CN114134708B - 一种羊毛一浴一步染色抗菌整理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种羊毛一浴一步染色抗菌整理的方法，属于纺织材料功能化改性技术领域。所述方法是先将羊毛进行预处理，再将预处理后的羊毛浸入壳寡糖缓冲溶液中，于80‑90℃下反应3‑4小时，完成羊毛染色抗菌整理；所述缓冲溶液为pH为8‑10的甘氨酸‑氢氧化钠缓冲溶液。所述方法是通过美拉德反应将带有还原末端的壳寡糖接枝到羊毛蛋白上，赋予羊毛纤维良好的抗菌效果，并获得稳定的色泽。

Description

一种羊毛一浴一步染色抗菌整理的方法
技术领域
本发明涉及一种羊毛一浴一步染色抗菌整理的方法，属于纺织材料功能化改性技术领域。
背景技术
纺织材料的染色与抗菌整理往往分为两个独立的工序，而分步进行织物染色和抗菌整理会导致染料、助剂、水、电等用量的增加和资源的浪费，不符合绿色纺织品加工发展的要求。一浴法是将染色和抗菌整理同浴同步进行，工艺简单、省时节能。目前关于纺织材料一浴染色抗菌整理的研究主要利用天然染料具有一定抑菌性能的特点，对纺织材料进行染色抗菌整理。然而该法存在不少缺陷，最大问题在于作为天然抗菌染料，具有其它天然染料稳定性差的共同特点，很难满足良好的染色稳定性和抗菌耐久性的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单，操作方便，环境友好的一浴一步制备耐久性抗菌羊毛有色织物的方法。以本方法制备的羊毛材料不含对环境和人体有害物质，具有良好稳定的色牢度和耐久性的抗菌性能。
为解决上述技术问题，本发明首先利用过氧化氢对羊毛进行预处理，然后通过美拉德反应将壳寡糖接枝到羊毛表面，赋予羊毛良好的抗菌效果，同时赋予羊毛良好的色泽。羰氨反应，即美拉德反应，是羰基化合物(还原糖类)和氨基化合物(氨基酸和蛋白质)间的反应，经过复杂的历程最终生成棕色的大分子物质。壳寡糖，即壳聚寡糖、低聚壳聚糖，是将壳聚糖经特殊的生物酶技术(也有使用化学降解、微波降解技术的报道)降解得到的寡糖产品，相对于壳聚糖水溶性好、反应性高、功能作用大。如利用壳寡糖具有羰氨反应活性的特点，将其与羊毛蛋白中的氨基发生美拉德反应，即可将壳寡糖以共价键的方式对羊毛进行接枝，同时又可获得稳定的颜色，且得色量高。此方法工艺简单，操作方便，节能环保，通过一浴一步反应即可获得具有耐久性抗菌效果的有色织物，并且对人体无毒害作用，具有深远的潜在应用价值和现实意义。
本发明第一个目的是提供一种羊毛一浴一步染色抗菌整理的方法，所述方法是先将羊毛进行预处理，再将预处理后的羊毛浸入壳寡糖缓冲溶液中，于80-90℃下反应3-4小时，完成羊毛染色抗菌整理；所述缓冲溶液为pH为8-10的甘氨酸-氢氧化钠缓冲溶液。所述方法是通过美拉德反应将带有还原末端的壳寡糖接枝到羊毛蛋白上，赋予羊毛纤维良好的抗菌效果，并获得稳定的色泽。
在本发明的一种实施方式中，所述预处理包括化学法、酶法或物理法。
在本发明的一种实施方式中，所述预处理采用过氧化氢进行预处理，所述处理工艺处方及条件：称取一定的羊毛，浸入含0.5～0.8％过氧化氢及0.4％焦磷酸钠的溶液，浴比为1:20-1:50，60-80℃条件下反应30-60分钟，取出后经水洗涤烘干得到预处理羊毛。
在本发明的一种实施方式中，所述壳寡糖为任何来源的壳聚糖降解产物。
在本发明的一种实施方式中，壳寡糖缓冲溶液中壳寡糖浓度为10-15％w/v。
在本发明的一种实施方式中，羊毛的染色抗菌整理的处理工艺处方及条件：称取一定经预处理的羊毛，浸入含10-15％(w/v)壳寡糖的pH为8-10的甘氨酸-氢氧化钠缓冲溶液中，浴比为1:20-1:25，80-90℃条件下反应3-4h。
本发明的第二个目的是提供一种采用上述方法制备得到的羊毛。
在本发明的一种实施方式中，所述羊毛为棕色或褐色。
本发明的第三个目的是一种含有上述羊毛的纺织品。
在本发明的一种实施方式中，所述纺织品包括复合纤维、纱线毯类织物、机织物、针织物、填充料、非织造布、服装、家用纺织品或装饰品中的任意一种。
本发明的有益效果：
本发明述及的一种利用美拉德反应，将具有抗菌功能的壳寡糖交联到羊毛纤维上，对羊毛进行耐久性抗菌整理的同时赋予羊毛良好色泽的方法。与传统的染色抗菌两浴法相比，该方法工艺简单，操作方便，节能环保，通过一浴一步反应即可获得具有耐久性抗菌效果的有色织物，织物的K/S值为8.05，抗菌率为81.6％，毡缩率5.1％。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
1、生物材料
壳寡糖购于浙江康兴生物科技有限公司。
2、抑菌率的测试方法
参照GB/T20944.3-2008标准，采用振荡烧瓶法测试样品对E.coli(ATCC2)的抑菌率。
抑菌率计算公式：
Figure BDA0003443211620000021
式中：
Y------试样的相对抑菌率；
Wt------3个未抗菌织物18h振荡后琼脂板上活菌数目的平均值；
Qt------3个抗菌织物试样18h振荡后琼脂板上活菌数目的平均值。
3、抑菌耐久性测试方法
以浴比1：30的皂液(2g/L)，温度(40±2)℃，振荡洗涤5min，参照GB/T 3921—2008测试洗涤后抑菌率的变化
4、K/S测试
以K/S测色仪测出各织物的K/S值。
5、耐洗色牢度测试：
剪取10cm×4cm的染色织物一块，沿短边缝合在棉、羊毛贴衬布中间，形成一个组合试样，将试样放入皂洗液中(皂液配方：每1L皂液5g皂片和2g无水碳酸钠)，60℃处理30min后取出试样清洗干净并烘干，用GB/T250-2008《评定变色用灰色样卡》评定试样的变色牢度，用GB/T251-2008《评定沾色用灰色样卡》评定试样的沾色牢度。
6、毡缩率测定：
毡缩率参照IWS TM31方法(洗涤时加配重物使洗缩质量达到1kg)进行测试。选择6×5A洗涤程序。洗缩织物放置在大气中至少10h测定织物尺寸按下式计算面积收缩率：面积收缩率＝WS+LS+(WS×LS)/100式中WS为平均宽度尺寸变化率；LS为平均长度尺寸变化率。
实施例1：
(1)羊毛的预处理
处理工艺处方及条件：称取一定的羊毛，浸入含0.5～0.8％过氧化氢及0.4％焦磷酸钠的溶液，浴比为1:50，80℃条件下反应60分钟，取出后经水洗涤烘干得到预处理羊毛。
(2)羊毛的染色抗菌整理
处理工艺处方及条件：称取一定经预处理的羊毛，浸入含15％壳寡糖的pH分别为9的甘氨酸-氢氧化钠缓冲溶液中，浴比为1:20，90℃条件下反应4h，反应完成后取出羊毛样品，用去离子水冲洗干净，烘干，测羊毛表面的K/S值为8.05，耐洗牢度4-5级，抑菌率为81.6％，经一次洗涤后抑菌率为75.9％，毡缩率为5.1％。
实施例2：
(1)羊毛的预处理
处理工艺处方及条件：称取一定的羊毛，浸入含0.5～0.8％过氧化氢及0.4％焦磷酸钠的溶液，浴比为1:50，80℃条件下反应60分钟，取出后经水洗涤烘干得到预处理羊毛。
(2)羊毛的染色抗菌整理
处理工艺处方及条件：称取一定经预处理的羊毛，浸入含10％壳寡糖的pH分别为9的甘氨酸-氢氧化钠缓冲溶液中，浴比为1:25，90℃条件下反应3h，反应完成后取出羊毛样品，用去离子水冲洗干净，烘干，测羊毛表面的K/S值为7.12，耐洗牢度4-5级，抑菌率为73.6％，经一次洗涤后抑菌率为70％，毡缩率为6.7％。
对比例1：
将实施例1中的浴比1:20替换成1:50，其他条件及参数与实施例1一致，所得羊毛表面的K/s值为4.23，耐洗牢度为4-5级，抑菌率为53.7％，经一次洗涤后抑菌率为50.5％，毡缩率为8.7％。
对比例2：
将实施例1中的甘氨酸-氢氧化钠缓冲溶液替换为磷酸盐缓冲溶液，其他条件及参数与实施例1一致，所得羊毛表面的K/S值为4.12，耐洗牢度为4-5级，抑菌率为50.1％，经一次洗涤后抑菌率为47.3％，毡缩率为9.3％。
对比例3：
参照实施例1的方法处理羊毛，区别仅在于，省略步骤(1)羊毛预处理步骤，其他条件同实施例1。得到的羊毛样品测其表面的K/S值为2.78，耐洗牢度4-5级，抑菌率为43.6％，经一次洗涤后抑菌率为37.1％，毡缩率为10.2。
对比例4：
处理工艺处方及条件：称取一定未经预处理的羊毛，浸入含15％壳寡糖的pH为7的溶液中，浴比为1:25，80℃条件下反应4h，反应完成后取出羊毛样品，用去离子水冲洗干净，烘干，测羊毛表面的K/S值为0.75，耐洗牢度4-5级，抑菌率为31.5％，经一次洗涤后抑菌率为23％，毡缩率为10.6。
表1
Figure BDA0003443211620000041
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种羊毛染色抗菌整理的方法，其特征在于，所述方法是先将羊毛进行预处理，再将预处理后的羊毛浸入壳寡糖缓冲溶液中，于80-90℃下反应3-4小时，完成羊毛染色抗菌整理；所述缓冲溶液为pH为8-10的甘氨酸-氢氧化钠缓冲溶液；羊毛的染色抗菌整理的处理工艺处方及条件：称取一定经预处理的羊毛，浸入含10-15％w/v壳寡糖的pH为8-10的甘氨酸-氢氧化钠缓冲溶液中，浴比为1:20-1:25，80-90℃条件下反应3-4h；
所述预处理采用过氧化氢进行预处理，所述处理工艺处方及条件：称取一定的羊毛，浸入含0.5～0.8％过氧化氢及0.4％焦磷酸钠的溶液，浴比为1:20-1:50，60-80℃条件下反应30-60分钟，取出后经水洗涤烘干得到预处理羊毛。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述壳寡糖为任何来源的壳聚糖降解产物。
3.根据权利要求1-2任一项所述的方法制备得到的羊毛。
4.根据权利要求3所述的羊毛，其特征在于，所述羊毛为棕色或褐色。
5.一种含有权利要求4所述的羊毛的纺织品。
6.根据权利要求5所述的纺织品，其特征在于，所述纺织品包括复合纤维、纱线毯类织物、填充料、服装、家用纺织品或装饰品中的任意一种。
7.根据权利要求5所述的纺织品，其特征在于，所述纺织品包括机织物、针织物、非织造布中的任意一种。
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