棉針織物拋光整理纖維素酶自動輸出模型的建立

李榮龍 ，王連軍

（1.湖南工程學院化學化工學院，湖南湘潭 411104；2.東莞德永佳紡織制衣有限公司，廣東東莞 523130）

隨著人們生活水平的提高，服裝消費者除對面料內在指標的要求更加嚴格，對外觀質量也提出了更細的要求，布面質量除顏色要均勻外，光澤、紋路、平整度、手感等方面也提出了不同要求。棉或棉混紡織物使用一段時間后，會發灰、起絨毛；因為棉纖維上有許多微原纖，在織造和整理過程中，微原纖被暫時壓了下去，一經使用，微原纖又從纖維上向外伸展，并夾住了許多污物粒子、油跡等，使織物失去原有的色澤而變灰暗；再經過一段時間的摩擦，服裝表面會出現球粒，服裝外觀變舊。

在實際生產過程中，影響毛羽的因素較多，對毛羽的控制也較難。纖維素酶是一種用纖維素酶改善纖維素纖維制品表面光潔程度的處理工藝，經過該工藝處理的織物能達到抗起毛起球的效果，織物的光潔度和柔軟度也能得到顯著提升。生物拋光酶的作用是顯著降低纖維分解的活化能，加快纖維素分解的速率，弱化微纖基端，然后靠機械沖擊力的作用使細微纖維與織物分離，生物拋光給予織物持久的整理效果，使用的酶劑是天然蛋白質，具有可完全生物降解、對環境污染小的特點。

根據經驗分析，影響纖維素酶拋光效果的因素包括纖維素酶活度、纖維素酶用量、拋光溫度、拋光時間、浴比、織物厚度等，通過研究中型纖維素酶Z-11的最佳使用工藝，建立纖維素酶質量濃度輸出模型，規范纖維素酶的用量標準。

1 實驗

1.1 材料

織物：20S/1 精棉環錠紡平紋布，30S/1 精棉環錠紡平紋布，40S/1精棉環錠紡平紋布。助劑：中性纖維素拋光酶Z-11。

設備：立信ALLFIT10高溫高壓溢流噴射染色機。

1.2 實驗流程

研究各影響因素與纖維素拋光酶質量濃度的數學關系→建立獨立纖維素拋光酶質量濃度輸出數學模型→驗證數學模型。

1.3 評價標準

根據織物表面毛羽的長短濃密程度，設立評級標準如圖1所示。1級：長短毛濃密；2級：長毛稀疏，短毛濃密；3級：長短毛稀疏；4級：長毛無，短毛稀疏；5級：表面光潔無毛。長毛為長度大于或等于2 mm 的纖維茸毛；短毛為長度小于2 mm的纖維茸毛。

2 結果與討論

2.1 溫度、纖維素酶質量濃度與時間的關系

纖維素酶為生物蛋白酶，只在一定范圍的溫度、pH 條件下具有活性，分解纖維素纖維，達到拋光效果，本實驗所用纖維素酶的最適pH 為6～7，設計實驗及毛羽等級差見表1。

表1 不同溫度、纖維素酶質量濃度對毛羽的改善等級

由表1可知，在40 ℃、纖維素酶質量濃度相同時，隨著加工時間的延長，毛羽逐漸變好；相同的加工時間，隨著纖維素酶用量的增加，毛羽改善明顯；但質量濃度較低時，毛羽改善提升較小，且質量濃度達到一定水平時，毛羽雖有更大的改善，但改善不明顯。在50 ℃時，隨著加工時間的延長，毛羽改善仍然很明顯；在相同加工條件下，隨著纖維素酶用量的增加，毛羽改善明顯，用量大到一定程度時，改善程度不明顯。在60 ℃時，毛羽的改善趨勢基本與50 ℃條件下相同，但相同用量及相同加工時間會好于50 ℃。

2.2 拋光浴比對毛羽的影響

由于在實際生產中，經常會因生產設備不同或載量不同等原因，浴比有較大的波動，因此，需要研究浴比在纖維素酶拋光整理中的影響。由表2可知，由序號1、序號2和序號4得出，當纖維素酶質量濃度不變時，隨著浴比的增大，纖維素酶對纖維的作用效果越好；由序號1和序號3可知，當按織物質量計算纖維素酶的用量時，隨著浴比的增大，拋光效果會變差。

表2 不同浴比對毛羽的影響

2.3 不同支數對毛羽的影響

由于大貨生產是服務于客戶，客戶的需求千變萬化、多種多樣，因此，在實際生產中有各種支數的紗線在生產，纖維素酶對不同支數紗線的拋光效果也需要考慮。由表3可知，在相同質量濃度纖維素酶的作用下，隨著紗線支數變大，毛羽級別差越來越大，說明隨著紗線變細，纖維素酶的拋光作用越明顯。

表3 不同支數對毛羽的影響

2.4 回歸分析

根據以上數據，用電腦EXCEL進行回歸分析，得出數據見表4。查表得：F0.01（5，56）＝3.119，因為F＞F0.01（5，56），所建立的回歸方程是高度顯著。回歸方程為：C質量濃度=-0.028 32×支數-0.063 07×浴比-0.033 55×溫度-0.604 51×時間+0.620 681×毛羽級別差+3.454 898。

表4 回歸分析數據

2.5 纖維素拋光酶輸出模型驗證

為驗證纖維素酶質量濃度輸出模型的準確性，從工廠隨機抽取需做拋光的訂單，評價煮布后毛羽等級與客戶來樣毛羽等級，用纖維素酶質量濃度輸出公式計算質量濃度，結果見表5。由表5可知，按照纖維素酶質量濃度輸出公式計算的質量濃度應用于實際生產，成品能夠達到客戶要求，部分布類有0.5級偏差，可接受。

表5 纖維素酶質量濃度輸出驗證

3 結論

經過對影響纖維素酶拋光效果的各因素進行研究，最終得出纖維素酶質量濃度輸出公式，經過驗證，此公式基本符合實際生產要求，具有一定的可行性，可指導工場實際生產。