专利名称：一种利用细菌染料灵菌红素对腈纶织物的染色方法
技术领域：
本发明属于腈纶织物的染色领域，特别涉及一种利用细菌染料灵菌红素对腈纶织物的染色方法。
背景技术：
近年来，由于环境问题和能源问题的影响，人们趋于追求可持续的，环境友好的和对人类健康有利的方法来制取染料。开发天然染料是世界应用染料发展的总趋势，天然染料是指从植物、动物或矿产资源中获得的、很少或没有经过化学加工的染料，很多天然染料具有安全可靠，色调自然，接近天然物质等优点，天然、多功能是染料发展的趋势。因此从自然资源中筛选出可以生产天然染料的微生物，进而开发新品种的天然染料，尤其是具有功能性的天然染料，具有广阔的前景。随着生物技术的发展，利用生物技术生产天然染料为人们开辟了广阔的领域。生物发酵产物稳定性高，专一性强，无污染，生产过程对人无伤害，因此，生物发酵法是一种很好的合成染料的方法。细菌染料灵菌红素是有三个吡咯环组成的甲氧基吡咯骨架结构的天然色素，是一些放线菌、沙雷氏菌及其他细菌的次级代谢产物，具有免疫抑制、抗细菌、抗真菌和抗疟疾等多种生物活性。因此，细菌染料灵菌红素作为染料染色后其染色织物就会有抗菌的功能， 并且具有抗癌的作用。该细菌染料是一种呈暗红色的色素，具有绿色反光，熔点151-152 ，几乎不溶于水，易溶于丙酮、乙酸乙酯、DMF、氯仿和苯中，结构如下该染料在碱性或中性溶液中呈橙黄色，酸性溶液中呈红色。以乙醇为溶剂，酸性条件下灵菌红素在537nm处有特征吸收，碱性条件下在466nm处有特征吸收。但到目前为止， 关于该染料研发和研究的文献报道还很少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用细菌染料灵菌红素对羊毛织物的染色方法，该染色方法所用助溶剂代替甲醇或乙醇，用量少，工艺简单，染色后的腈纶织物具有良好的水洗牢度与耐摩擦牢度，色泽鲜艳，且具有良好的抗菌性，抑菌率在90%以上。本发明的一种利用细菌染料灵菌红素对腈纶织物的染色方法，包括
(1)用乙酸乙酯或N，N-二甲基甲酰胺将灵菌红素溶解，然后加入到水中，制成染色溶液；(2)采用上述染色溶液对腈纶织物进行染色，灵菌红素的用量为腈纶织物质量分数的0. 1-6%，染色浴比为1 5-20，调节染液的PH值为4.0 6.0，染色温度为80°C 90°C，染色时间为30-90min。步骤(1)中所述的灵菌红素与乙酸乙酯的用量比为Ig 3_7mL，乙酸乙酯与水的体积比为0.5 1 10。步骤⑴中所述的灵菌红素与N，N_二甲基甲酰胺的用量比为Ig 2-5mL，N，N_二甲基甲酰胺与水的体积比为0. 1 0.5 10。步骤O)中所述的调节染液的pH值为采用醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节。所述的染料用量为腈纶织物质量分数的5%，乙酸乙酯与水的质量比为0.5 6， 浴比1 10，？!1值为4.0，851条件下染色60111土11。所述的染料用量为腈纶织物质量分数的2%，N，N-二甲基甲酰胺与水的质量比为 0.3 10，浴比1 5，pH值为6. 0，90°C条件下染色90min。本发明的细菌染料染色方法的确定如下，得出染腈纶织物最佳的染色条件a.选取乙酸乙酯或N，N-二甲基甲酰胺与水作为染料的溶剂对腈纶织物进行染色，在该条件下细菌染料的最大吸收波长出现在540nm左右，染色后织物为鲜艳的红色，故细菌染料具有作为染料的条件；b.首先要确定出最佳的乙酸乙酯或N，N-二甲基甲酰胺与水的比例使染料能够完全溶解，且易于染色；C.后在对染色的PH值，浴比，染色温度和时间等染色条件对染色效果的影响做了进一步的研究，最后确定出最佳的染色条件。染色腈纶织物的耐水洗色牢度为4级，耐摩擦色牢度为3-4级。染色后的腈纶织物具有良好的抗菌性，抑菌(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌)率在 90%以上。本发明的一种利用细菌染料灵菌红素对腈纶织物的染色方法，染料用量为 0. 1-6% (染料对腈纶织物的质量分数)，染色介质为有机溶剂乙酸乙酯、N，N-二甲基甲酰胺等分别与水的混合溶液。经本发明的染色工艺染色后的腈纶织物具有良好的抗菌性(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌)，抑菌率在90%以上，此外还具有良好的水洗牢度与耐摩擦牢度，染色后织物色泽鲜艳，具有良好的应用前景；且该染色方法可运用于一些不溶于水且不合适作为分散染料的染料染色。灵菌红素微溶于水，染色时要转变成分子状态才能上染纤维，因此，提高灵菌红素在水中的溶解度是其用于纤维染色技术的关键之一。前期研究表明，采用甲醇或乙醇作为助溶剂，有助于灵菌红素在水中的溶解，提高其在羊毛和腈纶上的上染速率和上染百分率。 但后期研究表明，采用甲醇或乙醇作为溶剂，不但用量大，而且由于灵菌红素对甲醇或乙醇具有较大的直接性或亲和力，使得灵菌红素染料对纤维的亲和力降低，上染百分率较低。通过采用乙酸乙酯或N，N-二甲基甲酰胺代替甲醇或乙醇作为灵菌红素的助溶剂，可以大大提高灵菌红素对羊毛纤维的上染百分率。首先，灵菌红素在乙酸乙酯或N，N-二甲基甲酰胺中具有良好的溶解度，有助于灵菌红素的溶解成分子状态上染纤维；其次，乙酸乙酯或N，N-二甲基甲酰胺对羊毛纤维具有一定的直接性或亲和力，这样，容易在羊毛纤维表面形成一层吸附层，该吸附层可以溶解灵菌红素，从而提高灵菌红素在纤维表面的吸附浓度，提高灵菌红素对羊毛的扩散速率和上染速率，从而提高上染百分率；第三， 乙酸乙酯或N，N-二甲基甲酰胺对腈纶纤维具有一定的增塑软化作用，从而提高灵菌红素的扩散速率；第四，乙酸乙酯或N，N-二甲基甲酰胺较甲醇或乙醇的用量少，染色温度低，节约成本，对环境影响小。有益效果(1)本发明的染色方法简单，染料的上染率高，染色工艺简单；(2)本发明获得的染色后的腈纶织物具有良好的水洗牢度与耐摩擦牢度，染色后织物色泽鲜艳，且具有良好的抗菌性，抑菌率在90 %以上，应用前景广阔。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1灵菌红素染料制备首先，将购买的菌种(黏质沙雷氏菌，购自中国医学细菌保藏管理中心)进行稀释，后将稀释后的细菌涂布于平板培养基(酵母粉5g/L，蛋白胨10g/L，葡萄糖10g/L，琼脂粉20g/L)上放入恒温培养箱中培养，挑取红色素且颜色较深的菌株涂布于平板培养基上， 并将该菌株在4°C的条件下保存。将筛选出来的菌株在种子培养基(酵母粉4.5g/L，蛋白胨12g/L，NaCl 2. 5g/L，KCl 3g/L，葡萄糖2g/L)中培养15h，后接入发酵培养基培养30h。分别对上清液和菌体进行分离。上清液直接用乙酸乙酯将灵菌红素从水溶液中萃取出来，絮凝物先离心后用旋转蒸发器浓缩后在酸性甲醇中萃取，甲醇萃取灵菌红素方法 将沉淀部分加入到IOOOmL的三角瓶中后加入500mL甲醇，用HCl调pH为4_5，封口膜封口 ； 在转速为200rpm磁力搅拌器上搅拌12h，静置池将上清液甲醇与底层沉淀物分离，后再加入300mL甲醇将沉淀物中的残留灵菌红素再萃取一次，后浓缩再用乙酸乙酯萃取；将溶有灵菌红素的乙酸乙酯浓缩，进一步用氯仿与水萃取纯化，后用硅胶柱层析得到产物。实施例2将分别按以下工艺染腈纶布样进行测试工艺1 灵菌红素染料用量5% (染料对腈纶织物的质量分数)，乙酸乙酯与水的质量比为0.5 6，浴比1 10，pH值为4. 0，85°C条件下染色60min。工艺2 灵菌红素染料用量2% (染料对腈纶织物的质量分数)，N，N- 二甲基甲酰胺与水的质量比为0.3 10，浴比1 5，？!1值为6.0，901条件下染色90111土11。按照GB/T 3920-1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定其耐摩擦牢度根据， AATCC标准进行耐洗涤试验。最终得出由工艺工艺1染色后织物的干摩擦牢度为4级，湿摩擦牢度为3-4 ；工艺2染色后织物的干摩擦牢度为4级，湿摩擦牢度为3-4 ；染色后织物的皂洗牢度均为4级。按照以上工艺染色后织物根据AATCC标准100进行对织物抗菌试验。结果显示工艺1、2染色后腈纶织物的抑菌率(大肠杆菌)分别为98%、97.8%。实施例3相同条件下不同溶剂对灵菌红素对腈纶织物的上染率的影响，见表1。表1中所述的实验的反应条件，即甲醇与水的质量比为1 3，乙酸乙酯和N，N-二甲基甲酰胺与水的比例都为0.5 10，染色浴比均为1 10，pH均为5.0左右，均于90°C 条件下染色60min。表1不同溶剂灵菌红素对腈纶织物的上染率
权利要求
1.一种利用细菌染料灵菌红素对腈纶织物的染色方法，包括(1)用乙酸乙酯或N，N-二甲基甲酰胺将灵菌红素溶解，然后加入到水中，制成染色溶液；(2)采用上述染色溶液对腈纶织物进行染色，灵菌红素的用量为腈纶织物质量分数的 0. 1-6%，染色浴比为1 5-20，调节染液的pH值为4.0 6.0，染色温度为80°C 90°C， 染色时间为30-90min。
2.根据权利要求1所述的一种利用细菌染料灵菌红素对腈纶织物的染色方法，其特征在于步骤(1)中所述的灵菌红素与乙酸乙酯的用量比为Ig 3-7mL，乙酸乙酯与水的体积比为0. 5 1 10。
3.根据权利要求1所述的一种利用细菌染料灵菌红素对腈纶织物的染色方法，其特征在于步骤(1)中所述的灵菌红素与N，N-二甲基甲酰胺的用量比为Ig 2-5mL, N, N-二甲基甲酰胺与水的体积比为0. 1 0.5 10。
4.根据权利要求1所述的一种利用细菌染料灵菌红素对腈纶织物的染色方法，其特征在于步骤O)中所述的调节染液的pH值为采用醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节。
5.根据权利要求1所述的一种利用细菌染料灵菌红素对腈纶织物的染色方法，其特征在于所述的灵菌红素的用量为腈纶织物质量分数的5%，乙酸乙酯与水的质量比为 0.5 6，浴比为1 10，pH值为4. 0，85°C条件下染色60min。
6.根据权利要求1所述的一种利用细菌染料灵菌红素对腈纶织物的染色方法，其特征在于所述的灵菌红素的用量为腈纶织物质量分数的2%，N, N-二甲基甲酰胺与水的质量比为0.3 10，浴比为1 5，？!1值为6.0，901条件下染色90111土11。
全文摘要
本发明涉及一种利用细菌染料灵菌红素对腈纶织物的染色方法，包括(1)用乙酸乙酯或N，N-二甲基甲酰胺将灵菌红素溶解，然后加入到水中，制成染色溶液；(2)采用上述染色溶液对腈纶织物进行染色，灵菌红素的用量为腈纶织物质量分数的0.1-6％，染色浴比为1∶5-20，调节染液的pH值为4.0～6.0，染色温度为80℃～90℃，染色时间为30-90min。本发明较甲醇或乙醇与水的混合溶液的染色方法，染料上染率高，匀染性好，染色方法简单，容易操作，对设备的要求低；本发明获得的染色后的腈纶织物具有良好的水洗牢度与耐摩擦牢度，染色后织物色泽鲜艳，且具有良好的抗菌性，抑菌率在90％以上，应用前景广阔。
文档编号D06P1/34GK102493220SQ20111041015
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者赵涛, 钟绵国 申请人:东华大学