饰品之家讯：天然彩色棉花是利用生物基因工程技术培育出的新型高科技纺织原料，因其在棉花吐絮时便具有了天然色泽，因此服装在生产过程中不需经过染色加工，故称之为“绿色环保服装”。目前，一般白棉针织品的染色加工通常需要对坯布进行前处理，即利用强碱、强氧化剂及其它化学助剂来改善织物表面风格，去除棉结杂质，提高毛细管效应，以提高织物的上染率及吸湿性能。而天然彩棉织物因其自身特点不能用以上化学方法，只能用汽蒸或其它物理机械整理加工工艺方法来稳定其实物质量，但这些方法只能部分地改善实物质量，难以完全达到目的。特别是彩棉织物不用传统白棉的煮练和漂白工艺处理，织物纤维中的果胶质、脂腊质等非纤维素成份不能有效去除，会严重影响织物的毛细效应，从而影响织物的吸湿性能。在外在质量上，如棉结杂质、毛羽仍处于织物的表面，手感较硬、布面粗造、纹路不清，从而影响了天然彩色棉最终产品的外观风格，降低了产品档次。为使天然彩色棉织品既保持“绿色环保服装”之美誉，又不失为细致高雅之品，新疆纺织科学技术研究院就天然彩色棉织物生物后整理加工工艺对产品质量的影响进行了较为深入的试验研究和理论分析。通过试验研究，成功地将环保型生物整理加工工艺技术应用到彩棉针织物后整理加工上，不仅全面改善和提高了最终产品的内在质量和外观效果，提高了产品的质量档次和附加价值，也为生产企业创造了巨大的经济效益。1.试验原理纺织物的生物整理技术是将生物酶应用于纺织的高新纺织整理工艺。长期以来，纤维素酶的应用相对成熟，主要用于传统白棉织物的光洁整理或用于麻类织物的后整理以消除因麻纤维的刚性对人体所产生的刺痒感。其原理是借助于具有生物活性的纤维素酶的生物降解作用，使纤维素分子的β-1,4葡萄糖甙键在短时间内水解成可溶性的低聚短链寡糖和葡萄糖。由于生物酶分子体积较大，不易渗透到纤维内部，所以水解反应只会限制在纤维表面进行。正是纤维素酶的这一特殊作用削弱了纤维表面的小茸毛与主体纤维之间的结合力，再经过处理过程中的机械磨擦作用，这些小茸毛便从纤维表面脱落下来，从而使织物表面结构更加清晰，手感更加柔软，服用性能明显改善，且在使用过程中不会起毛起球，由于这种生物整理是对纤维进行的表面改性，织物性能的改善将是永久性的。同样，纤维素酶用于天然彩色棉织物的后整理也会获得类似的处理效果。但是，白棉织物的纤维素酶光洁整理工艺中要辅以煮练和漂白工艺，用以去除织物纤维中的非纤维成份和表面的棉结等机械性杂质，为下步纤维素酶整理提供充分有利的环境条件。对于天然彩色棉织物而言，因其自身具有天然色泽，在后整理工艺中不需要染色，也不能煮漂，为确保天然彩棉织物在后加工过程中的“零污染”性，更不能像传统白棉织物那样可进行其它化学加工整理。虽然用纤维素酶整理能很好去除织物表面的毛羽及棉结杂质，但由于酶的专一性，仅用纤维酶处理尚不能有效地去除棉纤维表面的其它杂质，如果胶质等，从而影响织物的毛细效应，最终影响织物的服用性能。科研人员根据果胶酶能有效分解织物纤维中的果胶分子的原理，将果胶酶整理技术用于纤维素酶光洁整理的前处理工序，试验获得了预期效果。2.实验材料2.1试验原材料试样：B2540棕色天然棉针织坯布和G2540绿色天然棉针织坯布，均由新疆蝶王针织有限公司提供。生物酶：果胶酶、纤维素酶。2.2主要试验设备检测设备：白度仪、顶破强力机、抗起毛起球仪、毛效测试仪、耐水洗色牢度机、染色摩擦牢度仪、耐汗渍牢度仪和日晒牢度仪等。生产设备：Q113型绳状染色机3.工艺路线及主要工艺参数3.1工艺路线彩棉针织坯布→预处理→煮练（果胶酶等）→净洗→光洁整理（纤维素酶）→失活→净洗→脱水→烘干→轧光定型→缝制→成品3.2主要工艺参数3.2.1煮练果胶酶适量渗透剂3g/L~5g/LpH8~9温度50℃~60℃时间60mim~90mim3.2.2光洁整理纤维素酶适量pH8~9温度50℃~55℃时间60mim~90mim4.实验结果与讨论4.1实验室小样试验4.1.1果胶酶对天然彩棉织物色泽和毛效的影响表1果胶酶对天然彩棉织物色泽和毛效的影响测试项目试验条件白度(%)三刺激值色差(△E)毛效(cm/30min)XYZ未处理坯布39.1848.6750.1042.0700水处理60℃60mim31.8538.1740.2234.208.374.5果胶酶处理60℃60mim28.4231.2132.9430.5215.099.0毛效从表1数据可看出，天然彩色棉织物经水处理后颜色发生了明显变化，毛效比坯布有所提高，如在同样条件下加入果胶酶对织物进行处理，织物的颜色会进一步变化，反映在外观上，织物的颜色加深了。另外，果胶酶加入后，织物的毛效提高明显。4.1.2酶处理工艺对彩色棉织物的影响果胶酶和纤维素酶处理对彩色棉织物的影响见表2。表2酶处理工艺对彩色棉织物的影响项目白度（%）色差（△E）毛效(cm/30min)坯布39.1800果胶酶28.4215.099.0纤维素酶36.992.753.0果胶酶+纤维素酶34.997.4013.0表2的试验结果显示：①从白度和色差值看，不同的酶整理工艺对彩色棉织物颜色的影响不同，它们的影响程度是：果胶酶＞果胶酶+纤维素酶＞纤维素酶；②从毛效值看，单独使用纤维素酶处理，织物的毛细效果改善很小，如单独使用果胶酶处理，虽然织物的毛效还可以，但不能有效去除织物表面的毛羽和棉结杂质，而将纤维素酶和果胶酶结合使用，不仅对织物色泽影响小，而且能有效去除布面杂质和提高毛效。4.2车间大样试验4.2.1生物酶整理工艺对天然彩色棉织物色牢度的影响在车间大样试验中，试样为天然棕色棉针织物和天然绿色棉针织物织物。生物酶整理过程中，每一步都取样测定，以考察所设计的生物酶整理工艺对织物各项色牢度指标的影响情况。有关色牢度指标的实测值见表3。表3天然彩色棉织物的色牢度测试项目单位棕色棉针织物绿色棉针织物备注1#2#3#4#1#2#3#4#耐洗原样变化级3—43—4443#33—43—4白布沾色级4—54—54—54—54—54—54—54—5耐摩擦干摩擦级4—54—54—54—54—54—54—54—5湿摩擦级44444—54—54—54—5耐汗渍原样变化级4—54—54—54—544—54—54—5白布沾色级4—54—54—54—54—54—54—54—5耐光级＞4＞4＞4＞43333蓝标表3中1#—4#为分工艺阶段的取样编号，棕色和绿色棉织物分别用同一工艺处理。其中1#为酶整理前的预处理工艺取样，工艺条件是温度在85℃下水洗10分钟；2#为预处理工艺加果胶酶整理后的取样；3#为预处理工艺加果胶酶整理加纤维素酶整理后的取样；4#为在3#样的基础上进行了一道固色处理，目的是考察环保型固色剂对天然彩色棉织物的固色效果。表3的数据结果表明：①天然彩色棉织物经生物酶工艺整理后不影响耐摩擦、耐汗渍和耐光牢度，而耐洗牢度还有所改善，耐洗牢度值平均提高0.5—1.0级；②分段抽样的色牢度值检测结果还表明工艺过程的各工序所选用的生物酶和相关助剂对彩棉织物的色牢度均没有影响，这说明本试验所设计优选出的酶整理工艺及处方用于处理天然彩棉织物是合适的；③棕色彩棉织物经生物酶整理后的各项色牢度值均能达到4—5级，绿色彩棉织物经生物酶整理后的耐洗、耐摩擦和耐汗渍牢度可以达到棕色棉织物水平，但耐光牢度相对较差；④在试验条件下的固色整理对天然彩棉织物没有效果。4.2.2彩色棉织物酶整理后的实物质量彩色棉织物酶整理后的实物质量指标见表4。表4彩色棉织物酶整理后的实物质量测试项目单位棕色棉针织物绿色棉针织物变化量1#2#3#1#2#3#棕色棉绿色棉弹子顶破强力N483.8468.8452.5272.5262.5238.8-6%-12%棉结杂质疵点格率%5.75.44.10.910.6-28%-33%起毛起球级33—44—543—451—2级1级表4中1#—3#同表3，变化量指标是用1#和3#对比所得，反映天然彩棉织物生物酶整理前后的实物质量指标的变化情况。从表4中的检测数据结果可看出天然彩色棉织物经生物整理后物理性能指标发生明显变化，其中棕色棉织物强力下降6%，棉结杂质减少28%，抗起毛起球性能提高1—2级，绿色棉织物的强力下降12%，棉结杂质减少33%，抗起毛起球性能提高1级。在这些数据中，反映酶处理技术最关键的技术指标抗起毛起球性能5级，为国家标准的最高级别，能达到这一级别，意味着服装在服用过程中不会再起毛起球。棉结杂质去除率达到30%说明环保型的生物酶整理工艺技术用于加工天然彩棉织物是十分有效的。在本试验中棉结杂质去除率还略为偏低，但除杂率要求太高，所使用的工艺会对织物强力构成更大损失。从本试验数据结果分析，强力的下降平均尚不到10%，这表明在工艺上还有调整余
天然彩棉针织物生物酶整理工艺质量分析
天然彩色棉花是利用生物基因工程技术培育出的新型高科技纺织原料，因其在棉花吐絮时便具有了天然色泽，因此服装在生产过程中不需经过染色加工，故称之为“绿色环保服装”。目前，一般白棉针织品的染色加工通常需要对坯布进行前处理，即利用强碱、强氧化剂及其它化学助剂来改善织物表面风格，去除棉结杂质，提高毛细管效应，以提高织物的上染率及吸湿性能。而天然彩棉织物因其自身特点不能用以上化学方法，只能用汽蒸或其它物理机械整理加工工艺方法来稳定其实物质量，但这些方法只能部分地改善实物质量，难以完全达到目的。特别是彩棉织物不用传统白棉的煮练和漂白工艺处理，织物纤维中的果胶质、脂腊质等非纤维素成份不能有效去除，会严重影响织物的毛细效应，从而影响织物的吸湿性能。在外在质量上，如棉结杂质、毛羽仍处于织物的表面，手感较硬、布面粗造、纹路不清，从而影响了天然彩色棉最终产品的外观风格，降低了产品档次。为使天然彩色棉织品既保持“绿色环保服装”之美誉，又不失为细致高雅之品，新疆纺织科学技术研究院就天然彩色棉织物生物后整理加工工艺对产品质量的影响进行了较为深入的试验研究和理论分析。通过试验研究，成功地将环保型生物整理加工工艺技术应用到彩棉针织物后整理加工上，不仅全面改善和提高了最终产品的内在质量和外观效果，提高了产品的质量档次和附加价值，也为生产企业创造了巨大的经济效益。1.试验原理纺织物的生物整理技术是将生物酶应用于纺织的高新纺织整理工艺。长期以来，纤维素酶的应用相对成熟，主要用于传统白棉织物的光洁整理或用于麻类织物的后整理以消除因麻纤维的刚性对人体所产生的刺痒感。其原理是借助于具有生物活性的纤维素酶的生物降解作用，使纤维素分子的β-1,4葡萄糖甙键在短时间内水解成可溶性的低聚短链寡糖和葡萄糖。由于生物酶分子体积较大，不易渗透到纤维内部，所以水解反应只会限制在纤维表面进行。正是纤维素酶的这一特殊作用削弱了纤维表面的小茸毛与主体纤维之间的结合力，再经过处理过程中的机械磨擦作用，这些小茸毛便从纤维表面脱落下来，从而使织物表面结构更加清晰，手感更加柔软，服用性能明显改善，且在使用过程中不会起毛起球，由于这种生物整理是对纤维进行的表面改性，织物性能的改善将是永久性的。同样，纤维素酶用于天然彩色棉织物的后整理也会获得类似的处理效果。但是，白棉织物的纤维素酶光洁整理工艺中要辅以煮练和漂白工艺，用以去除织物纤维中的非纤维成份和表面的棉结等机械性杂质，为下步纤维素酶整理提供充分有利的环境条件。对于天然彩色棉织物而言，因其自身具有天然色泽，在后整理工艺中不需要染色，也不能煮漂，为确保天然彩棉织物在后加工过程中的“零污染”性，更不能像传统白棉织物那样可进行其它化学加工整理。虽然用纤维素酶整理能很好去除织物表面的毛羽及棉结杂质，但由于酶的专一性，仅用纤维酶处理尚不能有效地去除棉纤维表面的其它杂质，如果胶质等，从而影响织物的毛细效应，最终影响织物的服用性能。科研人员根据果胶酶能有效分解织物纤维中的果胶分子的原理，将果胶酶整理技术用于纤维素酶光洁整理的前处理工序，试验获得了预期效果。2.实验材料2.1试验原材料试样：B2540棕色天然棉针织坯布和G2540绿色天然棉针织坯布，均由新疆蝶王针织有限公司提供。生物酶：果胶酶、纤维素酶。2.2主要试验设备检测设备：白度仪、顶破强力机、抗起毛起球仪、毛效测试仪、耐水洗色牢度机、染色摩擦牢度仪、耐汗渍牢度仪和日晒牢度仪等。生产设备：Q113型绳状染色机3.工艺路线及主要工艺参数3.1工艺路线彩棉针织坯布→预处理→煮练（果胶酶等）→净洗→光洁整理（纤维素酶）→失活→净洗→脱水→烘干→轧光定型→缝制→成品3.2主要工艺参数3.2.1煮练果胶酶适量渗透剂3g/L~5g/LpH8~9温度50℃~60℃时间60mim~90mim3.2.2光洁整理纤维素酶适量pH8~9温度50℃~55℃时间60mim~90mim4.实验结果与讨论4.1实验室小样试验4.1.1果胶酶对天然彩棉织物色泽和毛效的影响表1果胶酶对天然彩棉织物色泽和毛效的影响测试项目试验条件白度(%)三刺激值色差(△E)毛效(cm/30min)XYZ未处理坯布39.1848.6750.1042.0700水处理60℃60mim31.8538.1740.2234.208.374.5果胶酶处理60℃60mim28.4231.2132.9430.5215.099.0毛效从表1数据可看出，天然彩色棉织物经水处理后颜色发生了明显变化，毛效比坯布有所提高，如在同样条件下加入果胶酶对织物进行处理，织物的颜色会进一步变化，反映在外观上，织物的颜色加深了。另外，果胶酶加入后，织物的毛效提高明显。4.1.2酶处理工艺对彩色棉织物的影响果胶酶和纤维素酶处理对彩色棉织物的影响见表2。表2酶处理工艺对彩色棉织物的影响项目白度（%）色差（△E）毛效(cm/30min)坯布39.1800果胶酶28.4215.099.0纤维素酶36.992.753.0果胶酶+纤维素酶34.997.4013.0表2的试验结果显示：①从白度和色差值看，不同的酶整理工艺对彩色棉织物颜色的影响不同，它们的影响程度是：果胶酶＞果胶酶+纤维素酶＞纤维素酶；②从毛效值看，单独使用纤维素酶处理，织物的毛细效果改善很小，如单独使用果胶酶处理，虽然织物的毛效还可以，但不能有效去除织物表面的毛羽和棉结杂质，而将纤维素酶和果胶酶结合使用，不仅对织物色泽影响小，而且能有效去除布面杂质和提高毛效。4.2车间大样试验4.2.1生物酶整理工艺对天然彩色棉织物色牢度的影响在车间大样试验中，试样为天然棕色棉针织物和天然绿色棉针织物织物。生物酶整理过程中，每一步都取样测定，以考察所设计的生物酶整理工艺对织物各项色牢度指标的影响情况。有关色牢度指标的实测值见表3。表3天然彩色棉织物的色牢度测试项目单位棕色棉针织物绿色棉针织物备注1#2#3#4#1#2#3#4#耐洗原样变化级3—43—4443#33—43—4白布沾色级4—54—54—54—54—54—54—54—5耐摩擦干摩擦级4—54—54—54—54—54—54—54—5湿摩擦级44444—54—54—54—5耐汗渍原样变化级4—54—54—54—544—54—54—5白布沾色级4—54—54—54—54—54—54—54—5耐光级＞4＞4＞4＞43333蓝标表3中1#—4#为分工艺阶段的取样编号，棕色和绿色棉织物分别用同一工艺处理。其中1#为酶整理前的预处理工艺取样，工艺条件是温度在85℃下水洗10分钟；2#为预处理工艺加果胶酶整理后的取样；3#为预处理工艺加果胶酶整理加纤维素酶整理后的取样；4#为在3#样的基础上进行了一道固色处理，目的是考察环保型固色剂对天然彩色棉织物的固色效果。表3的数据结果表明：①天然彩色棉织物经生物酶工艺整理后不影响耐摩擦、耐汗渍和耐光牢度，而耐洗牢度还有所改善，耐洗牢度值平均提高0.5—1.0级；②分段抽样的色牢度值检测结果还表明工艺过程的各工序所选用的生物酶和相关助剂对彩棉织物的色牢度均没有影响，这说明本试验所设计优选出的酶整理工艺及处方用于处理天然彩棉织物是合适的；③棕色彩棉织物经生物酶整理后的各项色牢度值均能达到4—5级，绿色彩棉织物经生物酶整理后的耐洗、耐摩擦和耐汗渍牢度可以达到棕色棉织物水平，但耐光牢度相对较差；④在试验条件下的固色整理对天然彩棉织物没有效果。4.2.2彩色棉织物酶整理后的实物质量彩色棉织物酶整理后的实物质量指标见表4。表4彩色棉织物酶整理后的实物质量测试项目单位棕色棉针织物绿色棉针织物变化量1#2#3#1#2#3#棕色棉绿色棉弹子顶破强力N483.8468.8452.5272.5262.5238.8-6%-12%棉结杂质疵点格率%5.75.44.10.910.6-28%-33%起毛起球级33—44—543—451—2级1级表4中1#—3#同表3，变化量指标是用1#和3#对比所得，反映天然彩棉织物生物酶整理前后的实物质量指标的变化情况。从表4中的检测数据结果可看出天然彩色棉织物经生物整理后物理性能指标发生明显变化，其中棕色棉织物强力下降6%，棉结杂质减少28%，抗起毛起球性能提高1—2级，绿色棉织物的强力下降12%，棉结杂质减少33%，抗起毛起球性能提高1级。在这些数据中，反映酶处理技术最关键的技术指标抗起毛起球性能5级，为国家标准的最高级别，能达到这一级别，意味着服装在服用过程中不会再起毛起球。棉结杂质去除率达到30%说明环保型的生物酶整理工艺技术用于加工天然彩棉织物是十分有效的。在本试验中棉结杂质去除率还略为偏低，但除杂率要求太高，所使用的工艺会对织物强力构成更大损失。
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