一种磁性纤维及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种磁性纤维及其制造方法。该磁性纤维具有皮芯结构，皮、芯体积比为３∶７－７∶３，其特征在于该纤维皮层料的重量百分比组成为：皮层聚合物５７－８９．７％、磁粉１０－４０％、增容剂０．３－３％；纤维芯层料的重量百分比组成为：芯层聚合物８０－９７．５％、金属粉２－１５％、偶联剂０．５－５％。该磁性纤维的制造方法采用本发明专利技术所述的磁性纤维重量百分比组成和下述工艺：１．制造磁性纤维皮层料：２．制造磁性纤维芯层料：３．制造皮芯复合磁性纤维：将上述１、２步所得的皮层料和芯层料，按３∶７－７∶３的纤维皮、芯体积比，纺丝制成纤维长丝或短丝；４．纤维充磁处理：将第３步所得的纤维长丝或短丝在磁场强度１１０００高斯下充磁０．０５－２分钟即得。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功能性化学纤维技术，具体为。
技术介绍
磁性纤维是一种具有一定磁性能的功能纤维。对于磁性纤维国内外已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。其纤维皮层是聚合物，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%。中国专利文献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%。该纤维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，纤维的磁性能不明显；另一方面，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，由于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，尤其影响其磁性能作用的发挥。中国专利文献CN1388275A 号公开了一种远红外磁性纤维制造技术。该纤维的皮层具有远红粉，芯层含 有磁粉。由于皮层中的远红外粉不具有磁功能，因此该纤维的磁性能同样受 到影响。值得注意的是，上述的磁性纤维都不具有屏蔽电磁波的功能。随着电子 科技发展，使用电磁波和微波的器具越来越多。有关电磁波、微波等对人体 的危害日益引起人们的关注。但在申请人检索的范围内，有关同时具有磁性 功能和吸收屏蔽电磁波功能(包括吸收屏蔽微波功能)的磁性纤维的文献尚 未见公开报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种磁性纤维 及其制造方法。该纤维具有良好的磁性能，并具有一定屏蔽电磁波的功能， 可耐水洗，具有功能持久性，同时手感好，适于纺织和服用。该纤维制造方 法采用皮芯复合纺丝技术，可使纤维的两种功能互补并得到加强，同时工艺 简单，适于工业化实施推广。 .本专利技术解决所述纤维技术问题的技术方案是设计一种磁性纤维，具有皮芯结构，皮、芯体积比为3:7—7: 3，其特征在于该纤维皮层料的重量百分比组成为皮层聚合物57—89.7%、磁粉10—40%、增容剂0. 3—3%; 所述的磁粉为三氧化二铁、四氧化三铁、锶铁氧体、钡铁氧体、钕铁硼、镍 铁硼、衫铁氮和钕铁氮的一种或一种以上任意比例的混合物，磁粉的平均粒 径为0.2-1.5um;所述的增容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(二辛磷酰氧基)钛酸异丙酯、三(二辛基焦 磷酰氧基)钛酸异丙酯、硬脂酸、硬脂酸锌和聚乙烯蜡中的一种或任意比例 的两种；该纤维芯层料的重量百分比组成为芯层聚合物80—97.5%、金属 粉2 — 15%、偶联剂0.5—5%;所述的金属粉为铁粉、镍粉和钴粉中的一 种，或任意比例混合的两种，金属粉的平均粒径为20-200nm;所述偶联剂 为Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、Y—甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅 烷，N-3-(氨基乙基)-Y氨基丙基三甲氧基硅烷和Y-氨基丙基三乙氧基 硅烷中的任意一种。本专利技术解决所述制造方法技术问题的技术方案是设计一种磁性纤维制造方法，其特征在于该制造方法采用本专利技术所述的磁性纤维重量百分比组成和下述工艺l.制造磁性纤维皮层料按所述皮层料重量百分比组成，把所述皮层聚合物、磁粉和增容剂均匀混合后，在180-29(TC温度下，经双螺杆机挤出，造粒，获得磁性纤维皮层料；2. 制造磁性纤维芯层料按所述芯层料重量百分比组成，把所述芯层聚合物、金属粉、偶联剂均匀混合后，在170-27(TC温度下，经双螺杆机挤 出，造粒，获得磁性纤维芯层料；3. 制造皮芯复合磁性纤维将上述l、 2步所得的皮层料和芯层料，按 3:7—7:3的纤维皮、芯体积比，用皮芯复合纺丝机纺出巻绕丝，经拉伸 后，制成纤维长丝或短丝；4. 纤维充磁处理将第3步所得的纤维长丝或短丝在磁场强度11000 高斯下，充磁0.05-2分钟，即得到所述的磁性纤维。与现有技术相比，本专利技术磁性纤维既具有良好的磁性能，又具有一定屏 蔽电磁波的功能。本专利技术设计的磁性纤维皮层是具有磁粉的聚合物，充磁 后，舎具有永久的磁场；而磁性纤维的芯层料中含有纳米金属粉，充磁时， 芯层料中的金属粉也会得到充磁。充磁后，由于磁性纤维的皮层具有永久的 磁性，纤维的芯层金属粉保留部分磁性，使纤维的磁性得到加强；由于纤维 皮层中的磁粉也是吸波材料，纤维芯层料中的纳米金属粉具有良好的导电性 和导磁性，因此纤维又具有屏蔽电磁波和微波的功能，实现本专利技术的主要目 的。另外，由于是各种粉体与聚合物熔融混合后纺制的纤维，且粉体粒径主 要采用纳米级的，因此，与涂层织物及采用微米级粉体共混纺制的纤维相 比，具有耐水洗和手感好的特点，更适于纺织和服用。本专利技术磁性纤维制造 方法是将两种不同功能的混合料纺制成具有皮芯结构的纤维，使制造的纤维 具有磁性和屏蔽电磁波的双重功能，实现两种功能既独立、互不干扰，又互 补的特点，而所采用的复合纺丝技术，容易工业化生产，制造成本比较低。具体实施例方式下面结合实施例进一步叙述本专利技术本专利技术设计的磁性纤维(简称纤维)，具有皮芯结构，皮、芯体积比为3:7—7:3，其特征在于该纤维皮层料的重量百分比组成为皮层聚合物57—89.7%、磁粉10—40%、增容剂0. 3—3%;该纤维芯层料的重量百分比组 成为芯层聚合物80—97. 5%、金属粉2_15%、偶联剂0.5—5%。6本专利技术纤维所述的皮层聚合物和芯层聚合物均为常规的成纤聚合物，包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚己内酰胺(PA-6)、聚对苯二甲酸乙二 醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等中的任何一种。所述聚丙烯和 聚乙烯的融熔指数为30-50。所述皮层聚合物和芯层聚合物可以使用相同的 上述成纤聚合物，也可以使用不同的上述成纤聚合物。本专利技术纤维所述皮层料中的磁粉为三氧化二铁、四氧化三铁、锶铁氧 体、钡铁氧体、钕铁硼、镍铁硼、衫铁氮和钕铁氮的一种或一种以上任意比 例的混合物，磁粉的平均粒径为0. 2-1. 5 u m。本专利技术纤维所述皮层料中的增容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(二辛磷酰氧基)钛酸异丙酯、三(二辛 基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯、硬脂酸、硬脂酸锌和聚乙烯蜡中的一种，或者 任意比例混合的两种。本专利技术纤维所述芯层料中的金属粉为铁粉、镍粉和钴粉的一种，或者任 意比例混合的两种；金属粉的平均粒径为20-200nm。本专利技术纤维所述芯层料中的偶联剂为Y-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅 烷、Y—甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，N-e-(氨基乙基)-Y氨基丙基三 甲氧基硅垸和Y-氨基丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。本专利技术同时设计了磁性纤维的制造方法，该制造方法采用本专利技术所述磁 性纤维重量百分比组成和下述工艺1. 制造磁性纤维皮层料按所述皮层料重量百分比组成，把所述皮层 聚合物、磁粉和增容剂均匀混合后，在180-29(TC温度下，经双螺杆机挤 出，造粒，获得所述磁性纤维皮层料；2. 制造磁性纤维芯层料按所述芯层料重量百分比组成，把所述芯层聚合物、金属粉、偶联剂均匀混合后，在170-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性纤维，具有皮芯结构，皮、芯体积比为３∶７－７∶３，其特征在于该纤维皮层料的重量百分比组成为：皮层聚合物５７－８９．７％、磁粉１０－４０％、增容剂０．３－３％；所述的磁粉为三氧化二铁、四氧化三铁、锶铁氧体、钡铁氧体、钕铁硼、镍铁硼、钐铁氮和钕铁氮的一种或一种以上任意比例的混合物，磁粉的平均粒径为０．２－１．５μｍ；所述的增容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（二辛磷酰氧基）钛酸异丙酯、三（二辛基焦磷酰氧基）钛酸异丙酯、硬脂酸、硬脂酸锌和聚乙烯蜡中的一种或任意比例的两种；该纤维芯层料的重量百分比组成为：芯层聚合物８０－９７．５％、金属粉２－１５％、偶联剂０．５－５％；所述的金属粉为铁粉、镍粉和钴粉中的一种，或任意比例混合的两种，金属粉的平均粒径为２０－２００ｎｍ；所述的偶联剂为γ－缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ一甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，Ｎ－β－（氨基乙基）－γ氨基丙基三甲氧基硅烷和γ－氨基丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐鲁，叶建忠，邹建柱，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：12[]