ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ СПОСОБ ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОЙ УМЯГЧАЮЩЕЙ ОТДЕЛКИ ЛЬНЯНЫХ ТКАНЕЙ
ENZYMATIC METHOD OF FINAL SOFTENING OF LINEN DRESSING

Введение
Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к технологии заключительной отделки льняных тканей.
Уровень техники
Из практики хлопчатобумажного и тонкосуконного производства известны возможности повышения мягкости тканых полотен за счет воздействий, затрагивающих разные структурные уровни текстильного материала. Для этого используют методы химической модификации отдельных волокон, изменения их фрикционных и деформационных свойств в результате обработки специальными химическими реагентами - мягчителями. Кроме того, существенное повышение мягкости ткани обеспечивается в результате образования на ее поверхности ворсового застила из кончиков волокон, выдергиваемых с помощью игольчатых гарнитур, как правило, из уточных нитей полотна. Однако последний метод не применим для льняных тканей, которые при традиционных методах облагораживания не поддаются ворсованию.
Причинами повышенной природной жесткости льняных текстильных материалов являются, прежде всего, присутствие в соединительных тканях между элементарными волокнами одревеснелых примесей, т.е. сетчатых структур лигнина, а также встречно направленное спиралевидное расположение макрофибрилл целлюлозы в первичной и вторичной клеточных стенках элементарных волокон.
Для устранения жесткости льняные ткани на стадии заключительной отделки подвергают умягчению за счет проведения химической модификации элементарных волокон. Традиционные химические способы умягчающей отделки льняных тканей обеспечивают достижение эффекта за счет нанесения на материал различных видов мягчителей и при необходимости последующей их термофиксации. В качестве мягчителя используют эмульсии жиров, восков, масел, продукты конденсации жирных кислот (Персофталь), производные четвертичных аммониевых оснований (Отексин КС), полисилоксановые эмульсии (Трацкан К), а также анионоактивные (Велан) и неионогенные (Неонол, Феноксол БФ) поверхностно-активные вещества [Марш Дж.Т. Заключительная отделка текстильных материалов. - М.: Гизлегпром. - 1956. - 572 с.; Справочник по химической технологии обработки льняных тканей. - М.: Легкая индустрия, 1973. - 406 с.].
Однако и после обработки льняных тканей мягчителями последующее их механическое ворсование невозможно, т.к. не обеспечивает получение качественных эффектов с образованием равномерного застила, а отдельные выдернутые из структуры нитей волокна ухудшают внешний вид ткани. Кроме того, существенным недостатком известных химических способов умягчающей отделки является кратковременность достигаемого результата и его неустойчивость к бытовым обработкам: в процессе стирок мягчители вымываются из волокна и достигнутый при отделке эффект мягчения заметно снижается при последующей эксплуатации тканей и изделий из них. В частности, уже после первой стирки ткани, обработанной препаратом Трацкан К, ее жесткость увеличивается на 15-30%. Кроме того, применяемые синтетические реагенты в композиционных составах мягчителей значительно ухудшают экологические характеристики производства и могут вызывать дерматологические реакции при эксплуатации текстильных изделий.
Снижение жесткости текстильных полуфабрикатов может быть достигнуто при ферментативных методах модификации льняного волокна. В частности, известно достижение технического эффекта увеличения гибкости льняного волокна способом ферментативно-пероксидной подготовки льняной ровницы к прядению [Кундий С.А. Разработка энергосберегающих экологически безопасных технологий подготовки льняных материалов на основе биопроцессов. // Дисс. … канд. техн. наук. - Иваново, 1999. - С.114-119]. Однако достигаемый уровень мягчения на данной стадии обработки должен обеспечивать только повышение крутки пряжи и ее устойчивости к многократному изгибу в процессах ткачества.
Известно применение целлюлолитических и пектолитических ферментных препаратов для снижения жесткости на изгиб льняной пряжи для трикотажа [Шигаева И.В., Туркина Н.Р., Шамолина И.И. Экологические аспекты применения ферментных обработок при облагораживании льняной пряжи. // Текстильная промышленность. 2002, №4. - С.27-28]. Это имеет важное значение для снижения обрывности пряжи в процессах петлеобразования.
Известно повышение мягкости льняных тканей за счет снижения содержания лигнина при ферментативно-пероксидном способе беления [Шибашова С.Ю., Чешкова А.В. Изучение влияния ферментной и пероксидной обработок на льняные текстильные материалы. // Изв. вузов. Технология текст, пром-сти, 2004, №4. - С.45-48]. Однако снижение жесткости материала при этом обеспечивается не только воздействием композиции ферментов, но и окислительной деструкцией лигнина под действием пероксида водорода, дополнительное использование которого на стадии заключительной отделки льняных тканей недопустимо, поскольку это потребует проведения дополнительных операций промывки, сушки и ширения.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по сущности и достигаемому техническому результату является ферментативный способ заключительной отделки льняных тканей, обеспечивающий достижение эффекта мягчения путем обработки полотна раствором препарата целловиридин Г20х в присутствии уксусной кислоты, регулирующей кислотность среды [Головина Л.А. Разработка и теоретическое обоснование технологии заключительной отделки льняных тканей с использованием биопрепаратов на основе целлюлаз. // Дисс… канд. техн. наук. - Москва, 2007. - 166 с.]. Этот препарат содержит в качестве основных компонентов следующие ферменты: эндоглюканаза и целлобиогидролаза с уровнем общей целлюлолитической активности 2000 ед./г белка. Кроме того, по известным данным [Барышева Н.В. Разработка основ ферментативной технологии отварки хлопчатобумажных тканей //. Дисс. … канд. техн. наук. - М.: РосЗИТЛП. 2006. 176 с.], целловиридин Г20х также содержит в небольших, следовых количествах сопутствующие ферменты - эндополигалактуроназу, α-L-арабинофуранозидазу, эндоксиланазу, экзоксилозидазу, эндоманноназу, экзоглюканазу и экзогалактозидазу. Достижение эффектов мягчения ткани в этом способе основано на биокатализируемом разрушении целлюлозы в первичной клеточной стенке льняных волокон, сковывающей подвижность макрофибрилл во вторичной стенке. Способ включает следующие стадии:
1) энзимная обработка льняной ткани при температуре 40-50°С, рН 5,0 и модуле ванны 1:10 в течение 45-60 мин в растворе, содержащем, г/л:
ферментный препарат целловиридин Г20х
1,5-2,5
что обеспечивает уровень целлюлолитической активности ферментов эндоглюканаза и целлобиогидролаза в растворе - 3000-5000 ед./л;
уксусная кислота (80%)
1,5-2,0
комплексон на основе аминополикарбоновых кислот
1-1,5
2) промывка горячей водой при 70°С в течение 10 мин;
3) тепловая обработка контактным нагревом для подсушивания материала;
4) механическая обработка ткани на сушильно-ширильном оборудовании для окончательной сушки и формирования структурных параметров полотна, т.е. его ширения и исправления перекоса.
Способ рекомендован для заключительной отделки льняных и полульняных тканей. Он обеспечивает снижение жесткости полотна в 3,2 раза относительно значений для исходного материала, что соизмеримо с эффективностью действия химических мягчителей. Принципиальным отличием является долговременность достигнутого эффекта умягчения - после стирки ткани показатель жесткости не изменяется.
Однако и этот способ имеет ряд существенных недостатков:
- способ не позволяет проводить последующее ворсование полотна для придания эффекта мягчения и повышения комфортности тканей в эксплуатации. Так, на фиг.1 представлен снимок образца ткани, обработанной по прототипу и дополнительно подвергнутой обработке на игловорсовальном оборудовании. В результате воздействия игольчатой гарнитуры происходит выдергивание на поверхность отдельных льняных комплексов, состоящих из нескольких связанных между собой элементарных волокон. При этом формирование равномерного ворсового застила не достигнуто, а эстетические свойства полотна ухудшены;
- недостаточная прочность материала в связи с существенным повреждением волокнообразующсго полимера под действием целлюлаз. Так, разрывная нагрузка ткани падает в 2-2,9 раза в сравнении с показателями исходных тканей; удельная вязкость медноаммиачных растворов целлюлозы льна снижается с 1,10 до 0,87;
- недостаточная эластичность ткани при увеличении накапливаемой необратимой деформации при многократном ее растяжении. Так доля медленно обратимой деформации в суммарном удлинении образцов составляет лишь 0,12-0,14, а доля остаточной деформации 0,45-0,49, т.е. в 1,15 раза больше в сравнении с уровнем показателя для необработанной ткани. Это приведет в дальнейшем к снижению формоустойчивости швейных изделий;
Д
- низкая и неравномерная драпируемость. Так, коэффициент драпируемости К менее 45%, отношение осевых линий проекции образца В/А в направлении основа/уток составляет 0,72-0,80 для льняных тканей и 1,84-1,92 для полульняных;
- высокие значения общего цветового различия окрасок ΔЕ 5,6-7,1 ед., значительно превышающие диапазон визуально неразличимых отклонений ΔЕ, не более 1,0 ед., что ограничивает возможность применения способа для умягчения окрашенных и пестротканых полотен.
Таким образом, не известен способ заключительной умягчающей отделки всего ассортимента льняных тканей, который позволил бы получать готовые льняные ткани с умягчающим эффектом ворсования, а также одновременно с достижением долговременных эффектов мягчения полотна обеспечивал бы сохранность целлюлозы, повышал прочностные и деформационные свойства ткани и был применим для тканей из окрашенной пряжи без существенного изменения их цветовых характеристик.
Сущность изобретения
Изобретательская задача состояла в поиске ферментативного способа заключительной умягчающей отделки льняных тканей, включающего энзимную обработку ткани раствором полиферментного препарата, включающим эндополигалактуроназу, α-L-арабинофуранозидазу, эндоксиланазу и экзоксилозидазу, экзогалактозидазу и экзоглюканазу, комплексен и регулятор кислотно-основных свойств, при температуре раствора 40-50°С, тепловую обработку и механическую обработку для формирования структуры готовой ткани, который позволил бы придать льняным тканям умягчающий эффект ворсования, повысить прочность ткани, ее эластичность и драпируемость, а также был бы применим для отделки окрашенных и пестротканых полотен без существенного изменения их цветовых характеристик.
Поставленная задача решена тем, что в ферментативном способе заключительной умягчающей отделки льняных тканей, включающем энзимную обработку ткани раствором полифермснтного препарата, включающим эндополигалактуроназу, α-L-арабинофуранозидазу, эндоксиланазу и экзоксилозидазу, экзогалактозидазу и экзоглюканазу, комплексен на основе аминополикарбоновых кислот и регулятор кислотно-основных свойств, при температуре раствора 40-50°С, тепловую обработку и механическую обработку для формирования структуры готовой ткани, энзимную обработку ткани раствором полиферментного препарата осуществляют путем нанесения раствора на расправленное полотно и последующего выдерживания ткани в течение 30-40 мин, тепловую обработку проводят в паровоздушной среде при 98-105°С в течение 5-7 мин, а механическую обработку осуществляют на игловорсовальном оборудовании, причем полиферментный препарат дополнительно содержит пектинэстеразу, экзополигалактуроназу и эндогалактаназу, при этом используют полиферментный препарат в количестве, обеспечивающем следующие значения показателей активности ферментов, ед./мл:
эндополигалактуроназа
15-40
α-L-арабинофуранозидаза
12-20
эндоксиланаза
20-35
экзоксилозидаза
0,7-1,5
пектинэстераза
1,5-7,5
экзополигалактуроназа
0,4-2,5
эндогалактаназа
15-25
экзогалактозидаза
0,8-1,7
экзоглюканаза
1,0-1,9
а в качестве регулятора кислотно-основных свойств используют бикарбонат натрия в количестве 15-30 г/л. При этом непрерывное нанесение раствора полиферментного препарата проводят либо методом жидкостной пропитки с привесом после отжима 95-100%, либо с применением газожидкостных пен с влажным привесом 25-40%.
Изобретение позволяет получить следующие преимущества:
- придать льняным тканям умягчающий эффект ворсования полотна. Снимок образца полученной ткани представлен на фиг.2. Предлагаемый способ заключительной отделки обеспечивает формирование на поверхности полотна равномерного слоя неориентированного начесного ворса. Подобные эффекты на льняных тканых полотнах получены впервые и не достигаются ни в одном из известных способов облагораживания льняных тканей. Толщина зоны ворса составляет 0,48-0,59 мм, что соизмеримо с уровнем показателя для ворсованных хлопчатобумажных или тонкосуконных тканей. Это позволяет существенно расширить ассортимент выпускаемых льняных тканей и обеспечит повышение покупательского спроса;
- повысить прочность материала. Так, различия разрывной нагрузки ткани до и после умягчения не превышают точности экспериментального определения, в то время как при обработке по прототипу снижение жесткости ткани сопровождается уменьшением разрывной нагрузки в 2,0-2,9 раза. Это связано с тем, что предлагаемый способ обеспечивает сохранность целлюлозы - удельная вязкость медноаммиачных растворов целлюлозы льна не изменяется и для разных артикулов ткани составляет от 1,10 до 1,86;
- повысить эластичность ткани и уменьшить накопление необратимой деформации при многократном ее растяжении. Так, доля медленно обратимой деформации при многократном растяжении ткани увеличена до 0,28-0,32 против 0,12-0,14 по прототипу, доля остаточной деформации снижена до 0,28-0,33 против 0,49 для прототипа. Это имеет принципиальное значение для улучшения формоустойчивости швейных изделий;
Д
- улучшить драпируемость ткани. Так, коэффициент драпируемости К составляет 54-61% против 44% для прототипа, отношение осевых линий проекции образца В/А в направлениях основа/уток выравнивается и составляет 0,89-0,97 для льняных тканей и 1,24-1,32 для полульняных;
- снизить значения общего цветового различия окрасок ΔЕ до уровня визуально неразличимых отклонений, не превышающего 1,0 ед., что расширяет возможности применения способа для умягчения окрашенных и пестротканых полотен.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Заявленным способом можно обрабатывать все виды льняных и полульняных тканей бельевого и костюмно-плательного ассортимента, включая отбеленные, серые кислованные, окрашенные и пестротканые полотна.
Для осуществления способа используют следующие реагенты.
- В качестве полиферментного препарата могут быть использованы продукты культивирования микробиологических продуцентов, обеспечивающих биосинтез комплекса технологически необходимых ферментов:
- эндополигалактуроназа (имеет другое тривиальное название пектиназа, а также установленные действующей Международной классификацией ферментов в 1961 г. классификационный номер КФ 3.2.1.15 и научное наименование поли[1,4-α-D-галактуронид]гликаногидролаза);
- α-L-арабинофуранозидаза (К.Ф. 3.2.1.55, α-L-арабинофуранозид-арабинофураногидролаза);
- эндоксиланаза (К.Ф. 3.2.1.8, 1,4-β-D-ксилан-ксиланогидролаза и/или К.Ф. 3.2.1.32, 1,3-β-D-ксилан-ксиланогидролаза);
- экзоксилозидаза (К.Ф. 3.2.1.37, 1,4-ксилан-ксиланогидролаза и/или К.Ф. 3.2.1.72, 1,3-β-ксилан-ксиланогидролаза);
- пектинэстераза (КФ 3.1.1.11, пектин-пектилгидролаза);
- экзополигалактуроназа (КФ 3.2.1.67 поли [1,4-α-D-галактуронид]галактуроногидролаза) и/или экзополигалактуронозидаза (КФ 3.2.1.82 поли[1,4-α-D-галактозидуронат]дигалактуроногидролаза);
- эндогалактаназа (К.Ф. 3.2.1.89 арабиногалактан 4-β-D-галактаногидролаза и/или К.Ф. 3.2.1.90, арабиногалактан 3-β-D-галактаногидролаза);
- экзогалактозидаза (К.Ф. 3.2.1.23, β-D-галактозид-галактогидролаза);
- экзоглюканаза (КФ 3.2.1.74, экзо-1,4-β-глюкозидаза).
Полиферментный препарат может быть получен, например, путем смешения продуктов культивирования непатогенных бактериальных штаммов из музея ГосНИИГенетика, зарегистрированных под номерами Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) B.circulans ВКПМ В-1281, В-1741 или В-5304, B.subtilis ВКПМ В-2574, Erw.carotovara ВКПМ В-1358, В-2970 или В-5194, B.mesentericus ВКПМ В-1559 или В-2466. Возможно использование композиции продуктов культивирования грибных продуцентов Aspergillus awamori 16, Asp.awamori 22, Asp.awamori F-166 или Asp.ficium 12, Penicillium lanosum F-387.
В соответствии с рекомендациями Комиссии по ферментам Международного биохимического союза количественную оценку содержания определенного фермента в препарате (растворе) осуществляют не в общепринятых весовых или объемных единицах, а в единицах активности по результатам той реакции, которую он катализирует, то есть по уменьшению содержания исходного субстрата или количеству образовавшегося продукта реакции. Под единицей активности для любого фермента понимается такое его количество, которое катализирует превращение 1 мкмоль определенного вида вещества в 1 мин при заданных регламентированных условиях тестового эксперимента.
Соотношение отдельных видов ферментов регулируется подбором состава питательных сред, условий культивирования микроорганизмов и биосинтеза ферментов, а также методами их последующего выделения. Полиферментный препарат может быть использован в порошковой форме после выделения и лиофильной сушки, в виде стабилизированных жидких концентратов или свежих фильтратов культуральных жидкостей. Способ может быть реализован при любом соотношении компонентов полиферментного препарата в пределах указанных диапазонов активностей.
- В качестве комплексона могут быть использованы производные аминополикарбоновых кислот, например трилон Б (ГОСТ 10652-63), фиолент (ТУ 2638-008-17965829-2000).
3
- В качестве вещества, регулирующего кислотно-основные свойства, раствор для энзимной обработки содержит бикарбонат натрия NaHCO (ГОСТ 2156-76), широко применяемый в процессах колорирования текстильных материалов активными красителями.
- В качестве дополнительных компонентов при необходимости раствор для энзимной обработки может содержать смачиватели, пенообразователи, нейтральные электролиты.
- Для приготовления раствора может быть использована дистиллированная, техническая или умягченная вода.
Способ может быть реализован на комбинируемом оборудовании для обработки ткани расправленным полотном, включая типовое и модернизированное пропиточное оборудование с накаткой мокроотжатого полотна в рулон, воздушно-роликовые машины для тепловой обработки в паровоздушной среде и ворсовальное оборудование. Например, возможно использование для нанесения раствора секций линий «Вакаяма», «Беннингер» или машины ВК-2М, различных плюсовок в сочетании с машинами, обеспечивающими непрерывное вращение рулона; для тепловой обработки - воздушно-роликовой сушильной машины МСВР или воздушно-роликовой термической машины МВРТ, а также ворсовальных игольчатых машин ИВ-36-180, ИВ-36-220 или игловорсовальных агрегатов ИВА-36-180, ИВА-36-220.
Способ реализуют последовательным проведением следующих операций:
- Энзимная обработка раствором полиферментного препарата с показателями активности ферментов, ед./мл:
эндополигалактуроназа
15-40
α-L-арабинофуранозидаза
12-20
эндоксиланаза
20-35
экзоксилозидаза
0,7-1,5
пектинэстераза
1,5-7,5
-экзополигалактуроназа
0,4-2,5
эндогалактаназа
15-25
экзогалактозидаза
0,8-1,7
экзоглюканаза
1,0-1,9
Раствор содержит также комплексообразователь 1,0-1,5 г/л, бикарбонат натрия 15-30 г/л и при необходимости смачиватель, пенообразователь и нейтральные электролиты. Температура раствора 40-50°С.
Обработку ткани раствором осуществляют путем нанесения раствора на расправленное полотно, накатки ткани в рулон и выдерживания с постоянным вращением рулона в течение 30-40 мин. Непрерывное нанесение раствора проводят либо методом жидкостной пропитки с привесом после отжима 95-100%, либо с применением газожидкостных пен с влажным привесом 25-40%. В последнем случае возможно как двустороннее нанесение вспененного раствора, так и одностороннее на ворсуемую поверхность полотна.
Во избежание обсыхания ткани при выдерживании рулон обертывают чехлом или полиэтиленовой пленкой.
- Тепловая обработка в паровоздушной среде при 98-105°С в течение 5-7 мин.
- Механическая обработка на игловорсовальном оборудовании для одностороннего или двустороннего формирования начесного ворса.
Оценку эффективности предлагаемого ферментативного способа заключительной умягчающей отделки льняных тканей и прототипа проводили одинаково по следующей совокупности показателей:
в
1 - толщина зоны ворса (d, мм) - определяли методом обработки сканированного цифрового изображения анализируемого образца с помощью программы MATLAB 6.5. [Гладков С.В. и др. Компьютерное исследование ворсистости тканых полотен // Изв. вузов. Технология текст, пром-сти, 2004, №1. - C.116-119];
2
2 - жесткость ткани при изгибе (ЕI, мН/см) - определяли консольным методом на приборе ПТ-2 [ГОСТ 10550-93]. Контролировали значение показателя
0
для исходной ткани (ЕI);
у
после умягчающей отделки (ЕI);
1С
после однократной стирки в соответствии с ГОСТ 9733.4-83 (EI);
5С
после пяти стирок с ГОСТ 9733.4-83 (EI);
3 - разрывная нагрузка полоски ткани (Р, сН) [ГОСТ 2813-72] с дифференцированным определением показателя для нитей основы и нитей утка;
уд
4 - вязкость медноаммиачных 0,1%-ных растворов целлюлозы, (η) [ГОСТ
8837-83];
5 - доля компонентов относительного удлинения при одноцикловых испытаниях [Лабораторный практикум по материаловедению швейного производства: Учеб. пособие для вузов / Б.А.Бузов и др. - М.: Легпромбытиздат, 1991. - С.166-172]:
бо
- быстрообратимое удлинение (Δ) - характеризует величину упругой деформации ткани при растяжении;
мо
- медленнообратимое удлинение (Δ) - характеризует эластическую составляющую деформации при растяжении;
ост
- остаточное удлинение (Δ) - характеризует необратимую деформацию, накапливающуюся в материале при многократном растяжении;
6 - драпируемость ткани [Лабораторный практикум по материаловедению швейного производства: Учеб. пособие для вузов / Б.А.Бузов и др. - М.: Легпромбытиздат, 1991 - С.183-184]:
Д
- коэффициент драпируемости (К, %) - определяется по соотношению изменения площади проекции образца ткани после обработки к площади проекции образца суровой ткани;
- отношение осевых линий проекции образца в направлении основных и уточных нитей (В/А);
7 - общее цветовое различие окраски (ΔЕ, ед.), характеризующее степень различия образцов, близких по цвету, определяли на цветоизмерительном комплексе «Колорист» с программным обеспечением «Колорист», версия 3.3.1997.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Заключительной отделке (умягчению) подвергалась полульняная ткань с цветными просновками арт. 05757. Обработку проводили расправленным полотном по следующему технологическому режиму:
1 - энзимная обработка ткани раствором полиферментного препарата, полученного из продуктов культивирования бактериальных штаммов B.circulans ВКПМ В-5304, B.subtilis ВКПМ В-2574, Erw.carotovora ВКПМ В-5194, B.mesentericus ВКПМ В-2466, с показателями активности ферментов, ед./мл:
эндополигалактуроназа
15
α-L-арабинофуранозидаза
14
эндоксиланаза
22;
экзоксилозидаза
0,7
пектинэстераза
2,3
экзополигалактуроназа
0,4
эндогалактаназа
18
экзогалактозидаза
1,1
экзоглюканаза
1,0
с добавлением бикарбоната натрия 20 г/л, комплексона трилон Б 1 г/л. Нанесение раствора осуществляли методом жидкостной пропитки при температуре раствора 50°С с отжимом 100%, накаткой в рулон и выдерживанием при постоянном вращении рулона, обернутого полиэтиленовой пленкой, в течение 30 мин;
2 - тепловая обработка ткани в паровоздушной среде при температуре 98-105°С в течение 6 мин;
3 - механическая обработка на игловорсовальном оборудовании для двустороннего образования равномерного застила начесного ворса.
Для сравнения обработку ткани проводили по прототипу с использованием на стадии пропитки ткани ферментного препарата Целловиридин Г20х.
В таблице представлены результаты сопоставления свойств ткани по совокупности анализируемых показателей для предлагаемого ферментативного способа заключительной умягчающей отделки льняной ткани и прототипа.
Пример 2.
Заключительной отделке (умягчению) подвергалась окрашенная льняная ткань арт. 06152 костюмно-плательного ассортимента. Обработку проводили расправленным полотном по следующему технологическому режиму:
1) энзимная обработка ткани раствором полиферментного препарата, полученного из продуктов культивирования бактериальных штаммов B.circulans ВКПМ В-1281, B.subtilis ВКПМ В-2574, Erw.carotovora ВКПМ В-2970, Bас.mesentericus ВКПМ В-1559, с показателями активности ферментов, ед./мл:
эндополигалактуроназа
19
α-L-арабинофуранозидаза
12
эндоксиланаза
20
экзоксилозидаза
1,0
пектинэстераза
1,5
экзополигалактуроназа
0,7
эндогалактаназа
15
экзогалактозидаза
0,8
экзоглюканаза
1,3
с добавлением бикарбоната натрия 15 г/л, комплексона трилон Б 1,2 г/л. Обработку осуществляют непрерывным нанесением раствора полиферментного препарата методом жидкостной пропитки при температуре раствора 45°С с привесом после отжима 95-100%. Отжатую ткань накатывают в рулон и выдерживают при постоянном вращении рулона в течение 30 мин. Во избежание обсыхания ткани при выдерживании рулон обертывают полиэтиленовой пленкой;
2) тепловая обработка тканого полотна в паровоздушной среде при температуре 98-105°С в течение 5 мин;
3) механическая обработка на игловорсовальном оборудовании для одностороннего образования равномерного застила начесного ворса.
Результаты сопоставления ткани по совокупности анализируемых показателей для предлагаемого ферментативного способа заключительного умягчения льняной ткани и прототипа представлены в таблице.
Пример 3.
Заключительной отделке (умягчению) подвергалась серое кислованное полотно из отвареной пряжи арт. 07103. Обработку проводили расправленным полотном по следующему технологическому режиму:
1) энзимная обработка ткани раствором полиферментного препарата, полученного при смешении продуктов культивирования микроскопических грибов Penicillium lanosum F-387, Asp.awamori 22, Asp.awamori F-166 и Asp.ficium F-112, с показателями активности ферментов, ед./мл:
эндополигалактуроназа
32
α-L-арабинофуранозидаза
18
эндоксиланаза
30
экзоксилозидаза
1,3
пектинэстераза
5,8
экзополигалактуроназа
1,9
эндогалактаназа
23
экзогалактозидаза
1,
экзоглюканаза
1,5
с добавлением бикарбоната натрия 30 г/л, пенообразователя ПО-6ТС 15 г/л, смачивателя синтанола БВ 0,5 г/л и комплексона трилона Б 1,5 г/л. Обработку вспененным с помощью пеногенератора раствором полиферментного препарата осуществляют непрерывным двусторонним нанесением газожидкостной пены при температуре 45°С с мокрым привесом 40%. Отжатую ткань накатывают в рулон, обертывают полиэтиленовой пленкой и выдерживают при постоянном вращении рулона в течение 30 мин;
2) тепловая обработка ткани в паровоздушной среде при температуре 98-105°С в течение 7 мин;
3) механическая обработка на игловорсовальном оборудовании для двустороннего образования равномерного застила начесного ворса.
Результаты сопоставления ткани по совокупности анализируемых показателей для предлагаемого ферментативного способа заключительного умягчения льняной ткани и прототипа представлены в таблице.
Пример 4.
Заключительной отделке (умягчению) подвергалось льняное белое полотно арт. 04102. Обработку проводили расправленным полотном по следующему технологическому режиму:
1) энзимная обработка ткани раствором полиферментного препарата, полученным из продуктов культивирования бактериальных штаммов B.circulans ВКПМ В-1741, B.subtilis ВКПМ В-2574, Erw.carotovora ВКПМ В-1358, Bac.mesentericus ВКПМ В-1559, с показателями активности ферментов, ед./мл:
эндополигалактуроназа
40
α-L-арабинофуранозидаза
20
эндоксиланаза
35
экзоксилозидаза
1,5
пектинэстераза
7,5
экзополигалактуроназа
2,5
эндогалактаназа
25
экзогалактозидаза
1,7
экзоглюканаза
1,9
с добавлением бикарбоната натрия 30 г/л, комплексона фиолента 1,3 г/л, пенообразователя ПО-6ТС 15 г/л.
Обработку вспененным с помощью пеногенератора раствором полиферментного препарата осуществляют непрерывным односторонним нанесением газожидкостной пены при температуре 40°С с мокрым привесом 25%. Отжатую ткань накатывают в рулон, обертывают полиэтиленовой пленкой и выдерживают при постоянном вращении рулона в течение 35 мин;
2) тепловая обработка тканого полотна в паровоздушной среде при температуре 98-105°С в течение 5 мин;
3) механическая обработка на игловорсовальном оборудовании для одностороннего образования равномерного застила начесного ворса.
Результаты сопоставления ткани по совокупности анализируемых показателей для предлагаемого ферментативного способа заключительного умягчения льняной ткани и прототипа представлены в таблице.
Данные таблицы показывают, что заявленный способ применим для заключительной отделки широкого ассортимента льняных и полульняных тканей, включая окрашенные и пестротканые, позволяет расширить ассортимент получаемой продукции с приданием умягчающих эффектов ворсования льняных полотен и обеспечивает получение перманентных эффектов мягчения льняных тканей одновременно с повышением сохранности целлюлозы, прочности ткани, ее эластичности, драпируемости и цветовых характеристик.
в
1. Воздействие предлагаемого полиферментного препарата при соблюдении заявленных параметров проведения процесса модификации льняного волокна позволяет при обработке на игловорсовальном оборудовании сформировать на поверхности ткани равномерный слой неориентированного начесного ворса. Толщина зоны ворса d составляет 0,48-0,59 мм, что соизмеримо с уровнем показателя для ворсованных хлопчатобумажных и тонкосуконных тканей.
2. Достигнут важный практический результат снижения показателя жесткости ткани на изгиб ЕI в 3,5-5 раз по сравнению с уровнем показателя для исходной ткани одновременно с обеспечением сохранности целлюлозы и повышением прочности материала:
- разрывная нагрузка полоски ткани Р после отделки по предлагаемому способу в 1,96-2,9 раза выше, чем для прототипа, при этом отклонения показателя для умягченной ткани от исходного уровня до отделки не превышают точность экспериментального определения;
- удельная вязкость медноаммиачных растворов целлюлозы льна при обработке ткани по предлагаемому способу не изменяется и для разных артикулов ткани составляет от 1,10 до 1,86, что в 1,26 раза выше в сравнении с прототипом.
1C
5C
При этом получаемый эффект мягчения обладает высокой устойчивостью (перманентностью): показатель жесткости тканей после одной EI и пяти ЕI стирок практически не изменяется.
3. Повышена эластичность ткани и снижена ее способность накапливать остаточную деформацию при многократном растяжении, что важно для обеспечения формоустойчивости швейных изделий:
мо
- доля медленно обратимой деформации ткани Δ в общем удлинении при многократном растяжении возросла в 2,7 раза в сравнении с прототипом и в 1,8 раза относительно уровня исходной ткани;
ост
- доля остаточной деформации Δ снижена в 1,75 раза в сравнении с прототипом и в 1,5 раза относительно уровня исходной ткани.
4. Способ обеспечивает улучшение драпируемости ткани:
Д
- коэффициент драпируемости К умягченной ткани в 1,39 раза превышает уровень показателя для прототипа;
- повышается равномерность образования драпируемых складок в направлениях основных и уточных нитей; величина отношения осевых линий проекции образца В/А сокращается в сравнении с прототипом в 1,48 раза.
5. Способ обеспечивает допустимые изменения цветовых характеристик окрасок тканей, сформированных из окрашенной пряжи. Фиксируемые значения общего цветового различия окрасок ΔЕ не превышают 1,0 ед. - порогового уровня визуально различимых отклонений. Следовательно, для получения готовой продукции с заданными по эталону показателями окраски не требуется корректировка процессов колорирования с учетом возможного изменения цвета в процессе заключительной отделки ткани.
Сравнительные результаты свойств льняных тканей по предлагаемому способу
Показатели
Величина показателей при умягчении ткани по предлагаемому и известному способам
пример 1
пример 2
пример 3
пример 4
предлагаемый
прототип
предлагаемый
предлагаемый
предлагаемый
Толщина зоны ворса d<sub>в</sub>, мм
0,48
-
0,59
0,50
0,52
жесткость, мН/см<sup>2</sup>
EI<sub>0</sub>
153
153
126
180
72
EI<sub>у</sub>
30,6
47,8
28,0
36,4
20,5
EI<sub>1C</sub>
30,5
47,5
28,1
36,4
20,4
EI<sub>5C</sub>
30,7
47,7
28,0
36,5
20,5
ΔP±10, cH
- по основе;
538/532
540/272
902/894
870/861
723/730
- по утку
775/768
770/265
883/890
790/798
650/641
Уд. вязкость медноаммиачных растворов целлюлозы, η<sub>уд</sub>
1,10/1,10
1,10/0,87
1,63/1,63
1,86/1,86
1,37/1,37
Доля компонентов относительного удлинения при растяжении
- Δ<sub>бо</sub>
0,40/0,40
0,40/0,39
0,41/0,41
0,39/0,39
0,38/0,38
- Δ<sub>мо</sub>
0,18/0,32
0,18/0,12
0,19/0,30
0,20/0,28
0,19/0,32
- Δ<sub>ост</sub>
0,42/0,28
0,42/0,49
0,40/0,29
0,41/0,33
0,43/0,30
Драпируемость
- К<sub>Д</sub>, %
61
44
58
54
56
- В/А
1,24
1,84
0,97
0,89
0,93
Общее цветовое отличие окраски ΔЕ, ед.
0,73
5,6
0,56
-
-
Примечание: в числителе и знаменателе условной дроби приведены значения показателей для исходного необработанного полотна и после проведения его умягчения.