CN108239796A - 具有草本残留物的非天然纤维或长丝组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

非天然纤维或长丝组合物包含草本母料、基础聚合物粉末或聚合物，以及一种或多种添加剂，例如偶联剂、UV稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、颜料等。草本母料还包含至少一种天然或草本产品的提取物。草本母料还向非天然纤维或长丝提供多种功能性益处，例如抗菌、抗气味、冷却效果等。此外，制备天然或草本母料的方法包括以下步骤：研磨草本或天然产品中的至少一种，以产生平均粒度小于或等于100微米，或优选小于50微米，或更优选小于25微米的草本提取物，并将草本提取物与偶联剂、基础聚合物和一种或多种添加剂在高速混合器中混合或共混，所述添加剂例如偶联剂、UV稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、颜料等。

Description

具有草本残留物的非天然纤维或长丝组合物及其制备方法
版权声明
本专利文件的公开内容的一部分包含受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人复制呈现在专利和商标局专利文件或记录中的专利文件或专利公开内容，但在其他方面保留所有版权权利。
技术领域
本文所述的实施例涉及包含草本残留物的非天然纤维或长丝组合物。实施例进一步涉及使用天然和/或草本产品、聚合物和添加剂制成的草本母料。更具体地，本文所述的实施例涉及用于在制造具有额外有益性质例如抗菌和抗气味性质的无化学物质的非天然纤维或长丝中使用的母料。
背景技术
纺织工业通常使用天然和合成纤维用于制造各种产品。每个都具有它们自身的优点和缺点，涉及强度、舒适性、柔软性、使用寿命等。随着对提供增强质量的不断增长的需求，除了增强传统性能，纤维制造商已经开始将更多功能元件结合到纤维，以向使用者提供更好的舒适性、新鲜度和卫生。为了追求满足现代卫生生活方式的需求，已经进行了向织物添加各种化学试剂使它们具有抗菌性质的若干尝试。这些试剂通常施加在表面上以在完成阶段赋予织物抗菌能力。然而，用此类织物制成的制品不能保持长期抗菌能力，原因是在洗涤或紫外线暴露期间化合物被洗掉。这些纤维不能提供长期抗菌效果的重要原因在于这些组分通过使用各种整理化学品在织物完成阶段加入到纤维中。此外，总是存在对此类化学试剂的使用及其对人体的潜在后遗症的关注。
克服这个问题的一种方法是通过在纤维生产的初始阶段期间使用母料，从而增加由此类纤维制成的织物的功能性益处的使用寿命。母料(MB)是用于获得对合成纤维的多种功能益处的添加剂。然而，化学母料昂贵，并且需要不同的添加剂以获得每种不同的功能。因此，存在对与该技术相关的创新以克服市场中普遍的缺点的需要。
本发明提供了提供诸如抗菌、抗气味、冷却效果等功能性益处的非天然纤维或长丝及其制备方法。本发明还提供了用于制备非天然纤维或长丝的天然和草本母料及其制备方法。本发明的一个目的是在非天然纤维或长丝的生产中使用廉价的天然和草本产品例如楝树，阿拉伯胶树等，以提供有益的性质，例如抗菌、抗气味、冷却效果等。
发明内容
提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的概念选择。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
本发明的一个目的是提供非天然纤维或长丝组合物和/或非天然纤维或长丝，其表现出功能性益处，例如抗菌、抗气味、冷却效果等。
本发明的一个目的是提供表现出功能性益处例如抗菌、抗气味、冷却效果等的非天然纤维或长丝组合物和/或非天然纤维或长丝的制备方法。
本发明的一个目的是在非天然纤维或长丝的生产中使用廉价的天然和草本产品，以表现出功能性益处，例如抗菌、抗气味、冷却效果等。
本发明的一个目的是制造表现出功能性益处的包括天然和草本母料组合物的非天然纤维或长丝。
本发明的另一个目的是制造天然和草本母料组合物，其在高速混合器或其混合器中包含天然和草本产品、聚合物，以及添加剂，例如偶联剂、UV稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂或着色剂。
本发明的另一个目的是不使用化学试剂制造非天然纤维或长丝，用于提供功能上有益的性质，例如抗菌、抗气味、冷却效果等。
本发明的另一个目的是向用于用户的非天然纤维引入多种功能性益处。
本发明还提供了包含本发明的非天然纤维或长丝组合物和/或非天然纤维或长丝的织物，其具有旦尼尔范围在0.3DPF至30DPF之间的非天然纤维或长丝。
具体实施方式
本发明公开的主题以特异性描述以满足规定要求。然而，描述本身不旨在限制本专利的范围。相反，发明人已经设想所要求保护的主题还可以结合其他现有或未来技术以其他方式实施，以包括与本文件中描述的步骤或元件类似的不同步骤或元件。
应当理解，前述一般性描述和以下详细描述都仅是示例性和说明性的，并且不限制所要求保护的本发明。在本申请中，除非另有特别说明，否则单数的使用包括复数，词语“一(a)”或“一个(an)”表示“至少一个”，使用“或”表示“和/或”。此外，术语“包括(including)”以及其他形式(例如“包括(includes)”和“包括(included)”)的使用不是限制性的。此外，除非另有特别说明，术语诸如“元件”或“部件”涵盖包括一个单元的元件和部件以及包括多于一个单元的元件或部件。
在本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用是指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现的短语“在一个实施例中”不一定全部指代相同的实施例，也不是与其他实施例相互排斥的单独或替代的实施例。此外，描述了各种特征，其可能由一些实施例而不是由其他实施例展现。类似地，描述了各种要求，其可能是对于一些实施例的要求而不是其他实施例的要求。
根据本公开的一个方面，提供了一种非天然纤维或长丝组 合物。非天然纤维或长丝组合物包含草本母料。草本母料还包含粒度<50微米的草本提取物(至少一种天然或草本产品的提取物)、聚合物粉末或聚合物，以及一种或多种添加剂，例如偶联剂、UV稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、颜料等。草本母料可以进一步包含加工的提取物或粗提取物或至少一种天然或草本产品的加工提取物和粗提取物的混合物。草本母料还向非天然纤维或长丝提供多种功能性益处，例如抗菌、抗气味、冷却效果等。
此外，用于制备草本母料组合物的天然或草本产品优选由植物提取物或加工的植物提取物或其混合物组成。所用的植物或加工的植物提取物主要包含具有药用、风味、芳香、抗菌或抗气味品质的植物。包括这些性质的植物包括植物，例如印度苦楝树、姜黄、刺槐、洋薄荷、楝树、乌龙茶、牛至、木兰、蔓越莓、迷迭香、山茶、桑色素、山竹、Jabara、核桃、花椒(Zanthoxylum alantum)、牛油果、黄葵、阿育吠陀、苦油楝、非洲楝、山柑藤、葫芦科(药西瓜)及其混合物。
可以使用任何合适的植物提取物，只要其增强所需的效果，并且用于该目的的其他合适的植物包括但不限于，儿茶、阿拉伯金合欢、Achyrathes aspera、马兜铃(Aristolochia bracteolate)、香樟、肉桂、姜黄、蓝桉、印度榕树、核桃、长叶马胡卡、牛油果、圣罗勒、乌龙茶、胡椒属萎叶(Piper betel leaves)、荜菝、胡椒、西南委陵菜、丁香、喜树、大果越桔、竹叶花椒及其混合物。
另外的提取物可以选自以下属的一种或多种植物：姜科、薄荷属、牛至属、薰衣草属、鼠尾草属、香蜂草、孜然芹属、香芹菜属、金盏花属、万寿菊属、乳香属、接骨木属、香脂树属、姜黄属、葱属、聚合草属、埃塔棕(Euterpe)、槐属、大黄属、荞麦属、山茶属、黄连属、金印草属、十大功劳属、黄柏属、小檗属、Xanthorhiza、忍冬属、越橘属、樟属、葡萄属、榄仁树属、松属、合欢属、楝属、Salvadora、泡林藤属、胡椒属、蒲桃属、没药属、胡桃属、黄芩属和木兰属。
在一个实施例中，草本母料是粉末或液体或两者的形式。以粉末形式的草本母料的还原作为至少一种天然或草本产品预处理的方法进行。此外，粉末的平均尺寸减小到小于100微米，或优选小于50微米，或更优选小于25微米。
在一个实施例中，非天然纤维或长丝包含预定比例的草本提取物、偶联剂、聚合物，以及一种或多种添加剂，例如偶联剂、UV稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、颜料等。预定比例：天然或草本产品中的至少一种为0.1-30重量％，偶联剂为0.1-10重量％，以及基础聚合物为50-99重量％。优选地，预定比例：天然或草本产品中的至少一种为0.1-25重量％，偶联剂为0.1-5重量％，以及基础聚合物为70-99重量％，更优选预定比例：天然或草本产品中的至少一种为0.1-5重量％，偶联剂为1-3重量％，以及基础聚合物为80-98重量％。
在一个实施例中，非天然纤维或长丝(最终纤维)的旦尼尔范围为0.3DPF至30DPF。
在一个实施例中，偶联剂也被加入到组合物中，其中偶联剂有助于草本提取物和聚合物的粘附。应当理解，本文所述的偶联剂本质上是示例性的，并且本领域普通技术人员已知的任何合适的偶联剂可以用于本文所述或其他建议的任何示例性实施例中。在一些示例性实施例中，(多种)偶联剂可以是硅烷、环氧硅烷或有机硅烷偶联剂。除了它们偶联增强纤维的表面和周围基质的作用之外，偶联剂还用于在随后的加工期间降低纤维丝起毛或断裂的水平。
在一个实施例中，聚合物或基础聚合物是热塑性聚合物树脂，其优选选自PET、PBT、PTT、PLA、PP、聚酰胺或其混合物的聚酯家族。
根据本发明的另一方面，提供了一种制备草本母料的方法，用于生产表现出功能性益处例如抗菌、抗气味、冷却效果等的非天然纤维或长丝。该方法包括以下步骤：制备天然或草本母料，并从母料中拉伸纱线或长丝或纤维以制造非天然纤维或长丝，其中非天然纤维 或长丝(最终纤维)中的草本提取物的量在0.1-30重量％的范围内，或优选在0.1-25重量％的范围内，或更优选在0.1-5重量％的范围内。
此外，制备天然或草本母料的方法包括以下步骤：研磨(或加工)草本或天然产品中的至少一种，以产生平均粒度小于或等于100微米，或优选小于50微米，或更优选小于25微米的草本提取物，并将草本提取物与偶联剂、聚合物粉末和一种或多种添加剂在高速混合器中混合或共混，所述添加剂例如偶联剂、UV稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、颜料等。
用作UV稳定剂的材料类别包括但不限于：紫外线吸收剂，淬灭剂和受阻胺光稳定剂。这些化合物用于防止由于太阳紫外辐射暴露引起的聚合物降解。
在一个实施例中，包含草本母料和聚合物的非天然纤维或长丝组合物通过本领域已知的常规纺丝方法一起挤出，以形成非天然纤维或长丝。在示例性实施例之一中，共混的混合物可以通过双螺杆挤出机挤出，然后熔融共混以产生旦尼尔范围为0.3DPF-30DPF的纤维或长丝。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造表现出功能性益处的非天然纤维或长丝的方法，包括以下步骤：制备天然或草本母料，共混或再混合草本母料、聚合物，以及一种或多种添加剂，例如偶联剂、UV稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、颜料等，以产生母料；并通过本领域已知的常规纺丝方法挤出所生产的母料以制造非天然纤维，其中在挤出的非天然纤维中的草本提取物的量在0.1-30重量％的范围内，或优选在0.1-25重量％的范围内，或更优选为0.1-5重量％的范围内。
在一个示例性实施例中，草本母料可与至少一种其它母料混合并挤出以向用于用户的非天然纤维引入多种功能性益处。另一种母料可以主要是彩色母料、抗UV母料、抗静电母料等。在一个实施例中，单一草本母料可用于赋予非天然纤维或长丝多个功能性益处。
在一个实施例中，使用草本母料制备的非天然纤维或长丝 是长丝纱或短纤维。
在一个实施例中，使用草本母料制备的非天然纤维或长丝用于制造针织、纺织或无纺织物。
在一个实施例中，使用草本母料制备的非天然纤维或长丝比化学添加的非天然纤维或长丝相对便宜。成本的差异可能归因于使用天然或草本产品而不是化学品。
虽然已经结合各个优选实施例描述了实施例，但是应当理解，可以使用其他类似的实施例，或者可以对所描述的实施例进行修改和添加，以执行相同的功能而不从其偏离。因此，所公开的实施例不应限于任何单个实施例，而应根据所附权利要求在宽度和范围内进行解释。

Claims (18)

1.一种具有草本残留物的非天然纤维或长丝组合物，其包含：
a.草本母料，其中所述草本母料包含：
i.草本提取物，其中所述草本提取物包含至少一种粒径<50微米的天然或草本产品的提取物；
ii.至少一种偶联剂/舒适稳定剂；和
iii.聚合物；和
b.基础聚合物；
其中所述草本母料和所述基础聚合物一起挤出以形成具有至少一种功能性益处的非天然纤维或长丝，所述功能性益处包括抗菌、抗气味、冷却效果；和，
其中最终纤维中的草本提取物的量为0.1-5wt％。
2.根据权利要求1所述的非天然纤维或长丝组合物，其特征在于，所述组合物用于制造针织、机织或非机织织物。
3.根据权利要求1所述的非天然纤维或长丝组合物，其特征在于，所述非天然纤维或长丝的旦尼尔范围为0.3DPF至30DPF。
4.根据权利要求1所述的非天然纤维或长丝组合物，其特征在于，所述天然或草本产品是植物提取物或加工的植物提取物或其混合物。
5.根据权利要求1所述的非天然纤维或长丝组合物，其特征在于，所述草本提取物为粉末或液体或两者的形式。
6.根据权利要求3所述的非天然纤维或长丝组合物，其特征在于，所述组合物通过将天然或草本产品中的至少一种加工至小于50微米的平均尺寸来制造。
7.根据权利要求1所述的非天然纤维或长丝组合物，其特征在于，所述组合物包含0.1-5重量份的至少一种天然或草本产品。
8.根据权利要求1所述的非天然纤维或长丝组合物，其特征在于，所述聚合物或所述基础聚合物选自PET、PBT、PTT、PLA、PP、聚酰胺或其混合物的群组。
9.一种制造抗菌、抗气味的非天然纤维或细丝的方法，其包括以下步骤：
a.制备天然或草本母料，其中所述草本母料制备包括以下步骤：
i.研磨至少一种草本或天然产物以产生具有小于或等于50微米的提取粒度的草本提取物；和
ii.混合或共混所述草本提取物、偶联剂和聚合物以产生母料，其中在所述制备的天然或草本母料中所述草本提取物与所述基础聚合物按重量的比例为30:70；和
b.从所述母料中拉伸纱线或长丝或纤维，其中所述最终非天然纤维或长丝中的草本提取物的量为0.1-5wt％。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述混合或共混步骤中还包括添加剂，所述添加剂包含在高速混合器或其混合器中的至少一种偶联剂、UV稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂或着色剂。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述天然或草本提取物优选为植物提取物。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述制造的非天然纤维包括至少一种功能性益处，所述功能性益处包括抗菌、抗气味、冷却效果、耐久性。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法制造的非天然纤维是长丝纱或短纤维。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述偶联剂用于偶联所述天然或草本提取物和所述基础聚合物。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述聚合物或所述基础聚合物选自PET、PBT、PTT、PLA、PP、聚酰胺或其混合物的群组。
16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，使用单一草本母料用于获得对所述非天然纤维的多种功能性益处。
17.一种制造天然或草本母料的方法，其包括以下步骤：
a.研磨至少一种草本或天然产物以产生具有小于或等于50微米的平均提取粒度的草本提取物；和
b.混合或共混所述草本提取物、聚合物和添加剂以制造天然或草本母料。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述草本母料与至少另一母料混合并挤出以向用于用户的非天然纤维引入多种功能性益处。
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