天然植物染料染色纺织品的抗菌性能研究
李伟勇
高光东
广东职业技术学院
杭州彩润科技有限公司
2019/9/11
浏览:177

天然植物染料染色纺织品的抗菌性能研究


李伟勇1,高光东2

(1.广东职业技术学院  广东佛山  528041;2.杭州彩润科技有限公司  浙江杭州  311000)


摘  要:采用植物染料液体茜红、液体姜黄、液体靛蓝,分别对莫代尔纤维进行染色,标准水洗20次后,检测染后纤维的抗菌效果。结果表明,三种染料均赋予了莫代尔纤维以较好的抑菌效果。

关键词:植物染料;染色;抗菌纺织品

 


 

从远古时代一直到近代的染料,都来自于天然的植物、动物和矿物体。人类使用天然染料已经有几千年的历史。在工业革命的推动下,合成染料在短短一百多年的时间里,基本上取代了天然染料的使用,成为印染行业实际应用的主要着色产品。

但合成染料对环境的污染主要包括合成染料生产时的污染、纺织品印染加工过程的污染、纺织品上的染料和助剂对环境的污染、贴身穿着对人体的危害,加上用于合成染料生产的原料的不可再生性,都预示着天然染料必将回归的趋势。

近几年,国内一些科技公司应用当代前沿科学技术,从植物色素提取、植物染料染色工艺及其配套天然助剂入手,不但解决了植物染料染色牢度不高的问题,还实现了工业化和标准化生产,从质和量两个方面超越了传统的工场手工植物染,迎合了环保人士对绿色、可持续、健康纺织品的需求。事实上,很多植物染料都具有抗菌成份,一些国内外学者经过试验研究,得到了多种植物染料染色纺织品具有较好的抗菌功能的结论。

Shinyoung Han研究了毛织物经姜黄染色后对大肠杆菌和葡萄球菌的抑制率高达95%以上。中岛键一的研究表明,黄柏染液及其染色织物对金黄色葡萄球菌和肺炎杆菌的抑制能力高于五倍子、石榴皮、苏木、诃子等植物,但金属媒染剂会降低植物染料的抗菌效果[1]

1.植物染料纺织品的抗菌机理

很多用于提取染料和助剂的植物都是常用的中草药,具有良好的抗菌、抗病毒等效果。茜草味苦,性寒,归肝心经,具有行血祛瘀,凉血止血,止咳祛痰等作用,从茜草根中提取的红色染料所染的纺织品对金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、肺炎球菌等具有一定的抑制效果。姜黄素是姜黄的主要成分,国内外大量的研究发现它具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、降血脂、抗菌等生理和药理作用[2]。大青叶所含的靛蓝、靛红等成分,属于吲哚类生物碱及部分有机酸,传统医药和现代药理研究表明,大青叶具有抗病毒、抗菌、增强免疫力、抗细菌内毒素等多重药理属性,是公认的抗病毒方剂。

优选具有天然抗菌功能的染料植物,通过科学的粗提方法提取色素,省去精制、提纯、喷干等加工过程,能够最大限度地保留这些植物的天然抗菌成分,再经科学的染色工艺将这些抗菌成分传递到纺织品上,从而赋予植物染料染色纺织品以天然而且安全的抗菌功能。

2.试验部分

2.1 试验材料、染料助剂及仪器设备

试验材料:莫代尔纤维(市售)。

试验染料、助剂:液体茜红、液体姜黄、液体靛蓝(杭州彩润),助染剂AE、助染剂AJ、助染剂FBG、助染剂FLD(杭州彩润),工业双氧水(27.5%,市售)。

试验仪器:Rapid染色小样机(瑞比公司)。

2.2 试验方法

2.2.1 红色

液体茜红6g/l,用自来水按照浴比1∶20配置染液于小样机钢杯中,将称好的莫代尔纤维投入染液,室温入染,以1.5℃/min的速度升温到75℃,保温80分钟,然后取出钢杯,直接在染液中加入助染剂AE 40g/l,继续在75℃保温20分钟,再次取出钢杯,加入助染剂AJ 1g/l,继续在75℃保温20分钟,排液,热水洗(75℃×25min×2次),用自来水配制助染剂FLD 6g/l,浴比1∶20,投入染色纤维直升到75℃保温30分钟,取出纤维,脱水,烘干。

工艺曲线:

微信图片_20190912101804.jpg

2.2.2 黄色

液体姜黄 14g/l,用自来水按照浴比1∶20配置染液于小样机钢杯中,将称好的莫代尔纤维投入染液,室温入染,以1.5℃/min的速度升温到75℃,保温90分钟,然后取出钢杯,直接在染液中加入助染剂AE 65g/l,继续在75℃保温25分钟,再次取出钢杯,加入助染剂AJ 1g/l,继续在75℃保温15分钟,排液,热水洗(75℃×20min×3次),用自来水配制助染剂FBG 6g/l,浴比1∶20,投入染色纤维直升到75℃保温30分钟,取出纤维,脱水,烘干。

工艺曲线:

微信图片_201909121018041.jpg

2.2.3 蓝色

液体靛蓝 75g/l,用自来水按照浴比1∶20配置染液于小样机钢杯中,将称好的莫代尔纤维投入染液,室温入染,以1.5℃/min的速度升温到28℃,保温90分钟,取出莫代尔纤维,立即投入3g/l双氧水(27.5%)氧化液杯,直升到75℃保温30分钟,热水洗(75℃×30min×2次),用自来水配制助染剂FLD 8g/l,浴比1∶20,投入染色纤维直升到75℃保温30分钟,取出,脱水,烘干。

工艺曲线:

图片.png


2.2.4 标准水洗

按照FZ/T 73023-2006《抗菌针织品》标准附录C中的水洗方法,分别对以上将染好的红、黄、蓝3个颜色的纤维进行标准水洗20次,然后烘干。

2.2.5 送检,测试抗菌性能。

3.试验结果与讨论

3.1 植物染料染色莫代尔纤维抗菌性能检测结果如下表。

图片.png

3.2 按照FZ/T 73023-2006《抗菌针织品》标准,3个颜色的植物染纤维抗菌性能都符合AA级抗菌要求,即标准水洗20次后,对金黄色葡萄球菌的抑菌率>80%,对大肠杆菌的抑菌率>70%,对白色念珠菌的抑菌率>60%。

4.结论

4.1 茜草根、姜黄、大青叶都是常用的中药组分,所提取的植物色素对莫代尔纤维进行染色,可以赋予被染色物以较好的抑制细菌繁殖的效果。

4.2 应用茜草、姜黄、大青叶所提取的天然色素对散纤维染色,可以得到“抑菌纤维”,但散纤维染色工艺主要应用于色纺纱,而色纺纱通常有色纤维不足100%,而是需要与一定比例的白色纤维混纺,随着抑菌纤维在纱线中的含量比例的不同,抑菌效果必然不同,因而需要进一步进行不同比例的色纺纱抑菌效果试验,来确定达到FZ/T 73023-2006《抗菌针织品》标准要求的条件。

4.3 本试验所用的三种植物染料,应用于面料染色或成衣染色,抗菌效果应该会不错,有待于进一步验证。


参考文献:

[1]柯贵珍等.药用植物染料的特征和功能实现(Ⅱ):染色效果及抗菌功能[J].武汉科技学院学报,2006, 19(3).

[2]翁国秋等.姜黄素类似物抗菌活性的初步筛选[J].延边医学,2014,29.


作者简介:

①李伟勇,广东茂名人,副教授,主要从事染整工程专业的教学及染整新技术、新工艺等的研究。

手  机:13929912138

邮  箱:gdlwy@126.com


②高光东,从事环保印染工艺及助剂研究推广工作二十余年。

电  话:13929107703

E-mail:13929107703@126.com


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