棉织物表面常存在一层茸毛,传统的处理方式一般采用烧毛、丝光。虽然处理后的效果较为理想,但经常由于工艺不合理或操作不当,造成后续染色时产生条花、色差等质量问题。纤维素生物酶能够催化分解纤维素纤维上的1,4甙键,对纤维素有降解作用,该酶在纺织染整上的应用,称为生物抛光技术。经生物抛光处理的棉针织物具有布面光洁、纹理清晰、手感柔顺的特点,而且生物抛光处理对于改善坯布染色质量也有一定的积极作用[1、2]。
1 纤维素酶处理工艺要求
1.1 保持酶的最大活性
使用纤维素酶时,只有使其活性保持最佳状态,才能达到最佳处理效果。实际应用表明,影响酶活性的因素主要是温度和pH值。
1.1.1 温度
目前大多数纤维素酶的最佳处理温度是55℃,实际生产时温度波动应控制在(55±2)℃。值得注意的是,酶在染色机内处理时,升温保温过程应避免蒸汽直接加热。因局部过热的蒸汽会使纤维素酶失活,造成织物处理效果下降。
1.1.2 pH值
目前应用的纤维素酶其最佳pH值范围是4.5~5,纤维素酶在该条件下具有最大活性。在实际应用时,一般采用醋酸调节pH值。由于醋酸属挥发性酸,随时间的延长,pH值会有所升高,有时甚至超过酶的最佳pH值范围,造成酶活性下降。采用HAc-NaAc缓冲体系来控制pH值,能使pH值稳定不变。若要求pH值5,则应使HAc(100%)与NaAc
(100%)的比例为1∶5.7。
1.2 合理的酶用量
纤维素酶对棉针织物的强力损伤较大,酶用量与强力损伤程度成正比。因此,必须严格控制酶用量。用量过少,“毛羽”去除不净;用量过多,则织物强力损伤过大。一般纤维素酶用量以1~2g/L为宜,织物失
重率控制在3%~6%。
1.3 合适的处理时间
在保持纤维素酶的活性为最佳状态的情况下,处理效果与处理时间成正比,即时间越长,“毛羽”去除越净,同时强力损伤也会增大。实际应用发现,当处理时间<30min时,织物强力损伤较小;处理时间>30min后,织物强力损伤逐渐增大;而处理时间>70min后,强力损伤会趋于稳定。这是因为,纤维素酶的处理过程,即是“毛羽”不断弱化的过程。当弱化程度不足以影响到织物强力时,强力损伤就会较小;但当弱化达到一定程度时,强力损伤迅速加大;随着纤维素酶作用趋于“饱和”,织物的强力也会趋于衡定。
实际应用中,合理的处理时间为50~70min。
1.4 理想的设备
1.4.1 适用设备
从染厂目前使用的染机状况分析,纤维素酶适用设备中处理效果的优劣次序为:气雾染色机(THEN)>可调喷射液流染色机(BRAZZOLI)>喷射液流染色机(MK8)>常压浸染染色机(GN9)>绳状染色机(Q113)。
1.4.2 参数的设置
对纤维素酶处理影响较大的染色机参数主要有:主循环泵流量、喷嘴压力和织物循环时间。为获得较大的水流及机械搅拌力,染色机参数的设置原则是:主泵流量和喷嘴压力趋大,而织物循环时间趋短。
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