专利名称：：一种受损角蛋白质纤维的生物修复方法
技术领域：
：本发明涉及天然纤维处理技术，具体为一种受损角蛋白质纤维的生物修复方法，国际专利分类号拟为Int.Cl.D06M13/00(2006.01)。技术背景纺织用天然蛋白质纤维主要包括角蛋白质纤维和丝蛋白纤维两类。角蛋白质纤维主要包括有羊毛、山羊绒、牦牛毛、驼绒、兔毛等纤维。这些羊毛类角蛋白质纤维在纺织生产加工的过程中，要经过反复的化学处理或机械物理加工，不可避免地造成纤维或/和其织物的损伤，特别是机械性能的损伤。近年来出现的羊毛丝光剥鳞片加工、有色纤维的剥色加工等新的技术手段处理这类角蛋白质纤维时，虽可满足某些特性的需要，但更加剧了其损伤的程度。损伤的结果导致纤维强力下降，延伸度降低，拉伸性能恶化，可纺性下降，弹性降低，容易脆化或蓬松度下降等一系列问题，对纺、织、染整的加工都会产生负面影响，最终使羊毛类织物的服用性能降低，产品使用寿命縮短。在以往的毛纺加工过程中，更多地注重前纺和染整工艺质量的改进，而忽视对角蛋白质纤维损伤的改善。近几来，随着毛纺技术的提高，以及毛纺织物轻薄化的发展趋势，受损羊毛等角蛋白质纤维机械性能下降所暴露出的问题逐渐引起人们的注意。专利"一种用谷氨酰胺转胺酶处理羊毛织物的方法"(200310106516.6)中，介绍了利用谷氨酰胺转胺酶改善羊毛织物的尺寸稳定性、毡縮性、压烫性、抗皱性，目的是改善羊毛织物易护理性。该专利技术对是否没有降低、或者是否可能进一步损伤了羊毛织物的机械性能没有述及。
发明内容针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是提供一种受损角蛋白质纤维的生物修复方法，该方法可以修复受损羊毛类角蛋白质纤维在生产加工过程中所产生的化学损伤，改善和提高纤维及其织物的机械性能和服用性能，且工艺简单、效率高、成本低廉，条件温和，对环境无污染，适于工业化实施。本发明解决所述技术问题的技术方案是设计一种受损角蛋白质纤维的生物修复方法，该生物修复方法为先用含0.52。/。O.W.f非离子表面活性剂的405(TC水溶液清洗受损角蛋白质纤维，用清水洗净后；再用含410%o.w.f的生物修复液，在4555"C温度下，处理受损角蛋白质纤维12.5小时；然后在809(TC的热水中处理受损角蛋白质纤维515分钟，清水洗净脱水后，在8595"C温度下烘干即可；所述的非离子表面活性剂是指平平加0系列产品中的一种；所述的生物修复液为谷氨酰胺转胺酶:水=1:1520的浴比配制而成的谷氨酰胺转胺酶生物修复液。与现有技术相比，本发明生物修复方法的有益效果是在温和的生物酶处理下，能够使受损角蛋白质纤维的蛋白质分子间建立交联，即形成新的异肽链，提高了纤维的机械性能，避免了现有技术中醛类定型剂或环氧类定型剂的毒性，亚硫酸盐及其衍生物加工所产生的纤维和织物泛黄等技术缺陷，并且本发明生物修复方法对环境无污染，是一种绿色加工方法。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步详细描述本发明设计的一种受损角蛋白质纤维的生物修复方法(以下简称修复方法)，该生物修复方法为先用含0.52y。o.w.f非离子表面活性剂的4050'C水溶液清洗受损角蛋白质纤维，用清水洗净后；再用含410%o.w.f的生物修复液，在4555"C温度下，处理受损角蛋白质纤维12.5小时；然后在809(TC的热水中处理受损角蛋白质纤维515分钟，清水洗净脱水后，在8595'C温度下烘干即可；所述的非离子表面活性剂是指平平加0系列产品中的一种；所述的生物修复液为谷氨酰胺转胺酶:水=1:1520的浴比配制而成的谷氨酰胺转胺酶生物修复液。本发明修复方法所述的受损角蛋白质纤维包括剥鳞片丝光羊毛、灰褪毛、脱色黑花毛、减量加工后羊毛；灰褪绒、脱色羊绒、脱色牦牛绒、脱色驼绒等。其中，丝光羊毛、灰褪绒、脱色绒或羊毛所受到的化学损伤更大。本发明修复方法所述的非离子表面活性剂是指平平加o系列产品中的任意一种，如平平加0-15、平平加0-20等。之所以选择这些非离子表面活性剂是因为其非离子特性不会与酶产生电荷结合，防止表面活性剂封闭活性中心，同时其良好的润湿作用能够保证酶与纤维的良好结合。本发明所述的修复方法的工作机理是谷氨酰胺转胺酶(TG酶)又称为转谷氨酰胺酶，具有催化大多数蛋白质分子间交联的特性。采用谷氨酰胺转胺酶作修复剂，适当配制而成的修复液是生物修复液。用其处理受损角蛋白质纤维，可催化角蛋白质大分子或链段之间发生交联反应，即在角蛋白质分子间或分子内形成s-谷胺酰)赖氨酸键，使肽链谷氨酰胺与肽链上赖氨酸的N端相连，形成分子内和分子间的交联。这种交联可以增强纤维内大分子的联系，进而提高纤维的机械性能，如强度和弹性等。本发明修复方法对修复受损羊毛等角蛋白质纤维的机械性能效果的评价，主要采用纤维的断裂强力和断裂伸长率两项指标纤维的断裂强力越高，表示纤维的受力性能越好；纤维的断裂伸长率越大，表示纤维的弹性越好。考査受损羊毛等角蛋白质纤维在修复前后断裂强力和断裂伸长率的变化，即可评价出本发明修复方法对受损羊毛等角蛋白质纤维机械性能的修复或改善程度。很明显，如果受损羊毛等角蛋白质纤维修复后，机械性能提高或改善，那么，修复后纤维所制造的织物或产品的机械性能也可得到提高或改善。换言之，本发明修复方法不仅适用于受损角蛋白质纤维机械性能的修复，也同样适用于对受损角蛋白质纤维织物或产品机械性能的修复，或者再度受损伤纤维的二次修复。对受损角蛋白质纤维机械性能的修复有利于纤维的纺织染顺利加工，并保证产品质量；对受损角蛋白质纤维织物或产品机械性能的修复则可以改善其服用性能，提高产品档次，增加经济效益。本发明修复方法以谷氨酰胺转胺酶作为修复剂，采用适当的浴比配制谷氨酰胺转胺酶生物修复液，并设计合理的生物修复工艺，有针对性的修复受损羊毛等角蛋白质纤维的机械性能，方法简单，效果理想，在发明人已知的范围内，未见到有关文献报道。本发明未述及之处适用于现有技术。以下说明性的具体实施例可帮助进一步理解本法明，但本发明不受实施例限制。实施例1:剥鳞片丝光羊毛的修复方法。取两份剥鳞片丝光羊毛纤维，各5克，分别命名为1#、2#样品；修复液TG酶的用量为49k).w.f，浴比l:15。所述的羊毛纤维样品先用1%的非离子表面活性剂平平加0-15，在45。C温水中洗净后，1"样品在50。C水浴中不加修复液处理lh后，水洗两次；2#样品在5(TC水浴中用所述修复液处理lh后，同样水洗两次；修复处理后，在8(TC热的水中再处理15分钟，以使酶制剂失活，最后水洗净脱水后，在95。C下烘干即可。经检测，本发明修复方法处理后的剥鳞片丝光羊毛纤维样品的单纤强力及伸长指标如表1所示。表l.剥鳞片丝光羊毛纤维的修复效果对比表r(未用酶修复)2#(用酶修复)提高(％)断裂强力(CN)5.866.9318.3断裂伸长率(%)39.6143.169.2实施例2:漂白(脱色)绒的修复。取两份漂白的山羊绒，各5克，分别命名为3#、4#样品。修复液TG酶的用量为10%o.w.f，浴比1:16。所述的纤维先用2%o.w.f非离子表面活性剂平平加0-20，在40。C温水洗净后，3#样品在50^水浴中不加修复液处理111，水洗两次；^样品在50'C水浴中用所述的修复液处理lh，然后同样用水清洗两次；修复处理后，在85。C热水中再处理10分钟，以使酶制剂失活，最后水洗净脱水后，在85'C下烘干即可。经检测，本发明修复方法处理后的漂白的山羊绒纤维样品的单纤强力及伸长指标如表2所示。表2.漂白山羊绒纤维的修复效果对比表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例3:受损灰褪绒的修复。取两份灰褪绒，各10克，分别命名为5#、6#样品。修复液TG酶的用量为10%o.w.f，浴比1:18。所述的纤维样品先用1%o.w.f非离子表面活性剂平平加0-10，在45-C温水洗净后，5#样品在50。C水浴中不加酶修复液处理1.5h，水洗两次；6#样品在50°(:水浴中采用所述的修复液处理1.5}1，然后同样用水清洗两次；修复处理后，在9(TC热水中再处理10分钟，以使酶制剂失活，最后水洗净脱水后，在85"C下烘干即可。经检测，本发明修复方法处理后的灰褪绒纤维样品的单纤强力及伸长指标如表3所示。表3.灰褪绒纤维的修复效果对比表5#(未用酶修复)6#(用酶修复)提高(％)断裂强力(CN)3.053.5516.3断裂伸长率(%)36.06%38.38%6.4实施例4:脱色牦牛绒的损伤修复。取两份牦牛绒，各5克，分别命名为7tt、8tt样品。修复液TG酶的用量为10%o.w.f，浴比为1:20。所述的纤维先用l%o.w.f的非离子表面活性剂平平加0-15，在45t:的温水中洗净后，7#样品在55'C水浴中不加酶处理2h，水洗两次；8#样品在55"C水浴中采用所述的修复液处理2h，然后同样用水清洗两次；修复处理后，在9(TC热水中再处理15分钟，以使酶制剂失活，最后水洗净脱水后，在9(TC下烘干即可。经检测，本发明修复方法处理后的牦牛绒纤维样品的单纤强力及伸长指标如表4所示。表4.牦牛绒纤维的修复效果对比表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例5:-修复羊毛织物。取两份纯毛华达呢，各5克，分别命名为9#、10#样品。修复液TG酶的含量为8。/。o.w.f，浴比l:20。所述的织物先用1.5%o.w.f非离子表面活性剂平平加0-15，在45。C的温水中洗净后，^样品在55。C水浴中不加酶处理2h，水洗两次；10"样品在55。C水浴中采用所述的修复液处理2h，然后同样用水清洗两次；修复处理后，在95"€热水中再处理5分钟，以使酶制剂失活，最后水洗净脱水后，在85'C下烘干即可。经检测，本发明修复方法处理后的纯毛织物的单纤强力及伸长指标如表5所示。表5.纯毛织物的修复效果对比表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1.一种受损角蛋白质纤维的生物修复方法，该生物修复方法为先用含0.52%o.w.f非离子表面活性剂的405(TC水溶液清洗受损角蛋白质纤维，用清水洗净后；再用含410%o.w.f的生物修复液，在4555。C温度下，处理受损角蛋白质纤维12.5小时；然后在809(TC的热水中再处理受损角蛋白质纤维515分钟，清水洗净脱水后，在8595r温度下烘干即可；所述的非离子表面活性剂是指平平加0系列产品中的一种；所述的生物修复液为谷氨酰胺转胺酶:水=1:1520的浴比配制而成的谷氨酰胺转胺酶生物修复液。2.根据权利要求1所述的受损角蛋白质纤维的生物修复方法，其特征在于所述的受损角蛋白质纤维包括剥鳞片丝光羊毛、灰褪毛、脱色黑花毛、减量加工后羊毛；灰褪绒、脱色羊绒、脱色牦牛绒、脱色驼绒。3.根据权利要求1所述的受损角蛋白质纤维的生物修复方法，其特征在于所述的非离子表面活性剂为平平加0-15或平平加0-20。全文摘要本发明涉及一种受损角蛋白质纤维的生物修复方法。该生物修复方法为先用含0.5～2％o.w.f非离子表面活性剂的40～50℃水溶液清洗受损角蛋白质纤维，用清水洗净后；再用含4～10％o.w.f的生物修复液，在45～55℃温度下，处理受损角蛋白质纤维1～2.5小时；然后在80～90℃的热水中处理受损角蛋白质纤维5～15分钟，清水洗净脱水后，在85～95℃温度下烘干即可；所述的非离子表面活性剂是指平平加0系列产品中的一种；所述的生物修复液为谷氨酰胺转胺酶∶水＝1∶15～20的浴比配制而成的谷氨酰胺转胺酶生物修复液。本发明方法可避免现有技术中醛类定型剂或环氧类定型剂的毒性，亚硫酸盐及其衍生物加工所产生的纤维和织物泛黄等缺陷，并且是一种无污染的加工方法。文档编号C12S11/00GK101122091SQ20071005948公开日2008年2月13日申请日期2007年9月4日优先权日2007年9月4日发明者何天虹,候学锋,姚金波,刚王,赵海洋申请人:天津工业大学