CN1282798C - 一种棉针织物复合生物酶浸渍法前处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种棉针织物复合生物酶浸渍法前处理工艺，属于针织染整行业的前处理工艺技术领域。本发明采用棉针织物复合生物酶浸渍法精练前处理工艺，将棉针织坯布先沸水预处理，然后放在由碱性果胶酶、中性纤维素酶、中性蛋白酶及木聚糖酶的不同组合组成的复合酶液中浸渍一定时间，然后经热水洗(兼灭酶)，冷水洗，室温晾干工序而完成棉针织物的前处理工艺。所用碱性果胶酶尤以Bacillus subtilisWSHB04-03产碱性果胶裂解酶为优。本发明工艺具有精练效果好、织物损伤小、织物品质改善、废水环境污染小等优点，是一种清洁化前处理加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种棉针织物复合生物酶浸渍法前处理工艺，具体涉及一种棉针织物碱性果胶酶、中性纤维素酶、中性蛋白酶和木聚糖酶复合生物酶浸渍法精练工艺，属于针织染整行业的前处理工艺技术领域。
背景技术
棉纤维在生长过程中，纤维素含量随成熟度的增加而增加，此外还有一定量的在棉纤维生长中起保护性作用的物质，以及生物代谢过程中生成的杂质，与纤维素共生共长，这些物质称为纤维素的共生物或伴生物。纤维素共生物主要有果胶物质、蛋白质、蜡状物质、天然色素等，还有在剥取棉纤维时夹带的棉籽壳碎片。共生物所占的比例随棉纤维成熟度的提高而降低。
棉纤维从化学结构上看是亲水性纤维，应该有很好的吸湿性。但由于共生物的存在，使得棉纤维的吸湿性很差，不能满足印染加工的需要，会影响染色牢度、染色均匀性和色泽鲜艳度等染色质量，而且无法体现棉针织物优良的服用性能。
旨在去除棉纤维的共生物，提高棉针织物的吸湿性能，满足染整加工的需要的染前处理一般称为煮练或精练。国内外一直在印染加工中采用传统碱处理工艺对棉织物进行前处理，以去除果胶质、棉蜡等各种棉纤维共生物杂质，改善棉织物的润湿性和外观，使后续染色、印花及整理加工顺利进行。传统的碱煮练法是以氢氧化钠为主练剂，辅以精练剂(表面活性剂)、硅酸钠、亚硫酸钠、磷酸钠等助练剂，在这些煮练剂的共同作用下，使棉纤维上的天然杂质发生一系列物理化学变化而被完全或部分除去。这种工艺存在水耗、能耗大，排放废水碱性大(pH＞11)、色度深、可生物降解性差(COD高达数千mg/L)等弊病，已成为印染行业最大的污染源，严重污染了生态环境，同时也对棉纤维造成较大的损伤，影响棉织物的品质。
除了化学方法外，目前也在研究利用生物方法去除棉纤维中的共生物，以减少化学试剂对棉纤维的损伤，减轻煮练废水对环境的污染。
国外从二十世纪九十年代开始掀起了生物酶在棉织物前处理方面研究的热潮，丹麦诺维信公司和日本大阪府大学分别开发出碱性果胶酶和原果胶酶以后，生物酶前处理技术得到进一步发展。国内外有关棉织物生物酶前处理的研究，最初注重于酶种的选择，着重单一酶对提高棉纤维润湿性的作用。近几年来开始转向研究不同酶混合后组成的复合酶对提高棉纤维润湿性的协同作用，其重点为果胶酶和纤维素酶，或添加蛋白酶、脂肪酶、角质酶，拼用后对棉织物前处理有一定的协同作用，可有效地去除棉纤维上的杂质，但与碱处理相比效果上还存在一定的差距，尚有待在酶制剂品种选择上进行深入研究。国内近年来出现了多种所谓的商业复合酶制剂，但这些产品大都为生物酶与化学品(尤其是碱的混合物)相拼混的产品，有的甚至根本就无任何酶制剂成分，而且使用时必须用高达10g/L～15g/L(100％H2O2)的双氧水进行氧漂处理，其耗碱量高，氧化激烈，易使织物受损。另外，这些复合酶尽管品种很多，但在生产上尚未得到推广应用。而诺维信公司所推出的碱性果胶酶亦难以适应我国棉织物的特点，还处于应用研究之中。
发明内容
(1)所要解决的技术问题
要解决一种棉针织物碱性果胶酶、中性纤维素酶、中性蛋白酶和木聚糖酶复合生物酶浸渍法精练工艺的工艺条件最优化的技术问题。
(2)技术方案
一种棉针织物碱性果胶酶、中性纤维素酶、中性蛋白酶及木聚糖酶复合生物酶浸渍法精练工艺，采用间歇式的复合生物酶前处理工艺，其工艺流程为：棉针织坯布先沸水预处理，然后浸渍酶液，保温处理一段时间后经热水洗(兼灭酶)，冷水洗，晾干。
1)全棉针织布：本工艺适用于各种类型的全棉针织布，如棉毛布、汗布、提花布、双面网眼布、罗纹布等。
2)沸水预处理：棉纤维表面的蜡质和类脂化合物熔点多低于100℃，沸水短时间处理会使这些化合物熔融，并在纤维表面重新分布，或部分分散到预处理的水浴中，使酶和助剂在纤维表面的可及度增加，从而使精练效果提高，织物润湿性得到改善。显然，棉针织物酶精练前进行沸水预处理是很有必要的。本发明中沸水预处理时间为1-60min。
3)浸渍酶液：选用的复合酶为碱性果胶酶、中性蛋白酶、中性纤维素酶及木聚糖酶的不同组合，酶处理浴中，或加入聚氧乙烯型非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂作润湿渗透剂，或不加入任何润湿渗透剂；酶液组成为：碱性果胶酶0.5-10g/L，中性纤维素酶0.1-1.0g/L，中性蛋白酶0-5g/L，木聚糖酶0-5g/L，润湿渗透剂0-1g/L；浸渍酶处理液温度为室温至60℃，处理浴pH8.6-10.0，棉针织物比浸渍酶液浴比1∶20，浸渍时间30-90min。
所用碱性果胶酶尤以Bacillus subtilis WSHB04-03(申请号200410065807.X中已公开，保藏编号为CCTCC NO：M204082)产碱性果胶裂解酶为优。
4)热水洗：热水洗温度95～100℃，时间5～10min；酶处理后一般先进行热水洗，温度95～100℃，时间5～10min。目的一方面在于去除果胶等杂质降解产物，同时也起到酶失活(灭酶)作用，阻止酶继续进行催化作用。
5)冷水洗：灭酶后要充分进行水洗，可采用冷水，进一步洗除酶精练中降解产物。
(3)有益效果
本发明采用的棉针织物复合生物酶浸渍法前处理工艺，属于间歇式染整加工方式，符合针织物实际生产要求。所采用的生物酶为Bacillus subtilis WSHB04-03产碱性果胶裂解酶、中性蛋白酶、中性纤维素酶及木聚糖酶的不同组合。采用本发明的棉针织物复合生物酶前处理工艺处理效果较好，精练后吸水时间可≤10s，精练再漂白(氧漂)后吸水时间可≤5s。除此之外，本发明工艺还具有织物损伤小(强力损失小于10％)、织物品质改善、废水环境污染小等优点，是一种清洁化前处理加工。
具体实施方式
棉针织物复合生物酶浸渍法前处理工艺举例：
实施例1：14.5tex纯棉棉毛布
工艺流程：棉针织坯布先沸水浴处理40min，然后挤干织物，再浸渍复合酶液一定时间，取出织物进行热水洗(兼灭酶)，冷水洗，室温晾干。
其中，生物酶处理液组成为：碱性果胶酶4g/L，中性纤维素酶0.5g/L。处理浴pH8.6-10.0，棉针织物比浸渍酶液浴比1∶20，浸渍时间70min。处理后于95～100℃下水洗5min进行灭酶，最后进行充分冷水洗。
经上述复合酶精练处理后的棉针织物，精练后润湿性9.0s，漂白后润湿性4.8s，精练后R457白度值Wr63.42％，漂白后Wr为77.24％，织物顶破强力损失为7.8％。精炼后织物染色K/S值(色深值)活性染料为24.60、还原染料为21.47。干、湿摩擦牢度和皂洗牢度均满足要求。
实施例2：18.7tex纯棉棉毛布
工艺流程：棉针织坯布先沸水浴处理30min，然后挤干织物，再浸渍复合酶液一定时间，取出织物进行热水洗(兼灭酶)，冷水洗，室温晾干。
其中，生物酶处理液组成为：Bacillus subtilis WSHB04-03产碱性果胶裂解酶1g/L，中性纤维素酶1.0g/L；中性蛋白酶4g/L，处理浴pH8.6-10.0，棉针织物比浸渍酶液浴比1∶20，浸渍时间80min。处理后于95～100℃下水洗5min进行灭酶，最后进行充分冷水洗。
经上述复合酶精练处理后的棉针织物，精练后润湿性8.5s，漂白后润湿性2.6s，精练后R457白度值Wr63.21％，漂白后Wr为78.10％，织物顶破强力损失为8.9％。
精练后织物染色K/S值(色深值)活性染料为23.06、还原染料为21.22。干、湿摩擦牢度和皂洗牢度均满足要求。
实施例3：14.5tex纯棉提花布
工艺流程：棉针织坯布先沸水浴处理10min，然后挤干织物，再浸渍复合酶液一定时间，取出织物进行热水洗(兼灭酶)，冷水洗，室温晾干。
其中，生物酶处理液组成为：碱性果胶酶10g/L，中性纤维素酶0.1g/L，木聚糖酶1g/L。处理浴pH8.6-10.0，浸渍时间40min。处理后于95～100℃下水洗5min进行灭酶，最后进行充分冷水洗。
经上述复合酶精练处理后的棉针织物，精练后润湿性8.2s，漂白后润湿性4.4s，精练后R457白度值Wr62.41％，漂白后Wr为76.52％，织物顶破强力损失为8.4％。精炼后织物染色K/S值(色深值)活性染料为24.44、还原染料为23.46。干、湿摩擦牢度和皂洗牢度均满足要求。
Claims (4)
1.一种棉针织物复合生物酶浸渍法前处理工艺，其特征是采用间歇式的复合生物酶前处理工艺，工艺流程为：棉针织坯布先沸水预处理，然后浸渍酶液，保温处理一段时间后经热水洗，冷水洗和晾干；
(1)沸水预处理：沸水预处理时间为1-60min；
(2)浸渍酶液：选用的复合酶为Bacillus subtilis WSHB04-03产碱性果胶酶、中性蛋白酶、中性纤维素酶及木聚糖酶的不同组合，酶处理浴中，或加入聚氧乙烯型非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂作润湿渗透剂，或不加入任何润湿渗透剂；酶液组成为：碱性果胶酶0.5-10g/L，中性纤维素酶0.1-1.0g/L，中性蛋白酶0-5g/L，木聚糖酶0-5g/L，润湿渗透剂0-1g/L；浸渍酶处理液温度为室温至60℃，处理浴pH8.6-10.0，棉针织物比浸渍酶液浴比1∶20，浸渍时间30-90min；
(3)热水洗：热水洗温度95～100℃，时间5～10min；
(4)冷水洗：灭酶后要充分进行冷水洗。
2.根据权利要求1所述的一种棉针织物复合生物酶浸渍法前处理工艺，其特征是酶处理液采用Bacillus subtilis WSHB04-03产碱性果胶裂解酶与中性纤维素酶组成的复合酶体系。
3.根据权利要求1所述的一种棉针织物复合生物酶浸渍法前处理工艺，其特征是酶处理液中选用的酶为Bacillus subtilis WSHB04-03产碱性果胶裂解酶、中性纤维素酶和中性蛋白酶组成的复合酶体系。
4.根据权利要求1所述的一种棉针织物复合生物酶浸渍法前处理工艺，其特征是酶处理液中选用的酶为Bacillus subtilis WSHB04-03产碱性果胶裂解酶、中性纤维素酶和木聚糖酶组成的复合酶体系。
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