CN1148479C - 天然纤维素纤维生物酶-浴法前处理工艺 - Google Patents

天然纤维素纤维生物酶-浴法前处理工艺 Download PDF

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Abstract

一种天然纤维素纤维生物酶一浴法前处理工艺，用于去除棉、麻等天然纤维素纤维在生长和纺织加工过程中产生的杂质。其特征是处理浴由生物酶和漂白剂两个组分组成，将其按照一定的比例配成水溶液，加入适当的表面活性剂和稳定剂，把浴液的pH值调节到合适的范围，在一定的温度条件下，处理规定时间，就可以将退浆、精练、漂白三个工序一步完成。该工艺处理条件温和，不仅能量消耗少，而且环境污染小，生产效率高，产品质量稳定。

Description

天然纤维素纤维生物酶—浴法前处理工艺
技术领域：
本发明是一种天然纤维素纤维的前处理方法，属于天然纤维素纤维纺织品生物酶短流程前处理工艺。
背景技术：
天然纤维素纤维的前处理主要是去除纱线上的浆料、天然纤维在生长过程中产生的一些非纤维素杂质和棉籽壳等。纱线上的浆料主要是淀粉、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺和聚丙烯酸类高分子化合物。棉、麻等天然纤维中存在的杂质主要是一些果胶物质、油蜡、蛋白质、色素和矿物盐。纱线上的浆料要通过退浆过程去除，目前使用的是淀粉酶退浆和化学退浆工艺。纤维上存在的果胶、油蜡、蛋白质和矿物盐等杂质主要通过精练加工去除，目前使用的是烧碱精练工艺和生物酶精练工艺。织物上的棉籽壳和色素等杂质主要通过漂白加工去除。烧碱退浆和精练过程产生大量含碱污水，不仅污染严重，而且能量消耗大。淀粉酶退浆是一种污染小、条件温和、节能的退浆方法。生物酶精练工艺是今后有发展前途的天然纤维素纤维精练方法，但存在着工艺流程长，成本高，棉籽壳去除率低，白度不够高等问题。虽然有将退浆、精练、漂白合为一步进行的工艺，但是由于使用了大量烧碱、漂白剂和稳定剂等，导致前处理成本增加，废水的毒性仍然很大，环境污染仍然很严重。
发明内容：
本发明的目的是利用淀粉酶、果胶酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶等生物酶与漂白剂组成退浆、精练、漂白同时进行的一浴法前处理工艺，简化了工艺流程，处理条件温和，减少了能量消耗和环境污染，降低了生产成本。
本发明的生物酶—浴法前处理工艺的处理浴由两种组分构成，一个组分是生物酶，为第1组分，对浆料、天然纤维素纤维上的果胶、油蜡、蛋白质等杂质具有分解去除作用。另一个组分为漂白剂，为第2组分，对纤维上的色素和棉籽壳等杂质具有去除分解作用。
生物酶—浴法前处理工艺的处理浴制备，只需将一定数量的生物酶和漂白剂等助剂稀释后混合即可。然后，投入织物，并升温至20-120℃，优选为40-80℃，处理1-180分钟，优选为30-120分钟，水洗，烘干，就可以进行下一步加工。
第1组分是能够催化分解纱线上浆料的生物酶和对果胶、油蜡、蛋白质等具有催化分解作用的生物酶，可以是淀粉酶、果胶酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶等，可以是一种生物酶单独使用，也可以是两种或多种生物酶混合使用，还可以是用于天然纤维素纤维如棉纤维精练加工的商品生物酶制剂，如诺和诺德(Novo Nordisk)公司的Bioprep。由于这些生物酶能够将浆料、果胶、油蜡、蛋白质等杂质催化分解为低分子物质，并且烧碱的用量大大降低，所以处理后废液的BOD(生物需氧量)和COD(化学需氧量)大幅度降低，减少了环境污染。生物酶的用量为0.1-100活力单位/克织物，优选为0.5-10活力单位/克织物。
第2组分是能够分解天然纤维素纤维中存在的色素的漂白剂，可以是次氯酸钠、亚氯酸钠、过氧化氢、漂白粉、过硼酸钠、过碳酸钠和过醋酸等，可以是一种漂白剂单独使用，也可以是两种或多种漂白剂混合使用。漂白剂的用量为0.1-10％，优选为0.3-5％。
组分1中可以加入表面活性剂，以提高处理浴对织物的润湿和渗透能力，提高处理的均匀性。本发明采用一种或几种表面活性剂，它们可以是：聚氧乙烯烷基醚类，例如：吐温(Tween)60、65、80(即：聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯)；曲拉通X-100(Triton X-100)(即：辛基苯氧基聚氧乙烯乙醇)、曲拉通X-10(TritonX-10)(即：十八碳烷基苯氧基聚氧乙烯乙醇)、润湿剂JFC(润湿剂EA)(即：异丁基苯氧基聚氧乙烯乙醇)；也可以是聚氧乙烯酯类：Span 20、40、60、80(即：山梨糖醇酐单月桂酸酯、山梨糖醇酐单棕榈酸酯、山梨糖醇酐单硬脂酸酯)。其中以非离子表面活性剂最好，阳离子表面活性剂次之，阴离子表面活性剂只能使用极少量。表面活性剂的用量为0.05-8％，优选为0.1-3.0％。
组分2中可以加入稳定剂，以增加漂白剂的稳定性，使之充分发挥作用，提高处理效果的均匀性。本发明采用一种或几种稳定剂，它们可以是硅酸钠、氯化钠、硫酸钠、焦磷酸钠(Na2P2O7)、三聚磷酸钠(Na5P3O10)、乙二胺四乙酸钠(EDTA)、二乙撑三胺五乙酸钠(DTPA)、胺三乙酸钠(NTA)，或具有同样功能的商业化产品。稳定剂的用量为0.1-10％，优选为0.1-2.0％。
本发明的优点为：将原来需要分步进行的工序合为一步进行，不仅简化了工艺流程，而且提高了生产效率；由于生物酶的催化分解作用和它本身优良的环境相容性，废水的毒性大大降低，减少了污水处理的负担；由于生物酶处理的条件温和，所以减少了能源消耗；产品的手感比普通前处理的手感柔软。
具体实施方式：
例1：按照下述配方制备处理浴，然后将纯棉40s弹力针织物投入处理浴，保持处理浴均匀循环流动，升温至60℃，处理30min。然后升温至85℃，用稀氢氧化钠溶液将处理浴的pH值调节至10.5-11.0，继续处理30min。然后水洗两次，烘干。生物酶—浴法和碱精练漂白分步法前处理后织物的性能对比见表1。
处方：
生物酶Bioprep3000L        1.25活力单位/克棉
过碳酸钠                     1％
焦磷酸钠                     0.3％
润湿剂JFC                    0.1％
浴比                         20∶1
         表1生物酶—浴法前处理后针织物织物的性能
    处理工艺   吸水性(滴水实验) 白度(WCIE)   棉籽壳
 生物酶—浴法       ＜1秒     81.1     无
 碱精练漂白分步法       ＜1秒     79.3     无
例2：在例1的处理浴处方中，将润湿剂JFC的用量改变为0.3％，加入0.1％的淀粉酶，在相同的条件下对纯棉平纹80s×80s、152×152、61”机织物进行生物酶前处理，得到同针织物类似的结果，见表2。
           表2生物酶—浴法前处理后机织物的性能
    处理工艺 吸水性(滴水实验)  白度(WCIE)   棉籽壳
 生物酶—浴法       3秒     80.5     无
 碱精练漂白分步法       2秒     81.3     无

Claims (3)

1、一种天然纤维素纤维生物酶—浴法前处理工艺，其处理浴由生物酶和漂白剂两个部分组成，其特征在于精炼、漂白和/或退浆在同一处理浴中完成，先按生物酶用量为0.1～10活力单位/克织物，漂白剂用量为0.3～5％的配比制备处理浴，然后将纯棉40s弹力针织物投入处理浴，保持处理浴均匀循环、流动，升温至60℃，处理30分钟，然后升温至85℃，将处理浴的PH值调至10.5～11.0，继续处理30分钟，然后水洗两次，烘干即可。
2、根据权利要求1所述的天然纤维素纤维生物酶—浴法前处理工艺，其特征在于处理浴中加入0.1～2.0％的稳定剂。
3、根据权利要求1所述的天然纤维素纤维生物酶—浴法前处理工艺，其特征在于处理浴中加入0.1～5.0％的表面活性剂。
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