1前言人类生存环境已愈来愈受到全球的关注。生物技术的发展使印染工业减少和取消有害化学品从而有可能降低或消除污染。同时纤维的生物处理改善了织物的性能为产品开发提供了又一条途径。生物酶是一种专一的、强力的催化剂。生物酶的催化作用速度很快并使化学反应的活化自由能明显降低。

2生物酶在印染工业中的应用生物酶在印染工业中应用较早较成熟的是淀粉退浆酶分别有低温酶(适用于卷染机)、中温酶(适用于卷染机、J-BOX及轧蒸退浆)、高温酶(适用于J-BOX和轧蒸退浆)和真丝脱胶的蛋白酶90年代以来纤维素酶用于牛仔布水洗也日益广泛(有酸性、弱碱性和中性酶分别用于产生不同的处理效果)。近几年来纤维素酶用于抛光整理或光洁整理最近又将纤维素酶用于Tencel纤维以消除Tencel原纤化后所带来的表面茸毛。上述这些生物酶在印染工业中的应用已十分普遍其技术已被广泛掌握而生物酶技术及应用的最新进展将对印染产品的开发和清洁工艺的采用带来深远的影响本文着重对若干新品种进行介绍。

2.1 H2O2分解酶这是一种稳定的过氧化氢分解酶能将过氧化氢分解成水和氧气而对纤维和染料没有影响因而漂白后染色前通过H2O2分解酶去除漂白织物上和染缸中残留的过氧化氢以避免纤维的进一步氧化和染色时染料的氧化。同时能缩短加工时间减少水洗用水降低废水量。尤其对纱线、筒子纱和针织物更为适用。同样过氧化氢分解酶随pH值和温度的改变其活力随之变化在pH7左右和30～40℃活性最大。过氧化氢浓度增大会加快分解反应速度但必须注意当浓度大于一定量时酶的作用将减弱这样过多的残留H2O2对纤维和染料是不利的。所以不能因为有了H2O2分解酶就能任意地加大H2O2的用量。使用时通常要注意H2O2分解酶对常用表面活性剂和H2O2稳定剂的相容性实际生产应用pH为6～8温度20～55℃酶用量5～10KCLU/升时间10～20min。此技术已慢慢地被国内所认识和接受它对提高活性染料色泽鲜艳度很有利。要说明的是用酶可促进漂白的进行羊毛在含有蛋白酶Bactosol ST的过氧化氢漂液中漂白可显著提高羊毛的白度和亲水性。这是由于酶促进羊毛纤维初始受到快速的浸蚀致使羊毛漂白较易进行。从此原理出发将蛋白酶对羊毛先预处理使纤维表面裸露再进行漂白显然效果更好且纤维损伤也易控制。

2.2靛蓝漂白酶Denilite

这是一种作用于靛蓝染料发色体系分解靛蓝染料破坏其发色的生物酶用于靛蓝染色织物能去除靛蓝色泽。它不同于纤维素酶牛仔布的水洗泛旧及传统的牛仔布石磨其主要特点是不损伤纤维保持织物良好的强力并能较好地控制靛蓝染料的分解从而控制靛蓝漂白程度使靛蓝织物漂白更容易赋予服装独特的整理效果。同时也减少了处理残液的色度降低废水量。靛蓝漂白酶在不同温度和pH值下活性不同以55～65℃和pH5.5～6.5为最大在以上范围之外活性明显下降。其生产中应用的条件为:用量0.5%～2%(o.w.f)温度55～65℃pH值5.5～6.5时间15～30min。这种生物酶及应用工艺至今未引入国内在世界上有应用值得引起有关企业的重视。

2.3 Novolan碱性蛋白酶此种碱性蛋白酶不同于真丝脱胶的蛋白酶主要用于毛织物改性、改善羊毛织物质量赋予羊毛针织物柔软、滑爽的手感和良好的悬垂性降低毛织物起毛起球现象。羊毛表面被表皮细胞(外皮细胞、鳞片)覆盖这种外皮由外层薄膜、外表皮、内表皮三层组成其中内表皮是非角蛋白质易被蛋白分解酶消化、萃取但覆盖在最外层表面的外层薄膜及第二层的外表皮是角蛋白质它们都含大量胱氨酸酶难以分解。若要获得最佳的酶整理改性效果须在酶整理前对羊毛进行表面氯化处理。Novolan碱性蛋白酶活力同样受pH值和温度影响以pH8.5和55℃活性最大。而酶的反应速度较快通常在很短的时间内可得到好的处理结果。若延长反应时间将会进一步提高处理效果若提高酶的浓度也有同样的结果。需要注意的是酶处理会损伤纤维因此与纤维素酶处理一样处理结束时应终止酶的反应。若染前酶处理可由沸染时使酶变性而终止而染色织物酶处理则可将处理浴的温度升至75℃在pH4.0时处理5min即可终止酶反应。Novolan碱性蛋白酶与传统的非离子、阴离子表面活性剂及大部分普通的缓冲剂染料及染色助剂相容所以使用十分方便。羊毛酶处理后基本不影响染色性手感变得柔软并有防缩和抗起球作用。光泽也有所提高。需要说明的是酶处理时加盐会使织物柔软度降低显然这是盐对酶分解抑制所造成。羊毛的酶处理对改善毛织物性能十分有效值得我们重视。国外在羊毛织物上的应用工艺如下:

2.3.1染前抗起毛和柔软处理(氯化羊毛针织物、边浆式染色机)

a)酶处理生物酶0.5%～1.0%(o.w.f);浴比10～40∶1;温度45～55℃;非离子表面活性剂1g/1;pH值815;时间30min。

b)染色将染色助剂加到酶处理浴中再加染料按常规染色方法染色、清洗。

c)柔软处理有机硅柔软剂1%～2%(o.w.f);30℃×20min。

2.3.2染色织物抗起毛和柔软处理(氯化、染色羊毛针织物边浆式、绞盘式、喷射式设备)

a)酶处理酶处理同上处理后排液。

b)终止pH为4;75℃×20min;浴比10～40∶1;冷却冲洗。

c)柔软有机硅柔软剂1%～2%(o.w.f);pH610;30℃×20min。

2.3.3超柔软处理(织物和设备同2.3.1)

a)酶处理生物酶0.3%～01.%(o.w.f)其余同1。

b)染色(同2.3.1)

c)酶处理生物酶0.3%-0.5%(o.w.f)

其余同2。

d)终止和柔软处理同2.3.2。上述工艺也能用于纯毛纱、机织物和毛混纺产品然而处理效果则随毛含量、组织结构和处理条件而变若毛/棉及毛/粘类产品可将蛋白酶与纤维素酶结合使用也能获得极佳的效果。

2.4生物精练酶Bioprep

生物精练酶Bioprep是一只果胶酶它能促使棉纤维中果胶质反应溶解而去除然而棉纤维前处理除要去除果胶质外还必须去除脂肪蜡质。生物精练酶为果胶酶虽然对去除脂肪及蜡质无效但它可以使蜡质更易去除因而在生物精练中通过溶解果胶质并在高温和乳化剂的存在下可使脂肪蜡质充分乳化而除去这样完成整个精练过程从上述叙述中不难发现生物精练中乳化水洗显得十分重要。织物润湿性与棉纤维中果胶的去除量有关而蜡质的存在影响纤维的润湿性。虽然果胶酶对蜡质无作用但果胶的去除有利于蜡质的乳化。为更好地去除蜡质可通过优异的乳化剂在良好的乳化条件下乳化并用螯合分散剂使之稳定不再重新沾污。果胶酶在pH8.5和55℃下显示最大活性。用酶精练棉织物主要有预洗、酶处理、乳化、热水洗和冷水洗五个步骤。

2.4.1针织物酶前处理由于生物酶对色素和棉籽作用有限所以染中浅色及白织物需要增加漂白工序生物精练、漂白同浴处理还在研究之中。针织物酶前处理基本工艺:

A预洗润湿剂0.5～1g/l;浴比1∶8～30 50℃×10min。

B酶前处理酶(Bioprep3000ASPU/g)0.02%～0.7%(o.w.f)浴比1∶5～30;

乳化剂1g/l pH值为8.0～9.5;

缓冲剂2mM 50～65℃×5～30min;

螯合剂0～0.5%(o.w.f)

酶在溶液达处理温度时加入。

C乳化乳化剂110g/l;螯合剂0.05～1g/l;80℃以上×5～10min。

D热水洗60～75℃×50～30min;

E冷水洗室温水洗5～10min;

酶0.02%～0.07%轧余率70%～100%25℃退煮一步(淀粉浆)另可加淀粉酶。缓冲剂0.5～1g/l起始pH约9。非离子表面活性剂2～5g/l阴离子表面活性剂1～2g/l聚磷酸盐5g/l。轧蒸工艺过程与轧卷相同只是将卷堆改成汽蒸汽蒸条件为55～95℃×5～6min。