲体系下，纤维素酶的活力有明显的提高，最高可达40％。

Claims (9)

1、一种纤维素酶制剂，其特征在于它用于苎麻织物的酶洗处理，其中含有高活性纤维素酶。

2、根据权利要求1所述的纤维素酶制剂，其特征在于所含纤维素酶的活性至少满足以下条件：

分别采用滤纸法、CMC法、水杨素法对该纤维素酶的活性进行综合测定，三种方法测得的活性比为：0.9～1.5∶1.4～1.8∶0.01～0.05。

3、根据权利要求1所述的纤维素酶制剂，其特征在于所含纤维素酶在PH4～7范围内具有作用。

4、一种与权利要求1所述的纤维素酶制剂配套使用的酶洗激活剂，其特征在于该酶洗激活剂的组分配方为：

冰醋酸，浓度为0.3～0.5摩尔/升；

焦磷酸钠，浓度为0.05～0.20摩尔/升；

脂肪醇聚氧乙烯醚加渗透剂，浓度为20～40摩尔/升；

聚乙二醇加乳化剂，浓度为50～75毫升/升；

明胶，浓度为15～45克/升；

阴离子表面活性剂，浓度为15～20克/升。

5、根据权利要求4所述的酶洗激活剂，其特征在于其中的脂肪醇聚氧乙烯醚与渗透剂的质量比为10～15∶85～90，其中脂肪醇聚氧乙烯醚分子中碳原子数为6～12。

6、根据权利要求4所述的酶洗激活剂，其特征在于其中的聚乙二醇与乳化剂的质量比为50～60∶40～50，其中聚乙二醇的聚合度为3000～6000。

7、一种苎麻织物的后整理方法，包括酶洗处理和上柔处理，其特征在于其中的酶洗处理是将纤维素酶制剂、酶洗激活剂与苎麻织物接触来完成的。

8、根据权利要求7所述的苎麻织物的后整理方法，其特征在于酶洗处理的最佳温度范围是50～60℃。

9、根据权利要求7所述的苎麻织物的后整理方法，其特征在于酶洗处理的最佳时间范围是40～60分钟。