香料復(fù)合纖維及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紡織功能纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種香料復(fù)合纖維及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]香料是來(lái)自大地的“良藥”，人類利用香料防疫、防腐已有千年的歷史。目前大健康產(chǎn)業(yè)正在興起并將成為新世紀(jì)的“黃金產(chǎn)業(yè)”，紡織纖維制品是與人體最貼近的日常用品，與健康產(chǎn)業(yè)有著天然的關(guān)聯(lián)。因此，如何將香料與紡織材料結(jié)合，開(kāi)發(fā)具有抗菌、防疫、防腐、保健功能的健康紡織纖維制品已成為紡織新材料和產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。目前，“健康中國(guó)”已上升為國(guó)家戰(zhàn)略，而紡織產(chǎn)業(yè)是中國(guó)的傳統(tǒng)大產(chǎn)業(yè)之一，功能纖維材料是紡織產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是傳統(tǒng)紡織行業(yè)與健康產(chǎn)業(yè)結(jié)合的重要節(jié)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)新型健康功能纖維材料對(duì)紡織纖維產(chǎn)業(yè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]盡管新材料、信息科技和生物工程等現(xiàn)代科技領(lǐng)域發(fā)展日新月異，新型功能材料層出不窮，但傳統(tǒng)的紡織纖維制造技術(shù)的基本工藝幾乎沒(méi)有改變，在干法紡絲、濕法紡絲、熔融紡絲和靜電紡絲工藝中，“紡絲液”的形成和紡絲過(guò)程中都有特定溶劑或高溫工藝條件要求，限制了對(duì)高溫或/和溶劑敏感的香料在紡織纖維材料中的應(yīng)用。
[0004]專利US4713291和專利CN1007362B公開(kāi)了一種皮芯結(jié)構(gòu)的芳香纖維，要求使用的香料常壓下沸點(diǎn)必須高于150°C，否則可用的形成纖維皮層的樹(shù)脂材料會(huì)受到嚴(yán)格的限制，如常規(guī)的聚酯、聚酰胺、聚丙烯等皆不能使用。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，香料質(zhì)量所占比例低于0.1%時(shí)，芳香效果較弱，而香料質(zhì)量占比大于10%時(shí)，則紡絲穩(wěn)定性降低，選擇香料最佳占比為
0.5%?2%。專利CN1594684A提出芳香母粒共混擠出紡絲制備芳香纖維，當(dāng)芳香母粒質(zhì)量占比為7%時(shí)，可紡性差，斷頭并絲多，生產(chǎn)困難，芳香母粒質(zhì)量占比為4%時(shí)可紡性較好，但纖維的香味較淡，選擇芳香母粒質(zhì)量占比為5%時(shí)可紡性較好，纖維香味也較濃，由此可知香料的質(zhì)量占比低于5%。專利CN104294404A公開(kāi)的皮芯結(jié)構(gòu)芳香纖維中香精添加量則只有 0.01%?0.3%。
[0005]為了適應(yīng)高溫工藝條件，專利CN104562291A提出的方法是采用耐高溫食用香精，香精的最大添加量為2.5%;專利CN105002584A公開(kāi)的技術(shù)是采用納米香精環(huán)糊精包衣的方法制造芳香母粒，納米香精僅占芳香母粒重量的3%?6%;專利CN104178844A提供的錦綸芳香纖維技術(shù)方案中，采用3 %?4.9 %含有耐高溫香精微膠囊芳香母粒與占比95.1 %?97 %的錦綸6切片混熔擠出紡絲，香精占比也較低。
[0006]為了避免高溫的影響，中國(guó)專利CN100580171C提出了浸扎吸附的方法制備香料復(fù)合纖維，用香料及輔料組成的液體浸泡中空纖維，讓香料浸入纖維內(nèi)，然后洗去纖維外表粘附的材料干燥后得到含有香料的纖維。本發(fā)明人試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這一方法不僅要耗費(fèi)大量的香料，而且洗滌和晾干過(guò)程有大量的香料損失，特別是洗滌很難實(shí)現(xiàn)完全清洗，纖維后加工(如紡紗)幾乎不能進(jìn)行。
[0007]實(shí)際上，傳統(tǒng)的干法紡絲、濕法紡絲、熔融紡絲和新近在開(kāi)發(fā)的靜電紡絲工藝中，“紡絲液”的形成和紡絲過(guò)程中都有特定溶劑或高溫工藝條件要求，而大多數(shù)香料都是高溫或溶劑“敏感”的物質(zhì)，并且大多數(shù)香料是由幾十種甚至上百種分子量大小不同的物質(zhì)組成，在溫度達(dá)到沸點(diǎn)之前小分子量成份早已揮發(fā)，而紡織纖維材料中低熔點(diǎn)樹(shù)酯的熔點(diǎn)也都高達(dá)150°C以上，特別是常規(guī)聚酯紡絲工藝中溫度在200°C以上，香料中的部分成份已開(kāi)始分解。顯然適合傳統(tǒng)紡絲工藝條件的香料品種十分有限。
[0008]另外，傳統(tǒng)紡絲工藝中纖維成形后必須經(jīng)過(guò)牽伸處理，要求初期成形的纖維有一定拉伸強(qiáng)度，而加入的香料及輔助材料作為一種“雜質(zhì)”對(duì)纖維拉伸強(qiáng)度影響很大，一般情況下添加量超過(guò)5%時(shí)紡絲過(guò)程難以進(jìn)行，因此添加的香料量有限，在一些情況下制備香料復(fù)合纖維功能效果不強(qiáng)。
[0009]其次，傳統(tǒng)的紡織纖維制造技術(shù)工藝中，由于工藝條件的限制不僅香料的種類的選擇有局限性，而且與香料配套的輔助材料的選擇也有限，如必須考慮輔助材料對(duì)紡絲工藝中的溫度或溶劑的適應(yīng)性，因此在控制或調(diào)節(jié)制備的芳香纖維的性能(如緩釋特性)方面有限制。
[0010]因此，對(duì)溫度敏感型的香料在纖維材料中的應(yīng)用有很大的限制作用，不僅限制了香料的種類，也限制了香料的添加量，相應(yīng)的可開(kāi)發(fā)的香料復(fù)合纖維功能品種和功能效果都有限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種香料復(fù)合纖維及其制備方法以及其應(yīng)用，以解決現(xiàn)有香料復(fù)合纖維由于在其制備過(guò)程中采用高溫或溶劑而導(dǎo)致香料含量不高或品種受限，或進(jìn)一步導(dǎo)致現(xiàn)有性能不佳而導(dǎo)致香料復(fù)合纖維使用受限的技術(shù)問(wèn)題。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一方面，提供了一種香料復(fù)合纖維。所述香料復(fù)合纖維為皮芯結(jié)構(gòu)，包括以中空纖維為皮層和處于所述中空纖維空腔內(nèi)的芯層，其中，所述芯層包括芯層基材和分散于所述芯層基材中的香料。
[0013]本發(fā)明另一方面，提供了一種香料復(fù)合纖維的制備方法，包含如下步驟:
[0014]將香料與芯層基材原料配制成灌注液；
[0015]將所述灌注液灌入中空纖維的空腔內(nèi)后進(jìn)行室溫放置或于低于80°C加熱處理，使得灌入所述中空纖維空腔內(nèi)的所述灌注液固化形成芯層。
[0016]本發(fā)明又一方面，提供了本發(fā)明香料復(fù)合纖維的應(yīng)用范圍。本發(fā)明香料復(fù)合纖維或由本發(fā)明香料復(fù)合纖維制備方法制備的香料復(fù)合纖維在服裝、鞋帽、家紡、個(gè)人衛(wèi)生用品、軍用、醫(yī)療護(hù)理和康復(fù)領(lǐng)域的功能性纖維制品中的應(yīng)用。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明香料復(fù)合纖維將香料直接分散于芯層基材中并設(shè)置于中空纖維的空腔體內(nèi)，這樣一方面，避免了芯層隨中空纖維紡絲成形，從而避免了香料由于傳統(tǒng)纖維紡絲成形工藝中的溶劑和高溫的不利影響而導(dǎo)致?lián)]發(fā)或分解的損耗，保證了本發(fā)明香料復(fù)合纖維中適用的香料種類更多和含量更高，使得香料相對(duì)于本發(fā)明香料復(fù)合纖維總重量，香料含量可高達(dá)的30%，從而保證本發(fā)明香料復(fù)合纖維功能效果；另一方面，選用中空纖維為皮層結(jié)構(gòu)，避免了香料與纖維皮層材料的直接參雜而影響到了纖維紡絲形成的性能，克服了現(xiàn)有香料復(fù)合纖維的纖維相關(guān)性能受到損害而下降的問(wèn)題。
[0018]本發(fā)明香料復(fù)合纖維的制備方法是將香料與芯層基材原料配制成的灌注液直接灌入已經(jīng)紡絲成形的中空纖維的空腔內(nèi)后進(jìn)行固化處理，也即是說(shuō)本發(fā)明方法是將中空纖維紡絲成形工藝與芯層分開(kāi)制備，這樣有效保證了香料的含量和種類，如香料含量相對(duì)于本發(fā)明香料復(fù)合纖維總重量可高達(dá)的30%，而且能夠保證制備的香料復(fù)合纖維香料含量和種類的穩(wěn)定，有效克服了現(xiàn)有香料復(fù)合纖維制備方法易導(dǎo)致香料揮發(fā)或分解損耗的不足。另外，本發(fā)明方法是直接將香料負(fù)載在已形成的中空纖維的芯層內(nèi)，避免了香料與纖維樹(shù)脂的直接參雜，從而保證了制備的香料復(fù)合纖維優(yōu)異的纖維相關(guān)性能，而且還擴(kuò)寬了芯層基材原料的選擇范圍。
[0019]正是由于本發(fā)明香料復(fù)合纖維具有高含量和多種類型的香料，其功能效果更好，而且纖維相關(guān)性能優(yōu)異，因此，其能夠廣泛應(yīng)用于相關(guān)功能紡織纖維制品中，并保證相關(guān)紡織品的質(zhì)量和香料賦予的相關(guān)功能。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的香料復(fù)合纖維的橫截面SEM照片；
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例香料復(fù)合纖維制備方法的工藝流程示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實(shí)施例香料復(fù)合纖維與普通纖維的混紡紗照片:其中，3(a)為實(shí)施例6提供的薄荷油、天然冰片復(fù)合纖維與棉纖維的混紡紗照片，3(b)為實(shí)施例1提供的薰衣草油復(fù)合纖維與普通滌綸纖維的混紡紗照片，3(c)為實(shí)施例3提供的茶樹(shù)油、丁香油、檀香油復(fù)合纖維與普通滌綸纖維的混紡紗照片；
[0023]圖4是本發(fā)明實(shí)施例香料復(fù)合纖維與普通纖維混合制備的無(wú)紡布照片:其中，4(a)為實(shí)施例5提供的天然除蟲(chóng)菊酯復(fù)合纖維與普通滌綸纖維混合無(wú)紡布的照片，4(b)為實(shí)施例2提供的丁香油、洋甘菊油復(fù)合纖維與普通滌綸纖維混合無(wú)紡布的照片，4(c)為實(shí)施例1薰衣草油復(fù)合纖維與普通滌綸纖維混合無(wú)紡布；
[0024]圖5是本發(fā)明實(shí)施例香料復(fù)合纖維與普通纖維混紡紗的織物照片:5(a)為實(shí)施例6提供的含有薄荷油、天然冰片復(fù)合纖維混紡紗的雙面結(jié)構(gòu)織物，5(b)為實(shí)施例3提供的含有茶樹(shù)油、丁香油、檀香油復(fù)合纖維混紡紗的雙面結(jié)構(gòu)織物，5 (c)為實(shí)施例3提供的茶樹(shù)油、丁香油、檀香油復(fù)合纖維與普通滌綸纖維混合麗新布的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及技術(shù)效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]相關(guān)詞義
[0027]本發(fā)明實(shí)施例說(shuō)明書(shū)中所提到的香料是指香料技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)的含義，即是指能被嗅覺(jué)嗅出香氣或被味覺(jué)嘗出的有味的物質(zhì)。特別是具有香薰、防疫、抗菌、防霉、驅(qū)蚊驅(qū)蟲(chóng)、催眠功效等具有一定功效的香料。
[0028]中空纖維如沒(méi)有特別指代，本發(fā)實(shí)施例說(shuō)明書(shū)中所提到的中空纖維是指纖維技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)定義的纖維軸向有細(xì)管狀空腔的化纖，或貫通纖維軸向具有管狀空腔的化學(xué)纖維。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例說(shuō)明書(shū)中所提到的芯層可以被理解成纖維技術(shù)領(lǐng)域通常的含義，具體指的是設(shè)置于中空纖維管狀空腔內(nèi)的填充物結(jié)構(gòu)。
[0030]另外，本發(fā)明實(shí)施例說(shuō)明書(shū)中所提到的相關(guān)成分的重量不僅