随着低碳经济的兴起,目前,环保、经济的生物酶精练前处理工艺越来越受到人们的重视,用其加工的产品完全能够达到纺织品后续染整加工的要求。
针织面料采用碱性果胶酶Prepzyme KDN一301(康地恩集团)进行精练前处理,面料失重较小,染色后无折痕,手感厚实、饱满、柔软,可以替代传统精练工艺。该工艺可以大幅减少面料在溢流缸内的运行时间,并省却2道中和、水洗过程,减少升温、保温时间,节省大量热蒸汽,从而有效降低生产成本,提高生产效率。
1 KDN一301低温前处理
1.1 材料及设备
材料29.2 tex/1普通针织汗布,精练酶KDN一301(康地恩集团),去油剂DO.165。
设备立信浸染染色机,精密电子天平,毛效测试仪,Datacolor 650型测色配色仪。
1.2 测试
(1)毛效
按照FZ/T 01071-2008《纺织品毛细效应试验方法》,测定30 min内水溶液沿织物经纬向爬升的高度。
(2)失重率
选取15 g未处理及经精练处理后的汗布试样,在恒温恒湿房调湿4 h,分别称重,计算失重率。
1.3 精练酶KDN-301低温前处理工艺优化
1.3.1 处理温度
精练酶KDN一301用量2 g/L,在中性浴中于不同温度下处理针织汗布60 min,测定其失重率及毛效,见表1。
表1中,处理温度为55℃和6O℃时,汗布的失重率和毛效接近,与文献中酶活最佳温度范围相符。考虑到生产中加料温度一般控制在5O一55℃ ,并且需要蒸汽加热,为防止局部加热导致酶失活,酶处理温度选用55℃ 。
1.3.2 处理浴pH值
精练酶KDN一301用量2 g/L,调节处理浴pH值,在温度55℃ 下处理汗布60 min,其失重率及毛效见表2。
由表2可知,增大处理浴pH值,织物毛效提高。处理浴pH值为6.0和8.0时,精练汗布的失重较小,可能是由于酶活不足;pH值为7.0和9.0时,织物失重
1.3.3 精练酶用量
取不同用量精练酶KDN一301,在中性浴中于温度55℃处理汗布60 min,测定其失重率和毛效,见表3。
表3中,随着精练酶用量增加,精练汗布的毛效提高十分明显,失重率也略有增大。这可能是由于精练酶KDN-301体系复配有少量的非离子渗透剂,提高了酶的渗透以及对纤维的作用能力。综合考虑成本及处理效果,选定酶用量为2 g/L。
1.3.4 处理时间
采用精练酶KDN一301 2 g/L,在中性浴中于55℃处理不同时间,测定其失重率和毛效,见表4。
表4中,随着精练时间的延长,针织汗布毛效逐渐提高;处理时间为45 min和60 min时,织物毛效相近。考虑到工厂前处理保温时间一般为45 min左右,选定酶精练时间为45~60 min,具体可根据织物种类及加工效率确定。
1.3.5 精练酶、去油剂复合工艺
棉纤维中除果胶质外,还存在蜡质、灰分和棉籽壳。实际生产过程中,棉针织布还可能沾染针织机上的少量润滑油剂。针织汗布单一采用2 g/L精练酶 KDN-301处理,仅能破坏棉纤维蜡质覆盖的连续性,并不能将蜡质等杂质去除,故毛效较差,不能满足染色要求。因此考虑KDN一301与少量的去油剂DO-165组合用。试验温度可选定在棉蜡的熔点之上,如在80℃乳化处理一段时间,以提高处理效果,结果见表5。
由表5可知,采用1 g/L精练酶KDN-301和1 g/L 去油剂DO一165,55℃ 处理30 min后,再8O ℃处理 15 min,针织汗布毛效达到15 cm/30 min以上,已满足染整加工要求。因此,中样放样试验时,可采用上述工艺进行处理。
2 大样生产实践
根据精练酶KDN-301低温前处理小样试验,进行大样生产实践,并与传统煮练工艺进行对比。
2.1
2.2 精练酶工艺与传统煮练工艺效果对比
普通针织汗布经精练酶KDN一301低温前处理工艺和传统煮练工艺处理后,比较其各项性能指标,如表6所示。
注:前处理针织物采用常规中温活性染料染成藏青色,染色处方:爽利素艳红3BF 0.77%,爽利素黄3RF 0.75%,爽利索海军蓝BF 3.9%,Na2SO4 80 g/L,Na2CO3 20 g/L。
表6中,与传统煮练工艺相比,精练酶KDN一301 低温工艺处理的针织汗布毛效略高,顶破强力更高,失重较少,白度稍低,纤维表面的棉籽壳虽未能完全去除,但对于中深色染色品种,已完全可以达到生产要求。染色后,两种工艺处理的汗布染色牢度相当,色差接近。
针织汗布面料经低温酶精练处理后,手感比传统煮练工艺处理面料厚实、柔软和爽滑。因此,在染色过程中,可以有效避免折痕及条花等疵病的产生,减少防折皱剂等其它助剂的用量。
2.3 酶精练与传统工艺成本对比
按生产1吨布计算,KDN-301低温酶精练工艺和传统煮练工艺的成本比较见表7。
由表7和图1、图2可知,与传统煮练工艺相比,精练酶前处理工艺温度较低,无需进行酸洗中和以及生物酶除氧等多道净洗工序,缩短了工艺流程,使得面料在溢流缸内的运行时间减少近一半,生产效率大大提高,水耗、能耗和废水处理成本也随之降低,每吨布生产成本可节省348余元。
实际生产中,将精练酶KDN一301工艺应用于中深色匹染大身和领、袖的前处理,原先染色存在的折痕及烂边现象基本消失,减少了回修及报废。因此,精练酶 KDN-301工艺适用于黑色、海军蓝和棕色等深色品种的大批量生产。
3 结论
(1)精练酶KDN一301前处理工艺适用于中深色品种加工,与传统煮练工艺相比,可减少助剂用量,节约水电气消耗及加工时间,可以替代传统的精练工艺。
(2)针织汗布采用精练酶KDN-301工艺处理后染色,色
参考文献:
[1] 宋爱国,刘鲁民,吕家华,等.KDN精练酶[J].印染,2009,35(15):35-37.
[2] 陈坚,华兆哲,堵国成.新型纺织酶制剂的发酵与应用[M].北京:化学工业出版社,2007.