本发明涉及一种柔软纤维及其织物，具体的涉及一种含有天然植物油脂并以热塑性聚合物为主要原料的柔软纤维及其织物。
背景技术：
随着人民生活水平的提高，人们对合成纤维服装的要求也越来越高，不仅要穿着美观、舒适，还希望它们能提供一些其他功能，如具有像天然纤维那样优良的柔软、吸湿性能以及环保功能，以使合成纤维服装在功能性方面迎合人们的需求。天然油是由植物压榨提炼得到的主要产品，为液态环保型油脂，提炼出的精油对人体皮肤有滋润、保湿、美容效果，食用油更能防止心血管疾病以及调节人体血脂浓度的作用。将天然植物油运用到纺织物中可以提高织物的柔软性能，但是在应用时也一直存在沸点低、发烟、分散不良等问题。
在实际操作中，可以将天然植物油脂添加到后加工整理剂中，在织物的后加工整理过程中通过定型，使得天然植物油脂在织物上形成涂层，但是这种方法的缺陷在于多次洗涤后织物上的天然植物油脂涂层容易剥落，耐久性差。其他的方法还有将天然植物油脂直接在聚合或混炼过程中添加，但是因为油脂的沸点低、耐热性、易热分解等问题只能添加在熔点低的聚乳酸、聚丙烯等高分子聚合物中。虽然中国专利CN103547619A公开了将天然油脂添加到各种聚酯中，但在具体实施时仅使用了聚丙烯和天然油脂混合，并不能在高熔点的聚合物如尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇脂等中添加，应用范围受到制约。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种主要由热塑性聚合物构成并含有天然植物油脂的具有优异柔软性的纤维。
所述纤维主要由热塑性聚合物构成，其中含有占纤维0.1～15wt%的天然植物油脂，所述天然植物油脂为熔点在0℃以下，沸点在200℃以上；所述天然植物油脂中含有油酸和角鲨烯。
所述天然植物油脂中油酸含量优选55～97wt%。
所述天然植物油脂中角鲨烯含量优选0.1～3wt%。
所述天然植物油脂中优选含有0.1～20wt%的亚油酸。
所述热塑性聚合物优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙6、对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或几种。
本发明还公开了一种织物，该织物中含有上述柔软纤维。
具体实施方式
本发明的柔软纤维中分散有天然植物油脂。天然植物油脂的添加可以使纤维表面得到改性，形成微小的凹凸，制成面料后与肌肤接触时人体能产生糯的触感，感觉面料柔软，穿着舒适。
纤维中天然植物油脂的含量占纤维总量的0.1～15wt%。纤维中天然植物油脂含量低于0.1wt%的话，纤维的柔软性不好；纤维中天然植物油脂的含量高于15wt%的话，则在热塑性聚合物和天然植物油脂的混合物制备纤维时的成纤性不好。从纤维的柔软性和成纤性两方面综合方面考虑，本发明所述纤维中天然植物油脂的含量优选占纤维总量的2～10wt%。
对于主要应用于穿着衣物的纤维来说，如果纤维中天然植物油脂的熔点超过0℃甚至更高的话，外界气温低于天然植物油脂的熔点时油脂在织物中会产生固化，导致面料比普通聚合物纤维还要硬，织物的手感和外观都变差。因此，本发明选择熔点在0℃以下的天然植物油脂，使所得纤维可以适合任何气温下的穿着需求，即使温度低于0℃时，衣物也不会由于天然植物油脂的固化而变硬。
本发明的含天然植物油脂的柔软纤维由热塑性聚合物和天然植物油脂的共混物经熔融纺丝值得，因此所选用的天然植物油脂的沸点必须能满足纺丝温度的最低要求。本发明选择沸点在200℃以上的天然植物油脂，优选沸点在270℃以上，可以保证和高熔点热塑性聚合物纺丝时不会出现耐热性问题，也不会由于天然植物油脂的汽化而产生油脂的浪费和成本的上升。
本发明的天然油脂中优选含有55～97wt%的油酸，油酸具有很强的保湿能力，直接涂抹时对人体皮肤有着优良的保湿效果；且作为不饱和酸，油酸还有抗菌消炎的效果。将油酸应用于纤维中，也可以赋予纤维优良的保湿和抗菌的功能。
但是作为单不饱和酸，油酸的耐热性不好，在和高熔点热塑性聚合物混合后纺丝时容易发生变色、分解等问题，因此其用于受到一定的限制。因此，为了缓和由油酸带来的耐热性方面的不确定性，本发明的天然植物油脂中还优选含有角鲨烯。角鲨烯是一种天然的生物活性物质，添加后能在一定程度上改善天然植物油脂的耐热性，同时还能改善纤维以及由纤维制成的织物在定型加热过程中产生的硬化，使纤维和植物保持更好的柔软性。
所述天然油脂中角鲨烯的含量优选0.1～3wt%。角鲨烯含量太小的话不能有效改善天然植物油脂的耐热性和纤维/织物的柔软性，与不含有角鲨烯的天然植物油脂的性能基本无差异；角鲨烯含量太大的话会使天然植物油脂在热塑性聚合物中的分散性变差，导致纺丝过程中断丝率增加，生产效率出现很大的下降，没有实际价值。
另外，为了提高纤维的吸湿性能，本发明的天然植物油脂中还优选含有0.1～20wt%的亚油酸。
亚油酸作为不饱和脂肪酸，具有很好的吸湿性，但是含量过高的话，在加热过程中会抑制油酸的耐热效果，导致油酸出现热分解，间接导致含有天然油脂的纤维出现变色等问题。
本发明的柔软纤维的主要成分为热塑性聚合物，本发明对热塑性聚合物没有特别的限定，可以是聚酯、聚酰胺、聚烯烃等，具体的可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、尼龙6、尼龙66、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，本发明优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、尼龙6中的一种或几种。
本发明的柔软纤维，可以通过下列方法制备得到：先将热塑性聚合物和天然植物油脂制成母粒，然后将热塑性聚合物切片和母粒一起投入料仓，经混料器混合后喂入螺杆挤出机，最后经纺丝得到柔软纤维；或者先将热塑性聚合物切片投入料仓，然后通过液体添加设备在螺杆挤出机切片进料口添加天然植物油脂，在切片熔融后均匀混合后喂入螺杆挤出机，最后经纺丝得到柔软纤维。
在制备上述热塑性聚合物和天然植物油脂的母粒时，天然植物油脂和热塑性聚合物的重量可以是为20～50：80～50。
上述纺丝方法可以采用任何公知的熔融纺丝法，如一步法牵伸丝、二步法加工丝等。
由于天然植物油脂的存在，本发明的纤维柔软，由其制成的织物给人糯的感觉，且比普通织物柔软，主要是因为相对与普通织物本发明所述织物的弯曲刚度（B）降低10～50%、滞后距（2HB）降低10～50%、表面粗糙度（SMD）提高10～30%，还能够保持良好的强伸度。同时，本发明的纤维可用现有公开的各种熔融纺丝方法制备得到，并且纤维中不含重金属、人工合成柔软剂等，属于对环境没有危害的绿色纤维，可有效地大量生产。
本发明涉及参数的测试方法如下所示：
（1） 纤维中油酸和亚油酸含量
GB/T 22501—2008气相色谱(GC)法测定油酸和亚油酸含量。
（2） 纤维中角鲨烯含量
通过核磁共振（NMR）测定角鲨烯的含量。
（3）纤维中天然油脂的尺寸
通过扫描电镜SEM或透射电镜TEM对纤维的表面和断面进行观察，得到电子图像，再通过winrof软件处理得到天然油脂液体的分散尺寸。
（4） 纤维中天然油脂的熔点
GB/T 617-2006化学试剂通用熔点测试方法进行测定
（5）纤维中天然油脂的沸点
GB/T 616-2006化学试剂通用沸点测试方法进行测定
（6）纤维的强度、断裂伸长率和强伸度积
将样品在拉伸试验机（ORIENTEC产（Tensilon）UCT－100）上以JIS～L1013（1999）8.5.1标准实验中的定速伸长条件进行测定。样品长度为20cm、拉伸速度为20cm/分，试验次数为10次。另外，断裂伸长率是由S～S曲线中最大强力时纤维的伸长来求得。强伸度积可以通过下面的公式求得，
强伸度积＝强度(cN/dtex)×(断裂伸长率(%)0.5)。
（7）织物柔软性（弯曲刚度、滞后距）
使用KES FB2法标准测定弯曲刚度，滞后距。
（8）织物表面粗糙度糯感
使用KES FB4法标准测定粗糙度糯感
（9）吸放湿性参数ΔMR（吸湿率差）：
选取约1g重量的纤维样本3份，将其放置于已知质量的称量瓶中，放入60℃的干燥机中，拿下瓶盖，预备干燥30分钟后，盖上瓶盖将称量瓶取出；
将称量瓶放入20℃×65%RH环境的恒温恒湿机中，拿下瓶盖，平衡24小时后，盖上瓶盖，取出称量瓶，使用精密天平称重，称得的质量减去称量瓶的质量即为样本重量W1 ；
将称量瓶放入30℃×90%RH环境的恒温恒湿机中，拿下瓶盖，平衡24小时后，盖上瓶盖，取出称量瓶，使用同台精密天平称重，称得的质量减去称量瓶的质量即为样本重量W2 ；
将称量瓶放在105℃的干燥机中，拿下瓶盖，干燥2小时后，盖上瓶盖取出，并在干燥皿中常温冷却后，使用同台精密天平称重，称得的质量减去称量瓶的质量即为样本重量W3 ；
计算：
MR1＝（W1－W3）/W3
MR2＝（W2－W3）/W3
吸湿率差△MR（%）＝MR2－MR1，结果取3个样本的平均值。
（10）纺丝性
断丝率：大于1回/吨为不良，1回/吨以下为良好；
滤压上升：0.1Mpa/h以上为不良，0Mpa/h为良好。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将聚酯PET切片干燥至水分100ppm以下，将含有20wt%天然植物油脂的母粒喂入小料仓，设定母粒的添加量相对于切片总质量为0.5wt%，聚酯PET切片和母粒经过混料器混合后进入螺杆挤出机进口，在螺杆挤出机内熔融，由计量泵控制其吐出量，通过由纺丝箱体控制温度下的纺丝组件，纺出初生纤维，在侧吹风下冷却固化成型，再经给油嘴将纤维均匀上油使纤维集束并减少摩擦。给油集束完了的纤维穿过纺丝甬道，进入第一罗拉（1GR），再经绕第二罗拉（2GR）后进入卷取机卷取制得预取向丝POY。
制得的预取向丝POY在假捻机上加工，测试得到的假捻丝DTY的断裂伸长率为32.3%，强度为3.36dtex/cN，强伸度积为19.1，纤维吸湿率差△MR（%）为0.23。通过测试，天然植物油脂的熔点为-7℃、沸点为300℃，天然植物油脂中油酸含量为75wt%，角鲨烯含量为1wt%，油脂液滴分散尺寸为100nm。用100%的柔软纤维制成织物和未添加天然油脂的同品种纤维同织造条件制成的织物对比，弯曲刚度降低10%，滞后距降低10%，粗糙度提高10%。
实施例2
将聚酯PET切片干燥至水分100ppm以下，将含有30wt%天然油脂的母粒喂入小料仓，设定母粒的添加量相对于切片总质量为16wt%，同实施例1进行纺丝和假捻加工。所得DTY的断裂伸长率为30.4%，强度为3.41dtex/cN，强伸度积为18.8，纤维吸湿率差△MR（%）为0.53。通过测试，天然植物油脂的熔点为-7℃、沸点305℃，天然植物油脂中油酸含量为85wt%，角鲨烯含量为1.5wt%，亚油酸含量为5wt%，油脂液滴分散尺寸为500nm。用100%的柔软纤维制成织物和未添加天然油脂的同品种纤维同织造条件制成的织物对比，弯曲刚度降低30%，滞后距降低30%，粗糙度提高15%。
实施例3
将聚酯PET切片干燥至水分100ppm以下，将含有50wt%天然油脂的母粒喂入小料仓，设定母粒的添加量相对于切片总质量为30wt%，同实施例1进行纺丝和假捻加工。所得DTY的断裂伸长率为30.7%，强度为3.38dtex/cN，强伸度积为18.7，纤维吸湿率差△MR（%）为0.75。通过测试，天然植物油脂的熔点为-5℃、沸点为305℃，天然植物油脂中油酸含量为89wt%，角鲨烯含量为3wt%，亚油酸含量为8wt%，油脂液滴分散尺寸为50nm。用100%的柔软纤维制成织物和未添加天然油脂的同品种纤维同织造条件制成的织物对比，弯曲刚度降低50%，滞后距降低50%，粗糙度提高30%。
实施例4
将尼龙N6切片干燥至水分300ppm以下，将含有20wt%天然油脂的母粒喂入小料仓，设定母粒的添加量相对于切片总质量为5wt%，同实施例1进行纺丝和假捻加工。所得DTY的断裂伸长率为30.7%，强度为4.58dtex/cN，强伸度积为25.4，纤维吸湿率差△MR（%）为2.5。通过测试，天然植物油脂的熔点为-7℃、沸点为300℃，天然植物油脂中油酸含量为90wt%，角鲨烯含量为1wt%，亚油酸含量为7wt%，油脂液滴分散尺寸为100nm。用100%的柔软纤维制成织物和未添加天然油脂的同品种纤维同织造条件制成的织物对比，弯曲刚度降低13%，滞后距降低14%，粗糙度提高12%。
实施例5
将聚酯PET切片干燥至水分100ppm以下，将含有20wt%天然油脂的母粒喂入小料仓，设定母粒的添加量相对于切片总质量为0.5wt%，聚酯PET切片和母粒经过混料器混合后进入螺杆挤出机进口，在螺杆挤出机内熔融，由计量泵控制其吐出量，通过由纺丝箱体控制温度下的纺丝组件，纺出初生纤维，在侧吹风条件下冷却固化成型，再经给油嘴将纤维均匀上油使纤维集束并减少摩擦。给油集束完了的纤维穿过纺丝甬道，经预交络器交络，进入第一热辊1HR，并在第一热辊上缠绕6～7圈后，再经第二热辊2HR，也在上面缠绕6～7圈，经第一热辊与第二热辊间的拉伸后的纤维在第二热辊下由主交络器对其进行交络，再由第三罗拉（3GR）第四罗拉（4GR），将纤维引入卷取机卷取成成品丝饼（DSD）。
测试得到的DSD的断裂伸长率为32.5%，强度为3.19dtex/cN，强伸度积为18.2，纤维吸湿率差△MR（%）为0.22。通过测试，天然植物油脂的熔点为-5℃、沸点300℃，天然植物油脂中油酸含量为90wt%，角鲨烯含量为1wt%，油脂液滴分散尺寸为500nm。用100%的柔软纤维制成织物和未添加天然油脂的同品种纤维同织造条件制成的织物对比，弯曲刚度降低11%，滞后距降低12%，粗糙度提高11%。
实施例6
将聚酯PET切片干燥至水分100ppm以下，聚酯PET切片进入螺杆挤出机进口，同时将含有天然油脂分散液通过液体添加设备在螺杆进料口进行添加，添加量为聚酯PET切片总重量的5wt%，然后同聚酯切片在螺杆挤出机内熔融，由计量泵控制其吐出量，通过由纺丝箱体控制温度下的纺丝组件，纺出初生纤维，在侧吹风条件下冷却固化成型，再经给油嘴将纤维均匀上油使纤维集束并减少摩擦。给油集束完了的纤维穿过纺丝甬道，经预交络器交络，进入第一热辊1HR，并在第一热辊上缠绕6～7圈后，再经第二热辊2HR，也在上面缠绕6～7圈，经第一热辊与第二热辊间的拉伸后的纤维在第二热辊下由主交络器对其进行交络，再由第三罗拉（3GR）第四罗拉（4GR），将纤维引入卷取机卷取成成品丝饼（DSD）。
测试得到的DSD的断裂伸长率为33.1%，强度为3.06dtex/cN，强伸度积为17.6，纤维吸湿率差△MR（%）为0.55。通过测试，天然植物油脂的熔点为-5℃、沸点为315℃，天然植物油脂中油酸含量为95wt%，角鲨烯含量为3wt%，油脂液滴分散尺寸为100nm。用100%的柔软纤维制成织物和未添加天然油脂的同品种纤维同织造条件制成的织物对比，弯曲刚度降低30%，滞后距降低30%，粗糙度提高15%。
比较例1
将聚酯PET切片干燥至水分100ppm以下，将含有20wt%天然油脂的母粒喂入小料仓，设定母粒的添加量相对于切片总质量为0.1wt%，同实施例1进行纺丝和假捻加工。所得DTY的断裂伸长率为32.9%，强度为3.68dtex/cN，强伸度积为21.1，纤维吸湿率差△MR（%）为0.20。通过测试，天然植物油脂的熔点为-5℃、沸点为300℃，天然植物油脂中油酸含量为55wt%，角鲨烯含量为3wt%，亚油酸含量为7wt%，油脂液滴分散尺寸为300nm。用100%的柔软纤维制成织物和未添加天然油脂的同品种纤维同织造条件制成的织物对比，弯曲刚度降低1%，滞后距不变，粗糙度不变，没有明显的柔软效果和吸湿效果，表面也没有糯的手感。
比较例2
将聚酯PET切片干燥至水分100ppm以下，将含有50wt%天然油脂的母粒喂入小料仓，设定母粒的添加量相对于切片总质量为50wt%，同实施例1进行纺丝和假捻加工。所得DTY的断裂伸长率为27.9%，强度为2.79dtex/cN，强伸度积为14.7，纤维吸湿率差△MR（%）为0.80。通过测试，天然植物油脂的熔点为-5℃、沸点为300℃，天然植物油脂中油酸含量为88.4wt%，角鲨烯含量为3wt%，亚油酸含量为11wt%，油脂液滴分散尺寸为1000n m。用100%的柔软纤维制成织物和未添加天然油脂的同品种纤维同织造条件制成的织物对比，弯曲刚度降低55%，滞后距降低50%，粗糙度提高 35%，织物虽然有明显的柔软感和糯感，但是纤维强伸度积不良。并且纺丝过程中断丝率高27回/吨，操作性差。
比较例3
将聚酯PET切片干燥至水分100ppm以下，聚酯PET切片进入螺杆挤出机进口，同时将含有角鲨烯分散液通过液体添加设备在螺杆进料口进行添加，添加量为聚酯PET切片总重量的5wt%，同实施例6进行纺丝实验。测试得到的DSD的断裂伸长率为33.1%，强度为2.74dtex/cN，强伸度积为15.8，纤维吸湿率差△MR（%）为0.20。角鲨烯液体分散尺寸为4000nm。用100%的柔软纤维制成织物和未添加天然植物油脂的同品种纤维同织造条件制成的织物对比，弯曲刚度降低30%，滞后距降低8%，粗糙度不变。织物虽然弯曲刚度得到降低，但是滞后距和粗燥度没有大的改变。吸湿率也没有变化，织物没有糯的手感，纤维在纺丝过程中滤压上升3Mpa/h，断丝率高17回/吨。