CN1712631A - 一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺 - Google Patents

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Abstract

一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺，属于染整行业的前处理工艺技术领域。本发明采用棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺，将退浆棉机织物先浸轧由碱性果胶酶、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，再保温堆置处理，然后经热水洗(兼灭酶)，冷水洗，最后进行常规过氧化氢漂白工序而完成棉机织物的前处理加工。所用碱性果胶酶尤以Bacillus subtilis WSHB04－03产碱性果胶裂解酶为优。本发明工艺具有纤维损伤小、织物品质改善、废水污染小、易于处理、节约能源以及生产效率较目前研究较多的间歇式酶精练加工更高等优势。

Description

一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺
技术领域
本发明涉及一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺，属于染整行业的前处理工艺技术领域。
背景技术
传统的染整工艺需要耗用大量的水和化学物质，不仅消耗资源，而且产生严重污染。解决这一问题的根本出路在于发展环境友好型染整工艺，生物技术特别是酶加工技术近年来在这方面显示了良好的发展前景。
存在于棉纤维的角质层和初生胞壁中的果胶质、蜡质、蛋白质、灰分等天然杂质严重影响了棉纤维的润湿性能，对棉织物后续的染色、印花、整理等加工造成不利影响。旨在提高棉机织物润湿性能的精练加工以及提高织物白度的过氧化氢漂白加工，通过去除果胶、棉蜡、天然色素等杂质可为后续的染色、后整理创造良好的条件。
长期以来，棉织物的精练一直采用碱煮工艺，耗用大量的水和碱，排放的废水pH值、COD值严重超标，影响了生态环境，较强的碱和高温处理还会损伤纤维。国外从二十世纪八十年代开始掀起了生物酶在纺织品上应用研究的热潮，但重点是生物酶后整理，而对生物酶在棉织物前处理方面的应用近十年才开始研究。上世纪九十年代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，生物酶前处理技术在工业上的应用逐渐得到发展，但至今还未成熟，而且国内尚无适合于棉织物前处理用的生物酶，也无工业生产的先例。
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、木质素酶，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，但与碱处理相比还存在一定的差距。国内永光化工公司于去年推出了由多元复合酶组成的“煮练酶SKD”，上海纺织研究院推出了“清棉师100”，苏州、广东等地亦有多种商业复合酶制剂，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，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。
尽管棉织物的生物酶前处理已进行了多年的研究，但尚局限于间歇式加工，这不但不符合棉机织物连续化生产的特点，而且难以利用棉印染工厂现有加工设备，因而在实际生产中受到极大限制。开发连续化或半连续化酶加工工艺具有十分重要的现实意义。
发明内容
所要解决的技术问题
要解决一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺的工艺条件最优化的技术问题。
技术方案
一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺，采用半连续的轧堆法酶精练，再过氧化氢漂白的前处理工艺，其工艺流程为：退浆棉机织物先浸轧酶液，再保温堆置处理，然后经热水洗(兼灭酶)，冷水洗，最后进行常规过氧化氢漂白工序而完成棉机织物的前处理加工。
(1)全棉机织布：本工艺适用于各种类型的全棉机织布，如府绸、平布、纱卡、帆布、线卡、卡其等。
(2)浸轧酶液：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；酶液的组成为：果胶酶5-15g/L，中性纤维素酶0.1-2.0g/L，中性蛋白酶0-10g/L，木聚糖酶0-5g/L，润湿渗透剂0-2g/L；以上处理浴pH为8.6-10.0；浸轧酶处理液温度为室温至60℃，织物轧余率50％-100％；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。
(3)保温堆置：本发明采用的是保温堆置法是利用不饱和蒸汽对棉机织物进行保温处理，既提供了酶作用的适宜温度，又使处理环境保持一定湿度，不致因保温时间过长导致织物带液率下降。保温温度取决于果胶酶酶活及热稳定性。酶最适温度高、热稳定性好，则处理温度可高些，反之则低些。保温时间与保温温度有关，一般来说，汽蒸温度高，时间可短些，汽蒸温度低，时间应长些。本发明采用的汽蒸条件为：不饱和蒸汽温度55-65℃，汽蒸时间45-90min。
(4)热水洗：酶处理后一般先进行热水洗，温度80～100℃，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。
(6)常规过氧化氢漂白：漂白液组成：30％的双氧水24g/L，硅酸钠17g/L，非离子或阴离子润湿渗透剂10g/L，pH10.5-11。浸轧过氧化氢漂白液，轧液率50％，在98℃下汽蒸90min。漂白后充分水洗。
有益效果
本发明采用不同于传统碱精练工艺和酶间歇式精练工艺的新型前处理工艺——复合生物酶轧堆法前处理工艺，属于半连续式染整加工方式，符合实际生产要求。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。采用本发明的棉机织物生物酶前处理工艺处理效果较好，经105℃烘干后的毛细管效应超过≥8.5cm/30min，瞬时毛细管效应为≥2.5cm/min。除此之外，本发明工艺还具有纤维损伤小、织物品质改善、废水的色度、pH值、COD值大幅度降低、节约能源以及生产效率较目前研究较多的间歇式酶精练加工更高等优势，值得大力推广。
具体实施方式
棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺举例：
实施例1：14.5tex×14.5tex全棉防羽布
工艺流程：退浆后棉机织物浸轧复合酶液，保温堆置，热水洗(兼灭酶)，冷水洗，过氧化氢漂白和水洗。
其中，复合生物酶处理液组成为：果胶酶14g/L，中性纤维素酶0.25g/L，润湿渗透剂2g/L，pH9.1，浸轧生物酶处理液，酶处理液温度为室温至60℃，轧余率100％，汽蒸温度55℃，汽蒸时间60min。处理后升温至95～100℃处理5min进行灭酶，充分水洗。最后进行过氧化氢漂白和漂后水洗。漂白条件为：30％的双氧水24g/L，硅酸钠17g/L，非离子或阴离子润湿渗透剂10g/L，pH10.5-11。浸轧过氧化氢漂白液，轧液率50％，在98℃下汽蒸90min。漂白后充分水洗。
经上述处理后的棉机织物，105℃烘干后的毛细管效应8.5cm/30min，瞬时毛细管效应为2.5cm/min。R457白度值Wr漂前59.675％、漂后74.55％，经向断裂强力649N。染色K/S值(色深值)浸染18.14、轧染44.47。
实施例2：14.5tex×14.5tex全棉防羽布
工艺流程：退浆后棉机织物浸轧复合酶液，保温堆置，热水洗(兼灭酶)，冷水洗，过氧化氢漂白和水洗。
其中，复合生物酶处理液组成为：Bacillus subtilis WSHB04-03产碱性果胶裂解酶6g/L，中性纤维素酶1.75g/L，中性蛋白酶7g/L，，润湿渗透剂0g/L，pH9.1，浸轧生物酶处理液，酶处理液温度为室温至60℃，轧余率100％，汽蒸温度55℃，汽蒸时间60min。处理后升温至95～100℃处理5min进行灭酶，充分水洗。最后进行过氧化氢漂白和漂后水洗。漂白条件为：30％的双氧水24g/L，硅酸钠17g/L，非离子或阴离子润湿渗透剂10g/L，pH10.5-11。浸轧过氧化氢漂白液，轧液率50％，在98℃下汽蒸90min。漂白后充分水洗。
经上述处理后的棉机织物，105℃烘干后的毛细管效应8.8cm/30min，瞬时毛细管效应为2.6cm/min。R457白度值Wr漂前59.03％、漂后74.43％，经向断裂强力648N。染色K/S值(色深值)浸染18.64、轧染43.34。
实施例3：14.5tex×14.5tex全棉府绸布
工艺流程：退浆后棉机织物浸轧复合酶液，保温堆置，热水洗(兼灭酶)，冷水洗，过氧化氢漂白和水洗。
其中，复合生物酶处理液组成为：果胶酶10g/L，中性纤维素酶1.0g/L，木聚糖酶3.5g/L，润湿渗透剂1g/L，pH9.1，浸轧生物酶处理液，酶处理液温度为室温至60℃，轧余率100％，汽蒸温度55℃，汽蒸时间60min。处理后升温至95～100℃处理5min进行灭酶，充分水洗。最后进行过氧化氢漂白和漂后水洗。漂白条件为：30％的双氧水24g/L，硅酸钠17g/L，非离子或阴离子润湿渗透剂10g/L，pH10.5-11。浸轧过氧化氢漂白液，轧液率50％，在98℃下汽蒸90min。漂白后充分水洗。
经上述处理后的棉机织物，105℃烘干后的毛细管效应9.0cm/30min，瞬时毛细管效应为2.5cm/min。R457白度值Wr漂前59.18％、漂后75.39％，经向断裂强力653N。染色K/S值(色深值)浸染18.20、轧染44.53。

Claims (7)

1.一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺，其特征是采用半连续的轧堆法酶精练，再过氧化氢漂白的前处理工艺，工艺流程为退浆后棉机织物浸轧酶液，保温堆置，热水洗，冷水洗，过氧化氢漂白和水洗；
浸轧酶液：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；酶液的组成为：果胶酶5-15g/L，中性纤维素酶0.1-2.0g/L，中性蛋白酶0-10g/L，木聚糖酶0-5g/L，润湿渗透剂0-2g/L；以上处理浴pH为8.6-10.0；浸轧酶处理液温度为室温至60℃，织物轧余率50％-100％；
保温堆置：用不饱和蒸汽进行汽蒸下堆置，条件为：不饱和蒸汽温度55-65℃，汽蒸时间45-90min；
热水洗：热水洗温度80～100℃，时间5～10min，兼有灭酶作用；
冷水洗：灭酶后进行充分冷水洗；
 过氧化氢漂白：漂白液组成：30％的双氧水24g/L，硅酸钠17g/L，非离子或阴离子润湿渗透剂10g/L，pH10.5-11，浸轧过氧化氢漂白液，轧液率50％，在98℃下汽蒸90min；漂白后充分水洗。
2.根据权利要求1所述的一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺，其特征是适用于处理的棉机织物包括府绸、平布、纱卡、帆布、线卡或卡其面料。
3.根据权利要求1所述的一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺，其特征是酶处理液中选用的果胶酶为Bacillus subtilis WSHB04-03产碱性果胶裂解酶。
4.根据权利要求1所述的一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺，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。
5.根据权利要求1所述的一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺，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。
6.根据权利要求1所述的一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺，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。
7.根据权利要求1所述的一种棉机织物复合生物酶轧堆法前处理工艺，其特征是生物酶处理液中，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。
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