生物酶和物理加工染整技术研究

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摘要：首先分析了生物酶的特点及其在加工染整中的应用，其次概述了原液染色技术、电晕放电等物理技术在织物加工染整中的应用原理与方法流程，旨在为相关工作的开展提供理论参考。

关键词：生物酶；物理加工染整；技术研究

1生物酶加工染整技术

1.1生物酶的特征特点

无毒、专一、高效、作用条件温和是生物酶最显著的优点。生物酶的无毒特性使其使用起来相对安全，不会对人体以及生态环境造成过大影响与危害。生物酶的专一性使其只作用于特定的基质，不会对纤维产生过大影响，温和性表明生物酶对加工设备材料的要求低，有利于节约能源与材料；经过较长时间的发展与完善后，生物酶染整技术已经相对成熟，并且在纺织印染工业中得到了广泛应用。当前在纺织领域常见的生物酶加工制造技术方法有：淀粉酶退浆、纤维素纤维织物的纤维素酶生物抛光、牛仔服的纤维素酶生物酶洗、真丝的蛋白酶脱胶等。其中，生物酶在纺织染整加工中应用得最为广泛，其在该领域的特点与在其他使用领域的特点有所不同。将生物酶应用于纺织染整时，不仅需要考虑效率问题，还需要尽可能降低生物酶对纺织物纤维的损害。在纺织染整工业中，常应用的有液体制剂以及颗粒状两大类型的生物酶，粉状的酶制剂由于易形成粉尘危害，有损操作人员的身体健康，因而在染整工业中使用较少[1]。

1.2生物酶在纺织染整中的具体应用

在染整过程中，生物酶用于织物前期加工处理和织物后期加工处理。在丝、棉等天然纤维的制作中，应用生物酶能去除纤维上的杂质，为后期制作奠定基础。在后期加工处理中，生物酶能减少织物表面的细小绒毛与纤维含量，让织物更加舒适、顺滑、美观、整洁。

1.2.1生物酶退浆在织物制造中，浆洗是一道基本工序，只有经过浆洗，织物才符合继续加工制造的要求。但是在印染过程中，浆料会阻碍织物的上色，因此为了保证织物能良好地上色，需要在浆洗后对织物进行退浆处理。在传统技术体系下，一般是先碱后酸。这一退浆方法虽有一定的科学性、可行性，但会对织物造成损伤。为尽可能地避免织物受损，选择应用生物酶退浆法，用生物催化水解的方式去除以淀粉为主要原料的浆料，达到退浆目的。相较于传统的技术方法，酶具有很强的专一性，因而不会对织物造成很大损害[2]。

1.2.2生物酶精练在织物染整过程中，精练也是一道必不可少的工序。在开始印染织物前，首先要采用一定的技术方法去除织物中残存的浆料、污物以及杂质，提升织物的加工性能，以便织物能更好地上色与加工制作。以往，烧碱精练是最常用的技术方法。这一方法虽能取得相对理想的加工效果，但环保性差，在精练加工中会产生大量污水，增加了环境负担，且容易损伤织物。因此，近年来生物酶精练方法逐步取代了烧碱精练法，应用酶对织物进行精练处理不仅更加绿色环保，而且安全性强，不会对织物造成过大损伤[3]。

1.2.3生物酶退浆、精练、漂白同浴加工近年来，随着科学技术的日益成熟，织物退浆、精练、漂白同浴加工模式开始实施起来，这一加工模式与加工技术的应用有利于提高加工效率与质量，减少能耗与污染，让织物加工生产过程更加清洁环保。在织物退浆、精练以及漂白同浴加工过程中，生物酶发挥着重要作用。H2O2漂白需要在高温下进行，酶精练需要在低温下进行，温度要求的不同导致一浴一步的加工很难进行。在经过多次的实验探索后，提出同时使用果胶本科以及淀粉葡萄糖甘本科同浴对织物进行退浆与精练处理，并在处理过程中加入适量的葡萄糖氧化酶，将葡萄糖转化为H2O2，用于后续的织物漂白[4]。

1.2.4生物酶洗整在完成织物的染色处理后，需要做进一步的加工处理，在这一加工阶段也常应用生物酶。由于在染色过程中织物表面容易受到染料的刻蚀，织物的安全性、舒适度不高，需要使用纤维素酶对织物进行处理。处理时借助水洗机等设施发挥生物酶的作用，让织物上的绒毛以及染料浮色脱落，让织物更加顺滑、服帖，色彩清晰明亮，更加美观耐看。

1.3纤维素酶用于牛仔布洗旧整理

纤维素酶被广泛应用于牛仔服酶洗。传统的浮石被纤维素酶代替，利用纤维素酶剥蚀经过靛蓝染色的牛仔服表面的纤维，达到剥离染料与做旧的效果。生物酶除了在这一领域实现了十分成熟的应用外，还被用于织物清洗、织物返沾污处理等方面。在对靛蓝沾污进行酶洗时，织物的表面经常会出现沾色现象。对这一现象进行深入研究后发现，返沾污问题产生的主要原因是靛蓝染料与纤维素酶蛋白之间有较强的亲和性。在加工过程中，纤维素酶会在织物表面发生吸附催化水解反应，在反应过程中，靛蓝染料跟着吸附，最终出现返沾污问题。因此，需要运用纤维素酶、纯碱以及酸性蛋白酶等物质共同处理。将织物先经过纤维素酶处理，然后在30~60℃、pH=8~10的条件下使用0.01%~0.10%的纯碱与酸性蛋白酶结合物对织物进行处理，可有效改善织物色光对比度，获得较好的处理效果[5]。

2物理加工染整技术

2.1原液染色技术

在传统技术方法下，织物染色工艺一般是将织物制成后，再使用印染的方法对织物进行染色处理。原液染色技术与传统技术不同，是在织物聚合加工过程中加入适量着色剂来完成染色，最后直接得到有色纤维。经过长时间实践与完善，这一技术方法已相对成熟并且被广泛应用于合成纤维加工制作。当前在纺织领域常见的原液染色纤维有聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酯等。相较于传统的染色方法，原液染色技术效率更高、更便于操作与管控，染色效果更为理想且更加节能环保，十分适用于按标准色号进行大规模生产的织物。下面主要以原液染色技术处理军用色织涤棉为例进行简要的分析论述。87式衬衣虽然比较普遍，但其具有易洗性差、抗皱性差、穿着闷热等缺点，因此结合实际的穿着需求、军服特点以及流行趋势、审美要求等对军服面料进行改进优化，发明了新型色织军港绸面料。在新型色织军港绸面料的生产制作过程中应用原液染色技术代替了常规的染纱工艺，大大简化了生产过程，提高了生产制作效率以及织物的质量。在生产制作过程中，采用具有多异特性、多重复合变形加工的涤纶复合纱以及原液染色多异多重复合纱交叉排列作为经纱，将涤棉短纤与异型涤纶长丝交叉缠复合加工形成纬纱，再使用特殊的纺织工艺设计方法与加工染整技术制得色织军港绸面料。相较于传统的面料，新型色织军港绸面料的收缩率小、纤度细、手感更舒适柔顺，具有良好的皮肤触感和较好的抗皱性。在使用原液染色技术后，织物的耐摩擦性、耐洗牢度等都有了显著提升，织物整体质量大大提高，并且在生产过程中也很好地达到了环保要求。按照国家规定，污水一级排放标准色度是80，在应用这一物理技术进行加工制造后，由于不需要染色，废水的色度较低，达到国家污水一级排放标准。

2.2电晕放电技术

电晕放电是一项比较先进、新型的染整加工技术，该技术的优点是加工效率高、产品质量好、节能环保并且有较高的处理均匀度，应用这一技术进行织物加工处理不会对自然环境产生过大影响。就产品质量来说，应用电晕放电技术生产出来的织物不仅具有较高的内在品质，还具有良好的表面性能。如对羊毛织物使用电晕放电技术后，其更易上色，上色速度更快、均匀度更高、上色效果更理想。研究与实践表明，经过电晕处理后织物更易上色、色调均匀度更高的主要原因是：电晕处理能够引起纤维表面物理化学变化，创造了比较良好的上色条件，因而在一定程度上提高了染料吸进率，加快了上染速度。经过电晕处理后，纤维表面氧含量提高，其他相关元素也发生明显变化，使得羊毛对酸性染料的吸附性增强，色量得以提高。且经过电晕处理后，纤维表面部分二硫键发生断裂氧化反应，使得羊毛鳞片与胱氨酸二硫键的密度大大降低，纤维表面上阻碍染料渗透的元素减少，染料得以快速扩散，上染速率得以提高。除在羊毛织物的加工处理中有重要作用外，电晕放电技术在织物加工制造领域还有更广泛、更重要的应用。但无论是哪种用途，科学、合理地使用电晕放电技术都有利于提高织物染色效率与质量，在保证得色量的同时降低染色温度，减少对织物的损害。同时应用这一技术也有利于降低对自然环境的污染与影响，实现对生态环境的有效保护。

3结语

生物酶与物理加工染整技术具有高效、节能、环保等优点，是适用于现代纺织工业的重要技术。在当前背景下，应进一步加强对生物酶与物理加工染整技术的研究优化与推广应用，不断提高纺织品加工制造质量，推动我国纺织业朝着绿色环保的方向发展。

[参考文献]

[1]赵梦醒，王燕燕，王昊，等.生物酶预处理对烟梗浆料纤维特性的影响[J].中国造纸，2020，39（7）：51-56.

[2]张娟，郑环达，乔燕，等.亚麻粗纱的超临界CO2煮漂工艺[J].纺织学报，2020，41（7）：93-100.

[3]刘伟，林伟国，曾建立，等.单针藻细胞超微结构及生物酶油脂萃取研究[J].石油炼制与化工，2020，51（7）：55-60.

[4]张旭桃，马乐凡，周鲲鹏，等.生物酶改善溶解浆性能的研究进展[J].生物工程学报，2020，36（11）：1-17.

[5]董杰，吴明华，夏建明.牛奶蛋白纤维织物的染整加工[J].浙江纺织服装职业技术学院学报，2010，9（3）：6-10.

作者：王丹 赵茂祥 姜琳琳 单位：吉林师范大学