一种利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法及其在口罩中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法及其在口 罩中的应用，属于纤维染色领域。
【背景技术】
[0002] 20世纪中后期，口罩的大规模使用次数明显频繁。载入史册的历次大流感中口罩 在预防和阻断病菌传播方面数度扮演重要角色。制作口罩材料的不断更新，口罩过滤细菌 的功能也得到了增强，口罩的类型逐渐增多，不但有多层棉布口罩，还增加了活性炭医用口 罩、防尘口罩、普通纸口罩、工业口罩以及用"棉织布"制作的外科手术口罩。随着时代的发 展，口罩产品不仅能够阻挡灰尘、飞沫，还能阻隔病菌、PM2.5等。2003年时中国发生了非典 型肺炎疾病的传染，口罩的使用和普及达到新高潮，一场"非典"几乎令口罩一度脱销，各大 药店门前拍着长长的队伍，人们争相抢购口罩。2009年，在继2004年的"禽流感"之后，"甲型 H1N1流感"让口罩大军再一次出现在全世界各大新闻媒体的镜头前。
[0003] 2013年1月9日以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天中，防PM2.5口罩、 空气净化剂、"宅家"、"银耳雪梨化尘润肺汤"等成为人们与污染抗争的直接"武器"。但是监 测数据显示，形似防毒面具的"N95口罩"在淘宝网成交指数已激增10倍，说明□罩是人们与 空气污染抗争最直接、最有效的方式，其在人们生活中发挥着不可替代的作用。
[0004] 目前，市场上流通的普通口罩一般用脱脂棉纱布或无纺布制作而成，阻挡空气中 悬浮的绝大多数粒径较大的灰尘颗粒，并不能有效地阻挡PM2.5、抗菌抗毒、提高免疫力、改 善呼吸道疾病的功效，很大程度上影响了人们的身心健康。
[0005] 板蓝根(常用别名：靛青根、蓝靛根、大青根)是一种中药材，为十字花科植物菘蓝 的干燥根，通常在秋季进行采挖，炮制后可入药。其性寒，味先微甜后苦涩，具有清热解毒、 预防感冒、利咽之功效，主要用于治疗温毒发斑、舌绛紫暗、烂喉丹痧等疾病。
[0006] 随着人们生活水平的提高，人们对身体健康更加的注重，希望服装面料具有生态 环保和保健等功能，因此使用天然染料进行纤维染色，符合市场的需求。
[0007] 和化学染料不同，板蓝根染色不能一次成型，而是在染料浸泡一段时间后拿出来 晾干，然后重新放进染缸里，直到用清水漂洗不退色为止，由于板蓝根染色染色方式落后， 染色牢度不好，目前没有得到广泛推广。
[0008] 现有技术中采用板蓝根染料进行纤维染色，存在以下不足： (1) 上染率低、固色率低； (2) 甲醛含量高； (3) 成品尺寸变化率尚； (4) 染色牢度低，容易褪色，色差大； (6)染料用量大，生产成本高，染色废水排放多，对环境造成污染。
[0009] 现有技术生产的防雾霾口罩，存在以下不足： (1) 抗菌效果较差； (2) 化学染料染色面料存在过敏隐患； (3) 除尘效果差;对污染物的隔离效果差。
【发明内容】
[0010]本发明为解决以上技术问题，提供一种利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素 纤维的方法及其在口罩中的应用，以实现以下发明目的： (1) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色后的再生 纤维素纤维，上染率高、固色率高； (2) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色后的再生 纤维素纤维，甲醛含量低； (3) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色后的再生 纤维素纤维，成品尺寸变化率低； (4) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色后的再生 纤维素纤维，牢度高，色差值低； (5) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色后的再生 纤维素纤维，防紫外线性能好； (6) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色时无需加 入无机盐、纯碱，染料消耗低，降低生产成本，染色废水排放少； (7) 本发明所述的利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法 在口罩中的应用，制备的口罩，对PM2.5的除尘效果达98.7-98.9%，在100 mg/m3的粉尘 浓度中呼吸通畅;对氨类、氮氧类污染物的去除率达97.5-97.6%; (8) 本发明所述的利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法 在口罩中的应用，制备的口罩，对金黄色葡萄球菌的抑制率达99.4%，对大肠杆菌的抑 制率达99.5%，对白色念珠菌的抑制率达95.9%。
[0011 ]为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下： 一种利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，包括配制染液、再生纤维 素纤维改性处理、改性后的再生纤维素纤维进行染色。
[0012] 以下是对上述技术方案的进一步改进： 所述配制染液，将板蓝根染料与助染剂按照质量比例为8-10:1混合后，加水配制成染 料浓度为4-5%的染液。
[0013] 所述助染剂，各组分的质量比例为：1_丙基磷酸环酐10-12份、己内酰胺5份、环烯 醚萜葡萄糖苷3-6份、聚乙二醇脂肪酸酯2份、亚甲基双萘磺酸盐2份、茶皂素1-2份。
[0014] 所述再生纤维素纤维改性处理，利用改性剂处理再生纤维素纤维，所述改性剂，各 组分的质量比例为:含羧基水性丙烯酸树脂18份、改性淀粉20-22份、聚二甲基硅氧烷4份、 聚环氧氯丙烷胺化物5-6份、磷酸二甲苯酯3份、2-吡啶硫羟-1-氧化锌4-5份、纳米二氧化锆 5份。
[0015] 所述含羧基水性丙烯酸树脂，酸值为150-180mgK0H/g，玻璃化转变温度为_50°〇 50°(3;所述改性淀粉 :分子量为80-100万，酸值为80-100 11^1(0!1/8，取代度为0.03-0.05。
[0016] 所述改性后的再生纤维素纤维进行染色，染液的浓度为4-5wt%，浴比为1:30-40， 在45-50°C下，浸染60-80分钟，然后加入固色剂，在48-50°C下固色20-25分钟。
[0017] 所述的固色剂为:氯化十六烷基吡啶、阳离子聚丙烯酰胺，环氧氯丙烷一二甲胺、 聚氧化乙烯，质量比例为1:2:1:2;所述环氧氯丙烷一二甲胺，粘度350-650mPa. s，pH为4.5- 6.8〇
[0018] 一种利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法在口罩中的应用，所述 口罩包括基材和滤材;所述滤材，各原料组分的质量比例为:熔喷聚丙烯切片90-92重量 份、纳米电气石微粒4-5份、碳气凝胶材料2-3份、海藻酸钠1-2份、炭化松针2-4份、硫化铜3 份、改性页岩陶粒1-2份、酚醛树脂基玻璃碳微球0.5-1份、核桃壳粉1-2份、纳米ZnO 1-2份。
[0019] 所述的纳米电气石的粒径为200-300nm;所述酚醛树脂基玻璃碳微球的球径为 220-250μπι;所述氧化锌的粒径为50~90nm。
[0020] 所述炭化松针的碳含量为70-76%，比表面积为230-260m2/g;所述改性页岩陶粒， CaO 含量为 0 · 8-0 · 9%，Κ20 含量为 0 · 6-0 · 8%，Mg0 含量为 9-1 l%，Al2〇3 含量为 20-21%，Si02 含量 为48-52%，F2〇3 含量为 1 · 6-2%。
[0021] 采用以上技术方案，本发明的有益效果为： (1) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色后的再生 纤维素纤维，为暗棕黄色，手感柔软，上染率达94.2-96.8%，固色率达94.4%; (2) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色后的再生 纤维素纤维，甲醛含量为20.16-21.43mg/kg; (3) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色后的再生 纤维素纤维，成品尺寸变化率低，变化率为经向-1.3-1.5%，维向-1.3-1.5%; (4) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色后的再生 纤维素纤维，牢度高，色差值低，K/S值为16.4-17.8,皂洗牢度为4-5级，摩擦牢度为4级，沾 色牢度为5级，色差值ΛΕ为0.04; (5) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色后的再生 纤维素纤维，防紫外线性能好，经过40次洗涤后，再生纤维素纤维在UVB和UVA波段的光谱透 射比T=2.8-3.5%，紫外线防护系数UPF=55-64; (6) 本发明所述利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法，染色时无需加 入无机盐、纯碱，染料消耗降低达40-45%%，降低生产成本，染色废水排放减少达55-60%，减 少对环境的污染； (7) 本发明所述的利用板蓝根天然染料染色处理再生纤维素纤维的方法在口罩中的应 用，制备的口罩，对PM2.5的除尘效果达98.7-98.9%，在100 mg/m3的粉尘浓度中呼吸通畅； 对氨类、氮氧类污染物的去除率达97.5-97.6%; 对金黄色葡萄球菌的抑制率为99.4%，对大肠杆菌的抑制率为99.5%，对白色念珠菌的 抑制率为95.9%。
【具体