一种太赫兹抗菌保健粘胶纤维及其制备方法与流程

1.本发明涉及d03d15/225领域，具体为一种太赫兹抗菌保健粘胶纤维及其制备方法。


背景技术：

2.为了满足人们对纺织品卫生功能的高要求，纤维制品不断地向抗菌保健的方向发展。粘胶纤维的含湿率最符合人体皮肤的生理要求，具有光滑凉爽、透气、抗静电、染色绚丽等特性，但其含湿率较高，容易滋生各种细菌和霉菌，且滋生速度相当快，而现有的各种后整理部分使用的抗菌剂等，其抗菌、抑菌等效果都不够理想，而且抗菌持久性差，而且现有技术中的粘胶纤维大都不具备保健功能。
3.中国专利cn110373900a公开了一种壳寡糖接枝粘胶纤维的制备方法，以粘胶纤维、壳寡糖为原料，β-葡萄糖苷酶为催化剂制备的粘胶纤维既保留了粘胶纤维原有的优良特性，又具有良好的抗菌性，但是抗菌持久性差，且制备工艺复杂，限制了其大规模实际应用。中国专利cn108716118a公开了一种茶多酚修饰粘胶纤维的制备工艺，以市售茶多酚和粘胶纤维为原料，通过制备表面活性剂预处理粘胶纤维，制备得到的吸附茶多酚粘胶纤维在保留粘胶纤维原有力学性能的基础上具有增强的抗菌及染色性能，但是配方复杂，制备工艺无法应用于实际生产，提供的茶多酚修饰粘胶纤维的抗菌性和保健性能有待提高。
4.现代医学证明，太赫兹材料所释放的太赫兹波可以有效杀灭细菌，同时具有非常显著的升温发热、促进细胞生长，促进血液循环等促进人体健康的保健作用，但是现有技术中未通过采用粘胶纤维结合太赫兹材料提供一种具有优异的抗菌抗氧化性能并具有保健功能的太赫兹粘胶纤维，以解决现有粘胶纤维抗菌抗氧化性不足、不具备保健功能的问题。
5.因此，提供一种配方、工艺简单、具有优良的保健性能，且抗菌除臭性能优异的太赫兹抗菌保健粘胶纤维，并将其应用于亲肤产品领域有重要的研究和现实应用意义。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种太赫兹抗菌保健粘胶纤维，按照重量份计，其原料至少包括：太赫兹矿物材料8-22份、粘胶纤维78-92份。
7.粘胶纤维是以“木”作为原材料，从天然木纤维素中提取并重塑纤维分子而得到的纤维素纤维，粘胶纤维具有棉的本质，丝的品质，具有最符合人体皮肤生理要求的吸湿性和透气性，而且具有光滑凉爽、抗静电、防紫外线、染色色牢度较好等特点。作为一种优选地技术方案，所述粘胶纤维选自粘胶短切纤维和粘胶长丝中的至少一种；为了提高粘胶纤维和太赫兹矿物材料之间的结合效果，所述粘胶纤维为粘胶短切纤维，可以使制备的太赫兹抗菌保健粘胶纤维具有优异的吸湿透气性能和耐疲劳性能，提升亲肤体验感；但是粘胶短切纤维的密度、长度、粗细影响其加工难易程度以及在加工过程中与太赫兹矿物材料的相容性，进而影响制备的抗菌保健粘胶纤维的综合性能，作为一种优选的技术方案，当所述粘胶短切纤维的密度为0.97-0.98g/cm3，粗细为150-220d，长度为2-12mm时，所述粘胶短切纤维
易于加工，熔融状态下可以实现与本发明体系中的太赫兹矿物材料很好的相容，保证了太赫兹矿物材料在粘胶短切纤维中的良好分散，同时不影响粘胶短切纤维原有的吸湿透气等性能；粘胶短切纤维的强度影响其力学性能，本发明在探究过程中发现，当所述粘胶短切纤维的强度为2.8-4n/tex时，即可以协同本发明体系中的太赫兹矿物材料使制备的抗菌保健粘胶纤维具有较高的韧性和强度，满足实际使用的需求。
8.所述粘胶短切纤维的型号uhmwp短切纤维，购买自广东特维隆新材料应用有限公司；
9.粘胶短切纤维具有优异的吸湿透气性，可以提升人体亲肤体验感和舒适度，但是粘胶短切纤维与水接触后会吸收大量水分，表现为直径变粗、长度收缩、强度下降，为了解决粘胶纤维的不耐水洗问题，本技术人在探究过程中意外发现，当所述太赫兹矿物材料、粘胶纤维的质量比为(12-20)：(80-90)时，太赫兹矿物材料在粘胶短切纤维中实现良好分散，对粘胶短切纤维进行增韧、补强，显著提高了制备的抗菌保健粘胶纤维的耐水洗性能，延长了抗菌保健粘胶纤维的抗菌、除臭、保健、保温作用时间，具有极高的现实应用价值。
10.太赫兹波，波长在8-3000μm范围内的电磁波，基于其对人体健康的促进作用及优良的杀菌效果，逐渐应用于纤维纺织领域制备功能纤维，但是现有技术中采用的太赫兹矿物材料一方面并非天然矿物材料，而且用量较少，因此得到的功能纤维的抗菌性能和保健性能有待提高；另一方面现有技术中所采用的太赫兹矿料易团聚，分散性较差，影响功能纤维的抗菌效果和保健效果；作为一种优选的技术方案，所述太赫兹矿物材料为日本太赫兹天然矿物材料，由于生物大分子和水分子的振动和转动频率的共振频率均在太赫兹波段，具有非常显著的升温发热、促进细胞生长、促进血液循环等作用；优选的，所述日本太赫兹天然矿物材料的平均粒径为100-200nm，bet比表面积为2.8-3.2(
×
106cm2/cm3)；太赫兹天然矿物材料的粒径和比表面积影响其在体系分散程度，影响其与粘胶纤维的结合效果，进而影响最终制备的粘胶纤维的抗菌除臭性能、保温性能和保健效果，而本发明在探究过程中发现，当所述日本太赫兹天然矿物材料的平均粒径为100-200nm，bet比表面积为2.8-3.2(
×
106cm2/cm3)时，一方面在不需要其他助剂的前提下，可以实现大量的太赫兹天然矿物材料在粘胶纤维中的良好分散，另一方面高比表面积的太赫兹天然矿物材料有效提高粘胶纤维与太赫兹天然矿物材料中的活性成分结合的可能，实现粘胶纤维和太赫兹天然矿物材料的充分结合，使制备的粘胶纤维在具有其原来的吸湿透气、抗静电等性能的基础上，具备优异的抗菌除臭性能、保温性能和保健效果，对人体健康起到了良好的促进作用。
11.太赫兹天然矿物材料及其与纤维结合得到的功能纤维具备较高的抗菌防臭性能和保健效果与太赫兹天然矿物材料的组成密切相关，本技术人在探究过程中发现，当所述日本太赫兹天然矿物材料中氧化硅的含量为30～50wt％，正长石的含量为20～30wt％，麦饭石的含量为25～40wt％时，所述太赫兹天然矿物材料表现出极强的与粘胶纤维的吸附结合能力，太赫兹天然矿物材料可以牢牢固定在粘胶纤维中，提高了粘胶纤维的力学性能和耐多次洗剂性能，使制备的太赫兹抗菌保健粘胶纤维具有较高的韧性和强度的同时可长期稳定有效使用。
12.本发明另一方面提供了一种太赫兹抗菌保健粘胶纤维的制备方法，其制备步骤为：将所述太赫兹矿物材料、粘胶纤维在260-300℃下熔融混炼25-35min得到熔融混合物，之后将混炼后的熔融混合物通过计量泵输入喷丝头，喷出胶束，冷却、固化成型，即得所述
太赫兹抗菌保健粘胶纤维。
13.有益效果：
14.1、本发明仅采用粘胶纤维和太赫兹矿物材料作为原料，原料安全、工艺简单，制备了一种具有极高的实际应用价值的太赫兹抗菌保健粘胶纤维。
15.2、采用密度为0.97-0.98g/cm3，粗细为150-220d，长度为2-12mm，强度为2.8-4n/tex的粘胶短切纤维，降低了加工难度，实现太赫兹矿物材料与粘胶短切纤维的良好相容性，保证了太赫兹矿物材料在粘胶短切纤维中的良好分散，同时不影响粘胶短切纤维原有的吸湿透气等性能，协同本发明体系中的太赫兹矿物材料使制备的抗菌保健粘胶纤维具有较高的韧性和强度，满足实际使用的需求。
16.3、当所述太赫兹矿物材料、粘胶纤维的质量比为(12-20)：(80-90)时，太赫兹矿物材料在粘胶短切纤维中实现良好分散，对粘胶短切纤维进行增韧、补强，显著提高了制备的抗菌保健粘胶纤维的耐水洗性能，延长了抗菌保健粘胶纤维的抗菌、除臭、保健、保温作用时间，具有极高的现实应用价值。
17.4、采用平均粒径为100-200nm，bet比表面积为2.8-3.2(
×
106cm2/cm3)的日本太赫兹天然矿物材料，一方面在不需要其他助剂的前提下，可以实现大量的太赫兹天然矿物材料在粘胶纤维中的良好分散，另一方面实现粘胶纤维和太赫兹天然矿物材料的充分结合，使制备的粘胶纤维在具有其原来的吸湿透气、抗静电等性能的基础上，具备优异的抗菌除臭性能、保温性能和保健效果，对人体健康起到了良好的促进作用。
18.5、采用氧化硅含量为30～50wt％，正长石的含量为20～30wt％，麦饭石的含量为25～40wt％的日本太赫兹天然矿物材料，提高了粘胶纤维的力学性能和耐多次洗剂性能，使制备的太赫兹抗菌保健粘胶纤维具有较高的韧性和强度的同时可长期稳定有效使用。
附图说明
19.图1为本发明实施例1制备得到的纤维样品的抗菌性能测试结果；
20.图2为本发明实施例1制备得到的纤维样品洗涤50次后的抗菌性能测试结果；
21.图3为由实施例得到的纤维制备的太赫兹抗菌面料远红外辐照温升检测结果；
22.图4为由实施例得到的纤维制备的太赫兹抗菌面料的脑波测试结果；
23.图5为由实施例得到的纤维制备的太赫兹抗菌面料的消臭测试结果。
具体实施方式
24.实施例1
25.本发明的实施例1一方面提供了一种太赫兹抗菌保健粘胶纤维，按照重量份计，其原料包括：太赫兹矿物材料15份、粘胶纤维85份。
26.所述粘胶纤维为粘胶短切纤维；
27.所述粘胶短切纤维的密度为0.976g/cm3，粗细为180d，长度为7
±
1mm；
28.所述粘胶短切纤维的强度为3.3n/tex；
29.所述粘胶短切纤维的型号uhmwp短切纤维，购买自广东特维隆新材料应用有限公司。
30.所述太赫兹矿物材料、粘胶纤维的质量比为3：17。
31.所述太赫兹矿物材料为日本太赫兹天然矿物材料；
32.所述日本太赫兹天然矿物材料的平均粒径为180nm，bet比表面积为3.0
×
106cm2/cm3；
33.所述日本太赫兹天然矿物材料中氧化硅的含量为40wt％，正长石的含量为25wt％，麦饭石的含量为30wt％。
34.本发明的实施例1另一方面提供了一种太赫兹抗菌保健粘胶纤维的制备方法，包括以下步骤：
35.将所述太赫兹矿物材料、粘胶纤维在280℃下熔融混炼30min得到熔融混合物，之后将混炼后的熔融混合物通过计量泵输入喷丝头，喷出胶束，冷却、固化成型，即得所述太赫兹抗菌保健粘胶纤维。
36.实施例2
37.本发明的实施例2一方面提供了一种太赫兹抗菌保健粘胶纤维，按照重量份计，其原料包括：太赫兹矿物材料20份、粘胶纤维90份。
38.所述粘胶纤维为粘胶短切纤维；
39.所述粘胶短切纤维的密度为0.976g/cm3，粗细为180d，长度为7
±
1mm；
40.所述粘胶短切纤维的强度为3.3n/tex；
41.所述粘胶短切纤维的型号uhmwp短切纤维，购买自广东特维隆新材料应用有限公司。
42.所述太赫兹矿物材料、粘胶纤维的质量比为2：9。
43.所述太赫兹矿物材料为日本太赫兹天然矿物材料；
44.所述日本太赫兹天然矿物材料的平均粒径为180nm，bet比表面积为3.0
×
106cm2/cm3；
45.所述日本太赫兹天然矿物材料中氧化硅的含量为30wt％，正长石的含量为30wt％，麦饭石的含量为35wt％。
46.本发明的实施例2另一方面提供了一种太赫兹抗菌保健粘胶纤维的制备方法，包括以下步骤：
47.将所述太赫兹矿物材料、粘胶纤维在280℃下熔融混炼30min得到熔融混合物，之后将混炼后的熔融混合物通过计量泵输入喷丝头，喷出胶束，冷却、固化成型，即得所述太赫兹抗菌保健粘胶纤维。
48.实施例3
49.本发明的实施例3一方面提供了一种太赫兹抗菌保健粘胶纤维，按照重量份计，其原料包括：太赫兹矿物材料12份、粘胶纤维80份。
50.所述粘胶纤维为粘胶短切纤维；
51.所述粘胶短切纤维的密度为0.976g/cm3，粗细为180d，长度为7
±
1mm；
52.所述粘胶短切纤维的强度为3.3n/tex；
53.所述粘胶短切纤维的型号uhmwp短切纤维，购买自广东特维隆新材料应用有限公司。
54.所述太赫兹矿物材料、粘胶纤维的质量比为3：20。
55.所述太赫兹矿物材料为日本太赫兹天然矿物材料；
56.所述日本太赫兹天然矿物材料的平均粒径为180nm，bet比表面积为3.0
×
106cm2/cm3；
57.所述日本太赫兹天然矿物材料中氧化硅的含量为30～50wt％，正长石的含量为20～30wt％，麦饭石的含量为25～40wt％。
58.本发明的实施例3另一方面提供了一种太赫兹抗菌保健粘胶纤维的制备方法，包括以下步骤：
59.将所述太赫兹矿物材料、粘胶纤维在280℃下熔融混炼30min得到熔融混合物，之后将混炼后的熔融混合物通过计量泵输入喷丝头，喷出胶束，冷却、固化成型，即得所述太赫兹抗菌保健粘胶纤维。
60.性能测试方法
61.1.抗菌性能测试：(1)对实施例得到的纤维样品进行抗菌性能测试，实施例1的抗菌性能测试结果见图1；(2)对实施例得到的纤维样品洗涤50次后进行抗菌性能检测，实施例1的测试结果见图2。
62.2.远红外辐照温升检测：参照gb/t30127-2013《纺织品远红外性能的检测和评价》，对由实施例得到的纤维制备的太赫兹抗菌面料进行远红外辐照温升检测，面料规格为100cm*100cm，实施例1的测试结果见图3。
63.3.脑波测试：采用生体信号处理装置，对由实施例得到的纤维制备的太赫兹抗菌面料进行脑波测试，实施例1的测试结果见图4。
64.4.消臭测试：对由实施例得到的纤维制备的太赫兹抗菌面料进行消臭测试，实施例1的测试结果见图5。