一種吸濕發(fā)熱紗線及其制備與染色方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種吸濕發(fā)熱紗線及其制備和染色方法。所述的吸濕發(fā)熱紗線，其特征在于，由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～40％改性咖啡炭滌綸短纖及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60～80％粘膠短纖組成，其中改性咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖的總量為100wt％。本發(fā)明引入的親水基團能提高纖維吸濕率，同時與粘膠染色時可以實現(xiàn)用活性染料同浴匹染，大大減少染色工序，降低染色成本并且提高染色均勻度。這種紗線可廣泛應(yīng)用與服用領(lǐng)域，尤其是家用內(nèi)衣等紡織品。
【專利說明】
一種吸濕發(fā)熱紗線及其制備與染色方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及紡織技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，一種吸濕發(fā)熱紗線及其制備與染色方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人民生活水平的提高，服裝的功能也在向著多元化發(fā)展，不僅是局限于單純 的蔽體和保暖。同時人們對于服裝的舒適性、環(huán)保性等要求也越來越高。如此就要求服裝原 料有更大的加工空間，能適應(yīng)不同需求。冬天為了穿著舒適美麗，吸濕發(fā)熱的面料應(yīng)運而 生。而吸濕發(fā)熱面料的重點是吸濕發(fā)熱紗線的制備。吸濕發(fā)熱的原理為：（1)紗線中纖維分 子上強親水性的極性基團與空氣中具有高動能的水蒸氣分子通過氫鍵結(jié)合，使得高動能的 水蒸氣分子被纖維分子吸附而靜止，由能量守恒定理可知，物體由動態(tài)變?yōu)殪o態(tài)，在沒有勢 能變化的條件下，必將動能轉(zhuǎn)化成熱能，致使纖維材料具有吸濕發(fā)熱性能(如圖1); (2)利用 相態(tài)變化事發(fā)生的能量變化，即水蒸氣轉(zhuǎn)化為液體時會向外界放熱。紗線通過吸收空氣中 或者人體所散發(fā)的水蒸氣，并將其轉(zhuǎn)化成液體發(fā)熱，致使該紗線具有吸濕發(fā)熱功能（如圖 2)。目前市場上使用最多的原料就是粘膠與滌綸，并且在滌綸中添加咖啡炭以增強保暖效 果。但是咖啡炭滌綸在制備過程中咖啡炭的分散性仍然存在問題。
[0003] 專利申請?zhí)枮?01410664312.2的專利文件中描述了一種咖啡炭纖維的制備方法， 該發(fā)明為咖啡炭紗線?？Х忍考喚€包括10_40wt%的白色咖啡炭滌纟侖短纖，30-45wt%的腈 綸短纖及余量的粘膠。并且通過母粒與聚酯切片共混紡絲的方法得到咖啡炭滌綸。由于采 用共混方法，故而存在咖啡炭顆粒在聚酯中分散不均的問題。
[0004] 同時在后道加工上，滌綸與纖維素纖維由于本身性質(zhì)，在染色時需要多道工序，成 本較大，并且最終產(chǎn)品染色均勻性也較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種吸濕發(fā)熱紗線及其制備與染色 方法。通過改性咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖組成，使其具有吸濕發(fā)熱的功能，同時解決了普 通咖啡炭滌綸與纖維素纖維同時染色時程序復(fù)雜、染色均勻性差的問題。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種吸濕發(fā)熱紗線，其特征在于，由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20~40 %改性咖啡炭滌綸短纖及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60~80 %粘膠短纖組成，其中改性咖啡炭滌綸 短纖和粘膠短纖的總量為l〇〇wt%。
[0007] 優(yōu)選地，所述的改性咖啡炭滌綸短纖的截面為中空結(jié)構(gòu)。
[0008] 優(yōu)選地，所述的改性咖啡炭滌纟侖短纖的長度為38mm，纖度為1.33~1.67dtex，斷裂 強度為3.0~5. OcN/dtex，斷裂伸長率為13~16%，初始模量為35.0~42. OcN/dtex。
[0009] 優(yōu)選地，所述的粘膠短纖長度為38mm，纖度為1.33~1.67dtex，斷裂強度為2.3~ 3 · 3cN/dtex，斷裂伸長率為17~21 %，初始模量為46 · 0~51 · OcN/dtex。
[0010] 優(yōu)選地，所述的改性咖啡炭滌綸短纖的制備方法包括:制備咖啡炭，制備Ti〇2改性 咖啡炭，將Ti02改性咖啡炭微粉化，制備混合多元醇，將Ti0 2改性咖啡炭添加到混合多元醇 中，打漿，將所得漿液與對苯二甲酸進行酯化反應(yīng)后，再進行縮聚反應(yīng)，經(jīng)過紡絲、集束、后 牽伸、卷曲、熱定型、切斷得到預(yù)定長度的改性咖啡炭滌綸短纖。
[0011]更優(yōu)選地，所述的咖啡炭的制備方法包括:利用廢棄的咖啡渣，將其浸漬于酸中； 取浸漬過的咖啡炭，先經(jīng)過150~180°C的干燥處理1~3小時，之后將溫度升至600~700°C 煅燒0.5~2小時，然后再升溫至800~1000°C煅燒1~3小時，得到咖啡炭。
[0012] 更優(yōu)選地，所述的Ti〇2改性咖啡炭的制備方法包括:在攪拌速度為2000~2500r/ min情況下將鈦酸四丁酯滴加到無水乙醇中，室溫下攪拌得到溶液a;將無水乙醇、蒸餾水和 冰乙酸混合得到混合液b，然后將混合液b滴入溶液a中，攪拌得到二氧化鈦前驅(qū)體溶膠；向 溶膠中投入咖啡炭，密封浸漬一段時間，然后用無水乙醇和去離子水依次洗滌，干燥，隔絕 空氣煅燒，制得Ti0 2/咖啡炭。
[0013] 優(yōu)選地，所述的微粉化的方法為球磨法、高速離心法或納米技術(shù)，微分化后的Ti〇2 改性咖啡炭的粒徑為40~300納米級。
[0014] 優(yōu)選地，所述的混合多元醇的制備包括:將乙二醇、季戊四醇、山梨醇和TWEEN 20 按照100:0.05~5:0.05~5:0.05~5的質(zhì)量比配置成混合多元醇，控制混合多元醇的粘度 和表面張力，使得混合多元醇能將Ti0 2/咖啡炭包裹，并防止Ti02/咖啡炭沉降。
[0015] 優(yōu)選地，所述的Ti〇2改性咖啡炭和對苯二甲酸的質(zhì)量比為0.5~5:100。
[0016]優(yōu)選地，所述的"將所得漿液與對苯二甲酸進行酯化反應(yīng)"的具體步驟包括:將所 得漿液與對苯二甲酸加入酯化反應(yīng)釜，加入鈦系催化劑和/或銻系催化劑，以及熱穩(wěn)定劑和 抗氧化劑，進行反應(yīng)。
[0017] 更優(yōu)選地，所述的對苯二甲酸與混合多元醇的摩爾比1:1.05~1.5。
[0018] 更優(yōu)選地，所述的酯化反應(yīng)的壓力為0.01~0.5MPa。
[0019] 更優(yōu)選地，所述的酯化反應(yīng)的溫度為245~260°C，酯化反應(yīng)的時間為0.5~4h。
[0020] 更優(yōu)選地，所述的鈦系催化劑和/或銻系催化劑的加入量為120~550ppm，基數(shù)為 對苯二甲酸的質(zhì)量。
[0021] 更優(yōu)選地，所述的鈦系催化劑為鈦酸四丁酯和乙二醇鈦中的至少一種。
[0022]更優(yōu)選地，所述的銻系催化劑為三氧化二銻、醋酸銻和乙二醇銻中的至少一種。 [0023] 更優(yōu)選地，所述的熱穩(wěn)定劑的加入量為對苯二甲酸質(zhì)量的0.001~0.02wt %，所述 的抗氧化劑的加入量為對苯二甲酸質(zhì)量的〇. 001~〇. 〇3wt%。
[0024]更優(yōu)選地，所述的抗氧化劑為抗氧化劑1010、抗氧化劑168和抗氧化劑616中的至 少一種。
[0025]更優(yōu)選地，所述的熱穩(wěn)定劑為磷酸三甲酯、烷基磷酸二酯和三（壬苯基）亞磷酸酯 中的至少一種。
[0026]更優(yōu)選地，所述的縮聚反應(yīng)的溫度保持在260~290°C，時間為2~6h。
[0027] 本發(fā)明還提供了上述的吸濕發(fā)熱紗線的制備方法，其特征在于，包括:將改性咖啡 炭滌綸短纖和粘膠短纖按比例進行混合，其中改性咖啡炭滌綸短纖占20~40wt%，粘膠短 纖占60~80wt %，且改性咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖的總量為lOOwt % ;將改性咖啡炭滌綸 短纖和黏膠短纖的混合物依序通過開清工序、梳棉工序、精梳工序、并條工序、粗紗工序以 及細(xì)紗工序，獲得吸濕發(fā)熱紗線。
[0028] 優(yōu)選地，所述的開清工序中，改性咖啡炭滌綸短纖和黏膠短纖干重定為3 5 0~ 400g/m，綜合打手速度為800~900r/min，棉卷羅拉轉(zhuǎn)速10~12r/min，伸長率10~20%，棉 卷質(zhì)量不勻率控制在1 %以下。
[0029] 優(yōu)選地，所述的梳棉工序中，錫林轉(zhuǎn)速300~350r/min，道夫轉(zhuǎn)速15~18r/min，刺 車?yán)マD(zhuǎn)速700~750r/min，蓋板速度80~100mm/min，給棉板與刺輯隔距0.2~0.3mm，刺輯與錫 林隔距0.15~0.20mm，錫林道夫隔距0.1~0.15mm，短纖混合物的生條定量為12~20g/5m。
[0030] 優(yōu)選地，所述的精梳工序中，采用后退給棉的方式，給棉長度5~6mm，錫林轉(zhuǎn)速250 ~3001'/111；[11，毛刷1100~12001'/111；[11，落棉隔距刻度選擇為8~9，梳理隔距0.40~0.50111111，落 棉率15~20%，精梳條定量為15~20g/5m。
[0031] 優(yōu)選地，所述的并條工序中，干定量15~20g/5m，總牽伸6~9倍，后牽伸倍數(shù)1.3~ 1.9倍。
[0032] 優(yōu)選地，所述的粗紗工序中，羅拉隔距11mm X 26mmX 32mm，鉗口隔距5~6mm，錠子 轉(zhuǎn)速800~900r/min，粗紗干定量4~6g/10m，設(shè)計捻系數(shù)70~100,總牽伸倍數(shù)5~8倍，后牽 伸倍數(shù)1.1~1.2倍。
[0033] 優(yōu)選地，所述的細(xì)紗工序中，細(xì)紗干定量15~20/100m，鉗口隔距2~2.5mm，羅拉隔 距18mmX30mm，捻度70~80捻/10cm，總牽伸倍數(shù)25~30倍，后區(qū)牽伸1.20~1.40倍。
[0034] 本發(fā)明還提供了上述的吸濕發(fā)熱紗線的染色方法，其特征在于，包括：配制染色 液，所述的染色液含有染料及助劑，調(diào)整pH值，將織物加入染色液進行染色，中和，得到染色 后的吸濕發(fā)熱紗線。
[0035] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：
[0036] (1)采用雙組份即可達到具有吸濕發(fā)熱功能的目的，并且在咖啡炭滌綸中引入親 水基團能增強其吸濕效應(yīng)，同時還有除臭快干的功能，可廣泛應(yīng)用于服裝尤其是內(nèi)衣和家 紡等領(lǐng)域，且可以通過調(diào)節(jié)改性咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖在紗線中的比例來調(diào)節(jié)紗線的 功能效應(yīng)。
[0037] (2)使用本紗線織成的面料在性能測試時，最高升溫值可達5~7度(標(biāo)準(zhǔn)為4度）， 平均升溫值可達3.3~4度(標(biāo)準(zhǔn)為3度）。
[0038] (3)改性咖啡炭滌綸和粘膠在后道染色時可以用活性染料實現(xiàn)同浴匹染，大大減 少染色工序，降低染色成本，同時染色均勻度高于普通滌綸與粘膠一同染色時的染色均勻 度。
[0039] (4)改性咖啡炭纖維生產(chǎn)原料來自回收的咖啡渣，環(huán)?；厥赵倮?，達到了節(jié)能減 碳的目的?？Х仍谔炕^程中可以產(chǎn)生大量的礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)能作用于外界和人體 所發(fā)射的紅外線并使之轉(zhuǎn)化為熱能，似的纖維具有升溫保暖功能。
[0040] (5)咖啡炭結(jié)構(gòu)空隙大，表面粗糙，將咖啡炭導(dǎo)入纖維，制成功能性紡織品，能迅速 將皮膚產(chǎn)生的濕氣或是外來水分吸收并迅速揮發(fā)快干。
[0041] (6)粘膠纖維作為吸濕發(fā)熱的主體，咖啡炭滌綸短纖由于咖啡炭具有孔隙結(jié)構(gòu)而 具有快速導(dǎo)濕的作用；引入的親水基團能提高纖維吸濕率，同時與粘膠染色時可以實現(xiàn)用 活性染料同浴匹染，大大減少染色工序，降低染色成本并且提高染色均勻度。這種紗線可廣 泛應(yīng)用與服用領(lǐng)域，尤其是家用內(nèi)衣等紡織品。
【附圖說明】
[0042]圖1是兩種吸濕發(fā)熱機理的示意圖一。
[0043]圖2是兩種吸濕發(fā)熱機理的示意圖二。
[0044] 圖1所示機理為:紗線表面的親水基團吸附空氣中作無規(guī)運動的水分子，水分子因 從無規(guī)運動狀態(tài)轉(zhuǎn)為靜止?fàn)顟B(tài)，其動能轉(zhuǎn)化為熱能，起到發(fā)熱的功能；
[0045] 圖2所示機理為:氣態(tài)水分子在紗線表面發(fā)生相態(tài)變化，水從氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，放 出熱量，從而起到吸濕發(fā)熱的功能。
【具體實施方式】
[0046] 下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
[0047] 實施例1
[0048] 一種吸濕發(fā)熱紗線，由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 %改性咖啡炭滌綸短纖及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80 %粘 膠短纖組成，其中改性咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖的總量為l〇〇wt%。所述的改性咖啡炭滌 綸短纖維截面為中空結(jié)構(gòu)。
[0049] 所述的粘膠短纖長度為38mm，纖度為1.33dtex，斷裂強度為2.81〇1'1/(1丨61，斷裂伸 長率為19.1 %，初始模量為49.29cN/dtex。
[0050]所述的吸濕發(fā)熱紗線的制備方法為：
[0051 ] 1、制備改性咖啡炭滌綸短纖：
[0052] (1)咖啡炭制備
[0053]利用廢棄的咖啡渣，將其與50%質(zhì)量濃度的磷酸以質(zhì)量比2:1的比例混合，在100 °C下浸漬2小時，取浸漬過的咖啡炭，先經(jīng)過150°C的干燥處理3小時，之后將溫度升至700°C 煅燒0.5小時，然后再升溫至1000°C煅燒1小時，得到咖啡炭;使咖啡渣的晶體向與孔隙呈現(xiàn) 最佳狀態(tài)，并除去咖啡渣孔洞內(nèi)的油與淀粉等有機物；
[0054] (2)制備Ti02改性咖啡炭：
[0055] 在攪拌速度為2000r/min情況下將10ml鈦酸四丁酯緩慢滴加到30ml無水乙醇中， 室溫下持續(xù)攪拌3小時得到溶液a;將10ml無水乙醇、1.3ml蒸餾水、lml冰乙酸混合得到混合 液b，然后將混合液b緩慢滴入溶液a中，并繼續(xù)攪拌40min得到二氧化鈦前驅(qū)體溶膠。向溶膠 中投入20g制備的咖啡炭，繼續(xù)攪拌1小時后密封浸漬24小時。然后用無水乙醇、去離子水依 次洗滌數(shù)遍，在120°C下干燥3小時，隔絕空氣在450°C的馬弗爐中煅燒3小時，制得Ti0 2/咖 啡炭。
[0056] (3)將Ti02改性咖啡炭微粉化：
[0057] 將得到的Ti02/咖啡炭采用球磨法進行微粉化，研磨成粒徑為40~300納米的Ti02 改性咖啡炭；
[0058] (4)混合多元醇的制備：
[0059] 將乙二醇:季戊四醇：山梨醇:TWEEN 20按照100:0.05:0.05:0.05的質(zhì)量比配置成 混合多元醇，控制混合多元醇的粘度和表面張力，使得混合多元醇能將Ti〇2/咖啡炭包裹， 并防止Ti〇 2/咖啡炭沉降。
[0060] (5)打漿
[0061 ] 將Ti〇2改性咖啡炭240g添加到混合多元醇3.70kg中，然后以1000r/min速度進行 高速打漿，使Ti02/咖啡炭與混合多元醇充分混合，保證Ti02/咖啡炭分散均勻；
[0062] (6)酯化反應(yīng)
[0063]將所得漿液與對苯二甲酸8kg加入酯化反應(yīng)釜，同時加入催化劑乙二醇銻，加入量 為120ppm，基數(shù)為對苯二甲酸的質(zhì)量），以及熱穩(wěn)定劑磷酸三甲酯，用量是對苯二甲酸質(zhì)量 的O.OOlwt%和抗氧化劑1010,用量是對苯二甲酸質(zhì)量的O.OOlwt%，進行酯化反應(yīng);酯化反 應(yīng)的壓力為〇. OIMPa;酯化反應(yīng)的溫度為245°C，酯化反應(yīng)的時間為4h;所述漿液中的Ti02改 性咖啡炭的質(zhì)量為對苯二甲酸的〇.5wt%。對苯二甲酸與混合多元醇的摩爾比1:1.05;
[0064] (7)將酯化反應(yīng)的混合物進行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)的溫度保持在290°C;所述的縮 聚反應(yīng)持續(xù)2.5h。
[0065] (8)經(jīng)過紡絲、集束、后牽伸、卷曲、熱定型、切斷得到改性咖啡炭滌纟侖短纖；
[0066] 所述的改性咖啡炭滌綸短纖長度為38mm，纖度為1.67dtex，斷裂強度為4.30cN/ dtex，斷裂伸長率為15.0 %，初始模量為38.72cN/dtex。
[0067] 2、將改性咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖按比例進行混合；
[0068] 3、將改性咖啡炭滌綸短纖和黏膠短纖的混合物依序通過開清工序、梳棉工序、精 梳工序、并條工序、粗紗工序以及細(xì)紗工序，獲得吸濕發(fā)熱紗線。
[0069] (1)開清工序
[0070] 改性咖啡炭滌綸短纖和黏膠短纖干重定為350g/m，綜合打手速度為800r/min，棉 卷羅拉轉(zhuǎn)速10~12r/min，伸長率15%，棉卷質(zhì)量不勾率控制在1 %以下。
[0071] (2)梳棉工序
[0072] 梳棉工序一定要保持機械狀態(tài)良好，并保持棉網(wǎng)的清晰度，沒有破邊、破洞等現(xiàn) 象。
[0073] 選用AC2030型錫林針布，梳棉機針布充塞少、纖維負(fù)荷輕、纖維轉(zhuǎn)移率高、纖維損 傷少，減少纖維彎鉤和棉結(jié)數(shù)量。紡化纖時梳棉機主要工藝參數(shù):錫林轉(zhuǎn)速300r/min，道夫 轉(zhuǎn)速15r/min，刺輯轉(zhuǎn)速700r/min，蓋板速度80mm/min，給棉板與刺輯隔距0.2mm，刺輯與錫 林隔距0.15mm，錫林道夫隔距0.1mm，短纖混合物的生條定量為12g/5m。
[0074] (3)精梳工序
[0075] 米用后退給棉的方式，給棉長度5~6mm，錫林轉(zhuǎn)速250r/min，毛刷1100r/min，落棉 隔距刻度選擇為8，梳理隔距0.40mm，落棉率15%，精梳條定量為15g/5m。
[0076] (4)并條工序
[0077] 為了提高混合效果，增加纖維的伸直平行度，6根條預(yù)并后，再將4根預(yù)并條進行2 道混并。并條機后牽伸偏大掌握以利于消除纖維彎鉤，相對濕度要盡量保持在65 %左右。干 定量15g/5m，總牽伸6倍，后牽伸倍數(shù)1.3倍。
[0078] (5)粗紗工序
[0079] 羅拉隔距l(xiāng)lmmX 26mmX 32mm，鉗口隔距5mm，錠子轉(zhuǎn)速800r/min，粗紗干定量4g/ l〇m，設(shè)計捻系數(shù)70,總牽伸倍數(shù)5倍，后牽伸倍數(shù)1.1倍。
[0080] (6)細(xì)紗工序
[0081 ] 細(xì)紗干定量15/100m，鉗口隔距2_，羅拉隔距18_X 30mm，捻度70捻/10cm，總牽伸 倍數(shù)25倍，后區(qū)牽伸1.20倍。
[0082]所述的吸濕發(fā)熱紗線的染色方法為：
[0083] (1)配制染色液，所述的染色液含有染料和助劑，染料及助劑的用量比例按照表1 所示，將染料和助劑稱量放入料筒中，用少量的冷水調(diào)成漿糊狀，然后加入附缸中，加入60 °C熱水，再運行附缸，使染料攪拌均勻；
[0084] 表1染色過程中染料及助劑用量表
[0085]
[0086] (2)注入其對應(yīng)容積的水(66.75L)，加熱至相應(yīng)的溫度50°C ;
[0087] (3)加入燒堿，調(diào)節(jié)pH值到對應(yīng)的12.5后，加入吸濕發(fā)熱紗線，開始染色40min，浴 比為1:20;
[0088] (4)加入冰醋酸中和，至織物pH值為中性，然后排水，清洗附缸后進行常規(guī)后處理 過程，得到染色的吸濕發(fā)熱紗線。
[0089]用此吸濕發(fā)熱紗線制備的克重為300g的煒平針針織物，按照FZ 73036-2010測試 其吸濕發(fā)熱性能，30分鐘內(nèi)最高升溫值為6.4°C，平均升溫值為3.4°C。
[0090] 實施例2
[0091 ] -種多吸濕發(fā)熱紗線，由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %改性咖啡炭滌綸短纖及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70 % 粘膠短纖組成，其中改性咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖的總量為l〇〇wt%。所述的改性咖啡炭 滌綸短纖維截面為中空結(jié)構(gòu)。
[0092] 所述的粘膠短纖長度為38mm，纖度為1.33dtex，斷裂強度為2.81〇1'1/(1丨61，斷裂伸 長率為19.1 %，初始模量為49.29cN/dtex。
[0093]所述的吸濕發(fā)熱紗線的制備方法為：
[0094] 1、制備改性咖啡炭滌綸短纖：
[0095] (1)咖啡炭制備
[0096] 利用廢棄的咖啡渣，將其與50%質(zhì)量濃度的磷酸以質(zhì)量比2:1的比例混合，在100 °C下浸漬2小時，取浸漬過的咖啡炭，先經(jīng)過180°C的干燥處理1小時，之后將溫度升至600°C 煅燒2小時，然后再升溫至800°C煅燒3小時，得到咖啡炭;使咖啡渣的晶體向與孔隙呈現(xiàn)最 佳狀態(tài)，并除去咖啡渣孔洞內(nèi)的油與淀粉等有機物；
[0097] (2)制備Ti02改性咖啡炭：
[0098] 在攪拌速度為2300r/min情況下將10ml鈦酸四丁酯緩慢滴加到30ml無水乙醇中， 室溫下持續(xù)攪拌3小時得到溶液a;將10ml無水乙醇、1.3ml蒸餾水、lml冰乙酸混合得到混合 液b，然后將混合液b緩慢滴入溶液a中，并繼續(xù)攪拌40min得到二氧化鈦前驅(qū)體溶膠。向溶膠 中投入20g制備的咖啡炭，繼續(xù)攪拌1小時后密封浸漬24小時。然后用無水乙醇、去離子水依 次洗滌數(shù)遍，在120°C下干燥3小時，隔絕空氣在450°C的馬弗爐中煅燒3小時，制得Ti02/咖 啡炭。
[0099] (3)將Ti02改性咖啡炭微粉化：
[0100] 將得到的Ti02/咖啡炭采用球磨法進行微粉化，研磨成粒徑為40~300納米的Ti0 2 改性咖啡炭；
[0101] (4)混合多元醇的制備：
[0102] 將乙二醇:季戊四醇：山梨醇:TWEEN 20按照100:0.05:0.05:0.05的質(zhì)量比配置成 混合多元醇，控制混合多元醇的粘度和表面張力，使得混合多元醇能將Ti〇 2/咖啡炭包裹， 并防止Ti〇2/咖啡炭沉降。
[0103] (5)打漿
[0104] 將Ti02改性咖啡炭240g添加到混合多元醇3.70g中，然后以1000r/min速度進行高 速打漿，使Ti〇2/咖啡炭與混合多元醇充分混合，保證Ti〇2/咖啡炭分散均勻；
[0105] (6)酯化反應(yīng)
[0106] 將所得漿液與對苯二甲酸8kg加入酯化反應(yīng)釜，同時加入催化劑乙二醇鈦，加入量 為300ppm，基數(shù)為對苯二甲酸的質(zhì)量，以及熱穩(wěn)定劑磷酸三甲酯，用量是對苯二甲酸質(zhì)量的 0.0 lwt %和抗氧化劑616，用量是對苯二甲酸質(zhì)量的0.015wt %，進行酯化反應(yīng);酯化反應(yīng)的 壓力為0.25MPa;酯化反應(yīng)的溫度為260°C，酯化反應(yīng)的時間為4h;所述漿液中的Ti0 2改性咖 啡炭的質(zhì)量為對苯二甲酸的2.5%。對苯二甲酸與混合多元醇的摩爾比1:1.25;
[0107] (7)將酯化反應(yīng)的混合物進行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)的溫度保持在290°C;所述的縮 聚反應(yīng)持續(xù)2h。
[0108] (8)經(jīng)過紡絲、集束、后牽伸、卷曲、熱定型、切斷得到改性咖啡炭滌纟侖短纖；
[0109] 所述的改性咖啡炭滌綸短纖長度為38mm，纖度為1.67dtex，斷裂強度為4.13CN/ dtex，斷裂伸長率為14.7 %，初始模量為37.56cN/dtex。
[0110] 2、將改性咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖按比例進行混合；
[0111] 3、將改性咖啡炭滌綸短纖和黏膠短纖的混合物依序通過開清工序、梳棉工序、精 梳工序、并條工序、粗紗工序以及細(xì)紗工序，獲得吸濕發(fā)熱紗線。
[0112] (1)開清工序
[0113] 改性咖啡炭滌綸短纖和黏膠短纖干重定為380g/m，綜合打手速度為850r/min，棉 卷羅拉轉(zhuǎn)速llr/min，伸長率15%左右，棉卷質(zhì)量不勾率控制在1 %以下。
[0114] (2)梳棉工序
[0115] 梳棉工序一定要保持機械狀態(tài)良好，并保持棉網(wǎng)的清晰度，沒有破邊、破洞等現(xiàn) 象。選用AC2030型錫林針布，梳棉機針布充塞少、纖維負(fù)荷輕、纖維轉(zhuǎn)移率高、纖維損傷少， 減少纖維彎鉤和棉結(jié)數(shù)量。紡化纖時梳棉機主要工藝參數(shù):錫林轉(zhuǎn)速330r/min，道夫轉(zhuǎn)速 16r/min，刺輯轉(zhuǎn)速725r/min，蓋板速度90mm/min，給棉板與刺輯隔距0.25mm，刺輯與錫林隔 距0.18mm，錫林道夫隔距0.13mm，短纖混合物的生條定量為16g/5m。
[0116] (3)精梳工序
[0117] 米用后退給棉的方式，給棉長度5.5mm，錫林轉(zhuǎn)速270r/min，毛刷1150r/min，落棉 隔距刻度選擇為8，梳理隔距0.45mm，落棉率17%，精梳條定量為17g/5m。
[0118] (4)并條工序
[0119] 為了提高混合效果，增加纖維的伸直平行度，6根條預(yù)并后，再將4根預(yù)并條進行2 道混并。并條機后牽伸偏大掌握以利于消除纖維彎鉤，相對濕度要盡量保持在65 %左右。干 定量17g/5m，總牽伸7.5倍，后牽伸倍數(shù)1.6倍。
[0120] (5)粗紗工序
[0121 ] 羅拉隔距11mmX 26mmX 32mm，鉗口隔距5.5mm，錠子轉(zhuǎn)速850r/min，粗紗干定量5g/ l〇m，設(shè)計捻系數(shù)85,總牽伸倍數(shù)6.5倍，后牽伸倍數(shù)1.15倍。
[0122] (6)細(xì)紗工序
[0123] 細(xì)紗干定量17/100m，鉗口隔距2.3mm，羅拉隔距18mm X 30mm，捻度75捻/10cm，總牽 伸倍數(shù)27倍，后區(qū)牽伸1.30倍。
[0124] 所述的吸濕發(fā)熱紗線的染色方法為：
[0125] (1)配制染色液，所述的染色液含有染料和助劑，染料及助劑的用量比例按照表1 所示，將染料和助劑稱量放入料筒中，用少量的冷水調(diào)成漿糊狀，然后加入附缸中，加入60 °C熱水，再運行附缸，使染料攪拌均勻；
[0126] 表2染色過程中染料及助劑用量表
[0127]
[0128] (2)注入其對應(yīng)容積的水(66.75L)，加熱至相應(yīng)的溫度50°C ;
[0129] (3)加入燒堿，調(diào)節(jié)pH值到對應(yīng)的12.5后，加入吸濕發(fā)熱紗線，開始染色40min，浴 比為1:20;
[0130] (4)加入冰醋酸中和，至織物pH值為中性，然后排水，清洗附缸后進行常規(guī)后處理 過程，得到染色的吸濕發(fā)熱紗線。
[0131] 用此吸濕發(fā)熱紗線制備的克重為200g的煒平針針織物，按照FZ 73036-2010測試 其吸濕發(fā)熱性能，30分鐘內(nèi)最高升溫值為6.3 °C，平均升溫值為3.3 °C。
[0132] 實施例3
[0133] -種吸濕發(fā)熱紗線，由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40 %改性咖啡炭滌綸短纖及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60 %粘 膠短纖組成，其中改性咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖的總量為l〇〇wt%。所述的改性咖啡炭滌 綸短纖維截面為中空結(jié)構(gòu)。
[0134] 所述的粘膠短纖長度為38mm，纖度為1.33dtex，斷裂強度為2.81〇1'1/(1丨61，斷裂伸 長率為19.1 %，初始模量為49.29cN/dtex。
[0135]所述的吸濕發(fā)熱紗線的制備方法為：
[0136] 1、制備改性咖啡炭滌綸短纖：
[0137] (1)咖啡炭制備
[0138] 利用廢棄的咖啡渣，將其與50%質(zhì)量濃度的磷酸以質(zhì)量比2:1的比例混合，在100 °C下浸漬2小時，取浸漬過的咖啡炭，先經(jīng)過170°C的干燥處理2小時，之后將溫度升至700°C 煅燒1小時，然后再升溫至900 °C煅燒1小時，得到咖啡炭;使咖啡渣的晶體向與孔隙呈現(xiàn)最 佳狀態(tài)，并除去咖啡渣孔洞內(nèi)的油與淀粉等有機物；
[0139] (2)制備Ti02改性咖啡炭：
[0140] 在攪拌速度為2500r/min情況下將10ml鈦酸四丁酯緩慢滴加到30ml無水乙醇中， 室溫下持續(xù)攪拌3小時得到溶液a;將10ml無水乙醇、1.3ml蒸餾水、lml冰乙酸混合得到混合 液b，然后將混合液b緩慢滴入溶液a中，并繼續(xù)攪拌40min得到二氧化鈦前驅(qū)體溶膠。向溶膠 中投入20g制備的咖啡炭，繼續(xù)攪拌1小時后密封浸漬24小時。然后用無水乙醇、去離子水依 次洗滌數(shù)遍，在120°C下干燥3小時，隔絕空氣在450°C的馬弗爐中煅燒3小時，制得Ti0 2/咖 啡炭。
[0141] (3)將Ti02改性咖啡炭微粉化：
[0142] 將得到的Ti02/咖啡炭采用球磨法進行微粉化，研磨成粒徑為40~300納米的Ti02 改性咖啡炭；
[0143] (4)混合多元醇的制備：
[0144] 將乙二醇:季戊四醇：山梨醇:TWEEN 20按照100: 5: 5: 5的質(zhì)量比配置成混合多元 醇，控制混合多元醇的粘度和表面張力，使得混合多元醇能將Ti〇2/咖啡炭包裹，并防止 Ti02/咖啡炭沉降。
[0145] (5)打漿
[0146] 將Ti〇2改性咖啡炭240g添加到混合多元醇3.70kg中，然后以1000r/min速度進行 高速打漿，使Ti02/咖啡炭與混合多元醇充分混合，保證Ti02/咖啡炭分散均勻；
[0147] (6)酯化反應(yīng)
[0148] 將所得漿液與對苯二甲酸8kg加入酯化反應(yīng)釜，同時加入催化劑三氧化二銻，加入 量為550ppm，基數(shù)為對苯二甲酸的質(zhì)量，以及熱穩(wěn)定劑磷酸三甲酯，用量是對苯二甲酸質(zhì)量 的0.02wt %和抗氧化劑168，用量是對苯二甲酸質(zhì)量的0.03wt %，進行酯化反應(yīng);酯化反應(yīng) 的壓力為0.5MPa;酯化反應(yīng)的溫度為255°C，酯化反應(yīng)的時間為2h;所述漿液中的Ti0 2改性 咖啡炭的質(zhì)量為對苯二甲酸的5%。對苯二甲酸與混合多元醇的摩爾比1:1.5;
[0149] (7)將酯化反應(yīng)的混合物進行縮聚反應(yīng)，縮聚反應(yīng)的溫度保持在280°C;所述的縮 聚反應(yīng)持續(xù)6h。
[0150] (8)經(jīng)過紡絲、集束、后牽伸、卷曲、熱定型、切斷得到改性咖啡炭滌纟侖短纖；
[0151] 所述的改性咖啡炭滌綸短纖長度為38mm，纖度為1.67dtex，斷裂強度為4.92cN/ dtex，斷裂伸長率為15.7 %，初始模量為39.1 cN/dtex。
[0152] 2、將改性咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖按比例進行混合；
[0153] 3、將改性咖啡炭滌綸短纖和黏膠短纖的混合物依序通過開清工序、梳棉工序、精 梳工序、并條工序、粗紗工序以及細(xì)紗工序，獲得吸濕發(fā)熱紗線。
[0154] (1)開清工序
[0155] 改性咖啡炭滌綸短纖和黏膠短纖干重定為400g/m，綜合打手速度為900r/min，棉 卷羅拉轉(zhuǎn)速12r/min，伸長率20%左右，棉卷質(zhì)量不勾率控制在1 %以下。
[0156] (2)梳棉工序
[0157] 梳棉工序一定要保持機械狀態(tài)良好，并保持棉網(wǎng)的清晰度，沒有破邊、破洞等現(xiàn) 象。
[0158] 選用AC2030型錫林針布，梳棉機針布充塞少、纖維負(fù)荷輕、纖維轉(zhuǎn)移率高、纖維損 傷少，減少纖維彎鉤和棉結(jié)數(shù)量。紡化纖時梳棉機主要工藝參數(shù):錫林轉(zhuǎn)速350r/min，道夫 轉(zhuǎn)速18r/min，刺輯轉(zhuǎn)速750r/min，蓋板速度100mm/min，給棉板與刺輯隔距0.3mm，刺輯與錫 林隔距0.20mm，錫林道夫隔距0.15mm，短纖混合物的生條定量為20g/5m。
[0159] (3)精梳工序
[0160] 米用后退給棉的方式，給棉長度6mm，錫林轉(zhuǎn)速300r/min，毛刷1200r/min，落棉隔 距刻度選擇為9，梳理隔距0.50mm，落棉率20 %，精梳條定量為20g/5m。
[0161] (4)并條工序
[0162] 為了提高混合效果，增加纖維的伸直平行度，6根條預(yù)并后，再將4根預(yù)并條進行2 道混并。并條機后牽伸偏大掌握以利于消除纖維彎鉤，相對濕度要盡量保持在65 %左右。干 定量20g/5m，總牽伸9倍，后牽伸倍數(shù)1.9倍。
[0163] (5)粗紗工序
[0164] 羅拉隔距l(xiāng)lmmX 26mmX 32mm，鉗口隔距6mm，錠子轉(zhuǎn)速900r/min，粗紗干定量6g/ l〇m，設(shè)計捻系數(shù)100，總牽伸倍數(shù)8倍，后牽伸倍數(shù)1.2倍。
[0165] (6)細(xì)紗工序
[0166] 細(xì)紗干定量20/100m，鉗口隔距2.5mm，羅拉隔距18mm X 30mm，捻度80捻/10cm，總牽 伸倍數(shù)30倍，后區(qū)牽伸1.40倍。
[0167] 所述的吸濕發(fā)熱紗線的染色方法為：
[0168] (1)配制染色液，所述的染色液含有染料和助劑，染料及助劑的用量比例按照表1 所示，將染料和助劑稱量放入料筒中，用少量的冷水調(diào)成漿糊狀，然后加入附缸中，加入60 °C熱水，再運行附缸，使染料攪拌均勻；
[0169] 表3染色過程中染料及助劑用量表
[0170]
[0171] (2)注入其對應(yīng)容積的水(66.75L)，加熱至相應(yīng)的溫度50°C;
[0172] (3)加入燒堿，調(diào)節(jié)pH值到對應(yīng)的12.5后，加入吸濕發(fā)熱紗線，開始染色40min，浴 比為1:20;
[0173] (4)加入冰醋酸中和，至織物pH值為中性，然后排水，清洗附缸后進行常規(guī)后處理 過程，得到染色的吸濕發(fā)熱紗線。
[0174] 用此吸濕發(fā)熱紗線制備的克重為250g的煒平針針織物，按照FZ 73036-2010測試 其吸濕發(fā)熱性能，30分鐘內(nèi)最高升溫值為6.1°C，平均升溫值為3.2 °C。
【主權(quán)項】
1. 一種吸濕發(fā)熱紗線，其特征在于，由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20~40 %改性咖啡炭滌綸短纖及質(zhì) 量分?jǐn)?shù)為60~80%粘膠短纖組成，其中改性咖啡炭滌纟侖短纖和粘膠短纖的總量為100wt %。2. 如權(quán)利要求1所述的吸濕發(fā)熱紗線，其特征在于，所述的改性咖啡炭滌綸短纖的長度 為38mm，纖度為1.33~1.67dtex，斷裂強度為3.0~5.0cN/dtex，斷裂伸長率為13~16%，初 始模量為35 · 0 ~42 · 0cN/dtex〇3. 如權(quán)利要求1所述的吸濕發(fā)熱紗線，其特征在于，所述的粘膠短纖長度為38mm，纖度 為1.33~1.67dtex，斷裂強度為2.3~3.3cN/dtex，斷裂伸長率為17~21%，初始模量為 46.0~51.OcN/dtexo4. 如權(quán)利要求1所述的吸濕發(fā)熱紗線，其特征在于，所述的改性咖啡炭滌綸短纖的制備 方法包括:制備咖啡炭，制備Ti02改性咖啡炭，將Ti0 2改性咖啡炭微粉化，制備混合多元醇， 將Ti02改性咖啡炭添加到混合多元醇中，打漿，將所得漿液與對苯二甲酸進行酯化反應(yīng)后， 再進行縮聚反應(yīng)，經(jīng)過紡絲、集束、后牽伸、卷曲、熱定型、切斷得到預(yù)定長度的改性咖啡炭 滌綸短纖。5. 如權(quán)利要求4所述的吸濕發(fā)熱紗線，其特征在于，所述的咖啡炭的制備方法包括:利 用廢棄的咖啡渣，將其浸漬于酸中；取浸漬過的咖啡炭，先經(jīng)過150~180 °C的干燥處理1~3 小時，之后將溫度升至600~700 °C煅燒0.5~2小時，然后再升溫至800~1000 °C煅燒1~3小 時，得到咖啡炭。6. 如權(quán)利要求4所述的吸濕發(fā)熱紗線，其特征在于，所述的Ti02改性咖啡炭的制備方法 包括:在攪拌速度為2000~2500r/min情況下將鈦酸四丁酯滴加到無水乙醇中，室溫下攪拌 得到溶液a;將無水乙醇、蒸餾水和冰乙酸混合得到混合液b，然后將混合液b滴入溶液a中， 攪拌得到二氧化鈦前驅(qū)體溶膠；向溶膠中投入咖啡炭，密封攪拌浸漬一段時間，然后用無水 乙醇和去離子水依次洗滌，干燥，隔絕空氣煅燒，制得Ti0 2/咖啡炭。7. 如權(quán)利要求4所述的吸濕發(fā)熱紗線，其特征在于，所述的混合多元醇的制備方法包 括:將乙二醇、季戊四醇、山梨醇和TWEEN 20按照100:0.05~5:0.05~5:0.05~5的質(zhì)量比 配置成混合多元醇，控制混合多元醇的粘度和表面張力，使得混合多元醇能將Ti0 2/咖啡炭 包裹，并防止Ti02/咖啡炭沉降。8. 權(quán)利要求1-7中任一項所述的吸濕發(fā)熱紗線的制備方法，其特征在于，包括:將改性 咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖按比例進行混合，其中改性咖啡炭滌綸短纖占20~40wt%，粘 膠短纖占60~80wt%，且改性咖啡炭滌綸短纖和粘膠短纖的總量為100wt% ;將改性咖啡炭 滌綸短纖和黏膠短纖的混合物依序通過開清工序、梳棉工序、精梳工序、并條工序、粗紗工 序以及細(xì)紗工序，獲得吸濕發(fā)熱紗線。9. 如權(quán)利要求8所述的吸濕發(fā)熱紗線的制備方法，其特征在于，包括:所述的開清工序 中，改性咖啡炭滌綸短纖和黏膠短纖干重定為350~400g/m，綜合打手速度為800~900r/ min，棉卷羅拉轉(zhuǎn)速10~12r/min，伸長率10~20%左右，棉卷質(zhì)量不勾率控制在1 %以下;所 述的梳棉工序中，錫林轉(zhuǎn)速300~350r/min，道夫轉(zhuǎn)速15~18r/min，刺輥轉(zhuǎn)速700~750r/ min，蓋板速度80~100mm/min，給棉板與刺輯隔距0.2~0.3mm，刺輯與錫林隔距0.15~ 0.20mm，錫林道夫隔距0.1~0.15mm，短纖混合物的生條定量為12~20g/5m。10. 權(quán)利要求1-7中任一項所述的吸濕發(fā)熱紗線的染色方法，其特征在于，包括:配制染 色液，所述的染色液含有染料及助劑，調(diào)整pH值，將織物加入染色液進行染色，中和，得到染 色后的吸濕發(fā)熱紗線。
【文檔編號】D06P1/38GK105862206SQ201610356691
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】王朝生, 朱藝超, 王華平, 吉鵬, 鄭耀偉, 邢周明, 樸宏, 徐慧玲, 李益仁, 梁天元
【申請人】東華大學(xué)