CN116695332B - 一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及聚酯纤维垫材加工技术领域，具体公开了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，所述改性聚酯纤维垫材的制备方法，包括：将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维按比例进行混合、开松后梳理成厚薄均匀的双组份纤维网层；将双组份纤维网层铺网成型后获得预成型纤维网，将预成型纤维网经预刺、主刺，获得垫材半成品；将垫材半成品喷涂处理液后热定型、分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材；上述制备方法制得的聚酯纤维垫材健康、舒适、环保、可回收再生、无毒无味，其具有优异的吸湿透气性、强抗菌防霉性、高回弹性和高保形性等，可广泛应用于寝具床垫、沙发、弹性防护、隔音等领域。

Description

一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法
技术领域
本申请涉及聚酯纤维垫材加工技术领域，更具体地说，它涉及一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法。
背景技术
聚酯纤维，俗称“涤纶”，是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，其抗皱、保形性好，强度高，弹性恢复能力好，具有结实耐用、抗皱免烫、易洗快干、不粘毛等优点。聚酯纤维垫材是一种用于填充、缓冲、防护的合成材料，其具有轻便、柔软和抗压等特点，被广泛应用于家具制造、床上用品、汽车座椅等领域。
虽然聚酯纤维垫材具有柔软和抗压的特点，但其回弹性能不理想，长期使用后易产生形变、并失去原有的弹性，导致舒适度和支撑力下降。除此之外，聚酯类纤维材料本身由于结构紧密，空隙较少，空气很难穿透进入材料内部，也不能利用材料内部的无定形区将水分吸入，存在吸湿、透气性能差的缺陷，导致聚酯垫材难以吸湿导气，有汗渍时不能及时排出，存在微生物迅速繁殖并产生异味等问题，严重时还会导致垫材产生霉斑和色变。
随着人们生活水平的提高，消费者对于聚酯纤维垫材的功能性和舒适度要求越来越高。相关技术中，为了提高聚酯纤维垫材的综合性能，通常采用对聚酯纤维垫材或聚酯纤维表面进行化学改性，以获得理想效果。例如可通过引入亲水基团(羧基、羟基、酰胺基等)或者在聚合时加入亲水物质使聚合物具备亲水性；或者对化学表面进行亲水处理，通过接枝、交联等方法来增加纤维表面的亲水基团，也可使纤维达到吸湿的目的等。经过化学改性的聚酯纤维垫材虽能够在一定程度上提高其功能性能，但耐久性不强，且增加了制备工序；同时由于纤维的化学处理存在可能的环境污染等问题，使得回收过程变得困难，对环境造成负面影响。基于上述陈述，本申请提供一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，旨在制备出健康、舒适、环保、多功能、可再生的聚酯纤维垫材。
发明内容
为了制备出健康、舒适、环保、多功能、可再生的聚酯纤维垫材，本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法。
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维按质量比5-6:3-4进行混合、开松后梳理成厚薄均匀的双组份纤维网层；
S2、将双组份纤维网层铺网成型后获得预成型纤维网，将预成型纤维网经预刺、主刺，获得垫材半成品；
S3、将垫材半成品喷涂处理液后热定型、分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材；
所述步骤S1中功能性聚酯纤维由柚子叶、茶树叶、竹叶混合后加提取溶剂共同提取获得植物提取物；利用植物提取物浸泡聚酯纤维改性而得；
所述步骤S3中处理液由壳聚糖季铵盐、氧化石墨烯和水按质量比1-2:7-9:20-24混合而得。
通过采用上述技术方案，本申请采用功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维共同作为生产原料，经混合、开松、梳理、铺网、预刺、主刺、处理液处理、热定型等工序制成所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材，所得聚酯纤维垫材健康、舒适、环保、可回收再生、无毒无味，其具有优异的吸湿透气性、强抗菌防霉性、高回弹性和高保形性等，可广泛应用于寝具床垫、沙发、弹性防护、隔音等领域。
优选的，所述步骤S1中功能性聚酯纤维具体由以下方法制得：
S11、将柚子叶、茶树叶、竹叶混合后研磨成粒径为120-180目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8-6倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在20-60℃的温度下浸泡提取1-5h，提取结束后，以3400-3800r/min的转速，离心分离3-5min，收集滤液，获得植物提取物；
S12、将聚酯纤维完全浸泡在植物提取物中，于48-65℃下浸泡处理30-120min，浸泡完成后于70-90℃的温度下烘干至带液率为10-18%，得所需功能性聚酯纤维。
通过采用上述技术方案，本申请选用柚子叶、茶树叶、竹叶为植物基原料，上述植物基原料中富含纤维素、多酚类化合物、黄酮类化合物、植物蛋白等活性成分，通过加提取溶剂选择性提取，获得所需的植物提取物。本申请充分利用了柚子叶、茶树叶、竹叶的活性成分，将活性成分功效结合产生协同效应，增强活性成分对聚酯纤维的改性效果。本申请的植物提取物用于改性聚酯纤维，能够渗透至聚酯纤维结构中，并形成一层保护层。其中纤维素能够增加聚酯纤维的孔隙率，多酚类化合物具有增加纤维表面粗糙度的作用，这两种成分共同作用可以显著提高聚酯纤维的吸湿透气性。多酚类化合物和黄酮类化合物具有很强的抗菌、抗氧化等作用，这两种成分共同作用可以有效抑制聚酯纤维上的细菌滋生和异味产生；同时能够减少因氧化等因素引起的纤维损伤，延长纤维的使用寿命。多酚类化合物和植物蛋白还具有改善纤维回弹性的作用，这两种成分可以与聚酯纤维形成交联，增加聚酯纤维的柔软度和回弹性，提高聚酯纤维的舒适性和保形性。
优选的，所述提取溶剂为质量比1:0.03-0.05的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液。
通过采用上述技术方案，本申请选用无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐共同作为提取溶剂提取植物基原料的活性成分，一方面，复配提取溶剂可以显著提高溶解能力，增强植物基原料中活性成分的提取效果，实现选择性活性成分提取，进而提高所需活性成分的纯度和含量；另一方面，本申请选用的提取溶剂能够改善聚酯纤维的表面性能，使其更容易与植物活性成分相互作用，其中乙醇能够改善植物活性成分与聚酯纤维的相互润湿性，使两者更容易相互接触和结合；1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐能够在聚酯纤维表面形成吸附层，提供活性位点和架桥作用，进而增强聚酯纤维与植物活性成分的相互作用和结合力。本申请的植物提取物用于聚酯纤维功能性改善，具有操作简单、安全环保，改性效果显著且持久等特点。
优选的，所述步骤S1中开松速度为780-880r/min，开松时间为8-10min。
优选的，所述步骤S1中梳理操作如下：将开松后的混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为780-820m/min，工作辊线速度为54-60m/min，剥取辊线速度为115-125m/min，道夫控制速度为18-20m/min，经道夫剥网后制成克重为150-190g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层。
优选的，所述步骤S2中铺网操作如下：采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为18-22层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网。
优选的，所述步骤S2中预刺、主刺操作如下：采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为170-190刺/cm2，上、下针刺深度均为9-10mm，主刺1的针刺密度为420-500刺/cm2，上、下针刺深度均为7.5-8.5mm；主刺2的针刺密度为450-550刺/cm2，上、下针刺深度均为7-8mm。
通过采用上述技术方案，采用垂直铺网的生产工艺，垂直式折叠铺网获得的预成型纤维网内大部分纤维趋于垂直排列，经预刺、主刺加固后可以保证制得的聚酯纤维垫材的压缩回弹性，进而进一步提高其保形性。
优选的，所述步骤S3中处理液喷涂量为280-320g/m2，喷涂压力为1.5-4MPa，喷涂温度60-70℃。
优选的，所述步骤S3中热定型温度为130-160℃，热定型时间为1-6min。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请选用柚子叶、茶树叶、竹叶为植物基原料，通过加提取溶剂选择性提取，获得所需的植物提取物，利用植物提取物改性聚酯纤维，获得吸湿透气性好、抗菌防霉性强、回弹保形性好的功能性聚酯纤维；本申请利用功能性聚酯纤维和中空度高、蓬松性好、恢复弹性速度快的三维中空聚酯纤维共同作为生产原料，通过控制原料配比，经混合、开松、梳理、铺网、预刺、主刺、处理液喷涂、热定型等工序制成所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材，所得聚酯纤维垫材健康、舒适、环保、可回收再生、无毒无味，其具有优异的吸湿透气性、强抗菌防霉性、高回弹性和高保形性等，可广泛应用于寝具床垫、沙发、弹性防护、隔音等领域。
2、本申请采用壳聚糖季铵盐、氧化石墨烯和水复配制成处理液用于喷涂垫材半成品，氧化石墨烯的二维结构和大的比表面积，促使其可以通过范德华力、静电相互作用以及π-π堆积等方式与壳聚糖季铵盐相互吸附形成复合体，提高处理液在垫材半成品中的相容性和稳定性；一方面，处理液可以与垫材半成品相结合形成三维网络结构，有效地承担外部应力，增加聚酯纤维垫材的保形性；另一方面，处理液可以吸附在垫材半成品表面形成薄膜，提高聚酯纤维垫材的抗菌性。除此之外，本申请的处理液还具有显著螯合能力，其吸附在垫材半成品表面，能够进一步增强聚酯纤维与植物提取物的结合力，改善聚酯纤维的功能耐久性。
具体实施方式
为使本申请实施方式更加容易理解，下面将结合具体实施例来详细说明本申请，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本申请的应用范围。
本申请具体实施方式中涉及的：
聚酯纤维的纤度为2.5-16D，长度为32-64mm；
三维中空聚酯纤维的纤度为3-7D，长度为32-64mm；
壳聚糖季铵盐的取代度92-98%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%；
氧化石墨烯为单层氧化石墨烯，平均厚度为0.5-1.2nm，直径为4-7μm。
实施例1
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比1:1:1混合后研磨成粒径为120目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在20℃的温度下浸泡提取5h，提取结束后，以3400r/min的转速，离心分离5min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为质量比1:0.03的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
S12、将聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为51mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于48℃下浸泡处理120min，浸泡完成后于70℃的温度下烘干至带液率为18%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为32mm，购自大发化纤）按质量比5:3进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为780r/min，开松时间为10min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为780m/min，工作辊线速度为60m/min，剥取辊线速度为115m/min，道夫控制速度为20m/min，经道夫剥网后制成克重为150g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为12层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为170刺/cm2，上、下针刺深度均为10mm，主刺1的针刺密度为420刺/cm2，上、下针刺深度均为8.5mm；主刺2的针刺密度为450刺/cm2，上、下针刺深度均为8mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为800r/min，将壳聚糖季铵盐（取代度92%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%）、氧化石墨烯（单层氧化石墨烯，平均厚度为0.5nm，直径为4μm）和水按质量比1:7:20搅拌混合20min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为280g/m2，喷涂压力为4MPa，喷涂温度60℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为130℃，热定型时间为6min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
实施例2
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比1:2:3混合后研磨成粒径为140目的混合细粉，加混合细粉总质量5.5倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在50℃的温度下浸泡提取2h，提取结束后，以3500r/min的转速，离心分离4.5min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为质量比1:0.04的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
S12、将聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为64mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于50℃下浸泡处理100min，浸泡完成后于75℃的温度下烘干至带液率为16%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为64mm，购自大发化纤）按质量比5:4进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为800r/min，开松时间为9min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为790m/min，工作辊线速度为58m/min，剥取辊线速度为118m/min，道夫控制速度为19m/min，经道夫剥网后制成克重为160g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为14层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为175刺/cm2，上、下针刺深度均为9.5mm，主刺1的针刺密度为440刺/cm2，上、下针刺深度均为8mm；主刺2的针刺密度为480刺/cm2，上、下针刺深度均为7.5mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为850r/min，将壳聚糖季铵盐（取代度95%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%）、氧化石墨烯（单层氧化石墨烯，平均厚度为1nm，直径为6μm）和水按质量比1:9:24搅拌混合10min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为290g/m2，喷涂压力为3MPa，喷涂温度65℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为140℃，热定型时间为4min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
实施例3
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比3:1:1混合后研磨成粒径为160目的混合细粉，加混合细粉总质量5倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在40℃的温度下浸泡提取3h，提取结束后，以3600r/min的转速，离心分离4min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为质量比1:0.05的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
S12、将聚酯纤维（纤度为7.78D，长度为32mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于55℃下浸泡处理80min，浸泡完成后于80℃的温度下烘干至带液率为14%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为6.67D，长度为64mm，购自大发化纤）按质量比2:1进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为850r/min，开松时间为9min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为800m/min，工作辊线速度为56m/min，剥取辊线速度为122m/min，道夫控制速度为19m/min，经道夫剥网后制成克重为170g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为16层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为180刺/cm2，上、下针刺深度均为9.5mm，主刺1的针刺密度为470刺/cm2，上、下针刺深度均为8mm；主刺2的针刺密度为510刺/cm2，上、下针刺深度均为7.5mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为900r/min，将壳聚糖季铵盐（取代度98%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%）、氧化石墨烯（单层氧化石墨烯，平均厚度为0.8nm，直径为6μm）和水按质量比2:7:22搅拌混合15min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为300g/m2，喷涂压力为2MPa，喷涂温度68℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为150℃，热定型时间为3min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
实施例4
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比3:1:2混合后研磨成粒径为180目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在60℃的温度下浸泡提取1h，提取结束后，以3800r/min的转速，离心分离3min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为质量比1:0.04的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
S12、将聚酯纤维（纤度为7.78D，长度为64mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于65℃下浸泡处理30min，浸泡完成后于90℃的温度下烘干至带液率为10%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为32mm，购自大发化纤）按质量比3:2进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为880r/min，开松时间为8min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为820m/min，工作辊线速度为54m/min，剥取辊线速度为125m/min，道夫控制速度为18m/min，经道夫剥网后制成克重为190g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为18层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为190刺/cm2，上、下针刺深度均为9mm，主刺1的针刺密度为500刺/cm2，上、下针刺深度均为7.5mm；主刺2的针刺密度为550刺/cm2，上、下针刺深度均为7mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为1000r/min，将壳聚糖季铵盐（取代度95%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%）、氧化石墨烯（单层氧化石墨烯，平均厚度为1.2nm，直径为7μm）和水按质量比2:9:24搅拌混合20min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为320g/m2，喷涂压力为1.5MPa，喷涂温度60℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为160℃，热定型时间为1min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
实施例5
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比3:1:2混合后研磨成粒径为180目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在60℃的温度下浸泡提取1h，提取结束后，以3800r/min的转速，离心分离3min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为质量比1:0.05的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
S12、将聚酯纤维（纤度为7.78D，长度为64mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于65℃下浸泡处理30min，浸泡完成后于90℃的温度下烘干至带液率为10%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为32mm，购自大发化纤）按质量比3:2进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为880r/min，开松时间为8min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为820m/min，工作辊线速度为54m/min，剥取辊线速度为125m/min，道夫控制速度为18m/min，经道夫剥网后制成克重为190g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为18层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为190刺/cm2，上、下针刺深度均为9mm，主刺1的针刺密度为500刺/cm2，上、下针刺深度均为7.5mm；主刺2的针刺密度为550刺/cm2，上、下针刺深度均为7mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为1000r/min，将壳聚糖季铵盐（取代度95%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%）、氧化石墨烯（单层氧化石墨烯，平均厚度为1.2nm，直径为7μm）和水按质量比2:9:24搅拌混合20min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为320g/m2，喷涂压力为1.5MPa，喷涂温度60℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为160℃，热定型时间为1min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
实施例6
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比3:1:2混合后研磨成粒径为180目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在60℃的温度下浸泡提取1h，提取结束后，以3800r/min的转速，离心分离3min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为质量比1:0.4的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
S12、将聚酯纤维（纤度为7.78D，长度为64mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于65℃下浸泡处理30min，浸泡完成后于90℃的温度下烘干至带液率为10%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为32mm，购自大发化纤）按质量比2:1进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为880r/min，开松时间为8min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为820m/min，工作辊线速度为54m/min，剥取辊线速度为125m/min，道夫控制速度为18m/min，经道夫剥网后制成克重为190g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为18层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为190刺/cm2，上、下针刺深度均为9mm，主刺1的针刺密度为500刺/cm2，上、下针刺深度均为7.5mm；主刺2的针刺密度为550刺/cm2，上、下针刺深度均为7mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为1000r/min，将壳聚糖季铵盐（取代度95%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%）、氧化石墨烯（单层氧化石墨烯，平均厚度为1.2nm，直径为7μm）和水按质量比2:9:24搅拌混合20min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为320g/m2，喷涂压力为1.5MPa，喷涂温度60℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为160℃，热定型时间为1min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
对比例1
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比1:1:1混合后研磨成粒径为120目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在20℃的温度下浸泡提取5h，提取结束后，以3400r/min的转速，离心分离5min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为无水乙醇；
S12、将聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为51mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于48℃下浸泡处理120min，浸泡完成后于70℃的温度下烘干至带液率为18%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为32mm，购自大发化纤）按质量比5:3进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为780r/min，开松时间为10min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为780m/min，工作辊线速度为60m/min，剥取辊线速度为115m/min，道夫控制速度为20m/min，经道夫剥网后制成克重为150g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为12层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为170刺/cm2，上、下针刺深度均为10mm，主刺1的针刺密度为420刺/cm2，上、下针刺深度均为8.5mm；主刺2的针刺密度为450刺/cm2，上、下针刺深度均为8mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为800r/min，将壳聚糖季铵盐（取代度92%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%）、氧化石墨烯（单层氧化石墨烯，平均厚度为0.5nm，直径为4μm）和水按质量比1:7:20搅拌混合20min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为280g/m2，喷涂压力为4MPa，喷涂温度60℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为130℃，热定型时间为6min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
对比例2
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比1:1:1混合后研磨成粒径为120目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在20℃的温度下浸泡提取5h，提取结束后，以3400r/min的转速，离心分离5min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为质量比1:0.1的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
S12、将聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为51mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于48℃下浸泡处理120min，浸泡完成后于70℃的温度下烘干至带液率为18%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为32mm，购自大发化纤）按质量比5:3进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为780r/min，开松时间为10min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为780m/min，工作辊线速度为60m/min，剥取辊线速度为115m/min，道夫控制速度为20m/min，经道夫剥网后制成克重为150g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为12层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为170刺/cm2，上、下针刺深度均为10mm，主刺1的针刺密度为420刺/cm2，上、下针刺深度均为8.5mm；主刺2的针刺密度为450刺/cm2，上、下针刺深度均为8mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为800r/min，将壳聚糖季铵盐（取代度92%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%）、氧化石墨烯（单层氧化石墨烯，平均厚度为0.5nm，直径为4μm）和水按质量比1:7:20搅拌混合20min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为280g/m2，喷涂压力为4MPa，喷涂温度60℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为130℃，热定型时间为6min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
对比例3
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比1:1:1混合后研磨成粒径为120目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在20℃的温度下浸泡提取5h，提取结束后，以3400r/min的转速，离心分离5min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为质量比1:0.03的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
S12、将聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为51mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于48℃下浸泡处理120min，浸泡完成后于70℃的温度下烘干至带液率为18%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为32mm，购自大发化纤）按质量比5:1进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为780r/min，开松时间为10min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为780m/min，工作辊线速度为60m/min，剥取辊线速度为115m/min，道夫控制速度为20m/min，经道夫剥网后制成克重为150g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为12层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为170刺/cm2，上、下针刺深度均为10mm，主刺1的针刺密度为420刺/cm2，上、下针刺深度均为8.5mm；主刺2的针刺密度为450刺/cm2，上、下针刺深度均为8mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为800r/min，将壳聚糖季铵盐（取代度92%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%）、氧化石墨烯（单层氧化石墨烯，平均厚度为0.5nm，直径为4μm）和水按质量比1:7:20搅拌混合20min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为280g/m2，喷涂压力为4MPa，喷涂温度60℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为130℃，热定型时间为6min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
对比例4
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比1:1:1混合后研磨成粒径为120目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在20℃的温度下浸泡提取5h，提取结束后，以3400r/min的转速，离心分离5min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为质量比1:0.03的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
S12、将聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为51mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于48℃下浸泡处理120min，浸泡完成后于70℃的温度下烘干至带液率为18%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为32mm，购自大发化纤）按质量比1:3进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为780r/min，开松时间为10min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为780m/min，工作辊线速度为60m/min，剥取辊线速度为115m/min，道夫控制速度为20m/min，经道夫剥网后制成克重为150g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为12层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为170刺/cm2，上、下针刺深度均为10mm，主刺1的针刺密度为420刺/cm2，上、下针刺深度均为8.5mm；主刺2的针刺密度为450刺/cm2，上、下针刺深度均为8mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为800r/min，将壳聚糖季铵盐（取代度92%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%）、氧化石墨烯（单层氧化石墨烯，平均厚度为0.5nm，直径为4μm）和水按质量比1:7:20搅拌混合20min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为280g/m2，喷涂压力为4MPa，喷涂温度60℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为130℃，热定型时间为6min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
对比例5
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比1:1:1混合后研磨成粒径为120目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在20℃的温度下浸泡提取5h，提取结束后，以3400r/min的转速，离心分离5min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为质量比1:0.03的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
S12、将聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为51mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于48℃下浸泡处理120min，浸泡完成后于70℃的温度下烘干至带液率为18%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为32mm，购自大发化纤）按质量比5:3进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为780r/min，开松时间为10min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为780m/min，工作辊线速度为60m/min，剥取辊线速度为115m/min，道夫控制速度为20m/min，经道夫剥网后制成克重为150g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为12层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为170刺/cm2，上、下针刺深度均为10mm，主刺1的针刺密度为420刺/cm2，上、下针刺深度均为8.5mm；主刺2的针刺密度为450刺/cm2，上、下针刺深度均为8mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为800r/min，将壳聚糖季铵盐（取代度92%，水不溶物1%，干燥失重10.0%，灼烧残渣1.0%）和水按质量比2:5搅拌混合20min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为280g/m2，喷涂压力为4MPa，喷涂温度60℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为130℃，热定型时间为6min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
对比例6
本申请提供了一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，具体包括以下制备步骤：
S11、将新鲜的柚子叶、茶树叶和竹叶按质量比1:1:1混合后研磨成粒径为120目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在20℃的温度下浸泡提取5h，提取结束后，以3400r/min的转速，离心分离5min，收集滤液，获得植物提取物，其中提取溶剂为质量比1:0.03的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
S12、将聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为51mm，购自大发化纤）完全浸泡在植物提取物中，于48℃下浸泡处理120min，浸泡完成后于70℃的温度下烘干至带液率为18%，得所需功能性聚酯纤维。
S13、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维（纤度为3.33D，长度为32mm，购自大发化纤）按质量比5:3进行混合，然后送入开松机，控制开松速度为780r/min，开松时间为10min，制成蓬松易梳理的混合纤维，将混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为780m/min，工作辊线速度为60m/min，剥取辊线速度为115m/min，道夫控制速度为20m/min，经道夫剥网后制成克重为150g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层；
S21、采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为12层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网，将预成型纤维网采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为170刺/cm2，上、下针刺深度均为10mm，主刺1的针刺密度为420刺/cm2，上、下针刺深度均为8.5mm；主刺2的针刺密度为450刺/cm2，上、下针刺深度均为8mm，获得垫材半成品；
S31、控制搅拌转速为800r/min，将氧化石墨烯（单层氧化石墨烯，平均厚度为0.5nm，直径为4μm）和水按质量比2:5搅拌混合20min，混合均匀得处理液；
S32、控制喷涂量为280g/m2，喷涂压力为4MPa，喷涂温度60℃，将处理液均匀喷涂至垫材半成品外表面，喷涂完成后控制热定型温度为130℃，热定型时间为6min，进行热定型，最后分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材。
性能测试
将本申请实施例1-6和对比例1-6中制得的改性聚酯纤维垫材制成规格为20*20*10cm的样品。
硬度：采用GS-701N硬度计测试，各样品测试硬度前在室温（25℃）下放置24小时；
回弹性：按照测试标准GB/T 10652-2001的规定进行测试，对每个样品的不同部位重复测量10次，计算平均值作为测试样品的最终回弹率；
压缩永久变形性：按照测试标准GB/T 6669—2008的规定进行测试，压缩变形测试参数(温度70℃、时间22h、压缩比例50％)；
吸湿性：将各样品置于干燥箱中于80℃下干燥至恒重，记录干燥后的样品重量，记作W0，将干燥后的样品分别于温度35℃、相对湿度90％下静置16小时，测定吸湿后的样品重量，记作W1，吸湿率（%）=（W1-W0）/W0×100；
透气性：按照测试标准GB/T 5453-1997的规定进行测试，对每个样品的不同部位重复测量10次，计算平均值作为测试样品的最终透气量；
抗菌性：按照测试标准GB/T 20944.3-2008的规定进行测试，测试菌种大肠杆菌（洗涤标准GB/T 8629-2001）；
防霉性：按照测试标准GB/T 24128-2009的规定进行测试；
具体性能测试结果如下表1：
由上述表1显示结果可知：本申请实施例1-6中制得的聚酯纤维垫材的综合性能明显优于对比例1-6中制得的聚酯纤维垫材，即在本申请限定技术方案内，制得的聚酯纤维垫材的综合性能优异。
由本申请实施例1和对比例1-2显示结果可知：本申请选用无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐共同作为提取溶剂提取植物基原料的活性成分，有利于提取目标活性成分，进而提高改性效果；利用植物提取物改性聚酯纤维后制得的聚酯纤维垫材综合性能能够获得显著提高；仅选用无水乙醇作为提取溶剂或增加提取溶剂中1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的用量占比，均会造成活性成分的提取选择性和提取效果下降，最终导致聚酯纤维改性效果下降；另外增加提取溶剂中1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的用量占比，还会造成聚酯纤维的物理性能下降，同时还会导致植物提取物提取成本增加。
由本申请实施例1和对比例3-4显示结果可知：本申请采用功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维共同作为生产原料，通过严格控制原料配比，能够进一步提高制得聚酯纤维垫材的综合性能，所得聚酯纤维垫材吸湿透气性好，回弹性和耐久性好，舒适感强；当原料中功能性聚酯纤维用量过多时，聚酯纤维垫材的硬度降低，回弹性和保形性显著降低；而当原料中三维中空聚酯纤维用量过多时，聚酯纤维垫材硬度增高，吸湿性下降，舒适性差，且制造成本升高。
由本申请实施例1和对比例5-6显示结果可知：本申请采用壳聚糖季铵盐、氧化石墨烯和水复配制成处理液用于喷涂垫材半成品，能够进一步提高聚酯纤维垫材的综合性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种植物提取物改性聚酯纤维垫材的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
S1、将功能性聚酯纤维和三维中空聚酯纤维按质量比5-6:3-4进行混合、开松后梳理成厚薄均匀的双组份纤维网层；
S2、将双组份纤维网层铺网成型后获得预成型纤维网，将预成型纤维网经预刺、主刺，获得垫材半成品；
S3、将垫材半成品喷涂处理液后热定型、分切、包装，即得所需的植物提取物改性聚酯纤维垫材；
所述步骤S1中功能性聚酯纤维由柚子叶、茶树叶、竹叶混合后加提取溶剂共同提取获得植物提取物；利用植物提取物浸泡聚酯纤维改性而得；
所述提取溶剂为质量比1:0.03-0.05的无水乙醇与1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐的混合溶液；
所述步骤S3中处理液由壳聚糖季铵盐、氧化石墨烯和水按质量比1-2:7-9:20-24混合而得。
2.根据权利要求1所述的改性聚酯纤维垫材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中功能性聚酯纤维具体由以下方法制得：
S11、将柚子叶、茶树叶、竹叶混合后研磨成粒径为120-180目的混合细粉，加混合细粉总质量3.8-6倍的提取溶剂搅拌混合均匀后，在20-60℃的温度下浸泡提取1-5h，提取结束后，以3400-3800r/min的转速，离心分离3-5min，收集滤液，获得植物提取物；
S12、将聚酯纤维完全浸泡在植物提取物中，于48-65℃下浸泡处理30-120min，浸泡完成后于70-90℃的温度下烘干至带液率为10-18%，得所需功能性聚酯纤维。
3.根据权利要求1所述的改性聚酯纤维垫材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中开松速度为780-880r/min，开松时间为8-10min。
4.根据权利要求1所述的改性聚酯纤维垫材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中梳理操作如下：将开松后的混合纤维送入单道夫梳理机进行梳理，梳理时调整锡林的线速度为780-820m/min，工作辊线速度为54-60m/min，剥取辊线速度为115-125m/min，道夫控制速度为18-20m/min，经道夫剥网后制成克重为150-190g/m2、厚薄均匀的双组份纤维网层。
5.根据权利要求1所述的改性聚酯纤维垫材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中铺网操作如下：采用垂直铺网的生产工艺，控制垂直铺网层数为18-22层，将双组份纤维网层进行垂直式折叠铺网，获得预成型纤维网。
6.根据权利要求1所述的改性聚酯纤维垫材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中预刺、主刺操作如下：采用对刺形式，进行1次预刺，2次主刺，控制预刺针刺密度为170-190刺/cm2，上、下针刺深度均为9-10mm，主刺1的针刺密度为420-500刺/cm2，上、下针刺深度均为7.5-8.5mm；主刺2的针刺密度为450-550刺/cm2，上、下针刺深度均为7-8mm。
7.根据权利要求1所述的改性聚酯纤维垫材的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中处理液喷涂量为280-320g/m2，喷涂压力为1.5-4MPa，喷涂温度60-70℃。
8.根据权利要求1所述的改性聚酯纤维垫材的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中热定型温度为130-160℃，热定型时间为1-6min。
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