《改变生活的生物技术》课程教学资源（阅读材料）生物酶在服饰染整中的应用.pdf_大学文库

生物酶在服饰染整中的应用陶紫信18302010061 摘要:生物酶,即以酶为基础,加入适量无机或有机化合物以适应工业化应用的需求经过复配、造型、干燥等工序加工而成的产物,它在我们的衣、食、住、行各方面中都起到了很大的作用。本篇报告将就生物酶在服饰染整方面的应用进行总结与分析技术概述与原理生物酶技术在服装染色中应用十分广泛,就酶的种类而言,主要有纤维素酶、脂肪酶、果胶酶、蛋白酶以及过氧化氢酶,也包括少量的漆酶和葡萄糖氧化酶。在服装印染中运用这些生物酶的基又化生物酬座用联师承妞图效解能力, 质、纤维素等,降解⑤⊙ 合物分子,如蛋白不成小分子物质,适当延剩的地利用这些特性,可生物以使服装面料品质得到提升。由于生物酶不染整技术在节能、环保、提高产品附加值 5不的等方面具有明显的优势,生物酶染整技术目前已成为纺织品染。2 整技术的主要发展方 0O的品取向之技术应用 1、主要应用方向生物酶在服饰工业中的应用主要有以下几个方面: 首先,是用于天然纤维织物的前处理,去除纤维或织物上的杂质,为后续染整加工创造条件。生物酶应用于染整工业最早是从织物退浆开始的。用淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料已经有多年历史,目前仍然是去除织物上淀粉浆料的重要方法。这部分操作可以去除棉纤维中的天然杂质,为后续染色、印花和整理加工创造条件。其中,高温淀粉酶不仅可以提高退浆效率,而且可以同时去除混合浆料中的PVA等化学浆料其二,是用于织物的后整理加工,去除纤维表面的绒毛或使纤维减量,以改善织物的外观、手感和风格棉织物经过纤维素酶整理后,手感和外观可以获得很大改善。因为织物表面的绒毛被去除,处理后的织物添加生物酶的织物退浆剂

生物酶在服饰染整中的应用陶紫信 18302010061 摘要：生物酶，即以酶为基础，加入适量无机或有机化合物以适应工业化应用的需求，经过复配、造型、干燥等工序加工而成的产物，它在我们的衣、食、住、行各方面中都起到了很大的作用。本篇报告将就生物酶在服饰染整方面的应用进行总结与分析。一、技术概述与原理生物酶技术在服装染色中应用十分广泛，就酶的种类而言，主要有纤维素酶、脂肪酶、果胶酶、蛋白酶以及过氧化氢酶，也包括少量的漆酶和葡萄糖氧化酶。在服装印染中运用这些生物酶的基本原理，就在于其高效而又专一的催化降解能力，使特定的聚合物分子，如蛋白质、纤维素等，降解成小分子物质，适当地利用这些特性，可以使服装面料品质得到提升。由于生物酶染整技术在节能、环保、提高产品附加值等方面具有明显的优势，生物酶染整技术目前已成为纺织品染整技术的主要发展方向之一。二、技术应用 1、主要应用方向生物酶在服饰工业中的应用主要有以下几个方面：首先，是用于天然纤维织物的前处理，去除纤维或织物上的杂质，为后续染整加工创造条件。生物酶应用于染整工业最早是从织物退浆开始的。用淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料已经有多年历史，目前仍然是去除织物上淀粉浆料的重要方法。这部分操作可以去除棉纤维中的天然杂质，为后续染色、印花和整理加工创造条件。其中，高温淀粉酶不仅可以提高退浆效率，而且可以同时去除混合浆料中的 PVA 等化学浆料。其二，是用于织物的后整理加工，去除纤维表面的绒毛或使纤维减量，以改善织物的外观、手感和风格。棉织物经过纤维素酶整理后，手感和外观可以获得很大改善。因为织物表面的绒毛被去除，处理后的织物添加生物酶的织物退浆剂

更光洁、颜色更鲜艳。织物硬挺度和刚性降低,光滑度和悬垂性提高,使织物获得极好的手感。例如,纤维素酶能够象烧毛一样使针织物的外观变得光洁,而且加在洗衣粉的纤维素酶通过正常的家用洗衣机洗涤也具有类似的效果 2、各类不同酶的特定应用 (1)果胶酶: 富含果胶酶的酶制剂可以喷到原麻上,对其进行生物酶沤麻加工,过去的研究测试了制得的麻纤维的细度、长度、强力及其分布等物理指标,并与传统的露水沤麻进行颜色比较,经过酶制剂处理的原麻有更高的品质和更鲜亮的颜色。 (2)纤维素酶使用再生纤维素纤维的酶处理粘胶可以改善粘胶纤维织物的手感、悬垂性,去除织物表面的绒毛,减少了粘胶织物的起球倾向。如今,用纤维素酶处理防止织物的原纤化或者获得桃皮效果已经很普遍了另一种常见的纤维素酶是中性纤维素酶,最广泛的用途是代替浮石在水磨洗过程中使牛仔布类服装表面呈仿旧的外观。酶代替浮石处理可防止因摩擦而引起的机器及衣物磨损,同时避免了清晰和处理用过的浮石,减少了水污染。 (3)蛋白酶: 蛋白酶的最大用途就是用于洗涤剂,他们能帮助去除衣物上的蛋白质污渍,本篇报告不做赘述。在服饰染整的过程中,它也能用于蛋白质纤维的加工涉及蚕丝的脱胶、羊毛的防缩和漂白。用蛋白酶对羊毛织物进行防缩整理是非常具有潜力的防缩加工方法,但是需要与氧化或还原法结合才会取得比较好的效果。在羊毛漂白过程中蛋白酶也有较多应用, 它可以提高最终产品的白度,如果在过氧化氢漂白浴中加入蛋白酶,也可以将漂白时问缩短一半,但是在漂白过程中加入蛋白酶会造成羊毛小部分的失重和强力损失,这对贵重的羊毛来说依然是一个值得商榷和改进的问题 (4)过氧化氢酶过氧化氢分解酶可以应用于棉织物的过氧化氢漂白,以去除织物上残留的过氧化氢,避免后续染色出现染斑和染花,这比传统的还原剂法有着更高的效率、更节能和无环境污染的优点。 (5)漆酶: 漆酶可以脱去靛蓝的颜色,在牛仔棉布的处理及后加工过程中具有重要的作用漆酶褪去牛仔裤的部分颜色技术优缺点 1、优点 (1)改善品质生物酶反应具有专一性,仅对特定的物质起作用,对纤维损伤小或无损伤。由于生物酶的专一性与高效性,在服装印染加工中应用生物酶技术具有独特的优点,可以显著改善服装印染品外观和手感,提升服装印染品品质。应用生物酶制剂对服装印染品的风格进行整理能够使棉布类卬染品变得像天鹅绒,使棉麻卬染品手感柔软,使粘胶布类印染品像真丝,在提升品质的同时,也可以使整理后的服装印染品呈现出独特的风格。 (2)满足环保要求应用生物酶技术进行服装印染符合当前服装印染加工对环保的要求。可通过调节服装

更光洁、颜色更鲜艳。织物硬挺度和刚性降低，光滑度和悬垂性提高，使织物获得极好的手感。例如，纤维素酶能够象烧毛一样使针织物的外观变得光洁，而且加在洗衣粉的纤维素酶通过正常的家用洗衣机洗涤也具有类似的效果。 2、各类不同酶的特定应用（1）果胶酶：富含果胶酶的酶制剂可以喷到原麻上，对其进行生物酶沤麻加工，过去的研究测试了制得的麻纤维的细度、长度、强力及其分布等物理指标，并与传统的露水沤麻进行颜色比较，经过酶制剂处理的原麻有更高的品质和更鲜亮的颜色。（2）纤维素酶：使用再生纤维素纤维的酶处理粘胶可以改善粘胶纤维织物的手感、悬垂性，去除织物表面的绒毛，减少了粘胶织物的起球倾向。如今，用纤维素酶处理防止织物的原纤化或者获得桃皮效果已经很普遍了。另一种常见的纤维素酶是中性纤维素酶，最广泛的用途是代替浮石在水磨洗过程中使牛仔布类服装表面呈仿旧的外观。酶代替浮石处理可防止因摩擦而引起的机器及衣物磨损，同时避免了清晰和处理用过的浮石，减少了水污染。（3）蛋白酶：蛋白酶的最大用途就是用于洗涤剂，他们能帮助去除衣物上的蛋白质污渍，本篇报告不做赘述。在服饰染整的过程中，它也能用于蛋白质纤维的加工涉及蚕丝的脱胶、羊毛的防缩和漂白。用蛋白酶对羊毛织物进行防缩整理是非常具有潜力的防缩加工方法，但是需要与氧化或还原法结合才会取得比较好的效果。在羊毛漂白过程中蛋白酶也有较多应用，它可以提高最终产品的白度，如果在过氧化氢漂白浴中加入蛋白酶，也可以将漂白时问缩短一半，但是在漂白过程中加入蛋白酶会造成羊毛小部分的失重和强力损失，这对贵重的羊毛来说依然是一个值得商榷和改进的问题。（4）过氧化氢酶：过氧化氢分解酶可以应用于棉织物的过氧化氢漂白，以去除织物上残留的过氧化氢，避免后续染色出现染斑和染花，这比传统的还原剂法有着更高的效率、更节能和无环境污染的优点。（5）漆酶：漆酶可以脱去靛蓝的颜色，在牛仔棉布的处理及后加工过程中具有重要的作用。三、技术优缺点 1、优点（1）改善品质生物酶反应具有专一性，仅对特定的物质起作用，对纤维损伤小或无损伤。由于生物酶的专一性与高效性，在服装印染加工中应用生物酶技术具有独特的优点，可以显著改善服装印染品外观和手感，提升服装印染品品质。应用生物酶制剂对服装印染品的风格进行整理能够使棉布类印染品变得像天鹅绒，使棉麻印染品手感柔软，使粘胶布类印染品像真丝，在提升品质的同时，也可以使整理后的服装印染品呈现出独特的风格。【1】（2）满足环保要求应用生物酶技术进行服装印染符合当前服装印染加工对环保的要求。可通过调节服装漆酶褪去牛仔裤的部分颜色

印染过程中的p、车间温度来有效控制生物酶制剂的反应,满足服装印染品的加工需求。传统的染整加工一般采用强碱、强酸等化学品,处理温度较高,对织物的损伤较大,消耗大量的蒸汽和化学试剂,污水排放量大。而运用生物酶技术可以取代在服装印染中使用酸、氯、碱以及磷化合物等化工原料用量:生物酶属于环保型助剂,没有毒性,能够生物降解,减少生产加工服装印染品对周围环境的污染,对环保有利 (3)提升加工效率应用生物酶制剂有着较宽活性域,可以从酸性到碱性、从中温到高温等宽域范围内保持高活性,有利于提高加工效率和加工质量。处理需要的条件(温度、pH值等)较温和在服装印染品生产中应用生物酶技术可以节省时间,提高生产效率。 2、缺点 (1)成本较高实际生产制备生物酶中,为得到性能稳定的酶产品,对菌种的来源、培养工艺以及纯化方法的要求较高,无形中增加了生物酶的制备成本。以服装印染品的煮练工序为例,在传统的服装印染品煮练中,运用煮练剂碱煮练或烧碱就可以完成,煮练剂的价格较为低廉;而运用生物酶技术,由于果胶酶以及其他复合煮练酶的价格相较于传统的煮练剂要高,因此,也限制了生物酶制剂处理工艺的推厂 (2)稳定性较低表1酶制剂在各阶段经历的时间及其活力损失情况时间酶活力损失发酵阶段数小时到数天提取和纯化数小时到数天 10-25 复配加工数分钟到数小时储存和运输数周到数月应用数分钟到数天 10-50 从表1可见,酶从发酵合成到最终储存和运输结束,最少损失21%活力,最多要损失 54%活力,可见酶的活力是非常容易受环境影响的。【2 在服装印染中,需要控制好生物酶的使用温度,不然会降低生物酶的活性,降低服装印染品的印染品质。在室温条件下,有不少生物酶制剂可以存放较长的时间,而在服装印染品生产的高温高湿车间条件下,随生物酶存放时间的变化,有些生物酶制剂的活性也会产生变化。对此,对酶处理工艺的研究就显得十分重要。改善生物酶制备工艺,提高生物酶产品质量,从而提升生物酶活性,生产出高质量的纺织产品例如,大多数颗粒型生物酶都应用了如右图所示的结构,来使得维持较低的含水率,或是稳定生酶层物酶的各种性质。(2(其中,表面涂层是为了防止粉清除层尘的产生;清除层可以是吸水剂,也可以是酶制剂稳定有害物质的中和材料,如还原材料,从而使酶蛋白具有抗氧化保护作用。) 典型的颗粒型生物酶结构 (3)对产品强度造成一定量的损失过去有学者详细研究了纤维素酶用量、织物之间的摩擦作用、机械搅拌作用、处理过

印染过程中的 pH、车间温度来有效控制生物酶制剂的反应，满足服装印染品的加工需求。传统的染整加工一般采用强碱、强酸等化学品，处理温度较高，对织物的损伤较大，消耗大量的蒸汽和化学试剂，污水排放量大。而运用生物酶技术可以取代在服装印染中使用酸、氯、碱以及磷化合物等化工原料用量；生物酶属于环保型助剂，没有毒性，能够生物降解，减少生产加工服装印染品对周围环境的污染，对环保有利。（3）提升加工效率应用生物酶制剂有着较宽活性域，可以从酸性到碱性、从中温到高温等宽域范围内保持高活性，有利于提高加工效率和加工质量。【1】处理需要的条件(温度、pH 值等)较温和。在服装印染品生产中应用生物酶技术可以节省时间，提高生产效率。 2、缺点（1）成本较高实际生产制备生物酶中，为得到性能稳定的酶产品，对菌种的来源、培养工艺以及纯化方法的要求较高，无形中增加了生物酶的制备成本。以服装印染品的煮练工序为例，在传统的服装印染品煮练中，运用煮练剂碱煮练或烧碱就可以完成，煮练剂的价格较为低廉；而运用生物酶技术，由于果胶酶以及其他复合煮练酶的价格相较于传统的煮练剂要高，因此，也限制了生物酶制剂处理工艺的推广。（2）稳定性较低从表 1 可见，酶从发酵合成到最终储存和运输结束，最少损失 21%活力，最多要损失 54%活力，可见酶的活力是非常容易受环境影响的。【2】在服装印染中，需要控制好生物酶的使用温度，不然会降低生物酶的活性，降低服装印染品的印染品质。在室温条件下，有不少生物酶制剂可以存放较长的时间，而在服装印染品生产的高温高湿车间条件下，随生物酶存放时间的变化，有些生物酶制剂的活性也会产生变化。对此，对酶处理工艺的研究就显得十分重要。改善生物酶制备工艺，提高生物酶产品质量，从而提升生物酶活性，生产出高质量的纺织产品。例如，大多数颗粒型生物酶都应用了如右图所示的结构，来使得维持较低的含水率，或是稳定生物酶的各种性质。【2】（其中，表面涂层是为了防止粉尘的产生；清除层可以是吸水剂，也可以是酶制剂稳定有害物质的中和材料, 如还原材料, 从而使酶蛋白具有抗氧化保护作用。）（3）对产品强度造成一定量的损失过去有学者详细研究了纤维素酶用量、织物之间的摩擦作用、机械搅拌作用、处理过典型的颗粒型生物酶结构