棉织物生物化学法超柔软整理的研究
摘要
在本课题中，主要对薄型棉织物柔软性(舒适性)方面的整理进行了研究和探讨，利用生物化学法——纤维素酶整理及化学柔软剂整理相结合的方法对棉织物进行超柔软整理，提高棉织物的手感，改善织物的舒适性。现有的研究发现，纤维素酶整理和化学柔软剂整理这两种整理方法都各自存在不同的弊端，但如果把这二者结合起来，就可以弥补彼此的不足之处——纤维素酶形成的永久性的柔软效果，可以弥补柔软剂不耐洗的缺点，而柔软剂在进一步增加柔软效果的基础上，还可以弥补由于纤维素酶水解造成的纤维损伤，从而降低整理后的织物的强度损失。
本次实验选用的丹麦诺维信公司的纤维素酶Cellusoft L对棉织物进行整理，在实验中首先对该种纤维素酶的使用条件进行了筛选，发现在50℃，pH=5.0左右，浴比为1:20的条件下，使用3％(owf)的纤维素酶处理织物50min后能取得最佳的整理效果。在确定了该种酶的最佳使用条件下，又考查了其它因素对酶的影响：其一，是织物上预先存在的染料。我们选用三种染料——直接、活性、还原染料，采用两种不同流程的整理方法：织物先染色再用纤维素酶整理及织物用纤维素酶整理后再染色，前者用来考查染料对纤维素酶活性的影响，后者用来考查酶整理对织物染色性能的影响。其二，是后整理过程中不可避免的各种助剂(表面活性剂)。实验中我们采用了三种类型的表面活性剂——阳离子型、阴离子型及非离子型，在每种类型中又选取了若干品种与纤维素酶同浴对织物进行整理，以织物的失重率来衡量每种表面活性剂对酶活性的影响。我们对复配后的表面活性剂对酶活性的影响也进行了研究。实验中还发现纤维素酶整理后织物的吸水、散湿能力均得到提高，我们对此也进行了进一步的实验研究。
利用前面的实验基础，我们对白布及染色布都采用两种不同整理工艺进行超柔软整理，研究整理后的织物的各项性能，并由此确定最佳的超柔软整理工艺。
织物经过整理后，手感是一项评价和衡量产品档次的重要指标，但如何对手感进行评价是一个至今尚未解决的问题。为避免传统手感评价中一些主观因素(如人的修养、爱好、情绪)的影响，我们在本课题中采用一种较客观的评定方法，即用模糊数学的方法对整理后织物的手感进行评价。在实验中发现，如果变换模型中的评价指标，即选取反映织物各种舒适性能的参数来替代反映手感的参数，该模型可
天津工业大学2000级硕士论文
以应用于织物舒适性的评价。
In this subject, we mainly studied and discussed the method on cotton fabric's softness (comfort) finishing. We used biotic--chemical method, a super soft method which combines cellulase treatment with chemical softener finishing on cotton fabric. Through this means, we could improve cotton fabric's hand and comfort. Both of these two methods has advantage and disadvantage. If these two methods are combined together, they could make up each other-cellulase finishing could form a permanent softness and softener finishing could not only improve soft impression further but also reduce the strength loss made by cellulase's hydrolysis.
In this experiment, we used Cellusoft L, which is a kind of cellulase made by Novozymes company, in cotton fabric's finishing. Finally, we found that we could obtain optimal effect at this condition: T =50, pH =5.0, bath ratio=l:20, enzyme =3%(owf), t =50min. Under this optimal condition of enzyme, we studied other factors which influence on enzyme: one factor was dyes existed previous. We selected three kinds dyes -direct, reactive, vat, and adopted two finishing methods: dyed first and then treated with cellulase, treated with cellulase first and then dyed. The former was used to find the effect on cellulase by the dyes, the later to find the influence on fabric's dyeability made by the cellulase treatment. The second factor was surfactant which could not be avoided in the fabric's finishing. We also selected three kinds of auxiliaries -anion, cation, nonionic surfactants. From each kind, we also selected several products which treated fabric with enzyme together and at last, we used weight loss rate to measure the influence on the enzyme made by the surfactants. We also studied the influence on enzyme's activity made by built-up product.
In this experiment, we also found that the fabric's capability of absorbing volatilizing water treated by cellulase had been improved.
We used different super soft finishing methods on the white and dyed fabric, studied the capability of the treated fabric and determined the best super soft process.
After the fabric was finished, its hand was one important index evaluated and measured the fabric's quality, but how to evaluate the fabric's hand is a problem which has
not been resolved. Here we would adopt a objective method to avoid those subjective influences, that was using fuzzing mathematics to evaluate the fabric's level. If we change the indexes into those characters which reflected fabric's comfortable capability, this model could also be used to evaluate the fabric's comfortable capability.
本次实验选用的丹麦诺维信公司的纤维素酶Cellusoft L对棉织物进行整理，在实验中首先对该种纤维素酶的使用条件进行了筛选，发现在50℃，pH=5.0左右，浴比为1:20的条件下，使用3％(owf)的纤维素酶处理织物50min后能取得最佳的整理效果。在确定了该种酶的最佳使用条件下，又考查了其它因素对酶的影响：其一，是织物上预先存在的染料。我们选用三种染料——直接、活性、还原染料，采用两种不同流程的整理方法：织物先染色再用纤维素酶整理及织物用纤维素酶整理后再染色，前者用来考查染料对纤维素酶活性的影响，后者用来考查酶整理对织物染色性能的影响。其二，是后整理过程中不可避免的各种助剂(表面活性剂)。实验中我们采用了三种类型的表面活性剂——阳离子型、阴离子型及非离子型，在每种类型中又选取了若干品种与纤维素酶同浴对织物进行整理，以织物的失重率来衡量每种表面活性剂对酶活性的影响。我们对复配后的表面活性剂对酶活性的影响也进行了研究。实验中还发现纤维素酶整理后织物的吸水、散湿能力均得到提高，我们对此也进行了进一步的实验研究。
利用前面的实验基础，我们对白布及染色布都采用两种不同整理工艺进行超柔软整理，研究整理后的织物的各项性能，并由此确定最佳的超柔软整理工艺。
织物经过整理后，手感是一项评价和衡量产品档次的重要指标，但如何对手感进行评价是一个至今尚未解决的问题。为避免传统手感评价中一些主观因素(如人的修养、爱好、情绪)的影响，我们在本课题中采用一种较客观的评定方法，即用模糊数学的方法对整理后织物的手感进行评价。在实验中发现，如果变换模型中的评价指标，即选取反映织物各种舒适性能的参数来替代反映手感的参数，该模型可
天津工业大学2000级硕士论文
以应用于织物舒适性的评价。
In this subject, we mainly studied and discussed the method on cotton fabric's softness (comfort) finishing. We used biotic--chemical method, a super soft method which combines cellulase treatment with chemical softener finishing on cotton fabric. Through this means, we could improve cotton fabric's hand and comfort. Both of these two methods has advantage and disadvantage. If these two methods are combined together, they could make up each other-cellulase finishing could form a permanent softness and softener finishing could not only improve soft impression further but also reduce the strength loss made by cellulase's hydrolysis.
In this experiment, we used Cellusoft L, which is a kind of cellulase made by Novozymes company, in cotton fabric's finishing. Finally, we found that we could obtain optimal effect at this condition: T =50, pH =5.0, bath ratio=l:20, enzyme =3%(owf), t =50min. Under this optimal condition of enzyme, we studied other factors which influence on enzyme: one factor was dyes existed previous. We selected three kinds dyes -direct, reactive, vat, and adopted two finishing methods: dyed first and then treated with cellulase, treated with cellulase first and then dyed. The former was used to find the effect on cellulase by the dyes, the later to find the influence on fabric's dyeability made by the cellulase treatment. The second factor was surfactant which could not be avoided in the fabric's finishing. We also selected three kinds of auxiliaries -anion, cation, nonionic surfactants. From each kind, we also selected several products which treated fabric with enzyme together and at last, we used weight loss rate to measure the influence on the enzyme made by the surfactants. We also studied the influence on enzyme's activity made by built-up product.
In this experiment, we also found that the fabric's capability of absorbing volatilizing water treated by cellulase had been improved.
We used different super soft finishing methods on the white and dyed fabric, studied the capability of the treated fabric and determined the best super soft process.
After the fabric was finished, its hand was one important index evaluated and measured the fabric's quality, but how to evaluate the fabric's hand is a problem which has
not been resolved. Here we would adopt a objective method to avoid those subjective influences, that was using fuzzing mathematics to evaluate the fabric's level. If we change the indexes into those characters which reflected fabric's comfortable capability, this model could also be used to evaluate the fabric's comfortable capability.
引文
1 余英男 研究国际纺织品流行趋势，加大纺织品新产品开发力度，印染 1999．4：39
2 何中琴译 酶在纤维工业中的应用现状及发展，印染译丛，2000(5)：5
3 房宽峻 生物酶在染整工业中的应用与进展，纺织导报，2001(1)：56
4 何中琴译 纤维素纤维用纤维素酶的改性机理，印染译丛，1997(1)：13
5 杨栋梁 织物的柔软整理，印染助剂，1999(1)：35
6 石青译 表面活性剂在纤维素酶催化反应中的抑制作用，印染助剂，1996(3)：35
7 李明 纤维素酶整理的织物染色色度的研究，广西纺织科技，1998
8 杨栋梁 丹麦诺和诺德酶洗新技术，印染，1996(8)：37
9 王晓明等 苎麻织物的纤维素酶处理的研究，印染助剂，2002(2)：2
10 何中琴译 从纤维素结构探讨纤维素酶的作用，印染译丛，2000(4)：28
11 唐志翔译 棉织物的纤维素酶处理，印染译丛，1994(5)：56
12 王秀玲译 搅拌和内葡聚糖酶预处理对棉织物由全部纤维素酶水解作用的影响，印染译丛，1997(1)：60
13 费云山等 酶洗中纤维素酶作用方式与途径的探讨，印染，1994(9)：5
14 何中琴译 纤维素类织物的染色条件和纤维素酶的反应特性，印染译丛，1999(2)：40
15 李明 表面活性剂、染料对纤维素酶活性的影响，纺织科学研究，1999(4)：23
16 范增禄译 棉织物的纤维素酶处理：(一)染料的存在对酶水解作用的影响 (二)织物类型的影响及显著的抗起球作用，国外纺织技术化纤、染整、环境保护分册，1996(6)：37
17 陈荣析 表面活性剂的复配技术与原理(一)，印染，1991(2)：51 表面活性剂的复配技术与原理(二)，印染，1991(3)：52
18 房秀敏表面活性剂复配与润湿的关系，印染助剂，1995(4)：6
19 钱国坻等 表面活性剂复配原理及其在纺织印染工业中的应用，日用化学工业，1999(2)：19
20 何中琴译 预先存在的染料和织物类型对棉织物纤维素酶处理的影响，印染译丛，1999(2) 16
21 张怀珠等 薄型织物的吸水散湿性能研究，纺织学报，1994(2)：4
22 刘昌龄译 棉的酶精练——表面活性剂、搅动和酶的选择，印染译丛，2000(2)：：45
23 杨锦宗等 表面活性剂的复配及其在工业中的应用，日用化学工业，1999(2)：26
24 陈龙云译 高吸水吸湿纤维BELL OASIS，国外纺织技术，2002(4)：7
25 张新安，织物紧度与透湿性关系及透湿的测量方法，纺织学报，2002(2)：35
26 袁雨庭译 酶处理期间棉织物的机械搅拌及其对触感性质的影响，印染译丛，2000(4)：33
27 潘淑华译 非离子表面活性剂结果对棉织物洗涤效果的影响，印染译丛，1991(2)：83
28 唐志翔译 棉织物的纤维素酶处理——表面活性剂对酶催化反应的抑制作用，印染译丛，1995(2)：61
29 房秀敏 非离子表面活性剂复配与浊点的关系，印染助剂，1999(2)：13
30 吴永红酶洗激活剂RJ——6的应用，印染助剂，1999(1)：21
31 罗巨涛等氨基硅油性能分析及选用，印染，2000(11)：26
32 万震等 高亲水棉织物，广西纺织科技，2001(2)：43
33 季晓雷 毛织物柔软整理工艺优化的研究，上海纺织科技，2002(2)：47
34 万震 新型亲水有机硅柔软剂，针织工业，2002(1)：65
35 宋心远等 生态纺织品染整工程概述(二)，印染，1999(10)：50
36 郑曼新 纤维素酶生物抛光整理评估方法研究，纺织学报，2001(1)：23
37 王光明 棉、麻及人丝织物的酶洗工艺研究，印染，2002(4)：6
38 张壮余编 染料应用，化学工业出版社，1991
39 王德骥编 苎麻纤维素化学与工艺学——脱胶和改性，科学出版社，2001
40 顾利霞编 亲水性纤维，中国石化出版社，1997
41 王琦编 实用模糊数学，科学技术文献出版社，1992
42 张天胜编 表面活性剂应用技术，化学工业出版社，2001
43 罗巨涛编 染整助剂及其应用，中国纺织出版社，2001
44 宋心远编 新型染整技术，中国纺织出版社，1999
45 魏述众编 生物化学，中国轻工业出版社，2001
46 陈惠黎编 分子酶学，
47 杨淑惠编 植物纤维化学，中国轻工业出版社，2001
48 吴微微 TENCEL织物性能的研究，纺织学报，2000(3)：65
49 黄洪钟编 模糊设计，机械工业出版社，1999
50 韩立岩等编 应用模糊数学，首都经济贸易出版社，1989
51 北京大学数学力学系数学专业概率统计组编，正交设计，人民教育出版社，1977
52 栾军编 实验设计的技术与方法，上海交通大学出版社，1986
53 徐燕莉编 表面活性剂的功能，化学工业出版社，2000
54 冯亚青等编 助剂化学及工艺学，化学工业出版社，1997
55 S. R. Shukla, Enzymes and their Use in Textile Processes, Colourage, 2000(2): 19
56 K. P. S. Cheng Optimum Condition in Softening Treatment, Textile Asia, 1998(12):46
57 Hyun Suk Whang, Surface Wetting Characteristics of Cellulosic Fibers, T. R. J, 2000(5): 351
58 Luiz Pereira Ramos, Dry Action of Trichoderma reesei Cellulases on Cotton Fabrics, JSDC, 2000(5): 121
59 A. D. Sule, Objective Evaluation of Feel and Handle, Appearance and Tailorability of Fabrics, Colourage, 1999(12): 23
60 M. Veda, Cellulase Treatment of Cotton Fabrics, T. R. J, 1994(10): 615
61 D. P. Chattopadhyay, Improvement in Jute Fabric Handle through Biofinishing, Indian Journal of Fibre & Textile, Res, 2000(2): 121
62 Young Joo Na, Subjective Hand and Compressional Property Values of Woolen Fabrics, T. R. J, 2000(10): 932
63 T. Matswo, A Study of the Relationships between the Surface Properties, Hand and Structure of Shingosen Fabrics, J. Text. Inst, 2000(1): 91
64 S. S. Ram kumar, Surface Characterization of Enzyme Treatment Fabrics, Colourage, 2001(4): 15
65 Rashesh Doshi, Enzyme in Textile Industry——An Environment—Friendly Approach,
Indian Journal of Fibre & Textile, Res, 2001(5): 202
66 Suanne Klahorst, Optimizing the Use of Cellulase Enzymes, Colourage, 1996(6): 29
67 Y. Li, The Science of Clothing Comfort, Textile Progress, 2001(1): 138
68 C. R. Raje, Finishing of Cotton Fabric with Cellulase Enzyme, Indian Textile Jou, 2001(5): 6
69 Takagishi Toru, Application of Enzyme to Cellulose Fibers: Bio—Scouring and Bio—finishing, The 6th Asian Textile Conference, 2001
70 A. G. OH, Water Vapour Transger through Performance Clothing Systems, The 6th Asian Textile Conference, 2001
71 Kim. Eun, Subjective Hand and Preference of Women' Suits Fabrics, The 6th Asian Textile Conference, 2001
72 Meesik Lee, Subjective Evaluation of Enzyme Hydrolyzed Tencel Denim Fabrics, The 6th Asian Textile Conference, 2001
73 R. Zyschka, Textile Soffener and their tricky application, Textile Finishing, 2001(6): 135
74 Marie, Molecular Weight of Cotton Cellulose: Effect of Treatment with a Total Cellulase, T. R. J, 1998(8): 606
75 R. Mori, Bending and Shear Properties of Cotton Fabric Subjected to Cellulase Treatment, T. R. J, 1999(10): 742
2 何中琴译 酶在纤维工业中的应用现状及发展，印染译丛，2000(5)：5
3 房宽峻 生物酶在染整工业中的应用与进展，纺织导报，2001(1)：56
4 何中琴译 纤维素纤维用纤维素酶的改性机理，印染译丛，1997(1)：13
5 杨栋梁 织物的柔软整理，印染助剂，1999(1)：35
6 石青译 表面活性剂在纤维素酶催化反应中的抑制作用，印染助剂，1996(3)：35
7 李明 纤维素酶整理的织物染色色度的研究，广西纺织科技，1998
8 杨栋梁 丹麦诺和诺德酶洗新技术，印染，1996(8)：37
9 王晓明等 苎麻织物的纤维素酶处理的研究，印染助剂，2002(2)：2
10 何中琴译 从纤维素结构探讨纤维素酶的作用，印染译丛，2000(4)：28
11 唐志翔译 棉织物的纤维素酶处理，印染译丛，1994(5)：56
12 王秀玲译 搅拌和内葡聚糖酶预处理对棉织物由全部纤维素酶水解作用的影响，印染译丛，1997(1)：60
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14 何中琴译 纤维素类织物的染色条件和纤维素酶的反应特性，印染译丛，1999(2)：40
15 李明 表面活性剂、染料对纤维素酶活性的影响，纺织科学研究，1999(4)：23
16 范增禄译 棉织物的纤维素酶处理：(一)染料的存在对酶水解作用的影响 (二)织物类型的影响及显著的抗起球作用，国外纺织技术化纤、染整、环境保护分册，1996(6)：37
17 陈荣析 表面活性剂的复配技术与原理(一)，印染，1991(2)：51 表面活性剂的复配技术与原理(二)，印染，1991(3)：52
18 房秀敏表面活性剂复配与润湿的关系，印染助剂，1995(4)：6
19 钱国坻等 表面活性剂复配原理及其在纺织印染工业中的应用，日用化学工业，1999(2)：19
20 何中琴译 预先存在的染料和织物类型对棉织物纤维素酶处理的影响，印染译丛，1999(2) 16
21 张怀珠等 薄型织物的吸水散湿性能研究，纺织学报，1994(2)：4
22 刘昌龄译 棉的酶精练——表面活性剂、搅动和酶的选择，印染译丛，2000(2)：：45
23 杨锦宗等 表面活性剂的复配及其在工业中的应用，日用化学工业，1999(2)：26
24 陈龙云译 高吸水吸湿纤维BELL OASIS，国外纺织技术，2002(4)：7
25 张新安，织物紧度与透湿性关系及透湿的测量方法，纺织学报，2002(2)：35
26 袁雨庭译 酶处理期间棉织物的机械搅拌及其对触感性质的影响，印染译丛，2000(4)：33
27 潘淑华译 非离子表面活性剂结果对棉织物洗涤效果的影响，印染译丛，1991(2)：83
28 唐志翔译 棉织物的纤维素酶处理——表面活性剂对酶催化反应的抑制作用，印染译丛，1995(2)：61
29 房秀敏 非离子表面活性剂复配与浊点的关系，印染助剂，1999(2)：13
30 吴永红酶洗激活剂RJ——6的应用，印染助剂，1999(1)：21
31 罗巨涛等氨基硅油性能分析及选用，印染，2000(11)：26
32 万震等 高亲水棉织物，广西纺织科技，2001(2)：43
33 季晓雷 毛织物柔软整理工艺优化的研究，上海纺织科技，2002(2)：47
34 万震 新型亲水有机硅柔软剂，针织工业，2002(1)：65
35 宋心远等 生态纺织品染整工程概述(二)，印染，1999(10)：50
36 郑曼新 纤维素酶生物抛光整理评估方法研究，纺织学报，2001(1)：23
37 王光明 棉、麻及人丝织物的酶洗工艺研究，印染，2002(4)：6
38 张壮余编 染料应用，化学工业出版社，1991
39 王德骥编 苎麻纤维素化学与工艺学——脱胶和改性，科学出版社，2001
40 顾利霞编 亲水性纤维，中国石化出版社，1997
41 王琦编 实用模糊数学，科学技术文献出版社，1992
42 张天胜编 表面活性剂应用技术，化学工业出版社，2001
43 罗巨涛编 染整助剂及其应用，中国纺织出版社，2001
44 宋心远编 新型染整技术，中国纺织出版社，1999
45 魏述众编 生物化学，中国轻工业出版社，2001
46 陈惠黎编 分子酶学，
47 杨淑惠编 植物纤维化学，中国轻工业出版社，2001
48 吴微微 TENCEL织物性能的研究，纺织学报，2000(3)：65
49 黄洪钟编 模糊设计，机械工业出版社，1999
50 韩立岩等编 应用模糊数学，首都经济贸易出版社，1989
51 北京大学数学力学系数学专业概率统计组编，正交设计，人民教育出版社，1977
52 栾军编 实验设计的技术与方法，上海交通大学出版社，1986
53 徐燕莉编 表面活性剂的功能，化学工业出版社，2000
54 冯亚青等编 助剂化学及工艺学，化学工业出版社，1997
55 S. R. Shukla, Enzymes and their Use in Textile Processes, Colourage, 2000(2): 19
56 K. P. S. Cheng Optimum Condition in Softening Treatment, Textile Asia, 1998(12):46
57 Hyun Suk Whang, Surface Wetting Characteristics of Cellulosic Fibers, T. R. J, 2000(5): 351
58 Luiz Pereira Ramos, Dry Action of Trichoderma reesei Cellulases on Cotton Fabrics, JSDC, 2000(5): 121
59 A. D. Sule, Objective Evaluation of Feel and Handle, Appearance and Tailorability of Fabrics, Colourage, 1999(12): 23
60 M. Veda, Cellulase Treatment of Cotton Fabrics, T. R. J, 1994(10): 615
61 D. P. Chattopadhyay, Improvement in Jute Fabric Handle through Biofinishing, Indian Journal of Fibre & Textile, Res, 2000(2): 121
62 Young Joo Na, Subjective Hand and Compressional Property Values of Woolen Fabrics, T. R. J, 2000(10): 932
63 T. Matswo, A Study of the Relationships between the Surface Properties, Hand and Structure of Shingosen Fabrics, J. Text. Inst, 2000(1): 91
64 S. S. Ram kumar, Surface Characterization of Enzyme Treatment Fabrics, Colourage, 2001(4): 15
65 Rashesh Doshi, Enzyme in Textile Industry——An Environment—Friendly Approach,
Indian Journal of Fibre & Textile, Res, 2001(5): 202
66 Suanne Klahorst, Optimizing the Use of Cellulase Enzymes, Colourage, 1996(6): 29
67 Y. Li, The Science of Clothing Comfort, Textile Progress, 2001(1): 138
68 C. R. Raje, Finishing of Cotton Fabric with Cellulase Enzyme, Indian Textile Jou, 2001(5): 6
69 Takagishi Toru, Application of Enzyme to Cellulose Fibers: Bio—Scouring and Bio—finishing, The 6th Asian Textile Conference, 2001
70 A. G. OH, Water Vapour Transger through Performance Clothing Systems, The 6th Asian Textile Conference, 2001
71 Kim. Eun, Subjective Hand and Preference of Women' Suits Fabrics, The 6th Asian Textile Conference, 2001
72 Meesik Lee, Subjective Evaluation of Enzyme Hydrolyzed Tencel Denim Fabrics, The 6th Asian Textile Conference, 2001
73 R. Zyschka, Textile Soffener and their tricky application, Textile Finishing, 2001(6): 135
74 Marie, Molecular Weight of Cotton Cellulose: Effect of Treatment with a Total Cellulase, T. R. J, 1998(8): 606
75 R. Mori, Bending and Shear Properties of Cotton Fabric Subjected to Cellulase Treatment, T. R. J, 1999(10): 742