纺织品的单浴生物精练和染色制造技术

本发明专利技术提供用于纤维素纤维的单浴生物准备和染色的方法，这些方法在生物准备和染色步骤之间无需倾空该槽或洗涤该织物的条件下，通过采用生物精练酶，优选果胶酶、蛋白酶和／或脂肪酶，和染色系统同时或顺序地接触该纤维来实施。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采用单浴(single bath)法处理纤维素纤维，尤其是纺织品，最具体的是棉织物，以实现精练(scouring)和染色的方法。
技术介绍
将纤维素材料如棉纤维加工成即可用于服装制造的材料涉及几个步骤将该纤维纺成纱线；从该纱线制成机织或针织织物；随后是准备(preparation)、染色和整理工序。该准备工艺可以包括退浆(对于机织物)、精练和漂白，从而产生适于染色的纺织品。A.精练该精练工艺除去棉纱中天然存在的大量非纤维素化合物。除了这些天然非纤维素杂质外，精练还能除去残余的由生产引入的物质例如纺纱，络筒或浆纱所用润滑剂。常规精练工序典型地采用高碱性化学制品进行处理，这不仅会除去杂质也会弱化该纤维或织物的基础纤维素成分。该化学精练后进行大量洗涤，以降低杂质再沉积的危险。洗涤不充分将导致织物上出现碱性残余物和杂质的不均匀去除，而这在随后的工序中又导致不均匀的染色。而且，由于所采用的化学制品和从纤维中提取的物质，化学精练引起有关废水处理的环境问题。一种更好的方法涉及使用酶，尤其是果胶酶来进行精练，公开于美国专利5,912,407；Hartzell等，Textile Res.68233(1998)；Hsieh等，Textile Res.69590(1999)；Buchert等，Text.Chem.Col.& Am.Dyestuff Reptr.3248(2000)；和Li等，Text.Chem.Color.2971(1997)。B.染色纺织品的染色通常被认为是纺织品织物和服装的制造中最为重要和费钱的一个步骤。染料的主要类型有偶氮(单-、双-、三-、等)、羰基(蒽醌和靛蓝的衍生物)、花菁、二和三苯甲烷及酞菁染料。所有这些染料都含有产生颜色的生色基团。这些化学制品的结构构成了几种纤维素染料类型，即“染料索引”(Color Index)中所定义的还原染料、硫化染料、偶氮染料、直接染料和反应性染料。这些染料类型中的三种，即还原染料、硫化染料和偶氮染料，涉及氧化/还原机制。在这些染色操作中氧化/还原步骤的目的在于使该染料在不溶性和可溶性形式之间变化。加工和染色操作以分批或连续模式，通过以平幅或绳状形式用液体加工流接触织物来进行。在连续方法中，采用饱和器向织物施加化学制品，之后在反应室中加热织物并在其中发生化学反应。然后洗涤步骤处理该织物，用于后面的加工步骤。分批加工一般在一个加工槽中进行，籍此使该织物循环通过该槽。反应期之后，排出这些化学制品，洗涤织物，然后施加后续的化学制品。间歇式浸轧-堆放回苏(discontinunous pad-batch)加工涉及连续施用加工化学制品，之后有一个停留期，对于冷轧卷堆，该时期可以是一天或多天。无论采用分批、连续、或间歇式浸轧-堆放回苏，迄今为止精练和染色步骤一直不能相容；因此，必须在精练和染色之间洗涤或其它方式处理织物，或者是更换处理溶液。因此，在本领域需要对精练和染色方法进行调和，以便它们能够在单个槽中同时或顺序地进行，从而缩短加工时间、节约材料、和减少废水。专利技术概述本专利技术提供用于纤维素纤维的单浴生物精练(bioscouring)和染色的方法。这些方法的实施方式是用(i)生物精练酶，和(ii)染色系统接触该纤维；在接触该纤维的同一溶液中加入该生物精练酶和染色系统。该生物精练酶和染色系统可以基本上同时地加至含有该纤维的溶液中。或者，(i)在可以获得有效生物精练的足够长时间和适合条件下，用该生物精练酶接触该纤维，之后(ii)直接将该染色系统加至含有该纤维和生物精练酶的溶液中。用于实施本专利技术的生物精练酶包括，但不限于，果胶酶、蛋白酶、脂肪酶和它们的组合。该染色系统可以含有一种或多种直接、反应性、还原、硫化或偶氮染料。或者，该染色系统可以含有(a)一种或多种单或多环芳香或杂芳族化合物，用作染料前体和/或用作增强剂或介体；和(b)(i)表现出过氧化物酶活性的酶和过氧化氢源或(ii)对该一种或多种单或多环芳香或杂芳族化合物表现出氧化酶活性的酶。优选地，通过该生物精练酶除去纤维中按重量计至少约30％的果胶质；更优选除去至少约50％，最优选除去至少约75％。而且，采用本专利技术的方法，获得了满意的染色均匀度(目测测量)。染色牢度性质例如耐洗牢度、耐光牢度、耐摩擦脱色(湿和干)牢度优选为至少约3.0的颜色灰度等级(color gray scale)(AATCC技术手册(AATCCTechnical Manual)中EP1方法，第7卷，1995，第350页)，更优选为3.5以上，最优选为4.0以上。在一个实施方案中，在溶液中存在约22克/升钠盐和2％物品重量(％o.w.g.)的反应性染料时，用2000APSU/kg织物的果胶酸裂解酶于大约pH 8、55℃接触该纤维约20分钟。通过采用碳酸钠提高pH，进一步增强该纤维的染料吸收。在另一实施方案中，在存在约22克/升钠盐、约0.02g/l螯合剂(四乙二胺四乙酸钠)和2％o.w.g.反应性染料时，用2000APSU/kg织物的果胶酸裂解酶于大约pH 8、55℃接触该纤维约30分钟。通过采用碳酸钠提高pH，增强该纤维的染料吸收。在另一实施方案中，在pH9的2mM硼酸缓冲液中用2000APSU/kg织物的果胶酸裂解酶55℃接触该纤维20分钟。在将pH降低至约7.5或更低后，接着加入钠盐和反应性染料。然后在60℃染色30分钟，通过采用碳酸钠提高pH增强染料的吸收。在另一其它实施方案中，还可以用其它的酶，包括但不限于其它的果胶降解酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶，单独地、或彼此组合地或与果胶酸裂解酶组合地接触该纤维。本专利技术的这些方法可以用于处理原纤维、纱线、或机织或针织纺织品。这些纤维可以是棉、亚麻(linen)、亚麻(flax)、苎麻、人造纤维素纤维、大麻、黄麻、或这些纤维的彼此混合物或与其它天然或合成纤维的混合物。附图简述附图说明图1图示说明在机织棉织物上硫酸钠浓度的增加对果胶酸裂解酶活性的影响。图2图示说明单浴生物准备(biopreparation)和染色对织物可湿性的影响。专利技术详述本专利技术基于以下发现通过采用生物精练酶联合染色系统可以在单个槽中实现对纤维素纤维的准备和染色。本专利技术方法通过(i)在可导致去除果胶的条件下用生物精练酶；和(ii)用染色系统，接触该纤维来实施。令人惊奇的是，在这些方法中，生物精练过程的产物不干扰染色。本专利技术方法可以用于纺织品的单浴生物准备和染色，以产生具有期望性质如均匀颜色的纺织品。本专利技术提供优于常规精练和染色操作的优点，包括(i)加工时间的缩短；(ii)水的节约和(iii)废水的减少。“纤维素纤维”在本文中用以指但不限于棉、亚麻(linen)、亚麻(linen)、苎麻、人造纤维素纤维、大麻、黄麻和它们的混合物。该纤维可以含有，但不限于，原纤维、纱线、机织或针织纺织品或织物、或服装或成品。生物精练酶果胶酶任何具有降解植物细胞壁中果胶成分能力的果胶分解酶成分均可以用于实施本专利技术。适合的果胶酶包括，但不限于，真菌或细菌来源的果胶酶。化学或遗传修饰的果胶酶也包括在内。优选地，在本专利技术中使用的果胶酶是重组生产的并是单一成分的酶。果胶酶可以根据其优选的底物，高甲酯化果胶或低甲酯化果胶和多聚半乳糖醛酸(本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于纤维素纤维的单浴精练和染色的方法，所述方法包括用（ｉ）生物精练酶和（ｉｉ）染色系统接触该纤维，其中该生物精练酶和染色系统被同时或顺序地加至含有该纤维的单一溶液中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘继银，B康顿，HL舒梅克三世，
申请(专利权)人：诺沃奇梅兹北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]