專利名稱：一種磁性纖維及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功能性化學(xué)纖維及其制造方法技術(shù)，具體為一種磁性纖維及其制造方法技術(shù)。其IPC主分類號擬為Int.C17 D01F 10/00。
背景技術(shù)：
磁性纖維是一種對人體具有一定保健作用的功能纖維。對于磁性纖維國內(nèi)外也有不少專利文獻(xiàn)報道，例如，日本專利平3-130413介紹了一種采用皮芯法制造磁性纖維的方法。其皮層是聚合物，芯層是聚合物和磁粉的混合物，磁粉含量占纖維芯層料的5-70％。由于纖維的皮層采用純聚合物，因此其皮層料沒有抗菌性，該纖維同樣僅具有單一的磁性功能。中國專利CN1252460號公開了一種磁性保健纖維制造技術(shù)。它是將磁性微粒按比例與遠(yuǎn)紅外微粒及載體樹脂充分混合制成母粒，再按比例與原料樹脂混合紡絲而制得的磁性保健纖維。該纖維硬磁材料占母粒重量的10％-50％，紡絲中該母粒添加量為15％-30％。該技術(shù)雖然可以同時具有磁性和遠(yuǎn)紅外功能，但也存在著如下不足一方面由于磁粉含量較低(占纖維總重量的1.5％-15％)，纖維的磁性能不明顯，另一方面，由于遠(yuǎn)紅外微粒是通過吸收和發(fā)射遠(yuǎn)紅外線來達(dá)到對人體的保健作用，磁性粉粒則是通過一定強(qiáng)度的磁場對人體起保健作用，兩者的保健作用機(jī)理不同，將磁粉與遠(yuǎn)紅外混合使用并制成磁性遠(yuǎn)紅外保健纖維，會使它們的功能作用相互干擾，導(dǎo)致功能下降，影響其保健功能(特別是影響其磁性能)作用的發(fā)揮，實際的保健作用不明顯。
考慮到磁性纖維用于保健作用的功能纖維時，一般制成貼身衣物使用，如內(nèi)衣、內(nèi)褲、護(hù)膝、護(hù)腕等，穿著時直接接觸皮膚，而皮膚容易出汗和排泄雜質(zhì)，易于細(xì)菌的生長，因此在使用磁性纖維時，如何保持這類制品的衛(wèi)生，對人體健康尤為重要。換言之，具有抗菌功能的磁性纖維尚未見文獻(xiàn)報道。
單純的抗菌纖維國內(nèi)外也有不少相關(guān)專利文獻(xiàn)報道，例如，日本專利特開平1-148805、3-124810號都介紹了在纖維原料中添加抗菌粉料制備抗菌纖維的方法。前者在纖維原料中添加銀、金、白金金屬粉，抗菌粉料的比例為纖維重量的0.0001～1.0％.后者則含有粒徑為50μm銀沸石，占纖維材料重量的30％以下.兩者均不含有磁性粉料。中國專利CN 1272560A號公開了一種復(fù)合抗菌纖維的制備方法。它的配方主要包括采用銀源粉粒徑為30～100納米與聚乙烯混合，粉含量為混合料的3‰～10‰，把該種混合物作為纖維的皮層料，其芯層料為聚丙烯。但上述文獻(xiàn)報道的抗菌功能纖維僅具有單一抗菌作用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的磁性纖維擬解決現(xiàn)有磁性纖維或抗菌纖維技術(shù)僅具有單一功能問題，提供一種具有磁力線和抗菌復(fù)合功能的纖維及其制造技術(shù)。它可同時具有較高的抗菌性能和較強(qiáng)的磁場強(qiáng)度。
本發(fā)明解決所述磁性纖維技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計一種磁性纖維，其特征在于該磁性纖維的重量百分比配方包括成纖聚合物 30-82.8％；磁粉16-65％；抗菌劑 1-4％；改性劑 0.2-1％，所述的磁粉平均粒徑為0.5-1.5μm；所述的抗菌劑包括無機(jī)抗菌劑和有機(jī)抗菌劑；所述的無機(jī)抗菌劑的平均粒徑為0.05-0.4μm。
本發(fā)明解決所述磁性纖維制造方法的技術(shù)方案是設(shè)計一種磁性纖維制造方法，其特征在于該方法按下列工藝進(jìn)行(1)制造纖維紡絲料按所述比例的成纖聚合物、磁粉、抗菌劑和改性劑均勻混合后，在180-270℃溫度下，經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，獲得所述纖維紡絲料；(2)制造纖維將(1)步所得的纖維紡絲料，用熔融紡絲機(jī)紡制出卷繞絲；再將卷繞絲在65-95℃溫度下，拉伸2-4倍，得到成品絲；(3)纖維充磁處理將(2)步所得成品絲在磁場強(qiáng)度12000高斯下充磁，充磁時間為0.1-2分鐘，即可得到所述的磁性纖維。
本發(fā)明的磁性纖維采用了無機(jī)和有機(jī)抗菌劑并用方法，在使用過程中由于有機(jī)抗菌劑會不斷揮發(fā)和減少，而無機(jī)抗菌劑接觸細(xì)菌時也會發(fā)揮作用，因此可起到持續(xù)和較好的抗菌作用；又由于無機(jī)抗菌劑含量與磁粉含量相比很低，并且磁粉的含量和粒度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無機(jī)抗菌劑，而且無機(jī)抗菌劑只有接觸細(xì)菌時才會發(fā)揮作用，因而可以比較好地解決了兩種不同作用機(jī)理的物質(zhì)共混所造成的作用干擾問題，一方面可以提高磁性纖維的實際醫(yī)療保健作用，另一方面至少不影響抗菌劑發(fā)揮作用，從而大大提高本發(fā)明纖維的衛(wèi)生保健作用。另外本發(fā)明纖維的一般制品貼身使用，直接接觸皮膚，有利于其發(fā)揮抗菌作用。本發(fā)明纖維中的磁性粉料含量最高可達(dá)纖維總重量的65％，有利于提高磁場強(qiáng)度，進(jìn)而提高纖維的醫(yī)療保健作用。經(jīng)測定，本發(fā)明磁性纖維的抗菌率為35-90％，纖維的磁場強(qiáng)度均值為2-60高斯，即同時具有較好的抗菌作用和磁場作用。
具體實施例方式
本發(fā)明設(shè)計的一種磁性纖維，特征在于該磁性纖維具有較好的抗菌功能或作用。其重量百分比配方包括30-82.8％的成纖聚合物、16-65％的磁粉、1-4％的抗菌劑和0.2-1％的改性劑。所述的磁粉平均粒徑為0.5-1.5μm；所述的抗菌劑包括無機(jī)抗菌劑和有機(jī)抗菌劑；所述的無機(jī)抗菌劑的平均粒徑為0.05-0.4μm。平均粒經(jīng)在這一范圍內(nèi)比較理想，但超出這一范圍并非不可用所述抗菌劑中無機(jī)抗菌劑和有機(jī)抗菌劑的比例為1∶1較為理想，但這不受限定，可根據(jù)實際使用對衛(wèi)生要求來調(diào)整。
本發(fā)明磁性纖維所述的配方中使用的成纖聚合物為常規(guī)成纖聚合物如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)，聚己內(nèi)酰胺(PA-6)，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等中的一種。聚丙烯和聚乙烯的融熔指數(shù)為30-50。
本發(fā)明磁性纖維所述的磁粉為四氧化三鐵，鍶鐵氧體、鋇鐵氧體、釹鐵硼、鎳鐵硼中的一種或多種。多種磁粉混用時，比例沒有特別限定。磁粉的平均粒徑為0.5-1.5μm。本發(fā)明磁性纖維配方中所述磁粉含量為16-65％；但磁粉含量在20-60％更為理想。如纖維中的磁粉含量過小，則纖維的磁性能就很低；反之，如果纖維的磁粉含量過大，這雖然有利于纖維磁性能的增加，但會影響纖維紡絲性能，實用性不良，因此磁粉含量設(shè)計在所述的20-60％范圍內(nèi)比較合適。
本發(fā)明磁性纖維所述的無機(jī)抗菌劑是指無機(jī)抗菌粉料，具體為氧化銅、氧化亞銅、硫酸銅、氯化銀、氧化銀、硝酸銀、氧化鉛、硝酸銅、氧化鋅中的一種或多種。多種無機(jī)抗菌粉料混用時，比例沒有特別限定?？咕哿系钠骄綖?.05-0.4μm。如果抗菌粉料的平均粒徑過大，則分散性不好，作用也不均勻，同時也與磁粉平均粒徑范圍交叉，可能產(chǎn)生相互干擾；而粒徑過小，則成本大增，不利于推廣使用。
本發(fā)明的磁性纖維所述的有機(jī)抗菌是指五氯苯酚、五氯苯酚鈉、水楊酰替苯胺、三丁基氟化錫、5，6-二氯苯并噁唑啉酮、N-(三氯甲基硫代)鄰苯二甲酰亞胺、雙(三正丁基錫)氧化物、N-(氟二氯甲基硫代)鄰苯二甲酰亞胺、2，2’-二羥基-5，6’-二氯代二苯基甲烷中的一種或多種。多種有機(jī)抗菌混用時，比例沒有特別限定。
本發(fā)明磁性纖維所述的改性劑為三異硬脂?；佀岙惐?，三(十二烷基苯磺酰基)鈦酸異丙酯，三(二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯，三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯中的一種。
本發(fā)明所述的磁性纖維的制造方法是按下列工藝進(jìn)行(1)制造纖維紡絲料按所述比例的聚合物、磁粉、抗菌劑和改性劑均勻混合后，在180-270℃溫度下，經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，獲得所述纖維紡絲料；(2)制造纖維將上述(1)步所得的纖維混合料，用熔融紡絲機(jī)紡制出卷繞絲；再將卷繞絲在65-95℃溫度下，拉伸2-4倍，得到成品絲；(3)纖維充磁處理將所得成品絲在磁場強(qiáng)度12000高斯下充磁，充磁時間為0.1-2分鐘，即可得到所述的磁性纖維。
以下給出本發(fā)明的幾個具體實施例實施例1取干燥后的聚對苯二甲酸乙二醇酯32份(重量，下同)，氯化銀粉料1份，五氯苯酚鈉0.5份，N-(三氯甲基硫代)鄰苯二甲酰亞胺0.5份，鍶鐵氧體磁粉占65份，三異硬脂?；佀岙惐?份，經(jīng)充分混合后，在265℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出紡絲用混合料；將所得混合料充分烘干后，用熔融紡絲機(jī)紡制出卷繞絲；再將卷繞絲在95℃溫度下，拉伸3倍，得到成品絲；最后對成品絲進(jìn)行充磁處理，在磁場強(qiáng)度12000高斯下充磁，充磁時間為2分鐘，可得到所述的磁性纖維。經(jīng)測定，所得纖維的抗菌率是63％，纖維的磁場強(qiáng)度均值為46高斯。
實施例2取融熔指數(shù)50的聚丙烯82.8份，氧化銀粉料0.5份，五氯苯酚0.5份，鍶鐵氧體磁粉占16份，三(十二烷基苯磺?；?鈦酸異丙酯0.2份，經(jīng)充分混合后，在195℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒。制造出紡絲用混合料；將混合料充分烘干后，用熔融紡絲機(jī)紡制出卷繞絲；再將卷繞絲在65℃溫度下拉伸4倍，得到成品絲；再對成品絲進(jìn)行充磁，在磁場強(qiáng)度12000高斯下充磁，充磁時間為0.1分鐘，可得到所述的磁性纖維。經(jīng)測定，所得纖維的抗菌率是35％，纖維的磁場強(qiáng)度均值為2高斯。
實施例3取融熔指數(shù)35的聚乙烯67.9份，氧化銅粉料0.1份，氧化鋅粉料0.2份，硝酸銀粉料0.5份，水楊酰替苯胺0.8份，鋇鐵氧體磁粉占20份，釹鐵硼磁粉占10份，三(十二烷基苯磺酰基)鈦酸異丙酯0.5份，經(jīng)充分混合后，在170℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒。制造出紡絲用混合料；然后按實施例2進(jìn)行紡絲和后處理得到所述的磁性纖維。經(jīng)測定，所得纖維的抗菌率是52％，纖維的磁場強(qiáng)度均值為18高斯。
實施例4取干燥后的聚己內(nèi)酰胺56.4份，氧化亞銅粉料0.5份，氧化鋅粉料0.5份，氧化鉛粉料0.5份，三丁基氟化錫0.5份，雙(三正丁基錫)氧化物1份，鍶鐵氧體磁粉占30份，四氧化三鐵磁粉占10份，三(二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯0.6份，經(jīng)充分混合后，在250℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，制造出熔融紡絲用混合料；將混合料充分烘干后，用熔融紡絲機(jī)紡制出卷繞絲，再將卷繞絲在90℃溫度下拉伸2倍，得到成品絲；然后按實施例2對成品絲進(jìn)行充磁處理，即可得到所述的磁性纖維。經(jīng)測定，所得纖維的抗菌率是83％，纖維的磁場強(qiáng)度均值為26高斯。
實施例5取干燥后的聚對苯二甲酸丁二醇酯36.7份，氧化銀粉料0.8份，氧化銅粉料0.2份，氧化鉛粉料0.2份，5，6-二氯苯并噁唑啉酮0.6份，N-(三氯甲基硫代)鄰苯二甲酰亞胺0.6份，鎳鐵硼磁粉占60份，三異硬脂?；佀岙惐?.9份，經(jīng)充分混合后，在265℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒。制造出紡絲用混合料；然后按實施例1進(jìn)行紡絲和后處理即可得到所述的磁性纖維。經(jīng)測定，所得纖維的抗菌率是76％，纖維的磁場強(qiáng)度均值為52高斯。
實施例6
取融熔指數(shù)30的聚丙烯46份，硝酸銀粉料0.8份，氧化鋅粉料0.4份，硫酸銅粉料0.4份，五氯苯酚鈉0.8份，2，2’-二羥基-5，6’-二氯代二苯基甲烷0.8份，鋇鐵氧體磁粉占50份，三(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯0.8份，經(jīng)充分混合后，在195℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒。制造出紡絲用混合原料；然后按實施例2進(jìn)行紡絲和后處理即可得到所述的磁性纖維。經(jīng)測定，所得纖維的抗菌率是83％，纖維的磁場強(qiáng)度為35高斯。
實施例7聚己內(nèi)酰胺30份，氯化銀粉料1份，氧化鋅粉料0.5份，氧化銅粉料0.2份，氧化亞銅粉料0.3份，水楊酰替苯胺1份，N-(氟二氯甲基硫代)鄰苯二甲酰亞胺1份，5，6-二氯苯并噁唑啉酮1份，釹鐵硼磁粉占65份，三(十二烷基苯磺酰基)鈦酸異丙酯1.0份，經(jīng)充分混合后，在250℃下經(jīng)雙螺桿擠出，造粒。制造出紡絲用混合原料；然后按實施例2進(jìn)行紡絲和后處理即可得到所述的磁性纖維。經(jīng)測定，所得纖維的抗菌率是91％，纖維的磁場強(qiáng)度均值為61高斯。
權(quán)利要求
1.一種磁性纖維，其特征在于該磁性纖維的重量百分比配方為成纖聚合物 30-82.8％；磁粉 16-65％；抗菌劑 1-4％；改性劑 0.2-1％，所述的磁粉平均粒徑為0.5-1.5μm；所述的抗菌劑包括無機(jī)抗菌劑和有機(jī)抗菌劑；所述無機(jī)抗菌劑的平均粒徑為0.05-0.4μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性纖維，其特征在于該磁性纖維的重量百分比配方為成纖聚合物 35-78.8％；磁粉 20-60％；抗菌劑 1-4％；改性劑 0.2-1％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述磁性纖維，其特征在于該磁性纖維所述的無機(jī)抗菌劑和有機(jī)抗菌劑的比例為1∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述磁性纖維的制造方法，其特征在于是該制造方法按下列工藝進(jìn)行(1)制造纖維紡絲料按所述比例的聚合物、磁粉、抗菌劑和改性劑均勻混合后，在180-270℃溫度下，經(jīng)雙螺桿擠出，造粒，獲得所述纖維紡絲料；(2)制造纖維將上述(1)步所得的纖維混合料，用熔融紡絲機(jī)紡制出卷繞絲；再將卷繞絲在65-95℃溫度下，拉伸2-4倍，得到成品絲，還可以用熔融高速紡絲機(jī)紡制預(yù)取向絲，然后假捻成為假捻絲。(3)纖維充磁處理將所得成品絲在磁場強(qiáng)度12000高斯下充磁，充磁時間為0.1-2分鐘，即可得到所述的磁性纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁性纖維及其制造方法。其纖維特征在于在混合料中包括30－82.8％聚合物、16－65％磁粉、1－4％抗菌劑和0.2－1％改性劑；所述磁粉平均粒徑為0.5－1.5μm；抗菌劑包括無機(jī)抗菌劑和有機(jī)抗菌劑；無機(jī)抗菌劑的平均粒徑為0.05－0.4μm。其纖維制造方法特征是1.制造紡絲料按所述配方均勻混合后，在180－270℃溫度下經(jīng)雙螺桿擠出、造粒制得；2.制造纖維將所得混合料，紡制出卷繞絲；再將其于65－95℃溫度下拉伸2－4倍制得；3.充磁處理將皮芯復(fù)合絲在磁場強(qiáng)度12000高斯下充磁0.1－2分鐘，即得所述磁性纖維。本發(fā)明纖維具有較好的磁保健和抗菌性能。
文檔編號D06M10/00GK1526873SQ03144309
公開日2004年9月8日 申請日期2003年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月23日
發(fā)明者魯 齊, 齊魯, 葉建忠, 鄒建柱 申請人:天津工業(yè)大學(xué)