一种牛仔织物洗水过程中使用的复合纤维素酶制剂以及使纤维原纤化、羊毛化的方法
阅读说明：本技术 一种牛仔织物洗水过程中使用的复合纤维素酶制剂以及使纤维原纤化、羊毛化的方法 (Composite cellulase preparation used in washing process of denim fabric and method for fibrillating and wool-forming fibers ) 是由 刘柱棠 吴凌江 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种牛仔织物洗水过程中使用的复合纤维素酶制剂以及使纤维原纤化、羊毛化的方法,所述复合纤维素酶制剂由德国英联酶制剂公司生产的型号为ECOSTONELT1000、ECOSTONP8000、BIOTOUCHFLX1三种纤维素酶组成,三者的重量比例为3.5～4.5:2.5～3.5:2.5～3.5；所述方法包括退浆工艺、酵磨工艺和碱洗工艺。本发明利用ECOSTONELT1000、ECOSTONP8000、BIOTOUCHFLX1三种纤维素酶之间的协同促进效果,在牛仔洗水过程中可替代火山浮石使用,经处理后能够使牛仔织物上的纱线产生凹凸立体感,在摩擦力的作用下产生深浅不一的洗水效果,从而提升牛仔服装的质量和品质；同时,采用生物活性酶替代火山浮石,可降低成本,缓解环保压力,实现绿色、健康、可持续发展。(The invention discloses a composite cellulase preparation used in a denim fabric washing process and a method for fibrillating and wool-forming fibers, wherein the composite cellulase preparation consists of three cellulases, namely ECOSTONET 1000, ECOSTONP8000 and BIOTOUCHFLX1, which are produced by Germany Union-enzyme preparations, and the weight ratio of the three cellulases is 3.5-4.5: 2.5-3.5; the method comprises a desizing process, a fermentation milling process and an alkali washing process. The invention utilizes the synergistic promotion effect among three cellulases, namely ECOSTONETNELT 1000, ECOSTONP8000 and BIOTOUCHFLX1, can replace pumicite to use in the washing process of the jeans, can enable yarns on the jeans fabric to generate concave-convex stereoscopic impression after being processed, and generate washing effects with different depths under the action of friction force, thereby improving the quality of the jeans wear; meanwhile, the bioactive enzyme is adopted to replace pumicite, so that the cost can be reduced, the environmental protection pressure is relieved, and green, healthy and sustainable development is realized.)
技术领域
本发明涉及牛仔织物洗水加工工艺技术领域，特别是涉及一种牛仔织物洗水过程中使用的复合纤维素酶制剂以及使纤维原纤化、羊毛化的方法。
背景技术
牛仔服装是服装中的一个重要品类，占有重要的一席之地。牛仔服装的质量好坏关键在于洗水加工过程。高档牛仔服装要求防染好、起花好、花纹清晰且具有凹凸立体感。目前采用火山浮石洗水法难以达到高档品质的要求，且重复性不好，批次稳定性不好，成品率低，回修率高。
我国是世界重要的牛仔产品加工基地。目前洗水厂加工牛仔服装需要用到大量的火山浮石以及水、电、气能源和人力资源等，火山浮石洗水过程中被磨成的浮石细粉排入污水处理系统中，进一步增加了环保压力并推高成本，对环境造成一定的污染和破坏。可见现有工艺污染大，能耗高，成本高。
现有工艺大量用水造成水资源浪费，后续工艺排放的污水破坏环境所以又需要大量的污水处理工作。大量使用火山浮石，后续工艺出现大量的石渣石粉，处理难度大。火山石的开采、包装、运输，对环境造成一定的破坏，同时增加大量的碳排放。洗水工艺后期需要大量的人力、物力来处理这些石渣石粉，需要找大量的土地来堆田掩埋，会对生态和环境产生长久的破坏性以及增加碳的排放量。火山浮石90％依赖进口，消耗国家外汇储备，加重洗水行业的成本，使行业竞争力降低。对前期用水和后续污水处理需求量增大，对于用电量的要求也是日益增加，耗电量大导致能源消耗增大；从石头开采、包装、运输、应用、堆田掩埋以及污水处理，需要大量的人力，并破坏和占有大量土地资源。
因此，牛仔服装洗水行业亟需一种新的方法，既能够稳定高效地生产高档优质产品，保持我国在世界牛仔服装加工领域的竞争力，又能够降低碳排放、减轻企业排污和环保压力，节省水电气及人工成本，保持行业绿色、健康、可持续发展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种牛仔织物洗水过程中使用的复合纤维素酶制剂以及使纤维原纤化、羊毛化的方法，所述复合纤维素酶制剂所用的酶种之间具有协同促进作用，可替代火山浮石使用，所述方法稳定性好，成品率高，可使牛仔织物上的纱线产生凹凸立体感，在摩擦力的作用下产生深浅不一的洗水效果，达到高档牛仔织物的品质要求。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种牛仔织物洗水过程中使用的复合纤维素酶制剂，所述复合纤维素酶制剂由德国英联酶制剂公司生产的型号为ECOSTONE LT1000、ECOSTON P8000、BIOTOUCH FLX1三种纤维素酶组成，三者的重量比例为3.5～4.5:2.5～3.5:2.5～3.5。
其中，所述型号为ECOSTONE LT1000的纤维素酶是由对李氏木霉族(Trichodermareesei)进行基因改造制得的纤维素酶。本产品能有效地对以纤维素为原料的织物进行整理，特别适用于以纤维素纤维为原料的织物的后处理阶段。
所述型号为ECOSTON P8000的纤维素酶是对李氏木霉族(Trichoderma reesei)进行基因改造制得的纤维素酶。本产品能有效地对以纤维素为原料的织物进行整理，特别适用于以纤维素纤维为原料的织物的后处理阶段。
所述型号为BIOTOUCH FLX1的纤维素酶是一款纤维素酶，所使用的生产菌株为无致病性真菌，经过基因修饰。该酶制剂对于纤维素材料的性状修饰非常有效，并特别适用于液体洗涤剂配方。
本发明的复合纤维素酶制剂将以上3种型号的纤维素酶结合后，使用时不产生粉尘，且冷温水都适用，可完全或绝大部分替代浮石。主要可应用于棉质牛仔服装的后整理阶段，特别适用于棉质牛仔服装的成衣重酶处理和含氨纶纤维牛仔服装的冷水酶处理。
本发明第二方面在于提供如上所述的复合纤维素酶制剂在牛仔织物洗水过程中的应用。
本发明第三方面在于提供一种利用纤维素酶在牛仔织物水洗过程中使纤维原纤化、羊毛化的方法，包括如下步骤：
(1)退浆工艺：在使用复合纤维素酶制剂处理之前，将牛仔织物退浆处理8～15min，以防止浆斑出现，影响酵磨效果；退浆处理过程中控制pH为5.0～7.5，温度为25～50℃，退浆结束后用水冲洗；
(2)酵磨工艺：加入占牛仔织物重量百分比为0.06～0.3％的复合纤维素酶制剂(可替代100％浮石用量)，对退浆后的牛仔织物酵磨处理20～60min，酵磨处理过程中控制pH为5.0～7.5，水洗温度为25～50℃；所述复合纤维素酶制剂由德国英联酶制剂公司生产的型号为ECOSTONE LT1000、ECOSTON P8000、BIOTOUCH FLX1三种纤维素酶组成，三者的重量比例为3.5～4.5:2.5～3.5:2.5～3.5；
(3)碱洗：酵磨工艺完成后，使用碱性物质对牛仔织物进行碱洗，碱洗结束后用水冲洗，最后将牛仔织物置于50～60℃温度中烘干。
作为上述方案的进一步改进，所述复合纤维素酶制剂的加入量占牛仔织物重量的百分比为0.15～0.25％。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤(2)中，酵磨处理的时间为25～60分钟。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤(1)中，退浆处理过程中控制pH为6.0～6.5；所述步骤(2)中，酵磨处理过程中控制pH为6.0～6.5。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤(1)中，退浆处理过程中控制温度为45～50℃；所述步骤(2)中，酵磨处理过程中控制温度为45～50℃。
作为上述方案的进一步改进，所述步骤(3)中，碱性物质包括洗衣粉、纯碱、烧碱中的一种或多种。
作为上述方案的进一步改进，所述牛仔织物包括靛蓝牛仔、黑色牛仔、白色牛仔或者靛蓝牛仔、黑色牛仔、白色牛仔与弹性纤维混纺面料中的任一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明利用ECOSTONE LT1000、ECOSTON P8000、BIOTOUCH FLX1三种生物活性酶的协同作用效果，将这三种酶应用到牛仔织物洗水加工过程中代替或部分代替火山浮石，使得洗水加工过程可选择不加火山浮石处理，而且经处理后的牛仔织物起花效果突出，织物上的纱线产生凹凸立体感，在摩擦力的作用下产生深浅不一的洗水效果，提升了牛仔服装的质量和品质，同时由于不需要用到火山浮石，可显著降低碳排放，具有节能减排、绿色环保、成本低的优势。
2、本发明方法对纤维素酶或者对牛仔织物的棉纤维降解作用较弱，从而防止出现对棉纤维破坏力过大而导致的服装顶破力不达标的问题，同时精心筛选了3种酶种制成复合纤维素酶制剂，既能够有效降解牛仔织物表面的棉纤维达到所需的酵磨效果，又不会过度分解破坏织物的强度，经本发明方法处理后成品率高。
3、本发明的复合纤维素酶制剂在使用时可以不用升温，在室温(约25℃)至50℃的宽广温度范围内均可高效稳定作用，操作便捷，效果稳定。
4、本发明方法具有高度的可重现性和可靠性，处理过后的高对比度效果稳定，重复性好。
附图说明
图1是经本发明实施例1处理后牛仔服饰的起花效果图；
图2是经传统浮石酵磨工艺处理后牛仔服饰的起花效果图；
图3是经本发明实施例1与传统浮石酵磨工艺分别处理后牛仔服饰的抗回染效果图；
图4是经本发明实施例1与传统浮石酵磨工艺分别处理后牛仔服饰的另一抗回染效果图；
图5是经ECOSTONE LT1000、ECOSTON P8000、BIOTOUCH FLX1三种酶处理后的牛仔服饰效果图；
图6是经ECOSTONE LT1000酶单独处理后的牛仔服饰效果图；
图7是经ECOSTON P8000酶单独处理后的牛仔服饰效果图。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种利用纤维素酶在牛仔织物洗水过程中使纤维原纤化、羊毛化的方法，包括如下步骤：
(1)退浆工艺：将牛仔织物退浆处理10min，退浆处理过程中控制pH为5.0，温度为25℃，退浆结束后用水冲洗；
(2)酵磨工艺：加入占牛仔织物重量百分比为0.06％的复合纤维素酶制剂，对退浆后的牛仔织物酵磨处理60min，酵磨处理过程中控制pH为5.0，水洗温度为25℃；
(3)碱洗：酵磨工艺完成后，使用碱性物质对牛仔织物进行碱洗，碱洗结束后用水冲洗，最后将牛仔织物置于50℃温度中烘干。
本实施例中所用复合纤维素酶制剂由德国英联酶制剂公司生产的型号为ECOSTONE LT1000、ECOSTON P8000、BIOTOUCH FLX1三种纤维素酶组成，三者的重量比例为3.5:2.5:2.5。
实施例2：
一种利用纤维素酶在牛仔织物洗水过程中使纤维原纤化、羊毛化的方法，包括如下步骤：
(1)退浆工艺：将牛仔织物退浆处理8mi n，退浆处理过程中控制pH为6.5，温度为45℃，退浆结束后用水冲洗；
(2)酵磨工艺：加入占牛仔织物重量百分比为0.18％的复合纤维素酶制剂，对退浆后的牛仔织物酵磨处理40mi n，酵磨处理过程中控制pH为6.5，水洗温度为45℃；
(3)碱洗：酵磨工艺完成后，使用碱性物质对牛仔织物进行碱洗，碱洗结束后用水冲洗，最后将牛仔织物置于55℃温度中烘干。
本实施例中所用复合纤维素酶制剂由德国英联酶制剂公司生产的型号为ECOSTONE LT1000、ECOSTON P8000、BIOTOUCH FLX1三种纤维素酶组成，三者的重量比例为4.5:3.5:3.5。
实施例3：
一种利用纤维素酶在牛仔织物洗水过程中使纤维原纤化、羊毛化的方法，包括如下步骤：
(1)退浆工艺：将牛仔织物退浆处理15min，退浆处理过程中控制pH为7.5，温度为50℃，退浆结束后用水冲洗；
(2)酵磨工艺：加入占牛仔织物重量百分比为0.3％的复合纤维素酶制剂，对退浆后的牛仔织物酵磨处理20min，酵磨处理过程中控制pH为7.5，水洗温度为50℃；
(3)碱洗：酵磨工艺完成后，使用碱性物质对牛仔织物进行碱洗，碱洗结束后用水冲洗，最后将牛仔织物置于60℃温度中烘干。
本实施例中所用复合纤维素酶制剂由德国英联酶制剂公司生产的型号为ECOSTONE LT1000、ECOSTON P8000、BIOTOUCH FLX1三种纤维素酶组成，三者的重量比例为4:3:3。
对比例1：
对比例1与实施例1相同，不同之处在于：所用的纤维素酶为德国英联酶制剂公司生产的型号为ECOSTONE LT1000的纤维素酶。
对比例2：
对比例2与实施例1相同，不同之处在于：所用的纤维素酶为德国英联酶制剂公司生产的型号为ECOSTON P8000的纤维素酶。
对比例3：
对比例3与实施例1相同，不同之处在于：所用的纤维素酶为德国英联酶制剂公司生产的型号为BIOTOUCH FLX1的纤维素酶。
效果实施例1：
将经实施例1所述方法处理后的牛仔服饰与经传统浮石酵磨工艺处理后的牛仔服饰进行对比，(前者复合纤维素酶制剂的用量为2～3g/一件裤子或衣服，后者浮石的用量为1～7包浮石/缸布，并配合传统酶制剂(酵素粉/水))。如图1、图2所示，由图1、图2可以看出，经实施例1所述方法处理后的牛仔服饰可以达到重石磨(600磅的水洗机6包以上石头用量)的起花效果，其光泽度、立体感好，且布面比较干净，颜色亮丽。而经传统浮石酵磨工艺处理后的牛仔服饰布面比较凌乱，且由于石粉会粘在布料表面和内部，导致布料的表面不干净。同时，经实施例1所述方法处理后的牛仔服饰的顶破力和撕拉力比经传统浮石酵磨工艺处理的牛仔服饰高7％～15％，而且降低了对弹力布回弹力的损伤。对于薄的弹力布回弹力只损伤6％～10％，中等厚度弹力布的回弹力损伤3％～5％，厚的弹力布回弹力损伤1％～3％；而传统浮石酵磨工艺容易损伤弹力布的回弹力，且损伤程度比实施例1明显要高，体现在传统浮石酵磨工艺对薄的弹力布回弹力损伤30％～50％；对中等厚度的弹力布回弹力损伤20％～35％；对厚的弹力布回弹力损伤15％～22％。除此之外，实施例1所述方法优化了退浆工艺，由于使用了ECOSTONE LT1000、ECOSTON P8000、BIOTOUCH FLX1复合纤维素酶制剂，在退浆工艺中不需要使用碱剂(洗衣粉和烧碱等)，具有绿色环保的优势，而传统浮石酵磨工艺在退浆时需要添加洗衣粉(洗衣粉内含高纯碱)、烧碱等，后期污水中会含有大量碱剂，对污水处理要消耗大量的酸，若直接排放将造成土地长期盐碱化，对环境造成破坏。
另外，如图3、图4所示，经实施例1所述方法处理后的牛仔服饰的抗回染效果明显优于传统浮石酵磨工艺，具体表现为：实施例1去除了纤维内的天然色素、灰尘、杂质和细小纤维等，从而让布面干净、亮丽，有光泽。抗回染(回粘)效果出色，同时可以降低防染膏的用量，减少污染，有利于环保(图3中左边为经实施例1处理后的牛仔服饰，右边为经传统浮石酵磨工艺处理后的牛仔服饰)。而传统浮石酵磨工艺则需要使用大量的防染膏，防染膏主要成分为聚酯类、分散剂和表面活性剂等化学品，会对环境造成一定的污染，并且不能完全有效去除纤维内的杂质、灰尘、色素、细小纤维等。牛仔布是经纱染色，经过酵磨会掉色和导致细小纤维脱落，回粘到没有经过染色的纬纱、口袋布、商标上，对产品的质量造成影响(图4中左边为经传统浮石酵磨工艺处理后的牛仔服饰，右边为经实施例1处理后的牛仔服饰)。
效果实施例2：
将经实施例1所述方法处理后的牛仔服饰分别与经对比例1、2、3处理后的牛仔服饰进行比较，发现经对比例1处理后的牛仔服饰起花效果强，在布的表面起花，立体感、层次感强，但生物抛光性和洁净度较差；经对比例2处理后的牛仔服饰生物抛光性好，其去除了服饰表面的毛羽，去除了死棉，同时去除了浮色，提高了布面的光泽度，但起花效果和洁净度较差；经对比例3处理后的牛仔服饰洁净度较好，其去除了天然色素和纤维内的灰尘、杂质，让布面亮丽，提高了光泽度，但生物抛光性和起花效果较差。经实施例1处理后的牛仔服饰不仅去除了毛羽，去除了死棉，去除了浮色，而且起花效果更强，在布的表面起花，立体感、层次感更强，同时去除了天然色素和纤维内的灰尘、杂质，让布面亮丽有光泽度。
发明人发现，如图5～图7所示，同时使用ECOSTONE LT1000、ECOSTON P8000、BIOTOUCH FLX1三种酶的综合效果比单独使用其中一种酶的各项效果均更好，比如同时使用ECOSTONE LT1000、ECOSTON P8000、BIOTOUCH FLX1三种酶后，其起花效果比单独使用ECOSTONE LT1000的起花效果更好，生物抛光性比单独使用ECOSTON P8000更好，洁净度比单独使用BIOTOUCH FLX1更好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。