CN102899880A - 一种利用多酶耦合作用提高棉及混纺织物漂白效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多酶耦合体系对棉及其混纺织物的生物酶漂白方法，利用棉及其混纺织物的退浆残液，以不同质量分数和不同活力的糖化酶来辅助淀粉酶进行退浆，采用浸渍或者浸轧堆置(汽蒸)的方法退浆，并极大程度地催化残液，提高残液中的葡萄糖质量浓度。采用不同质量分数和不同活力的葡萄糖氧化酶，利用其可催化葡萄糖生成过氧化氢的作用，对棉及其混纺织物进行漂白。经此方法整理后织物的失重率可达8％～9％，白度可达80，并且这种整理技术对织物的物理机械性能影响很小，整理过程中未使用任何过氧化氢稳定剂等化学试剂，污染小，成本低。

Description

一种利用多酶耦合作用提高棉及混纺织物漂白效果的方法

技术领域

本发明涉及一种棉及其混纺织物的生物漂白方法，具体地说涉及一种不使用任何含氯漂白剂和过氧化氢稳定剂等化学试剂，而是利用多酶耦合作用增加退浆残液中的葡萄糖生成量来提高生物酶漂白效果的方法。

背景技术

棉及其混纺织物的漂白加工主要采用过氧化氢漂白、次氯酸钠漂白和亚氯酸钠漂白。次氯酸钠漂白的工艺和设备比较简便，漂白成本低，但漂白废水中含有有效氯，会对环境造成污染，使其应用受到限制。亚氯酸钠漂白白度极佳，在适当的条件下对纤维素几乎无损伤，但在漂白中释放出的二氧化氯腐蚀性强，毒性大，环境污染严重，未来的发展趋势将禁止使用含氯漂白剂。过氧化氢是应用最广泛的漂白剂，其漂白产品的白度和白度稳定性好，不仅适用于各种纤维的漂白，而且能采用多种加工工艺，如浸漂、淋漂、轧卷漂和轧蒸漂等进行。但在漂白过程中，重金属离子能迅速将过氧化氢分解产生O₂，不仅使过氧化氢失去漂白作用，而且如果O₂渗透到织物内部，在高温强碱条件下，纤维素纤维将受到严重损伤，因此，在过氧化氢漂液中要加入一定量的稳定剂。硅酸钠是过氧化氢漂白中广泛使用的稳定剂，但硅酸盐会部分沉积在纤维和设备上，导致织物手感发硬，造成染色和印花疵病等。使用非硅稳定剂可避免硅酸钠引起的硅垢问题，主要有无机磷酸盐、有机多元膦酸盐和有机稳定剂三类，这些非硅稳定剂一般生物降解性差，有毒，会造成水体富营养化，污染环境。

目前，生物酶前处理技术在纺织品的染整加工领域具有重要的应用前景和推广价值。多年来，采用淀粉酶和果胶酶，结合过氧化氢以冷轧堆、先退浆后煮练、先氧化漂白后退浆煮练等工艺均有广泛的研究报道，其中淀粉酶在实际生产中的应用已较为成熟，其退浆率高，处理条件温和，耗能低，不损伤纤维。但是利用生物酶进行漂白的过程研究并不多，尽管美国Auburn大学G.Buschle-Diller的课题组及国内一些相关工作人员均有提出利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖生成过氧化氢，然后对织物进行漂白，但是，由于葡萄糖原料的成本高或者退煮残液的产物以糊精和麦芽糖为主，都限制了这种生物酶漂白过程的广泛应用。

总之，目前急切需要对棉及其混纺织物的漂白过程进行改进，提出一种低成本、高效、绿色环保的生物酶漂白工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种棉及其混纺织物的生物酶漂白的改进整理方法，以解决现有技术中化学添加剂污染环境、碱处理对纤维损伤大、酶漂白效果不佳和成本高等缺陷。

本发明通过多酶耦合作用，以不同活力和质量分数的糖化酶辅助淀粉酶对织物进行退浆处理，来增加退浆残液中的葡萄糖生成量，使用葡萄糖氧化酶催化残液，利用可在较宽范围内调节过氧化氢生成量的方法，对棉及其混纺织物进行漂白。

本发明的目的在于提供了一种改进的棉及其混纺织物的生物酶漂白方法，该方法包括如下步骤：

①将织物用整理液A进行退浆处理；

②将织物用整理液B进行退浆处理，并将残液用整理液C进行催化；

③将上述织物用整理液D进行漂白处理；

其中所述的整理液A包括淀粉酶、活力为50000u/g的糖化酶、JFC和NaCl等试剂，淀粉酶质量浓度为1～6g/L，糖化酶质量浓度为1～6g/L；整理液B为淀粉酶，其质量浓度为1～6g/L，JFC和NaCl的水溶液；所述的整理液C为活力为50000u/g的糖化酶，其质量浓度为1～6g/L；所述的整理液D为由①、②分别直接所得或者经离心过滤的残液和活力为125000u/g的葡萄糖氧化酶，其质量浓度为3～10g/L。

其中具体的整理方法为：

①将织物在整理液A中进行浸渍或者浸轧处理。时间为1～3h，温度为60～70℃，pH值为5～6，轧余率为110～130％，堆置时间为2～4h，堆置温度为40-50℃，或者汽蒸时间为3～5min，汽蒸温度为100～102℃。

②将织物在整理液B中进行浸渍或者浸轧处理。时间为1～3h，温度为60～70℃，pH值为5～6，轧余率为110～130％，堆置处理(时间为2～4h，堆置温度为40～50℃)，或者汽蒸处理(时间为3-5min，汽蒸温度为100～102℃)。然后用整理液C对残液进行催化。催化时间为1～3h，催化温度为60～70℃。

③将上述织物在整理液D中进行浸渍或浸轧处理。调节残液pH值为8～10，漂白温度为80～95℃，漂白时间为1～2h。

④将漂白后的织物在60～80℃烘干。

本发明所适用的织物为棉及其混纺织物；所适用的浆料为淀粉浆料或者含淀粉的混合浆料。

具体的几种方式为：

1.将织物在浴比为1∶50的整理液A中于60～70℃浸渍处理1h，取出，热水洗和冷水洗，然后在60～80℃鼓风烘箱中烘干；将葡萄糖氧化酶滴加到酶退浆处理后的残液中，处理1～2h，并调节残液pH值为10，形成整理液D；将前述退浆处理后的织物放置在浴比为1∶50的整理液D中漂白1～2h，漂白温度为80～90℃。取出水洗，将整理的织物在60℃鼓风烘箱中烘干。

2.将织物在整理液A中于55～60℃二浸二轧，轧余率为110～130％，取出，于40～50℃堆置2～4h，热水洗和冷水洗，在60～80℃鼓风烘箱中烘干；将葡萄糖氧化酶滴加到酶退浆处理后的残液中，处理1～2h，并调节残液pH值为10，形成整理液D；将前述退浆处理后的织物放置在浴比为1∶50的整理液D中漂白1～2h，漂白温度为80～90℃。取出水洗，将整理的织物在60℃鼓风烘箱中烘干。

3.将织物在浴比为1∶50的整理液B中于60～70℃浸渍处理1h，取出，热水洗和冷水洗，然后在60～80℃鼓风烘箱中烘干；用整理液C于60～70℃催化残液处理1h；将葡萄糖氧化酶滴加到经整理液C处理后的残液中，处理1～2h，并调节残液pH值为10，形成整理液D；将前述退浆处理后的织物放置在浴比为1∶50的整理液D中漂白1～2h，漂白温度为80～90℃。取出水洗，将整理的织物在60℃鼓风烘箱中烘干。

4.将织物在整理液B中于55～60℃二浸二轧，轧余率为110-130％，取出，于40～50℃堆置2～4h，热水洗和冷水洗，在60～80℃鼓风烘箱中烘干；用整理液C于60～70℃催化残液处理1h；将葡萄糖氧化酶滴加到酶退浆处理后的残液中，处理1～2h，并调节残液pH值为10，形成整理液D；将前述退浆处理后的织物放置在浴比为1∶50的整理液D中漂白1～2h，漂白温度为80～90℃。取出水洗，将整理的织物在60℃鼓风烘箱中烘干。

基于酶退浆的产物中含有一定量的水解产物葡萄糖，而葡萄糖氧化酶可催化葡萄糖生成过氧化氢，本发明利用酶退浆残液中的葡萄糖与葡萄糖氧化酶作用，使生成的过氧化氢可以对棉纤维进行漂白。首先采用浸渍或浸轧的方法，在传统的淀粉酶对棉及其混纺织物退浆的基础上引入糖化酶，使水解淀粉的产物中以葡萄糖的累积量居多；然后，使用葡萄糖氧化酶催化退浆残液，通过前述的方法使生成的过氧化氢量可调范围变得宽泛，有利于高效地调节棉及其混纺织物的白度。

本发明的生物酶漂白整理方法与现有的过氧化氢碱性漂白整理方法不同，在漂白过程中不使用任何稳定剂，可利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖过程中生成的葡萄糖酸内酯进一步水解生成葡萄糖酸，螯合水中具有催化过氧化氢分解作用的金属离子，发挥稳定剂的作用。同时，本发明的生物酶漂白整理方法优于已有报道的葡萄糖氧化酶漂白方法，一方面漂白所需的底物葡萄糖无需购买，降低了成本；另一方面，在退浆过程中或者退浆结束后加入糖化酶，将占退浆液中主体地位的大分子物如糊精和麦芽糖等进一步水解成葡萄糖，为催化生成过氧化氢提供广泛的可调空间，有利于提高织物的漂白处理效果。

总体来讲，针对传统棉及其混纺织物漂白的缺点，本发明具有以下优点：

第一、利用糖化酶可从淀粉链的非还原性未端切开α-1，4-苷键，也能缓慢切开支链淀粉的α-1，6-苷键，使水解淀粉的产物中以葡萄糖的累积量居多。

第二、漂白整理过程中不使用任何含氯漂白剂或者过氧化氢稳定剂，对环境无污染，对织物的物理力学性能无破坏。

第三、退浆和漂白效果优异：退浆处理后织物失重率可达8％～9％；经漂白后，白度可达80，满足前处理质量要求。

第四、主要原料均为生物酶，可安全使用；其它原料均匀普通的国产化工原料，成本较低。

第五、不需要任何特殊的设备，使用常规的工艺就可以进行生产。

具体实施方式

通过实施例可以进一步理解本发明，但实施例不能限制本发明内容，实施例中所述的制备步骤和织物性能测试如下：

实施例1：

将棉平纹坯布(线密度为24.3tex×24.3tex，织物密度为252根/10cm×231根/10cm)首先在80～95℃的水浴中预水洗20～30min，保证织物的充分润湿；然后，将预水洗后的织物放在淀粉酶和糖化酶的处理液中进行浸渍退浆处理。处理液中淀粉酶质量浓度1g/L，糖化酶质量浓度1g/L，浴比1∶50，浸渍温度60～70℃，浸渍时间1h。处理结束后，取出，热水洗，冷水洗，在60℃鼓风烘箱中烘干；最后，用9g/L的葡萄糖氧化酶催化退浆残液，并调节残液pH值为10，将织物放置在浴比为1∶50的处理残液中进行漂白，漂白温度为90℃，漂白1h。取出水洗，将整理的织物在60℃鼓风烘箱中烘干。

实施例2：

将棉平纹坯布(线密度为24.3tex×24.3tex，织物密度为252根/10cm×231根/10cm)首先在80～95℃的水浴中预水洗20～30min，保证织物的充分润湿；然后，将预水洗后的织物放在淀粉酶处理液中进行浸渍退浆处理。处理液中淀粉酶质量浓度1g/L，浴比1∶50，浸渍温度60～70℃，浸渍时间1h。处理结束后，取出织物，经热水洗，冷水洗，在60℃鼓风烘箱中烘干；接下来，将1g/L的糖化酶滴加到退浆后的残液中，于60～70℃处理1h；最后，用9g/L的葡萄糖氧化酶催化经糖化酶处理后的退浆残液，并调节残液pH值为10，将织物放置在浴比为1∶50的处理残液中进行漂白，漂白温度为90℃，漂白1h。取出水洗，将整理的织物在60℃鼓风烘箱中烘干。

对整理织物进行各项指标测试，具体如下：

■失重率测试退浆前后织物质量的变化率来表示。

■葡萄糖测试采用SBA生物分析仪器直接得到结果，单位为g/L。

■白度参照GB/T 8425-1987测试，使用国产GDB型白度仪荧光白度计进行测试，结果以亨特白度来表示。

■撕裂强力测试参照GB/T 3917.1-1997《纺织品织物撕破性能第1部分：撕破强力的测定冲击摆锤法》测定。使用YG033A型织物撕裂仪测定。

■手感测试参照ZB W 04003-87织物硬挺度试验方法测试，在YG022D型全自动织物硬挺度仪上测定。

测试结果：

表1酶处理前后织物的失重率

表2使用糖化酶后残液中的葡萄糖变化

表3漂白整理前后织物的白度变化

表4显示，酶退浆和漂白整理对织物经向和纬向撕裂强力没有显著影响。

表4退浆和漂白整理前后织物的撕裂强力

表5表明退浆和漂白整理过的织物手感变柔软。

表5退浆和漂白整理前后织物的抗弯长度

Claims (6)

1.一种棉及其混纺织物的生物酶漂白方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

①将织物用整理液A进行退浆处理；

②将织物用整理液B进行退浆处理，并将残液用整理液C进行催化；

③将上述织物用整理液D进行漂白处理；

其中所述的整理液A包括淀粉酶、活力为50000u/g的糖化酶、JFC和NaCl等试剂，淀粉酶质量浓度为1～6g/L，糖化酶质量浓度为1～6g/L；整理液B为淀粉酶，其质量浓度为1～6g/L，JFC和NaCl的水溶液；所述的整理液C为活力为50000u/g的糖化酶，其质量浓度为1～6g/L；所述的整理液D为由①、②分别直接所得或者经离心过滤的残液和活力为125000u/g的葡萄糖氧化酶，其质量浓度为3～10g/L。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所用的织物为棉及其混纺织物；所用的浆料为淀粉浆料或者含淀粉浆料的混合浆料。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在①或②的退浆工序中都增加了糖化酶的处理工艺。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：利用糖化酶辅助淀粉酶浸渍退浆的时间为1～3h，温度为60～70℃，pH值为5～6；浸轧退浆的温度为60～70℃，pH值为5～6，轧余率为110～130％，堆置或者汽蒸处理，其中堆置时间为2～4h，堆置温度为40-50℃；汽蒸时间为3～5min，汽蒸温度为100～102℃。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：利用糖化酶直接催化淀粉酶处理后织物的残液，催化处理时间为1～3h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：利用葡萄糖氧化酶催化退浆残液对棉及其混纺织物进行生物漂白时，调节残液pH值为8～10，漂白温度为80～95℃，漂白时间为1～2h。