协会定于2021年9月15~17日,在杭州市临平“浙商开元名都大酒店”,召开“传化杯”印染创新技术交流会。

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粘/亚麻梭织物生物酶精炼工艺探讨

2021-04-19杭州美高华颐化工有限公司 何齐海 倪明新
 粘/亚麻梭织物生物酶精炼工艺探讨

杭州美高华颐化工有限公司  何齐海  倪明新

摘要:粘/亚麻混纺织物采用复合精练酶、退浆酶、 纤维素酶等多种生物酶制剂进行一浴二步法精练、氧漂处理,并对各种工艺技术参数进行了系统地摸索和探讨,使织物强力、克重、品质大幅度提高,缩短了工艺流程,具有显著的节能减排效果和经济效益。

关键词:粘胶  亚麻  生物酶  精练

0前言

亚麻纤维具有强力高、透气性好、吸湿散湿快、 抗菌抑茵性强、抗紫外线、抗静电性等独特性能,享有纤维皇后的美誉。粘胶纤维具有优良的吸湿透湿性、透气性、染色性、手感柔软、悬垂感、服用舒适性等优良性能,粘胶纤维与亚麻纤维混纺、交织织物兼有两种纤维的优良性能和独特风格,由其制成的服装具有清凉、舒适、自然、纯净、时尚、绿色环保特性,近年来,深受欧美等发达国家消费者青睐。

亚麻纤维和粘胶纤维虽然同为纤维素纤维,但两种纤维的物理、化学性能存在明显的差异,亚麻纤维结晶度高、取向度高,纤维强度大,纤维间的抱合力差,纤维粗硬,纤维素含量低,非纤维素含量高,果胶、蜡质含量高,麻皮多,给染整加工带来很多困难。亚麻纤维织物传统精练工艺,一般采用强碱高温条件下煮练,再采用氯漂、氧漂或者双氧漂工艺漂白。此工艺存在对麻纤维尤其是对粘胶纤维损伤大, 工艺繁杂,污染大、工矿环境差等问题,已不能适应绿色环保的时代要求。生物酶精练是一种绿色环保、 节能降耗、环境友好型新型染整清洁生产工艺,近年来受到国内外的普遍关注。为此,我们对粘/亚麻织物进行了绿色环保的生物酶精练工艺技术探讨。

1 实验

1.1 实验材料和仪器

织物:亚麻/粘胶55/4519.4tex×19.4tex268/10cm×268/10cm160cm

药品与助剂:30%NaOH、纯碱、精练酶M-125(美高化工)、醋酸钠、硅酸钠、27.5%H2O2、高效精练M-191A(美高化工)、精练酶M-127(美高化工)、抛光酶M-600(美高化工)、复合精练酶M- 608(美高化工)、双氧水稳定剂M-1021L(美高化工)、元明粉、棉用匀染剂M-230K(美高化工)、 高效皂洗剂M-267(美高化工)、染色浴中控制剂M-288(美高化工)。

染料:B型活性染料(上海万得)。

设备与仪器:SandoLab全能试色机、WSD-3C白度仪、电子天平、Rapid R-3烘干定型机、SW-12A洗色牢度试验机、Color-Eye 7000A测色仪、YB-571B型耐摩擦色牢度仪、织物强力测试仪YG026H-250、蒸锅、玻璃器皿等。

1.2 测试方法

(1) 色深度( K/S)K/S值表示染色织物的表观深度,K/S值越大表示颜色越深,反之则颜色越浅。可表示染料在织物上的得色率;

(2) 白度:参照GB/T8424.2-2001《纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法》

(3) 毛效:参照标准GB/T8878-2002,测定织物浸30min时的毛效高度(cm)

(4) 耐洗色牢度:根据GB/T3921-2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》测定,用评定沾色用灰色样卡评级。

(5) 摩擦牢度:按照GB/T3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试;

(6) 断裂强力:按GB/T3923.2-2009《纺织品织物拉伸性能第一部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》,YG026H-250电子织物强力机测定。

2 实验与讨论

亚麻纤维含有较多的木质素、蜡质、果胶、色素、麻皮等纤维素共生物,其亚麻纤维的组成如下:

名 称

纤 维 素

半 纤维 素

木质素

果胶物质

含氮物质

脂肪物质

灰分

组成%

7080

1215

 2.55.0

1.05.7

 0.30.6

 11.8

0.81.3

2.1碱剂的选择(碱氢一浴练漂工艺)

1不同碱剂对精练效果的影响

编 号

用 料 名 称

1 #

2 #

3 #

4 #

空白

30% NaOH

   5

-

-

-

-

精练酶

  -

  3

-

-

-

纯碱

-

-

3

-

-

硅酸钠

-

-

-

5

-

   精练剂M-191A

1

1

1

1

-

27.5%H2O2

8

8

8

8

-

    稳定剂M-1021L

1

1

1

1

-

 

精练效果测试

重量损失率%

12.62

11.88

10.23

9.37

5.49

白度/Wr

81.08

81.68

80.37

81.45

64.4

毛效cm/30min

10.0

9.8

9.6

9.0

6.3

经向断裂强力/N

306.0

336.3

368.

9

382.5

405. 9

断裂伸长%

19.2

21.1

21.3

22.0

25.4

布面效果

布面干净

布面干净

轻微麻皮

轻微麻皮

大量麻皮

备注:烧毛后织物,工艺条件:100×50min

从表1可知,在碱氧同浴精练漂白时,采用氢氧化钠、精练酶具有较好的精练效果,毛效、白度、除杂效果较好,但纤维损伤大,织物失重大,强力大幅度下降。试验表明,碱性越强纤维断裂强力下降越严重。织物强力损伤、织物重量损失的大小依次为NaOH>精练酶>纯碱>硅酸钠;精练效果: (1)毛效相对比较接近,都能达到9.0cm/30min以上,(2)白度以硅酸钠最好,精练酶次之。硅酸钠既是碱剂,又是很好的双氧水稳定剂,并且对麻皮去除具有一定的协同功效,但织物的毛效较差,布面残留较多麻皮。

2.2 生物酶精练氧漂工艺试验

生物酶作为天然蛋白质产品,不会污染环境和纺织品,随着生物酶技术的发展,利用生物酶的专一 性、高效性、可生物降解性,进行天然纤维素纤维织物的精练已成为一种趋势。为此,我们采用多种生物酶制剂,进行了粘/亚麻织物的精练、氧漂工艺探索。

2.2.1复合精练酶用量对精练效果的影响

             2 不同复合精练酶用量对精练效果的影响

                                  

  料名

1#

2#

3#

4#

中性退浆酶M-127

2

2

2

2

复合精练酶M-608

2

3

4

5

抛光酶M-600

1

1

1

1

精练剂M-191A

1

1

1

1

 

       精练效果

重量损失率(%)

6.35

67.8

6.85

7.02

退浆效果(级)

67

67

67

67

毛效cm/30min

8.0

8.6

8.8

8.8

经向断裂强力N

402.8

393.5

388.7

383.4

备注:用醋酸钠调节pH值:77.5,温度:55 ℃,浴比:1:10,时间:60min60℃水洗两次(2min/次),120℃烘干。

从表2得知,随着复合精练酶用量的增加,织物的毛效,织物的重量(克重)损失率随之上升,织物强力变化较小,复合精练酶用量在3g/L以上时,织物重量损失趋于平缓,说明织物上的果胶、蜡质基本去除干净,故其浓度以控制在2 3g/L为宜。

2.2.2 pH值对精练效果的影响

            3 不同pH值对精练效果的影响

编号

用料名称

1   #

2 #

3 #

4 #

5 #

pH

5

6

7

8

9

中性退浆酶M-127

2

2

2

2

2

复合精练酶M-608

3

3

3

3

3

抛光酶M-600

2

2

2

2

2

精练剂M-191A

1

1

1

1

1

 

重量损失率%

6.37

6.74

7.12

7.04

7.0

经向断裂强力/N

336.4

366.0

387.1

391.8

393.7

经向断裂伸长/%

19.6

20.3

21.1

21.1

22.8

退浆效果(级)

67

67

67

56

34

毛效cm/30min

8.5

9.1

9.1

8.6

9.0

布面光洁度(级)

4

d

3

23

23

备注:分别用醋酸、醋酸钠、纯碱调节工作液的pH值,温度:550C,时间:60min,浴比: 1:1060℃水洗两次(2min/次),120℃烘干。

从表3可以看出:溶液pH值在5时,织物断裂强力、断裂伸长率最低,布面光洁度较高,随着溶液pH值的上升,织物强力、断裂伸长率随着上升, pH值达到7时,织物强力、退浆效果、毛效较高,当pH值继续上升时,其退浆效果、织物毛效、布面光洁度呈现下降趋势。

2.2.3 纤维素酶用量对精练效果的影响                   

4 不同纤维素酶用量对精练效果的影响

编号

用料名称

    1#

   2#

    3#

   4#

中性退浆酶M-127

2

2

2

2

复合精练酶M-608

3

3

3

3

抛光酶M-600

0

1. 0

1.5

2 .0

精练剂M-191A

1

1

1

1

 

重量损失率%

5 .70

6 .73

7 .63

7.65

经向断裂强力/N

412.9

399.5

383.9

346.2

经向断裂伸长%

23.3

22.7

21.2

20 .5

布面光洁度 (级)

23

34

34

34

备注:pH值:7.0,温度:55℃,时间:60min, 浴比:1:1060℃水洗两次(2min/次),120℃烘干。

从表4得知:随着抛光酶浓度的提高,织物布面光洁度提升,但织物重量损失率、断裂强力、断裂伸长率随抛光酶浓度提高呈现下降的趋势,综合考虑用量以1.01.5g/L,布面光洁度可达到34级,此时强力损失较小(-10%以内)。为此,抛光酶用量可控制在11.5g/L左右。

2.2.4 双氧水用量对精练效果的影响

通过中性退浆酶、复合精练酶、抛光酶同浴精练后,织物上的浆料、果胶质、蜡质、杂质等已大部分去除,但织物上的色素、麻皮等部分杂质还依然存在,需进行氧漂去除。

      5 不同双氧水用量对精练效果的影响

编号

用料名称

1#

2#

3#

4#

27.5 %  H O2

4

6

8

10

白度

78.3

79.02

81.07

81.43

重量损失率%

8.97

9.03

9.28

9.40

          断裂强力/N

392.8

385.5

378.7

366.4

退浆效果

67

67

67

67

        毛效cm/30min

9.7

9. 8

10. 8

11.3

            布面效果

轻微麻皮

布面洁净

布面洁净

布面洁净

备注:酶精练后直接加入规定用量的硅酸钠: 5g/L,双氧水,以20C /min升温至1000C,保温40min,降温水洗。

从表5得知:随着双氧水用量的增加,织物的白度、毛效提高,强力呈下降趋势,综合考虑(27.5%)双氧水用量控制在68g/L为宜。

2 2 5 硅酸钠用量对精练效果的影响

              

6 不同硅酸钠用量对精练效果的影响

    编号

用料名称

1#

2#

3#

4#

5#

   硅酸钠用量(g/L)

2

4

6

8

10

白度

80.48

81.22

  81.45

81.60

  81.87

重量损失率%

  9.14

9.71

  9.54

  9.57

  9.29

断裂强力N

  388.4

390.6

  391.1

   393.1

401.2

断裂伸长

20.6

21.3

21.8

21.6

22.1

毛效cm/30min

9.8

10.6

10.8

11.0

10.9

布面效果

轻微麻皮

布面洁净

布面洁净

布面洁净

布面洁净

备注:酶精练后织物, (27.5%)双氧水8g/L,温度:1000C×40min

从表6可知,随着硅酸钠用量的提高,织物的白度、毛效、强力、麻皮去除效果都呈现上升趋势,其用量在6g/L时趋于平缓。

2.2.6 酶氧一浴二步法工艺

为了最大限度的提高生产效率、缩短工艺流程、 降低污水排放量,我们采用了酶氧一浴二步法工艺。

      7 酶氧一浴二步法工艺与碱氧一浴精练工艺效果对比

                       工艺  

                 

酶氧工艺

碱氧工艺(液 碱)

半成品毛效cm/30min

10. 8

10 .0

半成品白度

81.45

81.08

断裂强力(N)

T

391 .1

306 .0

w

296

25.32

断裂伸长(%)

T

21 .8

19. 2

w

27.2

23..6

织物重量损失率%

9 .74

12. 62

染色深度( 2%)

染料

B2BD

B3RD

藏青BGD

B2BD

B3RD

藏青BGD

K/S

28.57

22.16

33.97

28.75

21.64

33.97

棉沾色牢度(级)

4

34

45

3

34

45

摩擦牢度

干摩擦(级)

45

45

4

34

34

4

干摩擦(级)

34

34

3

3

34

3

从表7得知:经酶氧工艺精练织物的白度、毛效、强力高于原工艺,织物克重损失小,染色性基本相同,染色牢度基本接近,摩擦牢度有所提升。

3结论

(1) 粘胶/亚麻梭织物采用酶氧一浴二步法工艺,有利于提高织物的强力、降低织物重量损失率、染色深度与传统碱氧工艺接近。色牢度:摩擦牢度好于碱氧练漂工艺,多纤维沾色牢度接近。

(2) 在复合精练酶精练时,用醋酸、醋酸钠调节溶液pH7左右,精练退浆酶:2g/L,复合精练酶: 23g/L,抛光酶:11.5g/L,温度:550C,时间: 5070min,具有较好的退浆、精练、抛光效果;氧漂时硅酸钠用量46g/L,双氧水用量68g/L,温度:100℃,保温时间:3040min,具有较好的精练漂白效果。

(3) 粘/亚麻织物采用生物酶精练工艺,具有作用条件温和、纤维素损伤小、废水COD值低、排污量小等优点,是一种绿色环保、节能降耗、环境友好新型染整清洁生产工艺技术。

参考文献:

[1] 吴赞敏.纺织品染整清洁加工技术[M].北京:中国纺织出版社,2007

[2] 徐谷仓.棉织物生物酶前处理工艺,《印染》. 200212

[3] 黄霞兵,梁海波.生物抛光酶在高支高密棉织物上的应用.《染整技术》,201133

 

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