-1.介绍-
1.果胶及其对纤维素纤维织物质量的影响
(1)胚布/纱的组成
棉纤维的组成在生长的过程中是不断变化的,成熟棉纤维的主体部分是纤维素,此外还含有一定量的共生物或者伴生物。在棉胚布或者胚纱中,各种物质的比例大约为:80-90%纤维素、0-15%浆料、0.5-5%果胶质、0.4-2%蜡状物质、0.7-2%蛋白质、0.5-2%灰份、0.2-1.5%其它杂质。
(2)果胶及其对织物质量的影响
棉纤维或者麻纤维都是纤维素纤维,含有大量的天然杂质,它们主要存在于初生胞壁的最表面,通过果胶质主链和支链的粘合,形成以果胶质为骨架的庞大的疏水性网状层。果胶一般是指果胶类物质,以原果胶、果胶、果胶酸的形态存在,是细胞壁的一种组成成分,它们伴随纤维素而存在,构成相邻细胞中间层粘结物,使植物组织细胞紧紧黏结在一起。果胶质在植物的细胞组织中起着“粘合”作用,在棉纤维的初生胞壁中,果胶质含量约占9%,而麻纤维则更高。果胶本质上是一种线形的多糖聚合物,含有数百至约个脱水半乳糖醛酸残基,其相应的平均相对分子质量为~1。
如果不去除果胶质及其粘合的伴生杂质,会妨碍染料由纤维表面向内部扩散,织物的色泽和润湿性会受到一定的影响,不利于后续的染色、印花等加工。此外,果胶物质的存在对染品的染色牢度也有不良的影响,所以在染色前要除去这些果胶.
2.纤维素纤维织物的煮练
染色或者印花加工前需要通过前处理将胚布/胚纱中的浆料、棉籽壳、矿物质、果胶等杂质去除,使布面干净、白度和吸湿性符合染整加工的需求。梭织胚布中的浆料、部分杂质可在退浆过程中去除,而果胶,蜡质以及部分退浆工序未去除的浆料等,需要在煮练工序去除,结合漂白处理,使织物达到染色或者印花的要求。对针织物而言,由于不需要上浆,其前处理主要是为去除果胶和蜡质、油剂的煮练及为了提高织物白度的漂白工序。
在前处理的各工序中,果胶和蜡质等天然杂质,主要在煮练(也叫精练)过程中去除。煮练后,布面变得更加干净,亲水性提高,白度增加,手感更加柔软。现在普遍采用高温强碱的传统煮练工艺,一般来说,在碱性高温条件下,基本可以去除果胶、蜡质、色素和木质素等杂质。但这种工艺不仅生产条件恶劣,对纤维有损伤,而且排放大量强碱性废水,影响生态环境和人体健康。而生物酶处理条件温和,工艺流程短,能耗小,污水少,处理过程中能有效避免纤维受损,用果胶酶处理的比传统碱的要紧密和纹理清晰,但是传统的更感觉厚和蓬。因为在纤维素伴生物中,果胶的含量最高,因此使用果胶酶将果胶去除,也就完成了大部分的煮练工作。使用果胶酶及其复合产品进行煮练,是业内一致推崇的生物精练方式。
3.诺维信精练酶介绍
生物精练技术是对传统前处理工艺的历史性突破,诺维信公司在九十年代成功研发了碱性果胶酶Bioprp?,使一种全新温和的绿色的精练方式成为可能。诺维信公司的新一代复合精练酶,是以碱性果胶酶为主的多种酶制剂复配产品,被开发应用于棉麻及其交织或混纺纤维/纱线/织物的各种前处理工序中。与传统碱精练相比,生物酶精练具有以下优势:
(1)全面提升棉制品的处理效果
-不损伤纤维,不影响纤维强力,织物失重降低
-改善染色性能,匀染性提高、得色量上升,染色次品率大幅下降
-织物手感柔软、丰满,布面亮泽、纹理清晰
-对特殊敏感型纤维的精练更具安全性和可靠性,如天然彩棉,棉/毛、棉/丝、棉/麻等。
(2)对环境、操作人员及设备无害
-低能耗、低水耗,降低废水中TDS、COD、BOD指数,减少环境污染
-作业环境安全
-减低对设备损伤
(3)缩短加工时间,降低综合成本
-可在退浆工艺中与退浆酶一起使用,可与生物抛光工序同时进行,亦可与染色同浴,缩短工艺时间,提高生产效率
-无需碱煮,减少碱、酸(中和)和水(清洗)的用量
-上染率提高,节省染料
-减轻污水处理压力,降低污水治理费用
-2.技术-
1.作用原理
果胶酶是一类复合酶,是指分解果胶质的多种酶的总称。果胶质主要是由D-半乳糖醛酸以α-1,4糖苷键连接形成的直链状聚合物。通过果胶酶的作用,切断α-1,4糖苷键,将果胶质降解为小分子物质,从纤维中游离出来,可使与其粘合在一起的其它杂质(如蜡质、蛋白质、灰份等)与纤维素彻底分开,达到棉精练或麻脱胶的目的。生物精练利用果胶酶的专一性,有效分解去除果胶质以及其它共生物杂质,从而达到精练效果,纤维本身并未受到损伤。因此,经生物精练的棉纤维能最大程度的保持纤维强度,失重小,织物手感柔软厚实,且富有弹性。
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2.果胶去除效果的测定
果胶的去除程度说明了煮练是否充分,因此可以通过测定织物中的果胶含量来反映煮练效果。对织物中果胶含量的测试有多种方法,常用的直接显色法中,钌红染料着色法和铜盐着色法是目前比较便捷的定性测试果胶含量的方法。
3.应用指南
(1)针织、纱线及散纤
对于中深色针织、纱线及散纤,生物精练可以在间歇式设备如溢流机、散纤/纱线染色机中进行。诺维信精练酶在50-60°C下,中性至弱碱性pH范围,经过15-40分钟即可完成精练工序。无碱精练工艺条件温和,免去了后道的多次清洗工序,节约水、电、汽,缩短工艺时间并能提高得色量,显著降低综合成本达50%以上。
中深色工艺曲线如下:
Bioprp?酶精练技术参数:
-设备:溢流机、绞盘染色机、散纤/纱线染色机
-诺维信精练酶0.5-2g/L
-pH:7-9
-温度:50-60/80°C
-时间:30-40分钟
对于浅色亮色产品,可以在酶精练后进行常规漂白工艺。因为进行了生物精练处理,漂白剂用量可比常规用量有所降低,但建议初试者采用常规用量。
经过酶精练处理,能改善染色性能,对于一些易染花的较难染的颜色,可获得较高的匀染性和鲜亮的色泽。
(2)梭织物
精练酶Bioprp?可以与退浆酶同时使用,进行联合生物退浆及煮练,获得合理的退浆及煮练效果,结合后续的汽蒸氧漂工艺,可以得到与传统强碱煮练加氧漂同等的前处理效果,带来极好的环境效益。
-3.总结-
使用精练酶精练可以显著降低纺织品的生产加工成本,节约能源消耗和减少污水排放,降低生产的环保压力;可以提升产品质量,强力损失小,得色深,手感柔软,失重少,匀染性好;提高生产效率,缩短生产时间,提高产能。
目前市面上有号称“精练酶”的产品,其实是各种表面活性剂及碱的复配物,一般含有精练剂、稳定剂、碱、消泡剂等,以粉末状态提供到工厂,其应用条件为80℃甚至更高的温度使用。众所周知,酶是一种具有催化活性的蛋白质,在高温高碱环境下会失活,因此可以通过使用条件判断是否为酶制剂产品。