CN1693547A - 一种功能纤维及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及功能纤维及其制造方法，该功能纤维具有皮芯结构，皮芯重量比为3∶7－7∶3；其皮层料重量百分比配方为：皮层聚合物91.6－97.9％，远红外粉料2－8％，偶联剂0.1－0.4％；皮层聚合物为PTT、PBT、PA－6、PET、融熔指数为25－50PP中的一种；偶联剂为γ－缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ一甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，N－β－(氨基乙基)－γ氨基丙基三甲氧基硅烷，γ－氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种；其芯层料重量百分比配方为：芯层聚合物88－99％、香料1－12％；芯层聚合物为PE、PP、熔点为150～200℃PET中的一种。本发明功能纤维远红外线发射率为81－86％，且有很强芳香气味，是一种具有综合保健作用的功能纤维。

Description

一种功能纤维及其制造方法

技术领域

本发明涉及化学纤维及其制造方法技术，具体为一种同时具有芳香气味和远红外保健作用的功能纤维及其制造方法技术，IPC主分类号拟为Int.C1⁷ D01F 2/08。

背景技术

远红外纤维和芳香纤维都是对人体具有一定保健作用的功能性纤维。国内外对此都进行了大量研究。对于远红外纤维已有大量专利文献报道，例如，日本专利特开平1-24837号介绍了在聚合物中添加远红外粉料制备远红外纤维的方法；中国专利CN1081475号公开了在合成纤维原料中添加远红外陶瓷粉制成远红外保健型合成纤维的技术；中国专利CN 1095118号也公开了一种远红外陶瓷化学纤维的制备方法。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USP4713291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至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”。上述专利中的纤维或只具有远红外功能，或只具有芳香功能，作用单一。中国专利CN1123349A报道了长效抗菌、健身、芳香型纤维织物的生产方法。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。由于该种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，尚未见到同时具有远红外保健作用和芳香气味的功能纤维的文献报道。

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功能纤维及其制造方法技术，该功能纤维具有同时发射远红外线和散发芳香气味的复合功能，是一种具有综合保健作用的功能纤维，并可使远红外功能和芳香功能互不干扰，相互协调，共同发挥保健作用。

本发明解决所述的技术问题的技术方案是：设计一种功能纤维，该功能纤维具有皮芯结构，皮芯重量比为3∶7-7∶3；所述功能纤维皮层料的重量百分比配方为：皮层聚合物91.6-97.9％，远红外粉料2-8％，偶联剂0.1-0.4％；所述的皮层聚合物为PTT、PBT、PA-6、PET、融熔指数为25-50的PP中的一种；所述的偶联剂为γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ一甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，N-β-(氨基乙基)-γ氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种；所述功能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PE、PP、熔点为150～200℃的PET中的一种。

本发明所述的功能纤维的制造方法按本发明所述的功能纤维配方和下述工艺进行：

(1)制造功能纤维皮层料：按所述比例把皮层聚合物、远红外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，获得所述功能纤维皮层料；

(2)制造功能纤维芯层料：按所述比例把芯层聚合物、香料均匀混合后，在150-250℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述功能纤维芯层料；

(3)制造皮芯复合丝：将上述(1)、(2)步所得的功能纤维皮层料和芯层料，按所述的皮芯重量比，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，即可得到所述的功能纤维。

本发明的功能纤维由于采用了皮芯复合结构，功能性物质远红外粉料和芳香料分别混合在纤维的皮层和芯层，因此该纤维可同时发射远红外线和散发香味。它既可吸收体表及外界热能转化成远红外线向人体辐射，可改善人体血液循环，特别是微循环，促进皮肤细胞新陈代谢以及有一定的抑菌作用，同时还有散发芳香气味，有“芳香疗法”的医疗保健作用，是一种具有综合保健作用的功能纤维或多功能纤维。本发明功能纤维的远红外物质设计在纤维的皮层，便于接触皮肤和光照，有利于其发挥保健作用；而芳香剂设计于纤维的芯层，既便于保存，有利于香料的缓释，进而提高功能纤维保持香味的时间，又可避免现有技术方法不耐水洗以及影响织物手感等问题。经测定，本发明的功能纤维的远红外线发射率为81-86％，且具有很强的芳香气味。

具体实施方式

本发明设计的一种芳香纤维，该功能纤维具有皮芯结构，皮芯重量比为3∶7-7∶3；所述功能纤维皮层料的重量百分比配方为：皮层聚合物91.6-97.9％，远红外粉料2-8％，偶联剂0.1-0.4％；所述的皮层聚合物为PTT、PBT、PA-6、融熔指数为25-50的PP中的一种；所述的偶联剂为γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ一甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，N-β-(氨基乙基)-γ氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种；所述功能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PE、PP、低熔点聚酯(熔点150～200℃)中的一种。

本发明所述的皮层料中使用的皮层聚合物为下述成纤聚合物：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30-50的聚丙烯(PP)中的一种，但优选所述的PTT、PBT、PA-6，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远红外粉料是指二氧化锆、氧化铁、氧化镁、二氧化钛、氧化铝、氧化锌等中的一种或多种。远红外粉料的平均粒径为0.5-1.0μm。

本发明所述的在纤维皮层料中添加的偶联剂为γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ一甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，N-β-(氨基乙基)-γ氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种。之所以选用这些偶联剂的原因是因它们具有较强的改善远红外粉料与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)、低熔点聚酯(熔点150～200℃)中的一种。

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。香料含量设计在芯层料重量的1-12％。当其含量低于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，本发明的芯层料配方中还添加有1-10％增溶剂。相应地，所述芯层料的重量百分比配方调整为芯层聚合物78-98％、香料1-12％、增容剂1-10％。所述的增容剂为乙烯-醋酸乙烯(EVA)、聚乙二醇(PEG)、石蜡中的一种或两种。

本发明所述的皮芯重量比为3∶7-7∶3；但皮芯比为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，但会影响纤维远红外线的性能，因此要求皮芯层重量比控制在所述的比例范围内。

本发明所述的功能纤维的制造方法是按下列工艺进行：

1.制造纤维皮层料：将分别占纤维皮层混合料重量91.6-97.9％的所述聚合物、2-8％的所述远红外粉料、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；

2.制造纤维芯层料：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150-250℃温度下经双螺杆挤出，造粒，获得所得纤维芯层料；当芯层料中设计有增溶剂时，也一并按所述的比例加入到混合料中。

3.制造皮芯复合丝：将上述1、2步所得的纤维皮层料和纤维芯层料，按3∶7-7∶3特别是4∶6-6∶4的皮芯重量比，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，即可得到所述的功能纤维。

按照本发明所述功能纤维配方和制造方法即可生产出本发明的功能纤维。经测定，其远红外线的发射率可达81-86％(100℃下)，手感柔软，且具有很强的芳香气味。

以下给出本发明的几个具体实施例：

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)，氧化铝粉料2份，γ一缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷0.1份，经充分混合后，在270℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维皮层料；取聚乙烯84份，石蜡4份，乙基香兰素占12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；将所得皮芯料充分烘干后，按7∶3的纤维皮芯重量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，得到所述的功能纤维。经测定，所得纤维的远红外线发射率是82％(100℃)。

实施例2：

取融熔指数50的聚丙烯92.6份，氧化铝粉料4份，氧化镁粉料3份，γ一甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.4份，经充分混合后，在190℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维皮层料；取聚丙烯(MI＝25)87份，乙烯-醋酸乙烯(EVA)3份，香兰素占10份，经充分混合后，在180℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维芯层料；将皮芯料充分烘干后，按纤维的皮、芯比为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，可得到所述的功能纤维。经测定，所得纤维的远红外线发射率是86％(100℃)。

实施例3：

取聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)95.8份，氧化镁粉料2份，二氧化锆粉料2份，N-β-(氨基乙基)-γ氨基丙基三甲氧基硅烷0.2份，经充分混合后，在260℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维皮层料；取低熔点聚酯(熔点：150℃)85份，聚乙二醇5份，乙烯-醋酸乙烯(EVA)5份，茉莉醛1份，茉莉酮2份，茉莉素3份，经充分混合后，在170℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维芯层料；按纤维的皮、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2进行纤维后处理得到所述的功能纤维。经测定，所得纤维的远红外线发射率是84％(100℃)。

实施例4：

取干燥后的聚己内酰胺91.7份，氧化铝粉料3份，氧化锌粉料3份，二氧化铁粉料2份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷0.3份，经充分混合后，在250℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维皮层料；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250℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出纤维芯层料；将皮芯料充分烘干后，按纤维皮、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，即可得到所述的功能纤维。经测定，所得纤维的远红外线发射率是86％(100℃)。

实施例5：

取干燥后的聚对苯二甲酸丁二醇酯96.65份，氧化铁粉料1份，二氧化钛粉料1份，氧化锆粉料1份，γ一甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.35份，经充分混合后，在270℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维皮层料；取低熔点聚酯(熔点：200℃)87份，乙烯-醋酸乙烯(EVA)5份，洋茉莉醛5份，玫瑰醇3份，经充分混合后，在220℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维芯层料；然后按实施例1进行纺丝和后处理即可得到所述的功能纤维。经测定，所得纤维的远红外线发射率是81％(100℃)。

实施例6：

取融熔指数50的聚丙烯94.85份，氧化铝粉料3份，氧化锌粉料1份，氧化镁粉料1份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷0.15份，经充分混合后，在190℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维皮层料；取聚丙烯(MI＝35)98份，聚乙二醇1份，丁香叶油1份，经充分混合后，在180℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维芯层料；按纤维的皮、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进行纤维后处理即可得到所述的功能纤维。经测定，所得纤维的远红外线发射率是83％(100℃)。

实施例7：

聚己内酰胺93.8份，氧化铝粉料2份，氧化锌粉料1份，氧化镁粉料1份，氧化锆粉料2份，N-β-(氨基乙基)-γ氨基丙基三甲氧基硅烷0.2份，经充分混合后，在250℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维皮层料；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。制造出纤维芯层料；然后按实施例3进行纺丝和后处理即可得到所述的功能纤维。经测定，所得纤维的远红外线发射率是85％(100℃)。

Claims (5)

1.一种功能纤维，该功能纤维具有皮芯结构，皮芯重量比为3∶7-7∶3；所述功能纤维皮层料的重量百分比配方为：皮层聚合物91.6-97.9％，远红外粉料2-8％，偶联剂0.1-0.4％；所述的皮层聚合物为PTT、PBT、PA-6、PET、融熔指数为25-50的PP中的一种；所述的偶联剂为γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ一甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，N-β-(氨基乙基)-γ氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种；所述功能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PE、PP、熔点为150～200℃的PET中的一种。

2.根据权利要求1所述的功能纤维，其特征在于所述的皮芯比为4∶6-6∶4，所述的皮层聚合物为PTT、PBT或PA-6。

3.根据权利要求1或2所述的功能纤维，其特征在于所述的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EVA、PEG、石蜡中的一种或两种。

4.一种功能纤维的制造方法，该制造方法按照权利要求1或者2所述的功能纤维配方和下述工艺进行：

(1)制造功能纤维皮层料：按所述比例把皮层聚合物、远红外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，获得所述功能纤维皮层料；

(2)制造功能纤维芯层料：按所述比例把芯层聚合物、香料均匀混合后，在150-250℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述功能纤维芯层料；

(3)制造皮芯复合丝：将上述(1)、(2)步所得的功能纤维皮层料和芯层料，按所述的皮芯重量比，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，即可得到所述的功能纤维。

5.根据权利要求4所述的功能纤维的制造方法，其特征在于该制造方法按照权利要求1、2或3所述的功能纤维配方进行。