濕紡亞麻紗的生化聯合處理工藝

張 毅， 徐亞軍， 郁崇文

(1. 浙江工業職業技術學院， 浙江 紹興 312000； 2. 江蘇省紡織產品質量監督檢驗研究院， 江蘇 南京 210007；3. 東華大學 紡織學院， 上海 201620)

濕紡亞麻紗的生化聯合處理工藝

張 毅1， 徐亞軍2， 郁崇文3

(1. 浙江工業職業技術學院， 浙江 紹興 312000； 2. 江蘇省紡織產品質量監督檢驗研究院， 江蘇 南京 210007；3. 東華大學 紡織學院， 上海 201620)

為解決濕紡亞麻紗條干均勻度差，成紗粗硬，織造易斷頭等問題，探討了一種濕紡紗的生化聯合處理工藝，即先通過NaOH/尿素溶液改性，再經漆酶/酸性木聚糖酶復合處理工序，研究其對亞麻紗線性能的影響。結果表明，在NaOH/尿素溶液改性中，最優工藝參數即NaOH用量為6.5%(o.w.f)，復合酶處理中漆酶用量為4.0%(o.w.f)，酸性木聚糖酶用量4.5%(o.w.f)，處理溫度50 ℃，處理時間90 min下，處理后的亞麻紗較原紗條干CV值提升41%，毛效提升134%，斷裂伸長率提升95.8%。改善了亞麻紗的物理機械性能，為亞麻紗的織造工序創造一定的條件。

亞麻紗； 漆酶； 酸性木聚糖酶； 生化聯合處理

Abstract The flax yarn spun with wet spinning process is poor in evenness, high in stiffness, and easy to be broken during weaving. In order to solve the problems, a biochemistry treatment process was used to discuss the influence on the properties of flax yarns. The yarns were first modified with NaOH/urea solution, and then treated withd laccase/ acid xylanase compound enzyme. The results indicate the optimum technology parameters as followed. The dosage of NaOH is 6.5%(o.w.f) in the modification of NaOH/urea solution, the dosage of compound enzyme are separate laccase 4.0%(o.w.f) and acid xylanase 4.5%(o.w.f) in compound enzyme process, the treatment temperature is 50 ℃, and the time is 90 min. Under this biochemical treatment process, the yarn evenness CV increases 41%, capillary effect increases 134%, and the elongation at break increases 95.8%.The physical and mechanical properties are improved significantly. It can create a certain condition for the weaving of flax yarns.

Keywords flax yarn; laccase; acid xylanase; biochemical treatment

亞麻織物具有吸濕透氣性佳，穿著舒適涼爽,挺括自然等風格，愈來愈受到消費者親昧[1-2]。當前國內麻紡廠大多采用濕紡成紗方式，一般可紡24～36 Nm[3-4]，不僅成紗支數低，紗線剛度大，且毛羽較多，條干均勻度差；使其在絡筒和織造過程中易出現斷頭和布面破洞等質量問題[5-6]，嚴重制約了亞麻紗線的應用范圍。對亞麻紗線進行一定的工藝處理，以達到更好地去除膠質、降低剛度、提高條干均勻度的目的，是近年來亞麻紗線的研究方向[7]。

本文采用生化聯合的方式處理濕紡亞麻紗，即先經NaOH/尿素溶液改性處理，再經漆酶/酸性木聚糖酶復合處理，研究了堿改性處理時NaOH用量、漆酶用量、酸性木聚糖酶用量、處理溫度、處理時間對亞麻紗性能的影響，對影響因子設計優化試驗，并擬定出最優的生化聯合處理工藝方案。

1 試驗部分

1.1 試驗材料與試劑

濕紡亞麻紗，36 Nm。

化學試劑：氫氧化鈉(NaOH)、濃硫酸(H2SO4)、尿素(CO(NH2)2)、滲透劑JFC，以上試劑均為化學純。

生物酶制劑：漆酶，諾維信(中國)有限公司提供；酸性木聚糖酶，寧夏和氏璧生物技術有限公司提供。2種酶制劑適用pH值為4.0～5.5，溫度為50～60 ℃。

1.2 試驗儀器

YG061型電子單紗強力試驗儀，萊州市電子儀器有限公司；YG871毛細管效應測試儀，南通宏大實驗儀器有限公司；WSB2數字白度計，上海昕瑞儀器儀表有限公司。

1.3 生化聯合處理工藝

生化聯合處理工藝流程為：濕紡亞麻紗→NaOH/尿素溶液改性→酸洗→水洗→漆酶/酸性木聚糖酶復合處理→沸水失活→水洗→烘干。

NaOH/尿素溶液改性工藝條件為：NaOH用量4.5%～8.5%(o.w.f)，CO(NH2)2用量3.5%(o.w.f)，滲透劑JFC用量2%(o.w.f)，溫度90 ℃，時間50 min，浴比1∶10。

酸洗工藝條件為：H2SO4質量濃度0.8 g/L，室溫處理5 min，浴比1∶20。

漆酶/酸性木聚糖酶復合處理條件為：漆酶用量3.0%～5.0%(o.w.f)，酸性木聚糖酶用量2.5%～4.5%(o.w.f)，溫度50～60 ℃，時間90～180 min，pH值5.0。

1.4 性能測試

質量損失率的計算方法見下式。

W=(1-M2/M1)×100%

式中M1、M2分別代表處理前后紗線的質量。

按照GB/T 3916—2013《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定(CRE法)》測試斷裂強力，夾距500 mm，預加張力0.05 cN/dtex,拉伸速度500 mm/min。

按照FZ/T01071—2008《紡織品 毛細效應試驗方法》進行毛效測試，將處理后的紗線剪成30 cm長，在離底端1 cm處做標記，用毛細管效應測試儀測試30 min時的芯吸高度[8]。

按照GB/T 17644—2008《紡織纖維白度色度試驗方法》進行白度測試，同一紗線在不同部位測試4次，取平均值[9]。

2 結果與討論

2.1 NaOH用量單因子試驗

由于堿對纖維素纖維具有一定的溶脹作用，能去除亞麻紗線中的部分膠質，選擇1.3小節的工藝條件進行單因子試驗，表1示出該工藝條件處理后亞麻紗線的質量損失率、斷裂強力、毛效、白度隨NaOH用量的變化情況。

表1 NaOH用量對亞麻紗線前處理效果的影響

表1表明，隨著NaOH用量的逐步增加，質量損失率、毛效、白度均呈逐步上升趨勢，斷裂強力卻逐步下降。原因在于隨著NaOH用量的增加，亞麻紗線逐步溶脹，亞麻紗線中的部分膠質被溶解去除，質量損失率、毛效值增加，白度改善；同時溶脹使得亞麻紗線中纖維間的抱合力下降，纖維斷裂強力逐步下降。當NaOH用量大于6.5%時，質量損失率、毛效和白度增加趨緩，此時由于亞麻纖維內部的聚合度急劇下降導致亞麻紗線的斷裂強力損傷嚴重。因此，選擇NaOH用量為6.5%(o.w.f)。

2.2 漆酶/酸性木聚糖酶復合處理優化設計

選取1.3小節的工藝條件(NaOH用量6.5%)處理亞麻紗線，以漆酶用量(A)、酸性木聚糖酶用量(B)、處理溫度(C)、處理時間(D)為四因子，設計L9(34)正交試驗[10]，以質量損失率、斷裂強力、毛效、白度作為評定指標，相應的因子水平表見表2。表3為正交試驗設計表與結果分析。對表3的試驗數據進行方差分析，結果見表4～7。

表2 因子水平表

表3 正交試驗設計表與結果分析

表4 質量損失率的方差分析表

表5 斷裂強力的方差分析表

表6 毛效的方差分析表

表7 白度的方差分析表

方差分析表明：漆酶用量、酸性木聚糖酶用量對4個評定指標均為顯著，處理時間均不顯著，處理溫度只對毛效指標顯著。

由表3可知，對質量損失率、斷裂強力、毛效影響程度主次為A>B>C>D，對于白度則為A>B>D>C；從各評定指標的K值分析最佳處理效果：質量損失率為A3B3C1D1，斷裂強力為A1B1C2D1，毛效為A3B3C1D3，白度為A3B3C3D1。

斷裂強力的K值在A3時最低，僅為440，強力損傷大，對后續織造工序不利，故選擇A2，B3時斷裂強力為508，同時對質量損失率、毛效、白度均為最佳，故選擇B3；C對于毛效顯著，且C1時毛效最佳，故選擇C1，D對4個評定指標均不顯著，考慮能耗和效率，選擇D1。綜合分析評定，最優方案選為A2B3C1D1。對該方案進行驗證試驗，結果見表8。

表8 驗證試驗

驗證試驗確認了A2B3C1D1為最優處理方案，即漆酶用量為4.0%(o.w.f)，酸性木聚糖酶用量為4.5%(o.w.f)，處理溫度為50 ℃，處理時間為90 min。

2.3 性能對比

將上述最優方案處理的亞麻紗線與未經任何處理的濕紡亞麻原紗進行性能對比，結果如表9所示。

表9 生化聯合處理與未處理亞麻紗線的性能對比

表9表明，生化聯合工藝處理后亞麻紗線在斷裂伸長率、毛效和條干CV值方面均有改善，其中條干CV值提升41%，毛效提升134%，斷裂伸長率提升95.8%，此外白度亦有提升。

3 結 語

1)濕紡亞麻紗生化聯合處理方案的具體工藝流程為：濕紡亞麻紗→NaOH/尿素溶液改性→酸洗→水洗→漆酶/酸性木聚糖酶復合處理→沸水失活→水洗→烘干。

2)在NaOH、CO(NH2)2、滲透劑JFC作用下，對亞麻紗線中的膠質具有一定的溶脹作用，進一步提升了白度。

3)漆酶/酸性木聚糖酶復合處理可改善亞麻紗的條干CV值、毛效、斷裂伸長率等性能。

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Biochemical treatment on wet spinning flax yarn

ZHANG Yi1, XU Yajun2, YU Chongwen3

(1.ZhejiangIndustryPolytechnicCollege,Shaoxing,Zhejiang312000,China;2.JiangsuTextilesQualityServicesInspectionTestingInstitute,Nanjing,Jiangsu210007,China;3.CollegeofTextiles,DonghuaUniversity,Shanghai201620,China)

10.13475/j.fzxb.20141203404

2014-12-20

2015-07-21

張毅(1985—),男,講師,碩士。主要從事麻類纖維脫膠與產品開發工作。E-mail:zhangyi851009@sina.com。

TS 102.221

A