生物酶在染整工業中的開發與應用

1、酶退漿

　　1.1、淀粉酶退漿

　　用淀粉酶對含有淀粉的棉織物退漿是生物酶最早應用于染整前處理加工的工藝。棉織物采用堿退漿對淀粉漿的退除率較低,采用氧化劑或酸退漿如果工藝條件控制不當又會使織物強力受到嚴重損傷。而采用能分解淀粉漿的淀粉酶,在較溫和的溫度和pH值條件下,使淀粉轉變成溶解狀態,不但退漿率高,而且對棉織物無損傷,產品手感柔軟。因此棉織物采用酶退漿是人們一直公認的理想退漿工藝。過去因淀粉酶成本較堿高得多,再加上它對其他漿料無去除作用,限制了它的應用。隨著生物技術的發展,淀粉酶的價格不斷降低,因此,該工藝又重新引起人們的重視。

　　1.2、脂肪酶輔助退漿、

　　采用脂肪酶輔助退漿工藝國外也有報道[2]。在傳統上漿工藝中,淀粉和以動植物為基礎的潤滑劑(甘油三酸脂)常被用作上漿組分。這主要是由于它們是可以不斷供應的天然原料,容易買到,價格相當便宜。采用傳統的退漿/精練工藝,只有低于10%的動植物被皂化。而以甘油三酸脂為主的潤滑劑幾乎能全部被脂肪酶水解。因此,對于用淀粉/動植物混合漿料上漿的織物,可以采用淀粉酶和脂肪酶的混合退漿劑退漿。

　　退漿采用軋堆法,工藝條件為脂肪酶濃度5000LU/kg棉,淀粉酶濃度25NAU/kg棉pH值為7,溫度75℃,2h,浴比1∶1,退漿率為98%。

　　退漿采用高溫短蒸法:脂肪酶濃度100LU/kg棉,淀粉酶濃度50NAU/kg棉,pH為7,溫度90℃以上,時間5min,浴比1∶20,退漿率90%以上。

　　采用上述工藝退漿均勻性好,織物手感柔軟,可減輕環境污染和精煉負擔。若采用90℃以上短蒸處理,還可縮短退漿時間。

　　2、酶精練

　　棉織物采用燒堿精練的方法已有很長歷史,到目前為止幾乎所有的棉織物都采用堿精練。但是隨著人類對保護生態環境的需求,采用酶精練的研究正在興起。據有關資料介紹,采用果膠酶和纖維素酶協同作用,對棉織物進行處理,能顯著地改善織物的潤濕性,織物損傷小。

　　酶精練的具體工藝如下:果膠酶2.2%(owf),纖維素酶4.4%(owf),pH值為5(HAcNaAc緩沖液),溫度50℃,時間60min,浴比1∶12。

　　與堿精練相比,酶精練反應條件溫和、能源消耗低、設備要求簡單,沒有廢水處理問題。酶精練后的織物手感蓬松、柔軟。經酶練后的染色織物,色澤鮮艷、光澤明亮,外觀效果明顯優于堿精練。由此可見,酶精練工藝是最有希望取代堿精練的工藝。

　　3、酶脫膠

　　蛋白酶脫膠是我國傳統的蠶絲織物脫膠工藝。由于近年來酶的價格上漲,此工藝成本較高,故隨著快速精練劑的推廣應用,酶練工藝逐步被淘汰。然而蛋白酶精練工藝有明顯的特點是采用快速精練劑無可替代的。如產品手感豐滿柔軟、光澤柔和。特別是用于真絲縐類織物加工,縐效應好,工藝流程比較簡單,操作容易控制,因此該工藝又重新被人們認識。

　　有的廠家經過幾年的實驗、探討,發現蛋白酶與快速精練劑合理結合運用,即把2709蛋白酶應用在精練的預處理階段然后再采用精練劑復練,效果十分理想。具體工藝條件如下:

　　預處理:2709蛋白酶0.9g/L,WA分散劑2.7g/L,溫度42～45℃,時間80min。復練工藝條件:純堿0.9g/L,水玻璃1g/L,精練劑2g/L,溫度60℃,時間100min。

　　采用上述工藝生產真絲縐類織物不僅縮短了精練時間(比傳統工藝縮短20min),降低了精練溫度,節約了生產能耗,而且產品的外觀和內在質量都十分理想。因此,該工藝很有推廣價值。

　　4、酶低溫染色

　　傳統的羊毛染色工藝均為100℃下沸染。這種染色工藝不但耗能大而且易損傷羊毛纖維,致使染色產品手感粗糙。選用合適的蛋白酶用于羊毛染色,破壞羊毛纖維表面的膦片結構,可促進染料向纖維內部擴散,提高染色速率和上染百分率,從而使羊毛染色可以在較低的溫度下進行。據資料介紹[3]:選用SEP或Alcalase2.0T蛋白酶,在pH值為5.5,染色溫度85℃下,染羊毛,可獲得較好的染色效果。

　　蛋白酶用于羊毛低溫染色與傳統的沸染工藝相比具有以下優點:1)染色溫度降低,有利于節約生產能源,減少纖維損傷;2)節約了染料用量,減少了環境污染;3)改善了染品的手感,提高了產品質量。此工藝值得推廣。

　　5、酶洗

　　5.1、牛仔布的酶洗、

　　厚重的棉斜紋牛仔布經過石磨水洗,色澤變成蘭白相間,手感變得柔軟舒適。這種服裝由于適合部分人追求外觀新穎、穿著舒適的要求,故風行至今。

傳統的牛仔布加工是用浸漬過次氯酸鈉或高錳酸鉀的浮石對織物進行“石磨”。其美中不足的是牛仔布強力損傷過大。將纖維素酶用于牛仔布水洗與浮石水洗相比具有以下優點:加工服裝質量優異;對設備磨損少;有利于環境保護,織物強力下降小。

　　牛仔布酶洗分3個階段:首先是預水洗及退漿。其次是纖維素酶洗,最后是洗滌劑水洗及清水洗和烘干。由于纖維素酶本身可賦于織物以柔軟的手感,在最后清洗階段,除要求超柔軟外,一般不必再加入柔軟劑。此外,因酶洗在pH值近中性下進行,故改善了靛蘭染料對牛仔布的沾染現象。由此可見,中性纖維素酶較適合于牛仔布的水洗。

　　5.2、高檔纖維素織物的酶洗

　　纖維素酶不但已成功地用于牛仔布的石磨洗滌中,而且對精致的織物或那些容易被纖維素酶水解的織物,也可以有效地進行整理。經研究發現[4],對于亞麻和粘膠人造絲等織物只要求溫和的表面打光和磨損時,內一濃縮的酸性纖維素酶是最佳的選擇。

　　酶洗的最佳工藝條件:pH值為5.0～5.5,溫度50～55℃,時間30min。酶洗后采用升溫到70℃以上,升高pH值到7.5以上,處理10min,使酶迅速失活。

　　采用上述工藝可以改善亞麻織物的手感,可使粘膠人造絲織物獲得仿真絲織物的風格。