基于精練酶印染前處理對棉織物性能影響的研究

程浩南

(1.江西服裝學院 ，江西 南昌 330201；2.江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心，江西 南昌 330201)

基于精練酶印染前處理對棉織物性能影響的研究

程浩南1,2

(1.江西服裝學院 ，江西 南昌 330201；2.江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心，江西 南昌 330201)

以棉織物為實驗材料，分別采用堿氧退煮漂一浴一步法和DM-8654精練酶退煮漂一浴兩步法兩種工藝對其進行印染前處理，通過測試相關(guān)指標，分析比較印染前處理的效果，然后利用四種活性染料進行上染，結(jié)合上染百分率和勻染性等染色指標，探討DM-8654精練酶前處理過程對棉織物染色性能的影響。實驗結(jié)果顯示：棉織物經(jīng)M-8654精練酶前處理后其退漿率、白度和毛效略低于堿氧前處理，但強力保持率和手感要明顯優(yōu)于后者。精練酶前處理后的棉織物上染率不及傳統(tǒng)堿氧工藝，但染色的均勻性好于常規(guī)堿氧前處理。

棉織物；精練酶；印染前處理；上染率

織物的染色性能主要取決于纖維本身的性質(zhì)，但前處理效果對織物的染色性能也有很大的影響。目前，生物酶因具有高度的專一性、高效性和溫和性等特點[1-4]，在織物印染前處理的過程中不斷得到應(yīng)用。與此同時，在印染前處理過程中所選用的生物酶也由單一酶精練逐漸向具有協(xié)同作用的復配酶方向發(fā)展。

DM-8654精練酶作為一種復配酶，以果膠酶為主，含有少量其它酶制劑和精練助劑，逐漸被應(yīng)用于棉織物的印染前處理過程當中[5-6]。

本文在奉先波等[7]對棉織物生物酶前處理工藝進行研究的基礎(chǔ)上，采用DM-8654精練酶前處理和常規(guī)的堿氧處理分別對純棉織物進行處理，然后對其前處理效果進行對比分析，并結(jié)合上染百分率和勻染性等染色指標，探討DM-8654精練酶前處理過程對棉織物染色性能的影響，為棉織物利用生物酶進行染色前處理的研究提供一些理論參考。

1 實驗

1.1 實驗原料與儀器

織物：市場上銷售的淀粉上漿棉坯布。

主要化學試劑：蘇宏牌高濃退漿酶(諾維信生物技術(shù)有限公司)；DM-8654生物精練酶(廣東德美精細化工股份有限公司)?；钚匀玖?上?？迫A染料工業(yè)有限公司)；滲透劑JFC(江蘇省海安石油化工廠)。

主要儀器：SDM2-12-140染樣機(立信染整機械(上海)有限公司)；722型可見分光光度儀(上海精密科學儀器有限公司)；X-Rite color i7型愛色麗測色儀(上海嘉恩科技有限公司)；DSBD-1數(shù)字白度儀(南通三思機電科技有限公司)；YG(B)026H型電子織物強力機(溫州市大榮紡織儀器有限公司)；電子天平和pH計。

1.2 實驗工藝流程

堿氧退煮漂一浴一步法：氫氧化鈉10g/L；30%雙氧水10g/L；DM-1404氧漂穩(wěn)定劑3g/L；高效精煉劑3g/L；浴比30∶1。工藝按上述處方配制工作液，將坯布浸濕擠干投入工作液中，加熱至85℃，保持85℃處理60min后取出織物，用90℃熱水洗兩次，再用50℃～60℃水洗滌，最后冷水充分洗。

DM-8654精練酶退煮漂一浴兩步法：精練酶濃度為2.5g/L，醋酸1g/L；碳酸鈉10g/L，pH值為7.5，處理溫度為60℃，浴比50∶1。在此工藝條件下與5g/L的氯化鎂、2g/L的滲透劑JFC進行復合使用，能夠達到更為良好的前處理效果。按上述處方配制好酶精練工作液，并用醋酸和碳酸鈉調(diào)節(jié)至規(guī)定pH值。將高濃退漿酶退漿過的棉織物浸濕擠干投入工作液中，加熱至規(guī)定溫度60℃，保持在此溫度條件下處理55min后取出織物，用90℃熱水洗兩次，再用50℃～60℃水洗滌，最后冷水充分洗。

活性染料染色工藝：活性染料2%(owf)；氯化鈉40g/L；純堿10g/L；浴比50∶1。將棉織物放入染液當中，并加熱到一定溫度后，保持15min進行入染，然后加入食鹽，使染液中食鹽的濃度達到40g/L，同時不斷加熱，并加入少量純堿，達到固色溫度后保持30min進行活性染料的固色。然后降溫水洗，接著再進行皂洗，最后水洗烘干。其中活性紅M-8B、活性黃M-3RE采用40℃入染，80℃固色；活性橙K-GN、活性深藍K-R采用60℃入染，90℃固色。

1.3 測試方法

1.3.1 退漿率測試

退漿率按式(1)進行計算：

1.3.2 強力測試

織物斷裂強力的測定按國際標準GB/T 3923—1997《紡織品織物拉伸性能第1部分：斷裂強力和斷裂伸長的測定條樣法》進行。

1.3.3 白度測試

白度測試按照DSBD-1數(shù)字白度儀操作規(guī)程進行測試，每個試樣在不同位置測3次，取其平均值。白度值越大，表明試樣白度越好。

1.3.4 毛效的測定

參照FZ/T 01071—1999《紡織品毛細效應(yīng)試驗方法》測試，將尺寸為25cm×3cm(經(jīng)×緯)的待測試樣按操作規(guī)程置于毛效測試儀上進行測試，以5g/L的重鉻酸鉀溶液作為測試液，20℃恒溫條件下觀察測量，記錄30min后液體沿織物上升的高度。若液體上升高度參差不齊，應(yīng)取最低點的值。高度越高，表明試樣潤濕性能越好。

1.4.4 織物染色性能的測定

(1)染色K/S值和勻染性的測定用愛色麗測色配色儀X-Rite color i7測試染色樣本K/S值，選取10個樣點。平均K/S值按公式2計算，值越大表示顏色越深，反之越淺。變異系數(shù)S(λ)按公式3計算，值越小說明織物勻染性越好。

(2)

(3)

(2)上染百分率的測定采用染色殘液法，按公式4計算上染百分率：

(4)

式中：E為上染百分率；A0為標準染液稀釋n0倍后在最大吸收波長處測得的吸光度；A1為染色殘液稀釋n1倍后在最大吸收波長處測得的吸光度。用分光光度計測活性紅M-8B、活性黃M-3RE、活性橙K-GN、活性深藍K-R的最大吸收波長分別為524、420、474、570nm。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 前處理效果與分析

將酶前處理效果與堿氧退煮漂前處理效果進行對比，其前處理效果如見表1所示。其中坯布試樣原來的白度為52.6%，斷裂強力為334.5N。

表1 M-8654精練酶與堿氧前處理效果的對比

由表1可以看出：棉織物經(jīng)M-8654精練酶前處理后的退漿率、白度和毛效測試數(shù)據(jù)都略低于常規(guī)的堿氧前處理。其主要原因是棉織物在織造過程中經(jīng)紗所上的淀粉漿料，在堿氧前處理工藝的堿溶液中受熱發(fā)生溶脹，呈現(xiàn)溶膠狀態(tài)，淀粉漿料與棉纖維之間的黏附作用減弱，在洗滌過程中更容易脫離織物；棉纖維上的果膠、灰分、蠟狀物質(zhì)和棉籽殼等共生物也都能與熱堿發(fā)生不同程度的化學反應(yīng)，在助劑和后續(xù)洗滌的過程中可以比較徹底的得到清除。M-8654精練酶是一種復配酶，其各個成分的專一性會導致整個復配酶應(yīng)用的局限性，同時，各個成分的不同使用條件以及相互間的影響也會使M-8654精練酶使用的條件比較苛刻，最終導致其不能充分發(fā)揮各個成分的作用，這些都會影響生物酶前處理的效果。然而，應(yīng)用M-8654精練酶對棉織物進行前處理也有相對的優(yōu)勢，經(jīng)過處理后的棉織物，其白度和潤濕性能等可以滿足后續(xù)染整加工要求，且強力保留率高達94.2%，明顯高于堿氧處理后強力保留率75.0%，這說明利用M-8654精練酶對棉織物進行前處理對織物損傷程度較小。棉織物經(jīng)M-8654精練酶前處理后，手感蓬松柔軟，明顯好于堿氧處理后棉織物的手感效果，可以有效減少棉織物在進行柔軟整理時化學試劑的使用，同時，在整個前處理過程中除漂白過程以外，其它工序不使用燒堿，既減少環(huán)境污染又節(jié)約成本。

2.2 染色性能測試結(jié)果與分析

采用傳統(tǒng)的堿氧退煮漂和DM-8654精練酶退煮漂兩種前處理工藝對棉織物進行處理后，分別以四種活性染料對其進行上染，主要測試上染率、勻染性和顏色飽和度等染色指標，具體的測試結(jié)果如表2所示。

表2 M-8654精練酶與堿氧前處理對織物染色性能的影響

織物經(jīng)M-8654精練酶前處理后用四支活性染料染色，染色后的L*值都略低于傳統(tǒng)堿氧工藝，這是因為染色前M-8654精練酶處理的織物的白度不及堿氧處理的織物的白度，使得染色后亮度降低。

酶處理后織物的上染率不及傳統(tǒng)堿氧工藝，染色K/S值卻高于后者。這是因為酶的分子量大，體積大，聚集程度高，酶向纖維內(nèi)部滲透的空間阻力大，與纖維間的作用主要發(fā)生在纖維和紗線的表層，造成了“假毛效”，染色時染料大多聚集在纖維表面；氫氧化鈉分子小，更容易滲透進入纖維內(nèi)部，從而與纖維發(fā)生作用的可及區(qū)域更大；與酶處理相比較，堿處理后的織物能夠吸附更多的染料，而且也能染得更透，因此表現(xiàn)為更高的上染率和較低的染色K/S值。由于酶前處理后染色時染料大多聚集在紗線和纖維的表面，織物并沒有染透，織物內(nèi)層纖維對可見光的吸收強度較小，反射出的白光成分比例較大，導致經(jīng)酶處理過的棉織物染色后顏色的飽和度C*不及常規(guī)堿氧前處理。紡織品顏色的均勻性在一定條件下是衡量生產(chǎn)質(zhì)量的重要標志，因此，提高產(chǎn)品的勻染效果一直以來是研究熱點。影響產(chǎn)品勻染效果的因素很多，如染料的勻染性、纖維的染色性能、織物結(jié)構(gòu)、染色前加工的均勻性、染色工藝的合理性等。

織物經(jīng)過兩種不同前處理工藝，再分別用四種活性染料染色，從染色測試結(jié)果可以看出：酶前處理工藝后織物的勻染性均好于常規(guī)堿氧前處理。原因是棉織物中的纖維素纖維在紡紗、織布、前處理等過程中會受到摩擦、拉伸等機械外力作用，會使織物受損，受損區(qū)域和程度都表現(xiàn)出不均勻性，并體現(xiàn)在纖維上；酶的粒徑遠比燒堿分子粒徑大，當酶向纖維表面吸附時，其基本是均勻吸附在纖維表面的，不會因為纖維表面細小的溝壑、裂痕等受損處優(yōu)先大量吸附在這些地方，引起處理不均勻；燒堿分子則會由于本身直徑極小而順利地大量吸附在結(jié)構(gòu)蓬松的裂痕溝壑處，并與纖維分子發(fā)生作用，在外力的作用下甚至改變纖維的結(jié)晶度和晶區(qū)大小，若長時間處于有空氣的環(huán)境中還會加重受損程度，降低纖維素的聚合度，這些因素都會造成前處理的不均勻，在后續(xù)染色中，影響勻染性。

3 結(jié)論

(1)棉織物經(jīng)M-8654精練酶前處理后的退漿率、白度和毛效測試數(shù)據(jù)都略低于常規(guī)的堿氧前處理，但織物強力保持率和手感要明顯優(yōu)于后者。

(2)結(jié)合上染率、染色K/S值和顏色飽和度的分析，精練酶前處理后的棉織物上染率不及傳統(tǒng)堿氧工藝，但染色的均勻性好于常規(guī)堿氧前處理。

(3)酶前處理過的織物不易染透，其表現(xiàn)出來的較好的勻染效果主要是指纖維環(huán)染和纖維束環(huán)染的均勻效果好，并不是染料在織物中每根纖維里外都分布均勻。

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[4] 任花,劉建勇.生物酶在棉織物前處理中的應(yīng)用研究[J].天津科技,2016,43(1)：17-20.

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2016-05-04)