專利名稱：含有靈菌紅素的生物染料、制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于染色的組合物，具體涉及一種含有靈菌紅素的生物染料、制備方法及其在紡織物染色中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在全球綠色環(huán)保浪潮的影響下，天然植物染色又重新回到人們的視野。天然染料具有生態(tài)平衡特點(diǎn)色澤自然鮮艷、安全性高、無毒且有一定的營養(yǎng)價(jià)值和藥理保健作用、 作為生物可再生資源，生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境友好，無三廢處理問題，所以重新引起染料界關(guān)注。 目前印度、意大利和德國等國家的一些染料公司都在開發(fā)生產(chǎn)天然植物染料，但植物染料的獲取存在突出問題，由于染料植物中色素含量較少，想要獲得足夠的染料，就必須大量地采摘和砍伐植物，造成對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，違背了利用植物染料從而達(dá)到環(huán)保的初衷。另外，植物天然染料在紡織品染色中也存在的一些主要問題①染色重復(fù)性差。常用的天然染料絕大多數(shù)是植物染料，即使是同一種植物，由于產(chǎn)地不同，氣候條件不同及采集時(shí)間不同都會(huì)影響色素的組成和色澤，導(dǎo)致生產(chǎn)難以標(biāo)準(zhǔn)化大量生產(chǎn)，而這必然會(huì)導(dǎo)致染料的染色重復(fù)性差。盡管所染纖維的色調(diào)可通過使用不同的媒染劑來調(diào)控，但是染色的重現(xiàn)性仍然很差。②天然染料的穩(wěn)定性差。天然染料受環(huán)境條件(PH值、光照、溫度)影響大，易分解或氧化褪色，造成色光不穩(wěn)定。③色牢度差。缺乏相應(yīng)的高色牢度生態(tài)染色技術(shù)。由于天然染料發(fā)色基團(tuán)固有的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致天然染料耐洗和耐光牢度差，盡管在天然染料染色中，使用媒染和某些后處理可提高染色牢度，傳統(tǒng)的媒染劑大多含有重金屬離子，其中許多被列入生態(tài)紡織品所禁用的名單。天然染料根據(jù)來源可分為生物染料和礦物染料，其中以植物染料為主。印度、孟加拉國、日本、韓國、美國、意大利以及我國等國家都相繼采用植物染料染色并取得一些的成果，例如，Jett, S等用一種印度植物楝樹的葉子作為天然染料，對(duì)棉織物進(jìn)行超聲波染色； Kim, T K等通過使用抗壞血酸、五倍子酸、茶多酚等天然化合物對(duì)天然染料的耐曬牢度提升進(jìn)行了研究，使天然染料的耐曬牢度提高至1級(jí)左右。在我國，北京銅牛紡織有限公司推出了利用天然植物染料染色的“銅牌?！毕盗型b；江蘇三毛集團(tuán)也應(yīng)用植物染料制備高支天素麗環(huán)保型高檔面料，效果較好；海瀾集團(tuán)和東華大學(xué)紡織學(xué)院承擔(dān)的國家“863”高新技術(shù)項(xiàng)目一 “天然染料制備及其在生態(tài)紡織品開發(fā)與羊毛清潔生產(chǎn)中的應(yīng)用技術(shù)”，促使天然染料染色向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。微生物產(chǎn)生的靈菌紅素(Prodigiosins)除了具有抗細(xì)菌、抗瘧疾、抗真菌、抗病原動(dòng)物等生物活性[2]，近年來還發(fā)現(xiàn)具有免疫抑制活性、抗癌及快速殺死導(dǎo)致赤潮的大部分浮游生物[5]等重要生物活性。本課題另辟蹊徑采用微生物發(fā)酵獲取天然色素-靈菌紅素開發(fā)多功能生態(tài)染料，不但可以避免大量砍伐自然界中的植物，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，真正做到 “綠色”生產(chǎn)，且能有效保證色素的質(zhì)量和產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)化大生產(chǎn)，還可以利用靈菌紅素重要的生物活性，開發(fā)出具有保健作用的抗菌、驅(qū)蟲的新型多功能生態(tài)染料，將這種生態(tài)染料成功應(yīng)用于天然纖維或者合成纖維的染色，必將推動(dòng)傳統(tǒng)染料工業(yè)乃至紡織工業(yè)的技術(shù)變革。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種含有靈菌紅素的生物染料，并將該染料用于紡織物的染色。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種含有靈菌紅素的生物染料的制備和應(yīng)用方法?！N含有靈菌紅素的生物染料，由靈菌紅素、非離子型或離子型表面活性劑復(fù)配劑和鋯珠按質(zhì)量比為1 0.2 100混合而成，在水中分散體系平均粒徑小于1 μ m。采用非離子型表面活性劑、離子型表面活性劑或兩種表面活性劑的復(fù)配劑。非離子表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚，其由烷基酚與環(huán)氧乙烷加合而成，常用的烷基酚有壬基酚和辛基酚。優(yōu)選壬基酚聚氧乙烯系列，如壬基酚聚氧乙烯4醚(TX-4)、壬基酚聚氧乙烯6醚、壬基酚聚氧乙烯10醚、壬基酚聚氧乙烯11醚、壬基酚聚氧乙烯13醚、壬基酚聚氧乙烯15醚、壬基酚聚氧乙烯20醚、壬基酚聚氧乙烯40醚和壬基酚聚氧乙烯100醚。與亞甲基雙萘磺酸鈉陰離子分散劑；或?qū)⒎请x子型表面活性劑和離子型表面活性劑按比例復(fù)配，如 烷基酚聚氧乙烯醚TX-5與分散劑亞甲基雙萘磺酸鈉以1 10比例混合。一種含有靈菌紅素的生物染料的制備方法，將靈菌紅素固體、非離子型或離子型表面活性劑復(fù)配劑和直徑1.4 1.6mm鋯珠按質(zhì)量比為1 0. 2 100混合后，放入研磨杯中攪拌均勻，然后用攪拌砂磨分散機(jī)以轉(zhuǎn)速800r/min研磨8小時(shí)。研磨結(jié)束后用孔徑 0. 5mm篩網(wǎng)過濾得到含有靈菌紅素的染料。靈菌紅素可以根據(jù)申請(qǐng)?zhí)?0101(^95552. 1公開的內(nèi)容或?qū)＠鸝L200610036024. 8 得到。舉例而言，一種制取靈菌紅素的方法，具體如下(1)生物色素的制備每升微生物培養(yǎng)液中加入16g蛋白胨、20g甘油、1. 2gMgS04、2. OgNaCl和2gGly，向含有微生物培養(yǎng)的培養(yǎng)容器中接種krratia marcescens jx_01 (中國普通微生物菌種保藏管理中心，保藏號(hào)為=CGMCC 4074)紅色素菌種5% (V/V)，pH 6. 0，培養(yǎng)溫度，搖床轉(zhuǎn)速180r/min，培養(yǎng)48小時(shí)得含有靈菌紅素的發(fā)酵液。(2)生物色素的提取取步驟(1)含有靈菌紅素的發(fā)酵液，于IOOOOr ^nT1離心lOmin，棄上清液，加丙酮于沉淀物中提取lOmin，將提取物在IOOOOr .nT1離心lOmin，將上清液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至恒重即為
靈菌紅素固體。本發(fā)明的含靈菌紅素的染料適用于各種化學(xué)纖維的染色，其染色舉例工藝如下①綸(PAN)染料用量為1 % (o. w. f)，浴比1 30，pH值為4. O 6. O，染色溫度為90 V 95 °C，染色時(shí)間為50min。②綸(PET)染料用量為(0. ^)，浴比1 30，染色溫度為95°C 100C，染色時(shí)間為45min。③乳酸(PLA)染料用量為(o.w. f)，浴比1 30，染色溫度為90C，染色時(shí)間為 60mino④綸(PA)染料用量為(o. w. f)，浴比1 30，染色溫度為95°C，PH6 7，染色20min，再加醋酸繼續(xù)染20min。
⑤真絲染料用量為2% (o. w. f)，浴比1 30，染色溫度為95°C，pH 4.0 5.0， 染色20min，再加醋酸繼續(xù)染20min。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的有益效果本發(fā)明所述的含靈菌紅素的生物染料主要適用于各種化學(xué)纖維的染色，并優(yōu)化了多種纖維的染色方法。染色織物具有良好的水洗牢度與耐摩擦牢度，并且色澤鮮艷，還具有良好的抗菌性，抑菌率在90%以上。該染料提取工藝簡(jiǎn)單，生態(tài)環(huán)保，制備方便，是一種性能優(yōu)良的生物染料，具有良好的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)施例1(1)生物色素的制備與提取利用微生物發(fā)酵工藝制備色素培養(yǎng)液配方蛋白胨16g/L，甘油20g/L， MgSO4L 2g/L, NaCl 2. Og/L, Gly 2g/L,，搖瓶裝液量 50mL/250mL (V/V)，接種 Serratia marcescens jx-01 (CGMCC 4074)紅色素菌種 5% (V/V)，pH 5. 7，培養(yǎng)溫度 ，搖床轉(zhuǎn)速 170r/min,培養(yǎng)72h。取上述發(fā)酵液，于IOOOOr -m"1離心lOmin，棄上清液，加丙酮于沉淀物中提取lOmin，將提取物在IOOOOr .nT1離心lOmin，將上清液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至恒重即為靈菌紅素紅色素固體。(2)染料的制備紅色素固體、擴(kuò)散劑亞甲基雙萘磺酸鈉和直徑1.43mm鋯珠按質(zhì)量比為 1 0.2 100混合放入研磨杯中攪拌均勻，然后用攪拌砂磨分散機(jī)以轉(zhuǎn)速800r/min研磨 1。研磨結(jié)束后用孔徑0.5mm篩網(wǎng)過濾得到靈菌紅素紅色素染料。在水中分散體系平均粒徑小于1 μ m0(3)應(yīng)用已制取的含靈菌紅素的染料適用如下各種化學(xué)纖維的染色，染色條件見表1 ①腈綸(PAN)染料用量為1 % (o. w. f)，浴比1 30，pH值為4. O 6. 0，染色溫度為90°C 95°C，染色時(shí)間為50min。②滌綸(PET)染料用量為(o. w. f)，浴比1 30，染色溫度為95°C 100°C， 染色時(shí)間為45min。③聚乳酸(PLA)染料用量為1% (o.w. f)，浴比1 30，染色溫度為90°C，染色時(shí)間為60min。④錦綸(PA)染料用量為1 % (ο. w. f)，浴比1 30，染色溫度為95°C，PH6 7， 染色20min，再加醋酸繼續(xù)染20min。真絲染料用量為2% (ο. w. f)，浴比1 30，染色溫度為95°〇，？!14.0 5.0，染色20min，再加醋酸繼續(xù)染20min。表1各種化學(xué)纖維的靈菌紅素染色色牢度
權(quán)利要求
1.一種含有靈菌紅素的生物染料，其特征是由靈菌紅素，非離子型表面活性劑、亞甲基雙萘磺酸鈉陰離子分散劑及其兩者的復(fù)配劑和鋯珠按質(zhì)量比為1 0.2 100混合而成， 在水中分散體系平均粒徑小于1 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有靈菌紅素的生物染料，其特征是所述的鋯珠直徑為 L 4 L 6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有靈菌紅素的生物染料，其特征是所述的離子型表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有靈菌紅素的生物染料，其特征是所述的靈菌紅素按如下方法制取(1)生物色素的制備每升微生物培養(yǎng)液中加入16g蛋白胨、20g甘油、1.2gMgS04、2. OgNaCl和2gGly，向含有微生物培養(yǎng)的培養(yǎng)容器中接種krratia marcescens jx_01紅色素菌種5V/V%，pH 6. 0，培養(yǎng)溫度^°C，搖床轉(zhuǎn)速180r/min，培養(yǎng)48小時(shí)得含有靈菌紅素的發(fā)酵液，所述的 Serratiamarcescens jx-01 保藏號(hào)為 CGMCC 4074 ；(2)生物色素的提取取步驟(1)含有靈菌紅素的發(fā)酵液，于IOOOOr ^nT1離心lOmin，棄上清液，加丙酮于沉淀物中提取lOmin，將提取物在IOOOOr .nT1離心lOmin，將上清液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至恒重即為靈菌紅素固體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有靈菌紅素的生物染料，用于化學(xué)纖維的染色。
6.一種含有靈菌紅素的生物染料的制備方法，將靈菌紅素固體、非離子型或離子型表面活性劑復(fù)配劑和直徑1.4 1.6mm鋯珠按質(zhì)量比為1 0. 2 100混合后，放入研磨杯中攪拌均勻，然后用攪拌砂磨分散機(jī)以轉(zhuǎn)速800r/min研磨8小時(shí)，研磨結(jié)束后用孔徑0. 5mm 篩網(wǎng)過濾得到含有靈菌紅素的染料。
全文摘要
一種含有靈菌紅素的生物染料，由靈菌紅素、非離子型或離子型表面活性劑復(fù)配劑和鋯珠按質(zhì)量比為1∶0.2∶100混合而成，在水中分散體系平均粒徑小于1μm。該生物染料主要適用于各種化學(xué)纖維的染色。染色織物具有良好的水洗牢度與耐摩擦牢度，并且色澤鮮艷，還具有良好的抗菌性，抑菌率在90％以上。該染料提取工藝簡(jiǎn)單，生態(tài)環(huán)保，制備方便，是一種性能優(yōu)良的生物染料，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C09B67/04GK102199366SQ20111008147
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者劉曉俠, 呂哲哲, 武晉, 沈加加, 王玉潔 申請(qǐng)人:嘉興學(xué)院