针织工 。２０１７年第２期 印染技术 棉针织物生物酶连续快速煮练工艺 刘建勇．赵笑康 （天津工业大学纺织学院，天津３００３８７） 摘要：探讨了棉针织物生物酶连续快速煮练工艺，分析了单一生物酶种类及用量、酶液ｐＨ值、酶液温 度对煮练效果的影响．并优化了复合生物酶连续快速煮练工艺．将优化后复合生物酶连续快速煮练工艺 处理织物与传统煮练工艺处理织物进行了对比。结果表明．采用经过特殊活化处理的生物酶，可以实现棉 针织物的连续式煮练加工：复合活化生物酶可以使不同活化生物酶之间产生协同作用，达到更优的效果： 最佳复配工艺条件为Ａ酶用量为０．４ ｇ／Ｌ、Ｂ酶用量为０．４ ｇｄＬ、Ｃ酶用量为０．４ ｇ／Ｌ、渗透￣＇１ＪＦＣ９１量为１．Ｏ异门Ｌ， 酶液ＤＨ值为５．５、轧液率为６５％、酶液温度７０℃、浸轧１０次。 关键词：棉针织物：生物酶：复配；连续快速煮练 中图分类号：ＴＳ １９２．５３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００—４０３３（２０１７）０２—００４４—０３ Ｆａｓｔ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｂｉｏ—ｅｎｚｙｍｅ Ｓｃｏｕｒｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｃｏｔｔｏｎ Ｋｎｉｔｔｅｄ Ｆａｂｒｉｃ Ｌｉｕ Ｊｉａｎｙｏｎｇ，Ｚｈａｏ Ｘｉａｏｋａｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆａｓｔ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｚｙｍｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｃｏｔｔｏｎ ｆａｂｒｉｃ ｓｃｏｕｒｉｎｇ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｅｎｚｙｍｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｎｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｐＨ ｖａｌｕｅ，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎ ｓｃｏｕｒｉｎｇ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｋｎｉｔｔｅｄ ｆａｂｒｉｃ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｉｘｅｄ ｅｎｚｙｍｅ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｔｔｏｎ ｆａｂｒｉｃｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｍｉｘｅｄ ｅｎｚｙｍｅ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｈｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｓｃｏｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｋｎｉｔｔｅｄ ｆａｂｒｉｃ ｃａｎ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｓｐｅｃｉａｌ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｂｉｏ－ｅｎｚｙｍｅ：ｍｉｘｅｄ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｂｉｏ—ｅｎ－ ｚｙｍｅ ｃａｎ ｍａｋｅ ｓｙｎｅｒｇｙ ｅｆｆｅｃｔｅｄ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅ ｂｅｕｅｒ ｒｅｓｕｌｔｓ；ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅ Ａ ｉｓ ０．４ ｇ／Ｌ，ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅ Ｂ ｉｓ ０．４ ｇ／Ｌ，ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅ Ｃ ｉｓ ０．４ ｇ／Ｌ，ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ＪＦＣ ｉｓ １．０ ｇ／Ｅ， ｐＨ ｉｓ ５．５，ｐｉｃｋ ｕｐ ｒａｔｉｏ ｉｓ ６５％，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ ７０℃，ａｎｄ ｗｉｔｈ １０ ｔｉｍｅｓ ｄｉｐｐｉｎｇ ａｎｄ １０ ｐａｄｄｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｏｔｔｏｎ Ｋｎｉｔｔｅｄ Ｆａｂｒｉｃ；Ｅｎｚｙｍｅ；Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｆａｓｔ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｓｃｏｕｒｉｎｇ 棉针织物是人们生活服用中 使用量最大的织物种类之一。多功 能、柔软、吸湿透气、优良的舒适性 和耐穿性使它成为最受欢迎的家 纺和服用纺织品。棉针织物的前处 理是赋予其功能、色彩的基础工 艺 目前．使用最广泛的棉针织物 件下长时间沸煮工艺。该过程不仅 对织物损伤严重。过程能耗大．并 温、低能耗的优势，通过采用独特 的生物酶活化技术．使得生物酶具 有更高的活性，缩短作用时间，从 而有可能实现棉针织物连续化前 处理加工 且污染较为严重… 虽然生物酶前 处理工艺目前研究较多．但大多采 用长时问的酶液浸渍和堆置、汽蒸 等方法．为间歇式工艺．且工艺流 选用经过独特活化处理的高 效生物酶，即Ａ酶、Ｂ酶和Ｃ酶，其 程较为繁琐 生物酶加工本身具有高效、低 前处理工艺是高浓度碱在高温条 中Ａ酶为活化果胶酶 ．Ｂ酶、Ｃ酶 基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１４ＢＡＥ０１ＢＯ２）。 专利名称：一种含纤维素纤维纺织物的生物酶连续快速退浆煮练方法（ＺＬ ２０１６１０８７７１５０．ｘ）。 获奖情况：“第２９届（２０１６年）全国针织染整学术研讨会”优秀论文。 作者简介：刘建勇（１９６４一），男，教授，硕士。主要从事纺织染整新技术、新产品开发方面的研究Ｉ＿＝】二＝作。 ． ４４ ． 印染技术 为活化纤维素酶［３－４］ 对棉针织物 进行连续煮练加工．通过测试处理 后棉针织物的毛效、强力、白度，与 ２０１７年第２期针 工 。 Ｃ酶 ０．４ ｇ／Ｌ ２结果与讨论 渗透剂ＪＦＣ 酶液温度 轧液率 浸轧次数 １．０ ｇ／Ｌ ７０℃ ６５％ １０次 ２．１ 生物酶连续快速煮练工艺优 化 酶液ｐＨ值（用盐酸调节）５．５ 传统碱煮练进行比较。 １试验部分 ２．１．１单一生物酶连续快速煮练 工艺 ａ．１．１材料和仪器 织物：纯棉针织物。 试剂：Ａ酶、Ｂ酶、Ｃ酶（工业 生物酶用量 １．２．２传统煮练工艺 工艺流程：润湿一浸于碱液中 参照１．２．１中单一生物酶连续 快速煮练工艺，改变生物酶用量， 级．天津市奥诺科技发展有限公 司）．氢氧化钠（分析纯，天津市福 晨化学试剂有限公司）．渗透剂 ＪＦＣ（工业级，天津市浩元精细化工 有限公司），盐酸（分析纯，天津市 科密欧化学试剂有限公司）。 设备：立式轧车、毛细效应测 定仪（莱州元茂仪器有限公司），分 析天平『奥豪斯仪器（上海）有限公 司］．电子天平（天津天马衡基仪器 有限公司），织物强力测试仪（莱州 市电子仪器有限公司）．电热恒温 水浴锅（天津市中环试验电炉有限 公司），ｐＨ计（上海仪电科学仪器 股份有限公司）．ＤＳＢＤ一１型荧光白 度测试仪（北京康光仪器有限公 司）。 １．２试验方法 １．２．１生物酶连续快速煮练工艺 工艺流程：用水润湿（５０℃）一 浸轧酶液（为延长作用时间．采用 多次浸轧的方式）一水洗两次（５０ ｃｃ）一冷水洗两次一烘干。 单一生物酶连续快速煮练工 艺处方及条件： 生物酶 ０．４ ｇ／Ｌ 渗透剂ＪＦＣ １．０ ｇ／Ｌ 酶液ｐＨ值（用盐酸调节）５．５ 、酶液温度 ７０℃ 轧液率 ６５％ 浸轧次数 １０次 复合生物酶连续快速煮练工 艺处方及条件： Ａ酶 ０．４ Ｌ Ｂ酶０．４ ｇ／Ｌ 沸煮一水洗两次（９０℃、１０ ａｒｉｎ）一 考察酶用量对棉针织物毛效的影 冷水洗至中性 响．结果见图１ 碱煮练工艺处方及条件： 由图１可知．单独使用Ａ酶、Ｂ 氢氧化钠４．０ ｇ／Ｌ 酶和Ｃ酶进行处理均可明显提高 渗透剂ＪＦＣ ０．４ ｇ／Ｌ 处理后织物的３０ ｒａｉｎ毛效。且随 浴比 １：２０ 着浓度的增加．３０ ｒａｉｎ毛效均在酶 温度 １００℃ 用量为０．４ ｇ／Ｌ时较大．而随着生 时间 ６Ｏ ｍｉｎ 物酶用量的继续增加．３０ ｒａｉｎ毛效 １．３测试方法 变化不大 这可能是由于该工艺中 １－３．１润湿性 过大的生物酶用量会使同种生物 织物润湿性用毛效表示．按照 酶之间产生相互影响．处理后织物 ＦＺ／ｒｒ ０１０７１－－２００８（纺织品毛细效 ３Ｏ ｍｉｎ毛效降低 因此，选择Ａ酶、Ｂ 应试验方法》测试织物３０ ｍｉｎ毛效。 酶、Ｃ酶用量均为０．４ ｇ／Ｌ。 １．３．２顶破强力 ｂ．酶液温度 按照ＧＢ／Ｔ １９９７６－－２００５￣纺织 参照１．２．１中单一生物酶连续 品顶破强力的测定钢球法》测试。 快速煮练工艺．改变酶液温度．考 １－３＿３ 白度 察酶液温度对棉针织物毛效的影 用ＤＳＢＤ一１型荧光白度测试 响．结果见图２ 仪测试 由图２可知．随着酶液温度的 ｌｏ．ｏ［ 、 目 ８．０｝／ ＼＼ ．量 ｌｆ ＼ 妻． ｅ－ ４‘０ 浓度／（ｇ・Ｌ－ ） 浓度／（ｇ・Ｌ一’） 浓度／（ｇ・Ｌ－ ） （ａ）Ａ酶 （ｂ）Ｂ酶 （Ｃ）Ｃ酶 图１ 生物酶用量对生物酶处理棉针织物毛效的影响 １６・ １６ 童ｌ４． 善１４ 嚣１２． １２ １Ｏ ｛１０・ ０ ‘ｌ ８ 暑８・ 昌６ ６． ４ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ 温度／℃ 温度／℃ （ｂ）Ｂ酶 （ｃ）Ｃ酶 图２酶液温度对生物酶处理棉针织物毛效的影响 ．４５ ． 针钽工丛。２０１７－ｑ－￣ｇ ２期 升高。３种生物酶处理后棉针织物 １６ 量 印染技术 的３０ ｒａｉｎ毛效逐渐上升．在７０℃ 下处理后织物的３０ ｍｉｎ毛效达到 毒１４ １２ 蛊 最大 虽然温度的适当升高可以使 生物酶活性提高．更有利于反应的 进行．但是过高的温度可能会使生 物酶失去活性．或者造成织物强力的 三１０ ８ ５．０ ６．０ ７．０ ８．０ ９．０ １０．０ 暑 ０ ５．０ ６．Ｏ ７．０ ８．０ ９．０１０ ０ ｐＨ值 ｐＨ值 ｐＨ值 ｆｃ）Ｃ酶 （ａ）Ａ酶 ｆｈ）Ｂ酶 图３ 酶液ｐＨ值对生物酶处理棉针织物毛效的影响 损伤。因此．选择处理温度为７０℃ ｅ．酶液ｐＨ值 参照１．２．１中单一生物酶连续 快速煮练工艺．用盐酸和氢氧化钠 调节酶液ｐＨ值，考察酶液ｐＨ值对 棉针织物毛效的影响．结果见图３ 由图３可知，当酶液ＤＨ值由 ５．５变化为１０．０时．３种生物酶处 理后棉针织物毛细效应有较大的 变化．当酶液ｐＨ值为５．５时．３种 生物酶处理后针织物的３０ ｍｉｎ毛 效达到最大值 不同酶最适ｐＨ值 不同．而酶液酸性或碱性过强有可 能会造成织物强力损失过大 因 此，选择调节酶液ｐＨ值至５．５。 ２．１．２复合生物酶连续快速煮练 ｇ 筷 口一ｇ０ｎ 工艺优化 阱●— ● 『＿ 卅 ｍ 一） 参照１．２．２中复合生物酶连续 快速煮练工艺．单独改变浸轧次 数．考察浸轧次数对棉针织物毛效 的影响．结果见图４ 由图４可知．当浸轧次数在 １～５次时．由于织物和生物酶作用 时间太短．对处理后棉针织物的３０ ｍｉｎ毛效无较大影响．浸轧次数在 ５～１５次时．随浸轧次数的增加．作 用时间相应延长．处理后棉针织物 的３０ ｍｉｎ毛效呈增大的趋势．当 浸轧次数为１５次时．复合生物酶 处理后的棉针织物３０ ｍｉｎ毛效为 最优 浸轧次数的增加增加了生物 酶的作用时间．也使生物酶和织物 接触的次数增加．从而能更好更快 地进行酶催化反应．而过多的浸轧 次数则有可能使织物强力下降 因 此，选择浸轧次数为８ １５次。 ．４６． １４・ １２一 ｇ １０． 毒８． ６． １ ４． ２ ２． 浸轧次数／次 图４浸轧次数对复合生物酶处理棉 针织物毛效的影响 综合分析．３种生物酶进行复 配后，产生一定的协同作用效果 这种协同作用的机理．以及不同活 化生物酶在连续式煮练处理中的 作用机理都有待进一步研究 ２．２与传统煮练工艺对比 参照１．２．１复合生物酶连续快 速煮练工艺．改变浸轧次数为１０次 和１５次．对纯棉针织物进行煮练 加工．并与１．２．２传统煮练工艺加 工织物进行性能比较．结果见表１ 表１两种煮练工艺处理后织物的性能 比较 传统 复合生物酶连续 项快速煮练工艺 目 煮练 浸轧１０ 浸轧１５ Ｔ艺 次 次 ３０ｍｉｎ毛效，ｃｍ １１．７ １６．１ １５．１ 白度 ８０．４２ ８１．６４ ８０．９１ 顶破强力，Ｎ ８９．０ ９０－３ ７９．０ 由表１可知．复合生物酶连续 快速煮练工艺与传统煮练工艺相 比．在纯棉针织物煮练效果上有突 出优势。当复合生物酶连续快速煮 练工艺浸轧次数为１０次时．此时处 理后织物３０ ｍｉｎ毛效为１６．１ ｃｍ、 白度为８１．６４、顶破强力为９０．３ Ｎ． 均优于碱煮练效果。与此同时。复 合生物酶连续快速煮练方法可以 很大程度上缩短煮练时间．更符合 绿色、环保的理念，且可实现连续 化高效生产 ３ 结论 ３．１采用经过特殊活化处理的生 物酶．可以实现棉针织物的连续式 煮练加工 ３．２单一活化生物酶在适当的条 件下．可与棉针织物在极短时间内 发生反应．分解纤维上的杂质．提 高织物润湿性 ３－３复合活化生物酶可以使不同 活化生物酶之间产生协同作用．达 到更优的效果 最佳复配工艺条件 为Ａ酶用量为０．４ ｇ／Ｌ、Ｂ酶用量为 ０．４ ｇ／Ｌ、Ｃ酶用量为０．４ ｇ／Ｌ、渗透剂 ＪＦＣ用量为１．０ ｇ／Ｌ，酶液ｐＨ值为 ５．５．轧液率６５％．酶液温度为７０ ｃｃ．浸轧１０次 参考文献 １］杨恩科．棉织物生物酶处理的研究 『Ｄ］．西安：西安工程大学，２００６． ［２］ＷＡＮＧ Ｑ，ＦＡＮ Ｘ Ｒ，ＨＵＡ Ｚ ｚ． Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ｐｅｃｔｉｎｓ ｂｙ ａｎａｌ— ｋａｌｉｎｅ ｐｅｃｔｉｎａｓｅ ｉｎ ｂｉｏｓｃｏｕｒｉｎｇ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｆａｂｒｉｃｓ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，２００７ （６７）：５７２—５７５． 『３］王强，范雪荣．生物酶在棉织物精练 加工中的应用［Ｊ］．纺织学报，２００６，２７ （８）：１１３－１１６． 『４１陈颖．生物酶在染整加工中的应用 （二）［Ｊ］．印染，２００３，２９（１２）：２９—３２． 收稿日期２０１６年１０月２４日
