一种应用果胶酶和中性纤维素酶进行棉纱线精练的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于棉纱线染整前处理技术领域，涉及一种应用果胶酶和中性纤维素酶进 行棉纱线精练的方法。
【背景技术】
[0002] 天然棉纤维中除了含有90% - 94%的纤维素外，还含有6% - 10%的天然杂质 (也称纤维素共生物或伴生物)，它们分别是果胶物质、含氮物质、蜡状物质、灰分、色素、棉 籽壳等。棉纤维是由角皮层(极薄的最外层)、初生胞壁、次生胞壁(纤维主体部分)和中空的 胞腔组成，棉纤维中的角皮层和初生胞壁一起组成棉纤维的外膜。很多资料指出，角皮层中 主要含有果胶和蜡状物质，初生胞壁中果胶和蜡状物质的含量也很高。果胶的作用象胶水 一样，将蜡状物质粘结在纤维中。
[0003] 1.果胶物质的主要组成部分是果胶酸的衍生物，果胶酸的化学组成是a -D半聚 乳糖醛酸彼此以1，4-苷键相连的线型大分子，果胶物质中有大部分果胶酸是以甲酯或Ca 盐、Mg盐的形式存在，所以其亲水性比纤维素低。果胶中的羧基也有可能与纤维素大分子 中的羟基以酯键结合在一起，封闭了纤维素中的羟基，使棉纤维的润湿性受到影响。
[0004] 果胶酶是分解果胶的一类酶，它主要包括以下四种类型：果胶酯酶、聚半乳糖醛酸 酶、果胶裂解酶和原果胶酶。通常，使用的果胶酶是一个多组分酶体系的总称。果胶酶中的 原果胶酶能将不溶性原果胶水解为水溶性果胶（多聚半乳糖醛酸的甲酯），并切断聚甲氧 基半乳糖醛酸和阿拉伯糖之间的化学键；果胶酯酶能够分解水溶性果胶分子中的甲氧基与 半乳糖醛酸之间的酯键，形成乳糖醛酸和甲醛醇；聚半乳糖醛酶，又称果胶半乳糖醛酸酶， 俗称果胶酶，则能切断果胶酸的α -1，4糖苷键，形成游离的半乳糖醛。纤维素酶按作用 条件可分为酸性纤维素酶、中性纤维素酶和碱性纤维素酶，可在不同条件下弱化、降解纤维 素。
[0005] 棉纤维表面存在许多微孔和裂缝，酶能够通过这些微孔和裂缝渗透到角皮层和初 生胞壁中。果胶酶先与果胶形成一个复合物，然后又与这个复合物发生上述反应，使果胶 变成水溶性的产物而从纤维上溶解下来。纤维表面的果胶和蜡状物质是相互附生的，果胶 具有将蜡状物质粘附在纤维中的功能。随着果胶从纤维表面的角皮层和初生胞壁中溶解下 来，残留的蜡状物质结构发生松动，很容易与加入的表面活性剂接触而被乳化去除。中性纤 维素酶可作用于初生胞壁中纤维素，通过降解纤维素促进果胶、棉蜡等杂质的去除。
[0006] 传统的棉精练是在高温和烧碱的共同作用下，去除棉纤维上的果胶、蜡质和蛋白 质等非纤维素物质，使棉获得良好的吸水性，便于后道的漂白及印染加工。但碱精练过程中 使用了大量碱和表面活性剂，处理后又需要用大量的水清洗，因此，被处理的棉纤维失重率 大，强度损伤严重，处理废液中COD值很高，而且工艺用水量大、能耗高、耗时长，是一种非 绿色的加工工艺。而近年研究较多的生物酶精练具有多重优点： 1、全面提升棉制品的处理效果 (1)不损伤纤维，织物失重降低，可提高棉纱线品质； (2) 改善染色性能，匀染性提高、得色量上升，染色次品率大幅下降； (3) 织物手感柔软、丰满，布面亮泽、纹理清晰； (4) 对特殊敏感型纤维的精练更具安全性和可靠性，如天然彩棉，棉/毛、棉/丝、棉/ 麻等。
[0007] 2、对环境、操作人员及设备无害（1)低能耗、低水耗，降低废水中TDS、C0D、B0D指 数，减少环境污染； (2) 作业环境安全； (3) 减低对设备损伤。
[0008] 3、缩短加工时间，降低综合成本 (1) 合并酶退浆工序，可缩短工艺时间，提高生产效率； (2) 上染率提高，节省染料； (3) 减轻污水处理压力，降低污水治理费用。
【发明内容】
[0009] 本发明旨在研究一种应用果胶酶和中性纤维素酶进行棉纱线精练的方法。使用本 发明可以替代传统的化学精练处理，减少对棉纱线和环境的负面影响，改善了棉纱线的各 项性能指标，尤其是润湿性、退浆效果及白度等指标可与传统的碱退煮-氧漂工艺相当。 [0010] 本发明是一种应用果胶酶和中性纤维素酶进行棉纱线精练的方法，果胶酶通过棉 纤维表面的微孔和裂缝渗透到角皮层和初生胞壁中，与果胶形成复合物，然后又与复合物 发生反应，使果胶变成水溶性产物而从纤维上溶解下来；随着果胶的溶解，与果胶相互附生 的蜡状物质结构发生松动，很容易与加入的表面活性剂接触而被乳化去除。中性纤维素酶 作用于初生胞壁中纤维素组分，通过降解纤维素促进果胶、棉蜡等杂质的去除。
[0011] 本发明的主要内容为： 采用果胶酶和中性纤维素酶进行棉纱线精练，具体精练工艺为：果胶酶用量 0. 1-0. 4g/l，中性纤维素酶用量 0. 05-0. 2g/l，温度 50-65°C，PH7-8,处理时间 40-55min。
[0012] 所述方法精练后的棉纱线的毛效和白度与碱精练后棉纱线的毛效和白度相近；同 时，由于酶精练作用条件比较温和，酶精练后棉纱线强力损失率较碱精练后棉纱线强力损 失率低，有利于保护纤维。
[0013] 所述的棉纱线为筒子纱、绞纱。
[0014] 有益效果： (1) 本发明精练后的棉纱线用活性染料染色，得色深度大于20,色差Λ E小于1，皂洗沾 色牢度3-4级，与传统碱精练效果接近； (2) 本发明的方法安全环保，操作简单，可控性强，相比常规的碱处理反应条件温和，对 环境友好，具有良好的应用前景。
[0015]
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 纯棉筒子纱精练工艺条件如表1所示，精练效果见表2。
[0017] 表1筒子纱精练工艺条件
【主权项】
1. 一种应用果胶酶和中性纤维素酶进行棉纱线精练的方法，其特征是果胶酶通过棉纤 维表面的微孔和裂缝渗透到角皮层和初生胞壁中，与果胶形成复合物，然后又与复合物发 生反应，使果胶变成水溶性产物而从纤维上溶解下来；随着果胶的溶解，与果胶相互附生的 蜡状物质结构发生松动，很容易与加入的表面活性剂接触而被乳化去除。
2. 中性纤维素酶可作用于初生胞壁中纤维素，通过降解纤维素促进果胶、棉蜡等杂质 的去除。
3. 根据权利要求1所述的一种应用果胶酶和中性纤维素酶进行棉纱线精练的方法，其 特征是用果胶酶和中性纤维素酶处理后的棉纱线的毛效和白度与碱精练、后棉纱线的毛效 和白度相近，酶精练后棉纱线强力损失率较碱精练后棉纱线强力损失率低，有利于保护纤 维。
4. 根据权利要求1所述的一种应用果胶酶和中性纤维素酶进行棉纱线精练的方法，其 特征是精练工艺为：温度50-65°C，果胶酶用量0. 1-0. 4g/l，中性纤维素酶用量0. 05-0. 2g/ 1，pH7-8,时间 40-55min。
5. 根据权利要求1所述的一种应用果胶酶和中性纤维素酶进行棉纱线精练的方法，其 特征是所述的棉纱线为筒子纱、绞纱、经轴纱和球纱。
6. 根据权利要求1所述的一种应用果胶酶和中性纤维素酶进行棉纱线精练的方法，其 特征是酶精练后的棉纱线用活性染料染色，得色深度大于20,色差A E小于1，皂洗沾色牢 度3-4级，与传统碱精练效果接近。
【专利摘要】一种应用果胶酶和中性纤维素酶进行棉纱线精练的方法，属于棉纱线染整前处理技术领域。果胶酶通过棉纤维表面的微孔和裂缝渗透到角皮层和初生胞壁中，与果胶形成复合物，然后又与复合物发生反应，使果胶变成水溶性产物而从纤维上溶解下来；随着果胶的溶解，与果胶相互附生的蜡状物质结构发生松动，很容易与加入的表面活性剂接触而被乳化去除；中性纤维素酶可作用于初生胞壁中纤维素，通过降解纤维素促进果胶、棉蜡等杂质的去除。由于酶作用条件温和、专一性较强，杂质去除率较低，并且具有选择性，对于一些对前处理要求较低的棉纱线，可以用酶精练代替传统精练。
【IPC分类】D06M101-06, D06M16-00
【公开号】CN104746348
【申请号】CN201310737259
【发明人】张忠, 陈万明, 徐华君, 范雪荣, 王强, 章金芳, 鲁金波, 谢海燕
【申请人】新天龙集团有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月30日