CN1288297C - 一种棉机织物生物酶轧堆法前处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种棉机织物生物酶轧堆法前处理工艺，属于染整行业的前处理工艺技术领域。本发明采用棉机织物生物酶轧堆法前处理工艺，将退浆棉机织物先浸轧碱性果胶酶液，再保温堆置处理，然后经热水洗(兼灭酶)，冷水洗，最后进行常规过氧化氢漂白工序而完成棉机织物的前处理加工。所用碱性果胶酶尤以Bacillus subtilisWSHB04-03产碱性果胶裂解酶为优。该工艺具有前处理效果好，对纤维损伤小，处理织物的品质高，处理废水环境污染小，以及生产效率高、劳动强度低、节能、节水等诸多优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种棉机织物生物酶轧堆法前处理工艺，属于染整行业的前处理工艺技术领域。
背景技术
随着世界人口的迅速增长，纺织染整工业不断发展。传统的染整工艺需要耗用大量的水和化学物质，不仅消耗资源。而且产生严重污染。解决这一问题的根本出路在于发展环境友好型染整工艺，生物技术特别是酶加工技术近年来在这方面显示了良好的发展前景。
生物酶是一种无毒、环境友好的生物催化剂。生物酶用于染整工业具有很大的优越性：(1)作为一种生物催化剂，无毒无害。(2)处理需要的条件(温度、pH值等)较温和。(3)用量较少。(4)反应后释放的酶可继续催化另一反应。(5)处理产生的废水可生物降解，既减少污染，又节约能量。
棉纤维上含有0.4-1.2％的果胶质、0.4-1.2％的蜡质、1.0-1.9％的蛋白质、0.7-1.6％的灰分等天然杂质或称伴生物，主要存在于棉纤维的角质层和初生胞壁中。这些杂质的存在严重影响了棉纤维的润湿性能，使棉纤维具有疏水性，并影响到了棉织物后续的染色、后整理等的加工性能。所以棉机织物染整加工的第一步是进行染前预处理，把棉纤维上的天然杂质去除，提高棉织物的润湿、渗透性能，为后续的染色、后整理创造良好的条件，这一加工一般称为前处理。包括退浆(去除经纱上浆料)、精练(又称煮练，去除果胶、棉蜡等天然杂质，提高织物润湿性能)和漂白(去除天然色素，提高织物白度)。目前，棉织物采用环保性工艺——淀粉酶退浆和过氧化氢漂白已较为成熟，达到了一定的普及度。但精练加工目前尚仍采用传统碱精练工艺，亟需开发新型环保工艺，以实现棉机织物整个前处理过程的绿色环保加工，为整个印染行业的清洁化生产作出贡献。
棉机织物精练加工目前主要采用烧碱和精练剂(主要是表面活性剂)煮练的方式，利用烧碱对果胶质、蛋白质的分解及对蜡质中脂肪酸酯类物质的皂化和表面活性剂对蜡质中高级脂肪醇、高级脂肪酸和碳氢化合物的乳化、分散等作用去除棉纤维上的疏水性物质等杂质，提高润湿性能。这种工艺具有比较好的前处理效果，但同时也存在许多问题。由于在高温强碱条件下处理，棉纤维的损伤也比较大；更为严重的是，强碱煮练的废水色度高，碱性强，pH值达12以上，COD值高达10000ppm以上，严重污染了生态环境。
棉机织物的生物酶前处理由于利用了生物酶高度的专一性、高效性和处理条件的温和性，基本上在近中性条件下处理，所以对纤维的损伤小，处理废水的色度低，pH值近中性，而且COD值显著降低，仅有原来的1/2-1/3，显著减轻了对环境的污染，具有重大的社会、经济价值。
尽管棉织物的生物酶前处理已进行了多年的研究，但尚局限于间歇式加工，这不但不符合棉机织物连续化生产的特点，而且难以利用棉印染工厂现有加工设备，因而在实际生产中受到极大限制。开发连续化或半连续化酶加工工艺具有十分重要的现实意义。
发明内容
(1)所要解决的技术问题
要解决一种棉机织物生物酶轧堆法前处理工艺的工艺条件最优化的技术问题。
(2)技术方案
一种棉机织物生物酶轧堆法前处理工艺，采用半连续的轧堆法酶精练，再过氧化氢漂白的前处理工艺，其工艺流程为：退浆棉机织物先浸轧酶液，再保温堆置处理，然后经热水洗(兼灭酶)，冷水洗，最后进行常规过氧化氢漂白工序而完成棉机织物的前处理加工。
1)全棉机织布：本工艺适用于各种类型的全棉机织布，如府绸、平布、纱卡、帆布、线卡或卡其等面料。
2)浸轧酶液：选用碱性果胶酶，酶处理浴中，或加入聚氧乙烯型非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂作润湿渗透剂，或不加入任何润湿渗透剂。酶处理液组成如下：
碱性果胶酶 10-18g/L
润湿渗透剂 0-2g/L
pH 8.6-10.0
浸轧酶处理液温度为室温至60℃，织物轧余率50％-100％；所用碱性果胶酶尤以Bacillus subtilis WSHB04-03(申请号200410065807.X中已公开，保藏编号为CCTCC NO：M204082)产碱性果胶裂解酶为优。
3)保温堆置：棉机织物堆置分冷堆和保温堆置两种。前者一般在室温下进行，由于堆置温度偏低，不利于酶催化反应，因此本发明采用的是保温堆置法，即利用不饱和蒸汽进行汽蒸，既提供了酶作用的适宜温度，又使处理环境保持一定湿度，不致因保温时间过长导致织物带液率下降。保温温度取决于果胶酶酶活及热稳定性。酶最适温度高、热稳定性好，则处理温度可高些，反之则低些。保温时间与保温温度有关，一般来说，汽蒸温度高，时间可短些，汽蒸温度低，时间应长些。本发明采用的汽蒸条件为：不饱和蒸汽温度45-65℃，汽蒸时间30-100min。
4)热水洗：酶处理后一般先进行热水洗，温度80～100℃，时间5～10min。目的一方面在于去除果胶等杂质降解产物，同时也起到酶失活(灭酶)作用，阻止酶继续进行催化作用。
5)冷水洗：灭酶后要充分进行水洗，可采用冷水，进一步洗除酶精练中降解产物。
6)常规过氧化氢漂白：漂白液组成：30％的双氧水24g/L，硅酸钠17g/L，非离子或阴离子润湿渗透剂10g/L，pH10.5-11。浸轧过氧化氢漂白液，轧液率50％，在98℃下汽蒸90min。漂白后充分水洗。
(3)有益效果
本发明采用不同于传统碱精练工艺和酶间歇式精练工艺的新型前处理工艺—生物酶轧堆法前处理工艺，属于半连续式染整加工方式，符合实际生产要求。所采用的生物酶为Bacillus subtilis WSHB04-03产碱性果胶裂解酶。采用本发明的棉机织物生物酶前处理工艺处理效果较好，经105℃烘干后的毛细管效应≥7.5cm/30min，瞬时毛细管效应为≥1.5cm/min。另外本发明的工艺对纤维损伤小，处理织物的品质高，手感柔软，特别是本发明的工艺处理废水的色度、pH值、COD值远低于传统工艺，非常有利于生态环境的保护，也大大减轻了污水处理的负担。而且本发明由于采用了浸轧-保温堆置的半连续精练工艺，生产效率较目前研究较多的间歇式酶精练加工更高。
具体实施方式
棉机织物生物酶轧堆法前处理工艺举例：
实施例1：40S×40S全棉防羽布
工艺流程：退浆后棉机织物浸轧酶液，保温堆置，热水洗(兼灭酶)，冷水洗，过氧化氢漂白和水洗。
其中，生物酶处理液组成为：碱性果胶酶18g/L，pH8.6-10.0，浸轧生物酶处理液，浸轧酶处理液温度为室温至60℃，轧余率100％，汽蒸温度55℃，汽蒸时间60min。处理后升温至95～100℃处理5min进行灭酶，充分水洗。最后进行过氧化氢漂白和漂后水洗。漂白条件为：30％的双氧水24g/L，硅酸钠17g/L，非离子或阴离子润湿渗透剂10g/L，pH10.5-11。浸轧过氧化氢漂白液，轧液率50％，在98℃下汽蒸90min。漂白后充分水洗。
经上述处理后的棉机织物，105℃烘干后的毛细管效应7.8cm/30min，瞬时毛细管效应为2.4cm/min。R457白度值Wr77.53％，经向断裂强力605N。
实施例2：40S×40S全棉府绸布
工艺流程：退浆后棉机织物浸轧酶液，保温堆置，热水洗(兼灭酶)，冷水洗，过氧化氢漂白和水洗。
其中，生物酶处理液组成为：Bacillus subtilis WSHB04-03产碱性果胶裂解酶10g/L，润湿渗透剂2g/L，用聚氧乙烯型非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂作润湿渗透剂，pH8.6-10.0，浸轧生物酶处理液，浸轧酶处理液温度为室温至60℃，轧余率100％，汽蒸温度50℃，汽蒸时间60min。处理后升温至95～100℃处理5min进行灭酶，充分水洗。最后进行过氧化氢漂白和漂后水洗。漂白条件为：30％的双氧水24g/L，硅酸钠17g/L，非离子或阴离子润湿渗透剂10g/L，pH10.5-11。浸轧过氧化氢漂白液，轧液率50％，在98℃下汽蒸90min。漂白后充分水洗。
经上述处理后的棉机织物，105℃烘干后的毛细管效应8.2cm/30min，瞬时毛细管效应为1.6cm/min。R457白度值Wr75.80％，经向断裂强力620N。
Claims (3)
1.一种棉机织物生物酶轧堆法前处理工艺，其特征是采用半连续的轧堆法酶精练，再过氧化氢漂白的前处理工艺，工艺流程为退浆后棉机织物浸轧酶液，保温堆置，热水洗，冷水洗，过氧化氢漂白和水洗；
浸轧酶液：选用碱性果胶酶，酶处理浴中，或加入聚氧乙烯型非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂作润湿渗透剂，或不加入任何润湿渗透剂，酶处理液组成如下：
碱性果胶酶 10-18g/L
润湿渗透剂 0-2g/L
pH 8.6-10.0
浸轧酶处理液温度为室温至60℃，织物轧余率50％-100％；
保温堆置：用不饱和蒸汽进行汽蒸下堆置，汽蒸条件为：不饱和蒸汽温度45-65℃，汽蒸时间30-100min；
热水洗：热水洗温度80～100℃，时间5～10min，同时也起灭酶作用；
冷水洗：灭酶后用冷水充分进行水洗；
过氧化氢漂白：漂白液组成：30％的双氧水24g/L，硅酸钠17g/L，非离子或阴离子润湿渗透剂10g/L，pH10.5-11；浸轧过氧化氢漂白液，轧液率50％，在98℃下汽蒸90min；漂白后充分水洗。
2.根据权利要求1所述的一种棉机织物生物酶轧堆法前处理工艺，其特征是适用于处理的棉机织物包括府绸、平布、纱卡、帆布、线卡或卡其面料。
3.根据权利要求1所述的一种棉机织物生物酶轧堆法前处理工艺，其特征是酶处理液中选用的碱性果胶酶为Bacillus subtilis WSHB04-03产碱性果胶裂解酶。
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