摘 要:本发明公开了一种含植物功能性纤维的针刺棉毡及其制备方法，属于非织造材料技术领域。针刺棉毡由黄麻纤维、涤纶短纤、助剂型消臭纤维和4080低熔点纤维按特定质量百分比组成。其中，黄麻纤维经过化学脱胶和柔软改性处理的预处理；助剂型消臭纤维为采用复合消臭助剂与改性聚合物基体共混纺丝制得的纤维；复合消臭助剂包括纳米氧化锌、壳聚糖衍生物和沸石粉；改性聚合物基体为经相容剂改性的聚合物基体。本发明的针刺棉毡兼具优异的柔韧性、高力学强度和高效持久的消臭功能。
权利要求书
1. 一种含植物功能性纤维的针刺棉毡，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：黄麻纤维30%-50%、涤纶短纤15%-30%、助剂型消臭纤维5%-15%、4080低熔点纤维10%-20%；
所述黄麻纤维经过预处理，所述预处理包括化学脱胶和柔软改性处理；
所述助剂型消臭纤维为采用复合消臭助剂与改性聚合物基体共混纺丝制得的纤维；
所述复合消臭助剂包括纳米氧化锌、壳聚糖衍生物和沸石粉；
所述改性聚合物基体为经相容剂改性的聚合物基体。
2. 如权利要求1所述的含植物功能性纤维的针刺棉毡，其特征在于，所述纳米氧化锌、壳聚糖衍生物和沸石粉的质量比为（3-5）:（2-4）:（1-3）。
3. 如权利要求1所述的含植物功能性纤维的针刺棉毡，其特征在于，所述助剂型消臭纤维的制备方法包括以下步骤：
a1.复合消臭助剂的分散预处理：取复合消臭助剂，加入分散剂和水，在60-80℃、转速800-1200r/min下搅拌分散30-60min，随后在功率200-300W、频率20-40kHz下超声分散1530min，再真空干燥至恒重，粉碎，得预处理消臭助剂；
a2.聚合物基体的改性处理；将聚合物基体进行干燥处理，然后加入相容剂共混挤出，再进行造粒，得到改性聚合物颗粒；
a3.将预处理消臭助剂与改性聚合物颗粒共混纺丝；
a4.拉伸定型后处理。
4. 如权利要求3所述的含植物功能性纤维的针刺棉毡，其特征在于，所述复合消臭助剂、分散剂和水的质量比为100：（5-10）：（30-50）。
5. 如权利要求3所述的含植物功能性纤维的针刺棉毡，其特征在于，所述相容剂的质量为所述聚合物基体质量的0.5%-1.5%。
6. 如权利要求3所述的含植物功能性纤维的针刺棉毡，其特征在于，所述预处理消臭助剂与改性聚合物颗粒的质量比为（5-15）:（85-95）。
7. 如权利要求1所述的含植物功能性纤维的针刺棉毡，其特征在于，所述化学脱胶为：将黄麻纤维以1:（10-15）的浴比浸渍于处理液中，并进行煮练；
所述处理液包括质量浓度为5%~8%的氢氧化钠溶液、1%~2%的三聚磷酸钠溶液以及0.5%~1.0%的渗透剂；所述柔软改性处理为：使用浓度为3%~5%的复合柔软剂，以1:（8-10）的浴比对脱胶后的黄麻纤维进行浸泡处理，然后轧制，烘干。
8. 如权利要求7所述的含植物功能性纤维的针刺棉毡，其特征在于，所述复合柔软剂由以下质量百分比的组分组成：3%-5%的脂肪酸聚氧乙烯酯、1%-2%的甘油和余量的溶剂。
9. 如权利要求1所述的含植物功能性纤维的针刺棉毡，其特征在于，所述4080低熔点纤维的芯层熔点为250℃，皮层熔点为80-100℃。
10.一种权利要求1-9任意一项所述的含植物功能性纤维的针刺棉毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料准备：按质量百分比准备以下原料：黄麻纤维30%-50%、涤纶短纤15%-30%、助剂型消臭纤维5%-15%、4080低熔点纤维10%-20%；对黄麻纤维进行预处理；
S2、开松混合：将预处理后的黄麻纤维与涤纶短纤、助剂型消臭纤维、4080低熔点纤维开松后均匀混合；
S3、梳理成网：将混合纤维梳理形成定量为200-500g/m2的纤维网；
S4、针刺加固：对所述纤维网进行针刺，针刺深度为2-10mm，针刺频率为500-1500次/min，得到棉毡坯体；
S5、热定型：将所述棉毡坯体在90-110℃下处理20-40分钟，使4080低熔点纤维的皮层熔融粘合，制得所述含植物功能性纤维的针刺棉毡。
技术领域
本发明涉及非织造材料技术领域，具体涉及一种具有消臭功能、高强韧性的含植物功能性纤维的针刺棉毡及其制备方法。
背景技术
黄麻纤维作为天然纤维素纤维，具有来源广泛、可再生、可降解等优势，在非织造领域应用潜力大；针刺棉毡因透气性、缓冲性优良，广泛用于包装、建筑、汽车内饰等场景。但现有含黄麻纤维针刺棉毡存在三大不足：一是黄麻纤维粗硬、抱合力差，导致棉毡强度不足、手感粗糙；二是缺乏功能性，无法满足汽车内饰、家居用品等场景对消臭性能的需求；三是纤维间粘合性主要依赖针刺缠结，强度稳定性有限。
在消臭功能实现方面，现有技术主要通过共混纺丝法、后整理法和接枝共聚合法制备消臭纤维。其中，共混纺丝法是将消臭助剂与聚合物切片共混后直接纺丝，该方法操作简单、生产成本较低，但存在消臭助剂在纤维中分散不均、易团聚的问题，导致消臭效果不稳定，且助剂与聚合物基体相容性较差，会严重影响纤维的力学性能。后整理法是通过浸渍、涂覆等方式将消臭助剂附着于纤维表面，该方法工艺灵活，但消臭助剂与纤维的结合力较弱，在洗涤或使用过程中易脱落，消臭功能耐久性差。接枝共聚合法是通过化学接枝反应将消臭官能团接枝到纤维分子链上，虽能提升消臭持久性，但反应条件苛刻、工艺复杂，且会产生一定的环保污染，生产成本较高，难以大规模工业化应用。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种含植物功能性纤维的针刺棉毡及其制备方法。该针刺棉毡实现了力学性能、手感与消臭功能的良好平衡。
本发明提供了如下的技术方案：
第一方面，本发明提供了一种含植物功能性纤维的针刺棉毡，其包括以下质量百分比的原料：黄麻纤维30%-50%、涤纶短纤15%-30%、助剂型消臭纤维5%-15%、4080低熔点纤维10%-20%；
所述黄麻纤维经过预处理，所述预处理包括化学脱胶和柔软改性处理；
所述助剂型消臭纤维为采用复合消臭助剂与改性聚合物基体共混纺丝制得的纤维；
所述复合消臭助剂包括纳米氧化锌、壳聚糖衍生物和沸石粉；
所述改性聚合物基体为经相容剂改性的聚合物基体。
进一步地，所述纳米氧化锌、壳聚糖衍生物和沸石粉的质量比为（3-5）:（2-4）:（1-3）。
优选地，所述黄麻纤维长度30-50mm、线密度2-5dtex；所述涤纶短纤长度25-40mm、线密度1.5-3dtex；所述助剂型消臭纤维长度25-40mm、线密度1.5-3dtex；四扒鸡4080低熔点纤维长度25-35mm、线密度2-4dtex。
优选地，所述复合消臭助剂经过分散预处理，所述分散预处理先采用分散剂分散处理，再进行超声分散处理。
优选地，所述助剂型消臭纤维的制备方法包括以下步骤：
a1.复合消臭助剂的分散预处理：取复合消臭助剂，加入分散剂和水，在60-80℃、转速800-1200r/min下搅拌分散30-60min，随后在功率200-300W、频率20-40kHz下超声分散15-30min，再真空干燥至恒重，粉碎，得预处理消臭助剂；
a2.聚合物基体的改性处理；将聚合物基体进行干燥处理，然后加入相容剂共混挤出，再进行造粒，得到改性聚合物颗粒；
a3.将预处理消臭助剂与改性聚合物颗粒共混纺丝；
a4.拉伸定型后处理。
优选地，所述复合消臭助剂、分散剂和水的质量比为100：（5-10）：（30-50）。
优选地，所述预处理消臭助剂与改性聚合物颗粒的质量比为（5-15）:（85-95）。
优选地，所述分散剂为聚乙二醇4000与十二烷基苯磺酸钠按质量比2:1复配的组合物。
优选地，所述水为去离子水。
优选地，所述聚合物基体为聚酯切片（PET）或聚酰胺切片（PA6）。
优选地，步骤a1中，所述真空干燥的温度为80-100℃。
优选地，步骤a1中，粉碎后还包括过200-300目筛。
优选地，步骤a2中，所述干燥处理为在120-140℃、真空度-0.08~-0.09MPa下干燥4-6h。
优选地，步骤a2中，所述聚合物基体为聚酯切片时，所述共混挤出的温度为230-260℃；
所述聚合物基体为聚酰胺切片时，所述共混挤出的温度为220-240℃。
优选地，步骤a2中，所述共混挤出的转速为150-200r/min。
优选地，所述相容剂的质量为所述聚合物基体质量的0.5%-1.5%。
优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯蜡。
优选地，步骤a3中，所述共混纺丝的参数为：
熔融温度为240-270℃（PET基体）或230-250℃（PA6基体），喷丝板孔径0.2-0.4mm，喷丝速度800-1200m/min，冷却风温度20-30℃，冷却风速0.5-1.0m/s。
优选地，步骤a4中，所述拉伸定型处理的参数为：拉伸温度为80-120℃（PET基体）或60-100℃（PA6基体），拉伸倍数为2.5-4.0倍，拉伸速度为50-100m/min；定型温度为120-150℃，定型时间为10-20min，定型张力为5-10cN/dtex。
优选地，所述黄麻纤维的预处理还包括物理除杂，以去除黄麻纤维表面的尘土、碎叶、残留果壳等易脱落杂质，为后续化学处理减少试剂消耗。
优选地，所述物理除杂包括开松梳理和气流除尘。
其中，所述开松梳理为：将原黄麻纤维放入开松机中，在转速600-800r/min、罗拉隔距5-8mm条件下开松20-30min，利用机械力打散纤维束，使杂质与纤维初步分离；随后通过梳棉机梳理，梳棉机针布密度为250-300针/英寸，罗拉速度15-20m/min，进一步去除嵌在纤维束中的细小杂质。
所述气流除尘为：将开松梳理后的纤维送入气流除尘机，控制风速8-12m/s、风压0.03-0.05MPa，通过高速气流带走悬浮在纤维表面的尘土等轻质杂质，处理时间10-15min。
优选地，所述化学脱胶为：将黄麻纤维以1:（10-15）的浴比浸渍于处理液中，并进行煮练；所述处理液包括质量浓度为5%~8%的氢氧化钠溶液、1%~2%的三聚磷酸钠溶液以及0.5%~1.0%的渗透剂。
优选地，所述煮练为：在95-100℃（常压）下保温煮练60-90min，煮练期间每隔15min搅拌1次，确保纤维与处理液充分接触。
优选地，所述煮练完成后还包括清洗和烘干定型步骤。其中，所述清洗包括水洗和酸洗，所述水洗为采用40-50℃的去离子水对煮练后的黄麻纤维清洗3-4次，直至清洗液pH降至7-8；所述酸洗为将水洗后的黄麻纤维按照1：（8-10）的浴比浸渍于体积浓度0.5%-1.0%的稀硫酸中，在常温下浸渍15-20min，中和纤维表面残留的碱性物质，避免后续处理时试剂失效，浸渍完成后采用常温去离子水清洗至pH稳定在6.5-7.0。
优选地，所述烘干定型为在温度60-70℃、风速1-2m/s条件下烘干，控制烘干后黄麻纤维的含水率为8%-10%。所述含水率采用称重法检测，即：含水率=烘干后质量/湿纤维质量×100%。
所述柔软改性处理为：使用浓度为3%~5%的复合柔软剂，以1:（8-10）的浴比对脱胶后的黄麻纤维进行浸泡处理，轧制，烘干。
优选地，所述浸泡处理为在常温下浸泡30-40min，浸泡处理期间每隔10min搅拌一次。
优选地，所述轧液的轧液率为70%-80%，其中轧液率=轧后纤维质量-干纤维质量/干纤维质量×100%。
优选地，所述烘干采用低温烘焙，具体为：在温度50-60℃、热风风速0.8-1.2m/s条件下烘焙25-35min，使柔软剂在纤维表面固化成膜，烘焙后纤维含水率控制在7%-9%。
优选地，所述复合柔软剂由以下质量百分比的组分组成：3%-5%的脂肪酸聚氧乙烯酯、1%-2%的甘油和余量的溶剂组成。
进一步地，所述4080低熔点纤维的芯层熔点为250℃，皮层熔点为80-100℃，所述4080低熔点纤维的皮层熔融后可在纤维间形成粘合点，提升棉毡强度与尺寸稳定性。
第二方面，本发明还提供一种上述的含植物功能性纤维的针刺棉毡的制备方法，其包括以下步骤：
S1、原料准备：按质量百分比准备以下原料：黄麻纤维30%-50%、涤纶短纤15%-30%、助剂型消臭纤维5%-15%、4080低熔点纤维10%-20%；对黄麻纤维进行预处理；
S2、开松混合：将预处理后的黄麻纤维与涤纶短纤、助剂型消臭纤维、4080低熔点纤维开松后均匀混合；
S3、梳理成网：将混合纤维梳理形成定量为200-500g/m2的纤维网；
S4、针刺加固：对所述纤维网进行针刺，针刺深度为2-10mm，针刺频率为500-1500次/min，得到棉毡坯体；
S5、热定型：将所述棉毡坯体在90-110℃下处理20-40分钟，使4080低熔点纤维的皮层熔融粘合，制得所述含植物功能性纤维的针刺棉毡。
优选地，步骤S1中，开松的参数为：转速1200-1800r/min，时间5-10分钟；混合的参数为：转速800-1200r/min，混合12-25分钟。
优选地，所述步骤S2在配备有负压吸杂装置的混棉机中进行，所述负压吸杂装置的风压控制在-0.02MPa~-0.03MPa，以同步吸除开松过程中脱落的细小杂质与短绒（长度＜10mm），确保开松后纤维的洁净度。
优选地，步骤S3中，采用锡林转速为300-400 r/min、道夫转速为150-250r/min的梳理机进行。
优选地，步骤S4中，所述针刺的单位面积针刺次数为100-300次/cm2。
优选地，步骤S4中，所述针刺采用多道针刺，每道针刺的单位面积针刺次数均为100-300次/cm2。
通过以上方案设计，本发明具有以下效果：本发明通过引入特制的助剂型消臭纤维，并优化其在纤维体系中的分散性与结合力，使棉毡在保持优异力学强度的同时，实现了对氨气、硫化氢、甲醛的高效消臭去除，且消臭性能保持率显著提升。通过对黄麻纤维采用特定复合碱液脱胶与复合柔软剂改性相结合的预处理工艺，有效降低了其粗硬特性，增强了柔韧性与抱合力，解决了黄麻纤维在混纺加工中的技术难题，改善了最终产品的手感品质。通过引入4080低熔点纤维，利用其皮层熔融形成额外粘合点，与针刺缠结共同构成“双重加固”机制，大幅提高了棉毡的尺寸稳定性与力学强度，同时降低了针刺密度要求，减少了纤维损伤，提升了生产效率。此外，原料中大量采用可再生黄麻纤维，制备过程无有害污染物产生，复合消臭助剂及预处理工艺提高了助剂利用率与功能持久性，整体工艺绿色环保、经济高效，适合工业化规模生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的含植物功能性纤维的针刺棉毡的制备方法的整体流程示意图。
图1
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其他情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
实施例1
一种含植物功能性纤维的针刺棉毡，包括以下质量百分比的原料：黄麻纤维40%、涤纶短纤25%、助剂型消臭纤维10%、4080低熔点纤维25%。
如图1所示，上述含植物功能性纤维的针刺棉毡的制备方法如下：
S1、原料准备：按质量百分比准备以下原料：黄麻纤维40%、涤纶短纤25%、助剂型消臭纤维10%、4080低熔点纤维25%；
a. 制备助剂型消臭纤维（PET基）：
a1.复合消臭助剂的分散预处理：取10kg复合消臭助剂（纳米氧化锌：壳聚糖衍生物：沸石粉=4:3:2），加入0.8kg分散剂（聚乙二醇4000:十二烷基苯磺酸钠=2:1）和40kg去离子水，在70℃、转速1000r/min下搅拌分散45min，随后在功率250W、频率30kHz下超声分散20min，所得分散液于90℃真空干燥至恒重，粉碎过250目筛，得预处理消臭助剂；
a2.聚合物基体的改性处理：将PET切片于130℃、真空度-0.085MPa下干燥5h。取干燥后PET切片90kg，加入0.9kg马来酸酐接枝聚乙烯蜡（相容剂），在双螺杆挤出机中于250℃熔融共混挤出、造粒，得改性PET颗粒。
a3.将预处理消臭助剂与改性聚合物颗粒共混纺丝：将10kg预处理消臭助剂与90kg改性PET颗粒混合均匀，经熔融纺丝（熔融温度260℃，喷丝板孔径0.3mm，喷丝速度1000m/min，冷却风温25℃）制得初生纤维。
a4.拉伸定型后处理：将初生纤维在100℃下以3.0倍拉伸，再于135℃热定型15min（定型张力8cN/dtex），制得PET基助剂型消臭纤维，长度为38mm，线密度2.5dtex。
b. 黄麻纤维的预处理
b1.物理除杂：将黄麻纤维经开松机（700r/min）开松25min，再经梳棉机梳理，最后经气流除尘机（风速10m/s）处理12min。
b2.化学脱胶：配制复合碱液（含NaOH6wt%、三聚磷酸钠1.5wt%、渗透剂JFC0.8wt%，溶剂为水）。将除杂后黄麻纤维以浴比1:12浸入复合碱液，于98℃煮练75min，其间每15min搅拌一次。煮练完成后用45℃温水洗涤至pH为7.5，再用0.8wt%稀硫酸溶液常温浸泡中和18min，最后用去离子水洗至pH为6.8。
b3.烘干定型：将中和后的纤维放入热风干燥箱，在温度65℃、风速1.5m/s的条件下烘干，控制烘干后纤维含水率为9%。
b4.柔软改性：配制复合柔软剂溶液（含脂肪酸聚氧乙烯酯4wt%、甘油1.5wt%，余量为去离子水）。将脱胶后黄麻纤维以浴比1:9浸入复合柔软剂溶液，常温浸泡35min，其间每15min搅拌一次。取出后经轧车轧压，控制轧液率约75%。随后置于55℃热风烘箱中，以风速1.0m/s烘焙30min，使纤维含水率为8%，制得预处理黄麻纤维，长度为40mm，线密度3dtex。
c.其他原料：涤纶短纤：长度38mm，线密度2.0dtex。
4080低熔点纤维：皮层熔点90℃，芯层熔点250℃，长度32mm，线密度3.0dtex。
S2、开松混合：将预处理后的黄麻纤维与涤纶短纤、PET助剂型消臭纤维、4080低熔点纤维将四种纤维分别转速分别以1600r/min开松8分钟后，投入配备负压吸杂装置（风压0.025MPa）的混棉机中，以1000r/min混合18min。
S3、梳理成网：将混合纤维送入梳理机，设定锡林转速350r/min，道夫转速200r/min，梳理形成面密度为350g/m2的均匀纤维网。
S4、针刺加固：采用单针板针刺机，选用30#三角刺针，针板密度220针/cm2。设定针刺深度6mm，针刺频率1000次/min，输送速度10m/min（单位面积针刺次数200次/cm2），对纤网进行针刺加固，得棉毡坯体。
S5、热定型：将棉毡坯体置于热定型机中，于100℃处理30分钟，使4080低熔点纤维皮层熔融粘合。自然冷却至室温后，按需裁剪卷曲，制得所述含植物功能性纤维的针刺棉毡。
实施例2
一种含植物功能性纤维的针刺棉毡，包括以下质量百分比的原料：黄麻纤维50%、涤纶短纤15%、助剂型消臭纤维15%、4080低熔点纤维20%。
上述含植物功能性纤维的针刺棉毡的制备方法如下：
S1、原料准备：按上述质量百分比准备原料。
a.制备助剂型消臭纤维（PA6基）：
a1.复合消臭助剂的分散预处理：取10kg复合消臭助剂（纳米氧化锌：壳聚糖衍生物：沸石粉=3:4:1），加入0.6kg分散剂（聚乙二醇4000:十二烷基苯磺酸钠=2:1）和35kg去离子水，在65℃、转速900r/min下搅拌分散50min，随后在功率220W、频率25kHz下超声分散25min，所得分散液于85℃真空干燥至恒重，粉碎过200目筛，得预处理消臭助剂。
a2.聚合物基体的改性处理：将PA6切片于125℃、真空度-0.08MPa下干燥4.5h。取干燥后PA6切片92kg，加入0.736kg马来酸酐接枝聚乙烯蜡（相容剂），在双螺杆挤出机中于230℃熔融共混挤出、造粒，得改性PA6颗粒。
a3.共混纺丝：将8kg预处理消臭助剂与92kg改性PA6颗粒混合均匀，经熔融纺丝（熔融温度240℃，喷丝板孔径0.25mm，喷丝速度900m/min，冷却风温22℃）制得初生纤维。
a4.后处理：将初生纤维在85℃下以3.5倍拉伸，再于125℃热定型18min（定型张力6cN/dtex），制得PA6基助剂型消臭纤维，长度为25mm，线密度3dtex。
c. 黄麻纤维的预处理
b1.物理除杂：将黄麻纤维经开松机（700r/min）开松25min，再经梳棉机梳理，最后经气流除尘机（风速10m/s）处理12min。
b2.化学脱胶：配制复合碱液（含NaOH8wt%、三聚磷酸钠2.0wt%、渗透剂JFC1.0wt%，溶剂为水）。将除杂后黄麻纤维以浴比1:15浸入复合碱液，于100℃煮练60min，其间每15min搅拌一次。煮练完成后用45℃温水洗涤至pH为7.5，再用0.8wt%稀硫酸溶液常温浸泡中和18min，最后用去离子水洗至pH为6.8。
b3.烘干定型：将中和后的纤维放入热风干燥箱，在温度60℃、风速2m/s的条件下烘干，控制烘干后纤维含水率为8%。
b4.柔软改性：配制复合柔软剂溶液（同实施例1）。将脱胶后黄麻纤维以浴比1:10浸入复合柔软剂溶液，常温浸泡40min，其间每15min搅拌一次。取出后经轧车轧压，控制轧液率约75%。随后置于55℃热风烘箱中，以风速1.0m/s烘焙30min，使纤维含水率为8%，制得预处理黄麻纤维，长度30mm，线密度5dtex。
c.其他原料：涤纶短纤：长度25mm，线密度3dtex。
4080低熔点纤维：皮层熔点80℃，芯层熔点250℃，长度25mm，线密度4.0dtex。
S2、开松混合：将预处理后的黄麻纤维与涤纶短纤、助剂型消臭纤维、4080低熔点纤维将四种纤维分别转速分别以1200r/min开松10分钟后，投入配备负压吸杂装置（风压-0.02MPa）的混棉机中，以1200r/min混合12min。
S3、梳理成网：将混合纤维送入梳理机，梳理形成面密度为300g/m2的均匀纤维网。
S4、针刺加固：采用单针板针刺机，为减少对黄麻纤维的损伤，选用32#菱型刺针，针板密度200针/cm2。设定针刺深度7mm，针刺频率700次/min，输送速度8m/min，对纤网进行针刺加固，得棉毡坯体。
S5、热定型：将棉毡坯体置于热定型机中，于95℃处理35分钟。自然冷却至室温后，裁剪卷曲，制得所述针刺棉毡。
实施例3
一种含植物功能性纤维的针刺棉毡，包括以下质量百分比的原料：黄麻纤维30%、涤纶短纤30%、助剂型消臭纤维5%、4080低熔点纤维20%、普通涤纶短纤15%。
上述含植物功能性纤维的针刺棉毡的制备方法如下：
S1、原料准备：按上述质量百分比准备原料。
a.制备助剂型消臭纤维（PET基）：
a1.复合消臭助剂的分散预处理：取10kg复合消臭助剂（纳米氧化锌：壳聚糖衍生物：沸石粉=5:2:3），加入1.0kg分散剂和50kg去离子水，在80℃、转速1200r/min下搅拌分散30min，随后在功率300W、频率40kHz下超声分散15min，所得分散液于100℃真空干燥至恒重，粉碎过300目筛，得预处理消臭助剂。
a2.聚合物基体的改性处理：将PET切片于140℃、真空度-0.09MPa下干燥4h。取干燥后PET切片95kg，加入1.425kg马来酸酐接枝聚乙烯蜡（相容剂），在双螺杆挤出机中于255℃熔融共混挤出、造粒，得改性PET颗粒。
a3.共混纺丝：将5kg预处理消臭助剂与95kg改性PET颗粒混合均匀，经熔融纺丝（熔融温度270℃，喷丝板孔径0.35mm，喷丝速度1200m/min，冷却风温30℃）制得初生纤维。
a4.后处理：在120℃下以2.5倍拉伸，再于150℃热定型10min（定型张力10cN/dtex），制得PET基助剂型消臭纤维，长度为40mm，线密度1.5dtex。
b.黄麻纤维的预处理
b1.物理除杂：物理除杂：将黄麻纤维经开松机（700r/min）开松25min，再经梳棉机梳理，最后经气流除尘机（风速10m/s）处理12min。
b2.化学脱胶：配制复合碱液（含NaOH5wt%、三聚磷酸钠1.0wt%、渗透剂JFC0.5wt%，溶剂为水）。将除杂后黄麻纤维以浴比1:10浸入复合碱液，于95℃煮练90min，其间每15min搅拌一次。煮练后用45℃温水洗涤至pH为7.5，再用0.8wt%稀硫酸溶液常温浸泡中和18min，最后用去离子水洗至pH为6.8。
b3.烘干定型：将中和后的纤维放入热风干燥箱，在温度70℃、风速1m/s的条件下烘干，控制烘干后纤维含水率为10%。
b4.柔软改性：配制复合柔软剂溶液（含脂肪酸聚氧乙烯酯3wt%、甘油1.0wt%，余量为去离子水）。将脱胶后黄麻纤维以浴比1:8浸入复合柔软剂溶液，常温浸泡30min，其间每15min搅拌一次。取出后经轧车轧压，控制轧液率约75%。随后置于55℃热风烘箱中，以风速1.0m/s烘焙30min，使纤维含水率为8%，制得预处理黄麻纤维，长度为50mm，线密度2dtex。
c.其他原料：
涤纶短纤：长度40mm，线密度1.5dtex。
4080低熔点纤维：皮层熔点100℃，芯层熔点250℃，长度35mm，线密度2.0dtex。
S2、开松混合：将预处理后的黄麻纤维与涤纶短纤、助剂型消臭纤维、4080低熔点纤维将四种纤维分别转速分别以1800r/min开松5分钟后，投入配备负压吸杂装置（风压0.03MPa）的混棉机中，以800r/min混合25min。
S3、梳理成网：将混合纤维送入梳理机，梳理形成面密度为450g/m2的均匀纤维网。
S4、针刺加固：采用单针板针刺机，选用28#三角刺针，针板密度250针/cm2。设定针刺深度4mm，针刺频率1200次/min，输送速度15m/min，对纤网进行针刺加固，得棉毡坯体。
S5、热定型：将棉毡坯体置于热定型机中，于110℃处理20分钟。自然冷却至室温后，裁剪卷曲，制得所述针刺棉毡。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于未对复合消臭助剂进行分散预处理。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于助剂型消臭纤维不同，具体的：
取与实施例1相同的普通涤纶短纤（规格：长度38mm，线密度2.0dtex），将其浸入含有复合消臭助剂的整理液中。该整理液的配制方法为：取与10kg实施例1相同的复合消臭助剂，加入40kg去离子水配制成悬浮液，再加入0.8kg的实施例1相同的分散剂，在70℃、转速1000r/min下搅拌分散45min，制得整理液。
将涤纶短纤以浴比1:12浸入上述整理液中，常温浸泡30min，确保纤维充分浸润。随后将纤维取出，经轧车轧压，控制轧液率约为75%。然后将纤维置于烘箱中，在140℃下焙烘4分钟，使消臭助剂附着在纤维表面。制得后整理法消臭纤维，其消臭助剂负载量与实施例1中助剂型消臭纤维的助剂含量相当。
对比例3
本对比例与实施例1的区别仅在于复合消臭助剂不含纳米氧化锌。
对比例4
本对比例与实施例1的区别仅在于复合消臭助剂不含壳聚糖衍生物。
对比例5
本对比例与实施例1的区别仅在于复合消臭助剂不含沸石粉。
对比例6
本对比例与实施例1的区别仅在于纳米氧化锌、壳聚糖衍生物和沸石粉的质量比为9:2:4。
对比例7
本对比例与实施例1的区别仅在于纳米氧化锌、壳聚糖衍生物和沸石粉的质量比为2:5:3。
对比例8
本对比例与实施例1的区别仅在于采用常规聚合物基体（PET）替换改性聚合物基体，即步骤a2中未加入相容剂。
对比例9
本对比例与实施例1的区别仅在于未对黄麻纤维进行化学脱胶处理。
对比例10
本对比例与实施例1的区别仅在于未对黄麻纤维进行柔软改性处理。
对比例11
本对比例与实施例1的区别仅在于不包括助剂型消臭纤维。
对比例12
本对比例与实施例1的区别仅在于不包括4080低熔点纤维。
对比例13
本对比例与实施例1的区别仅在于原料质量百分比如下：黄麻纤维60%、涤纶短纤10%、助剂型消臭纤维5%、4080低熔点纤维25%。其他与实施例1一致。
对实施例1-3和对比例1-8的消臭纤维进行性能测试，分别测试其消臭能力、消臭耐久性和力学性能。测试方法如下：
消臭性能测试：参照GB/T35126-2017《纺织品消臭性能的测定》，采用密闭箱法，分别测试纤维对氨气（初始浓度100ppm）、硫化氢（初始浓度50ppm）、甲醛（初始浓度20ppm）的去除率，测试时间为2h和24h；同时进行洗涤耐久性测试，将纤维经50次标准洗涤（GB/T8629-2017）后，再次测试消臭性能。
力学性能测试：参照GB/T14344-2017《化学纤维短纤维拉伸性能试验方法》，测试纤维的断裂强度（cN/dtex）和断裂伸长率（%）
测试结果如下表1所示：
表1 实施例1-3和对比例1-8的消臭纤维性能测试结果
如表1所示，本发明技术方案制备得到的消臭纤维消臭性能好，消臭耐久性高且可以保持较好的力学性能。
为进一步验证本发明的技术效果，对实施例1-3和对比例9-13制备得到的针刺棉毡进行断裂强力、断裂伸长率测试和手感评价。
测试方法如下：测试方法按照：GB/T24218.3-2010纺织品非织造布试验方法第3部分：断裂强力测定。
手感评价：方法参照FZ/T01166-2022《织物触感检测及评价方法》中附录A进行主观评价。
测试方法如下表2所示：
表2 实施例1-3和对比例9-13的消臭纤维性能测试结果
综上，本发明提供的含植物功能性纤维的针刺棉毡及其制备方法，通过特定的原料组合体系、黄麻纤维预处理工艺，以及助剂型消臭纤维，成功协同解决了现有技术存在的强度不足、手感粗糙、消臭功能缺乏或耐久性差等一系列问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
文章摘自国家发明专利，一种含植物功能性纤维的针刺棉毡及其制备方法，发明人:徐刚，伊飞，张湘建，申请号:202610045950.9，申请日:2026.01.14。
