專利名稱：一種保健纖維及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及功能纖維及其制造方法技術，具體為一種同時具有芳香氣味作用和珍珠蛋白護膚功能的保健纖維及其制造方法，IPC主分類號擬為Int.Cl7D01F 2/08。
背景技術：
功能纖維是國內外目前研究的重點。珍珠粉中含有氨基酸、碳酸鈣及其它微量元素，對人體有一定護膚美容及保健作用，于是人們研發(fā)了對人體具有一定保健作用的功能性纖維——珍珠蛋白纖維。例如，中國專利CN1176257號公開了一種珍珠蛋白功能合成纖維。其首先制備含有珍珠蛋白粉的母粒，粉含量為15-40％，然后把這種母粒與合成纖維原料混合制備成珍珠蛋白粉合成纖維，纖維中的粉含量為2.5-5.5wt％。中國專利CN1616724A號介紹了一種納米銀系抗菌蛋白纖維。其在聚合物中添加了納米銀系抗菌蛋白粉料來制備蛋白纖維，粉體占纖維總重的0.5～4％。芳香纖維也是一種對人體具有一定保健作用的功能性纖維。對于芳香纖維也有不少專利文獻報道，例如，美國專利USP 5206080報道了一種皮層為PET，芯層為0.1～5％香精油和石蠟及改性石蠟聚合物的混合物芳香纖維；美國專利USP 4713291則報道了一種皮芯復合芳香纖維，其特點是在纖維的橫截面包含一個皮層及一個具有中空部分的芯，其中的一種組分是在常壓下的沸點高于150℃的芳香香料。該香料以0.1-10％的量加入并分散于構成芯的熱塑性聚合物中。芯層聚合物用聚乙烯，皮層聚合物是PET。在專利中明確指出了一種采用香精油或芳香植物以及草藥的提煉物來刺激嗅覺從而治療一種特殊心理疾病的新療法——“芳香療法”。但上述專利文獻報道的功能纖維或只具有珍珠蛋白保健功能，或只具有芳香功能，作用相對單一，功能發(fā)揮也欠理想。中國專利CN1123349A報道了一種長效抗菌、健身、芳香型纖維織物的生產(chǎn)方法，它采用纖維紡織物為基料，以親水整理劑，抗菌衛(wèi)生整理劑、保健香精整理劑為主要原料，經(jīng)過特殊的工藝改性、接枝等方法而制成的。由于該方法采用后整理的工藝，微囊香精等容易因水洗等而脫落，因而其香味功能的穩(wěn)定性和持久性較差。
在申請人所知的范圍內，有關同時具有珍珠蛋白保健功能和芳香氣味作用，并且性能穩(wěn)定、功能發(fā)揮良好的保健纖維及其制造方法的文獻報道尚未見到。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是設計一種保健纖維及其制造方法，該保健纖維同時具有珍珠蛋白的保健功能和散發(fā)芳香氣味的保健作用，是一種具有復合功能作用的保健纖維，并可使珍珠蛋白保健功能和芳香作用互不干擾，相互協(xié)調，性能穩(wěn)定，共同發(fā)揮保健作用。本發(fā)明的所述保健纖維的制造方法工藝簡單，成本低，便于工業(yè)化實施。
本發(fā)明解決所述保健纖維的技術問題的技術方案是設計一種保健纖維，該保健纖維具有皮芯結構，皮芯體積比為3∶7-7∶3；所述保健纖維皮層料的重量百分比配方為皮層聚合物92.6-97.9％，平均粒徑為0.05-1.0μm的珍珠蛋白粉料2-7％，偶聯(lián)劑0.1-0.4％；所述皮層聚合物為聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚己內酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、融熔指數(shù)為25-50的聚丙烯中的一種；所述偶聯(lián)劑為三異硬脂酰基鈦酸異丙酯、三(二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯、三油?；佀岙惐ァ⑷?十二烷基苯磺?；?鈦酸異丙酯、三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯的一種；所述保健纖維芯層料的重量百分比配方為芯層聚合物88-99％、香料1-12％；所述的芯層聚合物為聚乙烯、聚丙烯、熔點為150～200℃的聚酯中的一種。
本發(fā)明所述保健纖維的制造方法按本發(fā)明所述的保健纖維配方和下述皮芯復合紡絲工藝進行1.干燥功能粉將所述纖維皮層料配方中的珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5個小時；2.制造保健纖維皮層料按本發(fā)明所述保健纖維皮層料的比例把干燥后的皮層聚合物、珍珠蛋白粉料和偶聯(lián)劑均勻混合后，在180-270℃溫度下，經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，獲得所述保健纖維皮層料；3.制造保健纖維芯層料按本發(fā)明所述保健纖維芯層料的比例把芯層聚合物、香料均勻混合后，在150-230℃溫度下，經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，獲得所述保健纖維芯層料；
4.制造皮芯保健纖維將上述2、3步所得的保健纖維皮層料和芯層料，按本發(fā)明所述的保健纖維皮芯體積比，用皮芯復合紡絲機紡制出卷繞絲；再將卷繞絲在65-95℃溫度下，拉伸2-4倍，然后切斷，即可得到所述的保健纖維。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的保健纖維由于采用了皮芯復合結構，功能性物質珍珠蛋白粉料和芳香料分別混合在保健纖維的皮層和芯層之中，因此該保健纖維可同時有一定護膚美容及保健作用和散發(fā)香味作用，并且兩種功能物質的作用互不干擾，相互協(xié)調，共同發(fā)揮保健作用，是一種性能穩(wěn)定地具有復合功能作用的保健纖維。本發(fā)明所述的保健纖維制造方法工藝簡單，不需要特殊設備，成本低，便于工業(yè)化實施。
具體實施例方式
下面結合實施例進一步敘述本發(fā)明本發(fā)明設計的一種保健纖維具有皮芯結構，其皮芯體積比為3∶7-7∶3；所述保健纖維皮層料的重量百分比配方為皮層聚合物92.6-97.9％，平均粒徑為0.05-1.0μm的珍珠蛋白粉料2-7％，偶聯(lián)劑0.1-0.4％，各組分之和為100％；所述的皮層聚合物為聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚己內酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、融熔指數(shù)為25-50的聚丙烯中的一種；所述的偶聯(lián)劑為三異硬脂?；佀岙惐ァ⑷?二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯、三油酰基鈦酸異丙酯、三(十二烷基苯磺酰基)鈦酸異丙酯、三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯的一種；所述保健纖維芯層料的重量百分比配方為芯層聚合物88-99％、香料1-12％，各組分之和為100％；所述的芯層聚合物為聚乙烯、聚丙烯、熔點為150～200℃的聚酯中的一種。
本發(fā)明所述的皮層料中使用的皮層聚合物為聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚己內酰胺(PA-6)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，融熔指數(shù)為25-50的聚丙烯(PP)中的一種。但優(yōu)選所述的PTT、PBT或PA-6中的一種。這主要是因為它們有更好的染色性能。
本發(fā)明所述在纖維皮層料中添加的珍珠蛋白粉料可以在市場上購得，要求平均粒徑為0.05-1.0μm。珍珠蛋白粉料的粒徑過大，不利于紡絲；粒經(jīng)過小，成本上升，不利推廣應用。
本發(fā)明所述的在纖維皮層料中添加的偶聯(lián)劑為三異硬脂?；佀岙惐ァ⑷?二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯、三油?；佀岙惐ァ⑷?十二烷基苯磺?；?鈦酸異丙酯、三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯的一種。之所以選用這些偶聯(lián)劑的原因是因它們可改善所述珍珠蛋白粉料與所述的成纖聚合物的相容性，并可提高紡絲速度。
本發(fā)明所述的芯層聚合物為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、熔點為150～200℃的聚酯中的一種。應當說明的是，本發(fā)明的皮層聚合物與芯層聚合物完全是不同種類或不同參數(shù)要求的成纖聚合物。這種設計是既要保持保健纖維的服用性能(纖維的強度、伸長率、手感等)，同時還要考慮減少香料在制備過程中的揮發(fā)，盡量采用熔點偏低的成纖聚合物。
本發(fā)明所述的在纖維芯層料中使用的香料是指乙基香蘭素、香蘭素、茉莉酮、鈴蘭醛、茉莉素、洋茉莉醛、玫瑰醇、金合歡醇、玫瑰精油、薰衣草油、茉莉醛、檸檬油、薄荷油、丁香葉油的一種或多種。但本發(fā)明所使用的香料范圍不受上述香料限制。香料含量設計為芯層料重量的1-12％。試驗研究表明，當香料含量低于1％時，芳香氣味很低，功能性不強，而高于12％時則會影響纖維的可紡性。
考慮到芯層香料的添加量，在本發(fā)明的芯層料配方中還可添加有1-10％增容劑。設計有增容劑時，所述芯層料的重量百分比配方相應地調整為芯層聚合物78-98％、香料1-12％、增容劑1-10％。所述的增容劑為乙烯-醋酸乙烯、聚乙二醇、石蠟中的一種或兩種。
本發(fā)明所述的保健纖維皮芯體積比為3∶7-7∶3；但皮芯體積比為4∶6-6∶4更為理想。如果纖維的皮層比例過大，纖維芯層的香料含量就會較低，香味不明顯；反之，如果纖維的皮層比例過小，雖然有利于纖維香味的增加，但會影響纖維護膚美容及保健的性能，因此要求皮芯層體積比控制在所述的比例范圍內較為理想。另一方面，所述皮芯比的設計應當與皮芯料中添加的功能物質的含量多少結合起來設計，也即如果纖維的皮層比例較大時，纖維芯層的香料含量應當在所述范圍內相對提高選擇；而纖維的皮層比例較小時，纖維芯層的香料含量應當在所述范圍內相對降低選擇。對于纖維皮層料中添加的珍珠蛋白粉料含量也應同理設計選擇。
本發(fā)明所述的保健纖維的制造方法是按照本發(fā)明所述的保健纖維配方和下述皮芯復合紡絲工藝進行的
1.干燥功能粉將所述纖維皮層料配方中的珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5個小時；珍珠蛋白粉中含有氨基酸類等有機物質，在烘干水分時盡量不采用高溫和過長時間干燥工藝，以防止影響粉料的性質和成分。
2.制造保健纖維皮層料將分別占保健纖維皮層混合料重量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％的所述偶聯(lián)劑充分均勻混合后，在180-270℃溫度下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，獲得所述的纖維皮層料；3.制造保健纖維芯層料將分別占混合料重量的88-99％的所述聚合物、1-12％的所述香料，在150-230℃溫度下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，獲得所得纖維芯層料。
當在所述的芯層料配方中設計有增容劑時，也要按配方要求把所述比例的增容劑一并加入到所述比例的混合料中去；4.制造皮芯保健纖維將上述2、3步所得的保健纖維皮層料和纖維芯層料，按3∶7-7∶3特別是4∶6-6∶4的皮芯體積比，用皮芯復合紡絲機紡制出卷繞絲，再將卷繞絲在65-95℃溫度下，拉伸2-4倍，即可得到所述的保健纖維。
本發(fā)明所述保健纖維具有皮芯復合結構，其制造方法采用了皮芯復合紡絲方法，所得產(chǎn)品保健纖維的香料雖內藏于保健纖維的芯內，但保健纖維的結構設計不僅不影響其向外散發(fā)香氣，而且還有利于其長期、穩(wěn)定地向外散發(fā)；另一方面，珍珠蛋白粉料設計在保健纖維的外層，可直接接觸皮膚，也有利于其充分發(fā)揮積極的保健作用。如果采取簡單的共混法，把香料、珍珠蛋白粉料直接與成纖聚合物混合，造粒，紡絲，那么香料就會揮發(fā)較快，保持香味的時間很短，而混在纖維內部的珍珠蛋白粉料也難于發(fā)揮作用。尤其是在纖維織布后，不可避免地要進行染色及織物后整理時，經(jīng)常要使用酸、堿溶液處理以及高溫烘干定型，這些工藝過程會使共混纖維中的香料損失殆盡，無芳香之實，纖維的保健功能仍是單一的，并且是被弱化的。共混保健纖維的另外一個不利是，由于香料也是有機化合物，容易與珍珠蛋白粉中的氨基酸發(fā)生反應。影響珍珠蛋白的保健功能。按照本發(fā)明所述保健纖維配方和制造方法生產(chǎn)出的具有復合結構的保健纖維，珍珠蛋白粉料相對集中于纖維皮層，香料相對集中于纖維的芯層，不僅同時具有一定護膚美容保健作用和散發(fā)香味作用，并且兩種功能物質的作用互不干擾，相互協(xié)調，共同發(fā)揮保健作用，而且產(chǎn)品纖維光澤好，外觀漂亮，手感柔軟，適紡性好，并具有很強持久的芳香氣味。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術。
以下給出本發(fā)明的幾個具體實施例，但本發(fā)明不受實施例的限制實施例1取干燥后的聚對苯二甲酸乙二醇酯97.9份(重量百分比，下同)，珍珠蛋白粉料2份，三異硬脂?；佀岙惐?.1份，經(jīng)充分混合后，在270℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維皮層料；取聚丙烯(MI＝30)84份，石蠟4份，乙基香蘭素占12份，經(jīng)充分混合后，在180℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維芯層料；將所得皮芯料充分烘干后，按7∶3的保健纖維皮芯體積比用皮芯復合紡絲機紡制出卷繞絲；再將卷繞絲在95℃溫度下，拉伸3倍，然后松弛熱定型、切斷，即可得到所述的保健纖維。
實施例2取融熔指數(shù)(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)鈦酸異丙酯0.4份，經(jīng)充分混合后，在190℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維皮層料；取聚乙烯87份，乙烯-醋酸乙烯3份，香蘭素占10份，經(jīng)充分混合后，在150℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維芯層料；將皮芯料充分烘干后，按保健纖維的皮、芯體積比為6∶4在皮芯復合紡絲機紡制出卷繞絲；再將卷繞絲在65℃溫度下拉伸4倍，可得到所述的保健纖維。
實施例3取干燥后的聚對苯二甲酸丙二醇酯95.8份，珍珠蛋白粉料4份，三油?；佀岙惐?.2份，經(jīng)充分混合后，在260℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維皮層料；取低熔點聚酯(熔點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，經(jīng)充分混合后，在170℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維芯層料；按保健纖維的皮、芯比為5∶5在皮芯復合紡絲機紡制出卷繞絲；然后按實施例1所述的方法進行纖維后處理，即可得到所述的保健纖維。
實施例4取干燥后的聚己內酰胺93.7份，珍珠蛋白粉料6份，三(十二烷基苯磺?；?鈦酸異丙酯0.3份，經(jīng)充分混合后，在250℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維皮層料；取聚乙烯88份，石蠟5份，，聚乙二醇3份，鈴蘭醛2份，金合歡醇2份經(jīng)充分混合后，在150℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維芯層料；將皮芯料充分烘干后，按保健纖維皮、芯比為4∶6在皮芯復合紡絲機紡制出卷繞絲，再將卷繞絲在90℃溫度下拉伸2倍，然后切斷，即可得到所述的保健纖維。
實施例5取干燥后的聚對苯二甲酸丁二醇酯96.85份，珍珠蛋白粉料3份，三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯0.15份，經(jīng)充分混合后，在270℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維皮層料；取低熔點聚酯(熔點200℃)87份，乙烯-醋酸乙烯5份，洋茉莉醛5份，玫瑰醇3份，經(jīng)充分混合后，在230℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維芯層料；然后按實施例1的方法進行紡絲和后處理，即可得到所述的保健纖維。
實施例6取融熔指數(shù)50的聚丙烯94.75份，珍珠蛋白粉料5份，三油?；佀岙惐?.25份，經(jīng)充分混合后，在190℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維皮層料；取聚乙烯98份，聚乙二醇1份，丁香葉油1份，經(jīng)充分混合后，在150℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出纖維芯層料；按保健纖維的皮、芯比為3∶7在皮芯復合紡絲機紡制出卷繞絲；然后按實施例2所述的方法進行纖維后處理，即可得到所述的保健纖維。
實施例7聚干燥后的己內酰胺93.8份，珍珠蛋白粉料6份，三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯0.2份，經(jīng)充分混合后，在250℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維皮層料；取聚丙烯(MI＝40)93份，聚乙二醇3份，石蠟2份，薰衣草油2份，經(jīng)充分混合后，在180℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出保健纖維芯層料；然后按實施例3所述的方法進行紡絲和后處理，即可得到所述的保健纖維。
權利要求
1.一種保健纖維，其具有皮芯結構，皮芯體積比為3∶7-7∶3；所述保健纖維皮層料的重量百分比配方為皮層聚合物92.6-97.9％，平均粒徑為0.05-1.0μm的珍珠蛋白粉料2-7％，偶聯(lián)劑0.1-0.4％；所述皮層聚合物為聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚己內酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、融熔指數(shù)為25-50的聚丙烯中的一種；所述偶聯(lián)劑為三異硬脂?；佀岙惐ァ⑷?二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯、三油酰基鈦酸異丙酯、三(十二烷基苯磺酰基)鈦酸異丙酯、三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯的一種；所述保健纖維芯層料的重量百分比配方為芯層聚合物88-99％、香料1-12％；所述的芯層聚合物為聚乙烯、聚丙烯、熔點為150～200℃的聚酯中的一種。
2.根據(jù)權利要求1所述的保健纖維，其特征在于所述的皮芯體積比為4∶6-6∶4；所述保健纖維芯層料的重量百分比配方為芯層聚合物78-98％、香料1-12％、增容劑1-10％；所述的增容劑為乙烯-醋酸乙烯、聚乙二醇或者石蠟中的一種或兩種。
3.一種保健纖維的制造方法，該制造方法按照權利要求1所述的保健纖維配方以及下述皮芯復合紡絲工藝進行(1)干燥功能粉將所述纖維皮層料配方中的珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5個小時；(2)制造保健纖維皮層料按權利要求1所述保健纖維皮層料的比例把干燥后的皮層聚合物、珍珠蛋白粉料和偶聯(lián)劑均勻混合后，在180-270℃溫度下，經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，獲得所述保健纖維皮層料；(3)制造保健纖維芯層料按權利要求1所述保健纖維芯層料的比例把芯層聚合物、香料均勻混合后，在150-230℃溫度下，經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，獲得所述保健纖維芯層料；(4)制造皮芯保健纖維將上述(2)、(3)步所得的保健纖維皮層料和芯層料，按權利要求1所述的保健纖維皮芯體積比，用皮芯復合紡絲機紡制出卷繞絲；再將卷繞絲在65-95℃溫度下，拉伸2-4倍，然后切斷，即可得到所述的保健纖維。
4.一種保健纖維的制造方法，該制造方法按照權利要求2所述的保健纖維配方以及下述皮芯復合紡絲工藝進行(1)干燥功能粉將所述纖維皮層料配方中的珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5個小時；(2)制造保健纖維皮層料按權利要求2所述保健纖維皮層料的比例把干燥后的皮層聚合物、珍珠蛋白粉料和偶聯(lián)劑均勻混合后，在180-270℃溫度下，經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，獲得所述保健纖維皮層料；(3)制造保健纖維芯層料按權利要求2所述保健纖維芯層料的比例把芯層聚合物、香料和增容劑均勻混合后，在150-230℃溫度下，經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，獲得所述保健纖維芯層料；(4)制造皮芯保健纖維將上述(2)、(3)步所得的保健纖維皮層料和芯層料，按權利要求2所述的保健纖維皮芯體積比，用皮芯復合紡絲機紡制出卷繞絲；再將卷繞絲在65-95℃溫度下，拉伸2-4倍，然后切斷，即可得到所述的保健纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保健纖維及其制造方法。該保健纖維具有皮芯結構，皮芯體積比為3∶7－7∶3；皮層料重量百分比配方為皮層聚合物92.6－97.9％，粒徑為0.05－1.0μm的珍珠蛋白粉料2－7％，偶聯(lián)劑0.1－0.4％；芯層料重量百分比配方為芯層聚合物88－99％、香料1－12％。該保健纖維的制造方法按所述配方和下述工藝進行1.將珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3－5個小時；2.把皮層料均勻混合后，在180－270℃溫度下，經(jīng)雙螺桿擠出造粒，制得皮層料；3.把芯層料均勻混合后，在150－230℃溫度下，經(jīng)雙螺桿擠出造粒，制得芯層料；4.將上述2、3步所得皮芯層料，按所述體積比，用皮芯復合紡絲機紡制出卷繞絲；再將卷繞絲在65－95℃溫度下，拉伸2－4倍，切斷即可得所述保健纖維。
文檔編號D01F8/14GK1818159SQ20061001325
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月7日 優(yōu)先權日2006年3月7日
發(fā)明者齊魯, 葉建忠, 鄒建柱 申請人:天津工業(yè)大學