一種利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法及其在口罩中的應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法及其在口 罩中的應用，屬于纖維染色領域。
【背景技術】
[0002] 20世紀中后期，口罩的大規(guī)模使用次數明顯頻繁。載入史冊的歷次大流感中口罩 在預防和阻斷病菌傳播方面數度扮演重要角色。制作口罩材料的不斷更新，口罩過濾細菌 的功能也得到了增強，口罩的類型逐漸增多，不但有多層棉布口罩，還增加了活性炭醫(yī)用口 罩、防塵口罩、普通紙口罩、工業(yè)口罩以及用"棉織布"制作的外科手術口罩。隨著時代的發(fā) 展，口罩產品不僅能夠阻擋灰塵、飛沫，還能阻隔病菌、PM2.5等。2003年時中國發(fā)生了非典 型肺炎疾病的傳染，口罩的使用和普及達到新高潮，一場"非典"幾乎令口罩一度脫銷，各大 藥店門前拍著長長的隊伍，人們爭相搶購口罩。2009年，在繼2004年的"禽流感"之后，"甲型 H1N1流感"讓口罩大軍再一次出現在全世界各大新聞媒體的鏡頭前。
[0003] 2013年1月9日以來，全國中東部地區(qū)陷入嚴重的霧霾和污染天中，防PM2.5口罩、 空氣凈化劑、"宅家"、"銀耳雪梨化塵潤肺湯"等成為人們與污染抗爭的直接"武器"。但是監(jiān) 測數據顯示，形似防毒面具的"N95口罩"在淘寶網成交指數已激增10倍，說明□罩是人們與 空氣污染抗爭最直接、最有效的方式，其在人們生活中發(fā)揮著不可替代的作用。
[0004] 目前，市場上流通的普通口罩一般用脫脂棉紗布或無紡布制作而成，阻擋空氣中 懸浮的絕大多數粒徑較大的灰塵顆粒，并不能有效地阻擋PM2.5、抗菌抗毒、提高免疫力、改 善呼吸道疾病的功效，很大程度上影響了人們的身心健康。
[0005] 板藍根(常用別名：靛青根、藍靛根、大青根)是一種中藥材，為十字花科植物菘藍 的干燥根，通常在秋季進行采挖，炮制后可入藥。其性寒，味先微甜后苦澀，具有清熱解毒、 預防感冒、利咽之功效，主要用于治療溫毒發(fā)斑、舌絳紫暗、爛喉丹痧等疾病。
[0006] 隨著人們生活水平的提高，人們對身體健康更加的注重，希望服裝面料具有生態(tài) 環(huán)保和保健等功能，因此使用天然染料進行纖維染色，符合市場的需求。
[0007] 和化學染料不同，板藍根染色不能一次成型，而是在染料浸泡一段時間后拿出來 晾干，然后重新放進染缸里，直到用清水漂洗不退色為止，由于板藍根染色染色方式落后， 染色牢度不好，目前沒有得到廣泛推廣。
[0008] 現有技術中采用板藍根染料進行纖維染色，存在以下不足： (1) 上染率低、固色率低； (2) 甲醛含量高； (3) 成品尺寸變化率尚； (4) 染色牢度低，容易褪色，色差大； (6)染料用量大，生產成本高，染色廢水排放多，對環(huán)境造成污染。
[0009] 現有技術生產的防霧霾口罩，存在以下不足： (1) 抗菌效果較差； (2) 化學染料染色面料存在過敏隱患； (3) 除塵效果差;對污染物的隔離效果差。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明為解決以上技術問題，提供一種利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素 纖維的方法及其在口罩中的應用，以實現以下發(fā)明目的： (1) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色后的再生 纖維素纖維，上染率高、固色率高； (2) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色后的再生 纖維素纖維，甲醛含量低； (3) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色后的再生 纖維素纖維，成品尺寸變化率低； (4) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色后的再生 纖維素纖維，牢度高，色差值低； (5) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色后的再生 纖維素纖維，防紫外線性能好； (6) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色時無需加 入無機鹽、純堿，染料消耗低，降低生產成本，染色廢水排放少； (7) 本發(fā)明所述的利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法 在口罩中的應用，制備的口罩，對PM2.5的除塵效果達98.7-98.9%，在100 mg/m3的粉塵 濃度中呼吸通暢;對氨類、氮氧類污染物的去除率達97.5-97.6%; (8) 本發(fā)明所述的利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法 在口罩中的應用，制備的口罩，對金黃色葡萄球菌的抑制率達99.4%，對大腸桿菌的抑 制率達99.5%，對白色念珠菌的抑制率達95.9%。
[0011 ]為解決以上技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下： 一種利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，包括配制染液、再生纖維 素纖維改性處理、改性后的再生纖維素纖維進行染色。
[0012] 以下是對上述技術方案的進一步改進： 所述配制染液，將板藍根染料與助染劑按照質量比例為8-10:1混合后，加水配制成染 料濃度為4-5%的染液。
[0013] 所述助染劑，各組分的質量比例為：1_丙基磷酸環(huán)酐10-12份、己內酰胺5份、環(huán)烯 醚萜葡萄糖苷3-6份、聚乙二醇脂肪酸酯2份、亞甲基雙萘磺酸鹽2份、茶皂素1-2份。
[0014] 所述再生纖維素纖維改性處理，利用改性劑處理再生纖維素纖維，所述改性劑，各 組分的質量比例為:含羧基水性丙烯酸樹脂18份、改性淀粉20-22份、聚二甲基硅氧烷4份、 聚環(huán)氧氯丙烷胺化物5-6份、磷酸二甲苯酯3份、2-吡啶硫羥-1-氧化鋅4-5份、納米二氧化鋯 5份。
[0015] 所述含羧基水性丙烯酸樹脂，酸值為150-180mgK0H/g，玻璃化轉變溫度為_50°〇 50°(3;所述改性淀粉 :分子量為80-100萬，酸值為80-100 11^1(0!1/8，取代度為0.03-0.05。
[0016] 所述改性后的再生纖維素纖維進行染色，染液的濃度為4-5wt%，浴比為1:30-40， 在45-50°C下，浸染60-80分鐘，然后加入固色劑，在48-50°C下固色20-25分鐘。
[0017] 所述的固色劑為:氯化十六烷基吡啶、陽離子聚丙烯酰胺，環(huán)氧氯丙烷一二甲胺、 聚氧化乙烯，質量比例為1:2:1:2;所述環(huán)氧氯丙烷一二甲胺，粘度350-650mPa. s，pH為4.5- 6.8〇
[0018] 一種利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法在口罩中的應用，所述 口罩包括基材和濾材;所述濾材，各原料組分的質量比例為:熔噴聚丙烯切片90-92重量 份、納米電氣石微粒4-5份、碳氣凝膠材料2-3份、海藻酸鈉1-2份、炭化松針2-4份、硫化銅3 份、改性頁巖陶粒1-2份、酚醛樹脂基玻璃碳微球0.5-1份、核桃殼粉1-2份、納米ZnO 1-2份。
[0019] 所述的納米電氣石的粒徑為200-300nm;所述酚醛樹脂基玻璃碳微球的球徑為 220-250μπι;所述氧化鋅的粒徑為50~90nm。
[0020] 所述炭化松針的碳含量為70-76%，比表面積為230-260m2/g;所述改性頁巖陶粒， CaO 含量為 0 · 8-0 · 9%，Κ20 含量為 0 · 6-0 · 8%，Mg0 含量為 9-1 l%，Al2〇3 含量為 20-21%，Si02 含量 為48-52%，F2〇3 含量為 1 · 6-2%。
[0021] 采用以上技術方案，本發(fā)明的有益效果為： (1) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色后的再生 纖維素纖維，為暗棕黃色，手感柔軟，上染率達94.2-96.8%，固色率達94.4%; (2) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色后的再生 纖維素纖維，甲醛含量為20.16-21.43mg/kg; (3) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色后的再生 纖維素纖維，成品尺寸變化率低，變化率為經向-1.3-1.5%，維向-1.3-1.5%; (4) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色后的再生 纖維素纖維，牢度高，色差值低，K/S值為16.4-17.8,皂洗牢度為4-5級，摩擦牢度為4級，沾 色牢度為5級，色差值ΛΕ為0.04; (5) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色后的再生 纖維素纖維，防紫外線性能好，經過40次洗滌后，再生纖維素纖維在UVB和UVA波段的光譜透 射比T=2.8-3.5%，紫外線防護系數UPF=55-64; (6) 本發(fā)明所述利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法，染色時無需加 入無機鹽、純堿，染料消耗降低達40-45%%，降低生產成本，染色廢水排放減少達55-60%，減 少對環(huán)境的污染； (7) 本發(fā)明所述的利用板藍根天然染料染色處理再生纖維素纖維的方法在口罩中的應 用，制備的口罩，對PM2.5的除塵效果達98.7-98.9%，在100 mg/m3的粉塵濃度中呼吸通暢； 對氨類、氮氧類污染物的去除率達97.5-97.6%; 對金黃色葡萄球菌的抑制率為99.4%，對大腸桿菌的抑制率為99.5%，對白色念珠菌的 抑制率為95.9%。
【具體