CN103243564B - 一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，采用中性淀粉酶、精练酶或中性纤维素酶的混合物作为复合生物酶对Lyocell竹纤维织物进行退浆处理，提高Lyocell竹纤维吸水性和染色性，改善其原纤化现象，使织物上染率提高并有较好的色光。与现有技术相比，本发明具有操作简单、工艺流程短、易控制且低碳环保等特点，利用复合生物酶的协同效应对Lyocell竹纤维进行前处理，不仅可去除Lyocell竹纤维中的杂质，还可改善其原纤化现象，提高Lyocell竹纤维染色性能。
Description
技术领域
本发明属于生化技术在纺织材料中的应用领域，尤其是涉及一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法。
背景技术
竹浆纤维具有良好的吸湿性和透气性，混纺性强，制品悬垂感好，穿着舒适凉爽，尤其是其独特的天然抗菌功能，可在服装面料、非织造布、床上用品、卫生用品等方面得到充分的利用，受到了广大消费者的喜爱。但是，目前应用较多的竹浆纤维基本上都是以竹浆代替棉浆生产的粘胶纤维。由于粘胶竹浆纤维采用传统粘胶生产工艺，在保持粘胶纤维优良性能的同时，也存在与普通粘胶纤维一样的缺点，如湿强度不够，下水发硬，织品易变形，对环境影响较大等。上海里奥纤维企业发展有限公司用溶剂纺丝工艺，成功开发了以竹浆为原料的Lyocell竹浆纤维，生产出的Lyocell竹浆纤维在服用性能上大大优于普通的粘胶型竹浆纤维，其单纤维强力已接近涤纶，其湿态模量是普通粘胶竹浆纤维无法比拟的。与传统纤维素纤维的生产工艺相比，Lyocell竹浆纤维的生产过程中不涉及任何化学反应，仅使用无毒的NMMO作为溶剂，因此对环境无污染。目前，随着Lyocell竹纤维应用的日益广泛，特别是Lyocell竹纤维/棉纤维混纺产品在竹纤维制品中的比例增大，引起了越来越多消费者的关注。
虽然Lyocell竹纤维具有上述的优点，但与其它竹纤维一样也存在一些缺点：如耐酸、耐碱性较差，由于竹纤维中纤维素分子对酸的稳定性较差，在高温下酸对纤维有较强的破坏作用，此外由于竹纤维多孔隙的结构，又使其在碱中的膨润和溶解作用较为强烈，因而竹浆纤维对酸碱的耐受能力均较低。同时，Lyocell竹纤维属于Lyocell纤维类型，由取向度很高的纤维素分子的集合体微原纤维，以及这些集合体的原纤维构成。若Lyocell纤维的回潮率为10％左右，则相邻的原纤维与原纤维之间是以氢键等微弱的结合状态相联结的。但是在润湿状态下，原纤维与原纤维之间的结合被切断。Lyceell纤维在润湿状态时，与纤维轴相垂直的方向的强度变得非常小。在这种状态下，若加以机械性摩擦处理，容易发生原纤化现象。而过度原纤化会使Lyceell竹纤维的染色性受到很大影响，且会造成染色不匀和色光差等缺点。
由于Lyocell竹纤维属于生态型纤维，若采用传统的碱煮前处理工艺，在生产过程中需要耗用大量的水和化学物质，能源消耗大，不仅会对环境造成污染，而且易损伤竹纤维，其材料的特性也会受到一定的破坏。
利用生物酶对竹纤维进行前处理，可分解竹纤维中的非纤维素部分杂质，降低初始模量，提高弹性，并对纤维损伤小，低碳环保，且可提升竹纤维的使用性能。根据这一原理，本发明结合Lyocell竹纤维性能特点，采用复合生物酶的协同效应对Lyocell竹纤维进行前处理，不仅可去除Lyocell竹纤维中的杂质，还可改善其原纤化现象，提高Lyocell竹纤维染色性能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种去除杂质、改善原纤化现象、提高染色性能的复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，采用中性淀粉酶、精练酶或中性纤维素酶的混合物作为复合生物酶对Lyocell竹纤维织物进行退浆处理，提高Lyocell竹纤维吸水性和染色性，改善其原纤化现象，使织物上染率提高并有较好的色光，具体包括以下步骤：
(1)中性淀粉酶与中性纤维素酶按重量比2∶1混合或精练酶与中性纤维素酶按重量比1∶2混合作为复合生物酶；
(2)以水为溶剂，加入复合生物酶、促进复合生物酶活化的活化剂、协同酶退浆的渗透剂或润湿剂，控制浴比为1∶50～60，混合得到退浆浆液
(3)控制退浆温度为50℃～65℃，将Lyocell竹纤维置于退浆浆液中，退浆处理为1～1.5小时，即完成对Lyocell竹纤维的处理。
所述的复合生物酶采用以下方法配制：
(1)配制中性淀粉酶及中性纤维素酶，浓度范围分别为3g/L～5g/L、2g/L～4g/L ；
(2)将中性淀粉酶及中性纤维素酶按重量比为2∶1混合在水中，控制温度为30℃～50℃进行复配，控制pH在6.5～7.5之间，搅拌20～30min，观察溶液颜色变化，至溶液透明为止。
所述的复合生物酶采用以下方法配制：
(1)配制精练酶及中性纤维素酶，浓度范围分别为1g/L～3g/L、2g/L～4g/L；
(2)将精练酶及中性纤维素酶按重量比为1∶2混合在水中，控制温度为30℃～50℃进行复配，控制pH在7.0～8.0之间，搅拌20～30min，观察溶液颜色变化，至溶液透明为止。
所述的中性淀粉酶为市售的Suhong Desizyme 2000L、Aquazym 240L或Aquzym Ultra 1200N，中性淀粉酶的活力为2200U。
所述的中性纤维素酶为市售的Cellusoft CR、Cellusoft Combi或Cellusoft1.5L，中性纤维素酶的活力为2400U。
所述的精练酶为市售的Scourzyme NP、Scourzyme HS-402L或Scourzyme402L，精练酶的活力为150Apsu。
所述的活化剂为无机盐，包括NaCl、KCl或CaCl2，活化剂在退浆浆液中的浓度为4g/L～5g/L。
所述的渗透剂或润湿剂为非离子表面活性剂，包括润湿剂JFC、平平加O或市售的TX-10，渗透剂或润湿剂在退浆浆液中的浓度为1g/L～2g/L。
与现有技术相比，本发明采用的复合生物酶对Lyocell竹纤维进行前处理，具有操作简单、工艺流程短、易控制且低碳环保等特点，利用复合生物酶的协同效应对Lyocell竹纤维进行前处理，不仅可去除Lyocell竹纤维中的杂质，还可改善其原纤化现象，提高Lyocell竹纤维染色性能。
复合生物酶所以能更容易地降解织物表面的原纤，原因并不是由于这些原纤在结构上的可及度更大，而是由于它们比织物上纤维的主体更加容易与酶接触。经过适度的酶处理后，酶就削弱了原纤的结构，再通过机械搅拌引起的摩擦作用就能将暴露在外的绒毛去除。因此，适当控制酶处理的条件，就能够达到去原纤而不损伤纤维本身的目的。一般情况下，常用酸性纤维素酶去除Lyocel纤维原纤。虽然酸性纤维素酶对Lyocell纤维具有较高的减量特性，可以在较短的时间内获得有效的去除原纤化效果。但使用酸性纤维素酶对纤维机械性能损伤较大，加工中容易引起沾色现象。因此，根据Lyocell竹纤维原纤化本身较弱等特点，本发明采用含有中性纤维素酶的复合酶其进行去原纤化处理，这样作用就相对比较缓和，且也能获得较好的去除Lyocell竹纤维原纤化效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
复合生物酶在不同温度下处理Lyocell竹纤维后的毛效
取复合生物酶一(中性淀粉酶∶中性纤维素酶＝2∶1)或复合生物酶二(精练酶∶中性纤维素酶＝1∶2)，5g/L活化剂NaCl，1g/L润湿剂JFC，分别于50℃、55℃、60℃、65℃温度下，对Lyocell竹纤维进行退浆处理1小时，然后测定其毛效。
表1复合生物酶在不同混度下处理Lyocell竹纤维后的毛效
注：用碱退浆后Lyocell竹纤维后毛效14.8cm。
实施例2
Lyocell竹纤维经漂白后白度变化
取经过复合生物酶一或复合生物酶二退浆后的竹纤维，用8g/L H2O2漂白剂，4g/L Na2SiO3于90℃下漂白1小时，测定其白度的变化。
表2Lyocell竹纤维经漂白后白度变化
实施例3
不同复合生物酶处理的Lyocell竹纤维上染百分率
取经过复合生物酶一或复合生物酶二前处理后的Lyocell竹纤维，用4g/L活性黄染料，1.5g/L渗透剂JFC，25g/L Na2SO4，13g/LNa2CO3进行染色，然后测定其上染白分率。
表3不同复合生物酶处理的Lyocell竹纤维上染百分率
实施例4
不同复合生物酶处理的Lyocell竹纤维染色后K/S值变化
取经过复合生物酶一或复合生物酶二前处理后的Lyocell竹纤维进行染色，然后测定其K/S值变化。
表4不同复合生物酶处理的Lyocell竹纤维染色后K/S值变化
实施例5
一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，采用中性淀粉酶和中性纤维素酶的混合物作为复合生物酶对Lyocell竹纤维织物进行退浆处理，其中，使用的中性淀粉酶为市售的Suhong Desizyme 2000L，活力为2200U，中性纤维素酶为市售的Cellusoft CR，活力为2400U，提高Lyocell竹纤维吸水性和染色性，改善其原纤化现象，使织物上染率提高并有较好的色光，具体包括以下步骤：
(1)中性淀粉酶与中性纤维素酶按重量比2∶1混合作为复合生物酶，具体包括以下步骤：
a、配制中性淀粉酶及中性纤维素酶，浓度范围分别为3g/L和2g/L；
b、将中性淀粉酶及中性纤维素酶按重量比为2∶1混合在水中，控制温度为30℃进行复配，控制pH在6.5，搅拌20min，观察溶液颜色变化，至溶液透明为止；
(2)以水为溶剂，加入复合生物酶、促进复合生物酶活化的活化剂NaCl，浓度为4g/L、协同酶退浆的润湿剂JFC，浓度为1g/L，控制浴比为1∶50，混合得到退浆浆液；
(3)控制退浆温度为50℃，将Lyocell竹纤维置于退浆浆液中，退浆处理为1小时，即完成对Lyocell竹纤维的处理。
实施例6
一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，采用中性淀粉酶和中性纤维素酶的混合物作为复合生物酶对Lyocell竹纤维织物进行退浆处理，其中，使用的中性淀粉酶为市售的Aquazym 240L，活力为2200U，中性纤维素酶为市售的Cellusoft Combi，活力为2400U，提高Lyocell竹纤维吸水性和染色性，改善其原纤化现象，使织物上染率提高并有较好的色光，具体包括以下步骤：
(1)中性淀粉酶与中性纤维素酶按重量比2∶1混合作为复合生物酶，具体包括以下步骤：
a、配制中性淀粉酶及中性纤维素酶，浓度范围分别为5g/L和4g/L；
b、将中性淀粉酶及中性纤维素酶按重量比为2∶1混合在水中，控制温度为50℃进行复配，控制pH在7.5，搅拌30min，观察溶液颜色变化，至溶液透明为止；
(2)以水为溶剂，加入复合生物酶、促进复合生物酶活化的活化剂KCl，浓度为5g/L、协同酶退浆的渗透剂平平加O，浓度为2g/L，控制浴比为1∶60，混合得到退浆浆液促进复合生物酶活化的活化剂、协同酶退浆的渗透剂或润湿剂，控制浴比为1∶60，混合得到退浆浆液
(3)控制退浆温度为65℃，将Lyocell竹纤维置于退浆浆液中，退浆处理为1小时，即完成对Lyocell竹纤维的处理。
实施例7
一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，采用精练酶和中性纤维素酶的混合物作为复合生物酶对Lyocell竹纤维织物进行退浆处理，其中，使用的精练酶为市售的Scourzyme NP，中性纤维素酶为Cellusoft 1.5L，提高Lyocell竹纤维吸水性和染色性，改善其原纤化现象，使织物上染率提高并有较好的色光，具体包括以下步骤：
(1)精练酶与中性纤维素酶按重量比1∶2混合作为复合生物酶，具体包括以下步骤：
a、配制精练酶及中性纤维素酶，浓度范围分别为1g/L、2g/L；
b、将精练酶及中性纤维素酶按重量比为1∶2混合在水中，控制温度为30℃进行复配，控制pH在7.0，搅拌20min，观察溶液颜色变化，至溶液透明为止；
(2)以水为溶剂，加入复合生物酶、促进复合生物酶活化的活化剂CaCl2，浓度为4g/L、协同酶退浆的渗透剂TX-10，浓度为1g/L，控制浴比为1∶50，混合得到退浆浆液；
(3)控制退浆温度为50℃℃，将Lyocell竹纤维置于退浆浆液中，退浆处理为1.5小时，即完成对Lyocell竹纤维的处理。
实施例8
一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，采用精练酶和中性纤维素酶的混合物作为复合生物酶对Lyocell竹纤维织物进行退浆处理，其中，使用的精练酶为市售的Scourzyme HS-402L，中性纤维素酶为Cellusoft Combi，提高Lyocell竹纤维吸水性和染色性，改善其原纤化现象，使织物上染率提高并有较好的色光，具体包括以下步骤：
(1)精练酶与中性纤维素酶按重量比1∶2混合作为复合生物酶，具体包括以下步骤：
a、配制精练酶及中性纤维素酶，浓度范围分别为3g/L、4g/L；
b、将精练酶及中性纤维素酶按重量比为1∶2混合在水中，控制温度为30℃进行复配，控制pH在8.0，搅拌30min，观察溶液颜色变化，至溶液透明为止；
(2)以水为溶剂，加入复合生物酶、促进复合生物酶活化的活化剂NaCl，浓度为5g/L、协同酶退浆的润湿JFC，浓度为2g/L，控制浴比为1∶60，混合得到退浆浆液；
(3)控制退浆温度为65℃，将Lyocell竹纤维置于退浆浆液中，退浆处理为1小时，即完成对Lyocell竹纤维的处理。
Claims (8)
1.一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，其特征在于，采用中性淀粉酶、精练酶或中性纤维素酶的混合物作为复合生物酶对Lyocell竹纤维织物进行退浆处理，提高Lyocell竹纤维吸水性和染色性，改善其原纤化现象，使织物上染率提高并有较好的色光，具体包括以下步骤：
(1)中性淀粉酶与中性纤维素酶按重量比2:1混合或精练酶与中性纤维素酶按重量比1:2混合作为复合生物酶；
(2)以水为溶剂，加入复合生物酶、促进复合生物酶活化的活化剂、协同酶退浆的渗透剂或润湿剂，控制浴比为1:50～60，混合得到退浆浆液
(3)控制退浆温度为50℃～65℃，将Lyocell竹纤维置于退浆浆液中，退浆处理为1～1.5小时，即完成对Lyocell竹纤维的处理。
2.根据权利要求1所述的一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，其特征在于，所述的复合生物酶采用以下方法配制：
(1)配制中性淀粉酶及中性纤维素酶，浓度范围分别为3g/L～5g/L、2g/L～4g/L；
(2)将中性淀粉酶及中性纤维素酶按重量比为2:1混合在水中，控制温度为30℃～50℃进行复配，控制pH在6.5～7.5之间，搅拌20～30min，观察溶液颜色变化，至溶液透明为止。
3.根据权利要求1所述的一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，其特征在于，所述的复合生物酶采用以下方法配制：
(1)配制精练酶及中性纤维素酶，浓度范围分别为1g/L～3g/L、2g/L～4g/L；
(2)将精练酶及中性纤维素酶按重量比为1:2混合在水中，控制温度为30℃～50℃进行复配，控制pH在7.0～8.0之间，搅拌20～30min，观察溶液颜色变化，至溶液透明为止。
4.根据权利要求1所述的一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，其特征在于，所述的中性淀粉酶为市售的Suhong Desizyme 2000L或Aquazym240L，中性淀粉酶的活力为2200U。
5.根据权利要求1所述的一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，其特征在于，所述的中性纤维素酶为市售的Cellusoft CR或Cellusoft Combi，中性纤维素酶的活力为2400U。
6.根据权利要求1所述的一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，其特征在于，所述的精练酶为市售的Scourzyme NP，精练酶的活力为150Apsu。
7.根据权利要求1所述的一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，其特征在于，所述的活化剂为无机盐，包括NaCl、KCl或CaCl2，活化剂在退浆浆液中的浓度为4g/L～5g/L。
8.根据权利要求1所述的一种复合生物酶处理Lyocell竹纤维的方法，其特征在于，所述的渗透剂或润湿剂为非离子表面活性剂，包括润湿剂JFC、平平加O或市售的TX-10，渗透剂或润湿剂在退浆浆液中的浓度为1g/L～2g/L。
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