專利名稱：具有雀巢效應(yīng)的紡織品及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有雀巢效應(yīng)的紡織品及其制備方法，更確切地說(shuō)涉及用三種不同制備方法將環(huán)糊精錨固在紡織品上，將與環(huán)糊精立體分子相適應(yīng)地客體分子香精或揮發(fā)性物質(zhì)儲(chǔ)存在其空腔內(nèi)形成包合物。本發(fā)明屬紡織化工技術(shù)領(lǐng)域。
環(huán)糊精是1891年Villiers最早從芽孢桿菌屬(Bacillus)淀粉桿菌(Bacillusamylobacter)的淀粉消化液中分離出的。1903年Schardinger確定了它是一種鏈狀淀粉經(jīng)葡萄糖轉(zhuǎn)化降解而呈現(xiàn)環(huán)筒狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，并成功地分離出純芽孢桿菌，取名為軟化芽孢桿菌(Bacillus macerans)，它至今仍是研究環(huán)糊精常使用的菌種。1953年French和Cramer兩個(gè)研究小組分離、表征了環(huán)糊精的物理化學(xué)性質(zhì)。但由于對(duì)毒性的判斷存在爭(zhēng)議，涉及應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)拓研究一直沒(méi)有開(kāi)展。直到20世紀(jì)70年代，當(dāng)有法定資格單位出示有關(guān)環(huán)糊精的毒理學(xué)研究結(jié)果后，才打消了人們的顧慮。從此環(huán)糊精的研究工作日益活躍起來(lái)。1975年日本學(xué)者崛越毅等分離出嗜堿芽孢桿菌，從此開(kāi)始了環(huán)糊精的工業(yè)化生產(chǎn)。Szejtli推出了大量在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的研究成果，被譽(yù)為“環(huán)糊精之父”。70年代后，環(huán)糊精快速發(fā)展并成為構(gòu)筑超分子的重要主體。各種各樣的超分子聚集體表現(xiàn)出的性質(zhì)是設(shè)計(jì)分子器件和納米材料的基礎(chǔ)。環(huán)糊精與銅、鋰、鉛形成的高結(jié)構(gòu)化，均勻的自集體和金屬配位基修飾的環(huán)糊精都顯示出特殊的功能。在對(duì)環(huán)糊精分子洞包覆客體分子的作用及其機(jī)理深入研究的基礎(chǔ)上，已建立并發(fā)展起一門新興的學(xué)科—主客化學(xué)，它是當(dāng)今化學(xué)研究領(lǐng)域中最為活躍和不斷深入的領(lǐng)域之一。
環(huán)糊精是由淀粉酶經(jīng)酶解環(huán)而成的由6至12個(gè)吡喃葡萄糖單元以α-1，4甙鍵連結(jié)的環(huán)狀低聚糖化合物。具有使用價(jià)值的是含6、7、8個(gè)吡喃葡萄糖單元的α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精和γ-環(huán)糊精。每個(gè)吡喃葡萄糖基本單元中，由5個(gè)碳原子和1個(gè)氧原子形成一個(gè)主體的吡喃環(huán)，通常以椅式結(jié)構(gòu)表示它的空間構(gòu)象。吡喃葡萄糖基本單元結(jié)構(gòu)為 β-環(huán)糊精是由7個(gè)吡喃葡萄糖基本單元組成的，并具有一定高度的立體結(jié)構(gòu)?？涨簧稀⑾露丝趶讲煌?，口徑較大的稱為寬口端，口徑較小的稱為細(xì)口端。由于組成的每一個(gè)吡喃葡萄糖單元都是4C1構(gòu)象，所有仲羥基都排在環(huán)狀分子的寬口邊緣，而伯羥基都排在細(xì)口邊緣。因此，整個(gè)分子成錐柱或截頂圓錐狀花環(huán)。空腔內(nèi)部排列著配糖氧橋原子，氧原子的非鍵合電子對(duì)指向中心，使空腔內(nèi)具有很高的電子密度，表現(xiàn)出某些路易斯堿的性質(zhì)。吡喃葡萄糖環(huán)C-3，C-5氫原子位于空腔內(nèi)并覆蓋了配糖氧原子，使空腔內(nèi)部成為疏水性空間。天然環(huán)糊精有α-環(huán)糊精、β環(huán)忽忽精和γ-環(huán)糊精三種。其主要性質(zhì)見(jiàn)表1所示。
表1環(huán)糊精的主要性質(zhì)

由表1可見(jiàn)α-環(huán)糊精分子洞孔隙較小，通常只能包覆較小的客體分子，諸如脂肪族烴類，CO2及丙烷等分子；γ-環(huán)糊精分子較大，能包覆較大的客體分子，諸如有機(jī)大環(huán)類化合物等，但因其成本高，應(yīng)用受到限制。β-環(huán)糊精分子洞大小適中，可以較好包覆某些維生素及小的芳香分子等。由于β-環(huán)糊精溶解度低，容易結(jié)晶、分離、提純、無(wú)毒性、易生物降解、而且生產(chǎn)成本較低，故已廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、染料、照相材料、化妝等各個(gè)領(lǐng)域。環(huán)糊精在紡織領(lǐng)域已有許多應(yīng)用(如[1].Hans-Jurgen Buschmann et al，Cyclodextrins andDextrins as New Auxiliaries in Dyeing.Melliand Textilberichte，1991(12)[2]Hans-JurgenBuschmann et al.The Use of Cyclodextrins in Textile Processes.J，Text.Inst.1998(89))。環(huán)糊精在染色中可以用作染色助劑，它可與染料形成包合物用于緩染劑。還可降低紡織品加工過(guò)程中殘留在織物表面上的表面活性劑，它們會(huì)影響織物的染色性能、潤(rùn)濕性能、表面吸附性能、親水整理效果、涂層效果等。但環(huán)糊精應(yīng)用于可充填加載香味紡織品技術(shù)，國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)報(bào)道。
溶膠-凝膠(sol-gel)合成是一種近期發(fā)展代替高溫固相合成反應(yīng)制備陶瓷、玻璃和許多固體材料的新方法。它可以在不同紡織品上形成一透明而粘著性很好的薄膜，通過(guò)涂層賦予織物化學(xué)和物理改性。溶膠-凝膠法由于經(jīng)過(guò)溶液反應(yīng)步驟很容易均勻定量地?fù)饺胍恍┪⒘吭貙?shí)現(xiàn)分子水平上的均勻摻雜。溶膠-凝膠體系中組分的擴(kuò)散一般是在納米范圍內(nèi)，因此反應(yīng)容易進(jìn)行，溫度較低。
本發(fā)明提供的具有雀巢效應(yīng)的紡織品因?yàn)槭且环N以分子結(jié)構(gòu)具有空穴特點(diǎn)的環(huán)糊精錨固在紡織品上，再將與環(huán)糊精主體分子相適應(yīng)的客體分子-精油或香精等揮發(fā)性儲(chǔ)存在其空腔內(nèi)，其作用類似于鳥(niǎo)類的巢，故稱之為雀巢效應(yīng)的紡織品。這種結(jié)構(gòu)形成的復(fù)合物以降低揮發(fā)物質(zhì)的蒸汽壓從而延長(zhǎng)留香時(shí)間，提高被儲(chǔ)藏物質(zhì)的耐熱穩(wěn)定性。同時(shí)當(dāng)客體分子-香精或香油揮發(fā)用完之后，可根據(jù)使用者的需求，方便地重新充填其它品種的香精或香油可不斷重復(fù)使用。
本發(fā)明提供的具有雀巢效應(yīng)的紡織品是通過(guò)下述3種制備工藝實(shí)施的(1)將紡織品浸漬于含有2D樹(shù)脂(二羥基二羥甲基環(huán)乙烯脲，DMDUEU)，氯化鎂，β-環(huán)糊精的透明整理水溶液，經(jīng)軋車浸軋(攜液率85-100％)，然后在80℃下預(yù)烘5分鐘，在160-180℃焙烘3-6分鐘將環(huán)糊精錨固在紡織品上。再用含有香精的水溶液或乙醇溶液浸漬或噴霧到紡織品上。然后自然晾干完成香精的充填。
其透明整理溶液具體組成為2D樹(shù)脂 40-90g/l氯化鎂 20-80g/lβ-環(huán)糊精 5-90g/l(2)將紡織品浸漬于含有丁元四羧酸(BTCA)，次亞磷酸鈉，β-環(huán)糊精的透明整理水溶液，經(jīng)軋車浸軋(攜液率85-100％)，然后在80℃下預(yù)烘5分鐘，在160-180℃焙烘3-6分鐘將環(huán)糊精錨固在紡織品上。再用含有香精的水溶液或乙醇溶液浸漬或噴霧到紡織品上。然后自然晾干完成香精的充填。
所述透明整理溶液具體配方為丁烷四羧酸BTCA 40-90g/l次亞磷酸鈉 20-80g/lβ-環(huán)糊精 5-90g/l(3)將紡織品浸漬于含有γ-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、環(huán)糊精、無(wú)水乙醇、鹽酸和蒸餾水組成的穩(wěn)定溶膠液，浸漬紡織品后在100-130℃下進(jìn)行熱處理；或?qū)⑽接协h(huán)糊精的紡織品浸漬于其中，然后在100-130℃下進(jìn)行熱處理；或?qū)⒁欢凯h(huán)糊精加入穩(wěn)定溶膠液中，并將紡織品浸漬于其中，然后在100-130℃下進(jìn)行熱處理，然后再充填香精。
所述的穩(wěn)定溶膠液配方是γ-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷75-152g/l正硅酸乙酯 70-138g/l環(huán)糊精 0.6-12g/l無(wú)水乙醇 370-750鹽酸(30％) 5-20ml/l蒸餾水 150-170ml/l上述三種制備方法中前二種為用2D樹(shù)脂和丁烷四羧酸BTCA實(shí)施的雀巢效應(yīng)，第三種為用溶膠-凝膠技術(shù)實(shí)施的雀巢效應(yīng)紡織品。
然而，無(wú)論哪種工藝制成的具有雀巢效應(yīng)的紡織品，只要尺寸匹配，精油或香精均可通過(guò)疏水效應(yīng)力進(jìn)入空腔內(nèi)?？沙涮畹南憔熊岳蛳憔?，迷迭香香精，薰衣草香精，檀香香精，森林浴香精或玫瑰香精等，只不過(guò)前二種工藝的雀巢效應(yīng)可耐水洗次數(shù)為5-12次。第三種可耐水洗次數(shù)為10-15次，前者的每次充填留香時(shí)間為20-25天，后者為30天左右。
由此可見(jiàn)，本發(fā)明提供的具有雀巢效應(yīng)的紡織品的優(yōu)點(diǎn)在于①以環(huán)糊精為主體分子，而與之相適應(yīng)的客體分子-香精或精油等揮發(fā)物質(zhì)儲(chǔ)存其空腔，形成復(fù)合物；
②本發(fā)明是通過(guò)使用2D樹(shù)脂、丁烷四羧酸BTCA或溶膠-凝膠技術(shù)制備上述復(fù)合物，不必借助于粘合劑，就能實(shí)現(xiàn)香味紡織品。
③具有雀巢效應(yīng)的紡織品可以使消費(fèi)者在使用過(guò)程中，按個(gè)人愛(ài)好選擇并充填不同品種香精或精油。
實(shí)施例1采用2D樹(shù)脂和環(huán)糊精的實(shí)施具體雀巢效應(yīng)的紡織品。溶液組成2D樹(shù)脂 50g/l氯化鎂 20g/lβ-環(huán)糊精 40g/l具體制備工藝是將紡織品浸漬于含有2D樹(shù)脂，氯化鎂，β-環(huán)糊精的透明整理溶液，經(jīng)軋車浸軋(攜液率85-100％)，然后在80℃下預(yù)烘5分鐘，在180℃焙烘3分鐘將環(huán)糊精錨固在紡織品上。用含有薰衣草香精的水溶液浸漬紡織品12小時(shí)。然后自然晾干即可。
權(quán)利要求
1.一種具有雀巢效應(yīng)的紡織品，其特征在于以分子結(jié)構(gòu)具有空穴特點(diǎn)的環(huán)糊精錨固在紡織品上，與環(huán)糊精主體分子相適應(yīng)的客體分子精油或香精儲(chǔ)存在其空腔內(nèi)，形成復(fù)合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雀巢效應(yīng)的紡織品，其特征在于所述的環(huán)糊精為β-環(huán)糊精或γ-環(huán)糊精。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雀巢效應(yīng)的紡織品，其特征在于所述的香精或精油為茉莉香精，迷迭香香精，薰衣草香精，檀香香精，森林浴香精或玫瑰香精。
4.一種具有雀巢效應(yīng)的紡織品的制備方法，其特征在于(1)將紡織品浸漬于含有2D樹(shù)脂即二羥基二羥甲基環(huán)乙烯脲，氯化鎂、β-環(huán)糊精組成的透明整理溶液，經(jīng)軋車浸軋，然后在80℃下預(yù)烘5分鐘，在160-180℃焙烘3-6分鐘將環(huán)糊精錨固在紡織品上；再用含有香精的水溶液或乙醇溶液浸漬或噴霧到紡織品上。然后自然晾干完成香精的充填。(2)所述的透明整理溶液具體組成為2D樹(shù)脂 40-90g/l氯化鎂 20-80g/lβ-環(huán)糊精 5-90g/l
5.按權(quán)利要求4所述的具有雀巢效應(yīng)的紡織品的制造方法，其特征在于所述的透明整理溶液的溶劑為水。
6.一種具有雀巢效應(yīng)的紡織品的制備方法，其特征在于(1)將紡織品浸漬于含有丁烷四羧酸，次亞磷酸鈉、β-環(huán)糊精的透明整理溶液，經(jīng)軋車浸軋，然后在80℃下預(yù)烘5分鐘，在160-180℃焙烘3-6分鐘將環(huán)糊精錨固在紡織品上，再用含有香精的水溶液或乙醇溶液浸漬或噴霧到紡織品上。然后自然晾干完成香精的充填；(2)所述透明整理溶液具體配方為丁元四羧酸，BTCA 40-90g/l次亞磷酸鈉 20-80g/lβ-環(huán)糊精 5-90g/l
7.按權(quán)利要求6所述的具有雀巢效應(yīng)的紡織品的制備方法，其特征在于β-環(huán)糊精透明整理溶液溶劑為水。
8.一種具有雀巢效應(yīng)的紡織品的制備方法，其特征在于(1)將紡織品浸漬于含有γ-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、環(huán)糊精、無(wú)水乙醇、鹽酸和蒸餾水組成的穩(wěn)定溶膠液，浸漬紡織品后在100-130℃下進(jìn)行熱處理；或?qū)⑽接协h(huán)糊精的紡織品浸漬于其中，然后在100-130℃下進(jìn)行熱處理；或?qū)h(huán)糊精加入穩(wěn)定溶膠液中，并將紡織品浸漬于其中，然后在100-130℃下進(jìn)行熱處理，然后再充填香精。(2)所述的穩(wěn)定溶膠液配方是γ-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷 75-152g/l正硅酸乙酯 70-138g/l環(huán)糊精 0.6-12g/l無(wú)水乙醇 370-750g/l鹽酸(30％) 5-20ml/l蒸餾水 150-170ml/l
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有雀巢效應(yīng)的紡織品及制備方法。屬紡織化工技術(shù)領(lǐng)域。雀巢效應(yīng)是指將分子結(jié)構(gòu)具有空穴特點(diǎn)的環(huán)糊精錨固在紡織品上，使與環(huán)糊精分子尺寸相適應(yīng)的客體分子進(jìn)入其內(nèi)部能延長(zhǎng)其使用壽命的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的紡織品。本發(fā)明的實(shí)施方法是通過(guò)使用二羥基二羥甲基環(huán)乙烯脲(DMDUEU)、丁烷四羧酸BTCA或溶膠－凝膠技術(shù)將環(huán)糊精錨固在紡織品上。將與環(huán)糊精主體分子相適應(yīng)的客體分子香精或精油等揮發(fā)性物質(zhì)儲(chǔ)存在其空腔內(nèi)，形成復(fù)合物以降低揮發(fā)物質(zhì)的蒸汽壓，提高被貯藏物質(zhì)的耐熱穩(wěn)定性并延長(zhǎng)其留香時(shí)間。當(dāng)客體分子香精或精油等揮發(fā)完畢后，可以根據(jù)個(gè)人需求重新加載充填其它香精或精油從而實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用的目的。
文檔編號(hào)D06M15/03GK1431359SQ0311488
公開(kāi)日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2003年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月14日
發(fā)明者陳水林, 王潮霞, 劉麗雅 申請(qǐng)人:東華大學(xué)