CN103952918A - 棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纺织工业中的棉针织物印染技术领域，具体涉及一种棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺。该工艺以生物酶技术为核心的工艺，应用平幅连续式冷轧堆法完成棉针织物精练、漂白、染色的全过程，可替代传统高温强碱工艺及溢流缸等间歇式生产工艺。其效果与传统工艺相比，节水30～50％、节汽15～20％、减排20％左右、节省染料5～10％，同时提高了纤维的应用性能、服用性能，改善了织物手感，提高了上染率和一次合格率，降低了返修率，减少了原材料消耗，降低了综合成本，并明显提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于纺织工业中的棉针织物印染技术领域，具体涉及一种棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺。
背景技术
已有研究表明，未处理棉织物的疏水性主要是来源于棉纤维角质层中的果胶质、蜡质、灰分等天然非纤维素杂质，这些杂质的存在既影响织物外观的光洁度，又影响内在质量润湿性，还影响染整后续的染色、印花和整理的加工质量。因此，棉织物为满足后续加工和服用性能的要求，必须要经过退浆、煮练、染色或印花、整理等一系列的印染加工过程。在棉针织物印染中，长期以来一直都是采用间歇式溢流缸碱氧前处理和溢流染色，存在的问题是工序长、效率低、织物损伤大、水耗高、汽耗高、污染重，影响生态环境。近年来，也有很多学者致力于酶在棉印染前处理应用的研究，但由于工艺条件难统一，原材料成本高、处理效果不理想等原因，则致使应用上不能广泛被接受。
发明内容
本发明提供了一种棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺，实现了连续短流程生产，并使得练漂过程温和性提高，棉针织物染整产品符合质量要求，印染工艺具有的清洁生产的特点。
本工艺为连续式印染生产工艺，采用生物酶冷轧堆短流程平幅连续方法完成棉针织物精练、漂白、染色全过程，具体的工艺流程为：
(1)练漂段：
对棉针织物依次进行开边定型、平幅进布、连续浸渍第一种复合酶制剂并松式保温堆置进行预处理、连续浸渍第二种复合酶制剂并松式保温堆置进行精练、连续浸轧第三种复合酶制剂并打卷保温堆置，完成练漂化学反应的全过程；
所述第一种复合酶制剂为WCK125-1，主要由纤维素酶、漆酶及非离子或阴离子表面活性剂组成，其主要组分的质量百分比为：
纤维素酶 10-40％，
漆酶 10-20％；
其作用是破坏纤维表面，分解纤维的角质层，提高果胶酶对果胶质作用的可及度，去织物上矿物油、和天然杂质，提高毛细管效应；
所述第二种复合酶制剂为GW506-1，主要由碱性果胶酶或酸性果胶酶、中性纤维素酶或酸性纤维素酶、蛋白酶、木聚糖酶、脂肪酶、角质酶及非离子或阴离子表面活性剂组成，其主要组分的质量百分比为：
其作用是去除纤维上的果胶质、棉籽壳等非纤维素杂质，提高毛细管效应；
所述第三种复合酶氧制剂为WCK115-1，主要由葡萄糖酶、漆酶、半纤维素酶、中性纤维素酶组成，并添加活化剂和氧化剂组成，其中，WCK115-1中主要组分的质量百分比为：
葡萄糖酶 30-60％，
漆酶 10-20％，
半纤维素酶及中性纤维素酶 0-5％；
所述活化剂为四乙酰乙二胺、四乙酰甘脲或二者的混合物；所述氧化剂为H2O2、过碳酸钠、过硼氧钠中的一种或多种；
其作用是在漂白过程中，去除棉纤维天然色素、进一步去除棉籽壳及其他杂质，增强白度，提高毛细管效应；
(2)练漂水洗段：
对步骤(1)得到的产品依次进行退卷进布、两道高效水洗、连续浸渍第四种复合酶制剂并松式保温堆置进行除氧处理、脱水、打卷出布或摆动落布；
所述第四种复合酶制剂为WCK115-2，主要由过氧化氢酶、碱性纤维素酶或中性纤维素酶或酸性纤维素酶、非离子或阴离子表面活性剂组成，其主要组分的质量百分比为：
过氧化氢酶 10-20％，
碱性纤维素酶或中性纤维素酶或酸性纤维素酶 2.5-5％；
在练漂后的水洗过程中，第四种复合酶制剂具有高效、快速去除残留在织物上的双氧水，减少练漂后水洗次数的作用，可节水40-50％；还可去除织物表面毛羽，使织物表面光洁，获得抛光效果；
(3)染色段：
对步骤(2)得到的产品依次进行退卷进布、冷轧染色、打卷、转动保温堆置；
(4)染色水洗段：
对步骤(3)得到的产品依次进行退卷进布、第1道冷水洗、第2道0-60℃温水洗、生物酶皂洗、第3道50-60℃温水洗、第4道冷水洗、轧水、拉幅定型整理；
所述生物酶皂洗为：在40-60℃、pH6-8的条件下，棉针织物连续浸渍第五种复合酶制剂并松式保温堆置10-30分钟，进行皂洗，使复合皂洗酶制剂充分乳化渗透到织物内部；
所述水洗是染色后先经第1、2道转鼓高效水洗，为去除浮色，中、深色要进行酶皂洗，之后再进行第3、4道转鼓高效水洗。其特点是在50-60℃条件下，以张力驱动传动和松式滚动相间连续运行方式完成水洗、皂洗、再水洗的全过程；连续水洗和低温皂洗替代了多道间歇水洗及90℃以上的皂洗，节水30-50％、减少污水排放量30-50％、节约蒸汽20-30％、提高了生产效率。
所述第五种复合酶制剂为GW508-1，主要由碱性蛋白酶、碱性脂肪酶、淀粉酶、酸性纤维素酶或中性纤维素酶或碱性纤维素酶、非离子或阴离子表面活性剂组成，其主要组分的质量百分比为：
其作用是在染色后的皂洗过程中，有效去除水解染料沾附在纤维上的浮色，提高染色牢度。
所述步骤(1)中的预处理的目的是除油和预缩，具体为：棉针织物开边定型并且成卷后，在40-60℃、pH值为4.5-6.0的条件下，以30-50米/分钟的车速，连续浸渍第一种复合酶制剂和渗透剂，在滚床中进行松弛保温堆置30-60分钟。处理过程中，第一种复合酶制剂与渗透剂的协同作用下，与棉针织物充分接触，破坏纤维表皮层，为后续精练时提供更多的作用点，提高了可及度，有利于去除了果胶等非纤维素杂质，提高渗透性，使之提高了杂质去除率和润湿性。
所述步骤(1)中的精练的目的在于去除果胶质和其他非纤维素杂质，以提高织物的毛细管效应，具体为：在55-60℃、pH7-9条件下，以30-50米/分钟的车速，棉针织物连续浸渍第二种复合酶制剂，并松式保温堆置30-60分钟进行精练。当第二种复合酶制剂作用棉针织物的表皮层时，复合酶制剂可产生协同作用，果胶酶水解表皮层果胶质的同时，又为纤维素酶、角质酶提供更多的作用点，反之纤维素酶、角质酶水解也会将更多表皮层中的果胶质暴露给果胶酶，利于各种酶的协同作用，提高去除非纤维素杂质的水平，且使织物柔软蓬松，明显提高润湿性。但值得注意的是：织物的强力损失随着纤维素酶用量的增加而增加，当纤维素酶浓度为1g/L时，织物强力损伤明显增大，所以使用纤维素酶应慎重。
所述漂白的目的在于使棉针织物获得满足工艺要求的白度和润湿性，具体为：在50-70℃、pH7-8条件下，将酶制剂、氧化剂和活化剂分别用去离子水溶解后，注入轧槽中，织物以30-50米/分鈡的车速导入轧槽和轧车，连续浸渍工作液，在恒压、恒张力、带液率为110-120％的条件下打卷出布；成卷后以6-8转/分钟的转速，转动保温堆置2-4小时，进一步去除非纤维素天然杂质。
所述步骤(2)中的两道高效水洗分别为第一道80℃以上热水洗，第二道冷水洗；两道高效水洗采用的设备为：由喷淋水刀、位于水槽上方的单向水洗转鼓和位于水槽中的双向水洗转鼓组成的水洗联合机；上方的喷淋水刀喷淋冲洗随单向水洗转鼓运行的棉针织物上表面，侧面的喷淋水刀选择不同角度两面喷淋冲洗空间运行的棉针织物，双向水洗转鼓内设与棉针织物反向转动的桨式转鼓，双向水洗转鼓转动的机械冲击力使水穿透织物。
所述步骤(2)中的除氧处理为：在25-70℃、pH4.5-9的条件下，棉针织物连续浸渍第四种复合酶制剂和非离子或阴离子渗透剂，并在滚动床中成折叠状松弛保温堆置10-20分钟，以去除棉针织物上残留的双氧水。其作用是减少水洗次数，节约用水和减少污水排放量。
所述步骤(2)中的脱水采用连续轧水减压抽吸或轧水拉幅烘干的方法，替代传统离心机甩干的方法，去除织物上的水分，降低烘干能耗。
所述步骤(3)中的冷轧染色为：在室温条件下，染料和助剂分别用去离子水溶解后，通过比例泵以染液：助剂＝4：1的比例连续注入轧染槽中，棉针织物以30-50米/分鈡的车速连续导入染槽和均匀轧车，三浸一轧，控制带液率为80-85％出布打卷，成卷后在30-35℃环境下转动保温堆置反应8-16小时，进行水洗。该工艺是连续式的加工方式，提高生产效率；节约染料、助剂约5-10％，低碱无盐，降低污染；室温染色节约蒸汽20-30％，节能降耗、低碳、环保。
本发明的有益效果为：
本发明以一种棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺，替代了传统过程多、工序长、能耗大、污染重的绳状间歇式生产工艺，实现平幅连续生产，不仅是推进清洁生产、节能减排的重要举措，也是棉针织染整生产工艺和设备的重大变革。本发明采用的以生物酶技术为主线的生态染整技术及节能减排高效的冷轧堆平幅连续练漂染生产工艺，使得工艺条件温和，具有清洁生产的特点，织物服用舒适性能明显改善，内在质量大大提升。与传统棉针织物染整工艺相比，节水30～50％、污水排放量减少30％以上，有机污染物减排20％左右、能耗降低20％左右，提高了生产效率，降低了综合成本15-20％。
各复合酶制剂分别作用于练漂染的各过程中，所以避开了个性酶制剂不可同步的牵强合一处理过程，解决了因难以统一工艺条件而阻碍生物酶工业化应用的现实问题，使复合生物酶制剂在应用过程中既能使单酶在最佳应用条件下起到专一性作用，又可在一定条件下产生协同效应。实现理想的去除相应天然杂质，同时带液连续运行又使之逐渐形成同步反应，使纤维素酶、角质酶、果胶酶产生协同效应，利于对杂质的去除。
具体实施方式
以下通过实施案例来对本发明作进一步说明，但是本发明不仅限于以下这些案例。
实施案例1：26支半精梳纱双面针织罗纹布染色工艺流程
工序①练漂→工序②练漂后水洗→工序③染色→工序④染色后水洗
工序①坯布开边定型→平幅进布→连续浸渍第一种复合酶制剂并松式堆置进行预处理→连续浸渍第二种复合酶制剂并松式堆置进行精炼→连续浸渍第三种复合酶制剂并打卷→成卷后转动保温堆置。
第一种复合酶制剂组成及预处理工艺条件：
WCK125-1，3～5 g/L，非离子表面活性剂SFQ-320，1～2g/L，pH 4.5～5，处理温度40-60℃，车速30～50米/分钟，带液率110％，30℃保温堆置20分钟；
第二种复合酶制剂组成及精练工艺条件：
GW506-1，3～5 g/L，非离子表面活性剂SFQ-320，1～2g/L，pH8.5～9，处理温度55～60℃，车速50米/分钟，带液率110％，30℃保温堆置30分钟；
第三种复合酶制剂组成及氧漂白工艺条件：
WCK115-1，5～8 g/L，非离子表面活性剂SFQ-320 1～2g/L，TAED1.5g/L，过碳酸钠12g/L，处理温度60～70℃，pH7～8，车速30～50米/分钟，轧余率110～120％，30℃转动保温堆置4小时。
工序②退卷进布→水洗→第四种复合酶制剂除氧→轧水、减压抽吸脱水→拉幅烘干→摆动落布。
练漂后水洗：经两道高效水洗(其中第1道80℃以上热水洗，第2冷道水洗)后，室温，pH6～7，30～50米/分钟车速，连续浸渍第四种复合酶制剂WCK115-2并松式保温堆置10分钟进行除氧处理，再轧水及减压抽吸进行脱水，拉幅烘干，打卷出布或摆动落布。
工序③平幅进布→冷轧堆染色→打卷→成卷后转动保温堆置。
冷轧堆染色：在室温条件下，将处方染料和助剂分别用去离子水溶解后，通过比例泵以染液：助剂＝4：1的比例连续注入轧染槽中，织物以30-50米/分鈡的车速连续导入染槽和均匀轧车，三浸一轧(控制带液率80-85％)出布打卷，成卷后在30-35℃环境下转动保温堆置反应16小时，进行水洗。
溶解染料：根据染色深度称量所需染料，具体为：
大红 3BS红 54g/L，
3RS黄 6g/L。
将染料溶解后备用；
混溶助剂：将水玻璃250g/L和100％烧碱30g/L混溶后备用；
加染化料：将染液和助剂以4：1的比例，用比例泵同时加到染槽中，三浸一轧织物连续打卷(带液率为80～85％)，成卷后，在30～35℃环境下保温堆置16小时。
工序④退卷进布→水洗→第五种复合酶制剂皂洗→再水洗→轧水→拉幅烘干定型→成品。
染色后水洗：第1道冷水洗，第2道50-60℃温水洗；在60℃，pH6～8条件下，用GW508-1酶皂洗20分钟；第3道50-60℃温水洗，第4道冷水洗，拉幅烘干定型。
测算结果表明，工艺节水50％左右，减少污水排放量50％左右，节约蒸汽20％左右，皂洗牢度3～4级。
实施案例2：涤棉针织绒布棉单面练漂与染色
工艺流程：开边定型→平幅进布→第一种复合酶制剂预处理→第二种复合酶制剂精炼→第三种复合酶制剂氧漂白→保温堆置→水洗→第四种复合酶制剂除氧→轧水、吸干→拉幅烘干→染色→保温堆置→水洗→第五种复合酶制剂皂洗→水洗→拉幅烘干定型→成品。
所述第一种复合酶制剂组成及预处理工艺条件：
WCK125-1，3～5g/L，非离子表面活性剂SFQ-320，1～2g/L，pH4～5，处理温度55～60℃，车速30～50米/分钟，带液率110％，30℃保温堆置20分钟；
所述第二种复合酶制剂组成及精炼工艺条件：
GW506-1，3～5g/L,非离子表面活性剂SFQ-320，1～2g/L，pH8.5～9，处理温度55～60℃，车速30～50米/分钟，带液率110％，30℃保温堆置30分钟；
所述第三种复合酶制剂组成及氧漂白工艺条件：
WCK115-1，5～8g/L，非离子表面活性剂SFQ-320，1～2g/L，TAED，1g/L，过碳酸钠，8g/L，处理温度60℃，pH7～8，车速30～50米/分钟带液率110％，30℃保温堆置2小时；
所述练漂后水洗的工艺条件：
练漂后水洗：经两道高效水洗(其中第1道80℃以上热水洗，第2冷道水洗)后，室温，pH6～7,30～50米/分钟车速，连续浸渍第四种复合酶制剂WCK115-2并松式保温堆置10分钟进行除氧处理，再轧水及减压抽吸进行脱水，拉幅烘干，打卷出布或摆动落布。
所述染色的工艺条件：
①溶解染料：
芷青 3BS红 15g/L，
3RS黄 9g/L，
B黑 40g/L。
将染料溶解后备用；
②混溶助剂：将水玻璃200g/L和100％烧碱30g/L混溶后备用；
③加染化料：按染液与助剂为4:1的比例，用比例泵同时加到染槽中浸轧织物，使织物均匀浸轧后打卷保温堆置，带液率为80～85％，堆置12小时；
所述水洗的工艺条件：第1道冷水洗，第2道50～60℃温水洗后，在60℃，pH6～8条件下，用GW508-1酶皂洗20分钟，第3道50～60℃温水洗，第4道水洗。
测算结果表明，节水50％左右。节约蒸汽15～20％，节省染料5～10％，皂洗牢度4级。
Claims (9)
1.棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺，其特征在于，采用生物酶冷轧堆短流程平幅连续方法完成棉针织物精练、漂白、染色全过程；
具体的工艺流程为：
(1)练漂段：
对棉针织物依次进行开边定型、平幅进布、连续浸渍第一种复合酶制剂并松式保温堆置进行预处理、连续浸渍第二种复合酶制剂并松式保温堆置进行精练、连续浸轧第三种复合酶制剂并打卷保温堆置，完成练漂化学反应的全过程；
所述第一种复合酶制剂为WCK125-1，主要由纤维素酶、漆酶及非离子或阴离子表面活性剂组成，其主要组分的质量百分比为：
纤维素酶 10-40％，
漆酶 10-20％；
所述第二种复合酶制剂为GW506-1，主要由碱性果胶酶或酸性果胶酶、中性纤维素酶或酸性纤维素酶、蛋白酶、木聚糖酶、脂肪酶、角质酶及非离子或阴离子表面活性剂组成，其主要组分的质量百分比为：
所述第三种复合酶氧制剂为WCK115-1，主要由葡萄糖酶、漆酶、半纤维素酶、中性纤维素酶组成，并添加活化剂和氧化剂组成，其中，WCK115-1中主要组分的质量百分比为：
葡萄糖酶 30-60％，
漆酶 10-20％，
半纤维素酶及中性纤维素酶 0-5％；
(2)练漂水洗段：
对步骤(1)得到的产品依次进行退卷进布、两道高效水洗、连续浸渍第四种复合酶制剂并松式保温堆置进行除氧处理、脱水、打卷出布或摆动落布；
所述第四种复合酶制剂为WCK115-2，主要由过氧化氢酶、碱性纤维素酶或中性纤维素酶或酸性纤维素酶、非离子或阴离子表面活性剂组成，其主要组分的质量百分比为：
过氧化氢酶 10-20％，
碱性纤维素酶或中性纤维素酶或酸性纤维素酶 2.5-5％；
(3)染色段：
对步骤(2)得到的产品依次进行退卷进布、冷轧染色、打卷、转动保温堆置；
(4)染色水洗段：
对步骤(3)得到的产品依次进行退卷进布、第1道冷水洗、第2道0-60℃温水洗、生物酶皂洗、第3道50-60℃温水洗、第4道冷水洗、轧水、拉幅定型整理；
所述生物酶皂洗为：在40-60℃、pH6-8的条件下，棉针织物连续浸渍第五种复合酶制剂并松式保温堆置10-30分钟，进行皂洗；
所述第五种复合酶制剂为GW508-1，主要由碱性蛋白酶、碱性脂肪酶、淀粉酶、酸性纤维素酶或中性纤维素酶或碱性纤维素酶、非离子或阴离子表面活性剂组成，其主要组分的质量百分比为：
2.根据权利要求1所述的棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的预处理的目的是除油和预缩，具体为：棉针织物开边定型并且成卷后，在40-60℃、pH值为4.5-6.0的条件下，以30-50米/分钟的车速，连续浸渍第一种复合酶制剂和渗透剂，在滚床中进行松弛保温堆置30-60分钟。
3.根据权利要求1所述的棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的精炼的目的在于去除果胶质和其他非纤维素杂质，以提高织物的毛细管效应，具体为：在55-60℃、pH7-9条件下，以30-50米/分钟的车速，棉针织物连续浸渍第二种复合酶制剂，并松式保温堆置30-60分钟进行精炼。
4.根据权利要求1所述的棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺，其特征在于，所述漂白的目的在于使棉针织物获得满足工艺要求的白度和润湿性，具体为：在50-70℃、pH7-8条件下，将酶制剂、氧化剂和活化剂分别用去离子水溶解后，注入轧槽中，织物以30-50米/分鈡的车速导入轧槽和轧车，连续浸渍工作液，在恒压、恒张力、带液率为110-120％的条件下打卷出布；成卷后以6-8转/分钟的转速，转动保温堆置2-4小时。
5.根据权利要求4所述的棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺，其特征在于，所述活化剂为四乙酰乙二胺、四乙酰甘脲或二者的混合物；所述氧化剂为H2O2、过碳酸钠、过硼氧钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的两道高效水洗分别为第一道80℃以上热水洗，第二道冷水洗；两道高效水洗采用的设备为：由喷淋水刀、位于水槽上方的单向水洗转鼓和位于水槽中的双向水洗转鼓组成的水洗联合机；上方的喷淋水刀喷淋冲洗随单向水洗转鼓运行的棉针织物上表面，侧面的喷淋水刀选择不同角度两面喷淋冲洗空间运行的棉针织物，双向水洗转鼓内设与棉针织物反向转动的桨式转鼓，双向水洗转鼓转动的机械冲击力使水穿透织物。
7.根据权利要求1所述的棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的除氧处理为：在25-70℃、pH4.5-9的条件下，棉针织物连续浸渍第四种复合酶制剂和非离子或阴离子渗透剂，并在滚动床中成折叠状松弛保温堆置10-20分钟，以去除棉针织物上残留的双氧水。
8.根据权利要求1所述的棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的脱水采用连续轧水减压抽吸或轧水拉幅烘干的方法。
9.根据权利要求1所述的棉针织物生物酶冷轧堆短流程平幅连续练漂染生产工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的冷轧染色为：在室温条件下，染料和助剂分别用去离子水溶解后，通过比例泵以染液：助剂＝4：1的比例连续注入轧染槽中，棉针织物以30-50米/分鈡的车速连续导入染槽和均匀轧车，三浸一轧，控制带液率为80-85％出布打卷，成卷后在30-35℃环境下转动保温堆置反应8-16小时，进行水洗。
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