全棉机织物淀粉酶、果胶酶、蛋白酶连续浸轧—汽蒸法前处理工艺 【技术领域】
本发明涉及一种全棉机织物淀粉酶、果胶酶、蛋白酶连续浸轧—汽蒸法前处理工艺，属于印染行业的全棉机织物前处理工艺技术领域。
背景技术
为满足正常的织造工艺要求，全棉经纱一般都需上浆过程，且在棉纤维上含有0.4-1.2％的果胶质、0.4-1.2％的蜡质、1.0-1.9％的蛋白质、0.7-1.6％的灰分等天然杂质或称伴生物，这些杂质主要存在于棉纤维的角质层和初生胞壁中。浆料和杂质的存在严重影响了棉织物的润湿性能，使棉织物具有疏水性，并影响到棉织物的染色、后整理等性能。所以棉纺织产品染整加工的第一步是进行前处理，把外加的浆料和棉纤维上的天然杂质去除，以提高棉织物的润湿、渗透性能，为后续的染色、后整理创造良好的条件。
全棉机织物的前处理目前主要采用烧碱和表面活性剂进行退浆煮练(一步法或二步法)、再漂白的方式，利用淀粉、PVA等浆料在热烧碱液中膨胀，与棉纤维粘着变松，通过有效水洗而去除，且烧碱对果胶质、蛋白质的分解及对蜡质中脂肪酸酯类物质的皂化和表面活性剂对蜡质中高级脂肪醇、高级脂肪酸和碳氢化合物地乳化、分散等作用，从而去除棉纤维上的疏水性物质等杂质，提高棉织物的润湿性能。这种工艺具有比较好的前处理效果，但同时也存在许多问题。这种处理方式棉蜡去除率较高，达70％以上，影响了棉机织物的手感；另外，由于在高温强碱条件下处理，棉纤维的损伤也比较大；更为严重的是，强碱煮练的废水色度高，碱性强，pH值达12以上，COD值高达10000ppm以上，严重污染了生态环境。
虽然目前印染行业对全棉机织布也在逐渐采用碱氧煮漂一浴法，但由于用碱量较高，且前处理效果不佳(退浆不尽或润湿性不佳)，上述问题依然存在。
另外，目前棉机织物的前处理仍有采用冷轧堆间歇法前处理工艺，这种方法存在处理时间长，生产效率低，劳动强度大，耗水量、耗汽量大等问题。
生物酶对棉织物的前处理由于利用了生物酶高度的专一性、高效性和处 理条件的温和性，基本上在近中性条件下处理，所以对棉纤维的损伤小，处理废水的色度低，pH值近中性，而且COD值显著降低，仅有原来的1/2-1/3，显著减轻了对环境的污染，具有重大的社会、经济价值。
尽管棉织物的生物酶前处理已进行了多年的研究，但由于局限于几种生物酶的选择，在各种生物酶制剂间的相互协同或抑制作用，未作进一步的探讨，因此目前采用的酶退浆、酶煮练，再漂白的工艺路线，处理效果不佳，疏水性物质无法根本去除，润湿性仍达不到后续生产的要求。
【发明内容】
本发明的目的在于寻求一种全棉机织物淀粉酶、果胶酶、蛋白酶连续浸轧—汽蒸法前处理工艺，以优化处理效果不佳的技术问题，达到优化处理效果的目的，从而代替机织物前处理工艺所沿用的传统烧碱煮练，再氧化漂白的工艺。
一种全棉机织物生物酶连续浸轧—汽蒸法前处理工艺，其工艺流程为：全棉机织物先浸冷水后经热水预处理，浸轧退浆酶液、汽蒸后水洗，再浸轧生物酶精练液、汽蒸、水洗后，再浸轧双氧水漂白液、汽蒸后水洗，而完成机织物的前处理生产工序。
本发明的特征是：
a、预处理：全棉机织物先浸冷水后经80-100℃的热水预处理1-2分钟；
b、退浆酶处理，包括浸轧退浆酶液与汽蒸；
c、水洗：经退浆酶处理后必须经过充分水洗，水洗时，先80-100℃热水洗，渐次至20-40℃冷水洗，以去除棉织物表面的浆料；
d、生物酶精练处理，包括浸轧生物酶精练液、汽蒸，酶精练液的组成为：果胶酶0.5-5.5克/升，蛋白酶0-5.0克/升，非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂润湿、渗透剂0-20克/升，pH6.0-9.0，带液率50％-120％；汽蒸温度为30-70℃，汽蒸时间20-120分钟；
e、水洗：酶精练后要充分进行水洗，水洗时，先90-100℃高温热水洗，渐次至20-40℃冷水洗。
适用于处理的全棉机织物为平布或精梳府绸或半精梳府绸或普梳府绸或纱卡。
酶处理液中选用的酶为碱性果胶酶或酸性果胶酶或中性蛋白酶或碱性蛋白酶或复合蛋白酶，或它们的组合。
在退浆酶处理液与生物酶精练处理液中，可以加入聚氧乙烯型非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂作润湿、渗透剂。
退浆酶液的组成为：α-淀粉酶1-2克/升，pH6-7，带液率50％-120％，非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂润湿、渗透剂0-10克/升；汽蒸条件为：温度50-100℃，时间20-120分钟。
在水洗后，进行f、氧漂处理，包括浸轧双氧水漂白液、汽蒸，双氧水漂白液的组成为：30％的双氧水10-50克/升，硅酸钠10-30克/升，pH9-11，带液率50％-120％，非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂润湿、渗透剂1-15克/升；汽蒸温度50-120℃，汽蒸时间20-120分钟。
在氧漂处理后，再进行g、水洗：氧漂处理后水洗温度一定要高，应在90-100℃，水洗一定要充分，必须经2-3道热水洗，1-2道冷水洗。
下面叙述各工序的作用，
①全棉机织坯布：本工艺适用于全棉机织坯布，如平布、精梳府绸、半精梳府绸、普梳府绸、纱卡等。
②水洗预处理：采用先浸渍冷水，后浸渍热水的方式，使得棉织物略有膨胀，可去除少量浆料和部分杂质，改善生物酶对棉织物的可及性，提高生物酶的作用效果。
在水洗预处理中，可以加入聚氧乙烯型非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂作润湿、渗透剂，也可以不加入任何润湿、渗透剂。
③退浆酶处理，包括浸轧退浆酶液、汽蒸。本工序对保证生物酶精练的效果具有重要作用。不经过退浆或退浆不彻底都会影响生物酶精练的处理效果。
汽蒸：汽蒸是达到退浆酶处理效果的重要手段，汽蒸条件过轻会影响退浆效果。一般来说，在退浆酶活性范围内，汽蒸温度高，则时间短些，汽蒸温度低，时间长些。本发明采用的汽蒸条件为：汽蒸温度50-100℃，汽蒸时间20-120分钟。
④水洗：由于α-淀粉酶仅能水解淀粉浆，使淀粉分子链断裂，粘度降低再转化为糊精，而对PVA等化学浆料不起作用，因此，必须经过充分水洗(先经80-100℃热水洗，渐次至20-40℃冷水洗，)以去除棉织物表面的浆料。
⑤生物酶精练处理，包括浸轧生物酶精练液、汽蒸，此工序是保证前处理效果的关键，需要仔细选择生物酶制剂的种类和处理条件。本发明选择的酶为酸性果胶酶、碱性果胶酶或中性蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶与果胶酶的组合。
汽蒸：汽蒸是影响酶精练效果的重要因素，汽蒸温度过高，虽然酶处理速度较快，但会影响酶的活力，汽蒸温度过低，虽酶的活力损失较少，但精练反应的速度降低，也会影响处理效果。本发明采用的汽蒸温度为30-70℃，汽蒸时间20-120分钟。
⑥水洗：酶精练后要充分进行水洗(先经90-100℃高温热水洗，渐次至20-40℃冷水洗)。
⑦氧漂处理，包括浸轧双氧水漂白液、汽蒸，双氧水漂白处理是达到所需白度和润湿性的必要工序。
汽蒸：汽蒸是达到双氧水漂白和除杂处理效果的重要手段，汽蒸条件过轻会影响处理效果。总的来说，汽蒸温度高，时间可短些，汽蒸温度低，时间应长些。本发明采用的汽蒸条件为，汽蒸温度50-120℃，汽蒸时间20-120分钟。
⑧水洗：氧漂处理后水洗温度一定要高，水洗一定要充分。
在退浆酶处理、生物酶精练处理液中，可以加入聚氧乙烯型非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂作润湿、渗透剂，也可以不加入任何润湿、渗透剂。
本发明采用棉机织物先浸轧退浆酶液、汽蒸后水洗，再浸轧生物酶精练液、汽蒸、水洗，最后浸轧双氧水漂白液、汽蒸后水洗三步法的前处理生产工序。所采用的生物酶精练处理液中采用了果胶酶或果胶酶与蛋白酶两者的组合。采用本发明的棉机织物生物酶前处理工艺具有前处理效果好的特点。在酶退浆、酶精练液中不加任何表面活性剂的情况下，经105℃烘干后的毛细管效应在6.2厘米/30分钟以上。另外本发明的工艺对纤维损伤小，处理织物的品质高，手感柔软，特别是本发明的工艺处理废水的色度、pH值、COD值远低于传统工艺，非常有利于生态环境的保护，也大大减轻了污水处理的负担。而且本发明由于采用了浸轧—汽蒸的连续处理工艺，具有生产效率高、劳动强度低，节能、节水等特点。
【具体实施方式】
全棉机织物生物酶连续浸轧—汽蒸法前处理工艺举例：
实施例1：全棉机织精梳府绸(烧毛后)规格：133×72 40×40
预处理：全棉机织物先浸冷水后经90℃的热水预处理2分钟；
退浆酶处理液的组成为：α-淀粉酶2克/升，pH6-7，带液率50％，90℃汽蒸60分钟。退浆处理后充分热水洗。
酶精练液的组成为：果胶酶2克/升，蛋白酶0克/升，pH6-7，带液率50％，汽蒸温度55℃，汽蒸时间60分钟。处理后经高于85℃热水充分水洗。
双氧水漂白液的组成为：30％的双氧水24克/升，硅酸钠17克/升，非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂润湿、渗透剂10克/升，pH10-11，带液率50％，在98℃下汽蒸60分钟。氧化漂白后充分水洗，室温晾干或烘干。
经上述处理后的机织物，室温晾干后的毛细管效应达到10.1厘米/30分钟，105℃烘干后的毛细管效应达到6.2厘米/30分钟，白度80以上。
实施例2：全棉机织普梳府绸(烧毛后)规格：133×72 40×40
预处理：全棉机织物先浸冷水后经100℃的热水预处理1分钟；
退浆酶处理液的组成为：α-淀粉酶2克/升，pH6-7，带液率50％，在90℃下汽蒸60分钟。退浆处理后充分水洗。
酶精练液的组成为：果胶酶2克/升，蛋白酶2克/升，pH6-7，带液率50％，汽蒸温度55℃，汽蒸时间60分钟。处理后经高于85℃热水充分水洗。
双氧水漂白液的组成为：30％的双氧水24克/升，硅酸钠17克/升，非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂润湿、渗透剂10克/升，pH10-11，带液率50％。在98℃下汽蒸60分钟。氧化漂白后充分水洗，室温晾干或烘干。
经上述处理后的机织物，室温晾干后的毛细管效应达到11.7厘米/30分钟，105℃烘干后的毛细管效应达到6.9厘米/30分钟，白度80以上。
实施例3：全棉机织精梳府绸(烧毛后)规格：133×72 40×40
预处理：全棉机织物先浸冷水后经80℃的热水预处理2分钟；
退浆酶处理液的组成为：α-淀粉酶2克/升，pH6-7，带液率50％，在90℃下汽蒸60分钟。退浆处理后充分水洗。
酶精练液的组成为：果胶酶2克/升，蛋白酶2克/升，非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂润湿、渗透剂1克/升，pH6-7，带液率50％，汽蒸温度45℃，汽蒸时间45分钟。处理后经高于85℃热水充分水洗。
双氧水漂白液的组成为：30％的双氧水24克/升，硅酸钠17克/升，非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂润湿、渗透剂4克/升，pH10-11，带液率50％，在98℃下汽蒸60分钟。氧化漂白后充分水洗，室温晾干或烘干。
经上述处理后的机织物，室温晾干后的毛细管效应达到11.2厘米/30分钟，105℃烘干后的毛细管效应达到10.2厘米/30分钟，白度80以上。