天然彩色家蠶絲的顏色固定方法
2023-06-11 10:59:51
專利名稱：天然彩色家蠶絲的顏色固定方法
技術領域：
本發明屬於蠶絲技術領域，尤其涉及一種天然彩色家蠶絲的顏色固定方法。
背景技術：
色澤，即顏色和光澤是評定纖維和織物質量的一個重要指標。一般紡織材料或紡織品的顏色主要來源於合成染料，合成染料的主要成分為有毒的偶氮化合物，對人體有致畸變、致癌和致過敏等危害。目前廣受大眾歡迎的彩色絲綢產品一直依賴化學染色才能生產，不僅使用了有毒的合成染料、會產生大量印染等加工廢水，嚴重汙染環境，而且得到的產品有化學染料和藥物殘留，長期使用尤其是貼身穿著會影響身體健康。天然彩色家蠶絲是由家蠶彩色繭製備得到，家蠶彩色繭主要有黃紅繭系和綠繭系兩大類，黃紅繭系包括淡黃、金黃、肉色、紅色、蒿色、鏽色等各種繭色，綠繭系包括竹綠(也叫淡綠)和綠色兩種。其中，黃紅繭系的繭絲顏色來自桑葉中的類胡蘿蔔素類色素，並轉運到絲腺和絲蛋白質混合；而綠繭系的繭絲色素主要為黃酮色素，也來源於桑葉，在中腸和 /或血液中合成。此類天然彩色家蠶絲無需化學染色即可具有顏色，長期使用也不會影響身體健康。另外，已有報導說明天然彩色家蠶絲具有良好的抑菌、抗菌功效，能防止病菌的生存和繁殖；天然彩色家蠶絲具有分解自由基的活性，具有抗氧化和阻擋紫外線的功能，能有效地防止因環境汙染引起人體內發生氧化作用所造成的危害；天然彩色家蠶絲還具有抗癌、調節生物體功能的作用(徐世清，王建南等，絲綢，2003(1) 42-43 ；2003 (2) :43-46)。現有技術在彩色繭的培育和彩色蠶絲的性能方面已有諸多報導，如天然彩色家蠶繭絲質性能優良，解舒率平均值達到80 %左右，繭層率高達M %，出絲率大多在42 %左右， 淨度成績達93分以上(王建南，裔洪根.北方蠶業，2004，25 (100) :17-18)；天然彩色家蠶絲內部具有良好的微孔隙結構(王建南等，蠶業科學，2008;34(1) :158-161)；天然彩色家蠶絲具有與白色家蠶絲相近的相對強度和斷裂伸長率性能，一般相對強度約35 40cN/ tex，伸長率達17 21%，但初始模量比白色家蠶絲小，柔軟性、耐熱性和熱穩定性均比白色家蠶絲好(王建南等，絲綢，2004(1) :27-29;王少華等.紡織學報，2009，30 (11) 5~9)； 由於蠶絲是結晶高聚物，結晶結構賦予其力學性能，而天然彩色家蠶絲的結晶度比白色家蠶絲略小(王建南等，絲綢，2007，11 19-21)等。雖然天然彩色家蠶絲具有良好的性能，但是，目前研製的天然彩色家蠶絲的色素主要存在於絲素外圍的絲膠中，絲膠在絲素外圍由外及內分為絲膠I、絲膠II、絲膠III和絲膠IV四種，水溶解性依次為絲膠I >絲膠II >絲膠III >絲膠IV。在經過脫膠處理製備天然彩色家蠶絲產品的過程中，大部分色素會隨絲膠溶解而流失，從而無法保留天然彩色家蠶絲的顏色。現有技術公開了多種天然彩色家蠶絲的加工、檢驗或保留顏色的方法，如申請號為200410065256. 7的中國專利文獻公開了一種天然有色桑蠶絲的加工方法，主要是通過對兩種顏色不同的桑蠶繭進行配繭處理，配繭比例為按蠶繭的顆粒或重量的40% 60% ； 兩種配繭的桑蠶繭的解舒率相差不超過10%、繭絲纖度相差不超過0. 50旦，充分混合後進
3行繅絲加工，採用此種方法可以生產不同顏色、色彩均勻性和質感不同的桑蠶絲，但是其並不能將天然家蠶絲的顏色固定；申請號為200510039196.6的中國專利文獻公開了一種天然有色家蠶絲的檢驗試劑，該試劑為無色透明、PH值< 5. 0、由一元或多元無機酸組成的酸性溶液或酸性鹽溶液，該試劑可用於區分家蠶繭、家蠶絲、家蠶絲織物及其他繭絲產品的天然有色與活體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蠶絲的顏色; 申請號為200510011188.0的中國專利文獻公開了一種天然綠繭絲微波接枝固色方法，首先將天然綠色繭絲在冰醋酸中浸漬2 3min，去除後擠幹，然後在頻率為M50MHz、功率為 200 600W的微波作用下酯化5 8min，用水洗去多餘的醋酸，乾燥後得到的綠繭絲在洗滌過程中不會褪色，但是，在採用微波對蠶絲進行處理的過程中，微波會穿透蠶絲，從而影響蠶絲的力學性能。
發明內容
有鑑於此，本發明要解決的技術問題在於提供一種天然彩色家蠶絲的顏色固定方法，本發明提供的顏色固定方法能夠將天然家蠶絲的顏色固定，同時不具有毒性，環保安全，也不會影響蠶絲的力學性能。本發明提供了一種天然彩色家蠶絲的顏色固定方法，包括以下步驟a)將天然彩色家蠶生絲在水中進行處理；b)將所述步驟a)得到的天然彩色家蠶生絲用酸性戊二醛溶液進行處理。優選的，所述步驟b)中，所述酸性戊二醛溶液的質量濃度為0. 2% 2. 0%。優選的，所述步驟b)中，所述天然彩色家蠶生絲的質量與所述酸性戊二醛溶液的體積比為Ig 50mL 200mL。優選的，所述步驟b)中，所述處理為浸漬。優選的，所述步驟b)中，所述處理的時間為Ih 證，所述處理的溫度30°C 40 "C。優選的，所述步驟a)中，所述水的溫度為30°C 60°C。優選的，所述步驟a)中，所述處理的時間為證 30h。優選的，所述步驟a)中，所述處理為浸漬或真空滲透。優選的，還包括c)將所述步驟b)得到的天然彩色家蠶生絲在水中浸泡、漂洗。優選的，所述步驟C)中，所述水的溫度為20°C 25°C。與現有技術相比，本發明以天然彩色家蠶生絲為原料，首先將其在水中進行處理， 使含有色素的絲膠膨潤並除去最外層的少量絲膠；然後將經過膨潤後的天然彩色家蠶生絲用酸性戊二醛溶液進行處理，絲膠由大量含游離氨基的胺基酸組成，戊二醛能夠與其中的游離氨基反應，形成環狀吡啶結構，使絲膠蛋白變性、固定而不溶解；同時，分布在絲膠裡的色素也被固定，在後續處理過程中也不會流失或降解。本發明直接以天然彩色家蠶生絲為原料，無需採用強酸、強鹼或可溶解絲素蛋白的鈣鹽、鋰鹽等對其進行處理，也無需進行微波輻照處理，因此不會損傷天然彩色家蠶絲的力學性能；本發明直接採用較低濃度的酸性戊二醛溶液對天然彩色家蠶絲進行處理，較為安全且環保。實驗表明，經過本發明提供的方法得到的天然彩色家蠶絲沒有細胞毒性，環保、安全；以未經處理的天然彩色家蠶生絲(dECMC= 1)為對比，其dE CMC值可在1 9.5的範圍內調控，從而得到顏色較為固定、且顏色可調的天然彩色家蠶絲。
具體實施例方式本發明提供了一種天然彩色家蠶絲的顏色固定方法，包括以下步驟a)將天然彩色家蠶生絲在水中進行處理；b)將所述步驟a)得到的天然彩色家蠶生絲用酸性戊二醛溶液進行處理。本發明以天然彩色家蠶生絲為原料，所述天然彩色家蠶生絲為天然彩色家蠶繭經過常規的繅絲處理後得到的產物。雖然在繅絲過程中，天然彩色家蠶繭會因極少量的絲膠溶解造成色素流失，但其流失量極小，相比於在繅絲過程中採用強酸強鹼法對色素進行固定對蠶絲的力學性能造成的損傷而言可忽略不計。在本發明中，所述天然彩色家蠶生絲優選為天然黃色家蠶生絲。本發明對所述天然彩色家蠶生絲的來源沒有特殊限制，市場上購買的天然彩色家蠶生絲即可。本發明首先將天然彩色家蠶生絲在水中進行處理，使其上的絲膠膨潤，便於後續處理。所述在水中進行處理可以為在水中進行浸漬或者真空滲透處理；進行處理時，所述水的溫度優選為30°C 60°C，更優選為50°C 60°C ；所述浸漬時間優選為證 30h，更優選為 20h 24h。天然彩色家蠶生絲在水中進行處理的過程中，絲膠吸水膨脹，便於後續戊二醛的作用。浸漬完畢後，輕輕甩幹天然彩色家蠶生絲中的水分，將其用酸性戊二醛溶液進行處理。所述酸性戊二醛溶液為常規的醫用消毒液，無致畸變、無積毒性，廣泛用於消毒滅菌、 製藥、生物材料改性以及細胞組織固定等，具有易清洗除去、毒性小、活性高、滲透性強、交聯性能好、交聯產物性質穩定等特點。蠶絲絲膠為蛋白質，由大量含有游離氨基的胺基酸組成，戊二醛能夠與游離氨基反應，形成環狀吡啶結構，從而使蛋白質變形而固定、不溶解，同時，存在於絲膠蛋白中的色素也隨之固定，不會再後續處理過程中流失。在本發明中，所述酸性戊二醛溶液優選為醫用級酸性戊二醛溶液，其質量濃度優選為0. 2% 2. 0%，更優選為 0. 5% 1. 5%。在本發明中，所述用酸性戊二醛溶液處理具體為浸漬，優選在溫度30 40°C下進行浸漬。對所述浸漬後的天然彩色家蠶絲進行處理時，所述天然彩色家蠶生絲的質量與所述酸性戊二醛溶液的體積比為優選為Ig 50mL 200mL，更優選為Ig 80mL IOOmL ； 所述處理的溫度優選為30 40°C，所述處理的時間優選為Ih 證，更優選為池 池。相比於在繅絲過程中對絲膠進行顏色固定而言，雖然在對生絲進行顏色固定在繅絲過程中會有少量色素流失，但流失量極少，絲膠溶失率<6%，而且由於未經強酸強鹼或鋰鹽、鈣鹽等處理，不會損傷生絲的力學性能；另外，在繅絲之前進行顏色固定時，又使絲膠變性固化不利於絲條離解，從而影響繅絲。用酸性戊二醛溶液處理完畢後，本發明優選還包括以下步驟將所述步驟b)得到的天然彩色家蠶生絲在水中浸泡，然後用水漂洗。用酸性戊二醛溶液處理完畢後，用水對處理後的天然彩色家蠶生絲進行洗滌，然後在水中浸泡，除去多餘的戊二醛。本發明優選用自來水對所述天然彩色家蠶生絲進行洗滌和浸泡，所述自來水的溫度優選為20°C 25°C。由於使用的戊二醛溶液濃度較低，浸泡過程中更換三次自來水即可，然後甩幹，最後將天然彩色家蠶生絲烘乾或晾乾後完成處理， 得到顏色固定的天然彩色家蠶生絲。得到天然彩色家蠶生絲後，按照以下方法測定所述天然彩色家蠶生絲的顏色固定程度將所述天然彩色家蠶生絲以Ig 50mL的浴比依次放入質量濃度為0. 3%的碳酸鈉水溶液中，在98°C 10(TC下處理三次，前兩次處理30min，第三次處理45min ；將處理過後的家蠶生絲用自來水浸泡、洗滌，充分洗滌乾淨後在60°C烘箱內烘乾後得到天然彩色家蠶絲；以未經處理的天然彩色家蠶生絲為對比標準品，採用Ultrascan-PRO型測色儀測得所述經過顏色固定處理的天然彩色家蠶絲的dE CMC值，dE CMC值越小，說明與標準品(dE CMC= 1)的色差越小。實驗表明，本發明提供的方法獲得的天然彩色家蠶絲的dE CMC值可在1 9. 5之間調節，得到顏色多樣的天然彩色家蠶絲。按照中華人民共和國國家標準GB/T 16886. 5-2003/IS0 10993-5 1999，醫療器
械生物學評價第5部分體外細胞毒性實驗中的浸提液試驗方法對本發明得到的天然彩色家蠶絲進行細胞毒性檢測，結果表明其細胞毒性為0級，即沒有細胞毒性。本發明以天然彩色家蠶生絲為原料，首先將其在水中進行處理，使含有色素的絲膠膨潤；然後將經過膨潤後的天然彩色家蠶生絲用酸性戊二醛溶液進行處理，絲膠由大量含游離氨基的胺基酸組成，戊二醛能夠與其中的游離氨基反應，形成環狀吡啶結構，使絲膠蛋白變性、固定而不溶解；同時，分布在絲膠裡的色素也被固定，在後續處理過程中不會流失。本發明直接以天然彩色家蠶生絲為原料，無需採用強酸、強鹼或可溶解絲素蛋白的鈣鹽、鋰鹽等對其進行處理，也無需進行微波輻照處理，不會損傷天然彩色家蠶絲的力學性能；本發明直接採用酸性戊二醛溶液對天然彩色家蠶絲進行處理，而處理後的蠶絲沒有產生細胞毒性，環保安全。為了進一步說明本發明，以下結合實施例對本發明提供的天然彩色家蠶絲的顏色固定方法及其色牢度和生物安全性進行詳細描述。以下各實施例中，天然彩色家蠶生絲為從市場上購得，酸性戊二醛溶液均為醫用級酸性戊二醛溶液。實施例1將天然黃色家蠶生絲在60°C的溫水中浸漬Mh，輕輕甩幹生絲中的水分後，以 Ig IOOmL的浴比在質量濃度為1.5%的醫用級酸性戊二醛溶液中浸漬池；將浸漬後的生絲脫水甩幹，用自來水洗滌、浸泡Mh，其中更換三次自來水，然後脫水甩幹、烘乾或晾乾，得到處理後的家蠶生絲；將所述家蠶生絲以Ig 50mL的浴比依次放入質量濃度為0.3%的碳酸鈉水溶液中，在98°C 100°C下處理三次，前兩次處理30min，第三次處理45min ；將處理過後的家蠶生絲用自來水浸泡、洗滌，充分洗滌乾淨後，在60°C烘箱內烘乾後得到天然黃色家蠶絲。按照中華人民共和國國家標準GB/T 16886. 5-2003/IS0 10993-5 1999，醫療器械生物學評價第5部分體外細胞毒性實驗中的浸提液試驗方法對所述天然黃色家蠶絲進行細胞毒性檢測，結果表明其細胞毒性為0級，即沒有細胞毒性。以未經處理的天然黃色家蠶生絲為對比，採用Ultrascan-PRO型測色儀測得所述
6本發明得到的天然黃色家蠶絲的dE CMC值為2. 51。實施例2將天然黃色家蠶生絲在60°C的溫水中浸漬Mh，輕輕甩幹生絲中的水分後，以 Ig IOOmL的浴比在質量濃度為的醫用級酸性戊二醛溶液中浸漬池；將浸漬後的生絲脫水甩幹，用自來水洗滌、浸泡Mh，其中更換三次自來水，然後脫水甩幹、烘乾或晾乾，得到處理後的家蠶生絲；將所述家蠶生絲以Ig 50mL的浴比依次放入質量濃度為0.3%的碳酸鈉水溶液中，在98°C 100°C下處理三次，前兩次處理30min，第三次處理45min ；將處理過後的家蠶生絲用自來水浸泡、洗滌，充分洗滌乾淨後，在60°C烘箱內烘乾後得到天然黃色家蠶絲。按照中華人民共和國國家標準GB/T 16886. 5-2003/IS0 10993-5 1999，醫療器械生物學評價第5部分體外細胞毒性實驗中的浸提液試驗方法對所述天然黃色家蠶絲進行細胞毒性檢測，結果表明其細胞毒性為0級，即沒有細胞毒性。以未經處理的天然黃色家蠶生絲為對比，採用Ultrascan-PRO型測色儀測得所述本發明得到的天然黃色家蠶絲的dE CMC值為2. 76。實施例3將天然黃色家蠶生絲在60°C的溫水中浸漬Mh，輕輕甩幹生絲中的水分後，以 Ig IOOmL的浴比在質量濃度為的醫用級酸性戊二醛溶液中浸漬Ih;將浸漬後的生絲脫水甩幹，用自來水洗滌、浸泡Mh，其中更換三次自來水，然後脫水甩幹、烘乾或晾乾，得到處理後的家蠶生絲；將所述家蠶生絲以Ig 50mL的浴比依次放入質量濃度為0.3%的碳酸鈉水溶液中，在98°C 100°C下處理三次，前兩次處理30min，第三次處理45min ；將處理過後的家蠶生絲用自來水浸泡、洗滌，充分洗滌乾淨後，在60°C烘箱內烘乾後得到天然黃色家蠶絲。按照中華人民共和國國家標準GB/T 16886. 5-2003/IS0 10993-5 1999，醫療器械生物學評價第5部分體外細胞毒性實驗中的浸提液試驗方法對所述天然黃色家蠶絲進行細胞毒性檢測，結果表明其細胞毒性為0級，即沒有細胞毒性。以未經處理的天然黃色家蠶生絲為對比，採用Ultrascan-PRO型測色儀測得所述本發明得到的天然黃色家蠶絲的dE CMC值為4.95。實施例4將天然黃色家蠶生絲在60°C的溫水中浸漬Mh，輕輕甩幹生絲中的水分後，以 Ig IOOmL的浴比在質量濃度為0.5%的醫用級酸性戊二醛溶液中浸漬池；將浸漬後的生絲脫水甩幹，用自來水洗滌、浸泡Mh，其中更換三次自來水，然後脫水甩幹、烘乾或晾乾，得到處理後的家蠶生絲；將所述家蠶生絲以Ig 50mL的浴比依次放入質量濃度為0.3%的碳酸鈉水溶液中，在98°C 100°C下處理三次，前兩次處理30min，第三次處理45min ；將處理過後的家蠶生絲用自來水浸泡、洗滌，充分洗滌乾淨後，在60°C烘箱內烘乾後得到天然黃色家蠶絲。按照中華人民共和國國家標準GB/T 16886. 5-2003/IS0 10993-5 1999，醫療器械生物學評價第5部分體外細胞毒性實驗中的浸提液試驗方法對所述天然黃色家蠶絲進行細胞毒性檢測，結果表明其細胞毒性為0級，即沒有細胞毒性。以未經處理的天然黃色家蠶生絲為對比，採用Ultrascan-PRO型測色儀測得所述本發明得到的天然黃色家蠶絲的dE CMC值為5. 27。實施例5將天然黃色家蠶生絲在40°C的溫水中浸漬Mh，輕輕甩幹生絲中的水分後，以 Ig IOOmL的浴比在質量濃度為0.5%的醫用級酸性戊二醛溶液中浸漬Ih;將浸漬後的生絲脫水甩幹，用自來水洗滌、浸泡Mh，其中更換三次自來水，然後脫水甩幹、烘乾或晾乾，得到處理後的家蠶生絲；將所述家蠶生絲以Ig 50mL的浴比依次放入質量濃度為0.3%的碳酸鈉水溶液中，在98°C 100°C下處理三次，前兩次處理30min，第三次處理45min ；將處理過後的家蠶生絲用自來水浸泡、洗滌，充分洗滌乾淨後，在60°C烘箱內烘乾後得到天然黃色家蠶絲。按照中華人民共和國國家標準GB/T 16886. 5-2003/IS0 10993-5 1999，醫療器械生物學評價第5部分體外細胞毒性實驗中的浸提液試驗方法對所述天然黃色家蠶絲進行細胞毒性檢測，結果表明其細胞毒性為0級，即沒有細胞毒性。以未經處理的天然黃色家蠶生絲為對比，採用Ultrascan-PRO型測色儀測得所述本發明得到的天然黃色家蠶絲的dE CMC值為7. 03。比較例1將天然黃色家蠶生絲在60°C的溫水中浸漬Mh，輕輕擠幹生絲中的水分後，以 Ig 50mL的浴比依次放入質量濃度為0. 3%的碳酸鈉水溶液中，在98°C 100°C下處理三次，前兩次處理30min，第三次處理45min ；將處理過後的家蠶生絲用自來水浸泡、洗滌，充分洗滌乾淨後，在60°C烘箱內烘乾後得到天然黃色家蠶絲。按照中華人民共和國國家標準GB/T 16886. 5-2003/IS0 10993-5 1999，醫療器
械生物學評價第5部分體外細胞毒性實驗中的浸提液試驗方法對所述天然黃色家蠶絲進行細胞毒性檢測，結果表明其細胞毒性為0級，即沒有細胞毒性。以未經處理的天然黃色家蠶生絲為對比，採用Ultrascan-PRO型測色儀測得所述本發明比較例得到的天然黃色家蠶絲的dE CMC值為9. 41，說明殘留於家蠶絲中的色素很少，顏色已基本退掉。由上述實施例及比較例可知，本發明提供的方法能夠將天然彩色家蠶絲的顏色固定，保護色素不流失，不僅沒有細胞毒性，而且由於未進行強酸、強鹼或微波等處理，不會影響天然彩色家蠶絲的力學性能。另外，本發明可以通過改變酸性戊二醛溶液的濃度、處理溫度和處理時間等參數使得天然彩色家蠶絲的dE CMC值在1 9. 5之間可調，從而得到顏色深淺可以調控的天然彩色家蠶絲。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種天然彩色家蠶絲的顏色固定方法，包括以下步驟a)將天然彩色家蠶生絲在水中進行處理；b)將所述步驟a)得到的天然彩色家蠶生絲用酸性戊二醛溶液進行處理。
2.根據權利要求1所述的顏色固定方法，其特徵在於，所述步驟b)中，所述酸性戊二醛溶液的質量濃度為0. 2% 2. 0%。
3.根據權利要求2所述的顏色固定方法，其特徵在於，所述步驟b)中，所述天然彩色家蠶生絲的質量與所述酸性戊二醛溶液的體積比為Ig :50mL 200mL。
4.根據權利要求1所述的顏色固定方法，其特徵在於，所述步驟b)中，所述處理為浸漬。
5.根據權利要求1所述的顏色固定方法，其特徵在於，所述步驟b)中，所述處理的時間為Ih 5h，所述處理的溫度30°C 40°C。
6.根據權利要求1所述的顏色固定方法，其特徵在於，所述步驟a)中，所述水的溫度為 30 60 。
7.根據權利要求1所述的顏色固定方法，其特徵在於，所述步驟a)中，所述處理的時間為5h 30h。
8.根據權利要求1所述的顏色固定方法，其特徵在於，所述步驟a)中，所述處理為浸漬或真空滲透。
9.根據權利要求1所述的顏色固定方法，其特徵在於，還包括c)將所述步驟b)得到的天然彩色家蠶生絲在水中浸泡、漂洗。
10.根據權利要求8所述的顏色固定方法，其特徵在於，所述步驟c)中，所述水的溫度為 20°C 25°C。
全文摘要
本發明提供了一種天然彩色家蠶絲的顏色固定方法，包括以下步驟a)將天然彩色家蠶生絲在水中進行處理；b)將所述步驟a)得到的天然彩色家蠶生絲用酸性戊二醛溶液進行處理。本發明以天然彩色家蠶生絲為原料，首先將其在水中進行處理，使含有色素的絲膠膨潤；然後將經過膨潤的天然彩色家蠶生絲用酸性戊二醛溶液進行處理，絲膠由大量含游離氨基的胺基酸組成，戊二醛能夠與其中的游離氨基反應，形成環狀吡啶結構，使絲膠蛋白變性、固定而不溶解；同時，分布在絲膠裡的色素也被固定，在後續處理過程中不會流失。本發明直接以天然彩色家蠶生絲為原料，處理過程中不涉及強酸、強鹼及鈣鹽、鋰鹽等試劑，不會損傷天然彩色家蠶絲的力學性能。
文檔編號D01C3/00GK102517651SQ20111038508
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月28日 優先權日2011年11月28日
發明者王建南, 裔洪根 申請人:蘇州大學