专利名称：具有除臭功能面料的制备方法
具有除臭功能面料的制备方法技术领域
本发明属于功能性织物加工技术领域，具体涉及一种具有除臭功能面料的制备方法。
背景技术：
纺织品在使用的过程中，尤其是服装在穿着过程中会产生臭味，这是由于纺织品是一种多孔性材料，容易吸附气相、液相和固相的各种杂质，成为杂菌的繁殖载体，从而产生臭味。臭味主要有两个来源即织物上生成的臭味和从环境中吸收的臭味。就我们平时生活的环境而言，衣服上吸附的臭味主要有香烟烟雾和油烟的臭味。
除臭整理是20世纪90年代以来迅速发展的高功能性整理技术，纺织品经除臭整理后具有较好的卫生和保健功能。理想的除臭整理效果是对各种臭气味有高效的去除效果、耐水洗、效果持久、安全性好、对人体和环境无生态毒性并且对纺织品原有的服用性能、 色泽及其他整理无影响。
目前的除臭整理产品主要分三大类第一类是去除日常生活中的臭味；第二类是去除纸烟烟雾产生的臭味(主要是尼古丁和乙醛)；第三类是去除房屋装修后的残留甲醛气味。除臭整理是用除臭剂处理纤维或织物，利用物理、化学、生物作用吸附并分解臭气物质， 使人感觉不到臭味存在。常见的有感觉除臭法、化学除臭法、物理除臭法、生物催化除臭法、光催化除臭法5种除臭方法。
β -环糊精作为一种新型环保无毒整理助剂，因其具有独特的环外亲水环内疏水的分子结构，能包合许多客体分子形成包合物。利用β_环糊精的这一特性包合香精、抗菌剂、抗紫外剂等整理助剂起到屏蔽底物、控制释放、保护活性等作用，延缓助剂的作用时间， 因此被广泛用在食品、化妆品、医疗、染整等各个领域。
环糊精独特的疏水空腔，使其接枝到纺织品上，能够赋予纺织品芳香、除臭、保健等多功能。β -环糊精的除臭整理纺织品，即使在充满臭气分子的环境中，不会吸附臭气分子或将臭气分子分解，使人感觉不到臭味的存在，营造出一个舒适、健康的生活环境。
在β _环糊精除臭整理中，研究较多的是芳香除臭法，即利用β _环糊精的疏水空腔包合香精，使用时香精缓慢释放掩盖臭味；香精释放完后，可重新施加香精，操作灵活方便。将环糊精固着到织物上的整理方法不同，除臭效果和织物性能变化也有所不同，使用的方法主要有(I)微胶囊法，利用芳香物质(一般指香精)进行掩盖法除臭，β-环糊精作为香精的载体，起到缓慢释香的作用；(2)接枝共聚法，把β-环糊精、交联剂和纤维同浴进行反应，使其交联到纤维上；(3)改性环糊精接枝法，对环糊精进行改性，制成带活性基团的β -环糊精衍生物，在适当的条件下与纤维进行交联反应；(4)溶胶-凝胶法， 以无机或有机化合物(如正硅酸甲酯和正硅酸乙酯等)为原料，经水解、缩聚反应，由溶胶状态逐渐固化，形成具有三维网状结构的氧化物凝胶，使包合物固着与织物上。
由于羊毛纤维的结构特性，使得环糊精在羊毛织物除臭整理上有一定的限制。在这方面，日本研究者开发了一些除臭剂，其中包括钟纺的两性表面活性剂Ribflesh W和伊藤染工的除臭羊毛(用β -环糊精包合天然除臭剂，通过涂层整理到羊毛织物上)。具体方法为先用氯等对羊毛纤维进行前处理，使纤维表面改质，带负电；接着和阳性聚酰胺环氧丙烷树脂并用，将包合天然除臭植物提取物的环糊精固定于纤维表面，这样处理的羊毛纤维用O. Ium厚的树脂膜覆盖，环糊精包含在树脂膜内，包合除臭剂的β_环糊精在树脂膜内也能充分发挥除臭作用。该方法会影响织物的服用性能和手感，且不利于大量生产。杨玉芳等用丁烷四羧酸(BTCA)做交联剂，在次亚磷酸钠催化和高温烘焙条件下，将β-环糊精固着在织物上。经测试具有良好的吸氨能力、耐水洗及持久的除臭效果，且不影响服用性能和手感。
根据β_环糊精固着在羊毛纤维上主要是离子键的作用，因此将其β_环糊精改性为磺酸基_ β -环糊精衍生物，在酸性条件下，类似于酸性染料上染羊毛的过程，与带正电荷的羊毛以离子键结合。王春梅等采用直接磺化法将环糊精改性为磺酸基环糊精衍生物，开发了具有玫瑰芳香的羊毛织物。经测试整理后织物10次水洗后香精损失达到70%，耐水洗牢度需进一步提高。王俊华等研究了磺化β -环糊精对羊毛织物的贮香整理和增深整理，均能达到较好的效果，而且对织物的耐摩擦、水洗牢度影响不大。如上所述，将 β_环糊精固着到羊毛织物上，应用较多的是化学交联法，这在一定程度上影响了织物的手感和服用性能，耐水洗牢度不理想。因此，对β_环糊精的改性研究是非常必要的，也有利于提高其应用价值。
茶叶具有高效的抗癌、抗衰老、消除人体自由基、降血脂等一系列药理功能，逐步引起人们的关注。茶叶的化学成分复杂，有300多种，如多酚、黄酮醇、咖啡碱、芳香油、矿物质、蛋白质、氨基酸、类脂、维生素等，其中主要成分是茶多酚。茶多酚在茶叶中的含量最多， 约占新鲜干叶重的30%，是形成茶叶色香味的主要成份之一，也是茶叶中有保健功能的主要成份之一。茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称,包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。其中以黄烷醇类(儿茶素)最为重要，约占茶多酚总量的60% 80%。儿茶素 (C15H14O6),无色结晶形固体，能溶于水，其水溶液受热或在无机酸存在下，容易聚合成无定形鞋质。
国内外近20年的科学研究表明，儿茶素具有“三抗(抗癌、抗衰、抗氧化)”、“三降 (降血糖、降血脂、降血压)”、“三消(消毒、消炎、消臭)”及防治神经损伤疾病等医疗保健功效。儿茶素的除臭作用具体表现在除氨(厕所臭)、三甲胺(鱼腥臭)、甲硫醇(口臭)、硫化氢 (腐败臭)等臭气，且浓度越高，除臭效果越好。有分析认为，儿茶素的除臭机理是儿茶素中活性较强的羟基、羰基可与臭气分子发生中和、缩合等反应。
类黄酮系列化合物法，包括黄酮醇和黄烷醇，在纺织品除臭方面已经有相关的研究和应用。如日本的加工方法是用丝光棉布以BTCA、无水磷酸钠和类黄酮一起浸轧，然后干燥，再在160°C烘焙2min，使类黄酮固着在纤维上。陈艳妹等研究了茶多酚整理棉织物的抗菌效果。实验发现，棉织物经硫酸铝钾预络合后，茶多酚浓度为6g/L，整理液pH为6. 88 时，50°C整理60min后抑菌效果最好。20次水洗后，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率仍能达到70%以上，耐洗性较好。
袁爱琳等用一氯均三嗪_ β _环糊精接枝棉织物，再用茶多酚整理，赋予织物良好的抗菌性能。实验发现经20次水洗后，整理织物对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌的抑菌率依然能达到80%以上，抗菌的持久性较好。
结合以上的科学研究及理论依据，本发明采用β -环糊精及其衍生物包合儿茶素整理纺织面料，其除臭效果体现在两个方面一是环糊精及其衍生物本身具有吸附臭气分子的能力；二是儿茶素在使用过程中缓慢释放，与臭气分子进行反应，从而达到双重持久的除臭效果。发明内容
本发明的目的在于提供一种具有除臭功能面料的制备方法，采用β -环糊精及其衍生物包合儿茶素整理面料，不仅能达到良好的除臭效果，而且耐水洗性好、对人体和生态环境无破坏并具有保健功能。
本发明所采用的技术方案是，具有除臭功能面料的制备方法，具体方法按照下面步骤实施
步骤I、环糊精的改性或磺酸基环糊精的制备；
步骤2、采用制备出的磺酸基_β _环糊精配置整理液，并利用整理液对面料进行接枝处理；
步骤3、对接枝磺酸基_β _环糊精的面料进行包合儿茶素处理。
本发明的特点还在于，
步骤I具体按照以下步骤实施
I)分别量取质量分数为70% 90%的浓硫酸和β -环糊精，浓硫酸与β -环糊精之间的质量比为5飞1，将量取的浓硫酸倒入烧杯中，再将装有浓硫酸的烧杯放入冰浴中， 于(TC 5°C条件下，向装有浓硫酸的烧杯中加入称取的β -环糊精并搅拌Ih 2h，形成反应液，向反应液中加入蒸懼水，反应液与蒸懼水的体积比1:15 25,配置成反应液A ；
2)取碳酸钙倒入I)中配置的反应液A中，同时测试反应液A的pH值至反应液A 的PH值为6. 5 7. 0，停止加入碳酸钙，得到含有硫酸钙沉淀的反应液B ；
3)过滤2)中得到反应液B，得到硫酸钙沉淀和滤液，将硫酸钙沉淀进行水洗，再将水洗后的硫酸钙沉淀与滤液合并，得到混合液；
4)按3)中得到的滤液量取无水乙醇，滤液与无水乙醇的体积比为1:0. 5^1. 5，再将3)中得到的混合液加入量取的无水乙醇中，得到混合液A，于0°C 10°C下，静置混合液 A12h 24h，β-环糊精的溶解度低，低温静止后会析出为未反应的环糊精，经过滤去未反应的β -环糊精，即得到滤液A ；
5)将4)中得到的滤液A用碳酸钠调节，一边加入碳酸钠一边测试滤液A的pH值， 至滤液A的pH值为9. O 11. 0，再将滤液A进行过滤，由于碳酸钠在乙醇比水中的溶解度低，再将滤液A进行过滤主要是为了过滤掉析出的碳酸钠，得到滤液B，再将滤液B用醋酸调节至pH值为6. O 7. O;
6)将5)中得到的滤液B采用蒸发浓缩工艺进行处理，得到磺酸基_ β _环糊精的醋酸浓缩液，向磺酸基_环糊精的醋酸浓缩液中加入无水乙醇产生白色或淡黄色沉淀， 磺酸基-β-环糊精的醋酸浓缩液与无水乙醇的体积比是1:20 30，再将加入了无水乙醇的磺酸基-β -环糊精的醋酸浓缩液进行抽滤，得到沉淀物，将沉淀物用乙醇、丙酮洗涤，再采用真空干燥，即得到磺酸基_ β _环糊精。
步骤2具体按照以下步骤实施6
I)称取步骤I中制备的磺酸基_ β _环糊精，按磺酸基_ β _环糊精的质量称取硫酸钠，磺酸基-β -环糊精与硫酸钠的质量比为8 12 :1，于40°C 60°C条件下，将称取的磺酸基-β -环糊精和硫酸钠溶解于去离子水中，形成混合溶液，再向混合溶液中加入质量百分数为30% 40%的醋酸调节混合溶液的pH为3. (Γ4. 0，将混合溶液于40°C 60°C条件下保温IOmin 20min,即得到整理液；
2)按I)中得到的整理液称取待整理面料，先将称取的待整理面料用去离子水润湿，再将润湿的待整理面料放入整理液中，待整理面料与整理液的浴比为1:15 30，于 90°C 100°C条件下，保温浸泡30min 75min，取出面料，将面料经水洗后烘干，即得到接枝磺酸基_ β _环糊精的面料。
步骤3的具体按照以下步骤实施
I)称取儿茶素，儿茶素与步骤2得到的接枝磺酸基_ β _环糊精的面料的质量比为1:3. O 5. 5，将儿茶素溶解于蒸馏水中配置成质量百分比浓度为4g/L 6g/L儿茶素溶液；
2)将步骤2得到的接枝磺酸基_环糊精的面料浸溃在I)中配置的儿茶素溶液中，接枝磺酸基-β -环糊精的面料与儿茶素溶液的浴比1:45 55，于50°C 60°C条件下， 采用超声波震荡处理70min 90min,使儿茶素包合到接枝磺酸基-β -环糊精的面料上,得到的包合儿茶素的接枝磺酸基-β -环糊精面料，最后将包合儿茶素的接枝磺酸基_环糊精面料进行水洗、晾干，即得到本发明的具有除臭功能的面料。
本发明的有益效果是，
β -环糊精及其衍生物是一种新型环保无毒整理剂，而儿茶素是天然除臭剂，本发明采用环糊精及其衍生物包合儿茶素整理面料，使整理后的面料具有良好的除臭保健功能、生态环保性能，同时提高纺织产品的附加值。解决了现有除臭整理存在的效果差、作用不持久、影响纺织品服用性能等问题。经整理后的面料即使在充满恶臭的环境中，能够去除臭气分子，保持面料的清新舒适，使穿着者心情愉悦。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本发明进行详细说明。
本发明的具有除臭功能面料的制备方法，具体按照以下步骤实施
步骤I、β -环糊精的改性或磺酸基_ β _环糊精的制备
I)分别量取质量分数为70% 90%的浓硫酸和β -环糊精，浓硫酸与β -环糊精之间的质量比为5飞1，将量取的浓硫酸倒入烧杯中，再将装有浓硫酸的烧杯放入冰浴中， 于(TC 5°C条件下，向装有浓硫酸的烧杯中加入称取的β -环糊精并搅拌Ih 2h，形成反应液，向反应液中加入蒸懼水，反应液与蒸懼水的体积比1:15 25,配置成反应液A ；
2)取碳酸钙倒入I)中配置的反应液A中，同时测试反应液A的pH值至反应液A 的PH值为6. 5 7. 0，停止加入碳酸钙，即用碳酸钙中和反应液B中未反应的硫酸，得到含有硫酸钙沉淀的反应液B;
3)过滤2)中得到反应液B，得到硫酸钙沉淀和滤液，将硫酸钙沉淀进行水洗，再将水洗后的硫酸钙沉淀与滤液合并，得到混合液；
4)按3)中得到的滤液量取无水乙醇，滤液与无水乙醇的体积比为1:0. 5^1. 5，再将3)中得到的混合液加入量取的无水乙醇中，得到混合液A，于0°C 10°C下，静置混合液 A12h 24h，再将静置后的混合液A进行过滤，由于β-环糊精的溶解度低，低温静止后会析出为未反应的环糊精，经过滤去未反应的环糊精，即得到滤液A ;
5)将4)中得到的滤液A用碳酸钠调节，一边加入碳酸钠一边测试滤液A的pH值， 至滤液A的pH值为9. O 11. 0，再将滤液A进行过滤，由于碳酸钠在乙醇比水中的溶解度低，再将滤液A进行过滤主要是为了过滤掉析出的碳酸钠，得到滤液B，再将滤液B用醋酸调节至pH值为6. O 7. O;
6)将5)中得到的滤液B采用蒸发浓缩工艺进行处理，得到磺酸基_ β _环糊精的醋酸浓缩液，向磺酸基_环糊精的醋酸浓缩液中加入无水乙醇产生白色或淡黄色沉淀， 磺酸基-β-环糊精的醋酸浓缩液与无水乙醇的体积比是1:20 30，再将加入了无水乙醇的磺酸基_ β _环糊精的醋酸浓缩液进行抽滤，得到沉淀物，将沉淀物用乙醇、丙酮洗涤，再采用真空干燥，即得到磺酸基_ β _环糊精。
步骤2、采用制备出的磺酸基_β _环糊精配置整理液，并利用整理液对面料进行接枝处理
I)称取步骤I中制备的磺酸基_ β _环糊精，按磺酸基_ β _环糊精的质量称取硫酸钠，磺酸基-β -环糊精与硫酸钠的质量比为8 12 :1，于40°C 60°C条件下，将称取的磺酸基-β -环糊精和硫酸钠溶解于去离子水中，形成混合溶液，再向混合溶液中加入质量百分数为30% 40%的醋酸调节混合溶液的pH为3. (Γ4. 0，将混合溶液于40°C 60°C条件下保温IOmin 20min,即得到整理液；
2)按I)中得到的整理液称取待整理面料，先将称取的待整理面料用去离子水润湿，再将润湿的待整理面料放入整理液中，待整理面料与整理液的浴比为1:15 30，于 90°C 100°C条件下，保温浸泡30min 75min，取出面料，将面料经水洗后烘干，即得到接枝磺酸基_ β _环糊精的面料。
步骤3、对接枝磺酸基-β_环糊精的面料进行包合儿茶素处理
I)称取儿茶素，儿茶素与步骤2得到的接枝磺酸基_环糊精的面料的质量比为1:3. O 5. 5，将儿茶素溶解于蒸馏水中配置成质量百分比浓度为4g/L 6g/L儿茶素溶液；
2)将步骤2得到的接枝磺酸基_环糊精的面料浸溃在I)中配置的儿茶素溶液中，接枝磺酸基-β -环糊精的面料与儿茶素溶液的浴比1:45 55，于50°C 60°C条件下， 采用超声波震荡处理70min 90min,使儿茶素包合到接枝磺酸基-β -环糊精的面料上,得到的包合儿茶素的接枝磺酸基-β -环糊精面料，最后将包合儿茶素的接枝磺酸基_环糊精面料进行水洗、晾干，即得到本发明的具有除臭功能的面料。
检测包合儿茶素的接枝磺酸基_环糊精面料的除臭功能
在一密封容器中，收集燃烧2min 4min含尼古丁的烟气，根据吸附_解吸_平衡原理，测试采用本发明方法制备出的具有除臭功能的面料与未经整理面料吸附含尼古丁的烟气后的烟气剩余含量及达到平衡后从面料上解吸的烟气含量。通过色谱图的总离子流丰度和峰面积大小比较整理前、后面料的除烟味效果。表I为气质联用仪测得整理前、后面料对烟气去除效果的色谱图数据，具体如表I所示。
表I整理前后面料对烟气去除效果的色谱图数据
权利要求
1.具有除臭功能面料的制备方法，其特征在于，具体方法按照下面步骤实施步骤I、β-环糊精的改性或磺酸基-β-环糊精的制备；步骤2、采用制备出的磺酸基-β -环糊精配置整理液，并利用整理液对面料进行接枝处理；步骤3、对接枝磺酸基-β -环糊精的面料进行包合儿茶素处理。
2.根据权利要求I所述的具有除臭功能面料的制备方法，其特征在于，所述步骤I具体按照以下步骤实施1)分别量取质量分数为70% 90%的浓硫酸和β-环糊精，浓硫酸与环糊精之间的质量比为5 6:1，将量取的浓硫酸倒入烧杯中，再将装有浓硫酸的烧杯放入冰浴中，于 (TC 5°C条件下，向装有浓硫酸的烧杯中加入称取的β _环糊精并搅拌Ih 2h，形成反应液，向反应液中加入蒸懼水，反应液与蒸懼水的体积比1:15 25,配置成反应液A ；2)取碳酸钙倒入I)中配置的反应液A中，同时测试反应液A的pH值至反应液A的pH 值为6. 5 7. 0，停止加入碳酸钙，得到含有硫酸钙沉淀的反应液B ；3)过滤2)中得到反应液B，得到硫酸钙沉淀和滤液，将硫酸钙沉淀进行水洗，再将水洗后的硫酸钙沉淀与滤液合并，得到混合液；4)按3)中得到的滤液量取无水乙醇，滤液与无水乙醇的体积比为1:0.5 1.5，再将 3)中得到的混合液加入量取的无水乙醇中，得到混合液A，于0°C 10°C下，静置混合液 A12h 24h，β-环糊精的溶解度低，低温静止后会析出为未反应的环糊精，经过滤去未反应的环糊精，即得到滤液A ;5)将4)中得到的滤液A用碳酸钠调节，一边加入碳酸钠一边测试滤液A的pH值，至滤液A的pH值为9. O 11. O，再将滤液A进行过滤，由于碳酸钠在乙醇比水中的溶解度低，再将滤液A进行过滤主要是为了过滤掉析出的碳酸钠，得到滤液B，再将滤液B用醋酸调节至 pH值为6. O 7.0 ;6)将5)中得到的滤液B采用蒸发浓缩工艺进行处理，得到磺酸基-β-环糊精的醋酸浓缩液，向磺酸基-β -环糊精的醋酸浓缩液中加入无水乙醇产生白色或淡黄色沉淀，磺酸基-β -环糊精的醋酸浓缩液与无水乙醇的体积比是1:20 30，再将加入了无水乙醇的磺酸基-β -环糊精的醋酸浓缩液进行抽滤，得到沉淀物，将沉淀物用乙醇、丙酮洗涤，再采用真空干燥，即得到磺酸基_ β _环糊精。
3.根据权利要求I所述的具有除臭功能面料的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施O称取步骤I中制备的磺酸基-β -环糊精，按磺酸基-β -环糊精的质量称取硫酸钠，磺酸基-β-环糊精与硫酸钠的质量比为8 12 :1，于40°C 60°C条件下，将称取的磺酸基-β-环糊精和硫酸钠溶解于去离子水中，形成混合溶液，再向混合溶液中加入质量百分数为30% 40%的醋酸调节混合溶液的pH为3. (Γ4. 0，将混合溶液于40°C 60°C条件下保温 IOmin 20min,即得到整理液；2)按I)中得到的整理液称取待整理面料，先将称取的待整理面料用去离子水润湿，再将润湿的待整理面料放入整理液中，待整理面料与整理液的浴比为1:15 30，于90°C 100°C条件下，保温浸泡30min 75min，取出面料，将面料经水洗后烘干，即得到接枝磺酸基-β-环糊精的面料。
4.根据权利要求I所述的具有除臭功能面料的制备方法，其特征在于，所述步骤3的具体按照以下步骤实施·1)称取儿茶素，儿茶素与步骤2得到的接枝磺酸基-β-环糊精的面料的质量比为 1:3. O 5. 5，将儿茶素溶解于蒸馏水中配置成质量百分比浓度为·4g/L 6g/L儿茶素溶液；·2)将步骤2得到的接枝磺酸基-β-环糊精的面料浸溃在I)中配置的儿茶素溶液中， 接枝磺酸基-β-环糊精的面料与儿茶素溶液的浴比1:45 55，于·50°C 60°C条件下，采用超声波震荡处理70min 90min,使儿茶素包合到接枝磺酸基-β -环糊精的面料上,得到的包合儿茶素的接枝磺酸基-β -环糊精面料，最后将包合儿茶素的接枝磺酸基_环糊精面料进行水洗、晾干，即得到本发明的具有除臭功能的面料。
全文摘要
本发明公开的具有除臭功能面料的制备方法，具体按照以下步骤实施步骤1、β-环糊精的改性或磺酸基-β-环糊精的制备；步骤2、采用制备出的磺酸基-β-环糊精配置整理液，并利用整理液对面料进行接枝处理；步骤3、对接枝磺酸基-β-环糊精的面料进行包合儿茶素处理。本发明具有除臭功能面料的制备方法，是一种生态环保的整理方法。β-环糊精及其衍生物是一种新型环保无毒整理剂，而儿茶素是天然除臭剂。采用β-环糊精及其衍生物包合儿茶素整理面料，使之具有良好的除臭保健功能、生态环保性能，耐水洗性好，提高了纺织产品的附加值，应用前景广阔。经整理后的面料即使在充满恶臭的环境中，也能够去除臭气分子，保持面料的清新舒适，使穿着者心情愉悦。
文档编号C08B37/16GK102936838SQ20121043932
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者尉霞, 吴微微 申请人:西安工程大学