TWI728876B - 變性蛋白組成物作為布助染劑之用途及布染料 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種變性蛋白組成物作為布助染劑之用途及布染料。本發明之變性蛋白組成物為植物性蛋白添加醋酸而得，除具有環保無毒之優點外，更可使藍染布料呈色較佳，並提升藍染布料之水洗牢度。

Description

變性蛋白組成物作為布助染劑之用途及布染料

本發明係有關於一種變性蛋白組成物之用途，尤其是以變性蛋白組成物作為布助染劑之用途；本發明另有關於一種染料，尤其是包含變性蛋白組成物作為布助染劑的布染料。

牛仔穿搭體現酷炫的個人風格及時尚，其中又以靛藍染色之牛仔褲為經典款，並進一步延伸出牛仔外套、牛仔裙和牛仔包包等商品，而廣受時下年輕人之歡迎。

然而，在布料進行染色加工的製造過程中，將使用約2500種的化學物質，導致其所排放之廢水除具有硫、萘酚、還原染料、硝酸鹽或鉻化物等毒性成分外，亦包含銅、砷、鉛、鎘、汞、鎳或鈷等重金屬；其中，可幫助顏料黏著至布料的布助染劑，例如：樹脂，亦是染色加工的主要汙染來源之一。

因此，有必要研發天然無毒的替代布助染劑，以降低布料染色加工所致之環境污染。

為克服現行布料染色加工的環境汙染問題，本發明的目的在於提供一種天然無毒的替代布助染劑，亦即以變性蛋白組成物作為布助染劑之用途，以及包含變性蛋白組成物作為布助染劑的布染料。

為達到上述目的，本發明提供一種變性蛋白組成物作為布助染劑之用途，其中該變性蛋白組成物為植物性蛋白添加酸性溶液變性而得，且該酸性溶液為醋酸；該植物性蛋白來自黃豆；以及該布助染劑為中性且用於藍染。

本發明之變性蛋白組成物可藉由添加醋酸，例如：食用醋，使植物性蛋白變性沉澱後而得，不僅天然無毒，更可使顏料黏著至布料以進行染色，且該布料經染色後，不易因水洗或磨擦而褪色，故本發明之變性蛋白組成物可作為優良的布助染劑。

上述變性蛋白組成物之製法，其包含：在生豆汁中添加酸性溶液，其中以該生豆汁和該酸性溶液之總重為基準，該酸性溶液之含量為2.3重量百分比至20重量百分比。

較佳的，以該生豆汁和該酸性溶液之總重為基準，該酸性溶液之含量為2.5重量百分比至8重量百分比；更佳的，該酸性溶液之含量為2.7重量百分比至4重量百分比。

在一實施態樣中，以該酸性溶液之總重為基準，該醋酸之含量低於7重量百分比；較佳的，該醋酸之含量為4重量百分比至5重量百分比。

較佳的，該布助染劑為中性，可避免布料受酸鹼侵蝕。

更佳的，該中性布助染劑係添加小蘇打粉至該變性蛋白組成物而得。

上述布助染劑用於藍染，亦即有助於藍色顏料黏著至布料。

上述布料為平織布，該平織布之材質可為天然纖維或人造纖維。

較佳的，上述人造纖維包含尼龍、聚脂或壓克力纖維。

較佳的，上述天然纖維包含植物纖維或動物纖維。

更佳的，上述植物纖維包含棉、亞麻、苧麻或黃麻。

更佳的，上述動物纖維包含蠶絲或羊毛。

上述藍色顏料可為木藍靛粉。

上述藍色顏料可為植物性顏料，例如：藍泥；較佳的，該藍泥之原料包含大菁葉和熟石灰。

本發明所述之植物性蛋白係指來源為植物之蛋白，較佳的，該植物性蛋白來自豆類；更佳的，該植物性蛋白來自黃豆。

本發明以黃豆等豆類作為變性蛋白組成物之原料，具有易於取得及便宜之雙重優點。

上述布助染劑可進一步包含抗菌劑。由於本發明之變性蛋白組成物為植物性蛋白變性而得，相較於屬化學藥品性質之布助染劑更易腐壞，故添加抗菌劑可抑制微生物生長，避免變性蛋白組成物變質。

該抗菌劑可為硼酸、甲殼素或銀離子。較佳的，該抗菌劑為硼酸。

較佳的，以抗菌劑之總重為基準，該硼酸之含量可為大於0重量百分比至7重量百分比；較佳的，該硼酸之含量為3重量百分比至5重量百分比；更佳的，該硼酸之含量為4重量百分比。

本發明另提供一種布染料，其包含：顏料和布助染劑，其中該顏料包含藍靛素；該布助染劑包含變性蛋白組成物，該變性蛋白組成物為植物性蛋白添加酸性溶液變性而得，且該酸性溶液為醋酸，以及該植物性蛋白來自黃豆；該布助染劑為中性；以及以該顏料和該布助染劑之總重為基準，該布助染劑之含量為45重量百分比至65重量百分比。

本發明布染料所含之顏料同上述用途所述之顏料。

本發明布染料所含之布助染劑同上述用途所述之布助染劑。

較佳的，以該顏料和該布助染劑之總重為基準，該布助染劑之含量為50重量百分比。

上述木藍靛粉和藍泥各自包含藍靛素。

綜上可知，本發明之變性蛋白組成物可使顏料黏著至布料以進行染色，故具有成為布助染劑之新穎用途。此外，本發明之變性蛋白組成物為植物性蛋白變性而得，天然無毒，為理想的環保替代布助染劑，從而本發明之布染料亦具有降低環境污染之優點。

以下提供數種實施例說明本發明之實施方式；熟習此技藝者可經由本說明書之內容輕易地了解本發明所能達成之優點與功效，並且於不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更，以施行或應用本發明之內容。

《布助染劑：變性蛋白組成物》

將黃豆置於乾淨水中浸泡8小時後瀝乾，再將40公克黃豆與200毫升純水放入果汁機進行打碎研磨後，再以豆漿布過濾掉豆渣而取得生豆汁(比重為1.2至1.8單位)。每100毫升的生豆汁分別添加2.5公克、5公克、10公克、15公克、20公克、25公克和30公克食用醋(醋酸含量為4重量百分比至5重量百分比)，經攪拌、離心及去除上清液後，除添加2.5公克食用醋之組別無法凝固外，其餘組別可獲得的變性蛋白組成物之沉澱量依序為2.981公克、2.180公克、2.133公克、2.125公克、2.027公克和1.994公克。因以100毫升的生豆汁(比重為1.2至1.8)添加5公克食用醋之組別的沉澱量最高，故後續實施例皆以此比例置備變性蛋白組成物。另，經由將黃豆之研磨溫度分別設為10℃、20℃、40℃、60℃和80℃實驗後，所得變性蛋白組成物之產量無差異，故後續實施例皆於室溫下置備變性蛋白組成物。

將硼酸添加至變性蛋白組成物進行防腐，並分次添加少量小蘇打粉進行攪拌，直至以酸鹼試紙確認布助染劑(包含變性蛋白組成物)為中性。

《顏料：藍泥》

新鮮大菁葉經洗淨後，將500公克的大菁葉浸泡於5公升的清水中，並以重物壓住葉片，避免葉片浮出水面，浸泡7天，過程中須每日攪動浸泡液以增加水中溶氧量。

當浸泡液之水面出現深藍色，並帶有油光的薄膜出現後，撈去腐葉。此時浸泡液之pH值為6.2至6.3，並添加熟石灰及緩慢攪拌以製成石灰混合液，藉此濃縮沉澱藍靛素；待熟石灰混合液變為藍色且呈凝滯狀時，加入10毫升的食用油，以隔絕空氣，避免藍靛素氧化。靜置1天，待熟石灰混合液中的藍泥沉澱後，去除上層液體，並以豆漿布袋瀝乾藍泥後，製得膏狀藍泥備用；其中，該藍泥為鹼性，且當石灰添加量分別為5公克、10公克、25公克和50公克時，pH值依序為10.42、12.45、12.75和12.76。此外，不同石灰添加量所製得之膏狀藍泥顏色不同，當石灰添加量越高時，所得之膏狀藍泥顏色越淺，而可依需求調配比例。

《藍泥布染料》

混合10公克的布助染劑和10公克藍泥，經攪拌均勻後，製得藍泥布染料。

《抗菌功效測試》

取少許生豆汁置於一般室內環境中，讓空氣中的細菌自然落於生豆汁中生長，經隔夜後，以無菌棉花棒沾取生豆汁塗抹至固態LB培養基，進行常溫培養，次日再從固態培養基中挑選單一菌落，以無菌棉花棒沾取後，置於LB液態培養基中培養，以製得菌液。取200微升菌液塗於固態LB培養基備用。

於10公克變性蛋白組成物加入抗菌劑，各組抗菌劑之成分及濃度如表1，且各組為三重覆。將一元大小的布料以UV燈照射消毒30分鐘後，沾滿含抗菌劑之變性蛋白組成物，再置於塗有菌液的固態LB培養基上培養至隔天，以量測抑菌圈尺寸，結果如表1。

表1：抗菌劑成分、濃度及抑菌圈尺寸

抑菌圈	濃度	0%	1%	2%	3%	4%	5%
硼酸	平均直徑	18.64	19.01	20.63	22.07	23.11	22.40
標準差	0.13	0.66	1.09	0.31	0.93	0.91
甲殼素	平均直徑	18.60	18.79	19.09	19.47	19.57	19.93
標準差	0.20	0.43	0.26	0.15	0.20	0.26
銀離子	平均直徑	18.52	18.86	18.98	19.17	19.16	19.27
標準差	0.18	0.25	0.06	0.07	0.07	0.08

註1：抑菌圈平均直徑和標準差之單位為公釐(mm)。 註2：甲殼素和銀離子皆為市售抗菌劑。

從表1可知，甲殼素和銀離子之抑菌效果不明顯，可能需再提升濃度；相較之下，添加4%硼酸所得之抑菌圈直徑最大，抑菌效果最佳，故後續實驗皆添加4%硼酸進行防腐。

《染布水洗牢度測試》

將市售米黃色胚布進行退漿處理，並以碘液確認已無殘餘澱粉或聚乙烯醇(PVA)後，製得白布。將白布塗抹染料並靜置晾乾後，使用清潔液充分搓揉洗滌，去除表面殘餘顏料後晾乾，完成上色以製得染布，各組染布上色結果如圖1，並用測色儀測色以量測染布之L軸(明度，0為黑，100為白)和b軸(正值為黃、負值為藍，範圍介於-200至200)之讀值，各組染布量測結果如圖2至圖3。

以自製水洗機洗滌染布料5分鐘，經吹風機吹乾後，再以測色儀測色，染布共洗滌5次。

實施例1至4是塗抹藍泥布染料的染布，該藍泥布染料如前所述，係混合10公克的布助染劑和10公克藍泥；其中，各組別的布助染劑皆為添加4%硼酸的變性蛋白組成物，但各組別所添加之藍泥，其於置備時所添加的石灰重量不同，如表2所示。

實施例5是以市售木藍靛粉取代藍泥：混合0.5公克的市售木藍靛粉、10毫升純水和10毫升布助染劑，經攪拌均勻後，製得木藍靛粉布染料；布助染劑成分及布料同實施例1至4。

比較例1至5是以市售南寶樹脂取代本發明之布助染劑，所用染料及布料依序與實施例1至5相同。

表2：布染料之成分配方表

組別	顏料	布助染劑
實施例1	藍泥(添加5公克石灰)	添加4%硼酸的變性蛋白組成物
實施例2	藍泥(添加10公克石灰)	添加4%硼酸的變性蛋白組成物
實施例3	藍泥(添加25公克石灰)	添加4%硼酸的變性蛋白組成物
實施例4	藍泥(添加50公克石灰)	添加4%硼酸的變性蛋白組成物
實施例5	市售木藍靛粉	添加4%硼酸的變性蛋白組成物
比較例1	藍泥(添加5公克石灰)	南寶樹脂
比較例2	藍泥(添加10公克石灰)	南寶樹脂
比較例3	藍泥(添加25公克石灰)	南寶樹脂
比較例4	藍泥(添加50公克石灰)	南寶樹脂
比較例5	市售木藍靛粉	南寶樹脂

從圖2可知，整體而言，實施例1至5的L值高於比較例1至5，顯示實施例1至5的明度較高。另，實施例1至5經數次水洗後之L值變動幅度較為平緩，尤其是實施例1，表示本發明之變性蛋白組成物作為布助染劑之黏著效果較佳，使染布較不易褪色，而可取代市售布助染劑。

從圖3可知，實施例1至5的b值低於比較例1至5，顯示實施例1至5相較於比較例1至5更為偏藍，而具有較佳的藍染效果。另，整體而言，實施例1至5經數次水洗後之b值變動幅度亦相對較為平緩，表示本發明之變性蛋白組成物作為布助染劑之黏著效果較佳，呈色較為穩定，而可取代市售布助染劑。

《染布摩擦牢度測試》

在摩擦機構頭部黏貼純棉白布，並讓純棉白布分別與實施例1至5和比較例1至5完整接觸，並以每分鐘往返60次之頻率，摩擦一分鐘，每組3重覆。以灰色樣卡(如圖4)比對純棉白布被污染的情形，並判定級數，各組結果如表3及圖5，其中五級為純棉白布污染程度最低，表示染布摩擦牢度最高。

其中，灰色樣卡之品名為變褪色灰色標，型號為JIS L 0804 0805 (AATCC)，供應商為大台北尖端儀器有限公司。

表3：染布摩擦牢度級數

組別	一重覆	二重覆	三重覆
實施例1	5	4	4-5
實施例2	4-5	5	4
實施例3	4	4-5	4
實施例4	5	4-5	5
實施例5	4-5	5	4
比較例1	5	5	5
比較例2	4-5	5	4-5
比較例3	5	5	4-5
比較例4	4-5	5	5
比較例5	5	5	4

從表3可知，比較例1至5的摩擦牢度級數略高於實施例1至5，尤其是比較例1，但比較例1至5和實施例1至5的摩擦牢度級數皆達4級以上，顯示以變性蛋白組成物作為布助染劑之黏著效果與市售布助染劑相近，皆具有良好的摩擦牢度。

綜上可知，採用本發明之變性蛋白組成物作為布助染劑，除具有環保無毒之優點外，更可使藍染布料呈色較佳、具有優於市售布助染劑之水洗牢度，以及與市售布助染劑相近的摩擦牢度，而可用以替代市售布助染劑，極具市場競爭力。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，惟該實施方式並非用以限定本發明之申請專利範圍；舉凡其他未悖離本發明揭示內容下所完成的變化、修飾等變更，均應包含於本發明涵蓋的專利範圍中。

無

圖1為各實施例與比較例之上色及水洗後之照片。

圖2為各實施例與比較例之L值統計圖。

圖3為各實施例與比較例之b值統計圖。

圖4為灰色樣卡。

圖5為各實施例與比較例摩擦後之照片。

無

Claims (8)

1. 一種變性蛋白組成物作為布助染劑之用途，其中：該變性蛋白組成物為植物性蛋白添加酸性溶液變性而得，且該酸性溶液包含4重量百分比至5重量百分比的酯酸；該植物性蛋白來自黃豆之生豆汁；以及該布助染劑為中性且用於藍染；其中，以該生豆汁和該酸性溶液之總重為基準，該酸性溶液之含量為2.7重量百分比至4重量百分比。
2. 如請求項1所述之用途，其中該中性布助染劑係添加小蘇打粉至該變性蛋白組成物而得。
3. 如請求項1或2所述之用途，其中該布助染劑進一步包含抗菌劑，且該抗菌劑為硼酸。
4. 一種布染料，其包含：顏料和布助染劑，其中：該顏料包含藍靛素；該布助染劑包含變性蛋白組成物，該變性蛋白組成物為植物性蛋白添加酸性溶液變性而得，且該酸性溶液包含4重量百分比至5重量百分比的酯酸，以及該植物性蛋白來自黃豆之生豆汁，並以該生豆汁和該酸性溶液之總重為基準，該酸性溶液之含量為2.7重量百分比至4重量百分比；該布助染劑為中性；以及以該顏料和該布助染劑之總重為基準，該布助染劑之含量為45重量百分比至65重量百分比。
5. 如請求項4所述之布染料，其中該布助染劑之含量為50重量百分比。
6. 如請求項4所述之布染料，其中該顏料為植物性顏料。
7. 如請求項4所述之布染料，其中該顏料為藍泥，且該藍泥之原料包含大菁葉和熟石灰。
8. 如請求項4至7中任一項所述之布染料，其中該布助染劑進一步包含抗菌劑，且該抗菌劑為硼酸。

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