棉织物在染整加工中,织物表面绒毛可通过烧毛工序去除,但由于在后续的加工过程中,织物要受到机械及织物间的摩擦作用,又将会导致织物表面起毛,可见利用烧毛方法来去除织物绒毛并不持久。近年来,随着酶技术发展,酶在纺织品中的应用也得到了广泛的研究,棉织物的生物酶抛光整理也颇受关注。实验证明,经生物酶处理的棉织物表面光洁且具有可持久性,一般认为生物抛光整理持久性的原因在于纤维素酶的表面作用,使纤维表面原纤弱化,即使洗涤使纤维表面形成绒毛,也会很快脱离织物表面,使织物表面不会形成持久的绒毛,更不可能形成绒球。
本文以纯棉织物为研究对象,探讨一条相对优化、成熟的棉织物生物酶抛光的工艺路线并分析其处理效果。
2试验部分
2.1试验材料和仪器
试验材料:纯棉布(29tex×29tex236/10cmx236/10cm,市售,已退浆),纤维素酶(杭州多恩纺织科技有限公司提供,20000U/m1),渗透剂JFC,醋酸,醋酸钠等。
试验仪器:HD026N+电子织物强力仪(南通宏大实验仪器有限公司),M506一Ⅱ织物动态悬垂性风格测试仪(青岛山纺仪器有限公司,6转/分钟),XH—KG55C型恒温振荡水浴锅(南
通宝来纺织设备有限公司),YC871型毛细管效应测定仪(南通三思机电科技有限公司),电子天平(精度0.001g),YG777型全自动通风式快速恒温烘箱(南通三思机电科技有限公司)等。
2-2试验内容
抛光工艺:纤维素酶整理溶液(0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%(0wf),浴比10:1)一pH值调节(4.0、4.5、5.0、5.5、6.0,醋酸一醋酸钠配制缓冲溶液)一温度调节(30℃、40℃、50℃、60℃、70℃)一时间调节(20min、30min、40min、50min)一取出织物一酶失活(80cc热水冲洗10min)一105cC烘至恒重一称重一测试织物性能
2.3测试内
2.3.1减量率
将原布及处理后试样放入Yc777型全自动通风式快速恒温烘箱中于105cc温度下,烘至恒重,称重。根据如下公式计算减量率:
减量率%=处理前试样重-处理后试样重/处理前试样重×100%
2.3_2断裂强力
采用GB,T3923.1—1997标准在HD026N+电子织物强力仪上测定织物断裂强力。按以下公式计算断裂强力损失率:强力损失率%=(处理前试样断裂强力-处理后试样端丽强力)/处理前试样断裂强力×100%
2.3.3毛细管效应
将干燥平衡后(65%±2%RH,20±2℃)的试样在YG871型毛细管效应测定仪上测试,记录水在30min内沿织物上升的高度,以cm为单位,若液面参差不齐,取最低点。
2.3.4悬垂系数
采用Fz,T01045—1996标准在M506一Ⅱ织物动态悬垂性风格测试仪上测定。
3试验结果及分析
3.1酶的用量对抛光效果的影响
用0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%(0_w_f)纤维素酶整理液,在浴比1:10,pH值5.0(醋酸一醋酸钠缓冲溶液),温度50℃下对织物处理30min。
从表1可以看出,不同用量的酶处理后,织物减量率、断裂强力、毛细效应和悬垂系数的表现不同,随着酶的用量越大,减量率、强力损失率逐渐增加,而悬垂系数逐渐减小。在织物的毛细效应方面,也有一定的改善,原因在于纤维素酶在水解纤维的同时,使部分少量疏水性杂质脱离织物,从而提高了织物的毛细效应。当酶的用量达到2.0%以上,织物毛细效应的变化规律不再明显。
从织物表面来看,酶的用量达到3.0%时,绒毛大部分被去除,织物获得较好的手感,此时的抛光效果较好。原因在于绒毛的比表面积较大,酶的水解作用明显,另外织物上的纤维也受到酶的水解作用而变细,导致弯曲刚度变小,从而织物的结构也变得稀疏,织物的柔软性得到明显改善,
因而对于棉织物抛光来说,纤维素酶用量不宜超过3.0%。
3.2pH值对抛光效果的影响
用3.0%(0-w.f)纤维素酶整理液,浴比l:10,温度50℃,在不同pH值下对织物处理30min。
从表2可以看出,当pH=5.0时,减量率、强力损失率最高。pH=4.5、5.5或6.0时,织物表面长绒毛明显,由减量率、强力损失率等性能指标可以看出,酶的活性没有得到最大程度地发挥,对棉织物的抛光作用不强。pH=4时减量率最低,悬垂系数53.21接近于初始试样的54.25,织物表面绒毛较多且较长,原因是在此pH值下,酶受到损伤,活性大为降低。
由此可知,pH=5时抛光效果较好,织物表面的绒毛去除最干净,处理后织物光洁,织物的光滑度和悬垂性提高。相比之下,其它pH值下的抛光处理的效果较差。故酶处理液的pH值宜选用5。
3.3温度对抛光效果的影响
用3.0%(0-W.f)纤维素酶整理液,浴比l:10,pH:5,在不同温度下对织物处理30min。
由表3可知,温度在40℃、50℃时,减量率较高,断裂强力较低。随着温度的提高,减量率、强力损失率越小,悬垂系数越高,从织物表面绒毛看30℃、60℃、70℃时织物表面还有较长的绒毛,而40℃、50℃时表面只有很短、少量的绒毛且较均匀。60℃、70℃时织物表面绒毛变化不明显,其原因是温度超过50℃后酶逐渐开始失活。
另外,比较40℃、50℃的毛细效应可知,温度为50℃时,酶抛光效果更好。从而确定处理温度为50℃。
3.4时间对抛光效果的影响
用3.0%(0-w-f)纤维素酶整理液,浴比l:l0,pH=5,温度500C处理不同的时间,处理结果见表4。
一般来说,对于生物酶抛光,棉纤维的水解作用主要发生在纤维表层
4结论
(1)通过实验,得到了棉织物抛光整理的相对优化工艺:在浴比1:10时,纤维索酶用量3.0%(0-w.f),酶液pH值为5,处理温度为50℃,处理时间30min。该工艺简单可行、操作方便。
(2)生物酶抛光整理后的棉织物失重明显,强力会受到较大的损伤,这在一定程度上会影响到织物的服用性能。
(3)在保证服用性能条件下,生物酶抛光整理后棉织物的外观、手感、悬垂性和毛细效应都有所改善,这在一定程度上提高了棉织物的附加值。