CN107090717A - 一种蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法，利用蜗牛酶处理原棉纱线以提高其润湿性能，从而提高浆纱上浆率以及浆纱性能。蜗牛酶处理效果受处理条件的较大影响，如蜗牛酶浓度、处理温度、处理时间以及PH值等。通过单因素实验研究了蜗牛酶浓度对果胶去除率、棉蜡去除率、纱线润湿性、失重率与断裂强力的影响；利用Box‑Behnken实验设计优化最佳蜗牛酶处理条件，包括蜗牛酶浓度、处理温度与处理时间，使棉纱获得最佳润湿性能。

Description

一种蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法
技术领域
本发明涉及一种蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法，属于纺织浆纱技术领域。
背景技术
泡沫上浆是一种以泡沫代替浆液为中介对纱线上浆的方法，由于泡沫带液量较低，且与纱线接触时间短，需要纱线具有良好的润湿性能，以保证泡沫释放的浆液快速充分的渗透至纱线内部。棉花纤维是一种最广泛使用的天然纺织原料，能制成多种规格的织物，其面料具有耐磨并能在高温下熨烫，良好的吸湿性、透气性和穿着舒适等优点。然而，棉纤维表面含有果胶、棉蜡与纤维素等杂质，它们虽保护了棉纤维的生长，但也导致了棉纤维较强的抗水性，使纤维的润湿性能下降，从而导致经纱在上浆过程中浆液无法渗透至纱线内部，降低了经纱的机械性能。具有良好的润湿性能是浆纱过程中棉纱能够快速且充分吸收装液的必要条件，对经纱的织造工序有着重要的影响。传统提高纱线润湿性的方法可在一定程度上适应浆纱的要求，但是在预湿槽的热水中添加化学助剂，如表面活性剂，会对环境造成一定的污染。与常规处理方法相比，酶处理作为一种环境友好的方法具有很多优点，不但可以节省能源、水资源，在提高浆纱润湿性能方面具有很大的潜力。与化学物质不同，尽管酶比许多化学物质更昂贵，但是酶具有高度的专一性，仅能作用于一种物质，或一类分子结构相似的物质，促其进行一定的化学反应，产生一定的反应产物。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是提供一种蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法；利用蜗牛酶预湿处理去除棉纱表面的纤维素杂质、果胶等，然后对棉纱进行泡沫上浆。采用本发明可以提高纱线的润湿性能，在泡沫上浆工序中可以使浆液更加容易渗透至棉纱内部，提高纱线的抱合力，从而提高棉纱的浆后性能。
本发明采用的技术方案为：一种蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法，包括以下步骤：
①酶预湿处理：将棉纱在蜗牛酶溶液中浸压后取出；
②水洗与烘干：将酶预湿处理后的纱线在室温水中洗涤，以去除棉纱表面经过酶处理后的杂质以及剩余的蜗牛酶，冷水洗涤后，将纱线烘干；
③泡沫上浆：对烘干后的棉纱进行泡沫上浆；
④烘干与卷绕：对经过泡沫上浆后的棉纱进行烘燥，最后均匀地卷绕在织轴上。
蜗牛酶也称为解旋酶，提取于蜗牛的嗉囊及消化道。蜗牛酶广泛应用于细胞学、遗传学、发酵酿造、医药、保健品和化妆品美容产品，并取得了巨大的社会与经济效益。蜗牛酶是一种含有20余种酶的天然复合酶，包括纤维素、果胶酶、淀粉酶、蛋白酶、半纤维素酶，甘露糖酶，蔗糖酶，半乳聚糖酶与脱氨基酶等等。蜗牛酶中的纤维素酶、果胶酶等可去除纱线表面的纤维素杂质以及果胶等，有利于提高棉纱的润湿性能，泡沫上浆过程中的泡沫浆液更容易渗透至纱线内部，从而提高浆液的渗透率，使纱线的机械性能得以提升，有效提高织造效率。蜗牛酶代替化学助剂(如表面活性剂)，还可以避免对环境造成污染，并且节省能源、水资源。
进一步的，为了对酶预湿处理步骤的条件进行优化，做了大量的实验，并且通过Box-Behnken方法进行拟合，综合而言，酶预湿处理步骤较佳的反应条件为：所述蜗牛酶溶液的浓度为15-25g/L、pH为4.5-6.5；控制蜗牛酶溶液温度为51-65℃；酶预湿处理的时间为20-60s；最佳的反应条件为：蜗牛酶浓度为16.90 g/L温度为56.85℃(考虑到实际可操作性，选择57℃)时，处理时间为28s。
进一步的，所述酶预湿处理步骤中，棉纱与蜗牛酶溶液的浴比为1:20-50。
所述浴比是指棉纱质量与蜗牛酶溶液的体积之比，蜗牛酶溶液的使用量过低，会大大延长处理时间，过高，则造成浪费，还会对后处理产生影响。
进一步的，所述水洗与烘干步骤中烘干温度为90℃以上。烘干的步骤，除了干燥纱线外，还能对棉纱表面少量残留的蜗牛酶进行灭活，防止蜗牛酶对后续的上浆产生影响。
进一步的，所述水洗与烘干步骤还包括将棉纱烘干后置于干燥器中平衡至少24h，然后再泡沫上浆。
进一步的，在所述泡沫上浆步骤中，棉纱经过上浆后，利用压浆辊挤压使泡沫破裂，一部分浆液渗透至纱线内部，另一部分浆液均匀的被覆于棉纱的表面。
附图说明
图1是芯吸高度为响应值的响应面曲线图(温度-浓度)；
图2是芯吸高度为响应值的响应面曲线图(时间-浓度)。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。
实施例中，实验试剂包括蜗牛酶为福建蜗牛酶金田生物科技有限公司，浆料为常州丰源纺织助剂公司的氧化玉米淀粉与聚丙烯酸，发泡剂为国药集团化学试剂有限公司的十二烷基硫酸钠；仪器包括IKA-RW20高速搅拌器对发泡原液进行发泡，上海***实业有限公司医疗设备厂CS501型循环恒温水浴。
实施例1
蜗牛酶预湿处理条件的优化：
采用Box-Behnken实验设计，在pH为6.5时(在其它实施例中，申请人对 pH为4.5-6.5进行了尝试，都能都得与本实施例类似的实验结果)，考察蜗牛酶溶液浓度、温度以及处理时间等因素。具体实验条件及结果见表一。
表一Box-Behnken实验设计结果
通过对以上数据的分析，得到以芯吸高度为响应值的响应面曲线图(参见图1和图2)。
根据最佳响应面分析，纱线的芯吸高度达到最大值(6.17cm)时，蜗牛酶浓度为16.90g/L温度为56.85℃(考虑到实际可操作性，选择57℃)时，处理时间为28s。
实施例2
样品：30支纯棉纱线
1.酶预湿处理
棉纱蜗牛酶处理：将原棉纱线浸没于57℃的浓度为16.90g/L的蜗牛酶溶液 (pH为6.5)中，浴比为1:50(纱线质量：水体积)的溶液中处理28s。
2.水洗与烘干
将酶处理后的原棉纱线在室温水中洗涤，以去除棉纱表面经过酶处理后的杂质以及剩余的蜗牛酶，冷水洗涤后，将棉纱置于90℃烘箱中烘干，烘干后的棉纱放置于干燥器中平衡24小时。
3.泡沫上浆
将氧化淀粉与聚丙烯酸以60:40比例混合调浆，加入2g/L十二烷基硫酸钠配制泡沫上浆原液，加入发泡机产生泡沫后对平衡后的棉纱进行泡沫上浆，经过压浆辊的挤压，泡沫破裂，一部分浆液渗透至纱线内部，另一部分浆液均匀地被覆于棉纱的表面。
4.烘干与卷绕
经过泡沫上浆后的棉纱含液量过高，对其进行烘桶烘燥，设置烘桶温度为 120℃，最后经过泡沫上浆的棉纱均匀地卷绕在织轴上。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法，包括以下步骤：
①酶预湿处理：将棉纱在蜗牛酶溶液中浸压后取出；
②水洗与烘干：将酶预湿处理后的纱线在室温水中洗涤，以去除棉纱表面经过酶处理后的杂质以及剩余的蜗牛酶，冷水洗涤后，将纱线烘干；
③泡沫上浆：对烘干后的棉纱进行泡沫上浆；
④烘干与卷绕：对经过泡沫上浆后的棉纱进行烘燥，最后均匀地卷绕在织轴上。
2.根据权利要求1所述的一种蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法，其特征在于，所述酶预湿处理步骤中，所述蜗牛酶溶液的浓度为15-25g/L、pH为4.5-6.5；控制蜗牛酶溶液温度为51-65℃；酶预湿处理的时间为20-60s。
3.根据权利要求1所述的蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法，其特征在于，所述酶预湿处理步骤中，棉纱与蜗牛酶溶液的浴比为1:20-50。
4.根据权利要求1所述的蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法，其特征在于，所述水洗与烘干步骤中烘干温度为90℃以上。
5.根据权利要求4所述的蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法，其特征在于，所述水洗与烘干步骤还包括将棉纱烘干后置于干燥器中平衡至少24h，然后再泡沫上浆。
6.根据权利要求1所述的蜗牛酶预湿协同泡沫上浆提高浆纱性能的方法，其特征在于，在所述泡沫上浆步骤中，棉纱经过上浆后，利用压浆辊挤压使泡沫破裂。
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