CN110725141B - 一种酶染色的莱赛尔纤维面料及其制备方法 - Google Patents

一种酶染色的莱赛尔纤维面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种酶染色的莱赛尔纤维面料及其制备方法，该面料是先将莱赛尔纤维面料进行氨化改性，然后将氨化改性的莱赛尔纤维面料在漆酶和有机单体环境中培养，在漆酶作用下，有机单体聚合并接枝到莱赛尔纤维面料制得。酶染色的莱赛尔纤维面料的摩擦牢度和皂洗牢度均表现较优级别，经过20次洗涤后，其摩擦牢度和皂洗牢度无明显降低。酶染色的成功应用为其替代合成染料染色提供一种可选择的方案，该染色方法几乎无废水排放，其对环境保护、资源的可持续发展具有重要意义。

Description

一种酶染色的莱赛尔纤维面料及其制备方法
技术领域
本发明属于莱赛尔纤维技术领域，具体涉及一种酶染色的莱赛尔纤维面料及其制备方法。
背景技术
2016年，中国再生纤维素纤维的产量已接近350万吨，其中，主要产品粘胶纤维面临巨大的环保压力。随着国家对环境保护的日益重视与严管，粘胶纤维产业必将受到冲击，环保问题是粘胶纤维产业亟待解决的问题。为克服生产再生纤维素纤维产生的污染，一种新溶剂法生产再生纤维素纤维的技术诞生了，即利用N－甲基吗啉－N－氧化物(NMMO)为溶剂直接溶解木浆粕，经干喷－湿纺纺丝工艺制备再生纤维素纤维——莱赛尔纤维。莱赛尔纤维的生产具有生产工序少、工艺流程短等特点，生产中使用的NMMO溶剂可被回收利用，整个生产过程没有废气废水废烟的排放，对环境十分友好。此外，莱赛尔纤维具有优于涤纶的强度、优于棉花的舒适性，且更为透气、亲肤，是一种高档的服装面料。因此，鉴于莱赛尔纤维生产制备的优点和本身作为服装面料的优势，其被视作最有希望替换粘胶纤维的新产品。
目前，莱赛尔纤维的染色还是采用传统的活性染料染色，其对环境造成一定的污染。为了克服染色带来的污染问题，一些新型的染色技术被不断研发出来，其中，包括：天然染料染色，如：中国发明专利申请号201710127909.7公布了一种纤维素纤维织物天然染料染色方法；中国发明专利申请号201510036524.0公布了一种纤维素纤维织物的天然染料染色方法；此外，还有微生物染色，如：杨慕莹等报道了微生物染料及其在纺织品染色中的应用(《纺织学报》，2016，37(8)：160-170)；金彬炜等报道了微生物色素对PLA/竹炭纤维水刺无纺布染色的初步研究(嘉兴学院学报，2016,28(6)：127-130)。尽管这些新的染色技术被不断突破，但是由于种种原因限制，如：染色成本高、原料来源有限等，真正在市场上成熟推广应用的技术比较少。因此，急需一种具有染色成本低、原料来源广泛和染色工艺简单等优点的新技术出现，本发明在这方面做了一些努力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种酶染色的莱赛尔纤维面料，以解决现有技术中存在的不足，该面料对皮肤具有较好的亲肤性能，其可以进一步提高莱赛尔纤维面料的品质档次；此外，该技术属于生物染色，其对环境污染小。
本发明的目的在于提供一种酶染色的莱赛尔纤维面料，该面料是先将莱赛尔纤维面料进行氨化改性，然后将氨化改性的莱赛尔纤维面料在漆酶和有机单体环境中培养，在漆酶作用下，有机单体聚合并接枝到莱赛尔纤维面料制得。
本发明的另一个目的在于提供上述所述一种酶染色的莱赛尔纤维面料的制备方法，所述方法包含如下步骤：
(1)氨化改性：配制混合溶液，将莱赛尔纤维面料浸入混合溶液，浸入时间为3～4小时，浸入温度为50～60℃，浸入后每隔30分钟搅拌反应溶液体系；反应结束后，用水清洗，晾干即可。
优选地，所述莱赛尔纤维面料(g)与混合溶液(mL)的比为：1︰(8～12)；所述混合溶液的配制方法为：将甲醛水溶液、氨水溶液和硼酸混合，搅拌均匀即可。
优选地，所述甲醛水溶液的浓度为8～12％，氨水溶液的浓度为3～5％，甲醛水溶液(mL)、氨水溶液(mL)和硼酸(g)的比为：(1～3)︰(0.1～0.3)︰(0.2～0.4)。
(2)酶染色：将步骤(1)处理的莱赛尔纤维面料浸入溶有漆酶和染色单体的水溶液中进行培养，培养时间为5～8小时，培养温度为20～25℃；培养结束后，清水洗涤莱赛尔纤维面料，晾干后即可制得酶染色的莱赛尔纤维面料。
优选地，所述莱赛尔纤维面料(g)与溶有漆酶和染色单体的水溶液(mL)的比为：1︰(8～12)；所述漆酶和染色单体的水溶液中漆酶和染色单体的浓度分别为：20～30mg/L、100～200mg/L。
优选地，所述染色单体包括如下单体其中的一种：2，3，4-三羟基苯甲酸、对二苯酚、3-氨基-4-羟基苯磺酸、2，5-二氨基苯磺酸，它们接枝聚合在莱赛尔纤维面料后表现不同的颜色。
步骤(1)涉及的化学反应方程式为：
Figure BDA0002276494790000021
步骤(2)中氨化改性的莱赛尔纤维面料与染色单体之一2，3，4-三羟基苯甲酸涉及的化学反应方程式为：
Figure BDA0002276494790000031
本发明具有如下显著特点：
(1)本发明制备的酶染色的莱赛尔纤维面料的K/S值较高，经过20次洗涤后，其K/S值未明显降低；酶染色的莱赛尔纤维面料的摩擦牢度和皂洗牢度均表现较优级别，经过20次洗涤后，其摩擦牢度和皂洗牢度无明显降低。
(2)本发明采用酶作催化剂的方法将2，3，4-三羟基苯甲酸接枝聚合到莱赛尔纤维面料的表面，得到黑色的莱赛尔纤维面料；对二苯酚接枝聚合到莱赛尔纤维的表面，得到黄色的莱赛尔纤维面料；3-氨基-4-羟基苯磺酸接枝聚合到莱赛尔纤维的表面，得到红色的莱赛尔纤维面料；2，5-二氨基苯磺酸接枝聚合到莱赛尔纤维的表面，得到蓝色的莱赛尔纤维面料。
(3)酶染色的莱赛尔纤维面料对皮肤具有较好的亲肤性能，其可以进一步提高莱赛尔纤维面料的品质档次。
(4)酶染色的成功应用为其替代合成染料染色提供一种可选择的方案，该染色方法几乎无废水排放，其对环境保护、资源的可持续发展具有重要意义。
具体实施方式
以下所述实施例详细说明了本发明。
实施例1
在本实施例中，一种酶染色的莱赛尔纤维面料采用如下方法制备而成，包括如下步骤：
(1)氨化改性：配制混合溶液，将100g莱赛尔纤维面料浸入1000mL混合溶液，浸入时间为3.5小时，浸入温度为55℃，浸入后每隔30分钟搅拌反应溶液体系；反应结束后，用水清洗，晾干即可；所述混合溶液的配制方法为：将1000mL浓度为10％甲醛水溶液、100mL浓度为4％氨水溶液和15g硼酸混合，搅拌均匀即可。
(2)酶染色：将100g步骤(1)处理的莱赛尔纤维面料浸入1000mL溶有漆酶和2，3，4-三羟基苯甲酸的水溶液中进行培养，漆酶和2，3，4-三羟基苯甲酸的浓度分别为：25mg/L、150mg/L；培养时间为6.5小时，培养温度为23℃；培养结束后，清水洗涤莱赛尔纤维面料，晾干后即可制得黑色的酶染色的莱赛尔纤维面料a。
实施例2
在本实施例中，一种酶染色的莱赛尔纤维面料采用如下方法制备而成，包括如下步骤：
(1)氨化改性：配制混合溶液，将100g莱赛尔纤维面料浸入800mL混合溶液，浸入时间为3小时，浸入温度为50℃，浸入后每隔30分钟搅拌反应溶液体系；反应结束后，用水清洗，晾干即可；所述混合溶液的配制方法为：将1000mL浓度为8％甲醛水溶液、100mL浓度为3％氨水溶液和20g硼酸混合，搅拌均匀即可。
(2)酶染色：将100g步骤(1)处理的莱赛尔纤维面料浸入800mL溶有漆酶和对二苯酚的水溶液中进行培养，漆酶和对二苯酚的浓度分别为：20mg/L、100mg/L；培养时间为5小时，培养温度为20℃；培养结束后，清水洗涤莱赛尔纤维面料，晾干后即可制得黄色的酶染色的莱赛尔纤维面料b。
实施例3
在本实施例中，一种酶染色的莱赛尔纤维面料采用如下方法制备而成，包括如下步骤：
(1)氨化改性：配制混合溶液，将100g莱赛尔纤维面料浸入1200mL混合溶液，浸入时间为4小时，浸入温度为60℃，浸入后每隔30分钟搅拌反应溶液体系；反应结束后，用水清洗，晾干即可；所述混合溶液的配制方法为：将1500mL浓度为10％甲醛水溶液、150mL浓度为4％氨水溶液和20g硼酸混合，搅拌均匀即可。
(2)酶染色：将100g步骤(1)处理的莱赛尔纤维面料浸入1200mL溶有漆酶和3-氨基-4-羟基苯磺酸的水溶液中进行培养，漆酶和3-氨基-4-羟基苯磺酸的浓度分别为：30mg/L、200mg/L；培养时间为8小时，培养温度为25℃；培养结束后，清水洗涤莱赛尔纤维面料，晾干后即可制得红色的酶染色的莱赛尔纤维面料c。
实施例4
在本实施例中，一种酶染色的莱赛尔纤维面料采用如下方法制备而成，包括如下步骤：
(1)氨化改性：配制混合溶液，将100g莱赛尔纤维面料浸入1000mL混合溶液，浸入时间为3.5小时，浸入温度为55℃，浸入后每隔30分钟搅拌反应溶液体系；反应结束后，用水清洗，晾干即可；所述混合溶液的配制方法为：将1000mL浓度为10％甲醛水溶液、100mL浓度为4％氨水溶液和15g硼酸混合，搅拌均匀即可。
(2)酶染色：将100g步骤(1)处理的莱赛尔纤维面料浸入1000mL溶有漆酶和2，5-二氨基苯磺酸的水溶液中进行培养，漆酶和2，5-二氨基苯磺酸的浓度分别为：25mg/L、150mg/L；培养时间为6.5小时，培养温度为23℃；培养结束后，清水洗涤莱赛尔纤维面料，晾干后即可制得蓝色的酶染色的莱赛尔纤维面料d。
应用性能评价实施例：
将实施例1～4制备的酶染色的莱赛尔纤维面料a、b、c、d的耐洗色牢度、耐摩擦色牢度和K/S值进行了测试，比较了其未水洗和水洗20次的测试结果。其中，耐洗色牢度测试方法参考GB/T3921-2008，耐摩擦色牢度测试方法GB/T3920-2008。测试结果如下表所示：
Figure BDA0002276494790000051
由表可见，本发明制备的酶染色的莱赛尔纤维面料a、b、c、d的耐洗色牢度、耐摩擦色牢度的等级均较高，经过20次水洗，其耐洗色牢度和耐摩擦色牢度的等级没有明显降低，说明染色的稳定性很好。本发明制备的酶染色的莱赛尔纤维面料a、b、c、d的K/S值也较高，说明染色较深；经过20次水洗后，K/S值略有下降，属于正常的下降范围。

Claims (3)

1.一种酶染色的莱赛尔纤维面料，其特征在于，所述面料采用如下方法制得：将莱赛尔纤维面料进行氨化改性，然后将氨化改性的莱赛尔纤维面料在漆酶和有机单体环境中培养制得；
其中，所述酶染色的莱赛尔纤维面料的制备方法包括如下步骤：
（1）氨化改性：配制混合溶液，将莱赛尔纤维面料浸入混合溶液，浸入时间为3～4 小时，浸入温度为50～60℃，浸入后每隔30分钟搅拌反应溶液体系；反应结束后，用水清洗，晾干即可；
（2）酶染色：将步骤（1）处理的莱赛尔纤维面料浸入溶有漆酶和染色单体的水溶液中进行培养，培养时间为5～8小时，培养温度为20～25℃；培养结束后，清水洗涤莱赛尔纤维面料，晾干后即可制得酶染色的莱赛尔纤维面料；
其中，所述步骤（1）中混合溶液的配制方法为：将甲醛水溶液、氨水溶液和硼酸混合，搅拌均匀即可；所述甲醛水溶液的浓度为8～12%，氨水溶液的浓度为3～5%，甲醛水溶液、氨水溶液和硼酸的比为：（1～3）mL︰（0.1～0.3）mL︰（0.2～0.4）g；
其中，所述步骤（2）中染色单体为如下单体中的一种：2，3，4-三羟基苯甲酸、对二苯酚、3-氨基-4-羟基苯磺酸、2，5-二氨基苯磺酸。
2.根据权利要求1所述的一种酶染色的莱赛尔纤维面料，其特征在于：所述步骤（1）中莱赛尔纤维面料与混合溶液的比为：1g︰（8～12）mL。
3.根据权利要求1所述的一种酶染色的莱赛尔纤维面料，其特征在于：所述步骤（2）中莱赛尔纤维面料与溶有漆酶和染色单体的水溶液的比为：1g︰（8～12）mL；所述漆酶和染色单体的水溶液中漆酶和染色单体的浓度分别为：20～30mg/L、100～200mg/L。
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