一种抗菌除臭面料及其制备方法与流程

本发明涉及纺织印染，尤其涉及一种抗菌除臭面料及其制备方法。

背景技术：

1、随着生活水平的提高，消费者对抗菌除臭类纺织品的需求已从单一的医疗防护延伸至日常服饰、运动装备及家纺用品等领域。目前市面上的主流抗菌除臭面料，其功能性多依赖于纳米银系无机抗菌剂或单一的草本植物提取物。然而，上述技术方案在实际应用中逐渐暴露出局限性：一方面，纳米银材料成本高昂，且在长期使用中存在溶出风险及潜在的环境压力；另一方面，传统的植物提取物受限于热稳定性和水洗牢度，其功能持久性往往难以满足现代纺织品的耐用要求。此外，现有的除臭技术多侧重于物理吸附（如活性炭），缺乏对氨气和硫化氢等异味分子的针对性化学分解或转化能力，极易出现吸附饱和及二次释放的问题。

2、针对上述问题，行业内开始探索利用非贵金属离子、天然多酚络合物以及多孔矿物材料来构建新型功能体系。这类材料不仅成本低廉、来源广泛，且具备多机制的协同作用潜力。尽管如此，现有技术往往仅着眼于单一功能助剂的替换，忽视了面料中功能组分之间的适配性。因此，亟需提供一种能够兼顾长效抗菌和高效除臭的面料，以满足市场对高性能绿色针织品的需求。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提供了一种抗菌除臭面料及其制备方法。

2、为达到上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

3、本发明提供一种抗菌除臭面料，包括负载咖啡果皮生物炭的第一纱线和负载壬酸-γ-环糊精包合物的第二纱线。

4、本发明提供的抗菌除臭面料中，经过碳化处理后的咖啡果皮生物炭具有丰富的孔结构和较大的比表面积，可通过物理吸附捕获氨气、硫化氢和挥发性有机酸等臭气分子；同时，咖啡果皮生物炭中保留的酚羟基和醌基等含氧官能团可破坏细菌细胞膜完整性，提升第一纱线的杀菌性能和除臭能力。

5、本发明提供的抗菌除臭面料中的第二纱线，一方面，壬酸可通过皂化反应中和碱性臭气，另一方面，壬酸能渗入细菌细胞膜磷脂双分子层改变膜通透性，协同增强抗菌效果；γ-环糊精具有的疏水空腔实现了对壬酸的包封，不仅掩盖了壬酸本身的刺激性气味，更可通过缓慢释放壬酸实现面料的持续除臭和抑菌效果。

6、本发明提供中，第一纱线负载的咖啡果皮生物炭优先吸附并截留臭气分子，为第二纱线中壬酸-γ-环糊精包合物的缓释杀菌创造低负荷环境；而壬酸的持续释放抑制微生物代谢产臭，减轻咖啡果皮生物炭的吸附压力。本发明通过合理设计第一纱线与第二纱线在功能上的定向分工，达到了协同增效的效果，在无需添加纳米银和季铵盐等抗菌剂的前提下，仍可实现优异的抗菌能力和除臭能力。

7、优选的，所述咖啡果皮生物炭的制备方法包括如下步骤：

8、将咖啡果皮于450~550℃下进行碳化处理，得所述咖啡果皮生物炭。

9、进一步优选的，所述碳化处理的时间为3~6h。

10、进一步优选的，所述碳化处理于惰性氛围下进行，优选为氮气。

11、优选的，所述咖啡果皮生物炭的粒径为20~50nm。

12、优选的，所述第一纱线的制备方法包括如下步骤：

13、将咖啡果皮生物炭分散于聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，调节ph至4.5~5.5，得咖啡果皮生物炭分散液；

14、于40~50℃下，将涤纶长丝加入所述咖啡果皮生物炭分散液中进行浸渍，干燥，得所述第一纱线。

15、本发明提供的第一纱线的制备方法中，聚乙烯吡咯烷酮和弱酸环境协同，能使咖啡果皮生物炭均匀分散在聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，保证后续负载均匀性；同时，弱酸环境还有利于促进咖啡果皮生物炭吸附并负载于涤纶长丝表面，保证负载量；本发明提供的第一纱线的制备方法无需有毒溶剂，环保安全。

16、进一步优选的，所述咖啡果皮生物炭分散液中咖啡果皮生物炭的质量浓度为3%~8%。

17、进一步优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮水溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为0.3%~0.5%。

18、进一步优选的，所述涤纶长丝和咖啡果皮生物炭分散液的用量比为1g:（20~40）ml。

19、进一步优选的，调节ph至4.5~5.5后，还包括加入润湿剂。

20、示例性的，所述润湿剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，所述润湿剂和所述咖啡果皮生物炭分散液的用量比为（0.5~1）g:1l。

21、进一步优选的，所述浸渍的时间为3~5h。

22、优选的，所述第二纱线的制备方法包括如下步骤：

23、将γ-环糊精加入乙醇水溶液中，然后加入壬酸，于40~60℃下保温，得壬酸-γ-环糊精包合物分散液；

24、在所述壬酸-γ-环糊精包合物分散液中加入交联剂和次磷酸钠，然后加入涤纶长丝，于40~50℃下进行浸渍，然后于110~140℃下进行热处理，干燥，得所述第二纱线。

25、本发明提供的第二纱线的制备方法，以乙醇水溶液为介质，于40~60℃的温和条件下原位构建壬酸-γ-环糊精包合物，避免复杂预包合工序；随后引入交联剂和次磷酸钠的交联体系，在40~50℃浸渍吸附后于110~140℃热处理，使壬酸-γ-环糊精包合物锚定于纱线表面，整体工艺水基环保、温度温和、无需有机溶剂后处理，具有工艺简便性和产业化可行性的特点。

26、进一步优选的，所述γ-环糊精和乙醇水溶液的用量比为（10~15）g:1000ml。

27、进一步优选的，所述乙醇水溶液的质量浓度为10%~30%。

28、进一步优选的，所述γ-环糊精和壬酸的摩尔比为1:（1~1.5）。

29、进一步优选的，所述保温的时间为2~4h。

30、进一步优选的，所述涤纶长丝还包括如下预处理步骤：

31、将未处理的涤纶长丝和表面活性剂加入碱溶液中，于95~100℃下浸泡，水洗至中性，干燥，得所述涤纶长丝。

32、更进一步优选的，所述浸泡的时间为30~60min。

33、更进一步优选的，所述碱溶液为氢氧化钠溶液。

34、更进一步优选的，所述涤纶长丝和碱溶液的用量比为1g:（20~40）ml，所述碱溶液的浓度为10~12g/l。

35、更进一步优选的，所述涤纶长丝和表面活性剂的用量比为1g:（0.2~0.5）ml。

36、更进一步优选的，所述表面活性剂为十八烷基二甲基苄基氯化铵。

37、进一步优选的，所述涤纶长丝和所述壬酸-γ-环糊精包合物分散液的用量比为1g:（30~40）ml。

38、进一步优选的，所述交联剂为柠檬酸。

39、进一步优选的，所述交联剂的加入量为所述涤纶长丝质量的3%~8%。

40、进一步优选的，所述次磷酸钠的加入量为所述涤纶长丝质量的1%~3%。

41、进一步优选的，所述浸渍的时间为40~60min。

42、进一步优选的，所述热处理的时间为5~8min。

43、优选的，所述第一纱线和所述第二纱线的质量比为（30～40）:（60～70）。

44、优选的，所述第一纱线的规格为30～220dtex。

45、优选的，所述第二纱线的规格为30～220dtex。

46、进一步优选的，所述第一纱线的规格为56dtex、83dtex、111dtex或167dtex。

47、进一步优选的，所述第二纱线的规格为56dtex、83dtex、111dtex或167dtex。

48、本发明提供上述抗菌除臭面料的制备方法，包括如下步骤：

49、以所述第一纱线和所述第二纱线为编织纱线，采用双罗纹组织织法编织，得抗菌除臭面料。

50、本发明提供的抗菌除臭面料，通过对抗菌除臭面料的纱线的功能成分定向设计，显著提升了抗菌与除臭性能；且其制备方法工艺简便，易于产业化。