專利名稱：一種絲織物的生物酶法抗菌防皺整理方法
技術領域：
本發明涉及一種絲織物的生物酶法抗菌防皺整理方法，特別是一種利用酪氨酸酶催化氧化作用，將殼聚糖接枝到真絲纖維表面，賦予真絲織物抗菌性和防皺性的方法，屬于紡織生物技術領域。
背景技術：
真絲纖維及相關材料主要由絲膠和絲素兩部分組成，在脫膠處理中絲膠被溶解或水解，化學穩定性較高的絲素得到有效保留。真絲中絲素大分子間不僅存在著氫鍵和范德華力、還有較多的二硫鍵和鹽式鍵，使得其對不同蛋白水解酶有較強的抵抗水解能力。絲素大分子屬蛋白質類，在適當的溫濕度條件下容易成為細菌、霉 菌等微生物的養分，從而使絲織物發生霉變，甚至可能轉為疾病傳播的載體；另一方面，絲素中氨基和羥基等極性數量較多，拉伸過程中絲素分子發生滑移后易在新的位置重新形成結合力，從而使織物產生折皺。因此，為提高絲織品作為高檔面料的服用性能，需要對絲織物進行以提高織物抗菌性與防皺性為目標的改性加工。目前，絲織物常用的化學抗菌整理劑包括無機銅(銀)離子類和有機季銨鹽類等，防皺整理劑有酰胺-甲醛類和多元羧酸類等，采用的工藝多以浸軋整理液和高溫焙烘相結合的方法進行。這些整理劑在賦予絲織物一定抗菌與防皺效果的同時，也部分存在著與絲纖維結合不牢固，易從纖維表面釋放遷移至體膚表面，或存在焙烘中纖維強力受損，整理廢液排放污染環境等弊端。殼聚糖及其衍生物是甲殼素脫乙酰基后的產物，作為堿性氨基多糖類天然整理劑，殼聚糖不但具有廣譜抗菌性，同時還能夠與絲纖維結合，改善絲織物的防皺性。目前應用殼聚糖進行絲織物整理以化學法為主，即借助于多元羧酸類等化學交聯劑在高溫焙烘條件下將其與絲纖維結合，加工中存在著上述化學整理常見的一些不足之處。酪氨酸酶(Tyrosinase)是一種具有催化氧化活性的多酚氧化酶，能催化氧化L-酪氨酸中酚羥基結構底物形成反應性較強的多巴醌，引發底物與伯胺化合物反應。絲素纖維中含有10%的的酪氨酸殘基，通過酪氨酸酶，可催化絲素蛋白中酪氨酸殘基產生醌類活性基，引發絲素與含氨基殼聚糖分子共價接枝。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種環境友好、能耗低的真絲織物生物法抗菌、防皺加工方法。經本方法處理的真絲織物具有較高的抗菌性和折皺回復性，染色性能也得到提升，解決傳統化學法整理中能耗高、纖維易損傷的技術問題，提高了真絲產品品質。為解決上述技術問題，本發明利用酪氨酸酶的催化氧化作用將具有氨基的殼聚糖與酪氨酸殘基接枝，提高絲織物抗菌、防皺性能的加工過程。具體工藝如下(I)真絲預溶脹根據脫膠后真絲織物結構緊度不同，以乙二胺四乙酸二鈉(EDTA) /尿素水溶液選擇性進行絲織物溶脹預處理，充分凈洗后備用。
處理工藝處方及條件EDTA 0-1. Og/L，尿素0-1. Og/L，潤濕、滲透劑0_20g/L，溫度20-50°C，處理0-2小時。(2)酪氨酸酶處理以酪氨酸酶對溶脹預處理后的真絲織物進行催化氧化處理。處理工藝處方及條件酪氨酸酶l-100U/g織物，潤濕、滲透劑0_20g/L溶液，溫度20-40°C，pH 范圍 6. 0-8.0，處理 2-24 小時，浴比 I 10-100。(3)殼聚糖接枝酪氨酸酶處理一段時間后，在酶浴中添加一定量殼聚糖進行催化接枝處理。處理工藝處方及條件殼聚糖0. 05-5. Og/L,潤濕、滲透劑0_20g/L溶液，溫度20-40 °C，pH 范圍 6. 0-8. 0，處理 2-24 小時。(4)滅酶在反應體系酶溶液加入三氯乙酸使酪氨酸酶失活,或通過提高酶溶液 溫度的方法進行失活。(5)水洗、烘干滅酶后的絲織物分別以熱水和冷水充分水洗，然后低溫烘干。基于酪氨酸酶催化殼聚糖接枝的真絲織物抗菌防皺整理方法，適用處理的絲織物包括各類梭織和針織真絲綢、長絲及短纖綿；應用的酪氨酸酶包括了動物、植物和微生物等不同來源的酶品種，應用的殼聚糖品種包括了不同分子量和脫乙酰度的殼聚糖及其衍生物；酶處理中可以加入聚氧乙烯型非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑作潤濕、滲透劑，也可以不加入任何潤濕、滲透劑。酶處理中可根據真絲織物品種結構緊度決定是否采用預溶脹工藝；酪氨酸酶和殼聚糖既可以分步添加至處理浴中，也可采用同時添加的方法進行。本發明利用酪氨酸酶催化氧化絲素，實現殼聚糖在絲織物表面接枝，達到提高絲織物抗菌防皺效果的目的，與傳統化學法絲織物抗菌防皺整理相比，本發明具有以下優
占-
^ \\\ (I)酶催化效率高，利用酪氨酸酶作絲織物功能化改性的催化劑，在殼聚糖接枝反應中催化效率高，酶制劑用量少，且酶液可實現循環應用。(2)反應條件緩和，在低溫近中性條件下完成殼聚糖在絲纖維表面的酶促接枝，避免了化學整理時高溫焙烘易使絲纖維損傷的缺陷，對織物白度和手感影響也較小；(3)利用酪氨酸酶催化殼聚糖在絲纖維表面共價接枝，不但可提高織物的抗菌和折皺回復性，還能促進絲素上酪氨酸殘基與相連肽鏈上氨基共價鍵合，提高了絲纖維強力，染色性能也得到提升。(4)采用生物酶技術進行絲織物功能化生態加工，能耗低且處理工藝安全環保。
具體實施例方式絲織物采用酪氨酸酶催化殼聚糖在真絲纖維表面接枝，提高絲織物抗菌與防皺性能的具體實施例如下實施I :本實施所選真絲織物為電力紡。(I)酪氨酸酶處理經脫膠處理后的真絲織物在酪氨酸酶溶液中浸潰處理，其中酪氨酸酶5U/g織物，滲透劑2g/L溶液，溫度30°C，pH = 7. 0，處理時間4小時，浴比I : 50。(2)殼聚糖接枝真絲經酪氨酸酶處理4小時后加入0. 3%殼聚糖，在溫度30°C、pH= 7條件下處理20小時，浴比I : 50。(3)滅酶在反應體系中加入2mol/L三氯乙酸，處理10分鐘使酪氨酸酶失活。
(4)水洗、烘干滅酶后織物分別以熱水和冷水充分水洗，50°C干燥。試樣I :經殼聚糖浸潰處理空白樣；試樣2 :經酪氨酸酶、殼聚糖處理樣；經上述工藝處理后，試樣I對金黃色葡萄球菌的抑制率為17%，經向斷裂強度為295N，緩彈經緯折皺回復角和為221°，弱酸艷蘭RAW上染率為76% ;試樣2對金黃色葡萄球菌的抑制率為84%，經向斷裂強度為323N，緩彈經緯回復角總和為259°，弱酸艷蘭RAW上染率為94%。實施2 :本實施所選真絲織物為斜紋綢。
(I)真絲預溶脹以EDTA和尿素溶液對真絲織物進行預溶脹，其中EDTA 0. 25g/L，尿素0. 25g/L，滲透劑2g/L，溫度40°C，處理時間2小時，處理絲織物充分凈洗。(2)酪氨酸酶處理經預溶脹處理的真絲織物在酪氨酸酶溶液中浸潰，其中酪氨酸酶1(^/^織物，滲透劑2§/1溶液，溫度301，？11=7.0，時間2小時，浴比1 100。(3)殼聚糖接枝酪氨酸酶處理2小時后添加0. 5%殼聚糖，在溫度301、？11 = 6. 5條件下處理20小時，浴比I : 100。(4)滅酶在反應體系中加入2mol/L三氯乙酸，處理10分鐘使酪氨酸酶失活。(5)水洗、干燥滅酶后織物分別以熱水和冷水充分水洗。試樣3 :經預溶脹和殼聚糖浸潰處理空白樣；試樣4 :經預溶脹、酪氨酸酶和殼聚糖組合處理樣；經上述工藝處理后，試樣3對金黃色葡萄球菌的抑制率為21%，經向斷裂強度為311N，緩彈經緯折皺回復角和為225°，弱酸艷蘭RAW上染率為80% ;試樣4對金黃色葡萄球菌的抑制率為91%，經向斷裂強度為329N，經緯折皺回復角和為265°，弱酸艷蘭RAW上染率為93%。
權利要求
1.一種絲織物的生物酶法抗菌防皺整理方法，其特征是利用酪氨酸酶催化具有氨基的殼聚糖與絲纖維上酪氨酸殘基接枝，提高絲織物的抗菌、防皺性能。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于具體步驟如下 (1)脫膠后真絲織物以乙二胺四乙酸二鈉/尿素水溶液進行絲織物選擇性溶脹預處理，工藝處方及條件EDTA 0-1. Og/L，尿素0-1. Og/L，潤濕、滲透劑0_20g/L，溫度20_50°C，處理0-2小時；充分凈洗后備用； (2)步驟(I)處理后的樣本在酪氨酸酶溶液中浸潰處理；工藝處方及條件酪氨酸酶l-100U/g織物，潤濕、滲透劑0-20g/L溶液，溫度20-40°C, pH范圍6. 0-8. 0，時間2-24小時，浴比 I 10-100 ； (3)在步驟(2)的混合液中添加殼聚糖至0.1-5.(^/1，潤濕、滲透劑0-2(^/1溶液，溫度 20-40 0C，pH 范圍 6. 0-8. 0，處理 2-24 小時； (4)在步驟(3)的混合溶液中加入0.5-5.Omol/L三氯乙酸使酶液中的蛋白酶失活，或提高酶液溫度至90°C處理一定時間； (5)滅酶后織物分別以熱水和冷水充分水洗、然后低溫烘干。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述絲織物包括各類真絲綢、長絲或短纖綿。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述酪氨酸酶可來源于動物、植物和微生物。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于所述殼聚糖品種為不同分子量或脫乙酰度的殼聚糖及其衍生物。
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于步驟(2)、(3)可以同時進行或分步進行。
全文摘要
本發明公開了一種絲織物的生物酶法抗菌防皺整理方法，屬于紡織生物技術領域。旨在解決傳統化學法真絲抗菌防皺處理中焙烘溫度高，絲纖維易受損傷和白度下降的缺陷，實現真絲織物酶促抗菌與防皺功能化改性。本發明利用酪氨酸酶的催化氧化作用，將具有伯胺結構的殼聚糖天然整理劑接枝到絲纖維表面，提高絲織物的抗菌與防皺功效。工藝流程包括絲織物預處理、酪氨酸酶催化殼聚糖接枝改性處理、水洗和烘干。通過本發明處理的絲織物不僅抗菌性能得到改善，折皺回復性有所增加，織物的力學機械性能和染色性能也有提升。與傳統化學方法相比，采用酪氨酸酶法催化真絲抗菌防皺處理工藝能耗低、效率高、污染少，有利于環境保護。
文檔編號D06M15/03GK102677475SQ20121009834
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月1日 優先權日2012年4月1日
發明者崔莉, 張穎, 王平, 王強, 范雪榮, 袁久剛 申請人:江南大學