一种木鱼石多功能复合纤维及其制备方法与流程

本发明涉及功能纤维材料领域，特别涉及一种木鱼石多功能复合纤维及其制备方法。

背景技术：

1、纺织纤维主要分为天然纤维和化学纤维。粘胶纤维是再生纤维素纤维中最早形成规模化工业化生产的纺织纤维之一，它是以天然纤维素（例如棉短绒、木材、芦苇等）为原料，经碱化、老化、黄化等工序制成可溶性纤维素黄酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶，经湿法纺丝而制成。粘胶纤维分长丝和短纤维两种粘胶纤维，粘胶长丝又称人造丝或粘胶丝；粘胶短纤维有棉型、毛型和中长纤维。粘胶纤维在纺纱过程中，可纺性能好，可以纯纺，也可以和其它纺织纤维不同比例混纺或者交织，在纺织领域应用很广泛。粘胶纤维具有吸湿性高、透气性好、悬垂性好、滑爽、抗静电、易染色、可降解等特性，在纺织领域应用广泛。

2、木鱼石是中国有名的矿产，据考证，形成于距今约5.5～5.8亿年，是一种珍贵的玉石石材，其产地仅限于泰山山脉西侧、被列入世界三大古老剖面标本山的长清区曼寿山一带，贮量有限，极其珍贵，因其色、纹、声酷似和尚诵经敲打的木鱼，故称木鱼石。经国家地质实验测试中心、中国预防医学科学院等单位鉴定表明，木鱼石中含有多种人体必须的微量元素和矿物质，如锶、硒、锌、铁、钼、锂、锰、铍、偏硅酸锌、偏硅酸钠等26种元素。锌离子是高活精子之本，它与百多种与生命有关的酶有关，是构成记忆力息息相关蛋白质和核酸不可缺少的微量元素。锌对衰老、高血压、糖尿病、冠心病等有抗病作用。锶是人体骨骼和牙齿的组成成分，临床发现锶可以降低心血管发病率。呈偏硅酸形式的硅，对心血管、胃、骨骼生长都有保健作用。硒在人体内含量仅几毫克，硒是联合国卫生组织确定的人体必须的微量元素之一。它具有清除自由基的功能。自由基为百病之源，自由基在人体内的积累，使免疫力低下，动脉硬化、诱发癌症、促人衰老、百病从生。由于硒有清除自由基的功能，被科学家们誉为“抗癌之王”、“生命火种”。缺硒能使癌症发病率高，尤其是前列腺、乳腺、卵腺、肺等部位的癌症和白血病与硒关系最大。因木鱼石中铀及稀土含量适中，具有防腐性和通透性良好功能。

3、砭石被称为神奇的石头，也被称为能治病的石头。一种极为珍贵的岩石品种，且储量极少，是一种微晶灰岩，主要化学成分为碳酸钙。砭石的主要成分是微晶石灰岩，并含有锶、钛、铬、锰、锌等三十几种对人体有益的稀土和微量元素。砭石可以治病，这在古代就有记载，而且多年来一直在被应用。砭石是通过微晶红外和脉冲的波段来达到一些治疗和保健的。

4、麦饭石是一种天然的药物矿石，其主要组成成分有sio2、al2o3、cao、mgo、na2o2、k2o、fe2o3、feo等，此外还含有mn、p、ba、co、cu、zn、sr、mo、ni等微量元素，还含有动物所需的全部常量元素，如k、na、ca、mg、cu、mo等微量元素，其中mn、fe、mo、p、mg都是防癌抗癌元素。麦饭石所含的微量元素，可以提高抗疲劳、抗缺氧和免疫能力，具有健身益寿、防衰抗病的作用。其药理作用和神奇的功效，在我国古代的医学巨著《神农本草经》中早有记载。二十世纪六十年代以来，国外对麦饭石应用较广，美国用麦饭石制作运动员饮料，日本把麦饭石誉之为“健康的药石”，韩国称其为“矿泉药石”。可见人们已经认识到麦饭石所具有生物活性和显著的生物学效应。

5、随着科学技术的发展和生活水平的提高，人们对于生活质量的要求日渐提高，养生的需求也越来越高，人们不在满足于纤维纺织品的单一功能，而是需要更多的高性能、多功能的纤维纺织品。多功能性纤维纺织品市场潜力巨大，并成为人们追求的目标。现有技术中在纤维中添加矿石或其他添加剂制成的纤维，从不同方面增加了纤维的特性及功能。比如：专利200810157849.4公开了木鱼石纤维及其制备方法和应用；专利201610566698.2公开了一种含砭石的保健再生纤维素纤维；201810036122.4公开了一种远红外和负离子多功能面料；201510999240公开了一种制备含有麦饭石的粘胶纤维的方法。但当前木鱼石功能纤维依然存在诸多技术瓶颈，如将粘胶与木鱼石或麦饭石等共混制备得到的复合纤维依然表现出粘胶纤维功能缺陷，如易变形且力学稳定性差；而单纯将化学纤维与木鱼石功能纤维结合，则存在舒适性差、功能性弱的问题，因此，通过引入化纤增强功能体，外层包覆粘胶功能体，利用化学纤维提供力学稳定作用，利用粘胶材料提供高舒适与高功能作用，在不降低木鱼石总含量前提下，提升整体纤维功能性、稳定性、舒适性。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明的目的在于提供一种木鱼石多功能复合纤维制备方法，通过引入化纤增强功能体，外层包覆粘胶功能体，成功将化学纤维的高力学稳定功能与粘胶纤维的高舒适与高功能作用结合，开发新型木鱼石多功能复合纤维，提升整体纤维功能性、稳定性、舒适性。

2、本发明的另一目的在于提供一种采用上述方法制备得到的木鱼石多功能复合纤维，本发明的复合纤维应用于健康保健领域，可充分将对人体有益的矿石木鱼石、砭石和麦饭石以及添加剂与纺织纤维材料有效的结合，制备出多功能性的复合纤维，本发明的纤维具备高能量、能够促进血液循环、具有养生功能，市场前景良好，能够有效解决背景技术提出的问题，服务于健康。

3、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

4、一种木鱼石多功能复合纤维制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5、（1）将木鱼石、砭石和麦饭石分别用清水冲洗干净，然后用超声波在氢氧化钠溶液中进一步清洗和开解处理2～3h，反复处理1～3遍，再用烘干机烘干；

6、（2）用研磨机分别把木鱼石、砭石和麦饭石进行磨碎，颗粒直径小于1μm，并分别存放备用；

7、（3）将步骤（2）中的木鱼石、砭石、麦饭石与化纤聚合物母粒共混熔融纺丝，其中具体重量份为木鱼石20～35份、砭石10～20份、麦饭石4～10份、化纤聚合物母粒60～100份；

8、（4）将步骤（3）共混熔融纺丝获得的纤维在线作为芯层基体，引入同轴湿法纺丝模头，进行同轴湿法纺丝，凝固浴为硫酸、硫酸钠和硫酸锌混合浴；芯层基体外面的包覆层溶液为粘胶与木鱼石、砭石、麦饭石、偶联剂和表面活性剂混合纺丝液；芯层基体可为基体纤维提供稳定支撑强力，包覆层可为纤维提供舒适与吸湿功能；

9、（5）将步骤（4）制成的纤维，常温喷水养护2～4h，然后70～85℃烘干20～30min，得到木鱼石多功能复合纤维。

10、优选地，步骤（3）中所述的化纤聚合物母粒为聚丙烯、聚酯、聚乳酸、聚乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚酰胺熔融聚合物母粒中的一种或几种混合。

11、优选地，步骤（3）中所述的木鱼石、砭石、麦饭石与化纤聚合物母粒的重量份为木鱼石22～33份、砭石11～19份、麦饭石5～9份、化纤聚合物母粒62～98份。

12、优选地，步骤（3）中所述的木鱼石、砭石、麦饭石与化纤聚合物母粒的重量份为木鱼石22份、砭石19份、麦饭石9份、化纤聚合物母粒98份。

13、优选地，步骤（3）中所述的木鱼石、砭石、麦饭石与化纤聚合物母粒的重量份为木鱼石33份、砭石11份、麦饭石8份、化纤聚合物母粒80份。

14、优选地，步骤（3）中所述的木鱼石、砭石、麦饭石与化纤聚合物母粒的重量份为木鱼石30份、砭石15份、麦饭石5份、化纤聚合物母粒62份。

15、优选地，步骤（3）中所述的化纤聚合物母粒的粒径为100～500目。

16、优选地，步骤（3）中所述的化纤聚合物母粒的粒径为100目。

17、优选地，步骤（3）中所述的化纤聚合物母粒的粒径为300目。

18、优选地，步骤（3）中所述的化纤聚合物母粒的粒径为500目。

19、优选地，步骤（4）中所述的包覆层溶液具体组分为，步骤（2）中的木鱼石10～15份、砭石5～10份、麦饭石2～5份和偶联剂0.5～2份、表面活性剂0.5～1.5份、粘胶原液100份。

20、优选地，步骤（4）中所述的包覆层溶液具体组分为，步骤（2）中的木鱼石11～14份、砭石6～9份、麦饭石3～4份和偶联剂0.6～1.8份、表面活性剂0.6～1.4份、粘胶原液100份。

21、优选地，步骤（4）中所述的包覆层溶液具体组分为，步骤（2）中的木鱼石11份、砭石9份、麦饭石3份和偶联剂1.0份、表面活性剂0.6份、粘胶原液100份。

22、优选地，步骤（4）中所述的包覆层溶液具体组分为，步骤（2）中的木鱼石12份、砭石6份、麦饭石3.5份和偶联剂0.6份、表面活性剂1.4份、粘胶原液100份。

23、优选地，步骤（4）中所述的包覆层溶液具体组分为，步骤（2）中的木鱼石14份、砭石8份、麦饭石4份和偶联剂1.8份、表面活性剂0.9份、粘胶原液100份。

24、优选地，步骤（4）中所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、kh550、kh560、kh570中的任一种。

25、优选地，步骤（4）中所述的表面活性剂为胺类阳离子型表面活性剂，所述胺类阳离子型表面活性剂为双烷基二甲基氯化铵或多烷基三甲基氯化铵。

26、优选地，步骤（4）中所述的同轴湿法纺丝模头，其中模头单喷丝孔径/芯层基体纤维直径比值范围为1.5:1～8:1，模头尺寸最大为3mm。

27、优选地，步骤（4）中所述的同轴湿法纺丝模头，其中模头单喷丝孔径/芯层基体纤维直径比值范围为1.5:1，模头尺寸最大为3mm。

28、优选地，步骤（4）中所述的同轴湿法纺丝模头，其中模头单喷丝孔径/芯层基体纤维直径比值范围为3:1，模头尺寸最大为3mm。

29、优选地，步骤（4）中所述的同轴湿法纺丝模头，其中模头单喷丝孔径/芯层基体纤维直径比值范围为8:1，模头尺寸最大为3mm。

30、优选地，步骤（5）中常温喷水养护3h，然后80℃烘干25min。

31、优选地，步骤（5）中常温喷水养护2h，然后70℃烘干20min。

32、优选地，步骤（5）中常温喷水养护4h，然后85℃烘干30min。

33、一种木鱼石多功能复合纤维，通过上述方法制备得到。

34、本发明的多功能复合纤维产品应用范围广，具体可以用在服装、内衣、床上用品、鞋帽、袜子和各种护具中。

35、本发明的木鱼石多功能复合纤维通过熔融-湿法复合技术制备得到，其中共混熔融纺丝获得的纤维为芯层纤维，可为基体纤维提供稳定支撑强力，湿法包覆层纤维可为纤维提供舒适与吸湿功能。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果：

37、（1）本发明提供的一种木鱼石多功能复合纤维制备方法，通过引入化纤增强功能体，外层包覆粘胶功能体，成功将化学纤维的高力学稳定功能与粘胶纤维的高舒适与高功能作用结合，开发新型木鱼石多功能复合纤维，提升整体纤维功能性、稳定性、舒适性。

38、本发明的木鱼石多功能复合纤维通过熔融-湿法复合技术制备得到，其中共混熔融纺丝获得的纤维为芯层纤维，可为基体纤维提供稳定支撑强力，湿法包覆层纤维可为纤维提供舒适与吸湿功能。

39、（2）本发明制备得到的木鱼石多功能复合纤维，应用于健康保健领域，可充分将对人体有益的矿石木鱼石、砭石和麦饭石以及添加剂与纺织纤维材料有效的结合，制备出多功能性的复合纤维，本发明的纤维具备高能量、能够促进血液循环、具有养生功能，市场前景良好，能够有效解决背景技术提出的问题，服务于健康。

40、（3）本发明的纤维是一种新型功能型性纤维，除具有粘胶纤维的纯天然、可纺性好、可降解、柔软、优异的染色性能等优点外，还兼具化学纤维基体赋予的力学稳定性与抗变形性能，并具有优良的保健的功能，具有多种生理活性和保健功能，提高了材料的品质。

41、（4）本发明通过添加硅烷系列偶联剂，提升了木鱼石、砭石、麦饭石颗粒与粘胶体系的结合牢度，提高纤维的质量。

42、（5）本发明通过添加表面活性剂使得木鱼石、砭石、麦饭石粉体具有相容性、分散性良好，提高了纤维的质量。