CN110528146B - 一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料及纱线制备工艺 - Google Patents

一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料及纱线制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种功能型面料，具体涉及一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料及纱线制备工艺。该面料由经纱和纬纱相互交织而成，经纱为除臭去异味功能混纺纱，纬纱由聚酯纤维和棉纤维按重量比1：1～2混纺而成；所述除臭去异味功能混纺纱按照重量份计算，包括：咖啡碳功能型纤维25～55份，棉纤维35～65份和氨纶10～12份；所述咖啡碳功能型纤维是通过壳聚糖对咖啡碳纤维的改性制备而成。本发明解决了现有面料吸湿排汗能力低，且抗菌能力低的问题。本发明通过把咖啡碳功能型纤维与棉纤维、氨纶的组合用特定的制备工艺制备出除臭去异味功能面料，实现了服装面料的舒适性和防护等功能的统一。

Description

一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料及纱线制备工艺
技术领域
本发明涉及一种功能型面料，具体涉及一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料及纱线制备工艺。
背景技术
随着社会的不断进步，纺织技术和纺织设备不断发展，市场上的面料层出不穷，材质结构各不相同，广泛应用于织布、制绳、制线、针织和刺绣等生活领域。纱线作为各种面料的基础，纱线的性能很大程度决定面料的功能。如今，人们随着生活质量的逐渐提高，对衣服面料的要求也更加的苛刻。
传统的T恤和休闲类服装的面料一般采用纯棉、纤维素纤维、涤纶、T/C、CVC等原料生产，采用纯棉、粘胶或其他纤维素纤维的衣服虽然吸汗，但也存在贮留湿气的问题，会在穿着时因为人体出汗而变得沉重，并粘贴在皮肤上，使微环境内相对湿度升高，并且干燥需要较长的时间，因而穿着不舒适。采用纯涤及其混纺产品生产的衣服不吸汗，不蒸发，衣服内湿度更大，更不舒适。同时，上述面料还存在细菌繁殖产生异味的缺点问题。
发明内容
针对目前存在的不足，本发明提供了一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料，该面料由经纱和纬纱相互交织而成，经纱为除臭去异味功能混纺纱，纬纱由聚酯纤维和棉纤维按重量比1：1～2混纺而成；
所述除臭去异味功能混纺纱按照重量份计算，包括：咖啡碳功能型纤维25～55份，棉纤维35～65份和氨纶10～12份；
所述咖啡碳功能型纤维是通过壳聚糖对咖啡碳纤维的改性制备而成。
所述壳聚糖对咖啡碳的改性由以下步骤得到：
步骤1，制备咖啡碳纤维：
先将回收的宝特瓶熔融，用挤出机造粒，得到回收料颗粒；
再将煅烧后的咖啡渣与所述回收料颗粒熔融共混，用挤出机挤出、冷却、拉伸、定型后，得到咖啡碳纤维；
步骤2，制备改性壳聚糖：
使用过氧化氢酶、对羟基苯乙酰胺对壳聚糖进行改性，得到改性壳聚糖；
步骤3，制备咖啡碳功能型纤维：
先将步骤1制备的咖啡碳纤维用N，N-二乙基苯胺和过氧化苯甲酰进行前处理反应，得到咖啡碳纤维前处理物；
再将步骤2制备的改性壳聚糖与所述咖啡碳纤维前处理物反应，得到咖啡碳功能型纤维。
所述壳聚糖对咖啡碳的改性，具体步骤如下：
步骤1，制备咖啡碳纤维：
S1：将回收的宝特瓶熔融后加入扩链剂共混，得第一共熔物；其中，所述扩链剂类别为环氧类或二异氰酸类；所述扩链剂的加入量为宝特瓶质量的0.5～1％；
S2：使用挤出机将第一共熔物挤出，之后冷却，造粒，得到回收料颗粒；
S3：将咖啡渣在1000～1200℃的条件下煅烧6～10h后，高速研磨成咖啡渣纳米粉；其中，所述咖啡渣纳米粉的粒度为100～300nm；
S4：将所述回收料颗粒与所述咖啡渣纳米粉熔融共混，得到第二共熔物；其中，咖啡渣纳米粉加入量为所述回收料颗粒质量的10～30％；
S5：使用挤出机将第二共熔物挤出，之后冷却，拉伸，热定型，得到咖啡碳纤维。
步骤2，制备改性壳聚糖：
S1：将壳聚糖溶解于乙酸溶液中，再逐滴加入乙酸钠溶液，直至溶液pH＝6～7，得到壳聚糖混液；其中，所述壳聚糖与乙酸溶液的固液比为1:20，所述乙酸溶液的体积浓度为1％，所述乙酸钠溶液的质量浓度为1mol/L；
S2：将对羟基苯乙酰胺与无水乙醇按照固液比为1:10混合，得到对羟基苯乙酰胺溶液；将过氧化氢酶均匀分散于所述壳聚糖混液中，再加入对羟基苯乙酰胺溶液混合均匀，脱气0.5h后，滴加H2O2溶液，并在35℃下搅拌反应4h，得到改性壳聚糖混液；其中，所述过氧化氢酶与壳聚糖混液的固液比为1:50，所述过氧化氢酶与对羟基苯乙酰胺溶液的固液比为2:1，所述H2O2溶液的质量浓度为30％，所述H2O2溶液与对羟基苯乙酰胺溶液体积比为1:1，所述H2O2溶液的滴加必须在脱气后1h内完成；
S3：向改性壳聚糖混液中加入无水乙醇并搅拌5min，过滤，收集固体A；将固体A加入至乙酸溶液中搅拌溶解，再次加入无水乙醇并搅拌5min，过滤，收集固体B；将固体B先用饱和的Na2CO3溶液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，室温下减压干燥，得到改性壳聚糖；
其中，所述乙酸溶液的体积浓度为1％，所述固体A与乙酸溶液的固液比为1:100，所述无水乙醇的加入量为改性壳聚糖混液体积的30％。
步骤3，制备咖啡碳功能型纤维：
S1：将步骤1制备的咖啡碳纤维和N，N-二乙基苯胺混合均匀，静置1h，加入过氧化苯甲酰，在120℃温度下磁力搅拌1～6h，过滤，收集固体C；将固体C先用乙醇溶液清洗3次，再用去离子水清洗3次，真空干燥12h，得到咖啡碳纤维前处理物；其中，所述咖啡碳纤维和N，N-二乙基苯胺固液比为1:20，所述过氧化苯甲酰质量为咖啡碳纤维的4倍，所述磁力搅拌速度为200～500rpm，所述乙醇溶液的体积浓度为50％；
S2：将步骤2制备的改性壳聚糖和所述咖啡碳纤维前处理物加入至乙酸溶液中，在室温下搅拌2～6h，静置1h后，先用乙醇溶液清洗3次，再用去离子水清洗3次，减压干燥，得到咖啡碳功能型纤维；
其中，所述改性壳聚糖与咖啡碳纤维前处理物的质量比为1～20：100，所述咖啡碳纤维与乙酸溶液的固液比为1:10，所述乙酸溶液的体积浓度为1％，所述搅拌速度为200～500rpm。
优选地，所述改性壳聚糖与咖啡碳纤维前处理物的质量比为1～2：10。
本发明的另一个目的是提供一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料的制备工艺，所述除臭去异味功能纤维面料的制备需要先后经过纱线制备、织造工艺和后整理加工三个步骤。
其中，所述纱线制备工艺如下：
(1)按照重量份称取25～55份咖啡碳功能型纤维、15～25份棉纤维，经精梳制成第一纱线；称取20～40份棉纤维、10～12份氨纶，经精梳制成第二纱线；
(2)将所述第一纱线和第二纱线加捻而成合股丝，捻合过程中控制所述第二纱线为绷直状态，捻度为600～800捻/米；
(3)通过合股和搓捻多个所述合股丝来制备所述经纱；将聚酯纤维和棉纤维按照重量比为1：1～2混纺，通过交织缠绕后捻合制备所述纬纱；其中，所述经纱的直径为46.5～51.5μm，所述纬纱的直径为43～44.5μm，所述经纱密度为82～86根/cm，所述纬纱密度为78～84根/cm；
(4)将所述经纱进行络筒、整经、浆纱、穿纱处理，将纬纱进行络筒、卷纬处理；将所述经纱和纬纱上机织造。
所述织造工艺采用平纹、斜纹和缎纹中的一种。
所述后处理加工步骤的先后顺序为退浆、染色、定型；所述染色使用溢流染色机进行染色；所述定型采用水蒸气湿热定型，温度为110～130℃，时间为15～20min。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明通过回收宝特瓶熔融造粒，再将咖啡渣高温煅烧后研磨成纳米粉体加入其中熔融共混，制备出咖啡碳纤维，进而制备功能面料。该合成方法不仅符合“低碳、环保、健康、可持续”的时代主题，满足人们对于纺织品的消费升级需求，而且还可以将咖啡渣资源化利用，减小环境压力。
2.本发明通过使用过氧化氢酶、对羟基苯乙酰胺对壳聚糖进行改性，之后接枝于咖啡碳纤维上，制备出咖啡碳功能型纤维。该制备方法不仅条件温和，而且绿色环保，且制备的咖啡碳功能型纤维比表面积更大，加之对羟基苯乙酰胺的进一步改性，使咖啡碳功能型纤维保水性减小的同时亲水性增加，最终使面料达到吸湿快、干燥也快的效果。此外，壳聚糖和咖啡碳纤维的双重抗菌性使面料的抗菌能力极大地增强，且能够长久的保持，经多次洗涤后抗菌性仍然能够达到98％以上。
3.本发明通过把咖啡碳功能型纤维与棉纤维、氨纶的组合用特定的制备工艺制备出除臭去异味功能面料，该工艺制备出的面料具有不易起毛、透气性强、耐磨损等优点，实现了服装面料的舒适性和防护等功能的统一。棉纤维有吸湿排汗、穿着舒适的优点；氨纶有伸阔性大、保型性好且不起皱的优点；咖啡碳功能型纤维具有抗菌除臭、发散负离子和抗紫外线、蓄热保温的特性。三种面料通过合适的比例组合后，能够达到优势互补，且面料的性价比极高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料，该面料由经纱和纬纱相互交织而成，经纱为除臭去异味功能混纺纱，纬纱由聚酯纤维和棉纤维按重量比1:2混纺而成；
所述除臭去异味功能混纺纱按照重量份计算，包括：咖啡碳功能型纤维45份，棉纤维55份和氨纶12份；
所述咖啡碳功能型纤维的制备过程如下：
步骤1，制备咖啡碳纤维：
S1：将1kg回收的宝特瓶熔融后加入10g环氧类扩链剂共混，得第一共熔物；其中采用双螺杆挤出机进行熔融共混，双螺杆挤出机一至四区(熔融区)的熔融温度为280℃、290℃、290℃、300℃；
S2：将第一共熔体在挤出机中进行计量挤出，并进行冷却，其中，挤出机为计量泵，冷却方式为水冷却，且水温为45℃，冷却时间为12h；对冷却后的第一共熔体进行造粒，得到回收料颗粒；
S3：将500g咖啡渣在1100℃的条件下煅烧8h后，高速研磨成咖啡渣纳米粉；其中，所述咖啡渣纳米粉的粒度为200nm；
S4：称取800g所述回收料颗粒与200g咖啡渣纳米粉采用单螺杆挤出机进行熔融共混，得到第二共熔体，其中第二共熔体在单螺杆挤出机依次熔融温度为290℃、295℃、295℃、295℃、300℃、300℃；
S5：使用挤出机将第二共熔体挤出，并进行冷却，其中冷却方式为甘油三醇溶液冷却，液体温度为55℃；将经过冷却后的第二共熔体进行拉伸，并进行热定型处理，得到咖啡碳纤维。
步骤2，制备改性壳聚糖：
S1：将20g壳聚糖溶解于400mL体积浓度为1％的乙酸溶液中，再逐滴加入质量浓度为1mol/L乙酸钠溶液，直至溶液pH＝6～7，得到壳聚糖混液；
S2：称取10g对羟基苯乙酰胺与100mL无水乙醇混合，得到对羟基苯乙酰胺溶液；将4g过氧化氢酶均匀分散于200mL所述壳聚糖混液中，再加入2mL对羟基苯乙酰胺溶液混合均匀，脱气0.5h后，滴加2mL质量浓度为30％的H2O2溶液，并在35℃下搅拌反应4h，得到改性壳聚糖混液；
S3：向改性壳聚糖混液中加入60mL的无水乙醇并搅拌5min，过滤，收集固体A；将固体A加入至200mL体积浓度为1％的乙酸溶液中搅拌溶解，再次加入60mL无水乙醇并搅拌5min，过滤，收集固体B；将固体B先用饱和的Na2CO3溶液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，室温下减压干燥，得到改性壳聚糖；
步骤3，制备咖啡碳功能型纤维：
S1：称取150g步骤1制备的咖啡碳纤维和3000mL N，N-二乙基苯胺混合均匀，静置1h，加入600g过氧化苯甲酰，在120℃温度下以400rpm的速度磁力搅拌5h，过滤，收集固体C；将固体C先用体积浓度为50％乙醇溶液清洗3次，再用去离子水清洗3次，真空干燥12h，得到咖啡碳纤维前处理物；
S2：称取步骤2制备的10g改性壳聚糖和100g咖啡碳纤维前处理物加入至1000mL体积浓度为1％的乙酸溶液中，在室温下以300rpm的速度搅拌5h，静置1h后，先用体积浓度为50％乙醇溶液清洗3次，再用去离子水清洗3次，减压干燥，得到咖啡碳功能型纤维。
一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料的制备工艺，所述除臭去异味功能纤维面料的制备需要先后经过纱线制备、织造工艺和后整理加工三个步骤。
其中，所述纱线制备工艺如下：
(1)按照重量份称取45份咖啡碳功能型纤维、25份棉纤维，经精梳制成第一纱线；称取30份棉纤维、12份氨纶，经精梳制成第二纱线；
(2)将所述第一纱线和第二纱线加捻而成合股丝，捻合过程中控制所述第二纱线为绷直状态，捻度为600～800捻/米；
(3)通过合股和搓捻多个所述合股丝来制备所述经纱；将聚酯纤维和棉纤维按照重量比为1：1～2混纺，通过交织缠绕后捻合制备所述纬纱；其中，所述经纱的直径为46.5～51.5μm，所述纬纱的直径为43～44.5μm，所述经纱密度为82～86根/cm，所述纬纱密度为78～84根/cm；
(4)将所述经纱进行络筒、整经、浆纱、穿纱处理，将纬纱进行络筒、卷纬处理；将所述经纱和纬纱上机织造。
所述织造工艺采用平纹。
所述后处理加工步骤的先后顺序为退浆、染色、定型；所述染色使用溢流染色机进行染色；所述定型采用水蒸气湿热定型，温度为120℃，时间为20min。
实施例2
一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料，该面料由经纱和纬纱相互交织而成，经纱为除臭去异味功能混纺纱，纬纱由聚酯纤维和棉纤维按重量比1:1混纺而成；
所述除臭去异味功能混纺纱按照重量份计算，包括：咖啡碳功能型纤维25份，棉纤维35份和氨纶10份；
所述咖啡碳功能型纤维的制备过程如下：
步骤1，制备咖啡碳纤维：
S1：将2kg回收的宝特瓶熔融后加入20g二异氰酸类扩链剂共混，得第一共熔物；其中采用双螺杆挤出机进行熔融共混，双螺杆挤出机一至四区(熔融区)的熔融温度为280℃、290℃、290℃、300℃；
S2：将第一共熔体在挤出机中进行计量挤出，并进行冷却，其中，挤出机为计量泵，冷却方式为水冷却，且水温为45℃，冷却时间为1h；对冷却后的第一共熔体进行造粒，得到回收料颗粒；
S3：将1000g咖啡渣在1000℃的条件下煅烧6h后，高速研磨成咖啡渣纳米粉；其中，所述咖啡渣纳米粉的粒度为300nm；
S4：称取1000g所述回收料颗粒与100g咖啡渣纳米粉采用单螺杆挤出机进行熔融共混，得到第二共熔体，其中第二共熔体在单螺杆挤出机依次熔融温度为290℃、295℃、295℃、295℃、300℃、300℃；
S5：使用挤出机将第二共熔体挤出，并进行冷却，其中冷却方式为甘油三醇溶液冷却，液体温度为55℃；将经过冷却后的第二共熔体进行拉伸，并进行热定型处理，得到咖啡碳纤维。
步骤2，制备改性壳聚糖：
S1：将10g壳聚糖溶解于200mL体积浓度为1％的乙酸溶液中，再逐滴加入质量浓度为1mol/L乙酸钠溶液，直至溶液pH＝6～7，得到壳聚糖混液；
S2：称取10g对羟基苯乙酰胺与100mL无水乙醇混合，得到对羟基苯乙酰胺溶液；将2g过氧化氢酶均匀分散于100mL所述壳聚糖混液中，再加入1mL对羟基苯乙酰胺溶液混合均匀，脱气0.5h后，滴加1mL质量浓度为30％的H2O2溶液，并在35℃下搅拌反应4h，得到改性壳聚糖混液；
S3：向改性壳聚糖混液中加入30mL的无水乙醇并搅拌5min，过滤，收集固体A；将固体A加入至100mL体积浓度为1％的乙酸溶液中搅拌溶解，再次加入30mL无水乙醇并搅拌5min，过滤，收集固体B；将固体B先用饱和的Na2CO3溶液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，室温下减压干燥，得到改性壳聚糖；
步骤3，制备咖啡碳功能型纤维：
S1：称取50g步骤1制备的咖啡碳纤维和1L N，N-二乙基苯胺混合均匀，静置1h，加入200g过氧化苯甲酰，在120℃温度下以200rpm的速度磁力搅拌1h，过滤，收集固体C；将固体C先用体积浓度为50％乙醇溶液清洗3次，再用去离子水清洗3次，真空干燥12h，得到咖啡碳纤维前处理物；
S2：称取步骤2制备的1g改性壳聚糖和50g咖啡碳纤维前处理物加入至500mL体积浓度为1％的乙酸溶液中，在室温下以300rpm的速度搅拌5h，静置1h后，先用体积浓度为50％乙醇溶液清洗3次，再用去离子水清洗3次，减压干燥，得到咖啡碳功能型纤维。
一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料的制备工艺，所述除臭去异味功能纤维面料的制备需要先后经过纱线制备、织造工艺和后整理加工三个步骤。
其中，所述纱线制备工艺如下：
(1)按照重量份称取25份咖啡碳功能型纤维、10份棉纤维，经精梳制成第一纱线；称取25份棉纤维、10份氨纶，经精梳制成第二纱线；
(2)将所述第一纱线和第二纱线加捻而成合股丝，捻合过程中控制所述第二纱线为绷直状态，捻度为600～800捻/米；
(3)通过合股和搓捻多个所述合股丝来制备所述经纱；将聚酯纤维和棉纤维按照重量比为1：1～2混纺，通过交织缠绕后捻合制备所述纬纱；其中，所述经纱的直径为46.5～51.5μm，所述纬纱的直径为43～44.5μm，所述经纱密度为82～86根/cm，所述纬纱密度为78～84根/cm；
(4)将所述经纱进行络筒、整经、浆纱、穿纱处理，将纬纱进行络筒、卷纬处理；将所述经纱和纬纱上机织造。
所述织造工艺采用斜纹。
所述后处理加工步骤的先后顺序为退浆、染色、定型；所述染色使用溢流染色机进行染色；所述定型采用水蒸气湿热定型，温度为120℃，时间为20min。
实施例3
一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料，该面料由经纱和纬纱相互交织而成，经纱为除臭去异味功能混纺纱，纬纱由聚酯纤维和棉纤维按重量比1:1.5混纺而成；
所述除臭去异味功能混纺纱按照重量份计算，包括：咖啡碳功能型纤维55份，棉纤维65份和氨纶12份；
所述咖啡碳功能型纤维的制备过程如下：
步骤1，制备咖啡碳纤维：
S1：将1000g回收的宝特瓶熔融后加入5g二异氰酸类扩链剂共混，得第一共熔物；其中采用双螺杆挤出机进行熔融共混，双螺杆挤出机一至四区(熔融区)的熔融温度为280℃、290℃、290℃、300℃；
S2：将第一共熔体在挤出机中进行计量挤出，并进行冷却，其中，挤出机为计量泵，冷却方式为水冷却，且水温为45℃，冷却时间为1h；对冷却后的第一共熔体进行造粒，得到回收料颗粒；
S3：将500g咖啡渣在1200℃的条件下煅烧10h后，高速研磨成咖啡渣纳米粉；其中，所述咖啡渣纳米粉的粒度为100nm；
S4：称取500g所述回收料颗粒与150g咖啡渣纳米粉采用单螺杆挤出机进行熔融共混，得到第二共熔体，其中第二共熔体在单螺杆挤出机依次熔融温度为290℃、295℃、295℃、295℃、300℃、300℃；
S5：使用挤出机将第二共熔体挤出，并进行冷却，其中冷却方式为水溶液冷却，液体温度为55℃；将经过冷却后的第二共熔体进行拉伸，并进行热定型处理，得到咖啡碳纤维。
步骤2，制备改性壳聚糖：
S1：将20g壳聚糖溶解于400mL体积浓度为1％的乙酸溶液中，再逐滴加入质量浓度为1mol/L乙酸钠溶液，直至溶液pH＝6～7，得到壳聚糖混液；
S2：称取10g对羟基苯乙酰胺与100mL无水乙醇混合，得到对羟基苯乙酰胺溶液；将3g过氧化氢酶均匀分散于150mL所述壳聚糖混液中，再加入3mL对羟基苯乙酰胺溶液混合均匀，脱气0.5h后，滴加3mL质量浓度为30％的H2O2溶液，并在35℃下搅拌反应4h，得到改性壳聚糖混液；
S3：向改性壳聚糖混液中加入45mL的无水乙醇并搅拌5min，过滤，收集固体A；将固体A加入至150mL体积浓度为1％的乙酸溶液中搅拌溶解，再次加入45mL无水乙醇并搅拌5min，过滤，收集固体B；将固体B先用饱和的Na2CO3溶液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，室温下减压干燥，得到改性壳聚糖；
步骤3，制备咖啡碳功能型纤维：
S1：称取100g步骤1制备的咖啡碳纤维和2L N，N-二乙基苯胺混合均匀，静置1h，加入400g过氧化苯甲酰，在120℃温度下以600rpm的速度磁力搅拌1h，过滤，收集固体C；将固体C先用体积浓度为50％乙醇溶液清洗3次，再用去离子水清洗3次，真空干燥12h，得到咖啡碳纤维前处理物；
S2：称取步骤2制备的20g改性壳聚糖和100g咖啡碳纤维前处理物加入至1000mL体积浓度为1％的乙酸溶液中，在室温下以500rpm的速度搅拌5h，静置1h后，先用体积浓度为50％乙醇溶液清洗3次，再用去离子水清洗3次，减压干燥，得到咖啡碳功能型纤维。
一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料的制备工艺，所述除臭去异味功能纤维面料的制备需要先后经过纱线制备、织造工艺和后整理加工三个步骤。
其中，所述纱线制备工艺如下：
(1)按照重量份称取55份咖啡碳功能型纤维、20份棉纤维，经精梳制成第一纱线；称取45份棉纤维、12份氨纶，经精梳制成第二纱线；
(2)将所述第一纱线和第二纱线加捻而成合股丝，捻合过程中控制所述第二纱线为绷直状态，捻度为600～800捻/米；
(3)通过合股和搓捻多个所述合股丝来制备所述经纱；将聚酯纤维和棉纤维按照重量比为1：1～2混纺，通过交织缠绕后捻合制备所述纬纱；其中，所述经纱的直径为46.5～51.5μm，所述纬纱的直径为43～44.5μm，所述经纱密度为82～86根/cm，所述纬纱密度为78～84根/cm；
(4)将所述经纱进行络筒、整经、浆纱、穿纱处理，将纬纱进行络筒、卷纬处理；将所述经纱和纬纱上机织造。
所述织造工艺采用缎纹。
所述后处理加工步骤的先后顺序为退浆、染色、定型；所述染色使用溢流染色机进行染色；所述定型采用水蒸气湿热定型，温度为120℃，时间为20min。
对比例
一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料，该面料由经纱和纬纱相互交织而成，经纱为除臭去异味功能混纺纱，纬纱由聚酯纤维和棉纤维按重量比1:2混纺而成；
所述除臭去异味功能混纺纱按照重量份计算，包括：咖啡碳纤维45份，棉纤维55份和氨纶12份；
所述咖啡碳纤维的制备过程如下：
S1：将1kg回收的宝特瓶熔融后加入10g环氧类扩链剂共混，得第一共熔物；其中采用双螺杆挤出机进行熔融共混，双螺杆挤出机一至四区(熔融区)的熔融温度为280℃、290℃、290℃、300℃；
S2：将第一共熔体在挤出机中进行计量挤出，并进行冷却，其中，挤出机为计量泵，冷却方式为水冷却，且水温为45℃，冷却时间为12h；对冷却后的第一共熔体进行造粒，得到回收料颗粒；
S3：将500g咖啡渣在1100℃的条件下煅烧8h后，高速研磨成咖啡渣纳米粉；其中，所述咖啡渣纳米粉的粒度为200nm；
S4：称取800g所述回收料颗粒与200g咖啡渣纳米粉采用单螺杆挤出机进行熔融共混，得到第二共熔体，其中第二共熔体在单螺杆挤出机依次熔融温度为290℃、295℃、295℃、295℃、300℃、300℃；
S5：使用挤出机将第二共熔体挤出，并进行冷却，其中冷却方式为甘油三醇溶液冷却，液体温度为55℃；将经过冷却后的第二共熔体进行拉伸，并进行热定型处理，得到咖啡碳纤维。
一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料的制备工艺，所述除臭去异味功能纤维面料的制备需要先后经过纱线制备、织造工艺和后整理加工三个步骤。
其中，所述纱线制备工艺如下：
(1)按照重量份称取45份咖啡碳纤维、25份棉纤维，经精梳制成第一纱线；称取30份棉纤维、12份氨纶，经精梳制成第二纱线；
(2)将所述第一纱线和第二纱线加捻而成合股丝，捻合过程中控制所述第二纱线为绷直状态，捻度为600～800捻/米；
(3)通过合股和搓捻多个所述合股丝来制备所述经纱；将聚酯纤维和棉纤维按照重量比为1：1～2混纺，通过交织缠绕后捻合制备所述纬纱；其中，所述经纱的直径为46.5～51.5μm，所述纬纱的直径为43～44.5μm，所述经纱密度为82～86根/cm，所述纬纱密度为78～84根/cm；
(4)将所述经纱进行络筒、整经、浆纱、穿纱处理，将纬纱进行络筒、卷纬处理；将所述经纱和纬纱上机织造。
所述织造工艺采用平纹。
所述后处理加工步骤的先后顺序为退浆、染色、定型；所述染色使用溢流染色机进行染色；所述定型采用水蒸气湿热定型，温度为120℃，时间为20min。
由于臭味以及异味大部分来自于细菌或者汗液，所以为了更加清晰的说明本发明的内容，本发明进行了干燥性能测试和抗菌测试实验，具体如下：
1.干燥性能测试：
测定了在温度25℃，湿度36％的条件下，本发明实施例1、实施例2、实施例3、对比例1制备的面料经完全浸湿后的自然干燥能力(通过水分残留率表示)，水分残留率＝水分残留量/总水分量×100％。
结果如表1所示。
表1干燥性能测试
实施例1 实施例2 实施例3 对比例
5分钟水分残留率 58.5 63.1 59.6 82.6
10分钟水分残留率 10.8 13.2 9.3 62.5
30分钟后水分残留率 0.1 0.1 0.1 16.8
由表1可知，通过与对比例对比，实施例1、2、3的浸湿面料在5分钟的时候，水分含量只有刚浸湿时候的60％左右；当10分钟时，水分残留率在15％以下；在30分钟时，面料几乎完全干燥。从表中可以看出，本发明实施例1、2、3制备的面料在5～30分钟时的干燥能力远远高于对比例，由此可知，本发明实施例1、2、3制备的面料具有较好的干燥能力。
2.抗菌测试：
将织物抗菌率以消毒技术规范2002版的浸渍试验来进行，在该技术规范中，抗菌率50％以上即算有抗菌性。洗涤方法按照在耐洗牢度试验机上进行，洗涤条件：洗涤液浓度4g/L，浴比(面料和洗涤液的质量比为1：30)，温度40℃，时间5min为一次洗涤。将本发明实施例1、实施例2、实施例3和对比例进行抗菌效果测试，实验结果如表2所示：
表2抗菌测试
Figure BDA0002186545900000121
由表2可知，在未洗涤时，实施例1、2、3所制备的面料抗菌率均能达到99％以上，而在洗涤30次后，抗菌率仍然能够98％以上，由此可知本发明实施例1、2、3所制备的基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料的抗菌效果极强，且能够长久保持。
以上所述仅为本发明的优选实施例，不能解释为以此限定本发明的范围，凡在本发明的权利要求书要求保护的范围内所做出的等同的变形和改变的实施方式均在本发明所要求保护的范围内。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料，其特征在于，该面料由经纱和纬纱相互交织而成，经纱为除臭去异味功能混纺纱，纬纱由聚酯纤维和棉纤维按重量比1：1～2混纺而成；
所述除臭去异味功能混纺纱按照重量份计算，包括：咖啡碳功能型纤维25～55份，棉纤维35～65份和氨纶10～12份；
所述咖啡碳功能型纤维是通过壳聚糖对咖啡碳纤维的改性制备而成；
所述壳聚糖对咖啡碳的改性由以下步骤得到：
步骤1，制备咖啡碳纤维：
先将回收的宝特瓶熔融，用挤出机造粒，得到回收料颗粒；
再将煅烧后的咖啡渣与所述回收料颗粒熔融共混，用挤出机挤出、冷却、拉伸、定型后，得到咖啡碳纤维；
步骤2，制备改性壳聚糖：
使用过氧化氢酶、对羟基苯乙酰胺对壳聚糖进行改性，得到改性壳聚糖；
步骤3，制备咖啡碳功能型纤维：
先将步骤1制备的咖啡碳纤维用N，N-二乙基苯胺和过氧化苯甲酰进行前处理反应，得到咖啡碳纤维前处理物；
再将步骤2制备的改性壳聚糖与所述咖啡碳纤维前处理物反应，得到咖啡碳功能型纤维。
2.根据权利要求1所述的基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料，其特征在于，所述步骤1具体为：
步骤1，制备咖啡碳纤维：
S1：将回收的宝特瓶熔融后加入扩链剂共混，得第一共熔物；其中，所述扩链剂类别为环氧类或二异氰酸类；所述扩链剂的加入量为宝特瓶质量的0.5～1％；
S2：使用挤出机将第一共熔物挤出，之后冷却，造粒，得到回收料颗粒；
S3：将咖啡渣在1000～1200℃的条件下煅烧6～10h后，高速研磨成咖啡渣纳米粉；其中，所述咖啡渣纳米粉的粒度为100～300nm；
S4：将所述回收料颗粒与所述咖啡渣纳米粉熔融共混，得到第二共熔物；其中，咖啡渣纳米粉加入量为所述回收料颗粒质量的10～30％；
S5：使用挤出机将第二共熔物挤出，之后冷却，拉伸，热定型，得到咖啡碳纤维。
3.根据权利要求 1所述的基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料，其特征在于，所述步骤2具体为：
步骤2，制备改性壳聚糖：
S1：将壳聚糖溶解于乙酸溶液中，再逐滴加入乙酸钠溶液，直至溶液pH＝6～7，得到壳聚糖混液；其中，所述壳聚糖与乙酸溶液的固液比为1:20，所述乙酸溶液的体积浓度为1％，所述乙酸钠溶液的质量浓度为1mol/L；
S2：将对羟基苯乙酰胺与无水乙醇按照固液比为1:10混合，得到对羟基苯乙酰胺溶液；将过氧化氢酶均匀分散于所述壳聚糖混液中，再加入对羟基苯乙酰胺溶液混合均匀，脱气0.5h后，滴加H2O2溶液，并在35℃下搅拌反应4h，得到改性壳聚糖混液；其中，所述过氧化氢酶与壳聚糖混液的固液比为1:50，所述过氧化氢酶与对羟基苯乙酰胺溶液的固液比为2:1，所述H2O2溶液的质量浓度为30％，所述H2O2溶液与对羟基苯乙酰胺溶液体积比为1:1，所述H2O2溶液的滴加必须在脱气后1h内完成；
S3：向改性壳聚糖混液中加入无水乙醇并搅拌5min，过滤，收集固体A；将固体A加入至乙酸溶液中搅拌溶解，再次加入无水乙醇并搅拌5min，过滤，收集固体B；将固体B先用饱和的Na2CO3溶液洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，室温下减压干燥，得到改性壳聚糖；
其中，所述乙酸溶液的体积浓度为1％，所述固体A与乙酸溶液的固液比为1:100，所述无水乙醇的加入量为改性壳聚糖混液体积的30％。
4.根据权利要求1所述的基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料，其特征在于，所述步骤3具体为：
步骤3，制备咖啡碳功能型纤维：
S1：将步骤1制备的咖啡碳纤维和N，N-二乙基苯胺混合均匀，静置1h，加入过氧化苯甲酰，在120℃温度下磁力搅拌1～6h，过滤，收集固体C；将固体C先用乙醇溶液清洗3次，再用去离子水清洗3次，真空干燥12h，得到咖啡碳纤维前处理物；其中，所述咖啡碳纤维和N，N-二乙基苯胺的固液比为1：20，所述过氧化苯甲酰质量为咖啡碳纤维的4倍，所述磁力搅拌速度为200～500rpm，所述乙醇溶液的体积浓度为50％；
S2：将步骤2制备的改性壳聚糖和所述咖啡碳纤维前处理物加入至乙酸溶液中，在室温下搅拌2～6h，静置1h后，先用乙醇溶液清洗3次，再用去离子水清洗3次，减压干燥，得到咖啡碳功能型纤维；其中，所述改性壳聚糖与咖啡碳纤维前处理物的质量比为1～20：100，所述咖啡碳纤维与乙酸溶液的固液比为1:10，所述乙酸溶液的体积浓度为1％，所述乙醇溶液的体积浓度为50％，所述搅拌速度为200～500rpm。
5.根据权利要求4所述的基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料，其特征在于，所述改性壳聚糖与咖啡碳纤维前处理物的质量比为1～2：10。
6.根据权利要求1～5任一所述的一种基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料的制备工艺，其特征在于，所述除臭去异味功能纤维面料的制备过程包括：纱线制备、织造工艺和后整理加工。
7.根据权利要求6所述的基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料的制备工艺，其特征在于，所述纱线制备的工艺如下：
(1)按照重量份称取25～55份咖啡碳功能型纤维、15～25份棉纤维，经精梳制成第一纱线；称取20～40份棉纤维、10～12份氨纶，经精梳制成第二纱线；
(2)将所述第一纱线和第二纱线加捻而成合股丝，捻合过程中控制所述第二纱线为绷直状态，捻度为600～800捻/米；
(3)通过合股和搓捻多个所述合股丝来制备所述经纱；将聚酯纤维和棉纤维按照重量比为1：1～2混纺，通过交织缠绕后捻合制备所述纬纱；其中，所述经纱的直径为46.5～51.5μm，所述纬纱的直径为43～44.5μm，所述经纱密度为82～86根/cm，所述纬纱密度为78～84根/cm；
(4)将所述经纱进行络筒、整经、浆纱、穿纱处理，将纬纱进行络筒、卷纬处理；将所述经纱和纬纱上机织造。
8.根据权利要求6所述的基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料的制备工艺，其特征在于，所述织造工艺采用平纹、斜纹和缎纹中的一种。
9.根据权利要求6所述的基于咖啡碳纤维的除臭去异味功能面料的制备工艺，其特征在于，所述后整理加工包括：退浆、染色、定型；所述染色是通过使用溢流染色机进行染色；所述定型采用的是水蒸气湿热定型，定型温度为110～130℃，定型时间为15～20min。
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