CN100398705C - 一种保健纤维及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保健纤维及其制造方法。该保健纤维具有皮芯结构，皮芯体积比为3∶7-7∶3；皮层料重量百分比配方为：皮层聚合物92.6-97.9%，粒径为0.05-1.0μm的珍珠蛋白粉料2-7%，偶联剂0.1-0.4%；芯层料重量百分比配方为：芯层聚合物88-99%、香料1-12%。该保健纤维的制造方法按所述配方和下述工艺进行：1将珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5个小时；2把皮层料均匀混合后，在180-270℃温度下，经双螺杆挤出造粒，制得皮层料；3把芯层料均匀混合后，在150-230℃温度下，经双螺杆挤出造粒，制得芯层料；4将上述2、3步所得皮芯层料，按所述体积比，用皮芯复合纺丝机纺制出卷绕丝；再将卷绕丝在65-95℃温度下，拉伸2-4倍，切断即可得所述保健纤维。

Description

一种保健纤维及其制造方法

技术领域

本发明涉及功能纤维及其制造方法技术，具体为一种同时具有芳香气味作用和珍珠蛋白护肤功能的保健纤维及其制造方法。

背景技术

功能纤维是国内外目前研究的重点。珍珠粉中含有氨基酸、碳酸钙及其它微量元素，对人体有一定护肤美容及保健作用，于是人们研发了对人体具有一定保健作用的功能性纤维——珍珠蛋白纤维。例如，中国专利CN1176257号公开了一种珍珠蛋白功能合成纤维。其首先制备含有珍珠蛋白粉的母粒，粉含量为15-40％，然后把这种母粒与合成纤维原料混合制备成珍珠蛋白粉合成纤维，纤维中的粉含量为2.5-5.5wt％。中国专利CN1616724A号介绍了一种纳米银系抗菌蛋白纤维。其在聚合物中添加了纳米银系抗菌蛋白粉料来制备蛋白纤维，粉体占纤维总重的0.5～4％。芳香纤维也是一种对人体具有一定保健作用的功能性纤维。对于芳香纤维也有不少专利文献报道，例如，美国专利USP 5206080报道了一种皮层为PET，芯层为0.1～5％香精油和石蜡及改性石蜡聚合物的混合物芳香纤维；美国专利USP 4713291则报道了一种皮芯复合芳香纤维，其特点是在纤维的横截面包含一个皮层及一个具有中空部分的芯，其中的一种组分是在常压下的沸点高于150℃的芳香香料。该香料以0.1-10％的量加入并分散于构成芯的热塑性聚合物中。芯层聚合物用聚乙烯，皮层聚合物是PET。在专利中明确指出了一种采用香精油或芳香植物以及草药的提炼物来刺激嗅觉从而治疗一种特殊心理疾病的新疗法——“芳香疗法”。但上述专利文献报道的功能纤维或只具有珍珠蛋白保健功能，或只具有芳香功能，作用相对单一，功能发挥也欠理想。中国专利CN1123349A报道了一种长效抗菌、健身、芳香型纤维织物的生产方法，它采用纤维纺织物为基料，以亲水整理剂，抗菌卫生整理剂、保健香精整理剂为主要原料，经过特殊的工艺改性、接枝等方法而制成的。由于该方法采用后整理的工艺，微囊香精等容易因水洗等而脱落，因而其香味功能的稳定性和持久性较差。

在申请人所知的范围内，有关同时具有珍珠蛋白保健功能和芳香气味作用，并且性能稳定、功能发挥良好的保健纤维及其制造方法的文献报道尚未见到。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是设计一种保健纤维及其制造方法，该保健纤维同时具有珍珠蛋白的保健功能和散发芳香气味的保健作用，是一种具有复合功能作用的保健纤维，并可使珍珠蛋白保健功能和芳香作用互不干扰，相互协调，性能稳定，共同发挥保健作用。本发明的所述保健纤维的制造方法工艺简单，成本低，便于工业化实施。

本发明解决所述保健纤维的技术问题的技术方案是：设计一种保健纤维，该保健纤维具有皮芯结构，皮芯体积比为3∶7-7∶3；所述保健纤维皮层料的重量百分比配方为：皮层聚合物92.6-97.9％，平均粒径为0.05-1.0μm的珍珠蛋白粉料2-7％，偶联剂0.1-0.4％；所述皮层聚合物为聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚己内酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、融熔指数为25-50的聚丙烯中的一种；所述偶联剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯、三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯、三油酰基钛酸异丙酯、三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯、三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯的一种；所述保健纤维芯层料的重量百分比配方为：芯层聚合物88-99％、香料1-12％；所述的芯层聚合物为聚乙烯、聚丙烯、熔点为150～200℃的聚酯中的一种。

本发明所述保健纤维的制造方法按本发明所述的保健纤维配方和下述皮芯复合纺丝工艺进行：

1.干燥功能粉：将所述纤维皮层料配方中的珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5个小时；

2.制造保健纤维皮层料：按本发明所述保健纤维皮层料的比例把干燥后的皮层聚合物、珍珠蛋白粉料和偶联剂均匀混合后，在180-270℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述保健纤维皮层料；

3.制造保健纤维芯层料：按本发明所述保健纤维芯层料的比例把芯层聚合物、香料均匀混合后，在150-230℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述保健纤维芯层料；

4.制造皮芯保健纤维：将上述2、3步所得的保健纤维皮层料和芯层料，按本发明所述的保健纤维皮芯体积比，用皮芯复合纺丝机纺制出卷绕丝；再将卷绕丝在65-95℃温度下，拉伸2-4倍，然后切断，即可得到所述的保健纤维。

与现有技术相比，本发明的保健纤维由于采用了皮芯复合结构，功能性物质珍珠蛋白粉料和芳香料分别混合在保健纤维的皮层和芯层之中，因此该保健纤维可同时有一定护肤美容及保健作用和散发香味作用，并且两种功能物质的作用互不干扰，相互协调，共同发挥保健作用，是一种性能稳定地具有复合功能作用的保健纤维。本发明所述的保健纤维制造方法工艺简单，不需要特殊设备，成本低，便于工业化实施。

具体实施方式

下面结合实施例进一步叙述本发明：

本发明设计的一种保健纤维具有皮芯结构，其皮芯体积比为3∶7-7∶3；所述保健纤维皮层料的重量百分比配方为：皮层聚合物92.6-97.9％，平均粒径为0.05-1.0μm的珍珠蛋白粉料2-7％，偶联剂0.1-0.4％，各组分之和为100％；所述的皮层聚合物为聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚己内酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、融熔指数为25-50的聚丙烯中的一种；所述的偶联剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯、三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯、三油酰基钛酸异丙酯、三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯、三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯的一种；所述保健纤维芯层料的重量百分比配方为：芯层聚合物88-99％、香料1-12％，各组分之和为100％；所述的芯层聚合物为聚乙烯、聚丙烯、熔点为150～200℃的聚酯中的一种。

本发明所述的皮层料中使用的皮层聚合物为：聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚己内酰胺(PA-6)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，融熔指数为25-50的聚丙烯(PP)中的一种。但优选所述的PTT、PBT或PA-6中的一种。这主要是因为它们有更好的染色性能。

本发明所述在纤维皮层料中添加的珍珠蛋白粉料可以在市场上购得，要求平均粒径为0.05-1.0μm。珍珠蛋白粉料的粒径过大，不利于纺丝；粒经过小，成本上升，不利推广应用。

本发明所述的在纤维皮层料中添加的偶联剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯、三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯、三油酰基钛酸异丙酯、三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯、三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯的一种。之所以选用这些偶联剂的原因是因它们可改善所述珍珠蛋白粉料与所述的成纤聚合物的相容性，并可提高纺丝速度。

本发明所述的芯层聚合物为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、熔点为150～200℃的聚酯中的一种。应当说明的是，本发明的皮层聚合物与芯层聚合物完全是不同种类或不同参数要求的成纤聚合物。这种设计是既要保持保健纤维的服用性能(纤维的强度、伸长率、手感等)，同时还要考虑减少香料在制备过程中的挥发，尽量采用熔点偏低的成纤聚合物。

本发明所述的在纤维芯层料中使用的香料是指乙基香兰素、香兰素、茉莉酮、铃兰醛、茉莉素、洋茉莉醛、玫瑰醇、金合欢醇、玫瑰精油、薰衣草油、茉莉醛、柠檬油、薄荷油、丁香叶油的一种或多种。但本发明所使用的香料范围不受上述香料限制。香料含量设计为芯层料重量的1-12％。试验研究表明，当香料含量低于1％时，芳香气味很低，功能性不强，而高于12％时则会影响纤维的可纺性。

考虑到芯层香料的添加量，在本发明的芯层料配方中还可添加有1-10％增容剂。设计有增容剂时，所述芯层料的重量百分比配方相应地调整为芯层聚合物78-98％、香料1-12％、增容剂1-10％。所述的增容剂为乙烯-醋酸乙烯、聚乙二醇、石蜡中的一种或两种。

本发明所述的保健纤维皮芯体积比为3∶7-7∶3；但皮芯体积比为4∶6-6∶4更为理想。如果纤维的皮层比例过大，纤维芯层的香料含量就会较低，香味不明显；反之，如果纤维的皮层比例过小，虽然有利于纤维香味的增加，但会影响纤维护肤美容及保健的性能，因此要求皮芯层体积比控制在所述的比例范围内较为理想。另一方面，所述皮芯比的设计应当与皮芯料中添加的功能物质的含量多少结合起来设计，也即如果纤维的皮层比例较大时，纤维芯层的香料含量应当在所述范围内相对提高选择；而纤维的皮层比例较小时，纤维芯层的香料含量应当在所述范围内相对降低选择。对于纤维皮层料中添加的珍珠蛋白粉料含量也应同理设计选择。

本发明所述的保健纤维的制造方法是按照本发明所述的保健纤维配方和下述皮芯复合纺丝工艺进行的：

1.干燥功能粉：将所述纤维皮层料配方中的珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5个小时；珍珠蛋白粉中含有氨基酸类等有机物质，在烘干水分时尽量不采用高温和过长时间干燥工艺，以防止影响粉料的性质和成分。

2.制造保健纤维皮层料：将分别占保健纤维皮层混合料重量92.6-97.9％的所述干燥后的聚合物、2-7％的所述干燥后的珍珠蛋白粉料、0.1-0.4％的所述偶联剂充分均匀混合后，在180-270℃温度下经双螺杆挤出，造粒，获得所述的纤维皮层料；

3.制造保健纤维芯层料：将分别占混合料重量的88-99％的所述聚合物、1-12％的所述香料，在150-230℃温度下经双螺杆挤出，造粒，获得所得纤维芯层料。

当在所述的芯层料配方中设计有增容剂时，也要按配方要求把所述比例的增容剂一并加入到所述比例的混合料中去；

4.制造皮芯保健纤维：将上述2、3步所得的保健纤维皮层料和纤维芯层料，按3∶7-7∶3特别是4∶6-6∶4的皮芯体积比，用皮芯复合纺丝机纺制出卷绕丝，再将卷绕丝在65-95℃温度下，拉伸2-4倍，即可得到所述的保健纤维。

本发明所述保健纤维具有皮芯复合结构，其制造方法采用了皮芯复合纺丝方法，所得产品保健纤维的香料虽内藏于保健纤维的芯内，但保健纤维的结构设计不仅不影响其向外散发香气，而且还有利于其长期、稳定地向外散发；另一方面，珍珠蛋白粉料设计在保健纤维的外层，可直接接触皮肤，也有利于其充分发挥积极的保健作用。如果采取简单的共混法，把香料、珍珠蛋白粉料直接与成纤聚合物混合，造粒，纺丝，那么香料就会挥发较快，保持香味的时间很短，而混在纤维内部的珍珠蛋白粉料也难于发挥作用。尤其是在纤维织布后，不可避免地要进行染色及织物后整理时，经常要使用酸、碱溶液处理以及高温烘干定型，这些工艺过程会使共混纤维中的香料损失殆尽，无芳香之实，纤维的保健功能仍是单一的，并且是被弱化的。共混保健纤维的另外一个不利是，由于香料也是有机化合物，容易与珍珠蛋白粉中的氨基酸发生反应。影响珍珠蛋白的保健功能。按照本发明所述保健纤维配方和制造方法生产出的具有复合结构的保健纤维，珍珠蛋白粉料相对集中于纤维皮层，香料相对集中于纤维的芯层，不仅同时具有一定护肤美容保健作用和散发香味作用，并且两种功能物质的作用互不干扰，相互协调，共同发挥保健作用，而且产品纤维光泽好，外观漂亮，手感柔软，适纺性好，并具有很强持久的芳香气味。

本发明未述及之处适用于现有技术。

以下给出本发明的几个具体实施例，但本发明不受实施例的限制：

实施例1：

取干燥后的聚对苯二甲酸乙二醇酯97.9份(重量百分比，下同)，珍珠蛋白粉料2份，三异硬脂酰基钛酸异丙酯0.1份，经充分混合后，在270℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维皮层料；取聚丙烯(MI＝30)84份，石蜡4份，乙基香兰素占12份，经充分混合后，在180℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维芯层料；将所得皮芯料充分烘干后，按7∶3的保健纤维皮芯体积比用皮芯复合纺丝机纺制出卷绕丝；再将卷绕丝在95℃温度下，拉伸3倍，然后松弛热定型、切断，即可得到所述的保健纤维。

实施例2：

取融熔指数(MI)50的聚丙烯92.6份，干燥后的珍珠蛋白粉料7份，三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯0.4份，经充分混合后，在190℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维皮层料；取聚乙烯87份，乙烯-醋酸乙烯3份，香兰素占10份，经充分混合后，在150℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维芯层料；将皮芯料充分烘干后，按保健纤维的皮、芯体积比为6∶4在皮芯复合纺丝机纺制出卷绕丝；再将卷绕丝在65℃温度下拉伸4倍，可得到所述的保健纤维。

实施例3：

取干燥后的聚对苯二甲酸丙二醇酯95.8份，珍珠蛋白粉料4份，三油酰基钛酸异丙酯0.2份，经充分混合后，在260℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维皮层料；取低熔点聚酯(熔点：150℃)85份，聚乙二醇5份，乙烯-醋酸乙烯5份，茉莉醛1份，茉莉酮2份，茉莉素2份，经充分混合后，在170℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维芯层料；按保健纤维的皮、芯比为5∶5在皮芯复合纺丝机纺制出卷绕丝；然后按实施例1所述的方法进行纤维后处理，即可得到所述的保健纤维。

实施例4：

取干燥后的聚己内酰胺93.7份，珍珠蛋白粉料6份，三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯0.3份，经充分混合后，在250℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维皮层料；取聚乙烯88份，石蜡5份，，聚乙二醇3份，铃兰醛2份，金合欢醇2份经充分混合后，在150℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维芯层料；将皮芯料充分烘干后，按保健纤维皮、芯比为4∶6在皮芯复合纺丝机纺制出卷绕丝，再将卷绕丝在90℃温度下拉伸2倍，然后切断，即可得到所述的保健纤维。

实施例5：

取干燥后的聚对苯二甲酸丁二醇酯96.85份，珍珠蛋白粉料3份，三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯0.15份，经充分混合后，在270℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维皮层料；取低熔点聚酯(熔点：200℃)87份，乙烯-醋酸乙烯5份，洋茉莉醛5份，玫瑰醇3份，经充分混合后，在230℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维芯层料；然后按实施例1的方法进行纺丝和后处理，即可得到所述的保健纤维。

实施例6：

取融熔指数50的聚丙烯94.75份，珍珠蛋白粉料5份，三油酰基钛酸异丙酯0.25份，经充分混合后，在190℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维皮层料；取聚乙烯98份，聚乙二醇1份，丁香叶油1份，经充分混合后，在150℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出纤维芯层料；按保健纤维的皮、芯比为3∶7在皮芯复合纺丝机纺制出卷绕丝；然后按实施例2所述的方法进行纤维后处理，即可得到所述的保健纤维。

实施例7：

聚干燥后的己内酰胺93.8份，珍珠蛋白粉料6份，三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯0.2份，经充分混合后，在250℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维皮层料；取聚丙烯(MI＝40)93份，聚乙二醇3份，石蜡2份，薰衣草油2份，经充分混合后，在180℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出保健纤维芯层料；然后按实施例3所述的方法进行纺丝和后处理，即可得到所述的保健纤维。

Claims (4)

1.一种保健纤维，其具有皮芯结构，皮芯体积比为3∶7-7∶3；所述保健纤维皮层料的重量百分比配方为：皮层聚合物92.6-97.9％，平均粒径为0.05-1.0μm的珍珠蛋白粉料2-7％，偶联剂0.1-0.4％；所述皮层聚合物为聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚己内酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、融熔指数为25-50的聚丙烯中的一种；所述偶联剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯、三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯、三油酰基钛酸异丙酯、三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯、三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯的一种；所述保健纤维芯层料的重量百分比配方为：芯层聚合物88-99％、香料1-12％；所述的芯层聚合物为聚乙烯、聚丙烯、熔点为150～200℃的聚酯中的一种。

2.根据权利要求1所述的保健纤维，其特征在于所述的皮芯体积比为4∶6-6∶4；所述保健纤维芯层料的重量百分比配方为：芯层聚合物78-98％、香料1-12％、增容剂1-10％；所述的增容剂为乙烯-醋酸乙烯、聚乙二醇或者石蜡中的一种或两种。

3.一种保健纤维的制造方法，该制造方法按照权利要求1所述的保健纤维配方以及下述皮芯复合纺丝工艺进行：

(1)干燥功能粉：将所述纤维皮层料配方中的珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5个小时；

(2)制造保健纤维皮层料：按权利要求1所述保健纤维皮层料的比例把干燥后的皮层聚合物、珍珠蛋白粉料和偶联剂均匀混合后，在180-270℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述保健纤维皮层料；

(3)制造保健纤维芯层料：按权利要求1所述保健纤维芯层料的比例把芯层聚合物、香料均匀混合后，在150-230℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述保健纤维芯层料；

(4)制造皮芯保健纤维：将上述(2)、(3)步所得的保健纤维皮层料和芯层料，按权利要求1所述的保健纤维皮芯体积比，用皮芯复合纺丝机纺制出卷绕丝；再将卷绕丝在65-95℃温度下，拉伸2-4倍，然后切断，即可得到所述的保健纤维。

4.一种保健纤维的制造方法，该制造方法按照权利要求2所述的保健纤维配方以及下述皮芯复合纺丝工艺进行：

(1)干燥功能粉：将所述纤维皮层料配方中的珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5个小时；

(2)制造保健纤维皮层料：按权利要求2所述保健纤维皮层料的比例把干燥后的皮层聚合物、珍珠蛋白粉料和偶联剂均匀混合后，在180-270℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述保健纤维皮层料；

(3)制造保健纤维芯层料：按权利要求2所述保健纤维芯层料的比例把芯层聚合物、香料和增容剂均匀混合后，在150-230℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述保健纤维芯层料；

(4)制造皮芯保健纤维：将上述(2)、(3)步所得的保健纤维皮层料和芯层料，按权利要求2所述的保健纤维皮芯体积比，用皮芯复合纺丝机纺制出卷绕丝；再将卷绕丝在65-95℃温度下，拉伸2-4倍，然后切断，即可得到所述的保健纤维。