棉针织物抛光整理纤维素酶自动输出模型的建立

李荣龙 ，王连军

（1.湖南工程学院化学化工学院，湖南湘潭 411104；2.东莞德永佳纺织制衣有限公司，广东东莞 523130）

随着人们生活水平的提高，服装消费者除对面料内在指标的要求更加严格，对外观质量也提出了更细的要求，布面质量除颜色要均匀外，光泽、纹路、平整度、手感等方面也提出了不同要求。棉或棉混纺织物使用一段时间后，会发灰、起绒毛；因为棉纤维上有许多微原纤，在织造和整理过程中，微原纤被暂时压了下去，一经使用，微原纤又从纤维上向外伸展，并夹住了许多污物粒子、油迹等，使织物失去原有的色泽而变灰暗；再经过一段时间的摩擦，服装表面会出现球粒，服装外观变旧。

在实际生产过程中，影响毛羽的因素较多，对毛羽的控制也较难。纤维素酶是一种用纤维素酶改善纤维素纤维制品表面光洁程度的处理工艺，经过该工艺处理的织物能达到抗起毛起球的效果，织物的光洁度和柔软度也能得到显著提升。生物抛光酶的作用是显著降低纤维分解的活化能，加快纤维素分解的速率，弱化微纤基端，然后靠机械冲击力的作用使细微纤维与织物分离，生物抛光给予织物持久的整理效果，使用的酶剂是天然蛋白质，具有可完全生物降解、对环境污染小的特点。

根据经验分析，影响纤维素酶抛光效果的因素包括纤维素酶活度、纤维素酶用量、抛光温度、抛光时间、浴比、织物厚度等，通过研究中型纤维素酶Z-11的最佳使用工艺，建立纤维素酶质量浓度输出模型，规范纤维素酶的用量标准。

1 实验

1.1 材料

织物：20S/1 精棉环锭纺平纹布，30S/1 精棉环锭纺平纹布，40S/1精棉环锭纺平纹布。助剂：中性纤维素抛光酶Z-11。

设备：立信ALLFIT10高温高压溢流喷射染色机。

1.2 实验流程

研究各影响因素与纤维素抛光酶质量浓度的数学关系→建立独立纤维素抛光酶质量浓度输出数学模型→验证数学模型。

1.3 评价标准

根据织物表面毛羽的长短浓密程度，设立评级标准如图1所示。1级：长短毛浓密；2级：长毛稀疏，短毛浓密；3级：长短毛稀疏；4级：长毛无，短毛稀疏；5级：表面光洁无毛。长毛为长度大于或等于2 mm 的纤维茸毛；短毛为长度小于2 mm的纤维茸毛。

2 结果与讨论

2.1 温度、纤维素酶质量浓度与时间的关系

纤维素酶为生物蛋白酶，只在一定范围的温度、pH 条件下具有活性，分解纤维素纤维，达到抛光效果，本实验所用纤维素酶的最适pH 为6～7，设计实验及毛羽等级差见表1。

表1 不同温度、纤维素酶质量浓度对毛羽的改善等级

由表1可知，在40 ℃、纤维素酶质量浓度相同时，随着加工时间的延长，毛羽逐渐变好；相同的加工时间，随着纤维素酶用量的增加，毛羽改善明显；但质量浓度较低时，毛羽改善提升较小，且质量浓度达到一定水平时，毛羽虽有更大的改善，但改善不明显。在50 ℃时，随着加工时间的延长，毛羽改善仍然很明显；在相同加工条件下，随着纤维素酶用量的增加，毛羽改善明显，用量大到一定程度时，改善程度不明显。在60 ℃时，毛羽的改善趋势基本与50 ℃条件下相同，但相同用量及相同加工时间会好于50 ℃。

2.2 抛光浴比对毛羽的影响

由于在实际生产中，经常会因生产设备不同或载量不同等原因，浴比有较大的波动，因此，需要研究浴比在纤维素酶抛光整理中的影响。由表2可知，由序号1、序号2和序号4得出，当纤维素酶质量浓度不变时，随着浴比的增大，纤维素酶对纤维的作用效果越好；由序号1和序号3可知，当按织物质量计算纤维素酶的用量时，随着浴比的增大，抛光效果会变差。

表2 不同浴比对毛羽的影响

2.3 不同支数对毛羽的影响

由于大货生产是服务于客户，客户的需求千变万化、多种多样，因此，在实际生产中有各种支数的纱线在生产，纤维素酶对不同支数纱线的抛光效果也需要考虑。由表3可知，在相同质量浓度纤维素酶的作用下，随着纱线支数变大，毛羽级别差越来越大，说明随着纱线变细，纤维素酶的抛光作用越明显。

表3 不同支数对毛羽的影响

2.4 回归分析

根据以上数据，用电脑EXCEL进行回归分析，得出数据见表4。查表得：F0.01（5，56）＝3.119，因为F＞F0.01（5，56），所建立的回归方程是高度显著。回归方程为：C质量浓度=-0.028 32×支数-0.063 07×浴比-0.033 55×温度-0.604 51×时间+0.620 681×毛羽级别差+3.454 898。

表4 回归分析数据

2.5 纤维素抛光酶输出模型验证

为验证纤维素酶质量浓度输出模型的准确性，从工厂随机抽取需做抛光的订单，评价煮布后毛羽等级与客户来样毛羽等级，用纤维素酶质量浓度输出公式计算质量浓度，结果见表5。由表5可知，按照纤维素酶质量浓度输出公式计算的质量浓度应用于实际生产，成品能够达到客户要求，部分布类有0.5级偏差，可接受。

表5 纤维素酶质量浓度输出验证

3 结论

经过对影响纤维素酶抛光效果的各因素进行研究，最终得出纤维素酶质量浓度输出公式，经过验证，此公式基本符合实际生产要求，具有一定的可行性，可指导工场实际生产。