【集萃網(wǎng)觀察】 傳統(tǒng)牛仔布是用靛藍染料染色的經(jīng)紗和本色的緯紗交織而成的。隨著人們審美觀念的變化，對牛仔布的外觀提出了特殊要求，利用靛藍染料的環(huán)染及濕摩擦牢度差的特點，通過特殊的水洗方法剝除部分染料，使之均勻脫色或局部褪色而獲得“石磨藍”效果，以達到返舊的外觀，返舊外觀是衡量牛仔布外觀品質(zhì)的一個重要內(nèi)容。最初人們采用石磨的方法，但在使用浮石時，會造成斷紗、下擺斷邊等損壞，更會產(chǎn)生由于浮石等磨碎的石子或砂粒，殘留于牛仔服裝的里面或口袋中甚至洗滌裝置中等問題.1986年，意大利Life公司提出“化學洗滌”的工藝，該法是將氧化劑（NaCl0或KMr104）滲入浮石中，用轉(zhuǎn)鼓洗滌，在牛仔服裝表面呈現(xiàn)出雪花狀白斑，使其具有水洗風格，但由于使用高濃度氧化劑會引起牛仔布泛黃、脆化、勞動保護不利等問題.1988年，人們嘗試使用纖維素酶進行“生物洗滌”，同樣可獲得石磨洗滌的效果。
目前應用的纖維素酶大多為中性纖維素酶或酸性纖維素酶，適度酶洗賦予織物獨特光澤和柔軟手感且不會引起織物強力的過度損傷，同時，減輕了磨石對設(shè)備的磨損，增加了設(shè)備處理能力，提高了生產(chǎn)效率，且生物酶可降解，污水易處理，利于環(huán)保。所以，纖維素酶在靛藍牛仔布返舊整理中已得到廣泛應用，到1998年，就已有約80%的牛仔布水洗利用纖維素酶。 1、纖維素酶的作用原理和性質(zhì) 纖維素酶是一種復合酶，可從多種微生物、植物和動物中提取。據(jù)研究，纖維素酶至少含有3種成分的酶：可任意切斷纖維素分子中-1，4-糖苷鍵的內(nèi)切一葡聚糖酶（EG）；從沒有還原基末端開始切斷-1，4-糖苷鍵成纖維二糖�；耐馇幸黄暇厶敲福–BH）；將纖維素二糖分解成葡萄糖的-葡萄糖苷酶（BG）。也有人將可以催化水解纖維素衍生物而很難單獨作用于結(jié)晶纖維素的酶稱為C酶，即上述的EG酶；將從纖維素的非還原端開始分解成纖維素二糖，與C，酶共存時能破壞纖維素結(jié)晶部分的酶稱為Cl酶，即上述的CHB酶；將可以使纖維素二糖分解成葡萄糖的酶稱為纖維素二糖酶，即BG酶。纖維素分子是由1，4--葡萄糖鍵連接而成的高分子化合物。纖維素纖維由結(jié)晶區(qū)（定形）和非結(jié)晶區(qū)（無定形）組成，水分子易進入非結(jié)晶區(qū)形成氫鍵，使纖維素充分膨化，纖維素酶易通過細孑L并吸附在表面產(chǎn)生作用。結(jié)晶區(qū)的纖維素分子排列整齊，結(jié)構(gòu)緊密，纖維素酶不容易進入內(nèi)部。纖維素酶的作用機制到目前都還沒有完全弄清楚，除了各組分的分解作用，有許多研究顯示各組分還有協(xié)同作用，日本的HirosukeTatsumi等人通過安培生物傳感器分析了纖維二糖酶水解結(jié)晶區(qū)纖維的動力學，指出它可直接連續(xù)地觀察到水解情況，甚至是在濃的纖維素懸浮液中嘲，這為以后纖維素水解機理的研究提供了便利。 纖維素酶水解作用大體可分為： （1）酶分子從水相轉(zhuǎn)移到纖維表面； （2）酶分子與纖維表面結(jié)合，形成E+S復合物； （3）把水分子轉(zhuǎn)移到酶與底物復合物的激活位點； （4）在酶與底物的復合物催化下，水與纖維的接觸表面發(fā)生反應； （5）生成的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到水相中。纖維素酶根據(jù)最適pH值可分為中性纖維素酶和酸性纖維素酶，酸性纖維素酶的最適pH值為4.5~5.5，溫度為45~55℃；中性酶的最適pH值為5.5~8.0，溫度為50~60℃。酸性纖維素酶一般來自TrichodermaReesei，它包含2種CBH酶（CBH I和CBHⅡ），至少5種EG酶（EG I、EGⅡ、EGⅢ、EGⅣ、EG V）。研究顯示：CBH I酶蛋白含量為60%，CBHⅡ約為20%，作為最重要的內(nèi)切酶EGI和EGⅡ，它們的含量在酶蛋白中占10%.中性纖維素酶主要由Humicola insolens制得。工業(yè)上應用的纖維素酶主要有液體、顆粒、粉末形式，固體酶比液體酶有更長的貨架期。 2、纖維素酶在紡織品返舊整理中的應用 纖維素酶作為一種高效生物催化劑，因具有可降解性及對織物產(chǎn)生可控的整理而廣泛應用于紡織行業(yè)其中，牛仔布的返舊整理最成功。 直到1980年左右，所有提供給消費者的勞動布牛仔服都是傳統(tǒng)的深藍色外表，通過一定階段的穿著和反復水洗后，這種產(chǎn)品會褪色，看上去比原先的風貌更具吸引力，這種磨損的效果主要是通過用浮石去除表面的靛藍染料獲得的。石洗的主要問題是消耗的浮石在廢水缸里沉積了大量污泥，這些污泥必須與廢水相分離，并且去除掉。 纖維素酶取代或減少了石塊的使用，這種酶作用在棉紗上促使靛藍染料從紗線表面褪去。纖維素酶破壞紗線表面的纖維，同時使靛藍層疏松，比機械磨損更易去除染料。商用纖維素酶是內(nèi)切葡聚糖酶、纖維二糖水解酶和纖維二糖酶的混合物。內(nèi)切葡聚糖酶隨機破壞纖維素，并水解中間的糖苷鍵；而纖維二糖水解酶從纖維素酶鏈的兩端去除末端纖維二糖殘余物，水解纖維二糖成葡萄糖。因此，纖維素酶可改善纖維素纖維織物的表面特性，獲得良好的手感和外觀，同用纖維素酶代替石洗可減少對洗衣機和衣物的破壞，無石洗產(chǎn)生的廢棄物，改善了廢水質(zhì)量，也不需用大量水沖洗衣物表面的污物，減輕了廢水負荷。 3、酶洗存在的問題及解決措施 3.1返沾色 纖維素酶洗過程中從織物表面去除的靛藍染料，會再次沉積到服裝背面、內(nèi)袋及織物白色部分，給出較淺的藍色背景，這種現(xiàn)象被稱為返沾色。資料顯示，纖維素酶蛋白的性質(zhì)是影響靛藍返沾色的真正原因，而纖維素酶洗過程中的pH值只是間接影響返沾色的程度。為了有效地減少返沾色，獲得希望色澤對比度，可分別采取以下措施： （1）纖維素酶方面，纖維素酶按功效可分為活性區(qū)域和結(jié)合區(qū)域（即CBD），活性區(qū)域是反應區(qū)域，而CBD只起到纖維素酶與其他分子結(jié)合的作用。酶蛋白是否與纖維結(jié)合（游離與否），決定了纖維素酶蛋白與靛藍間的作用，進而影響返染效果，若纖維結(jié)合的蛋白多，則返染程度深；若纖維結(jié)合的蛋白少，則返染程度淺。為了減輕纖維素酶蛋白在纖維素表面的吸附狀態(tài)，可考慮分離純化多組分酶系，提取專一組分酶，減少無效酶蛋白的吸附；將纖維素酶的CBD和酶的活性核分離，或改變纖維素酶的組成，利用基因工程技術(shù)，選育一些菌種，使之產(chǎn)生的纖維素酶中EG含量高，或者能生產(chǎn)一種纖維素酶，它既能保持水解纖維素的能力，又沒有CBD結(jié)構(gòu)，以達到減少返沾色的目的。 （2）染料分散方面，可加入一定量的靛藍染料分散劑，因其具有形成膠束的能力，能溶解靛藍染料，從而促進返沾色的去除。而加入靛藍染料分解酶——漆酶，再配合特定的介質(zhì)ABTS、1一羥基苯并三唑（HOBT）或4-羥基苯磺酸（PHBS）等，可有效地將靛藍氧化成無色物質(zhì)，減少返沾色。 3.2織物表面的條花 牛仔布酶洗是為獲得不均勻的“雪花”效果，而非不規(guī)則的條痕。但在實際酶洗過程中（特別是處理厚重織物時），如果在退漿時厚重織物缺乏柔韌性已形成皺紋，在后續(xù)工藝中再經(jīng)過度磨蝕則易形成條花，因此，應提高退漿處理效率，添加滲透劑，調(diào)節(jié)浴比，適當提高工作液濃度或延長退漿時間，使織物在退漿時有效軟化。為減少條花，還需控制好酶洗時的浴比，以免織物與工作液不能充分接觸，部分織物暴露在處理液外部，與設(shè)備直接摩擦產(chǎn)生條痕，同理，要控制好一次酶洗服裝的負荷量和洗滌機轉(zhuǎn)速，使織物得到充分的酶洗，減少與機器磨損造成的織物表面條花。 3.3重現(xiàn)性 酶整理織物效果的重現(xiàn)性與酶處理液pH值有關(guān)，酸性纖維素酶處理pH值的適用范圍窄，pH值變化0.5就會引起20%~30%的酶活性變化。一般酶處理中，經(jīng)常使用醋酸一醋酸鈉作為酶處理的pH緩沖劑，因為它比較穩(wěn)定且使用方便。但據(jù)有關(guān)報道，在HAc-NaAc緩沖體系下，pH值的變動會給纖維素酶的活力帶來較大的影響，而在酶洗激活劑RJ-6體系，pH值的變動不會更大地影響纖維素酶的活力。因此，選用適合的pH緩沖劑是獲得良好重現(xiàn)性的一種途徑。另外，在試驗過程中應避免使用高濃度酶處理，且將溫度嚴格控制在酶的最適溫度范圍內(nèi)。在纖維素酶處理過程中，還易出現(xiàn)色光變化及過度的強力損失等問題。雖然目前的處理工藝中仍然存在一些問題，但通過對纖維素酶制劑的改進以及服裝水洗工藝的優(yōu)化，一定會逐步解決上述問題。 4、紡織品酶洗工藝的控制 紡織品酶洗的一般步驟：退漿牛仔服裝投入水洗機-放水至適當水位，加入浮石、膠球加防染劑一開機運轉(zhuǎn)升至適合溫度_+調(diào)整或檢查pH值-+加入酵素_磨洗一定時間，對照樣板÷放水至較高液面，升至60C以上（加純堿滅活）_次氯酸鈉或雙氧水輕漂洗÷水洗÷其他工藝（如套色等）過柔軟劑。牛仔服裝酶洗前要經(jīng)過退漿處理，處理不好會直接影響后整理。不同牛仔面料的退漿溫度要求不同，例如，彈力牛仔一般不能超過55℃，否則會造成彈力損失；非彈力牛仔則可以達到70℃。退漿的浴比一般控制在1:20，酶洗浴比1:20也較優(yōu)。浴比過高浪費水資源、增加升溫能耗和水處理費用；但浴比太低時水位過低，衣物潤濕不勻，容易引起水線，導致色花、色斑的產(chǎn)生，破壞整理效果，酶洗溫度一般控制在45~50℃，溫度太低，酶過于穩(wěn)定，不能充分發(fā)揮催化作用；溫度太高，酶的活力就高，織物強力損傷大，同時給工藝控制帶來難度。對返染要求不高的服裝可選用酸性纖維素酶，酸度控制在酶作用的最佳效果，即pH值4.5~5.5。如果要求淺色和起花更快，將pH值調(diào)至4.0~5.0，在適當?shù)娜跛釛l件下，染料與棉纖維的親和力較低，而纖維素酶又能夠很好地發(fā)揮其活性，從而達到較快的效果。中性纖維素酶（pH值6~8）較酸性纖維素酶整理效果好，防沾色效果優(yōu)良，對織物損傷小，因此，進行高檔棉織物整理時，選擇中性纖維素酶比較理想。 胡葉碧等人通過長期與水洗廠的合作實踐，總結(jié)出根據(jù)不同面料和款式要求，采用不同種類纖維素酶處理的工藝（見表1）。 來源：互聯(lián)網(wǎng)
