[发明专利]一种葡萄糖淀粉酶、葡萄糖氧化酶、果胶酶和CBD-木素过氧化物酶棉织物前处理方法

说明书

技术领域

一种应用葡萄糖淀粉酶/葡萄糖氧化酶、碱性果胶酶和CBD-木素过氧化物酶三步法进行棉织物前处理的方法，属于棉织物染整加工前处理技术领域。

背景技术

棉织物具有优良的服用性能，是一类重要的纺织品。但在棉纤维的生长过程中，有一定量的起保护性作用的物质，以及生物代谢过程中生成的物质与纤维素共生共长，这些纤维素共生物主要有果胶物质、含氮物质、蜡状物质、天然色素等，还有在剥取棉纤维时夹带的棉籽壳。这些杂质称为棉织物上的天然杂质。另外，棉纤维在纺成纱线织造成织物之前，需要在经纱上上一层以淀粉为主、重量占纱线重量6％-18％左右的浆料，以提高经纱的强力、耐磨性能，保证有高的织造效率和优良的织物品质。但棉纤维上的共生物和棉织物经纱上所上的浆料会影响棉织物的手感、外观、白度等服用性能和吸水、染色等染整加工性能，因此，在染整加工的前处理中需要去除，以满足染整加工与服用的需要。这一过程称为棉织物的前处理。

棉织物的传统前处理方法是，采用碱对淀粉类浆料的溶胀、溶解作用或淀粉酶对淀粉浆料的分解作用去除织物上的浆料(退浆)，利用碱对果胶、棉蜡中脂肪酸酯类物质、含氮物质(主要为蛋白质类物质)的水解作用和表面活性剂的乳化、分散作用去除棉纤维上除天然色素和棉籽壳外的所有天然杂质，提高棉织物的吸水性能，这一步骤称为精练。利用精练过程中碱对棉籽壳的溶胀和棉籽壳中木质素大分子的降解作用以及双氧水或次氯酸钠对天然色素和已溶胀的棉籽壳的脱色作用去除天然色素和使棉籽壳表面脱色，达到提高织物白度的目的，这一过程称为漂白。

因此，棉织物传统的前处理过程一般分为碱或酶退浆、碱精练和漂白三步，其典型的工艺流程为：碱或酶退浆→碱精练→水洗→漂白。

棉织物传统的前处理方法工艺成熟，处理效果好。但也存在着对纤维(织物)损伤大，处理废水色度深、pH值高，COD值大(一般达到数千至一万mg/L)、洗涤用水量大等问题，严重影响了棉织物的品质，同时排放的废水也严重污染了环境。

针对棉织物传统前处理方法所存在的问题，自20世纪90年代以来，国内外通过对棉织物的生物酶精练所进行的大量研究，提出了棉织物的生物酶前处理 方法，即利用淀粉酶对淀粉浆料的分解作用和碱性果胶酶对果胶的分解作用的淀粉酶/碱性果胶酶退浆精练一步法，再利用双氧水对棉织物进行漂白的酶退浆精练和双氧水漂白二步法，或者利用淀粉酶对淀粉浆料的分解作用的酶退浆和碱性果胶酶对果胶分解作用及纤维素酶对棉籽壳碎片与棉织物连结的微小纤维茸毛进行水解，减弱棉籽壳碎片与棉织物结合力的碱性果胶酶/纤维素酶精练和双氧水对棉纤维上天然色素的脱色及已与棉织物本体结合力减弱的棉籽壳碎片的破坏作用，或直接利用由淀粉酶、碱性果胶酶和纤维素酶等组成的复合酶对棉织物的退浆精练和双氧水的漂白作用达到前处理的目的。其典型的工艺流程为：淀粉酶/碱性果胶酶退浆精练→双氧水漂白，或淀粉酶退浆→碱性果胶酶/纤维素酶精练→双氧水漂白，或淀粉酶/碱性果胶酶/纤维素酶复合酶退浆精练→双氧水漂白。

上述生物酶前处理的方法虽然对淀粉类浆料、棉纤维上的果胶质等杂质有很好的去除作用，而且具有对棉纤维的损伤小、织物的失重率低(仅为2％左右，传统的碱前处理达到8％-10％左右)、排放废水的COD值仅为传统碱前处理的10％-30％左右等优点。但大量的研究表明，这种前处理方法所处理的棉织物存在两大问题，一是织物的润湿性差，毛细管效应低。用这种方法处理的织物经100-105℃烘干后，基本上不能被水润湿，毛细管效应为0。另一个问题是棉籽壳碎片的去除效果差，织物经漂白后，织物表面还残留有较多的棉籽壳碎片，严重影响织物的外观和染色的均匀性。造成这一现状的原因是，棉纤维在生长过程中，会在纤维表面形成一层主要由高碳数(如C₁₆、C₁₈)碳氢化合物组成的表皮层。该表皮层能耐光照，抗雨水侵蚀，从而起到保护纤维本身作用。这一表皮层是疏水性的，不能被常见的淀粉酶、果胶酶、纤维素酶等各种酶所分解。同时，由于这一表皮层的存在，也会影响到前处理的各类酶对棉纤维中各种杂质的可及度和去除效果。所以，棉织物经各种酶前处理后，一方面润湿性差，毛细管效应低，另一方面果胶的去除率也只有70％-80％，严重影响了其前处理效果。而棉织物中的棉籽壳碎片主要由木质素、纤维素、半纤维素和单宁等组成，结构复杂，质地坚硬。由于在上述的生物酶前处理中，缺少了在烧碱、高温长时间的作用，木质素难以降解，单靠后续的双氧水漂白当然就难以去净了，特别是对于棉花品质低，棉籽壳碎片较多的织物更是如此。