一种含咖啡活性成分的大生物涤纶纤维及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种含咖啡活性成分的大生物涤纶纤维及其制备方法，所述制备方法包括制备咖啡提取物溶液、制备纳米微球、制备含咖啡提取物的功能剂、制备功能性母粒、纺丝步骤；所述制备咖啡提取物溶液包括改性咖啡提取物和溶解步骤；所述改性咖啡提取物包括磁场预处理和二次处理步骤；所述制备纳米微球，包括等离子体处理和改性步骤；所述磁场预处理步骤为，将咖啡提取物置于磁场中处理13

【技术实现步骤摘要】
一种含咖啡活性成分的大生物涤纶纤维及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涤纶纤维领域，尤其是涉及一种含咖啡活性成分的大生物涤纶纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]涤纶纤维是合成纤维中的一个重要品种 ，是我国聚酯纤维的商品总称，具有结实耐用、弹性好、不易变形等特点，涤纶是世界产量最大，应用最广泛的合成纤维品种，涤纶占世界合成纤维产量的60%以上。
[0003]咖啡属茜草科多年生常绿灌木或小乔木，主要含有糖类、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质以及有机酸等成分；研究发现，咖啡能抗菌，与治疗糖尿病、心血管疾病、高血压、癌症和降低死亡率等疾病均有关。
[0004]现有技术通常是在制备涤纶纤维的过程中加入咖啡等活性成分以提高纤维的抗菌性能，但是将咖啡直接加入，由于后续纤维的挤出步骤中，熔融温度较高，其会导致咖啡的炭化流失，进而影响纤维的抗菌性能；现有技术还有的是将咖啡负载在多孔材料的孔洞中，其不仅可以减少后续纤维在挤出步骤的炭化流失，还可以提高纤维的透气性能；但是研究发现，其会降低纤维的强度等物理性能，而且在负载步骤中负载效果并不理想，结合不牢固，制得的纤维在多次洗涤之后，其抗菌性能下降较快，影响使用性能。
[0005]可见，现有技术制备含有咖啡活性成分的大生物涤纶纤维，存在以下问题：1.采用多孔材料进行负载，虽然可以在一定程度上提高抗菌性能和透气性能，但是会影响纤维的强度等物理性能；2.采用多孔材料进行负载，负载效果不理想，结合不牢固，多次洗涤之后，抗菌性能下降较快，不具备长期的抗菌性能。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种含咖啡活性成分的大生物涤纶纤维及其制备方法，在提高纤维的透气性能和长期抗菌性能的同时，保证纤维的强度等物理性能。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采取以下技术方案：1.制备咖啡提取物溶液（1）改性咖啡提取物a.磁场预处理将咖啡提取物置于磁场中处理13
‑
18min，磁场强度为0.10
‑
0.15T，磁场变化频率为150
‑
170Hz，完成磁场预处理步骤；所述咖啡提取物，过750
‑
850目筛，绿原酸含量为65
‑
69%，咖啡因含量为3.8
‑
4.3%；b.二次处理
将磁场预处理后的咖啡提取物先在1.1
‑
1.3℃环境中静置1.5
‑
2.5h，然后以0.3
‑
1℃/min的速率降温至
‑
14～
‑
8℃，在
‑
14～
‑
8℃环境中处理6
‑
10s，再以0.8
‑
1.2℃/min的速率升至室温，完成二次处理步骤，制得改性咖啡提取物；（2）溶解将改性咖啡提取物与20倍体积的去离子水混合，控制搅拌转速为2100
‑
2500rpm，搅拌时间为30
‑
40min，制得咖啡提取物溶液。
[0008]2.制备纳米微球（1）等离子体处理将纳米硅胶置于低温等离子体中处理，处理气氛为氮气，功率300
‑
400W，处理时间2
‑
5min，完成等离子体处理步骤；（2）改性将等离子体处理后的纳米硅胶与改性电气石粉混合，控制搅拌速率为1800
‑
2200rpm，搅拌时间为15
‑
25min，然后进行微波处理，微波功率为380
‑
430W，微波时间为3
‑
7min，加入无水乙醇搅拌，再加入焦磷酸钠、氧化锌、含脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和β
‑
环糊精，搅拌35
‑
45min，搅拌转速为350
‑
400rpm，过滤，洗涤干燥完成改性步骤制得纳米微球；所述纳米硅胶的粒径为25
‑
35nm；所述纳米硅胶与电气石粉的质量比为3.8
‑
4.2:1；所述纳米硅胶和电气石粉的总质量与无水乙醇的体积比为1：18
‑
22；所述纳米硅胶、焦磷酸钠、氧化锌、含脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和β
‑
环糊精的质量比为40:0.74
‑
0.77:0.31
‑
0.33:1.18
‑
1.24；所述改性电气石粉的制备方法为，先将电气石粉进行一次球磨处理，球料比为10
‑
14:1，一次球磨时间为28
‑
32min，一次球磨转速为570
‑
620rpm，然后以4
‑
6℃/min的速率升温至420
‑
480℃煅烧2.8
‑
3.2h，完成一次煅烧处理；待自然冷却至室温后，加入酒石酸、硅酸钠和去离子水进行二次球磨处理，球料比为8
‑
12:1，二次球磨时间为45
‑
55min，球磨转速为370
‑
420rpm，再以3
‑
5℃/min的速率升温至380
‑
420℃煅烧1.6
‑
2.0h，完成二次煅烧处理，自然冷却至室温后制得改性电气石粉；所述电气石粉的粒径为30
‑
50nm；所述一次煅烧处理后的电气石粉、酒石酸、硅酸钠和去离子水的质量比为100:0.6
‑
0.8：1.2
‑
1.4：8
‑
12。
[0009]3.制备含咖啡提取物的功能剂将咖啡提取物溶液与纳米微球混合，控制搅拌转速为60
‑
80rpm，搅拌时间为1
‑
1.5h，制得含咖啡提取物的功能剂；所述咖啡提取物溶液与纳米微球的质量比为12
‑
14:1。
[0010]4.制备功能性母粒将涤纶切片、助剂、含咖啡提取物的功能剂混合，然后加入海藻酸钠、黄原胶混合均匀，再加入到双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出温度为280
‑
290℃，熔融共混35
‑
45min，螺杆转速为235
‑
245转/min，高速混合，挤出造粒制得功能性母粒；所述涤纶切片、助剂、含咖啡提取物的功能剂、海藻酸钠以及黄原胶的质量比为100:7.8
‑
8.2:4.5
‑
4.9:0.63
‑
0.67:0.28
‑
0.32；
所述助剂包括抗氧化剂和分散剂，所述抗氧剂和分散剂的质量比为3:3.8
‑
4.2；所述抗氧化剂为2，6
‑
三级丁基
‑4‑
甲基苯酚与三辛酯的混合物，2，6
‑
三级丁基
‑4‑
甲基苯酚与三辛酯的质量比为1:0.5
‑
2；所述分散剂为木质素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含咖啡活性成分的大生物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括制备咖啡提取物溶液、制备纳米微球、制备含咖啡提取物的功能剂、制备功能性母粒、纺丝步骤；所述制备咖啡提取物溶液包括改性咖啡提取物和溶解步骤；所述改性咖啡提取物包括磁场预处理和二次处理步骤；所述制备纳米微球，包括等离子体处理和改性步骤；所述磁场预处理步骤为，将咖啡提取物置于磁场中处理13
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18min，磁场强度为0.10
‑
0.15T，磁场变化频率为150
‑
170Hz，完成磁场预处理步骤；所述二次处理步骤为，将磁场预处理后的咖啡提取物先在1.1
‑
1.3℃环境中静置1.5
‑
2.5h，然后以0.3
‑
1℃/min的速率降温至
‑
14～
‑
8℃，在
‑
14～
‑
8℃环境中处理6
‑
10s，再以0.8
‑
1.2℃/min的速率升至室温，完成二次处理步骤，制得改性咖啡提取物；所述等离子体处理步骤为，将纳米硅胶置于低温等离子体中处理，处理气氛为氮气，功率为30
‑
400W，处理时间2
‑
5min，完成等离子体处理步骤；所述改性步骤为，将等离子体处理后的纳米硅胶与改性电气石粉混合，控制搅拌速率为1800
‑
2200rpm，搅拌时间为15
‑
25min，然后进行微波处理，微波功率为380
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430W，微波时间为3
‑
7min，加入无水乙醇搅拌，再加入焦磷酸钠、氧化锌、含脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和β
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环糊精，搅拌35
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45min，搅拌转速为350
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400rpm，过滤，洗涤干燥完成改性步骤制得纳米微球。2.根据权利要求1所述的一种含咖啡活性成分的大生物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述纳米硅胶的粒径为25
‑
35nm；所述纳米硅胶与电气石粉的质量比为3.8
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4.2:1；所述纳米硅胶和电气石粉的总质量与无水乙醇的体积比为1：18
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22；所述纳米硅胶、焦磷酸钠、氧化锌、含脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和β
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环糊精的质量比为40:0.74
‑
0.77:0.31
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0.33:1.18
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1.24。3.根据权利要求1所述的一种含咖啡活性成分的大生物涤纶纤维的制备方法，其特征在于，所述改性电气石粉的制备方法为，先将电气石粉进行一次球磨处理，球料比为10
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14:1，一次球磨时间为28
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32min，一次球磨转速为570
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620rpm，然后以4
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6℃/min的速率升温至420
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480℃煅烧2.8
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3.2h，完成一次煅烧处理；待自然冷却至室温后，加入酒石酸、硅酸钠和去离子水进行二次球磨处理，球料比为8
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12:1，二次球磨时间为45
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄效华，甄丽，池姗，
申请(专利权)人：中科纺织研究院青岛有限公司青岛百草新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：