丝光棉针织物的酶处理工艺研究

2012-12-20赵建华贺江平

中原工学院学报 2012年6期

赵建华，贺江平

（西安工程大学纺织与材料学院，西安710048）

对于传统的棉织物，为改善其光泽、手感，我们常常用烧碱对其进行丝光整理［1－2］.棉纤维经浓烧碱溶液处理后即发生膨化，膨化后其直径增大而长度缩短，纤维由原来扁平状变成平滑柱形，同时棉纤维所特有的胞腔及天然捻度消失，处理时若及时加以张力，则纤维表面小皱纹消失，从而显现丝一样的光泽［3］.

与其他学科类似，生物酶的发展也源于人们的生活.酶学作为一门科学可以追溯到19世纪，其中19世纪50年代发展最为迅猛.从1833年Payen和Persoz发现淀粉酶开始［4］，酶的开发与研究便越来越广泛，不仅在生物、食品、医药等领域有所进展，而且也被广泛应用于纺织印染行业.由于酶处理能显著改善棉织物的外观和手感，并能取代一些酸、碱、氯、磷等对环境有害的化合物，因此，酶处理越来越受到人们的重视.

随着人们生活水平的提高，人们对服装的舒适性要求也越来越高，丝光棉织物因其优越的服用性能而在纺织服装市场占有越来越大的比重［5］.但是，目前国内很少有对丝光棉织物进行再处理的，因此，为了使丝光棉织物得到更好的服用效果（像丝绸一样的柔软、滑爽），我们用纤维素酶对其进行再处理［6］.经纤维素酶减量整理过的面料变得更加轻薄、柔软，滑爽度也有了较大的提升［7－8］，并且酶处理条件缓和，对人体和环境无害，因而棉织物的生物酶整理越来越受到人们的青睐.但是织物经酶处理后强力下降，所以应严格控制反应的时间、温度、pH、酶的用量等［9］.本研究通过对丝光棉针织物进行生物酶处理，对酶处理过程中各个工艺条件进行控制，确定丝光棉针织物生物酶处理的最佳工艺条件.

1 试验

1.1 试验材料和仪器

1.1.1 试验材料

棉针织坯布、烧碱溶液、酸性抛光酶BP（高宝化工有限公司）、中性纤维素酶JN－156和抛光酶（枣庄市杰诺生物酶有限公司）、亲水性软油精GJ13（广健精细化工厂）.

1.1.2 试验仪器

圆筒式FormaluxMT－15丝光机、小样绳状染色机HB－L2、SW－12耐洗色牢度试验机、YG026织物强力机.

1.2 试验工艺流程及条件

为了便于对比分析，选择以下工艺流程及条件进行试验.

1.2.1 丝光工艺流程及条件［10］

（1）工艺流程：棉针织坯布→烧毛→扩幅→丝光→酸洗中和→冷水洗→烘干待用.

（2）丝光工艺条件：200g／L烧碱溶液、室温20℃.

1.2.2 纤维素酶处理工艺流程［11－12］

丝光棉针织物→复合生物酶处理→高温烧碱灭活→冷水洗→烘干待用.

1.2.3 硅油后整理工艺流程及条件［13］

（1）工艺流程：酶处理过的丝光棉针织物→硅油整理→烘干→定型→成品.

（2）硅油整理工艺条件：亲水性软油精 GJ13（30g／L）、一浸一轧（轧余率80%）、100℃烘干2min、150℃定型3min.

2 试验结果讨论

2.1 重要的物理指标

（1）将经纤维素酶处理前后的试样分别于105℃下烘至恒重后称重，计算失重率（%）：

（2）将酶处理丝光棉针织物置于YG026织物强力机上测试其顶破强力.

（3）凭手感判定织物的柔软度与滑爽度.

2.2 温度对酶处理丝光棉针织物的影响

在丝光工艺和硅油后整理工艺均相同，且酶用量为（1～2）wt%、处理时间为1h、pH值为5.5～6时，分别在不同温度（45℃、55℃、65℃）下对丝光棉针织物进行处理，以分析温度对酶处理丝光棉针织物柔软度、失重率、顶破强力、滑爽度的影响，结果见表1.

表1 温度对酶处理丝光棉针织物风格的影响

由表1可知，在低温（45℃）时，酶处理对丝光棉针织物影响不大，这是由于此时未达到酶最佳的反应活性；在55℃时该织物的失重率最大，并且此时织物柔软度和滑爽度都较45℃和65℃时好，因此在55℃时酶活性最强，织物的风格改善最大；在65℃时，织物的失重率较低，未能达到理想的手感，这是由于温度过高导致酶变性失活.因此温度过高或过低都会影响酶的活性，以至影响织物的手感.

2.3 时间对酶处理丝光棉针织物的影响

在丝光工艺和硅油后整理工艺相同，且酶的用量为（1～2）wt%、处理温度为55℃、pH值为5.5～6时，在不同时间（30min、60min、90min、120min）下分别对丝光棉针织物进行处理，以分析时间对该织物柔软度、失重率、顶破强力、滑爽度的影响，结果见表2.

表2 时间对酶处理丝光棉针织物风格的影响

由表2可知，处理时间太短（30min）时，由于织物的失重率太低，使得织物达不到较好的柔软度和爽滑度；在处理时间为60min及以上时，织物的柔软度、滑爽度都比较好；但是处理时间过长（90min、120min），织物的顶破强力下降，从而导致织物的服用性能降低.因此使织物达到最佳风格的酶处理时间为60min.

2.4 pH对酶处理丝光棉针织物的影响

在丝光工艺和硅油后整理工艺相同，且酶用量为（1～2）wt%、处理时间为1h、处理温度为55℃的条件下，在不同pH值（4.5、5.5、6.5）时分别对丝光棉针织物进行处理，以分析pH对该织物柔软度、失重率、顶破强力、滑爽度的影响，结果见表3.

表3 pH对酶处理丝光棉针织物风格的影响

由表3可知，当pH值为4.5和6.5时织物的失重率均较低，织物的手感、柔软度和滑爽度的改善较少.而pH值为5.5左右时织物失重率最大，织物的手感改善较大，虽然强力有所下降但是对织物的应用不会产生太大影响，说明当pH值为5.5左右时酶活性最强.

2.5 酶用量对酶处理丝光棉针织物的影响

在保证丝光工艺和硅油后整理工艺相同，且处理时间为1h、处理温度为55℃、pH值为5.5～6时，改变酶的用量（0.5wt%、2wt%、5wt%），以分析酶的用量对该织物柔软度、失重率、顶破强力、滑爽度的影响，结果见表4.

表4 酶用量对酶处理丝光棉针织物风格的影响

由表4可知，酶用量过少（0.5wt%）时，织物的失重率太低，织物的手感不能得到有效改善；酶用量过高（5wt%），织物的失重率较高，织物的手感得到较好改善，但是其顶破强力急剧下降，严重影响织物的服用性能；酶的用量为2wt%时，织物的失重率较高，其手感得到一定程度的改善，并且织物的强力损失比较少.因此经综合考虑，选择酶用量为2wt%较合适.