CN114517417B - 一种植物染料染色抗菌纺织品的制备方法 - Google Patents

一种植物染料染色抗菌纺织品的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于纺织领域，特别涉及一种植物染料染色抗菌纺织品的制备方法，首先采用聚赖氨酸对纺织品进行预处理，然后再浸渍金属盐溶液，最后采用具有抗菌活性的植物染料对纺织品进行染色，该方法利用金属盐与聚赖氨酸间的络合反应，提高聚赖氨酸与纺织品的结合牢度；聚赖氨酸、金属盐及植物染料中的抗菌活性成分协同作用，赋予染色纺织品优异的抗菌活性，且将纺织品染色及抗菌整理同时进行，简化工艺流程。

Description

一种植物染料染色抗菌纺织品的制备方法
技术领域
本发明属于纺织领域，特别涉及一种植物染料染色抗菌纺织品的制备方法。
背景技术
在日常生活中，病菌(包括致病的细菌和真菌)无处不在。纺织品可御寒保暖，在人类生活中起着非常重要的作用。纺织品的多孔性极易吸收人体分泌的汗液、皮脂等，这些分泌物为微生物提供养分，导致微生物在纺织品上迅速生长繁殖，危害人们的健康。因此，对纺织品进行抗菌整理就非常必要。
植物染料是从植物的根茎、叶、花、果实等部位提取得到的天然色素，其染色纺织品色泽柔和、朴素自然。由于大多数植物染料的原料本身是中药材，很多植物染料染色纺织品还具有一定的抗菌性。然而，植物染料与纺织品大多依靠氢键、范德华力等分子间作用力结合，因此，植物染料染色纺织品得色浅，要染得深浓颜色，往往需要多次染色；植物染料中活性成分含量低，其染色纺织品抗菌活性不高；且所得织物颜色、抗菌性不耐水洗。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种植物染料染色抗菌纺织品的制备方法，该方法首先采用聚赖氨酸对纺织品进行预处理，然后再浸渍金属盐溶液，利用金属盐与聚赖氨酸间的络合反应，提高聚赖氨酸与纺织品的结合牢度；最后采用具有抗菌活性的植物染料对纺织品进行染色，阳离子的聚赖氨酸以及金属盐对植物染料的染色起到促染和固色作用，提高植物染料对纺织品的吸附量以及结合牢度；且聚赖氨酸与植物染料的抗菌活性可协同增效，赋予纺织品优异的抗菌性。
本发明提供的植物染料染色抗菌纺织品的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制浓度0.5-15g/L过碳酸钠、0-2g/L氢氧化钠混合溶液，将纺织品浸入混合溶液中，55-85℃下处理30-60min，结束后，水洗至洗涤液pH 6-7，然后在60-100℃烘干，备用；
所述的纺织品为棉、麻、粘胶、真丝、毛织物或两者的交织物。
(2)配制浓度1-15g/Lε-聚赖氨酸溶液，将经步骤(1)处理的纺织品浸入ε-聚赖氨酸溶液中，40-80℃下吸附20-60min，吸附结束后脱水，备用；
(3)配制一定浓度的金属盐溶液，用甲酸调节溶液pH至5-6，将吸附ε-聚赖氨酸的纺织品浸入其中，40-80℃下吸附15-45min，吸附结束后，用去离子洗涤3-5次，在60-100℃烘干，备用；
其中，金属盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸铁、氯化铁、氯化锌、醋酸锌、硝酸锌中的一种，金属盐溶液浓度为0.2-1.0g/L。
(4)采用植物染料对经步骤(3)处理的纺织品进行染色，植物染料用量为1-8％(o.w.f)，浴比1:10-30，用甲酸调节溶液pH至5-6，染色温度40-90℃，染色时间30-60min，染色结束后，织物经去离子水洗涤3-5次，60-100℃烘干。
其中，植物染料提取自姜黄、茜草、栀子、石榴皮、紫甘薯、紫草、黄芩、大黄、槐米、苏木或茶叶等。
本发明首先利用金属离子与聚赖氨酸络合，在织物上原位形成不溶于水的小颗粒，利用纤维间的物理阻碍作用，提高水洗牢度，然后利用聚赖氨酸未络合氨基的正电性以及未饱和的金属离子空轨道(一般金属离子可以形成多个配位键)与植物染料上的-OH形成静电和配位作用，来提高染色植物的染色牢度。另外，通过这种处理，聚赖氨酸、金属盐及植物染料中的抗菌活性成分协同作用，赋予纺织品优异的抗菌活性。
本发明有益效果在于：
(1)利用聚赖氨酸的阳离子以及金属盐的媒染作用，提高植物染料染色纺织品的颜色深度和染色牢度。
(2)聚赖氨酸、金属盐及植物染料中的抗菌活性成分协同作用，赋予染色纺织品优异的抗菌活性，且将纺织品染色及抗菌整理同时进行，简化工艺流程。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
(1)配制浓度0.5g/L过碳酸钠，将真丝织物浸入溶液中，55℃下处理30min，结束后，水洗至洗涤液pH 6，然后在60℃烘干，备用；
(2)配制浓度1g/Lε-聚赖氨酸溶液，将经步骤(1)处理的织物浸入ε-聚赖氨酸溶液中，40℃下吸附60min，吸附结束后脱水，备用；
(3)配制浓度为0.2g/L硫酸亚铁溶液，用甲酸调节溶液pH至5，将吸附ε-聚赖氨酸的真丝织物浸入其中，40℃下吸附45min，吸附结束后，用去离子洗涤3次，在60℃烘干，备用；
(4)采用黄芩植物染料对经步骤(3)处理的真丝织物进行染色，植物染料用量为1％(o.w.f)，浴比1:10，用甲酸调节溶液pH至5，染色温度90℃，染色时间30min，染色结束后，织物经去离子水洗涤3次，60℃烘干。
比较例1-1
(1)配制浓度0.5g/L过碳酸钠，将真丝织物浸入溶液中，55℃下处理30min，结束后，水洗至洗涤液pH 6，然后在60℃烘干，备用；
(2)配制浓度为0.2g/L硫酸亚铁溶液，用甲酸调节溶液pH至5，将经步骤(1)处理的真丝织物浸入其中，40℃下吸附45min，吸附结束后，用去离子洗涤3次，在60℃烘干，备用；
(3)采用黄芩植物染料对经步骤(2)处理的真丝织物进行染色，植物染料用量为1％(o.w.f)，浴比1:10，用甲酸调节溶液pH至5，染色温度90℃，染色时间30min，染色结束后，织物经去离子水洗涤3次，60℃烘干。
比较例1-2
(1)配制浓度0.5g/L过碳酸钠，将真丝织物浸入溶液中，55℃下处理30min，结束后，水洗至洗涤液pH 6，然后在60℃烘干，备用；
(2)配制浓度1g/Lε-聚赖氨酸溶液，将经步骤(1)处理的织物浸入ε-聚赖氨酸溶液中，40℃下吸附60min，吸附结束后，用去离子洗涤3次，在60℃烘干，备用；
(3)采用黄芩植物染料对经步骤(2)处理的真丝织物进行染色，植物染料用量为1％(o.w.f)，浴比1:10，用甲酸调节溶液pH至5，染色温度90℃，染色时间30min，染色结束后，织物经去离子水洗涤3次，60℃烘干。
比较例1-3
(1)配制浓度0.5g/L过碳酸钠，将真丝织物浸入溶液中，55℃下处理30min，结束后，水洗至洗涤液pH 6，然后在60℃烘干，备用；
(2)配制浓度1g/Lε-聚赖氨酸溶液，将经步骤(1)处理的织物浸入ε-聚赖氨酸溶液中，40℃下吸附60min，吸附结束后，用去离子洗涤3次，在60℃烘干；
(3)配制浓度为0.2g/L硫酸亚铁溶液，用甲酸调节溶液pH至5，将吸附ε-聚赖氨酸的真丝织物浸入其中，40℃下吸附45min，吸附结束后，用去离子洗涤3次，在60℃烘干，备用。
实施例2
(1)配制浓度15g/L过碳酸钠、2g/L氢氧化钠混合溶液，将棉织物浸入混合溶液中，85℃下处理60min，结束后，水洗至洗涤液pH 7，然后在100℃烘干，备用；
(2)配制浓度10g/Lε-聚赖氨酸溶液，将经步骤(1)处理的织物浸入ε-聚赖氨酸溶液中，80℃下吸附20min，吸附结束后脱水，备用；
(3)配制浓度为1.0g/L硫酸铁溶液，用甲酸调节溶液pH至6，将吸附ε-聚赖氨酸的棉织物浸入其中，80℃下吸附15min，吸附结束后，用去离子洗涤5次，在100℃烘干，备用；
(4)采用栀子植物染料对经步骤(3)处理的棉织物进行染色，植物染料用量为8％(o.w.f)，浴比1:30，用甲酸调节溶液pH至6，染色温度40℃，染色时间60min，染色结束后，织物经去离子水洗涤5次，100℃烘干。
比较例2-1
(1)配制浓度15g/L过碳酸钠、2g/L氢氧化钠混合溶液，将棉织物浸入混合溶液中，85℃下处理60min，结束后，水洗至洗涤液pH 7，然后在100℃烘干，备用；
(2)采用栀子植物染料对经步骤(1)处理的棉织物进行染色，植物染料用量为8％(o.w.f)，浴比1:30，用甲酸调节溶液pH至6，染色温度40℃，染色时间60min，染色结束后，织物经去离子水洗涤5次，100℃烘干。
实施例3
(1)配制浓度10g/L过碳酸钠、1g/L氢氧化钠混合溶液，将麻织物浸入混合溶液中，75℃下处理45min，结束后，水洗至洗涤液pH 6.5，然后在70℃烘干，备用；
(2)配制浓度5g/Lε-聚赖氨酸溶液，将经步骤(1)处理的麻织物浸入ε-聚赖氨酸溶液中，60℃下吸附40min，吸附结束后脱水，备用；
(3)配制浓度为0.8g/L氯化铁溶液，用甲酸调节溶液pH至5.5，将吸附ε-聚赖氨酸的麻织物浸入其中，60℃下吸附30min，吸附结束后，用去离子洗涤4次，在70℃烘干，备用；
(4)采用姜黄植物染料对经步骤(3)处理的麻织物进行染色，植物染料用量为5％(o.w.f)，浴比1:20，用甲酸调节溶液pH至5.5，染色温度60℃，染色时间45min，染色结束后，织物经去离子水洗涤4次，70℃烘干。
实施例4
(1)配制浓度5g/L过碳酸钠、0.5g/L氢氧化钠混合溶液，将粘胶织物浸入混合溶液中，60℃下处理35min，结束后，水洗至洗涤液pH 6.7，然后在80℃烘干，备用；
(2)配制浓度8g/Lε-聚赖氨酸溶液，将经步骤(1)处理的粘胶织物浸入ε-聚赖氨酸溶液中，70℃下吸附30min，吸附结束后脱水，备用；
(3)配制浓度为0.6g/L硝酸锌溶液，用甲酸调节溶液pH至5.6，将吸附ε-聚赖氨酸的粘胶织物浸入其中，70℃下吸附25min，吸附结束后，用去离子洗涤3次，在80℃烘干，备用；
(4)采用大黄植物染料对经步骤(3)处理的粘胶织物进行染色，植物染料用量为3％(o.w.f)，浴比1:15，用甲酸调节溶液pH至5.6，染色温度70℃，染色时间40min，染色结束后，织物经去离子水洗涤5次，80℃烘干。
实施例5
(1)配制浓度0.5g/L过碳酸钠，将真丝织物浸入溶液中，55℃下处理30min，结束后，水洗至洗涤液pH 6，然后在60℃烘干，备用；
(2)配制浓度5g/Lε-聚赖氨酸溶液，将经步骤(1)处理的织物浸入ε-聚赖氨酸溶液中，40℃下吸附60min，吸附结束后脱水，备用；
(3)配制浓度为0.2g/L硫酸亚铁溶液，用甲酸调节溶液pH至5，将吸附ε-聚赖氨酸的真丝织物浸入其中，40℃下吸附45min，吸附结束后，用去离子洗涤3次，在60℃烘干，备用；
(4)采用黄芩植物染料对经步骤(3)处理的真丝织物进行染色，植物染料用量为1％(o.w.f)，浴比1:10，用甲酸调节溶液pH至5，染色温度90℃，染色时间30min，染色结束后，织物经去离子水洗涤3次，60℃烘干。
实施例6
(1)配制浓度0.5g/L过碳酸钠，将真丝织物浸入溶液中，55℃下处理30min，结束后，水洗至洗涤液pH 6，然后在60℃烘干，备用；
(2)配制浓度10g/Lε-聚赖氨酸溶液，将经步骤(1)处理的织物浸入ε-聚赖氨酸溶液中，40℃下吸附60min，吸附结束后脱水，备用；
(3)配制浓度为0.2g/L硫酸亚铁溶液，用甲酸调节溶液pH至5，将吸附ε-聚赖氨酸的真丝织物浸入其中，40℃下吸附45min，吸附结束后，用去离子洗涤3次，在60℃烘干，备用；
(4)采用黄芩植物染料对经步骤(3)处理的真丝织物进行染色，植物染料用量为1％(o.w.f)，浴比1:10，用甲酸调节溶液pH至5，染色温度90℃，染色时间30min，染色结束后，织物经去离子水洗涤3次，60℃烘干。
实施例7
颜色参数测试：将染色织物对折三次，用datacolor测试配色仪，在D65光源10°观察角测试条件下，测定头发染色织物的L*，a*，b*值、K/S值，每个样品选择不同位置测试4次，取平均值。
染色牢度测试：耐摩擦色牢度按GB/T 3920-2008规定方法测定；耐洗色牢度按GB/T 3921-2008规定方法测定。
抗菌性能测试：按照GB/T 20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分:振荡法》测定染色织物的抗菌性能。
耐水洗性测试：耐水洗性测试按照GB/T 12490-2014中的试验条件A1M进行洗涤，采用ECE标准洗涤剂，清洗结束作为5次洗涤(相当于5次洗涤的具体操作条件和步骤：40℃，洗涤剂浓度0.2％，150mL溶液，钢珠10粒，洗45min，洗涤后取出试样，在40℃，100mL水中清洗2次，每次1min)。达到规定的洗涤次数后，用水充分洗涤样品，晾干。
测试结果如下：
表1 染色织物色牢度
Figure BDA0003458187810000081
从表1可看出，本发明所得染色织物各项色牢度优异。从比较例1-1,,1-2,2-1与其对应实施例数据对比中可看出，采用本发明的聚赖氨酸与金属盐对纺织品进行预处理，可显著提高植物染料的染色牢度。这是由于酸性条件下，聚赖氨酸分子结构中的氨基会质子化带正电荷，与阴离子植物染料间形成静电结合；且聚赖氨酸分子结构中的羰基，植物染料中的羟基、羧基可与金属盐形成络合，提高植物染料与纺织品的结合牢度。聚赖氨酸浓度过高，导致其与金属离子结合形成的沉淀颗粒过大，导致染色织物摩擦牢度的降低；聚赖氨酸浓度过低，皂洗牢度实验结果又不够理想。
表2 染色织物K/S值和抗菌性能
Figure BDA0003458187810000091
从表2数据可看出，采用本发明的聚赖氨酸与金属盐对纺织品进行预处理，可显著提高染色纺织品的颜色深度(K/S值)、抗菌性能以及耐洗性。聚赖氨酸与植物染料间的静电作用；金属盐与聚赖氨酸和植物染料间的金属络合作用、分子间作用，提高了植物染料对纺织品的上染率，增加了两者间的结合牢度。此外，聚赖氨酸本身具有一定的抗菌活性，其与植物染料协同作用，赋予纺织品优异的抗菌性。

Claims (4)

1.一种植物染料染色抗菌纺织品的制备方法，其特征在于：所述制备方法首先采用聚赖氨酸对纺织品进行预处理，然后浸渍金属盐溶液，最后采用具有抗菌活性的植物染料对纺织品进行染色；
纺织品为棉、麻、粘胶、真丝、毛织物或两者的交织物；
金属盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸铁、氯化铁、氯化锌、醋酸锌、硝酸锌中的一种，金属盐溶液浓度为0.2-1.0g/L。
2.如权利要求1所述的植物染料染色抗菌纺织品的制备方法，其特征在于：所述制备方法的具体步骤如下：
（1）配制浓度0.5-15g/L过碳酸钠、0-2g/L氢氧化钠混合溶液，将纺织品浸入混合溶液中，55-85℃下处理30-60min，结束后，水洗至洗涤液pH 6-7，然后在60-100℃烘干，备用；
（2）配制ε-聚赖氨酸溶液，将经步骤（1）处理的纺织品浸入ε-聚赖氨酸溶液中，40-80℃下吸附20-60min，吸附结束后脱水，备用；
（3）配制金属盐溶液，用甲酸调节溶液pH至5-6，将吸附ε-聚赖氨酸的纺织品浸入其中，40-80℃下吸附15-45min，吸附结束后，用去离子洗涤3-5次，在60-100℃烘干，备用；
（4）采用植物染料对经步骤（3）处理的纺织品进行染色，植物染料用量为1-8 o.w.f %，浴比1:10-30，用甲酸调节溶液pH至5-6，染色温度40-90℃，染色时间30-60min，染色结束后，织物经去离子水洗涤3-5次，60-100℃烘干。
3.如权利要求2所述的植物染料染色抗菌纺织品的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述ε-聚赖氨酸溶液浓度1-15g/L。
4.如权利要求2所述的植物染料染色抗菌纺织品的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的植物染料提取自姜黄、茜草、栀子、石榴皮、紫甘薯、紫草、黄芩、大黄、槐米、苏木或茶叶。
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