CN102517651B

CN102517651B - 天然彩色家蚕丝的颜色固定方法

Info

Publication number: CN102517651B
Application number: CN 201110385082
Authority: CN
Inventors: 王建南; 裔洪根
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou Shengze Science And Technology Pioneer Park Development Co Ltd
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2031-11-28
Also published as: CN102517651A

Abstract

本发明提供了一种天然彩色家蚕丝的颜色固定方法，包括以下步骤：a)将天然彩色家蚕生丝在水中进行处理；b)将所述步骤a)得到的天然彩色家蚕生丝用酸性戊二醛溶液进行处理。本发明以天然彩色家蚕生丝为原料，首先将其在水中进行处理，使含有色素的丝胶膨润；然后将经过膨润的天然彩色家蚕生丝用酸性戊二醛溶液进行处理，丝胶由大量含游离氨基的氨基酸组成，戊二醛能够与其中的游离氨基反应，形成环状吡啶结构，使丝胶蛋白变性、固定而不溶解；同时，分布在丝胶里的色素也被固定，在后续处理过程中不会流失。本发明直接以天然彩色家蚕生丝为原料，处理过程中不涉及强酸、强碱及钙盐、锂盐等试剂，不会损伤天然彩色家蚕丝的力学性能。

Description

天然彩色家蚕丝的颜色固定方法

技术领域

本发明属于蚕丝技术领域，尤其涉及一种天然彩色家蚕丝的颜色固定方法。

背景技术

色泽，即颜色和光泽是评定纤维和织物质量的一个重要指标。一般纺织材料或纺织品的颜色主要来源于合成染料，合成染料的主要成分为有毒的偶氮化合物，对人体有致畸变、致癌和致过敏等危害。目前广受大众欢迎的彩色丝绸产品一直依赖化学染色才能生产，不仅使用了有毒的合成染料、会产生大量印染等加工废水，严重污染环境，而且得到的产品有化学染料和药物残留，长期使用尤其是贴身穿着会影响身体健康。

天然彩色家蚕丝是由家蚕彩色茧制备得到，家蚕彩色茧主要有黄红茧系和绿茧系两大类，黄红茧系包括淡黄、金黄、肉色、红色、蒿色、锈色等各种茧色，绿茧系包括竹绿(也叫淡绿)和绿色两种。其中，黄红茧系的茧丝颜色来自桑叶中的类胡萝卜素类色素，并转运到丝腺和丝蛋白质混合；而绿茧系的茧丝色素主要为黄酮色素，也来源于桑叶，在中肠和/或血液中合成。此类天然彩色家蚕丝无需化学染色即可具有颜色，长期使用也不会影响身体健康。另外，已有报道说明天然彩色家蚕丝具有良好的抑菌、抗菌功效，能防止病菌的生存和繁殖；天然彩色家蚕丝具有分解自由基的活性，具有抗氧化和阻挡紫外线的功能，能有效地防止因环境污染引起人体内发生氧化作用所造成的危害；天然彩色家蚕丝还具有抗癌、调节生物体功能的作用(徐世清，王建南等，丝绸，2003(1)：42-43；2003(2)：43-46)。

现有技术在彩色茧的培育和彩色蚕丝的性能方面已有诸多报道，如天然彩色家蚕茧丝质性能优良，解舒率平均值达到80％左右，茧层率高达24％，出丝率大多在42％左右，净度成绩达93分以上(王建南，裔洪根.北方蚕业，2004，25(100)：17-18)；天然彩色家蚕丝内部具有良好的微孔隙结构(王建南等，蚕业科学，2008；34(1)：158-161)；天然彩色家蚕丝具有与白色家蚕丝相近的相对强度和断裂伸长率性能，一般相对强度约35～40cN/tex，伸长率达17～21％，但初始模量比白色家蚕丝小，柔软性、耐热性和热稳定性均比白色家蚕丝好(王建南等，丝绸，2004(1)：27-29；王少华等.纺织学报，2009，30(11)：5-9)；由于蚕丝是结晶高聚物，结晶结构赋予其力学性能，而天然彩色家蚕丝的结晶度比白色家蚕丝略小(王建南等，丝绸，2007，11：19-21)等。

虽然天然彩色家蚕丝具有良好的性能，但是，目前研制的天然彩色家蚕丝的色素主要存在于丝素外围的丝胶中，丝胶在丝素外围由外及内分为丝胶I、丝胶II、丝胶III和丝胶IV四种，水溶解性依次为：丝胶I＞丝胶II＞丝胶III＞丝胶IV。在经过脱胶处理制备天然彩色家蚕丝产品的过程中，大部分色素会随丝胶溶解而流失，从而无法保留天然彩色家蚕丝的颜色。

现有技术公开了多种天然彩色家蚕丝的加工、检验或保留颜色的方法，如申请号为200410065256.7的中国专利文献公开了一种天然有色桑蚕丝的加工方法，主要是通过对两种颜色不同的桑蚕茧进行配茧处理，配茧比例为按蚕茧的颗粒或重量的40％～60％；两种配茧的桑蚕茧的解舒率相差不超过10％、茧丝纤度相差不超过0.50旦，充分混合后进行缫丝加工，采用此种方法可以生产不同颜色、色彩均匀性和质感不同的桑蚕丝，但是其并不能将天然家蚕丝的颜色固定；申请号为200510039196.6的中国专利文献公开了一种天然有色家蚕丝的检验试剂，该试剂为无色透明、pH值≤5.0、由一元或多元无机酸组成的酸性溶液或酸性盐溶液，该试剂可用于区分家蚕茧、家蚕丝、家蚕丝织物及其他茧丝产品的天然有色与活体染色或合成色素染色或天然色素染色品，其也不能固定天然家蚕丝的颜色；申请号为200510011188.0的中国专利文献公开了一种天然绿茧丝微波接枝固色方法，首先将天然绿色茧丝在冰醋酸中浸渍2～3min，去除后挤干，然后在频率为2450MHz、功率为200～600W的微波作用下酯化5～8min，用水洗去多余的醋酸，干燥后得到的绿茧丝在洗涤过程中不会褪色，但是，在采用微波对蚕丝进行处理的过程中，微波会穿透蚕丝，从而影响蚕丝的力学性能。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种天然彩色家蚕丝的颜色固定方法，本发明提供的颜色固定方法能够将天然家蚕丝的颜色固定，同时不具有毒性，环保安全，也不会影响蚕丝的力学性能。

本发明提供了一种天然彩色家蚕丝的颜色固定方法，包括以下步骤：

a)将天然彩色家蚕生丝在水中进行处理；

b)将所述步骤a)得到的天然彩色家蚕生丝用酸性戊二醛溶液进行处理。

优选的，所述步骤b)中，所述酸性戊二醛溶液的质量浓度为0.2％～2.0％。

优选的，所述步骤b)中，所述天然彩色家蚕生丝的质量与所述酸性戊二醛溶液的体积比为1g∶50mL～200mL。

优选的，所述步骤b)中，所述处理为浸渍。

优选的，所述步骤b)中，所述处理的时间为1h～5h，所述处理的温度30℃～40℃。

优选的，所述步骤a)中，所述水的温度为30℃～60℃。

优选的，所述步骤a)中，所述处理的时间为5h～30h。

优选的，所述步骤a)中，所述处理为浸渍或真空渗透。

优选的，还包括：

c)将所述步骤b)得到的天然彩色家蚕生丝在水中浸泡、漂洗。

优选的，所述步骤c)中，所述水的温度为20℃～25℃。

与现有技术相比，本发明以天然彩色家蚕生丝为原料，首先将其在水中进行处理，使含有色素的丝胶膨润并除去最外层的少量丝胶；然后将经过膨润后的天然彩色家蚕生丝用酸性戊二醛溶液进行处理，丝胶由大量含游离氨基的氨基酸组成，戊二醛能够与其中的游离氨基反应，形成环状吡啶结构，使丝胶蛋白变性、固定而不溶解；同时，分布在丝胶里的色素也被固定，在后续处理过程中也不会流失或降解。本发明直接以天然彩色家蚕生丝为原料，无需采用强酸、强碱或可溶解丝素蛋白的钙盐、锂盐等对其进行处理，也无需进行微波辐照处理，因此不会损伤天然彩色家蚕丝的力学性能；本发明直接采用较低浓度的酸性戊二醛溶液对天然彩色家蚕丝进行处理，较为安全且环保。实验表明，经过本发明提供的方法得到的天然彩色家蚕丝没有细胞毒性，环保、安全；以未经处理的天然彩色家蚕生丝(dE CMC＝1)为对比，其dE CMC值可在1～9.5的范围内调控，从而得到颜色较为固定、且颜色可调的天然彩色家蚕丝。

具体实施方式

a)将天然彩色家蚕生丝在水中进行处理；

本发明以天然彩色家蚕生丝为原料，所述天然彩色家蚕生丝为天然彩色家蚕茧经过常规的缫丝处理后得到的产物。虽然在缫丝过程中，天然彩色家蚕茧会因极少量的丝胶溶解造成色素流失，但其流失量极小，相比于在缫丝过程中采用强酸强碱法对色素进行固定对蚕丝的力学性能造成的损伤而言可忽略不计。在本发明中，所述天然彩色家蚕生丝优选为天然黄色家蚕生丝。本发明对所述天然彩色家蚕生丝的来源没有特殊限制，市场上购买的天然彩色家蚕生丝即可。

本发明首先将天然彩色家蚕生丝在水中进行处理，使其上的丝胶膨润，便于后续处理。所述在水中进行处理可以为在水中进行浸渍或者真空渗透处理；进行处理时，所述水的温度优选为30℃～60℃，更优选为50℃～60℃；所述浸渍时间优选为5h～30h，更优选为20h～24h。

天然彩色家蚕生丝在水中进行处理的过程中，丝胶吸水膨胀，便于后续戊二醛的作用。

浸渍完毕后，轻轻甩干天然彩色家蚕生丝中的水分，将其用酸性戊二醛溶液进行处理。所述酸性戊二醛溶液为常规的医用消毒液，无致畸变、无积毒性，广泛用于消毒灭菌、制药、生物材料改性以及细胞组织固定等，具有易清洗除去、毒性小、活性高、渗透性强、交联性能好、交联产物性质稳定等特点。蚕丝丝胶为蛋白质，由大量含有游离氨基的氨基酸组成，戊二醛能够与游离氨基反应，形成环状吡啶结构，从而使蛋白质变形而固定、不溶解，同时，存在于丝胶蛋白中的色素也随之固定，不会再后续处理过程中流失。在本发明中，所述酸性戊二醛溶液优选为医用级酸性戊二醛溶液，其质量浓度优选为0.2％～2.0％，更优选为0.5％～1.5％。

在本发明中，所述用酸性戊二醛溶液处理具体为浸渍，优选在温度30～40℃下进行浸渍。对所述浸渍后的天然彩色家蚕丝进行处理时，所述天然彩色家蚕生丝的质量与所述酸性戊二醛溶液的体积比为优选为1g∶50mL～200mL，更优选为1g∶80mL～100mL；所述处理的温度优选为30～40℃，所述处理的时间优选为1h～5h，更优选为2h～3h。

相比于在缫丝过程中对丝胶进行颜色固定而言，虽然在对生丝进行颜色固定在缫丝过程中会有少量色素流失，但流失量极少，丝胶溶失率＜6％，而且由于未经强酸强碱或锂盐、钙盐等处理，不会损伤生丝的力学性能；另外，在缫丝之前进行颜色固定时，又使丝胶变性固化不利于丝条离解，从而影响缫丝。

用酸性戊二醛溶液处理完毕后，本发明优选还包括以下步骤：

将所述步骤b)得到的天然彩色家蚕生丝在水中浸泡，然后用水漂洗。

用酸性戊二醛溶液处理完毕后，用水对处理后的天然彩色家蚕生丝进行洗涤，然后在水中浸泡，除去多余的戊二醛。本发明优选用自来水对所述天然彩色家蚕生丝进行洗涤和浸泡，所述自来水的温度优选为20℃～25℃。由于使用的戊二醛溶液浓度较低，浸泡过程中更换三次自来水即可，然后甩干，最后将天然彩色家蚕生丝烘干或晾干后完成处理，得到颜色固定的天然彩色家蚕生丝。

得到天然彩色家蚕生丝后，按照以下方法测定所述天然彩色家蚕生丝的颜色固定程度：

将所述天然彩色家蚕生丝以1g∶50mL的浴比依次放入质量浓度为0.3％的碳酸钠水溶液中，在98℃～100℃下处理三次，前两次处理30min，第三次处理45min；将处理过后的家蚕生丝用自来水浸泡、洗涤，充分洗涤干净后在60℃烘箱内烘干后得到天然彩色家蚕丝；以未经处理的天然彩色家蚕生丝为对比标准品，采用Ultrascan-PRO型测色仪测得所述经过颜色固定处理的天然彩色家蚕丝的dE CMC值，dE CMC值越小，说明与标准品(dE CMC＝1)的色差越小。实验表明，本发明提供的方法获得的天然彩色家蚕丝的dE CMC值可在1～9.5之间调节，得到颜色多样的天然彩色家蚕丝。

按照中华人民共和国国家标准GB/T 16886.5-2003/ISO 10993-5：1999，医疗器械生物学评价第5部分：体外细胞毒性实验中的浸提液试验方法对本发明得到的天然彩色家蚕丝进行细胞毒性检测，结果表明其细胞毒性为0级，即没有细胞毒性。

本发明以天然彩色家蚕生丝为原料，首先将其在水中进行处理，使含有色素的丝胶膨润；然后将经过膨润后的天然彩色家蚕生丝用酸性戊二醛溶液进行处理，丝胶由大量含游离氨基的氨基酸组成，戊二醛能够与其中的游离氨基反应，形成环状吡啶结构，使丝胶蛋白变性、固定而不溶解；同时，分布在丝胶里的色素也被固定，在后续处理过程中不会流失。本发明直接以天然彩色家蚕生丝为原料，无需采用强酸、强碱或可溶解丝素蛋白的钙盐、锂盐等对其进行处理，也无需进行微波辐照处理，不会损伤天然彩色家蚕丝的力学性能；本发明直接采用酸性戊二醛溶液对天然彩色家蚕丝进行处理，而处理后的蚕丝没有产生细胞毒性，环保安全。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的天然彩色家蚕丝的颜色固定方法及其色牢度和生物安全性进行详细描述。

以下各实施例中，天然彩色家蚕生丝为从市场上购得，酸性戊二醛溶液均为医用级酸性戊二醛溶液。

实施例1

将天然黄色家蚕生丝在60℃的温水中浸渍24h，轻轻甩干生丝中的水分后，以1g∶100mL的浴比在质量浓度为1.5％的医用级酸性戊二醛溶液中浸渍3h；将浸渍后的生丝脱水甩干，用自来水洗涤、浸泡24h，其中更换三次自来水，然后脱水甩干、烘干或晾干，得到处理后的家蚕生丝；

将所述家蚕生丝以1g∶50mL的浴比依次放入质量浓度为0.3％的碳酸钠水溶液中，在98℃～100℃下处理三次，前两次处理30min，第三次处理45min；将处理过后的家蚕生丝用自来水浸泡、洗涤，充分洗涤干净后，在60℃烘箱内烘干后得到天然黄色家蚕丝。

按照中华人民共和国国家标准GB/T 16886.5-2003/ISO 10993-5：1999，医疗器械生物学评价第5部分：体外细胞毒性实验中的浸提液试验方法对所述天然黄色家蚕丝进行细胞毒性检测，结果表明其细胞毒性为0级，即没有细胞毒性。

以未经处理的天然黄色家蚕生丝为对比，采用Ultrascan-PRO型测色仪测得所述本发明得到的天然黄色家蚕丝的dE CMC值为2.51。

实施例2

将天然黄色家蚕生丝在60℃的温水中浸渍24h，轻轻甩干生丝中的水分后，以1g∶100mL的浴比在质量浓度为1％的医用级酸性戊二醛溶液中浸渍3h；将浸渍后的生丝脱水甩干，用自来水洗涤、浸泡24h，其中更换三次自来水，然后脱水甩干、烘干或晾干，得到处理后的家蚕生丝；

以未经处理的天然黄色家蚕生丝为对比，采用Ultrascan-PRO型测色仪测得所述本发明得到的天然黄色家蚕丝的dE CMC值为2.76。

实施例3

将天然黄色家蚕生丝在60℃的温水中浸渍24h，轻轻甩干生丝中的水分后，以1g∶100mL的浴比在质量浓度为1％的医用级酸性戊二醛溶液中浸渍1h；将浸渍后的生丝脱水甩干，用自来水洗涤、浸泡24h，其中更换三次自来水，然后脱水甩干、烘干或晾干，得到处理后的家蚕生丝；

以未经处理的天然黄色家蚕生丝为对比，采用Ultrascan-PRO型测色仪测得所述本发明得到的天然黄色家蚕丝的dE CMC值为4.95。

实施例4

将天然黄色家蚕生丝在60℃的温水中浸渍24h，轻轻甩干生丝中的水分后，以1g∶100mL的浴比在质量浓度为0.5％的医用级酸性戊二醛溶液中浸渍3h；将浸渍后的生丝脱水甩干，用自来水洗涤、浸泡24h，其中更换三次自来水，然后脱水甩干、烘干或晾干，得到处理后的家蚕生丝；

以未经处理的天然黄色家蚕生丝为对比，采用Ultrascan-PRO型测色仪测得所述本发明得到的天然黄色家蚕丝的dE CMC值为5.27。

实施例5

将天然黄色家蚕生丝在40℃的温水中浸渍24h，轻轻甩干生丝中的水分后，以1g∶100mL的浴比在质量浓度为0.5％的医用级酸性戊二醛溶液中浸渍1h；将浸渍后的生丝脱水甩干，用自来水洗涤、浸泡24h，其中更换三次自来水，然后脱水甩干、烘干或晾干，得到处理后的家蚕生丝；

以未经处理的天然黄色家蚕生丝为对比，采用Ultrascan-PRO型测色仪测得所述本发明得到的天然黄色家蚕丝的dE CMC值为7.03。

比较例1

将天然黄色家蚕生丝在60℃的温水中浸渍24h，轻轻挤干生丝中的水分后，以1g∶50mL的浴比依次放入质量浓度为0.3％的碳酸钠水溶液中，在98℃～100℃下处理三次，前两次处理30min，第三次处理45min；将处理过后的家蚕生丝用自来水浸泡、洗涤，充分洗涤干净后，在60℃烘箱内烘干后得到天然黄色家蚕丝。

以未经处理的天然黄色家蚕生丝为对比，采用Ultrascan-PRO型测色仪测得所述本发明比较例得到的天然黄色家蚕丝的dE CMC值为9.41，说明残留于家蚕丝中的色素很少，颜色已基本退掉。

由上述实施例及比较例可知，本发明提供的方法能够将天然彩色家蚕丝的颜色固定，保护色素不流失，不仅没有细胞毒性，而且由于未进行强酸、强碱或微波等处理，不会影响天然彩色家蚕丝的力学性能。另外，本发明可以通过改变酸性戊二醛溶液的浓度、处理温度和处理时间等参数使得天然彩色家蚕丝的dE CMC值在1～9.5之间可调，从而得到颜色深浅可以调控的天然彩色家蚕丝。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种天然彩色家蚕丝的颜色固定方法，包括以下步骤：

a）将天然彩色家蚕生丝在水中进行处理；所述水的温度为30℃～60℃；

b）将所述步骤a）得到的天然彩色家蚕生丝用酸性戊二醛溶液进行处理；所述酸性戊二醛溶液的质量浓度为0.2%～2.0%。

2.根据权利要求1所述的颜色固定方法，其特征在于，所述步骤b）中，所述天然彩色家蚕生丝的质量与所述酸性戊二醛溶液的体积比为1g：50mL～200mL。

3.根据权利要求1所述的颜色固定方法，其特征在于，所述步骤b）中，所述处理为浸渍。

4.根据权利要求1所述的颜色固定方法，其特征在于，所述步骤b）中，所述处理的时间为1h～5h，所述处理的温度30℃～40℃。

5.根据权利要求1所述的颜色固定方法，其特征在于，所述步骤a）中，所述处理的时间为5h～30h。

6.根据权利要求1所述的颜色固定方法，其特征在于，所述步骤a）中，所述处理为浸渍或真空渗透。

7.根据权利要求1所述的颜色固定方法，其特征在于，还包括：

c）将所述步骤b）得到的天然彩色家蚕生丝在水中浸泡、漂洗。

8.根据权利要求7所述的颜色固定方法，其特征在于，所述步骤c）中，所述水的温度为20℃～25℃。