一种假发纤维及其制备方法与流程

本发明涉及功能纤维材料领域，具体涉及一种假发纤维及其制备方法。

背景技术：

1、随着现代生活物质水平的提高，人们对于时尚产业的需求越来越大，其中“顶上时尚”的传播使对发型装饰的需求在全球范围内持续递增。假发作为一种时尚单品，可以为消费者塑造个性气质，提升其形象与自信，其现有市场规模巨大，应用附加值高。

2、专利文献cn102926024a、cn112048781a、cn112030259a等都提供了基于pla的可降解抗菌阻燃假发纤维，以pla为主，并额外添加阻燃剂、抗菌剂等。然而，pla虽是可降解的材料，却需要堆肥等环境，降解条件苛刻且速度较慢；另外，pla较难染色，对于假发想后续染色的要求无法满足；pla本身抗菌性有限，需要额外添加外部成分以满足实际抗菌需要，具有较大的局限性。

3、日本钟渊化学的专利cn1207422a将动物皮或骨头用碱或酶处理，获得水溶性胶原，然后经溶液纺丝并适当交联后制备假发用再生胶原纤维，但其所得纤维不耐高温，为解决这一问题，专利cn1420949a将小粒度的热塑性树脂(如聚丙烯酸酯、pvc等)与上述再生胶原溶液混合并均匀分散，然后再纺丝，使再生胶原纤维的耐热性得到了改善。但再生胶原、蛋白纤维等的耐湿热性差，本色偏黄，还需要解决重量偏大(不是人发的中腔疏松结构)的问题。

4、因此，本发明提出采用聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates，pha)作为基材制备假发。pha是一类由微生物发酵获得的天然高分子材料，具有优良的热塑加工性、生物相容性和100％的生物可降解性，pha不需要堆肥即可实现快速降解。目前已经发现了超过150种pha单体，其性能各有不同，因此可以通过共混等方式实现高强度、高韧性等各种性能要求的材料，其在假发应用上具有广阔前景。

技术实现思路

1、本发明制备了一种新型假发纤维，利用pha作为基材，无需额外添加抗菌剂、顺滑剂而具备良好的抗菌防螨性、亲肤性，可用于制备高仿真性毛发产品。同时，制备的假发纤维，手感好，透气性好，而且轻便，易再次染色，强度及耐用性也较高。

2、具体地，第一方面，提供了一种假发纤维，所述的假发纤维包含基材，所述的基材包含聚-3-羟基丁酸酯(phb)。

3、优选的，所述的基材还包含非phb的聚羟基脂肪酸酯(pha)，进一步优选的，所述的非phb的pha包括但不限于包含3-羟基丙酸(3hp)、3-羟基丁酸、3-羟基戊酸、3-羟基己酸、4-羟基丁酸和5-羟基戊酸或其衍生物的各种均聚、随机共聚和嵌段共聚物，更优选的，所述的非phb的pha包括聚-3-羟基戊酸酯(phv)、聚-3-羟基丙酸酯(p3hp)、3- 羟基丁酸和3-羟基戊酸的共聚物(phbv)、聚-3-羟基辛酸酯(pho)、聚-3-羟基壬酸酯 (phn)、3-羟基丁酸和4-羟基丁酸的共聚物(p3hb4hb)或3-羟基丁酸和3-羟基己酸的共聚物(phbhhx)中的一种或两种以上的组合。

4、优选的，所述的非phb的pha包括p3hb4hb、phbhhx和/或phbv。

5、优选的，phbv中3hv的摩尔含量为2-30％中的任一数值，例如2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％或30％，p3hb4hb中4hb摩尔含量为3-40％中的任一数值，例如3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、 35％或40％，phbhhx中hhx摩尔含量为3-25％中的任一数值，例如3％、4％、5％、6％、 7％、8％、9％、10％、15％、20％或25％。

6、优选的，所述的phb与非phb的pha的质量比为1:3～5:1或1:2～5:1，进一步优选为(1-1.5)：1，再优选为(1.2-1.4)：1中的任一数值。

7、优选的，phb质量含量为20％-90％，优选25％-83％，优选20％-40％中的任一数值，例如20％、21％、23％、25％、27％、29％、30％、33％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、50％、60％、70％、80％、83％、85％、90％。

8、优选的，所述的非phb的pha的质量含量为5％-50％，优选5％-30％中的任一数值，例如5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％。

9、优选的，所述的非phb的pha包含p3hb4hb，其中，p3hb4hb质量含量为5％-50％，优选5％-30％中的任一数值，例如5％、6％、7％、8％、9％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％。

10、优选的，所述的假发纤维还包含辅材，所述的辅材包括天然或非天然辅材，进一步优选的，所述的天然辅材包括但不限于聚乳酸(pla)、再生纤维素、海藻纤维或大豆蛋白中的一种或两种以上的组合；所述的非天然辅材包括但不限于聚氯乙烯(pvc)、聚丙烯腈(pan)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(pbat)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚己二酸丁二醇酯(pba)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚碳酸亚丙酯(ppc)、尼龙6(pa6)、尼龙66(pa66)、聚酯(pet)、聚丙烯(pp)、碳纤维、芳纶1313或芳纶1414中的一种或两种以上的组合。

11、在本发明的一个具体实施方式中，所述的假发纤维包含基材和辅材。

12、优选的，所述的基材与辅材的质量比为(1-10)：(1-8)中的任一数值。

13、优选的，所述的基材与辅材的质量比为1:3～5:4或1:3～5:3或1:2～5:6或1:3～7:2或2:1～1:3 或5:2～3:8或2:1～1:3或3:1～2:5或10:1～3:1中的任一数值。进一步优选为1:1～1:1.6或1:1～1:1.2 或1:1～1:1.5或1:1～4.7:1或1:1～1.3:1或1:1～1.2:1中的任一数值。

14、优选的，所述的基材的质量含量为20％-100％(优选50％-100％)中的任一数值，例如 20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、98％、100％。

15、优选的，所述的辅材的质量含量为0％-70％(优选为0％-50％)中的任一数值，例如0％、 5％、10％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％。

16、优选的，所述假发纤维的结构包括圆形截面纤维、异形纤维或复合纤维结构，其中，异形纤维的截面结构包括但不限于椭圆形、长方形、正方形、三角形、菱形、双圆形或空心圆结构，复合纤维结构包括但不限于并列型、皮芯型或海岛型结构，其中，并列型可以为半圆 /半圆并列形或条纹形。

17、优选的，所述的假发纤维的直径或边长为38-175μm。例如，当假发纤维的结构为圆形截面纤维、双圆形、空心圆结构、皮芯型或海岛型结构时，直径为38-175μm。当假发纤维的结构为椭圆形时，直径指的是长轴或短轴。当假发纤维的结构为三角形、长方形、正方形、菱形时边长为40-110μm。当然三角形、长方形的边长可以相同或不同。

18、在本发明的一个具体实施方式中，所述的假发纤维的直径或边长为40-125μm、60-175μm、 40-125μm、40-110μm、50-135μm、45-130μm、、38-125μm、42-120μm、40-130μm或45-135μm。

19、优选的，所述的假发纤维为卷曲纤维或者非卷曲纤维。

20、优选的，所述假发纤维还包括添加剂，所述的添加剂包括但不限于染色剂、阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、增塑剂、紫外线吸收剂、晶体成核剂或荧光增强增白剂中的一种或两种以上的组合。其中，所述的染色剂包括但不限于色粉、颜料或色母粒。

21、在本发明的一个具体实施方式中，所述的假发纤维包括基材、辅材和添加剂。

22、在本发明的一个具体实施方式中，所述的假发纤维包括基材和辅材，其中所述的辅材包括但不限于pla、再生纤维素、海藻纤维、大豆蛋白、pvc、pan、pbat、pbs、pba、 pbt、ppc、pa6、pa66、pet、pp、碳纤维、芳纶1313、芳纶1414中的一种或两种以上的组合。

23、该假发纤维对于金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、克雷伯氏肺炎杆菌等具有较好的抑制作用，抑菌性良好，而且易染色。

24、第二方面，提供了上述的假发纤维的制备方法，所述的制备方法包括熔融纺丝、湿法纺丝或干法纺丝。

25、优选的，所述的制备方法包括将基材进行熔融纺丝、湿法纺丝或干法纺丝。

26、进一步优选的，所述的制备方法包括将基材和辅材混合进行熔融纺丝、湿法纺丝或干法纺丝。

27、更进一步优选的，还包括加入添加剂的步骤。

28、进一步优选的，所述的制备方法包括将基材、辅材和添加剂混合进行熔融纺丝、湿法纺丝或干法纺丝。

29、优选的，所述的熔融纺丝温度在115-185℃、120-180℃、115-175℃、115-170℃、110-185℃、 120-175℃、125-180℃或120-185℃。

30、优选的，所述的熔融纺丝速度为80-510m/min、160-320m/min、120-360m/min、210-510m/min、150-250m/min、160-400m/min、110-210m/min或80-240m/min。

31、优选的，所述的熔融纺丝拉伸比为2.5-4、3-4或2.5-3.5。

32、优选的，所述的制备方法还包括发制品制造工艺。

33、第三方面，提供了上述的假发纤维在制备毛发类产品中的应用，毛发类产品的例子包括假发、发片、假睫毛、假胡须或用于人偶制作的毛发等任何人造毛发类产品。

34、本发明缩写与全称对照如表1所示。

35、表1：缩写与全称对照

36、 英文缩写 中文全称 pha 聚羟基脂肪酸酯 phb 聚-3-羟基丁酸酯 phv 聚-3-羟基戊酸酯 p3hp 聚-3-羟基丙酸酯 pho 聚-3-羟基辛酸酯 phn 聚-3-羟基壬酸酯 phbv 3-羟基丁酸和3-羟基戊酸的共聚物 p3hb4hb 3-羟基丁酸和4-羟基丁酸的共聚物 phbhhx 3-羟基丁酸和3-羟基己酸的共聚物 pbat 聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯 pbs 聚丁二酸丁二醇酯 pba 聚己二酸丁二醇酯 pbt 聚对苯二甲酸丁二醇酯 pla 聚乳酸 ppc 聚碳酸亚丙酯 pvc 聚氯乙烯 pan 聚丙烯腈 pa6 尼龙6、聚酰胺6 pa66 聚己二酰己二胺、尼龙66、聚酰胺66 pet 聚酯 pp 聚丙烯 

37、有益效果：

38、1、无需额外添加抗菌剂、顺滑剂而具备良好的抗菌防螨性和手感。并且本技术的假发纤维具有亲肤特性，生物相容性极佳，因此在使用者佩戴假发时不会有瘙痒、刺痛、灼感、过敏、干燥、静电、不透气等不良体验，相比于传统化纤类假发，使用舒适性大大提高，使用体验更接近于人发。

39、2、假发纤维主体成分可降解，且由于pha占比最大，即使存在其他可降解材料，降解环境要求也明显降低，而降解速度却大大提升。另外，与石油基材料共混纺丝也可大大降低不可降解材料的用量，绿色环保可持续。

40、3、本发明采用pha作为基材，同时又避免了人发、动物毛发等面临的原料短缺问题，同时更具经济性和良好的使用体验，可完全替代纯化纤类假发，革新假发行业。

41、4、本发明利用pha作为基材制备假发纤维，其可以具有皮芯或海岛结构，模仿人发的层次结构。而人发由表皮鳞片层、主体皮质层和中心髓质层组成，在制成假发时需通过酸洗等剥鳞处理，因此主要有两层。pha假发纤维可通过复合纤维结构充分模仿人发，在微观层面向人发靠近，也可以使其兼具各层中其他共混材料的特性，pha假发整体外柔内韧，可通过异形纤维模仿人发的中空结构，进一步降低了pha纤维克重，使最终pha假发成品更轻薄舒适。

42、5、本发明的假发纤维可以通过添加色母粒预先染色，节省了传统发制品工艺中前处理之酸洗、漂染等步骤，节约了人力、物力，同时减少了漂染该pha假发纤维时造成的污染。另外，本技术的假发纤维上染性极佳，还可在后续使用过程中再次染色，对于假发的循环使用和提高假发的使用体验具有明显积极作用。