全棉织物生物酶退浆工艺研究
2011-1-25 14:39:11
传统高温浓碱型棉织物练漂加工过程需消耗大量的水、热能、化学助剂，排放出大量含高浓度污染物的废水，严重制约纺织印染企业的运行和发展。
研究应用能耗低、排放少的节能降耗练漂工艺替代传统的高温浓碱型练漂工艺，是实现可持续发展的有效措施。
[1]
生物酶属于催化活性很强的蛋白质类物质，其处理作用具有高效性和专一性特征，能够高效地、有针对性地作用于特定对象，并且可在常温常压、酸碱度适中的温和条件下完成。
酶处理法应用于棉织物的前处理加工，与常规碱剂前处理工艺相比，具有能耗低、织物强力损伤小、设备要求低、排污大幅减少、废水处理简单等诸多优点，是一种“绿色”前处理工艺。
本文通过对纯棉织物生物酶练漂工艺和传统工艺的对比和分析，优化出纯棉织物的生物酶练漂工艺，以供印染企业实际生产参考。
1 技术原理
适合于棉织物前处理加工的生物酶主要有淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等3 类。
淀粉酶的作用对象是淀粉，可用于织物退浆处理，其作用机理是：通过催化淀粉分子链中a-甙键，使淀粉糊化，并从织物上降解脱落，从而达到退除淀粉浆的目的。
L-2000 退浆酶是温宽型a-淀粉酶，能在较宽温度范围内对a-1.4甙键起催化作用，使淀粉水解成分子量较小的化合物，再经水洗去除。
在退浆的同时，还能去除织物上部分其它杂质。
[2]
2 工艺实验
2.1 材料与助剂
织物：18tex×18tex平纹机织物，上浆率：4%-5%；苏宏酶2000L（工业品，诺维信苏州生产）；滲透剂JFC-10（工业品）。
2.2 指标测试
2.2.1 毛效: 将半制品沿经向裁成5cm×35cm 布条，一端固定，一端竖直浸在蒸馏水中，测量30min 内水沿经向上升的高度。
2.2.2 棉籽壳：目测比较。
2.2.3 白度：采用datacolourSF600测色仪测定织物的白度指数。
2.2.4 退浆效果：碘-点滴法
2.2.4.1 退浆后的织物样品滴上几滴碘液(0.005 N)，根据试液的呈色将退浆效果分为4 个等级：优-棕黄色（原色），良—里黄外偏蓝，中—蓝色，差—紫蓝或深蓝色。
2.2.4.2 测试用碘液的配制方法：取18 克碘化钾和13 克碘溶解于水，使总量为1 升，再取此储存液5ml稀释到100 ml 即为测试液；储存液及测试液都要存放在深色瓶里，每次使用前需在淀粉上浆的织物原坯上点滴以检查其效能。
2.2.5 断裂强力：将织物沿经向或纬向裁成5cm×35cm布条，采用YG2026型电子织物强力机测定。
2.3 生物酶退浆工艺实验
2.3.1 浸渍法
工艺流程：酶退浆→热水洗→温水洗→冷水洗→烘干
采用正交实验法确定酶处理工艺结果，见表1。
采用直观分析法求出极差，极差大者为主要因素，说明这个因素的不同水平对相应结果的影响较大，极差小者为次要因素，根据计算结果：
传统高温浓碱型棉织物练漂加工过程需消耗大量的水、热能、化学助剂，排放出大量含高浓度污染物的废水，严重制约纺织印染企业的运行和发展。
研究应用能耗低、排放少的节能降耗练漂工艺替代传统的高温浓碱型练漂工艺，是实现可持续发展的有效措施。
[1]
生物酶属于催化活性很强的蛋白质类物质，其处理作用具有高效性和专一性特征，能够高效地、有针对性地作用于特定对象，并且可在常温常压、酸碱度适中的温和条件下完成。
酶处
理法应用于棉织物的前处理加工，与常规碱剂前处理工艺相比，具有能耗低、织物强力损伤小、设备要求低、排污大幅减少、废水处理简单等诸多优点，是一种“绿色”前处理工艺。
本文通过对纯棉织物生物酶练漂工艺和传统工艺的对比和分析，优化出纯棉织物的生物酶练漂工艺，以供印染企业实际生产参考。
1 技术原理
适合于棉织物前处理加工的生物酶主要有淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等3 类。
淀粉酶的作用对象是淀粉，可用于织物退浆处理，其作用机理是：通过催化淀粉分子链中a-甙键，使淀粉糊化，并从织物上降解脱落，从而达到退除淀粉浆的目的。
L-2000 退浆酶是温宽型a-淀粉酶，能在较宽温度范围内对a-1.4甙键起催化作用，使淀粉水解成分子量较小的化合物，再经水洗去除。
在退浆的同时，还能去除织物上部分其它杂质。
[2]
2 工艺实验
2.1 材料与助剂
织物：18tex×18tex平纹机织物，上浆率：4%-5%；苏宏酶2000L（工业品，诺维信苏州生产）；滲透剂JFC-10（工业品）。
2.2 指标测试
2.2.1 毛效: 将半制品沿经向裁成5cm×35cm 布条，一端固定，一端竖直浸在蒸馏水中，测量30min 内水沿经向上升的高度。
2.2.2 棉籽壳：目测比较。
2.2.3 白度：采用datacolourSF600测色仪测定织物的白度指数。
2.2.4 退浆效果：碘-点滴法
2.2.4.1 退浆后的织物样品滴上几滴碘液(0.005 N)，根据试液的呈色将退浆效果分为4 个等级：优-棕黄色（原色），良—里黄外偏蓝，中—蓝色，差—紫蓝或深蓝色。
2.2.4.2 测试用碘液的配制方法：取18 克碘化钾和13 克碘溶解于水，使总量为1 升，再取此储存液5ml稀释到100 ml 即为测试液；储存液及测试液都要存放在深色瓶里，每次使用前需在淀粉上浆的织物原坯上点滴以检查其效能。
2.2.5 断裂强力：将织物沿经向或纬向裁成5cm×35cm布条，采用YG2026型电子织物强力机测定。
2.3 生物酶退浆工艺实验
2.3.1 浸渍法
工艺流程：酶退浆→热水洗→温水洗→冷水洗→烘干
采用正交实验法确定酶处理工艺结果，见表1。
采用直观分析法求出极差，极差大者为主要因素，说明这个因素的不同水平对相应结果的影响较大，极差小者为次要因素，根据计算结果：
温度影响最大，温度提高，退浆效果也明显提高；其次是浓度和pH 值；影响最小的是时间。
即：B>D>A>C.
由此可得出酶退浆最佳工艺：苏宏酶2000L 为0.5%（o.w.f）; JFC-10为0.1%（o.w.f）；pH 值=7；温度90-95℃；时间40min；浴比为1﹕10.
在苏宏酶2000L退浆中，JFC-10是一高效渗透剂，实验证明与苏宏酶有协同作用，可明显提高织物的毛效。
2.3.2 汽蒸法
工艺流程：坯布→浸轧退浆液（室温，二浸二轧，轧余率100%-110%）→汽蒸（98-100℃，45-50min）→热水洗（85℃以上）→温水洗→冷水洗→烘干。
不同浓度苏宏酶对退浆工艺结果的影响，见表2。
由表2结果可看出，酶浓度的变化对毛效的影响不是太大，浓度的增加，白度略有提高，但达到9g/L时，反而下降。
总体看浓度对强力影响不大。
浓度达到2g/L 时就可达到好的退浆效果。
综合考虑优选的汽蒸法工艺处方为：苏宏酶浓度为2-3 g/L；JFC-10为0.5 g/L 。
时，反而下降。
总体看浓度对强力影响不大。
浓度达到2g/L 时就可达到好的退浆效果。
综合考虑优选的汽蒸法工艺处方为：苏宏酶浓度为2-3 g/L；JFC-10为0.5 g/L 。
2.3.3 冷堆法
工艺流程：坯布→浸轧酶液（室温，二浸二轧，轧余率100%-110%）→打卷堆置（18-20 小时）→热水洗(85℃以上) →温水洗→冷水洗→烘干。
不同浓度苏宏酶对退浆工艺结果的影响，见表3。
由表3可看出浓度达到2 g/L 就可以取得好的退浆效果，另外浓度的变化对毛效、白度、强力的影响都不是太明显由此得出冷堆法的工艺处方为：苏宏酶浓度为2-3 g/L；JFC-10为0.5 g/L。
3 结论
1）用苏宏酶2000L 对纯棉织物退浆可以获得较好的退浆效果，退浆后织物的吸水性、渗透
性都较好，且对织物的强力损伤较小，手感较好，可以替代传统的碱退浆工艺。
其工艺简单，适合于企业生产。
但棉籽壳的去除效果不是很理想，因此适用于高支或精梳织物。
2）对比3种工艺，浸渍法效果最好，毛效达到13cm，白度指数可达14.87；汽蒸法和冷堆法效果略差些，毛效约11cm，白度指数在13 左右。
但从能源消耗上考虑，冷堆法用量少、能耗低、成本较低，属于有发展前途的一种工艺。
3）生物酶处理工艺，酶的用量是决定成本高低的主要因素。
从实验结果看，浸渍法中酶用量0.5%（o.w.f）, 汽蒸法和冷堆法酶用量为2-3g/L，3种工艺酶用量都较小。
4）生物酶退浆工艺完全符合绿色清洁生产工艺，消除了排放浓碱废水给污水处理带来的负担，具有良好的社会效益，也为实现生态纺织品奠定了良好的基础。
5）在生物酶工艺中，棉籽壳的去除仍然需要进一步研究，还需研究开发一种既不影响生物酶的功效，又能较好去除棉籽壳的环保型助剂，使生物酶处理工艺达到更好的效果。
参考文献
[1]刘学军，张均康.节能降耗练漂工艺研究[J].广西纺织科技，2005（4）：9-11.
[2]纪惠军，范雪荣.棉织物生物酶冷轧堆前处理工艺研究[J].印染，2005（7）：1-4.
[3]徐谷仓.棉织物生物酶前处理工艺[J].染整科技，2004（1）：21-29.Study。