CN1279228C - 多功能生物磁性纤维 - Google Patents
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Abstract
一种多功能生物磁性纤维，由多功能生物磁性母粒和纤维级树脂切片构成，所述的功能母粒包括下列组分：载体树脂36～67.5%，磁粉11～37%，活性炭粉4～13%，偶联剂2.5～6%，分散剂15～18%。其制造方法为：(1)将磁粉和活性炭粉分别进行烘干，再将载体树脂、烘干后的磁粉和活性炭粉、偶联剂、分散剂按照上述比例进行混合，加热，然后进行高速捏合，经双螺杆挤出，冷却，切粒，制成功能母粒；(2)将上述功能母粒进行干燥，然后加入纤维级树脂切片，通过熔融挤压纺丝，再经后处理加工，即制得多功能生物磁性纤维；(3)将上述多功能生物磁性纤维置于6000～12000高斯的强磁场中进行充磁0.5～2min，即制得成品多功能生物磁性纤维。该纤维是一种同时具有磁性功能、吸附功能、负离子和远红外功能的复合功能合成纤维。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成纤维，特别是涉及一种多功能生物磁性纤维。
背景技术
近年来，随着科学技术的迅速发展，各种功能性合成纤维不断涌现，例如：日本专利平3-130413公开了一种采用皮芯法制造磁性纤维的方法，该纤维皮层是聚合物，芯层是聚合物和磁粉的混合物，制造时在喷丝头处设置有充磁装置，对纤维进行充磁，其不足是：所采用的充磁装置会造成磁污染，实用价值不大，且纤维仅有磁性功能，功能性单一。
中国专利公开号CN1388275A公开了一种采用皮芯法制造远红外磁性纤维的方法，该纤维皮层料添加了4～10％的远红外粉料，芯层添加了40～85％的磁粉，此工艺过程复杂，纤维也仅具有远红外和磁性功能，功能性也较单一。
中国专利CN1252460公开了一种磁性保健纤维制造技术，是将磁性微粒按比例与远红外微粒及载体树脂混合制成母粒，再按比例与原料树脂混合后进行纺丝，其纤维也仅具有远红外和磁性功能。
US2003/0102594A1公开了一种活性合成纤维的制造方法，该方法虽也采用熔融纺丝法，但其纤维的功能也仅限于吸附性和抗菌性。
综上所述，现有的功能纤维或是采用皮芯法制造，其工艺过程复杂，纤维功能单一；或是采用熔融纺丝法制造，但纤维的功能也较单一，不能满足人们对功能性纤维及其制品的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的多功能生物磁性纤维拟解决现有功能纤维功能比较单一的问题，提供了一种同时具有磁性功能、吸附功能、负离子和远红外功能的复合功能合成纤维及其制造方法。
本发明的技术方案概述如下：
本发明的多功能生物磁性纤维由多功能生物磁性母粒和纤维级树脂切片构成，所述的功能母粒包括下列组分，均为重量百分比：
载体树脂 36～67.5％
磁粉 11～37％
活性炭粉 4～13％
偶联剂 2.5～6％
分散剂 15～18％
所述的载体树脂为共聚酯、聚己内酰胺、聚丙烯树脂切片中的任一种。
所述的磁粉为铁氧体，可为锶铁氧体、钡铁氧体中的一种或两种的混合物，其粒径为0.5～2μm。
所述的活性炭粉为椰壳炭、木质炭、煤质炭中的一种或多种的混合物，其粒径为0.1～2μm。
所述的偶联剂为硅烷、钛酸酯、铝酸酯、铝钛复合偶联剂中的任一种。
所述的分散剂为PE高分子蜡、PP分子蜡、EVA中的任一种。
本发明的多功能生物磁性纤维的制造方法包括下列步骤：
(1)制备多功能生物磁性功能母粒：将磁粉和活性炭粉分别进行烘干，再将载体树脂、烘干后的磁粉和活性炭粉、偶联剂、分散剂按照上述比例进行混合，加热，然后进行高速捏合，经双螺杆挤出，冷却，切粒，制成功能母粒；(2)将上述功能母粒进行干燥，然后加入纤维级树脂切片，通过熔融挤压纺丝，再经后处理加工，即制得多功能生物磁性纤维；(3)将上述多功能生物磁性纤维置于6000～12000高斯的强磁场中进行充磁0.5～2min，即制得成品多功能生物磁性纤维。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
纺制多功能生物磁性纤维的原料是其功能母粒和纤维级树脂切片，其功能母粒包括下列组分，均为重量百分比：
载体树脂 36～67.5％
磁粉 11～37％
活性炭粉 4～13％
偶联剂 2.5～6％
分散剂 15～18％
其中载体树脂为共聚酯、聚已内酰胺、聚丙烯树脂切片中的任一种；偶联剂为硅烷、钛酸酯、铝酸酯、铝钛复合偶联剂中的任一种；分散剂为PE高分子蜡、PP分子蜡、EVA中的任一种。
所述的磁粉为铁氧体，可为锶铁氧体、钡铁氧体中的一种或两种的混合物，其粒径为0.5～2μm。如果磁粉粒径过大，则分散性不好，给纺丝造成困难；如果磁粉平均粒径过小，则会使磁粉达到磁畴范围，使磁粉呈现顺磁性。
所述的活性炭粉为椰壳炭、木质炭、煤质炭中的一种或多种的混合物，其粒径为0.1～2μm，最佳选择为椰壳炭，因其孔隙率高，可使功能纤维对有害物质的吸附率提高。
多功能生物磁性母粒采用干法制备：首先将磁粉和活性炭粉分别在高于110℃的温度下烘干2～4小时，使其含水量小于0.03％，然后将烘干后的上述磁粉和活性炭粉混合，再加入偶联剂、分散剂和载体树脂，在120～140℃的温度下，经高速捏合，将所述两种粉体材料活化，并均匀地分散于载体树脂切片表面上，再经双螺杆熔融挤压、冷却、切粒，即可制得多功能生物磁性母粒。
多功能生物磁性纤维采用熔融纺丝法制备：将上述功能母粒进行干燥，然后加入纤维级树脂切片，通过熔融挤压纺丝，再经后处理加工，即制得多功能生物磁性纤维。
充磁加工：将上述多功能生物磁性纤维置于6000～12000高斯的强磁场中进行充磁0.5～2min，即制得成品多功能生物磁性纤维。
多功能生物磁性母粒制备方法应当注意的是：
(1)所述磁粉和活性炭粉必须在110℃的温度下充分烘干2小时以上，使其含水低于0.03％方可使用，否则纺丝不容易进行。
(2)所述磁粉和活性炭粉在制作功能母粒过程中必须充分活化，通过适量增加偶联剂的用量，即可达到此目的。偶联剂的加入量比现有技术多加0.5～2％，平均粒径越小添加量越多，经此活化处理，有利于磁粉和活性炭粉的分散，更有利于功能纤维的纺制，即可使磁粉和活性炭粉能够牢固地吸附和结合在合成高聚物大分子上，制成具有一定稳固性和持久性的多功能生物磁性纤维。
(3)由于磁粉材料的密度较大，物料粘性较大，而活性炭粉材料密度小，粒径较小，从而使两种物料的相容性不好，为提高两种物料的相容性，提高混合均匀度，可将磁粉材料和活性炭粉材料重量百分比添加量控制在3∶1，并适当增加偶联剂的用量。
多功能生物磁性纤维制造方法应当注意的是：
(1)所述磁粉和活性炭粉在纤维中的含量，可通过计量装置控制其在纤维中的添加量来实现。所述磁粉和活性炭粉在功能纤维中的含量之和若低于2.0wt％，可纺性好，但是功能性差，若高于10wt％，纺丝过程不能正常进行。其含量最好控制在3～10wt％。
(2)所述磁粉和活性炭粉的粒径若大于4μm，纺丝过程不能正常进行，其平均粒径最好控制在2μm以下。
多功能生物磁性纤维充磁加工应当注意的是：
(1)多功能生物磁性纤维充磁时间必须达到30秒，否则不能将功能纤维充磁饱和。
(2)多功能生物磁性纤维充磁用的外加磁场强度必须高于6000高斯，否则不能将功能纤维充磁饱和，且很容易出现退磁现象。
本发明各实施例中多功能生物磁性母粒成分粉体平均粒径、功能母粒中粉体的含量、功能纤维中粉体的含量、功能纤维的强度、远红外发射率、负离子发射率、磁场强度、有害物质吸附率及纺丝效果参数在下表中表示出。
| 指标 | 锦纶01 | 锦纶02 | 锦纶03 | 锦纶04 | 丙纶01 | 丙纶02 | 丙纶03 | 丙纶04 | 丙纶05 | 丙纶06 |
| 磁粉平均粒径(μm)活性炭粉体粒径(μm)功能母粒磁粉含量(wt％)功能母粒活性炭粉含量(wt％)功能纤维磁粉含量(wt％) | 3.02.730103 | 2.02.030105 | 1.01.530105 | 0.51.030106 | 3.03.02483 | 2.02.02485 | 1.01.52486 | 0.51.039133 | 0.51.039135 | 0.51.039136 |
| 功能纤维活性炭粉含量(wt％)功能纤维强度(CN/dtex)纤维磁场强度(Gs)纤维远红外发射率(％)纤维负离子发射浓度(个/cm3)氨吸附率(％)苯吸附率(％)比电阻(Ω·cm)回潮(％)效果 | 1.02.40.7806300700.601.6×1091.17良 | 1.72.92.0846800760.635.8×1082.80优 | 1.72.92.3846800800.725.0×1083.21优 | 2.02.74.5867100830.751.4×1083.94优 | 1.02.60.7816300700.611.7×1091.10良 | 1.72.72.4846800830.645.1×1082.78优 | 2.02.84.3857000840.751.2×1084.02优 | 1.02.60.9816300780.631.5×1091.20优 | 1.72.62.7836900830.734.3×1082.90优 | 2.02.65.0867100850.761.0×1084.12优 |
本发明与现有技术相比有如下优点：
(1)制造工艺独特，磁粉和活性炭粉的合理配比，使得该纤维性能更优异。
(2)本发明的多功能生物磁性纤维采用纺制成丝后在磁场强度为6000～12000高斯的强磁场中进行充磁，可提高纤维表磁。
(3)本发明的多功能生物磁性纤维能发射可被人体吸收的波长在10～12μm的远红外线，能发射被称为空气维生素的负离子，负离子发射率高达6300个/cm3，这两重功能相互叠加，可促进人体内微循环，促进新陈代谢，增强人体免疫力。
(4)本发明的多功能生物磁性纤维能发射磁场强度为0.5～5高斯的生物磁场，从而补充人体生物磁能的缺乏，调节人体生物磁环境；另外，此生物磁场可使人体内的大分子水活化为小分子水，从而促进人体的新陈代谢，清除人体多余的自由基，延缓人体衰老。
(5)本发明的多功能生物磁性纤维能吸附生存环境中的有害物质，如氨气、苯等有害毒素，从而为人们创造一个自然健康的生存环境。
(6)本发明的多功能生物磁性纤维虽然是以合成高分子聚合物为原料，但经独特的制造工艺加工后，其吸湿性能良好，无静电，可用于制作多种贴身穿着的保健服装、服饰，保健效果显著。
Claims (8)
1、一种多功能生物磁性纤维，其特征在于：该纤维由多功能生物磁性母粒和纤维级树脂切片构成，所述的功能母粒包括下列组分，均为重量百分比：载体树脂36～67.5％，磁粉11～37％，活性炭粉4～13％，偶联剂2.5～6％，分散剂15～18％。
2、根据权利要求1所述的一种多功能生物磁性纤维，其特征在于：所述的载体树脂为共聚酯、聚己内酰胺、聚丙烯树脂切片中的任一种。
3、根据权利要求1所述的一种多功能生物磁性纤维，其特征在于：所述的磁粉为铁氧体，其粒径为0.5～2μm。
4、根据权利要求3所述的一种多功能生物磁性纤维，其特征在于：所述的铁氧体为锶铁氧体、钡铁氧体中的一种或两种的混合物。
5、根据权利要求1所述的一种多功能生物磁性纤维，其特征在于：所述的活性炭粉为椰壳炭、木质炭、煤质炭中的一种或多种的混合物，其粒径为0.1～2μm。
6、根据权利要求1所述的一种多功能生物磁性纤维，其特征在于：所述的偶联剂为硅烷、钛酸酯、铝酸酯、铝钛复合偶联剂中的任一种。
7、根据权利要求1所述的一种多功能生物磁性纤维，其特征在于：所述的分散剂为PE高分子蜡、PP分子蜡、EVA中的任一种。
8、根据权利要求1所述的一种多功能生物磁性纤维，其特征在于：该纤维的制造方法包含下列步骤：(1)制备多功能生物磁性功能母粒，将磁粉和活性炭粉分别进行烘干，再将载体树脂、烘干后的磁粉和活性炭粉、偶联剂、分散剂进行混合，混合的重量百分比为载体树脂3 6～67.5％，磁粉11～37％，活性炭粉4～13％，偶联剂2.5～6％，分散剂15～18％，然后将上述混合物加热，再进行高速捏合，经双螺杆挤出，冷却，切粒，制成功能母粒；(2)将上述功能母粒进行干燥，然后加入纤维级树脂切片，通过熔融挤压纺丝，再经后处理加工，即制得多功能生物磁性纤维；(3)将上述多功能生物磁性纤维置于6000～12000高斯的强磁场中进行充磁0.5～2min，即制得成品多功能生物磁性纤维。
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