CN103387598A - 多肽材料及其制备方法以及采用其整理纺织品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多肽材料的制备方法，包括步骤：水解天然蛋白质材料、调节水解液的pH值以获得悬浮液、静置悬浮液、分离静置后的悬浮液的沉淀物质以获得上清液以及浓缩并干燥使其成为固态粉末。还公开了采用该多肽材料的制备方法制备的多肽材料。并公开了采用上述多肽材料整理纺织品的方法，包括步骤：配置整理液、采用配置的整理液浸轧纺织品、烘干浸轧后的纺织品以及焙烘烘干后的纺织品。通过制备多肽材料，并采用该多肽材料整理纺织品，可以使得纺织品具备保湿和防紫外线的能力，使得穿着者更为舒适和健康。

Description

多肽材料及其制备方法以及采用其整理纺织品的方法

技术领域

本发明涉及材料及其制备方法以及染整技术，尤其涉及一种多肽材料及其制备方法、以及采用该多肽材料整理纺织品的方法。

背景技术

我国有着丰富的天然蛋白质资源，如羊毛、蚕丝、鸟类羽毛以及动物皮毛、毛发等。有些蛋白质原料在传统的应用过程中，会产生很多废旧下脚料；有些蛋白质原料则被直接废弃。若将这些蛋白质善加利用，可变废为宝，产生新的利用价值。虽然目前已经有很多将蛋白质水解成溶液的方法，但是我们知道人体皮肤的主要组成成分是蛋白质，因而一些天然的蛋白质、多肽或氨基酸物质，对皮肤具有滋养保护的作用。一般健康人体皮肤呈中性偏弱酸性（PH=4.5-6.6），PH值偏高或偏低，都会破坏人体皮肤的平衡机理，减弱皮肤抵御病菌侵入的能力，引起皮肤瘙痒、皮炎等疾病，甚至会对身体健康造成更大危害。所以OEKO-Tex-100中规定的直接接触人体皮肤的纺织品的PH值在4.0-7.5之间，此时最适宜人体皮肤的酸碱度。而这些专利都没有考虑在人体皮肤表面的PH值条件，而且也没有明显的证据显示依据现有这些专利获得的材料或这些材料处理的纺织品能对人体产生有益效果，例如具有保湿、抗菌或防紫外线功能等。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中没有考虑人体皮肤表面PH值、且不具有保湿、抗菌或防紫外线功能的缺陷，提供一种多肽材料及其制备方法以及采用该多肽材料整理纺织品的方法。

本发明的一方面提供了一种多肽材料的制备方法，包括以下步骤：

水解天然蛋白质材料以获得水解液；

采用0.05-0.5mol/L的盐酸调节所述水解液的PH值至5.5，以获得悬浮液；

分离所述悬浮液的沉淀物质以获得上清液；

透析所述上清液以形成多肽溶液。

在依据本发明实施例的多肽材料的制备方法中，在所述步骤透析所述上清液以形成多肽溶液之后还包括步骤：浓缩并干燥所述多肽溶液使其成为固态粉末。

在依据本发明实施例的多肽材料的制备方法中，在所述步骤采用0.05-0.5mol/L的盐酸调节所述水解液的PH值至5.5，以获得悬浮液与步骤分离所述悬浮液的沉淀物质以获得上清液之间还包括步骤：静置所述悬浮液。

在依据本发明实施例的多肽材料的制备方法中，步骤分离静置后的悬浮液的沉淀物质以获得上清液中，采用离心机分离所述静置后的悬浮液。

在依据本发明实施例的多肽材料的制备方法中，步骤透析所述上清液以形成多肽溶液中，采用截留分子量为1000的透析袋进行透析。

在依据本发明实施例的多肽材料的制备方法中，步骤浓缩所述多肽溶液使其成为固态粉末中，浓缩所述多肽溶液后用喷雾干燥法将多肽材料制成固态粉末。

所产生的有益效果是：将天然蛋白质原料水解液的PH值调节到适宜人体皮肤的PH值（此处PH值约为5.5），并把沉淀物质、盐分及其他小分子物质去除，将剩余的上清液中的多肽制成多肽材料，该多肽材料溶液的PH值既适宜人体皮肤的酸碱度，又因完全溶于水而易于被纤维吸附，因此可以用于整理纺织品。

依据本发明的一方面，提供了一种多肽材料，采用以上任一项所述的多肽材料的制备方法制备获得所述多肽材料。

所产生的有益效果是：多肽中的色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、半胱氨酸残基的侧链基团和肽键等，对紫外线都有一定的吸收作用，是一类天然的抗紫外线材料，可以提高皮肤抗紫外能力。

依据本发明的一方面，提供了一种采用多肽材料整理纺织品的方法，包括以下步骤：

配置整理液，所述整理液包括：质量比为0.1-2%的权利要求6所述的多肽材料、质量比为5-20%的无甲醛粘合剂、质量比为0-5%的壳聚糖醋酸溶液以及去离子水；

采用所述整理液浸轧所述纺织品；

烘干浸轧后的纺织品；以及

焙烘烘干后的纺织品。

在依据本发明实施例的采用多肽材料整理纺织品的方法中，在步骤浸轧所述纺织品中，所述纺织品两浸两轧，轧余率为70-110%。

在依据本发明实施例的采用多肽材料整理纺织品的方法中，在步骤烘干浸轧后的纺织品中，所述纺织品在80-100℃下烘干1-3分钟。

在依据本发明实施例的采用多肽材料整理纺织品的方法中，在步骤焙烘烘干后的纺织品中，所述纺织品在130℃-160℃下焙烘1-3分钟。

所产生的有益效果是：整理中采用壳聚糖可提高纺织品的抗菌能力；通过该方法可以将多肽材料有效地整理到纺织品中，从而使得多肽材料在纺织品中发挥保湿和抗紫外线功效。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为描绘依据本发明实施例的制备多肽材料的方法的流程图；

图2描绘了采用上清液与采用去离子水进行的皮肤测试比较结果；

图3描绘了采用沉淀物质与采用去离子水进行的皮肤测试比较结果；

图4描绘了依据本发明实施例的采用多肽材料整理纺织品的方法的流程图；

图5是实施例1中人体分别穿着羊毛多肽材料样品和空白样品六个星期内皮肤保湿能力的对比；

图6是实施例1中人体分别穿着羊毛多肽材料样品和空白样品六个星期内皮肤透皮水分蒸发的对比；

图7是实施例1中羊毛多肽材料样品和空白样品经过50次水洗后防紫外线能力的对比；

图8是实施例2中人体分别穿着丝胶多肽材料样品和空白样品六个星期内皮肤保湿能力的对比；

图9是实施例2中人体分别穿着丝胶多肽材料样品和空白样品六个星期内皮肤透皮水分蒸发的对比；

图10是实施例2中丝胶多肽材料样品和空白样品经过50次水洗后防紫外线能力的对比。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为描绘依据本发明实施例的制备多肽材料的流程图。如图1所示，该多肽材料的制备方法包括步骤：水解天然蛋白质材料以获得水解液；采用0.05-0.5mol/L的盐酸调节水解液的PH值至约为5.5，以获得悬浮液；静置悬浮液；分离静置后的悬浮液的沉淀物质以获得上清液；透析上清液以形成多肽溶液；浓缩并干燥多肽溶液使其成为固态粉末。下文将按步骤详细描述依据本发明实施例的多肽材料的制备方法。

S101、水解天然蛋白质材料以获得水解液。此处的天然蛋白质材料非常广泛，可以是羊毛、蚕丝、丝胶等纺织原料及其下脚料，或其他动物羽毛、毛发、皮毛等。在本发明的实施例中，可采用现有技术来水解天然蛋白质材料，例如可采用中国专利ZL200410045621.8或美国专利US2008/0141792中的水解方法。具体方法的选择与天然蛋白质材料的类型有关，下文中将对此进行更加详细的描述。

S102、采用0.05-0.5mol/L的盐酸调节水解液的PH值至约为5.5，以获得悬浮液。此处选用PH值约为5.5是因为PH值在4.0到7.5之间最适宜人体皮肤的酸碱度。同时，溶液中等电点在PH≈5.5时的氨基酸、多肽等物质溶解度最小，从而析出呈絮状沉淀，形成悬混液。

S103、静置悬浮液。在本发明中优选静置24小时。当然静置时间也可以是诸如30小时、20小时等，根据实际情况（例如天然蛋白质材料的类型）可以选择不同的静置时间。

S104、分离静置后的悬浮液的沉淀物质以获得上清液。在该步骤中，可例如采用离心机离心，充分分离出悬浮液中的沉淀物质，从而最终获得具有诸如保湿功效的上清液。在多肽材料的制备过程中，通过去除不具备诸如保湿功效的沉淀物质，可以提高制得的多肽材料的诸如保湿能力，因此该步骤也可以看做是类似精炼的步骤。为了更加清楚地表明去除沉淀物质的必要性，图2和3中分别描绘了采用上清液和沉淀物质与采用去离子水进行的皮肤测试比较结果。如图1所示，其中以羊毛碱水解液作为水解天然蛋白质材料，图2中的标号A表示由分离后的上清液多肽材料制成的粉末配置成浓度为2%的溶液。图3中的标号B表示由分离出的沉淀物质经过超声分散后制成的浓度为2%的悬浊液。图2和图3示出了“95%CI皮肤角质层含水量（Hydration-Cutometer）(%)”随时间的变化，其中95%CI表示图中所用的数据是在95%置信区间内所做的统计计算，常在误差条图的坐标中标示。测试中，分别各在10个测试者皮肤上涂抹上述两种溶液，并在对称位置涂抹去离子水作为对比，利用CK skin measurement system–Cutometer MPA 580测试系统，测试涂抹后皮肤的Hydration-Cutometer值。

测试结果表明，皮肤涂抹粉末A溶液后，与只涂抹去离子水相比，在六个小时内均保持较好的保湿能力，见图2；而皮肤涂抹粉末B悬浊液后，与涂抹去离子水相比，保湿能力不仅没有提高，反而有下降趋势，见图3。从中可以看出，该步骤能够有效地提高多肽材料的精度，从而提高其功效，诸如保湿功效。

S105、透析上清液以形成多肽溶液。取上清液在截留分子量为1000的透析袋中进行透析，以去除盐份和其它小分子物质。当然也可以采用别的方法进行透析，只要能够去除其中的盐份和其它小分子物质即可，以免盐分等物质对皮肤造成可能的刺激。

S106、浓缩并干燥多肽溶液使其成为固态粉末。其中，浓缩多肽溶液后可采用喷雾干燥法将多肽材料制成固态粉末。类似地，也可采用其它干燥法，只要能够将浓缩溶液制成固态粉末即可。

采用依据本发明实施例的多肽材料的制备方法所制得的的多肽材料可以用于整理纺织品。本发明还提供了一种采用多肽材料整理纺织品的方法，其中的纺织品可包括棉麻丝毛等天然纤维和涤纶锦纶等合成纤维的机织、针织或无纺布面料，实际应用中可采用这些纺织品制成内衣裤、文胸、手套、袜子、T恤等。图4描绘了依据本发明实施例的采用多肽材料整理纺织品的方法，包括：配置整理液，该整理液包括：质量比为0.1-2%的依据本发明实施例的上述多肽材料、质量比为5-20%的无甲醛粘合剂、质量比为0-5%的壳聚糖醋酸溶液以及去离子水；采用配置的整理液浸轧纺织品；烘干浸轧后的纺织品；焙烘烘干后的纺织品。下面将按步骤详细描述这些步骤。

S401、配置整理液，整理液包括：质量比为0.1-2%的依据本发明实施例的上述多肽材料、质量比为5-20%的无甲醛粘合剂、质量比为0-5%的壳聚糖醋酸溶液以及去离子水。多肽材料整理到纺织品上之后，在功能纺织品使用及存放过程中，受潮易被细菌侵蚀，如果要较长时间的使用或存放，在整理液中添加壳聚糖，可以增加纺织品的抗菌性能，延长功能纺织品的保存期限；而壳聚糖也是天然的多糖物质，也常被应用为皮肤护理的功能材料。

S402、采用配置的整理液浸轧纺织品。在本发明的实施例中，采用配置的整理液对纺织品进行两浸两轧，轧余率为70-110%。

S403、烘干浸轧后的纺织品。在本发明的实施例中，将浸轧后的纺织品在80-100℃下烘干1-3分钟。

S404、焙烘烘干后的纺织品。在本发明的实施例中，将烘干后的纺织品的在130℃-160℃下焙烘1-3分钟。

下面将针对不同的天然蛋白质类型描述多肽材料的制备方法，以及采用所制得的的多肽材料整理纺织品的方法。并将所制得的纺织品进行皮肤测试，测试中随机抽取10个测试者（年龄介于25-40岁，中国血统），将整理后与未整理的纺织品，分别制成袖套，由实验者佩戴在前臂上，每天保持八个小时以上，连续佩戴六个星期；每隔一个星期进行一次测试。采用CK皮肤测试系统（skinmeasurement system）–Cutometer MPA 580测试系统进行测试，该测试系统中以皮肤角质层含水量（Hydration）-Cutometer值的高低来表示前臂皮肤保湿能力的大小；以TEWL（Transepidermal waterloss）值的高低来表示透皮水分流失量的大小；测试环境温度为25℃±0.5℃，相对湿度60%±5%。纺织品防紫外线功能根据AS/NZS 4399-1996测试标准进行测试。在整个测试过程中，没有发现引起皮肤不适的案例。

实施例1

在多肽材料的制备方法中：首先根据中国专利ZL200410045621.8中记载的方法将干净羊毛制成水解液，羊毛与水的比例为1:10；用0.1mol/L的盐酸对上述水解液进行滴定，直至溶液的PH≈5.5，此时溶液中析出絮状沉淀物质，形成悬混液；悬混液静置24小时；悬混液用离心机离心，充分分离出沉淀物质；取上清液在截留分子量为1000的透析袋中进行透析；透析后的上清液浓缩后，用喷雾干燥法制成羊毛多肽材料粉末。

在采用多肽材料整理纺织品的步骤中：取采用经过前处理的纯棉针织物，并按以下组分及浓度配置整理液：上述羊毛多肽材料粉末1%，水性聚氨酯乳液作为无甲醛环保粘合剂10%，壳聚糖醋酸溶液2%；纺织品两浸两轧，轧余率90%；3纺织品在90℃下3分钟烘干；纺织品在140℃下2分钟焙烘。

对实施例1中的纺织品进行皮肤测试，其中图5是实施例1中人体分别穿着羊毛多肽材料样品和空白样品六个星期内，皮肤保湿能力的对比；图6是实施例1中人体分别穿着羊毛多肽材料样品和空白样品六个星期内，皮肤水分散失量（Transepidermal waterloss）的对比；图7是实施例1中羊毛多肽材料样品和空白样品经过1-50次水洗后防紫外线能力的对比。从图6可以看出，空白样品和羊毛多肽材料样品的透皮水分流失量相当，但是，如同5所示，羊毛多肽材料样品的皮肤保湿能力要高于空白样品，特别是佩戴时间越长，皮肤保湿能力的差别越大。从图7可以看出，羊毛多肽材料样品的抗紫外线能力要远远高于空白样品。

实施例2

在多肽材料的制备方法中：将蚕丝生丝用浓度为0.5%碳酸钠溶液煮沸脱胶一小时以水解，生丝与水的比例为1:10；用0.2mol/L的盐酸调节上述脱胶液（丝胶蛋白溶液）的PH值，直至溶液的PH≈5.5，溶液静置24小时；离心，充分分离出沉淀；取上清液在截留分子量为1000的透析袋中进行透析；透析后的上清液浓缩后，用喷雾干燥法制成丝胶多肽材料粉末。

在采用多肽材料整理纺织品的步骤中：取经过前处理的涤纶机织布，并按以下组分及浓度配置整理液：上述丝胶多肽材料粉末1%，丙烯酸酯胶黏剂乳液10；纺织品两浸两轧，轧余率100%；纺织品在90℃下3分钟烘干；纺织品在150℃下2分钟焙烘。

对实施例2中的纺织品进行皮肤测试，其中图8是实施例2中人体分别穿着丝胶多肽材料样品和空白样品六个星期内，皮肤保湿能力的对比；图9是实施例2中人体分别穿着丝胶多肽材料样品和空白样品六个星期内，皮肤透皮水分蒸发的对比；图10是实施例2中丝胶多肽材料样品和空白样品经过1-50次水洗后防紫外线能力的对比。类似地，从图9可以看出，空白样品和羊毛多肽材料样品的透皮水分流失量相当，但是，如同8所示，羊毛多肽材料样品的皮肤保湿能力要高于空白样品，特别是佩戴时间越长，皮肤保湿能力的差别越大。从图10可以看出，羊毛多肽材料样品的抗紫外线能力要远远高于空白样品。

实施例3

在多肽材料的制备方法中：将洗净的鸭绒，用浓度为5%的烧碱溶液在90℃下水解1小时，鸭绒与水的比例为1:20；用0.5mol/L的盐酸调节上述水解液的PH值，直至溶液的PH≈5.5，溶液静置24小时；离心，充分分离出沉淀；取上清液在截留分子量为1000的透析袋中进行透析；透析后的上清液浓缩后，用喷雾干燥法制成鸭绒多肽材料粉末。

在采用多肽材料整理纺织品的步骤中：取经过前处理的苎麻机织布，并按以下组分及浓度配置整理液：上述鸭绒多肽材料粉末0.1%，丙烯酸酯胶黏剂乳液5%，壳聚糖醋酸溶液1%；纺织品两浸两轧，轧余率110%；3纺织品在80℃下3分钟烘干；纺织品在130℃下3分钟焙烘。

实施例3

在多肽材料的制备方法中：将脱胶后的蚕丝剪碎，在50%氯化钙溶液中煮沸下溶解1小时，再加入2mol/L盐酸在70℃下继续水解30分钟，蚕丝与氯化钙溶液的比例为1:15；用0.05mol/L的盐酸对上述水解液进行滴定，直至溶液的PH≈5.5；溶液静置24小时；离心，充分分离出沉淀物质；取上清液在截留分子量为1000的透析袋中进行透析；透析后的上清液浓缩后，用喷雾干燥法制成丝素多肽材料粉末。

在采用多肽材料整理纺织品的步骤中：取经过前处理的羊毛机织物，并按以下组分及浓度配置整理液：上述丝素多肽材料粉末2%，水性聚氨酯乳液20%；纺织品两浸两轧，轧余率70%；纺织品在100℃下1分钟烘干；纺织品在160℃下1分钟焙烘。

从以上可以看出，将天然蛋白质原料水解液的PH值调节到适宜人体皮肤的PH值（此处PH值约为5.5），并把沉淀物质、盐分及其他小分子物质去除，将剩余的上清液中的多肽制成多肽材料，该多肽材料溶液的PH值既适宜人体皮肤的酸碱度，又因完全溶于水而易于被纤维吸附，通过整理到纺织品中而接触皮肤后，经物理或化学原理作用于皮肤角质层，提高角质层水份。而多肽中的色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、半胱氨酸残基的侧链基团和肽键等，对紫外线都有一定的吸收作用，是一类天然的抗紫外线材料，可以提高皮肤抗紫外能力。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多肽材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

水解天然蛋白质材料以获得水解液；

采用0.05-0.5mol/L的盐酸调节所述水解液的PH值至5.5，以获得悬浮液；

分离所述悬浮液的沉淀物质以获得上清液；

透析所述上清液以形成多肽溶液。

2.根据权利要求1所述的多肽材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤透析所述上清液以形成多肽溶液之后还包括步骤：浓缩并干燥所述多肽溶液使其成为固态粉末。

3.根据权利要求1所述的多肽材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤采用0.05-0.5mol/L的盐酸调节所述水解液的PH值至5.5，以获得悬浮液与步骤分离所述悬浮液的沉淀物质以获得上清液之间还包括步骤：静置所述悬浮液。

4.根据权利要求1-3任一项所述的多肽材料的制备方法，其特征在于，步骤分离静置后的悬浮液的沉淀物质以获得上清液中，采用离心机分离所述静置后的悬浮液。

5.根据权利要求1-3任一项所述的多肽材料的制备方法，其特征在于，步骤透析所述上清液以形成多肽溶液中，采用截留分子量为1000的透析袋进行透析。

6.一种多肽材料，其特征在于，采用权利要求1到5中任一项所述的多肽材料的制备方法制备获得。

7.一种采用多肽材料整理纺织品的方法，其特征在于，包括以下步骤：

配置整理液，所述整理液包括：质量比为0.1-2%的权利要求6所述的多肽材料、质量比为5-20%的无甲醛粘合剂、质量比为0-5%的壳聚糖醋酸溶液以及去离子水；

采用所述整理液浸轧所述纺织品；

烘干浸轧后的纺织品；以及

焙烘烘干后的纺织品。

8.根据权利要求7所述的采用多肽材料整理纺织品的方法，其特征在于，在步骤浸轧所述纺织品中，所述纺织品两浸两轧，轧余率为70-110%。

9.根据权利要求7所述的采用多肽材料整理纺织品的方法，其特征在于，在步骤烘干浸轧后的纺织品中，所述纺织品在80-100℃下烘干1-3分钟。

10.根据权利要求7所述的采用多肽材料整理纺织品的方法，其特征在于，在步骤焙烘烘干后的纺织品中，所述纺织品在130℃-160℃下焙烘1-3分钟。

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