CN100359056C - 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。该保健纤维的重量百分比配方为：负离子粉1～10%，珍珠蛋白粉1-6%，分散剂为0.05-1%，偶联剂为0.05-1%，成纤聚合物82-97.9%，各组分之和为100%。该保健纤维的制造方法为：1.将所述配方比例的负离子粉和珍珠蛋白粉分别在不同范围的温度下进行干燥；2.将干燥后的负离子粉和珍珠蛋白粉，分别与所述比例的分散剂和偶联剂混合均匀后，再放在一起与所述比例的成纤聚合物均匀混合，经双螺杆挤出，造粒，获得保健纤维纺丝料；3.把所得纺丝料在常规熔融纺丝设备和工艺下纺丝，即可得所述的保健纤维。本发明保健纤维是一种具有相互协调、积极作用的负离子功能和珍珠蛋白功能的复合保健纤维。

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负离子作用和珍珠蛋白保健功能的保健纤维及其制造方法，IPC主分类号拟为Int.Cl⁷ D01F2/08。

背景技术

负离子纤维和珍珠蛋白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。对于负离子纤维已有不少专利文献报道，例如，中国专利CN1360093号公开了一种负离子保健纤维及其制造方法，其方法是：(1)将电气石研磨成0.01-0.3微米直径粉体，(2)将电气石粉体以25-65％的重量百分比与熔融态的聚酯载体混合，制成母粒，(3)将母粒以6-12％的重量百分比加入同质聚酯中，纺出长丝或短纤，经卷绕、牵伸、加弹、加捻或卷曲成纤维。中国专利CN1317608号公开了一种负离子纤维品，功能粉在纤维中的含量为0.1-20％。对于珍珠蛋白纤维也有不少专利文献报道，例如，中国专利CN1176257号公开了一种珍珠蛋白功能合成纤维。首先制备含有珍珠蛋白粉的母粒，珍珠蛋白粉含量为15-40％，然后把这种珍珠蛋白母粒与合成纤维原料混合，制备珍珠蛋白粉合成纤维，纤维中珍珠蛋白粉含量为2.5-5.5wt％。上述专利中的纤维或只具有负离子功能，或只具有珍珠蛋白保健功能，作用单一，并且功能作用受到一定限制，例如，纤维中的负离子粉要发挥其作用，需要在其周围必须有水分子。当空气比较干燥时，特别是纤维吸水性能很差时，所述的功能纤维即使含有负离子粉也很难发挥负离子功能。而单纯的珍珠蛋白纤维，由于远红外功能比较弱，皮肤表面的吸收功能比较差，其保健功能也难以充分实现。

在申请人所知的范围内，尚未见到同时具有负离子功能和珍珠蛋白保健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保健纤维及其制造方法。该保健纤维同时具有负离子作用和珍珠蛋白保健功能，并且两种功能物质彼此相互协调，可共同积极发挥保健作用，是一种具有复合功能的保健纤维。该保健纤维制造方法工艺简单，不需要特殊设备，成本低廉，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，该保健纤维的重量百分比配方为：负离子粉1～10％，珍珠蛋白粉1-6％，分散剂为0.05-1％，偶联剂为0.05-1％，成纤聚合物82-97.9％，各组分之和为100％；所述负离子粉和珍珠蛋白粉的粒径均为0.04-1μm；所述的分散剂为石蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡的一种或两种；所述的偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，所述硅烷偶联剂选择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，所述钛酸酯偶联剂选择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)钛酸异丙酯中的一种；所述的成纤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或融熔指数为30-50的聚丙烯中的一种。

本发明保健纤维的制造方法采用本发明所述保健纤维配方和下述工艺：

1.干燥功能粉，将所述配方比例的负离子粉和珍珠蛋白粉分别进行干燥，负离子粉在100～150℃下干燥4-6个小时，珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5个小时；

2.制造保健纤维纺丝料，将干燥后所述配方重量百分比为1～10％的负离子粉，与0.03-0.65％的分散剂和0.03-0.65％的硅烷偶联剂均匀混合；将干燥后所述配方重量百分比为1-6％的珍珠蛋白粉，与0.02-0.35％的分散剂和0.02-0.35％的钛酸酯偶联剂均匀混合，两者分别混合均匀后，再放在一起与所述重量百分比含量为82-97.9％的成纤聚合物均匀混合，在180-270℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述的保健纤维纺丝料；

3.制造保健纤维，把所得的保健纤维纺丝料在常规的熔融纺丝设备和工艺下进行纺丝，即可制造出所述的保健纤维。

与现有技术相比，本发明保健纤维同时含有适当的负离子粉和珍珠蛋白粉，并且两种功能成分功能互补，相互协调，积极发挥保健作用。纤维中负离子粉的远红外、生物电特性(经测定，本发明保健纤维的远红外线发射率为81-87％(100℃)，且手感柔软，适宜服用)，可使人体皮肤表面的血流量增加，微循环改善，促进人体对珍珠蛋白粉中的钙质及微量元素的吸收，起积极护肤作用；而珍珠蛋白粉的吸湿性能则有利于增强负离子粉电解作用，增加释放负离子的功能。另外负离子粉的抗菌、抑菌作用还使保健纤维本身具有抗菌、防霉、防臭功能。因此，本发明保健纤维是一种具有相互协调、积极作用的负离子功能和珍珠蛋白功能的复合保健纤维。本发明制造方法工艺简单，设备没有特殊要求，工业化实施容易，成本低廉，便于推广。

具体实施方式

本发明设计的一种保健纤维，含有适当比例的负离子粉和珍珠蛋白粉，因此也可称为负离子珍珠蛋白纤维，它具有相互协调的负离子作用和珍珠蛋白作用的复合保健功能。该保健纤维的重量百分比配方为：负离子粉为1～10％，珍珠蛋白粉为1-6％，分散剂为0.05-1％，偶联剂为0.05-1％，成纤聚合物为82-97.9％，各组分之和为100％。

本发明设计的保健纤维中使用的成纤聚合物为下述聚合物中的一种：即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和PA-6。这主要是因为它们有更好的染色性能。

本发明所述的保健纤维中使用的负离子粉是指铁电气石粉、镁电气石粉、锂电气石粉的一种。它们可方便地从市场购得，其粒径要求为0.04-1μm。所述的珍珠蛋白粉也可方便地从市场购得，其粒径也要求为0.04-1μm。功能粉料的粒经过小，成本提高，不利实施推广；而粒经过大，则纺丝性能下降，不利应用。

本发明所述的纤维中使用的的分散剂为石蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡的一种或两种。本发明所述保健纤维中使用的偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，所述硅烷偶联剂为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，所述钛酸酯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)钛酸异丙酯中的一种。所述分散剂和偶联剂的选择都有利于所述功能物质在成纤聚合物中的均匀相容和分散。

本发明同时设计了所述保健纤维的制造方法。它是按照本发明所述的保健纤维重量百分比配方和下述工艺进行：

1.干燥功能粉，将所述配方比例的负离子粉和珍珠蛋白粉分别进行干燥，负离子粉在100～150℃下干燥4-6个小时，珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5个小时。负离子粉是无机矿石粉能耐高温，因此干燥时可选择高温，以减少干燥时间；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.制造保健纤维纺丝料，将干燥后所述配方重量百分比为1～10％的负离子粉，与0.03-0.65％的分散剂和0.03-0.65％的硅烷偶联剂均匀混合；将干燥后所述配方重量百分比为1-6％的珍珠蛋白粉，与0.02-0.35％的分散剂和0.02-0.35％的钛酸酯偶联剂均匀混合，两者分别混合均匀后，再放在一起与所述重量百分比含量为82-97.9％的成纤聚合物均匀混合，在180-270℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述的保健纤维纺丝料；

3.制造保健纤维，把所得的保健纤维纺丝料在常规的熔融纺丝设备和工艺下进行纺丝，即可制造出保健纤维。

本发明设计保健纤维制造方法基本采用常规的熔融纺丝设备进行纺丝，制造保健纤维，但在工艺方面做了调整：为了减少两种功能粉料之间的互相包覆，作用相互干扰或削弱，因而设计了将两种功能粉料分别用所述的分散剂或偶联剂单独处理后，再将这两种单独处理后的功能粉料与成纤聚合物混合的工艺方法。这样可以保证功能物质的分散均匀，且彼此无涉。所述的分散剂和偶联剂均适用于两种功能物质，分别混合实施时是否采用同一种分散剂和偶联剂可根据实际情况酌定。考虑到负离子粉与珍珠蛋白粉各自的特性，在分别混合配制分散剂和偶联剂时，负离子粉使用的比例要高于珍珠蛋白粉，这样效果会更好。但这不排除两种功能物质使用相同比例的分散剂和偶联剂。试验研究还表明，负离子粉与硅烷偶联剂配制混合，而珍珠蛋白粉与钛酸酯偶联剂配制混合的效果比较理想。但这也不排除两种功能物质使用相同种类的偶联剂。

按照本发明所述保健纤维配方和制造方法即可生产出本发明所述的保健纤维。由于本发明设计保健纤维制造方法采用常规的熔融纺丝设备，因此可以根据产品设计需要采用切断、拉伸或假捻等常规方法，制备出本发明所述保健功能的短纤维、拉伸长丝或假捻长丝。

本发明保健纤维中的负离子粉可激发空气中的氧、水分产生负氧离子，具有净化空气、消除臭味，抗菌、抑菌作用，能营造出仿大自然环境，给人以清新、舒适的感觉，负离子粉还具有发射远红外线、生物电特性、并还有含有微量元素及矿物质，对人体有保健作用、美容效果。保健纤维中的珍珠蛋白粉中含有氨基酸和丰富钙质及十几种微量元素，将珍珠蛋白粉添加到纤维中，可对人体有一定的护肤、保健作用，而且大大提高了纤维的吸湿性，有利于负离子粉发挥其作用。现有技术的单一珍珠蛋白纤维由于缺乏远红外等功能，人体吸收钙质及微量元素很缓慢，因此其保健功能不明显。本发明保健纤维的负离子粉具有发射远红外线、生物电特性，能促进人体血液循环，有利于人体吸收钙质及微量元素。也就是说，本发明保健纤维与现有技术功能纤维或负离子或珍珠蛋白的单一功能相比，不仅不减弱而且具有复合和增效作用。

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4小时后的铁电气石负离子粉料1份(重量比，下同)，γ一缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷0.03份，硬脂酸锌0.03份，干燥3小时后珍珠蛋白粉1分，三异硬脂酰基钛酸异丙酯0.02份，硬脂酸锌0.02份，分别充分混合均匀后，取干燥后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)97.9份，再把两种功能粉料和PET充分混合均匀后，在270℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出纤维纺丝料；用熔融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，得到所述保健功能的短纤维。

经测定，所得保健纤维的远红外线发射率为81％(100℃)。

实施例2：

取干燥5小时后的镁电气石负离子粉料3份，γ一甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.2份，硬脂酸钙0.2份，干燥4小时后的珍珠蛋白粉料6份，三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯0.35份，聚乙烯蜡0.35份，分别充分混合均匀后，取融熔指数50的聚丙烯(PP)89.9份，再把两种功能粉料和PP充分混合均匀后，在190℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出纤维纺丝料；用熔融纺丝机纺制出卷绕丝；绕丝在65℃温度下，拉伸4倍，可得到所述保健功能的短纤维。

经测定，所得保健纤维的远红外线发射率为82％(100℃)。

实施例3：

取干燥6小时后的锂电气石负离子粉料10份，N-β-(氨基乙基)-γ氨基丙基三甲氧基硅烷0.65份，硬脂酸锌0.65份，干燥4小时后的珍珠蛋白粉料3份，三油酰基钛酸异丙酯0.1份，聚丙烯蜡0.1份，分别混合均匀后，取干燥后的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)85.5份，再把两种功能粉料与PTT充分混合均匀后，在260℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出纤维纺丝料；用熔融纺丝设备纺制出具有所述保健功能预取向丝和假捻丝。

经测定，所得保健纤维的远红外线发射率为87％(100℃)。

实施例4：

取干燥5小时后的铁电气石负离子粉料6份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷0.4份，石蜡0.4份，干燥4小时后的珍珠蛋白粉料4份，三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯0.2份，聚乙烯蜡0.2份，分别混合后，取干燥后的聚己内酰胺(PA-6)88.8份，再把两种功能粉料与PA-6充分混合均匀，在250℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出纤维纺丝料，用熔融纺丝设备纺制出具有所述保健功能的预取向丝和拉伸长丝。

经测定，所得保健纤维的远红外线发射率为84％(100℃)。

实施例5：

取干燥6小时后的锂电气石负离子粉料8份，γ一甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.5份，聚丙烯蜡0.5份，干燥3小时后的珍珠蛋白粉料2份，三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯0.1份，硬脂酸钙0.1份，分别混合后，取干燥后的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)88.8份，再把两种功能粉料与PBT充分混合均匀，在265℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纤维纺丝料，用熔融纺丝设备纺制出具有所述保健功能的预取向丝和拉伸长丝。

经测定，所得保健纤维的远红外线发射率为85％(100℃)。

实施例6：

取干燥5小时后的镁电气石负离子粉料4份，γ一缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷0.25份，聚丙烯蜡0.25份，干燥4小时后的珍珠蛋白粉料5份，聚乙烯蜡0.3份，三油酰基钛酸异丙酯0.3份，分别混合后，取融熔指数50的聚丙烯(PP)89.9份，再把两种功能粉料与PP充分混合均匀后，在190℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出纤维纺丝料；用熔融纺丝设备纺制出具有所述保健功能的预取向丝和拉伸长丝。

经测定，所得保健纤维的远红外线发射率为83％(100℃)。

Claims (3)

1.一种保健纤维，其重量百分比配方为：负离子粉1～10％，珍珠蛋白粉1-6％，分散剂为0.05-1％，偶联剂为0.05-1％，成纤聚合物82-97.9％，各组分之和为100％；所述负离子粉为铁电气石粉、镁电气石粉、锂电气石粉中的一种，其和珍珠蛋白粉的粒径均为0.04-1μm；所述的分散剂为石蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的一种或两种；所述的偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，所述硅烷偶联剂选择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，所述钛酸酯偶联剂选择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)钛酸异丙酯中的一种；所述的成纤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或融熔指数为30-50的聚丙烯中的一种。

2.根据权利要求1所述的保健纤维，其特征在于所述的成纤聚合物为聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚己内酰胺中的一种。

3.一种保健纤维的制造方法，该制造方法按照权利要求1或者2所述保健纤维配方和下述工艺进行：

(1)干燥功能粉，将所述配方比例的负离子粉和珍珠蛋白粉分别进行干燥，负离子粉在100～150℃下干燥4-6个小时，珍珠蛋白粉在90～110℃下干燥3-5个小时；

(2)制造保健纤维纺丝料，将干燥后所述配方重量百分比为1～10％的负离子粉，与0.03-0.65％的分散剂和0.03-0.65％的硅烷偶联剂均匀混合；将干燥后所述配方重量百分比为1-6％的珍珠蛋白粉，与0.02-0.35％的分散剂和0.02-0.35％的钛酸酯偶联剂均匀混合，两者分别混合均匀后，再放在一起与所述重量百分比含量为82-97.9％的成纤聚合物均匀混合，在180-270℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述的保健纤维纺丝料；

(3)制造保健纤维，把所得的保健纤维纺丝料在常规的熔融纺丝设备和工艺下进行纺丝，即可制造出所述的保健纤维。