活性染料染色织物超声波酶洗工艺.pdf

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1、第”卷第1 期 2 0 0 6 年1 月 纺织学报 J o u l a lo fn x t i l eR 幅哪h V o l _ 2 7N o 1 J H n 2 0 0 6 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 6 ) 0 1 0 0 9 3 0 3 活性染料染色织物超声波酶洗工艺 王菊萍，殷佳敏，彭兆清，张峰 ( 沙洲工学院纺织工程系，江苏张家港2 1 5 6 0 0 ) 摘要提出了一种活性染料染色织物超声波辅助酶洗的方法，试验确定了最佳的工艺条件：温度5 0 ，酶的质量 浓度01 5 “L 浴比l ：2 0 ，处理时问8m i n ；并在此工艺条件下与常规皂洗、酶洗工

2、艺进行比较。结果表明，超声波辅 助酶洗工艺可减少酶的用量，提高织物的色牢度，简化酶洗工艺和缩短工艺流程，同时拓宽了酶洗工艺的适用 范围。 关键词超声波；酶；活性染料；色牢度 中圈分类号：巧1 9 37文献标识码：A U l t r 嬲o l l i c 忸v ea i d e de 眦y m a t i cw 嬲l l i n go f1 1 e 躯a wd y e df a b c s w A N GJ u p i “g ，Y I NJ i a I I l i n ，P E N Gz h a 0 一q i “g ，z H A N eF e g ( 1 1 删H 榭眦矿，h o 如凸酆M e

3、“愕，s h ：b ，嘣咖据。，7 b 由；o 如8 y ，朋彻酊j 一争矾，肺“舻H2 1 5 6 0 0 ，i 眦) A b s t r a c t E n 2 y m a 6 cw a s h j ”g0 ft h e 他a c t i v ed y e df a b d c s “d e db yu l t m s o n i cw a v ew a sp r o p o s e d ，a I l dt h e o p t i m a lP r o c e s 导c o n d i t i o n sw e r ed e t e 肌i e dt h l o u 曲e l p e d m

4、 e n t s ：t e m p e I a t u r e ，5 0 ；e “z y m ec o n c e n t r a t i o n ， 0 1 5 L ；1 i q u o rm t i o ，l ：2 0 ；a n dt i m eo f 骶a t m e n t ，8I n i n C o p a r e dw i t ht h ec o n v e n t i 衄a ls o 印i “ga I l d e n 2 y m a t i cw a s h i “gu n d e r 山e s ec o l l d i t i o n s ，t h i su h r a s o

5、 n i cw a v ea i d e de “z y m a t i cw a s h i “gp I o c e s sc a nc u td o w n t h ed o s 8 9 eo f e n 2 y m e ，i m p m v ec o l o rf a s t n e s s ， s i r “p l i 圩t h 。p r o c e s s ， a n d 诵d e nt h e8 p p l i c a b l em “g e0 f e “z y m a t i cw a s h i “g K e yw o r d s u l t r a s o n i cw a

6、v e ；e “z y m e ；r e a c t i v ed y e s ；c o l o rf a s t n e s s 活性染料染色和印花后的织物上留有未上染、 未固着或水解的染料，通常采用皂煮的方法去除，即 通过表面活性剂使水解染料迁移、溶解以去除浮色， 达到一定的色牢度。近年来，有关文献曾报道采用 过氧化酶进行酶洗涤来代替皂煮，德国拜耳公司推 出的生物酶皂洗系统B E R R P ( B 8 y e rE n 2 y n 蚍i c R e a c t i v eR ；n s eP m c e s s ) 即采用这个机理，其生物酶产 品由2 个部分组成：B a v l a s e

7、R P ( 酶组分) ，B “ l a s e A s s i s tR P ( 体系特殊过程调节剂) 。 由于生物酶洗涤的特殊机理，与传统的皂煮 工艺相比较，生物酶洗可以克服皂洗剂的缺点，如处 理温度较低，后洗涤容易，清洗液较清，污水处理的 负荷减轻等。但目前的研究表明，若单独进行酶洗， 由于酶的使用温度不能高，往往还达不到很好的效 果，特别是一些深色品种要先进行一道皂洗，然后再 进行酶洗”1 。超声波技术在纺织品前处理中的应用 表明“，超声波技术可以提高处理效果和缩短工 艺流程。本文将超声波技术应用到活性染料的酶洗 工艺中，以期进一步提高酶洗效果。 1 试验部分 1 1 试验材料 1 8

8、5t e x 全棉汗布( 张家港市东渡集团) 、B “ 1 a s e R P ( 德国拜耳公司) 、B a v l a s eA s s i s tR P ( 德国拜耳 公司) 。 活性染料：永光活性黑B 、永光活性黄3 R s 、永 光活性红3 B s 、雷玛素黄、雷玛素青、雷玛素红、活性 翠蓝A E s 、活性嫩黄A E s 、活性黄A 一3 R D 、活性棕A R 、活性海军蓝A E T 、活性黑。 收稿日期：2 0 0 5 0 3 0 1修回日期：2 0 0 5 0 8 3 l 作者简介：王菊萍( 1 9 6 8 一) ，女，讲师，硕士生。主要研究领域包括纺织新材料厦染整新技术等。

9、万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【9 4 】 纺织学报 第2 7 卷 1 2 试验仪器 s G T 、2 8 3 0 0 超声仪( 张家港超声电器有限公 司) 、电热恒温水浴锅、F A l 0 0 4 N 电子分析天平、 c M 3 6 1 0 D 电脑测色配色仪( 日本柯尼卡美能达) 、 s w 1 2 型耐洗色牢度试验机、5 7 l 型耐摩擦色牢度测 试仪、7 2 2 型分光光度计。 1 3 试验方法 1 3 1 活性染料染色工艺 活性黑B2

10、0 ( o w f ) ，元明粉8 0g ，L ，无水碳 酸钠5 0 一L ，浴比1 ：2 0 。加人染，染色时间 3 0m i n ，加入固色碱剂后升温至6 0 ，固色时间为 5 0 m i n 。 1 3 2 皂煮与酶洗及超声波酶洗工艺 1 ) 皂煮工艺。皂片2 一L ；浴比l ：2 0 ；温度9 5 9 8 ；时问l Om i n 。将染色后经水洗的布样在皂洗 液中皂煮，规定时间后取出用冷水清洗，晾干。2 ) 酶 洗工艺。B a y l a s eR Pxg L ；B a a s eA s s i s tR Plg ，L ；浴 比l ：2 0 。将配制好的酶洗液，放人5 0 恒温水浴锅

11、中，等酶液温度达到5 0 时加入染色后经水洗的布 样，稍加搅拌，l Om i n 后取出水洗，晾干。3 ) 超声波 酶洗工艺。将酶洗液放人超声波发生器中，调节好 超声波发生器的温度，等酶液温度达到5 0 时加入 染色后经水洗的布样，经超声波酶洗8I I l i n ，取出水 洗，晾干。 1 4 性能测试与评定 耐湿摩擦色牢度按G B T3 9 2 0 9 7 测试方法进 行；耐洗色牢度按( ；B T3 9 2 l 一9 7 ( 方法三) 测试方法 进行；耐湿摩擦色牢度指数和耐洗色牢度指数等级 用c M 3 6 1 0 D 电脑测色配色仪测定。 2 结果与讨论 2 1 超声波酶洗工艺条件的确定

12、为了确定在超声波条件下活性染料酶洗的_ 【：艺 条件，以活性翠蓝( A E s ) 为例，经条件初试后，确定 了三因素三水平的正交试验，正交试验因素水平如 表1 所示。 根据因素水平表，选用k ( 3 3 ) 正交表进行试验， 试验条件组合及试验结果如表2 所示。对试验结果 中耐湿摩擦色牢度进行分析，就其影响因子水平R 来看，在3 个因素中温度的影响较大，其中5 0 时 表l 正交试验因素水平表 的处理效果是最好的，这一结果不仅符合超声波产 生气穴效应最佳的温度，同时也符合酶的工作温度； 处理时问对耐湿摩擦色牢度的影响较小，原因可能 是酶的处理效率较高，再加上超声波的作用，因此所 需的时问较短

13、；酶的浓度对耐湿摩擦色牢度的影响 较小；而从残液的颜色来看，当酶的浓度为】水平 时，残液的颜色为淡蓝色，2 水平和3 水平的残液颜 色为淡黄色或淡褐色，这是酶洗液本身的颜色，说明 染料全部被分解，可见酶的浓度已过量。综上所述， 考虑到酶的价格较高，从实验效果并且考虑经济的 角度，本文选择超声波酶洗工艺的最佳方案为 A 2 E c ，即温度为5 0 ，处理时间为8m i n ，酶的质 量浓度为0 1 5g ，L 。 表2 超声波酶洗kC ，】正交试验结果分析 2 2 与皂煮和酶洗工艺试验结果比较 以活性翠蓝( A E s ) 为例，将染色后棉织物布样 分别采用皂煮工艺、酶洗工艺( B a v l

14、 a s eR P 的质量浓 度为O 2 5g 儿) 、超声波酶洗工艺( B a y l a s eR P 的质量 浓度为O 1 5g 儿，处理时间为8I I l i n ) 进行后处理，测 定3 种方法处理后布样的耐洗色牢度、耐湿摩擦色 牢度以及处理后残液的吸光度，其结果比较见表3 。 从表3 中数据可知，经超声波酶洗后的耐洗色 牢度和耐湿摩擦色牢度明显好于传统的皂煮工艺， 较酶洗工艺略有提高；超声波酶洗后的残液吸光度 较常规酶洗后的残液吸光度略高，其原因有2 个，一 方面可能是酶的浓度较低，水解染料未能彻底分解， 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purc

15、hase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 期王菊萍等：活性染料染色织物超声波酶洗工艺【9 5 】 另一方面也可能是超声波的作用，使织物上未上染、 未固着或水解的染料去除较为彻底。 表3 超声波酶洗工艺与皂煮、酶洗工艺试验结果比较 由此可见，超声波对酶洗工艺有明显的促进作 用，它不仅可以提高织物的色牢度，同时也减少了酶 的用量，加快了处理速度。为了说明超声波在酶洗 工艺中的作用机理，对水浴条件下和超声波条件下 酶对染料残液变色时间进行了比较。即取相同量的 活性黑B 染料残液，分别加入O 0 6g 的B a y l a s e A

16、 s s i s tR P 搅拌，再加入O0 1 5gB 8 y l a 8 eR P ，分别置于 5 0o c 的恒温水浴和超声波发生器中，观察颜色至浅 黄或淡褐色，记录变色时间。其中在水浴条件下染 料残液的变色时间为5 6s ，而超声波条件下染料残 液的变色时间为4 9s 。可以看出，超声波条件下酶 对活性染料的分解能力略有提高，但其影响不大，这 一结果与超声波在多相液体介质中的效果要比均相 液体介质为好的结论也是一致的；另外也可看出酶 对残液中染料的作用速度很快，这对酶洗工艺的影 响不大，而影响酶洗工艺的因素应该是织物浮色的 脱落速度或是酶对织物上浮色的作用速度。由此超 声波对酶洗工艺的

17、促进作用的机理可能是： 1 ) 超声波的除气作用把滞留在纤维内部的空气 分子排除，有利于酶洗液与纤维的接触，超声波产生 类似的搅拌作用，有利于织物内外的溶液循环，这些 都有利于浮色的脱落和去除较内层的浮色；2 ) 超声 波的机械和空化作用作用于酶洗液，提高r 酶分子 的动能和碰撞冲量，有利于酶分子与染料底物复合 物的形成和水解产物从复合物中的脱离，因此大大 提高了酶与织物上浮色的作用速度，提高了酶的利 用率，这样即使采用较低浓度的酶，也能取得较好的 处理效果。 2 3 超声波酶洗对活性染料的适应性测定 选择1 2 种活性染料进行超声波酶洗的适应性 试验，即测定布样染色后经超声波酶洗后的耐湿摩

18、擦色牢度、染色残液的变色程度和织物的色变程度， 测定结果如表4 所示。 表4 超声波酶洗对活性染料的适应性测定 从表4 数据来看，超声波酶洗工艺同样也存在 活性染料的适应性问题，这可能与染料的结构、染料 组分或浓度等因素有关”o 。但与文献报道相比较， 采用超声波酶洗工艺，即使采用一道酶洗，也大都能 获得较好的色牢度，特别是一些深色品种，其处理效 果是令人满意的。因此在一定程度上讲，将超声波 应用到酶洗工艺中，拓宽了活性染料染色酶洗工艺 的适应范围。 3 结论 综上所述，超声波酶洗工艺能减少酶的用量，缩 短工艺流程，提高活性染料染色后的色牢度，并且拓 宽_ r 酶洗工艺的适用范围。较为理想的超

19、声波酶洗 工艺条件是温度为5 0 ，处理时间为8 商n ，酶的质 量浓度为o 1 5g ，L 。蕴溪 参考文献： 1 黄茂福染整用酶制剂的研究与开发现状( 2 ) J 印 染助剂，2 0 0 4 ，( 5 ) ：1 4 2 李俊，董志伟活性染料生物酶皂洗工艺的应用探讨 J 染整科技，2 0 0 l ，( 1 ) ：3 0 一3 6 3 王爱兵，杨斌超声波技术及其在纺织品前处理中的 应用 J 中原丁学院学报，2 0 0 3 ，( 3 ) ：7 3 7 5 4 Y a c h m e n e vvG 超声波对碱性果胶酶处理棉的效果 J 围外纺织技术( 染整) ，2 0 0 2 ，( 3 ) ：1 6 2 0 5 张峰，殷佳敏，黄华纯棉针织物的超声渡过醋酸漂 白研究 J 印染，2 0 0 4 ，( 2 ) ：5 6 6 殷佳敏，张峰，张珂超声波在棉织物纤维素酶整理 工艺中的应用 J 沙洲职业工学院学报，2 0 0 4 ，( 6 ) ： 3 0 3 2 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark