香料復合纖維及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于紡織功能纖維技術領域，具體涉及一種香料復合纖維及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]香料是來自大地的“良藥”，人類利用香料防疫、防腐已有千年的歷史。目前大健康產業正在興起并將成為新世紀的“黃金產業”，紡織纖維制品是與人體最貼近的日常用品，與健康產業有著天然的關聯。因此，如何將香料與紡織材料結合，開發具有抗菌、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品的研究開發熱點。目前，“健康中國”已上升為國家戰略，而紡織產業是中國的傳統大產業之一，功能纖維材料是紡織產業轉型升級的重要物質基礎，也是傳統紡織行業與健康產業結合的重要節點，開發新型健康功能纖維材料對紡織纖維產業具有十分重要的現實意義。
[0003]盡管新材料、信息科技和生物工程等現代科技領域發展日新月異，新型功能材料層出不窮，但傳統的紡織纖維制造技術的基本工藝幾乎沒有改變，在干法紡絲、濕法紡絲、熔融紡絲和靜電紡絲工藝中，“紡絲液”的形成和紡絲過程中都有特定溶劑或高溫工藝條件要求，限制了對高溫或/和溶劑敏感的香料在紡織纖維材料中的應用。
[0004]專利US4713291和專利CN1007362B公開了一種皮芯結構的芳香纖維，要求使用的香料常壓下沸點必須高于150°C，否則可用的形成纖維皮層的樹脂材料會受到嚴格的限制，如常規的聚酯、聚酰胺、聚丙烯等皆不能使用。同時發現，香料質量所占比例低于0.1%時，芳香效果較弱，而香料質量占比大于10%時，則紡絲穩定性降低，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，當芳香母粒質量占比為7%時，可紡性差，斷頭并絲多，生產困難，芳香母粒質量占比為4%時可紡性較好，但纖維的香味較淡，選擇芳香母粒質量占比為5%時可紡性較好，纖維香味也較濃，由此可知香料的質量占比低于5%。專利CN104294404A公開的皮芯結構芳香纖維中香精添加量則只有 0.01%?0.3%。
[0005]為了適應高溫工藝條件，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公開的技術是采用納米香精環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，中國專利CN100580171C提出了浸扎吸附的方法制備香料復合纖維，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，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。本發明人試驗發現這一方法不僅要耗費大量的香料，而且洗滌和晾干過程有大量的香料損失，特別是洗滌很難實現完全清洗，纖維后加工(如紡紗)幾乎不能進行。
[0007]實際上，傳統的干法紡絲、濕法紡絲、熔融紡絲和新近在開發的靜電紡絲工藝中，“紡絲液”的形成和紡絲過程中都有特定溶劑或高溫工藝條件要求，而大多數香料都是高溫或溶劑“敏感”的物質，并且大多數香料是由幾十種甚至上百種分子量大小不同的物質組成，在溫度達到沸點之前小分子量成份早已揮發，而紡織纖維材料中低熔點樹酯的熔點也都高達150°C以上，特別是常規聚酯紡絲工藝中溫度在200°C以上，香料中的部分成份已開始分解。顯然適合傳統紡絲工藝條件的香料品種十分有限。
[0008]另外，傳統紡絲工藝中纖維成形后必須經過牽伸處理，要求初期成形的纖維有一定拉伸強度，而加入的香料及輔助材料作為一種“雜質”對纖維拉伸強度影響很大，一般情況下添加量超過5%時紡絲過程難以進行，因此添加的香料量有限，在一些情況下制備香料復合纖維功能效果不強。
[0009]其次，傳統的紡織纖維制造技術工藝中，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紡絲工藝中的溫度或溶劑的適應性，因此在控制或調節制備的芳香纖維的性能(如緩釋特性)方面有限制。
[0010]因此，對溫度敏感型的香料在纖維材料中的應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，相應的可開發的香料復合纖維功能品種和功能效果都有限制。
【發明內容】
[0011]本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種香料復合纖維及其制備方法以及其應用，以解決現有香料復合纖維由于在其制備過程中采用高溫或溶劑而導致香料含量不高或品種受限，或進一步導致現有性能不佳而導致香料復合纖維使用受限的技術問題。
[0012]為了實現上述發明目的，本發明一方面，提供了一種香料復合纖維。所述香料復合纖維為皮芯結構，包括以中空纖維為皮層和處于所述中空纖維空腔內的芯層，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]本發明另一方面，提供了一種香料復合纖維的制備方法，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后進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的所述灌注液固化形成芯層。
[0016]本發明又一方面，提供了本發明香料復合纖維的應用范圍。本發明香料復合纖維或由本發明香料復合纖維制備方法制備的香料復合纖維在服裝、鞋帽、家紡、個人衛生用品、軍用、醫療護理和康復領域的功能性纖維制品中的應用。
[0017]與現有技術相比，本發明香料復合纖維將香料直接分散于芯層基材中并設置于中空纖維的空腔體內，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纖維紡絲成形工藝中的溶劑和高溫的不利影響而導致揮發或分解的損耗，保證了本發明香料復合纖維中適用的香料種類更多和含量更高，使得香料相對于本發明香料復合纖維總重量，香料含量可高達的30%，從而保證本發明香料復合纖維功能效果；另一方面，選用中空纖維為皮層結構，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，克服了現有香料復合纖維的纖維相關性能受到損害而下降的問題。
[0018]本發明香料復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紡絲成形的中空纖維的空腔內后進行固化處理，也即是說本發明方法是將中空纖維紡絲成形工藝與芯層分開制備，這樣有效保證了香料的含量和種類，如香料含量相對于本發明香料復合纖維總重量可高達的30%，而且能夠保證制備的香料復合纖維香料含量和種類的穩定，有效克服了現有香料復合纖維制備方法易導致香料揮發或分解損耗的不足。另外，本發明方法是直接將香料負載在已形成的中空纖維的芯層內，避免了香料與纖維樹脂的直接參雜，從而保證了制備的香料復合纖維優異的纖維相關性能，而且還擴寬了芯層基材原料的選擇范圍。
[0019]正是由于本發明香料復合纖維具有高含量和多種類型的香料，其功能效果更好，而且纖維相關性能優異，因此，其能夠廣泛應用于相關功能紡織纖維制品中，并保證相關紡織品的質量和香料賦予的相關功能。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明實施例提供的香料復合纖維的橫截面SEM照片；
[0021]圖2是本發明實施例香料復合纖維制備方法的工藝流程示意圖；
[0022]圖3是本發明實施例香料復合纖維與普通纖維的混紡紗照片:其中，3(a)為實施例6提供的薄荷油、天然冰片復合纖維與棉纖維的混紡紗照片，3(b)為實施例1提供的薰衣草油復合纖維與普通滌綸纖維的混紡紗照片，3(c)為實施例3提供的茶樹油、丁香油、檀香油復合纖維與普通滌綸纖維的混紡紗照片；
[0023]圖4是本發明實施例香料復合纖維與普通纖維混合制備的無紡布照片:其中，4(a)為實施例5提供的天然除蟲菊酯復合纖維與普通滌綸纖維混合無紡布的照片，4(b)為實施例2提供的丁香油、洋甘菊油復合纖維與普通滌綸纖維混合無紡布的照片，4(c)為實施例1薰衣草油復合纖維與普通滌綸纖維混合無紡布；
[0024]圖5是本發明實施例香料復合纖維與普通纖維混紡紗的織物照片:5(a)為實施例6提供的含有薄荷油、天然冰片復合纖維混紡紗的雙面結構織物，5(b)為實施例3提供的含有茶樹油、丁香油、檀香油復合纖維混紡紗的雙面結構織物，5 (c)為實施例3提供的茶樹油、丁香油、檀香油復合纖維與普通滌綸纖維混合麗新布的照片。
【具體實施方式】
[0025]為了使本發明的目的、技術方案及技術效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0026]相關詞義
[0027]本發明實施例說明書中所提到的香料是指香料技術領域常規的含義，即是指能被嗅覺嗅出香氣或被味覺嘗出的有味的物質。特別是具有香薰、防疫、抗菌、防霉、驅蚊驅蟲、催眠功效等具有一定功效的香料。
[0028]中空纖維如沒有特別指代，本發實施例說明書中所提到的中空纖維是指纖維技術領域常規定義的纖維軸向有細管狀空腔的化纖，或貫通纖維軸向具有管狀空腔的化學纖維。
[0029]本發明實施例說明書中所提到的芯層可以被理解成纖維技術領域通常的含義，具體指的是設置于中空纖維管狀空腔內的填充物結構。
[0030]另外，本發明實施例說明書中所提到的相關成分的重量不僅