漆酶-淀粉酶复配体系在牛仔布退洗一体化中的探讨

牛瑞琴，邹汉涛，吴 倩



漆酶-淀粉酶复配体系在牛仔布退洗一体化中的探讨

牛瑞琴，邹汉涛*，吴 倩

(武汉纺织大学 纺织科学与工程学院，湖北 武汉 430200)

针对牛仔布的退浆洗水分步进行的工艺问题，选用靛蓝牛仔布做实验材料，采用漆酶-淀粉酶复配体系对牛仔布进行退浆、洗水一浴法整理，并研究了漆酶浓度、pH值、温度、防染粉浓度等对牛仔布洗水整理效果的影响，获得漆酶-淀粉酶复配体系牛仔布退洗一体化整理的最佳工艺，即固定淀粉酶浓度为1g/l，漆酶浓度为0.5g/L，洗水温度为54℃，pH值为5.0，防染粉浓度为0.75g/l，处理时间为30min。并经扫描电镜观察发现，经过漆酶-淀粉酶退洗处理后的牛仔布纤维表面光滑，含有较少的染料颗粒，退浆及仿旧效果较好，为今后的牛仔布水洗后整理工艺提供必要的参考价值。

淀粉酶；漆酶；牛仔布；表观形态；力学性能

牛仔布织物因具有耐磨、挺括、穿着舒适的独特的魅力，一直是市场上的流行面料[1]。主要原因之一是其特殊的“仿旧感”的外观[2]。牛仔布服装在剧烈的机械摩擦的作用与化学试剂的作用下，其皱痕、边缘与缝接处会产生局部的不规则磨白外观，从而整体上呈现“仿旧感”的风格[3]。传统的牛仔洗水方法主要采用酸碱洗水、浮石、化学剥色剂以及洗涤剂[4]。但是，在石磨洗水的过程中，服装易发生脱线、磨损等损伤，并且浮石易破碎，产生碎片粉屑，对洗液造成污染，蓝色或杂色的经纱易产生晕污而变成灰色，不仅如此，浮石还会阻塞设备管道，损坏洗水设备[5]。而采用含多种酶制剂的酶洗对牛仔服装进行洗水整理，不仅能提升牛仔布服装的档次，而且对环境无污染[6]。纺织生产中常用的酶有果胶酶，脂肪酶，漆酶，蛋白酶，纤维素酶，以及过氧化氢酶等，主要应用于退浆，精炼，漂白，染色以及洗水等后整理工序[7]。在酶洗的过程中，漆酶对织物上的靛蓝染料进行水解[8]。但是一些脱落的染料，又会重新附在牛仔布布上,这就造成了返染，降低布的价值[9-10]。

目前在牛仔布服装的仿旧整理工艺中，利用生物酶对牛仔布进行退浆、洗水、返染处理等是分步操作的，即首先是预水洗并采用淀粉酶进行退浆，然后采用漆酶进行牛仔布服仿旧整理，最后将牛仔布服装进行柔软处理并烘干。换言之，目前对牛仔布的生物酶整理的研究，主要还停留在退浆和洗水处理分步进行，不仅浪费了大量的人力与资源，还会对牛仔布服装造成较大的损伤。牛仔布的后整理工艺中，退浆和洗水是最关键、耗时的两步。鉴于此，采用生物酶一浴法对牛仔布布料进行退浆、洗水整理，即将退浆和洗水两步结合，将大大节省工艺时间，提高生产效率，降低成本，而且节能节水、减少环境污染，较相应作用的化学品整理更具吸引力。本文采用漆酶-淀粉酶复配体系对牛仔布进行退浆、洗水一浴法整理，研究漆酶浓度，pH值，防染粉浓度，温度等对牛仔布洗水整理的影响，获得漆酶-淀粉酶复配体系牛仔布退洗一体化整理的最佳工艺。

1 实验部分

1.1 实验药品及仪器

本实验的材料及仪器见表1和表2。

表1 实验材料

表2 实验仪器

1.2 实验方法

剪取5×20 CM的牛仔布条若干条，烘干至恒重待用，配置不同Ph溶液，并按浴比1:30，配置不同浓度的漆酶和淀粉酶复配液，加入一定量的防染粉，在不同温度下处理一定的时间，测试织物的力学性能及表观形态。

1.3 工艺流程

工艺流程如图1所示，仿旧洗水工艺如图2.

图1 工艺流程

图2 仿旧洗水整理工艺

1.4 性能测试

（1）表观得色深度（K/S值）和白度测试：采用美国Color I7型电脑测色配色仪（美国爱色丽公司）测试洗水处理后牛仔布面料的K/S值及白度，以此来衡量仿旧整理的效果及牛仔布布返染的程度。

（2）断裂强力测试：参照GB/T 3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》，YG(B)026E电子织物强力测试仪测试整理后牛仔布布的拉伸性能，探讨洗水处理对牛仔布布强力的影响，经纬各测5次，取平均值。

（3）电子扫描显微镜（SEM）测试：采用日本理学有限公司生产的JSM6510LV 型扫描电子显微镜，将退洗处理后牛仔布的样布粘贴在样品台上，喷金镀膜。制作好的样品采用SEM观察织物内纤维的纵向形态结构，放大1000倍观察。

（4）红外光谱分析：采用德国布鲁克TENSOR-27型傅里叶红外光谱仪，在室温条件下，发射扫描时间为256s，波数为500-4000/mm-1, 测定红外光谱。

2 结果与分析

2.1 漆酶浓度对表观得色深度及白度的影响

图3是漆酶浓度对布样表观得色深度K/S值和白度的影响，其中漆酶浓度分别选择为 0g/l，0.5g/l，0.75g/l，1g/l，1.5g/l。由图3可知，在其它条件不变的情况下，随着漆酶浓度的增加，牛仔布布样的K/S值降低，漆酶对靛蓝染料开始降解，漆酶浓度在0.5g/l时，织物的K/S值达到最小，此时漆酶已经将染料完全降解；随着漆酶浓度的增加，牛仔布布样的白度值开始升高，漆酶浓度在0.5g/l时，织物的白度值最高。两图中漆酶浓度为0.75g/l时，K/S值略有上升，而白度有所下降，这是由于靛蓝染料又重新返染到织物上的原因。因此，漆酶浓度在0.5g/l是牛仔布织物仿旧处理效果最佳。

图3 漆酶浓度对布样K/S值及白度的影响

2.2 温度对洗水性能的影响

图4反映温度对布样表观得色深度K/S值和白度的影响，其中温度分别选择为50℃，52℃，54℃，56℃，58℃。由图5可知，在其它条件不变的情况下，随着温度的增加，牛仔布布样的K/S值开始下降，当温度在54℃时，K/S值最低，温度继续增加，K/S值维持不变；随着温度的增加，白度值开始上升，在54℃时，白度值最高，然后趋于稳定。由K/S值和白度的数据可知，牛仔布整理用酶的活性受到温度的影响，温度低于54℃时，随温度增加，酶的活性增大，当温度为54℃，酶的活性达到最大，继续增加温度，酶失活。因此，漆酶-淀粉酶复配体系的退洗一体化在54℃时洗水整理最好，牛仔布仿旧效果最佳。

图4 温度对布样K/S值及白度的影响

2.3 pH值对洗水性能的影

图5为复配体系pH值对牛仔布布样表观得色深度K/S值和白度的影响曲线，其中pH值分别选择为4.6，4.8，5.0，5.2，5.4。由两图可知，在其它条件不变的情况下，随着pH值的增加，牛仔布布样的K/S值开始下降，白度值上升，pH值为5.0时，K/S值达到最低，白度值最大，继续增加pH值，K/S值和白度值维持不变。因此，复配体系的pH值对酶的活性有一定的影响，在pH值为5.0时，酶的活性最大，复配体系退洗整理最好，仿旧效果最佳。

图5 pH值对布样K/S值及白度的影响

2.4 防染粉浓度对洗水性能的影响

图6为防染粉浓度对牛仔布布表观得色深度K/S值和白度的影响，其中防染粉浓度分别选择为0g/l，0.5g/l，0.75g/l，1g/l，1.5g/l。在其它条件不变的情况下，随着防染粉浓度的增加，牛仔布布的K/S值开始降低，当防染粉浓度为0.75g/l时，K/S值最小, 防染粉浓度继续增加，K/S值趋于稳定；随着防染粉浓度的增加，牛仔布布样的白度开始增加，当防染粉浓度为0.75g/l时，白度值最大, 继续增加防染粉浓度，白度值不变。由此可知，在防染粉浓度为0.5g/l时，既可以节约资源，又达到复配体系最佳的仿旧处理效果。

图6 防染盐浓度对布样K/S值及白度的影响

2.5 酶处理对织物的断裂强力的影响

图7为不同淀粉酶浓度的复配体系对牛仔布布样断裂强力的影响，其中淀粉酶浓度选择为0g/l，0.5g/l，1g/l，1.5g/l，2g/l。由图7可知，经生物酶复配体系处理后，由于淀粉酶的存在，牛仔布织物的断裂强力与空白组比较，略有下降，说明淀粉酶在牛仔布洗水整理中对织物的断裂强力有一定影响。当淀粉酶浓度为1g/l时，断裂强力下降明显。这是因为淀粉酶会分解纱线表面的浆料，使得牛仔布布纤维间的抱合力下降，织物断裂强力下降。当淀粉酶浓度继续增加，纱线表面的浆料已经被淀粉酶完全分解，织物的断裂强力保持不变。

图7 淀粉酶浓度对断裂强力的影响

2.6 SEM微观形貌分析

图8(a)为牛仔布原布的电镜图，图8(b)为漆酶-淀粉酶复配体系退洗处理后的牛仔布布电镜图。由图可以看出，未经退洗一体化处理的牛仔布布样内部，纤维表面含有许多染料颗粒，纤维表面较为粗糙，经漆酶-淀粉酶退洗一体化处理后的牛仔布布样内部，纤维表面光滑，染料颗粒较少。因此，可以认为漆酶-淀粉酶复配体系对纤维素表面的淀粉及染料的去除比较彻底，牛仔布退洗一体化整理效果较好。

（a）牛仔布原布电镜图       （b）复配体系退洗处理后牛仔布布样电镜图

3 结论

通过对生物退洗一体化处理后牛仔布布样的整理效果和性能的综合分析，可得出以下结论：

（1）漆酶-淀粉酶复配体系生物退洗一体化整理可获得较好的退浆及仿旧效果，退洗整理的最佳工艺参数为：淀粉酶浓度为1g/l，漆酶浓度为0.5g/l，防染粉浓度为0.75g/l，pH值为5.0，温度为54℃。

（2）漆酶-淀粉酶复配体系的洗水过程中，淀粉酶分解牛仔布织物上的淀粉浆料，使得纤维间抱合力下降，织物的拉伸强力减小；而漆酶浓度对织物的断裂强力影响不大。

参考文献：

[1] 夏建明，董洁，陈晓玉．牛仔布布后整理的发展[C]．2009年第一届广东纺织助剂行业年会，2009.

[2] 陈陪青．现代服装中牛仔布面料的设计应用[J]．纺织学报，2011，(7)：117-121．

[3] 王林玉．纯棉牛仔布服装酶洗后整理实践[J]．中国纤检，2010，(8)：78-79．

[4] 林丽霞，陈峰城．牛仔布成衣洗水生产实践[J]．印染，2013，(12)：21-24．

[5] 林丽霞．牛仔布成衣后整理[J]．印染，2009，(18)：29-34.

[6] Gusakov AV， Sinitsyn AP， Berlin AG，et al．Surface hydrophobic amino acid residues in cellulase molecules as a structural factor responsible for their high denim-washing performance [J]．Enzyme and Microbial Technology, 2000，27(9)：664-671.

[7] Jolanta Polak，Anna Jarosz Wilkolazka．Fungal laccases as green catalysts for dye synthesis[J]．Process Biochemistry，2012，(9)：1295-1307.

[8] 商显芹，房宽峻，郝龙云．针织牛仔布布酶洗中靛蓝返染问题的研究[J]．针织工业，2010，(12)：31-34.

[9] Artur Cavaco-Paulo，Jose Morgado，Luis-Almeida. Indigo Back-staining During Cellulase Washing[J]．Textile Research Journal，1998，398-401.

Research on Laccase-amylase Compound System in Denim Washing Process

NIU Rui-qin , ZOU Han-tao, WU Qian

(School of Textile Science and Engineering, Wuhan Textile University,Wuhan Hubei 430200, China)

For washing denim desizing step-wise process issues, the laccase-amylase compound system was used to the denim finishing with one bath method of desizing and washing in the paper. The influence of the laccase concentration, pH value, temperature and concentration of reverse salt on denim washing was investigated. The optimal technique of the enzyme complex system was obtained with the fixed amylase concentration of 1g/l, laccase concentration of 0.5g/L, washing temperature of 54℃, pH value of 5.0, reverse salt concentration of 0.75g/l, the reactive time was 30min. In comparison with unprocessed denim, the fiber surface of processed denim by enzyme complex system was smooth and some particles of dye were found by scanning electron microscopic. And this research will provide the necessary reference for future washed denim after finishing process.

Amylase; laccase; denim; morphology; mechanical property

TS190.64

A

2095－414X(2015)03－0040－05

邹汉涛（1976-），女，教授，博士，研究方向：高分子材料改性研究.

国家自然基金项目（DTL201009）.