CN1526873A - 一种磁性纤维及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁性纤维及其制造方法。其纤维特征在于在混合料中包括30－82.8％聚合物、16－65％磁粉、1－4％抗菌剂和0.2－1％改性剂；所述磁粉平均粒径为0.5－1.5μm；抗菌剂包括无机抗菌剂和有机抗菌剂；无机抗菌剂的平均粒径为0.05－0.4μm。其纤维制造方法特征是：1.制造纺丝料：按所述配方均匀混合后，在180－270℃温度下经双螺杆挤出、造粒制得；2.制造纤维：将所得混合料，纺制出卷绕丝；再将其于65－95℃温度下拉伸2－4倍制得；3.充磁处理：将皮芯复合丝在磁场强度12000高斯下充磁0.1－2分钟，即得所述磁性纤维。本发明纤维具有较好的磁保健和抗菌性能。

Description

一种磁性纤维及其制造方法

技术领域

本发明涉及功能性化学纤维及其制造方法技术，具体为一种磁性纤维及其制造方法技术。其IPC主分类号拟为Int.C17 D01F 10/00。

背景技术

磁性纤维是一种对人体具有一定保健作用的功能纤维。对于磁性纤维国内外也有不少专利文献报道，例如，日本专利平3-130413介绍了一种采用皮芯法制造磁性纤维的方法。其皮层是聚合物，芯层是聚合物和磁粉的混合物，磁粉含量占纤维芯层料的5-70％。由于纤维的皮层采用纯聚合物，因此其皮层料没有抗菌性，该纤维同样仅具有单一的磁性功能。中国专利CN1252460号公开了一种磁性保健纤维制造技术。它是将磁性微粒按比例与远红外微粒及载体树脂充分混合制成母粒，再按比例与原料树脂混合纺丝而制得的磁性保健纤维。该纤维硬磁材料占母粒重量的10％-50％，纺丝中该母粒添加量为15％-30％。该技术虽然可以同时具有磁性和远红外功能，但也存在着如下不足：一方面由于磁粉含量较低(占纤维总重量的1.5％-15％)，纤维的磁性能不明显，另一方面，由于远红外微粒是通过吸收和发射远红外线来达到对人体的保健作用，磁性粉粒则是通过一定强度的磁场对人体起保健作用，两者的保健作用机理不同，将磁粉与远红外混合使用并制成磁性远红外保健纤维，会使它们的功能作用相互干扰，导致功能下降，影响其保健功能(特别是影响其磁性能)作用的发挥，实际的保健作用不明显。

考虑到磁性纤维用于保健作用的功能纤维时，一般制成贴身衣物使用，如内衣、内裤、护膝、护腕等，穿着时直接接触皮肤，而皮肤容易出汗和排泄杂质，易于细菌的生长，因此在使用磁性纤维时，如何保持这类制品的卫生，对人体健康尤为重要。换言之，具有抗菌功能的磁性纤维尚未见文献报道。

单纯的抗菌纤维国内外也有不少相关专利文献报道，例如，日本专利特开平1-148805、3-124810号都介绍了在纤维原料中添加抗菌粉料制备抗菌纤维的方法。前者在纤维原料中添加银、金、白金金属粉，抗菌粉料的比例为纤维重量的0.0001～1.0％.后者则含有粒径为50μm银沸石，占纤维材料重量的30％以下.两者均不含有磁性粉料。中国专利CN 1272560A号公开了一种复合抗菌纤维的制备方法。它的配方主要包括采用银源粉粒径为30～100纳米与聚乙烯混合，粉含量为混合料的3‰～10‰，把该种混合物作为纤维的皮层料，其芯层料为聚丙烯。但上述文献报道的抗菌功能纤维仅具有单一抗菌作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的磁性纤维拟解决现有磁性纤维或抗菌纤维技术仅具有单一功能问题，提供一种具有磁力线和抗菌复合功能的纤维及其制造技术。它可同时具有较高的抗菌性能和较强的磁场强度。

本发明解决所述磁性纤维技术问题的技术方案是：设计一种磁性纤维，其特征在于该磁性纤维的重量百分比配方包括：

    成纤聚合物          30-82.8％；

    磁粉                16-65％；

    抗菌剂              1-4％；

    改性剂              0.2-1％，

所述的磁粉平均粒径为0.5-1.5μm；所述的抗菌剂包括无机抗菌剂和有机抗菌剂；所述的无机抗菌剂的平均粒径为0.05-0.4μm。

本发明解决所述磁性纤维制造方法的技术方案是：设计一种磁性纤维制造方法，其特征在于该方法按下列工艺进行：

(1)制造纤维纺丝料：按所述比例的成纤聚合物、磁粉、抗菌剂和改性剂均匀混合后，在180-270℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述纤维纺丝料；

(2)制造纤维：将(1)步所得的纤维纺丝料，用熔融纺丝机纺制出卷绕丝；再将卷绕丝在65-95℃温度下，拉伸2-4倍，得到成品丝；

(3)纤维充磁处理：将(2)步所得成品丝在磁场强度12000高斯下充磁，充磁时间为0.1-2分钟，即可得到所述的磁性纤维。

本发明的磁性纤维采用了无机和有机抗菌剂并用方法，在使用过程中由于有机抗菌剂会不断挥发和减少，而无机抗菌剂接触细菌时也会发挥作用，因此可起到持续和较好的抗菌作用；又由于无机抗菌剂含量与磁粉含量相比很低，并且磁粉的含量和粒度都远远大于无机抗菌剂，而且无机抗菌剂只有接触细菌时才会发挥作用，因而可以比较好地解决了两种不同作用机理的物质共混所造成的作用干扰问题，一方面可以提高磁性纤维的实际医疗保健作用，另一方面至少不影响抗菌剂发挥作用，从而大大提高本发明纤维的卫生保健作用。另外本发明纤维的一般制品贴身使用，直接接触皮肤，有利于其发挥抗菌作用。本发明纤维中的磁性粉料含量最高可达纤维总重量的65％，有利于提高磁场强度，进而提高纤维的医疗保健作用。经测定，本发明磁性纤维的抗菌率为35-90％，纤维的磁场强度均值为2-60高斯，即同时具有较好的抗菌作用和磁场作用。

具体实施方式

本发明设计的一种磁性纤维，特征在于该磁性纤维具有较好的抗菌功能或作用。其重量百分比配方包括：30-82.8％的成纤聚合物、16-65％的磁粉、1-4％的抗菌剂和0.2-1％的改性剂。所述的磁粉平均粒径为0.5-1.5μm；所述的抗菌剂包括无机抗菌剂和有机抗菌剂；所述的无机抗菌剂的平均粒径为0.05-0.4μm。平均粒经在这一范围内比较理想，但超出这一范围并非不可用所述抗菌剂中无机抗菌剂和有机抗菌剂的比例为1∶1较为理想，但这不受限定，可根据实际使用对卫生要求来调整。

本发明磁性纤维所述的配方中使用的成纤聚合物为常规成纤聚合物：如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)，聚己内酰胺(PA-6)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等中的一种。聚丙烯和聚乙烯的融熔指数为30-50。

本发明磁性纤维所述的磁粉为四氧化三铁，锶铁氧体、钡铁氧体、钕铁硼、镍铁硼中的一种或多种。多种磁粉混用时，比例没有特别限定。磁粉的平均粒径为0.5-1.5μm。本发明磁性纤维配方中所述磁粉含量为16-65％；但磁粉含量在20-60％更为理想。如纤维中的磁粉含量过小，则纤维的磁性能就很低；反之，如果纤维的磁粉含量过大，这虽然有利于纤维磁性能的增加，但会影响纤维纺丝性能，实用性不良，因此磁粉含量设计在所述的20-60％范围内比较合适。

本发明磁性纤维所述的无机抗菌剂是指无机抗菌粉料，具体为氧化铜、氧化亚铜、硫酸铜、氯化银、氧化银、硝酸银、氧化铅、硝酸铜、氧化锌中的一种或多种。多种无机抗菌粉料混用时，比例没有特别限定。抗菌粉料的平均粒径为0.05-0.4μm。如果抗菌粉料的平均粒径过大，则分散性不好，作用也不均匀，同时也与磁粉平均粒径范围交叉，可能产生相互干扰；而粒径过小，则成本大增，不利于推广使用。

本发明的磁性纤维所述的有机抗菌是指五氯苯酚、五氯苯酚钠、水杨酰替苯胺、三丁基氟化锡、5，6-二氯苯并噁唑啉酮、N-(三氯甲基硫代)邻苯二甲酰亚胺、双(三正丁基锡)氧化物、N-(氟二氯甲基硫代)邻苯二甲酰亚胺、2，2’-二羟基-5，6’-二氯代二苯基甲烷中的一种或多种。多种有机抗菌混用时，比例没有特别限定。

本发明磁性纤维所述的改性剂为三异硬脂酰基钛酸异丙酯，三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯，三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯，三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯中的一种。

本发明所述的磁性纤维的制造方法是按下列工艺进行：

(1)制造纤维纺丝料：按所述比例的聚合物、磁粉、抗菌剂和改性剂均匀混合后，在180-270℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述纤维纺丝料；

(2)制造纤维：将上述(1)步所得的纤维混合料，用熔融纺丝机纺制出卷绕丝；再将卷绕丝在65-95℃温度下，拉伸2-4倍，得到成品丝；

(3)纤维充磁处理：将所得成品丝在磁场强度12000高斯下充磁，充磁时间为0.1-2分钟，即可得到所述的磁性纤维。

以下给出本发明的几个具体实施例：

实施例1：

取干燥后的聚对苯二甲酸乙二醇酯32份(重量，下同)，氯化银粉料1份，五氯苯酚钠0.5份，N-(三氯甲基硫代)邻苯二甲酰亚胺0.5份，锶铁氧体磁粉占65份，三异硬脂酰基钛酸异丙酯1份，经充分混合后，在265℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出纺丝用混合料；将所得混合料充分烘干后，用熔融纺丝机纺制出卷绕丝；再将卷绕丝在95℃温度下，拉伸3倍，得到成品丝；最后对成品丝进行充磁处理，在磁场强度12000高斯下充磁，充磁时间为2分钟，可得到所述的磁性纤维。经测定，所得纤维的抗菌率是63％，纤维的磁场强度均值为46高斯。

实施例2：

取融熔指数50的聚丙烯82.8份，氧化银粉料0.5份，五氯苯酚0.5份，锶铁氧体磁粉占16份，三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯0.2份，经充分混合后，在195℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纺丝用混合料；将混合料充分烘干后，用熔融纺丝机纺制出卷绕丝；再将卷绕丝在65℃温度下拉伸4倍，得到成品丝；再对成品丝进行充磁，在磁场强度12000高斯下充磁，充磁时间为0.1分钟，可得到所述的磁性纤维。经测定，所得纤维的抗菌率是35％，纤维的磁场强度均值为2高斯。

实施例3：

取融熔指数35的聚乙烯67.9份，氧化铜粉料0.1份，氧化锌粉料0.2份，硝酸银粉料0.5份，水杨酰替苯胺0.8份，钡铁氧体磁粉占20份，钕铁硼磁粉占10份，三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯0.5份，经充分混合后，在170℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纺丝用混合料；然后按实施例2进行纺丝和后处理得到所述的磁性纤维。经测定，所得纤维的抗菌率是52％，纤维的磁场强度均值为18高斯。

实施例4：

取干燥后的聚己内酰胺56.4份，氧化亚铜粉料0.5份，氧化锌粉料0.5份，氧化铅粉料0.5份，三丁基氟化锡0.5份，双(三正丁基锡)氧化物1份，锶铁氧体磁粉占30份，四氧化三铁磁粉占10份，三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯0.6份，经充分混合后，在250℃下经双螺杆挤出，造粒，制造出熔融纺丝用混合料；将混合料充分烘干后，用熔融纺丝机纺制出卷绕丝，再将卷绕丝在90℃温度下拉伸2倍，得到成品丝；然后按实施例2对成品丝进行充磁处理，即可得到所述的磁性纤维。经测定，所得纤维的抗菌率是83％，纤维的磁场强度均值为26高斯。

实施例5：

取干燥后的聚对苯二甲酸丁二醇酯36.7份，氧化银粉料0.8份，氧化铜粉料0.2份，氧化铅粉料0.2份，5，6-二氯苯并噁唑啉酮0.6份，N-(三氯甲基硫代)邻苯二甲酰亚胺0.6份，镍铁硼磁粉占60份，三异硬脂酰基钛酸异丙酯0.9份，经充分混合后，在265℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纺丝用混合料；然后按实施例1进行纺丝和后处理即可得到所述的磁性纤维。经测定，所得纤维的抗菌率是76％，纤维的磁场强度均值为52高斯。

实施例6：

取融熔指数30的聚丙烯46份，硝酸银粉料0.8份，氧化锌粉料0.4份，硫酸铜粉料0.4份，五氯苯酚钠0.8份，2，2’-二羟基-5，6’-二氯代二苯基甲烷0.8份，钡铁氧体磁粉占50份，三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯0.8份，经充分混合后，在195℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纺丝用混合原料；然后按实施例2进行纺丝和后处理即可得到所述的磁性纤维。经测定，所得纤维的抗菌率是83％，纤维的磁场强度为35高斯。

实施例7：

聚己内酰胺30份，氯化银粉料1份，氧化锌粉料0.5份，氧化铜粉料0.2份，氧化亚铜粉料0.3份，水杨酰替苯胺1份，N-(氟二氯甲基硫代)邻苯二甲酰亚胺1份，5，6-二氯苯并噁唑啉酮1份，钕铁硼磁粉占65份，三(十二烷基苯磺酰基)钛酸异丙酯1.0份，经充分混合后，在250℃下经双螺杆挤出，造粒。制造出纺丝用混合原料；然后按实施例2进行纺丝和后处理即可得到所述的磁性纤维。经测定，所得纤维的抗菌率是91％，纤维的磁场强度均值为61高斯。

Claims (4)

1.一种磁性纤维，其特征在于该磁性纤维的重量百分比配方为：

成纤聚合物               30-82.8％；

磁粉                     16-65％；

抗菌剂                   1-4％；

改性剂                   0.2-1％，

所述的磁粉平均粒径为0.5-1.5μm；所述的抗菌剂包括无机抗菌剂和有机抗菌剂；所述无机抗菌剂的平均粒径为0.05-0.4μm。

2.根据权利要求1所述的磁性纤维，其特征在于该磁性纤维的重量百分比配方为：

成纤聚合物               35-78.8％；

磁粉                     20-60％；

抗菌剂                   1-4％；

改性剂                   0.2-1％。

3.根据权利要求1或2所述磁性纤维，其特征在于该磁性纤维所述的无机抗菌剂和有机抗菌剂的比例为1∶1。

4.根据权利要求1-3所述磁性纤维的制造方法，其特征在于是该制造方法按下列工艺进行：

(1)制造纤维纺丝料：按所述比例的聚合物、磁粉、抗菌剂和改性剂均匀混合后，在180-270℃温度下，经双螺杆挤出，造粒，获得所述纤维纺丝料；

(2)制造纤维：将上述(1)步所得的纤维混合料，用熔融纺丝机纺制出卷绕丝；再将卷绕丝在65-95℃温度下，拉伸2-4倍，得到成品丝，还可以用熔融高速纺丝机纺制预取向丝，然后假捻成为假捻丝。

(3)纤维充磁处理：将所得成品丝在磁场强度12000高斯下充磁，充磁时间为0.1-2分钟，即可得到所述的磁性纤维。