一种功能性锦纶6合金锗远红外纤维的生产方法与流程

本发明涉及一种功能性锦纶6合金锗远红外纤维的生产方法，属于化纤领域。

背景技术：

锗（ge）是一种金属元素，1886年由德国化学家温克勒尔从矿物质中分离出来。和硒、锌等一样，锗是人体必需的微量元素。近十几年来，有机锗化合物的生物活性引起了各国学者的极大兴趣。通过对不同类型肿瘤进行临床试验，结果表明有机锗化合物具有较好的疗效，可免疫调节活性，增强机体的免疫功能，未见毒副作用。有机锗化合物具有广泛的有益生物学效应，能刺激造血系统功能，能明显增强抗氧化系统功能，有效地清除组织和血液中的自由基，具有明显抗衰老，保持青春的功效。

利用合金锗具有活性和微辐射的功能，在锦纶长丝生产过程中添加一定比例的合金锗成份，从而使纤维具有了以下功能（1）微辐射远红外发热保暖保健功能，促进新陈代谢，调整体质；（2）超强吸附功能，除臭除菌；（3）常温32℃，可自然释放负离子；（4）快速传热凉爽舒适；（5）抗静电。

现有技术存在如下技术问题：1、锗石的密度是5.35g/cm³,硬度6-6.5，属于硬度比较高的金属材料，整个加工研磨过程比较困难，尤其是加工到纳米级微粉是典型的技术问题。2、合金锗母粒在纺丝流体制备过程中极易造出现团聚和分散不好的现象。

现有技术中，面对上述技术问题时，解决方法如下：1、锗石粉直接研磨，再用滤网筛选出合格的合金锗粉，效率低，成本高。2、通常母粒制备流程釆用破碎、润湿、挤压、铸带、造粒，仅靠挤压机根部销钉进行混合，造成均匀度差，容易团聚，影响纺丝效果，效果都不佳。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种功能性锦纶6合金锗远红外纤维的生产方法，使合金锗的功效能够在纤维中发挥。

本发明作出了如下技术创新：在锗石研磨过程中，采用了两步法。先将锗石初研磨到微米级，再进行高温烧结灰化杂质和表面改质，最后将微米级合金锗研磨到纳米级微粉。锗石经过1500℃高温烧结之后，硬度有所改善，这样既减轻研磨的困难又提高了锗粉的纯度。

本发明的技术方案如下：

本发明的功能性锦纶6合金锗远红外纤维的生产方法，所述的原料按照重量百分比包括以下两种成分：

功能性合金锗母粒4-7%

锦纶6切片93-96%

所述的功能性锦纶6合金锗远红外纤维的生产方法包括如下步骤：

1）制备功能性合金锗母粒：将锗石研磨成微米级微粉，约4-5um，然后进行1500℃烧结来灰化杂质和表面改质，灰化后的锗石再经过二次研磨成纳米级微粉（约50-80nm），将纳米锗粉和锦纶6切片按1:4的重量比，共混制备功能性合金锗母粒；母粒在制备过程中要严防纳米锗粉团聚，避免在纺丝过程中分散不好，造成纺丝不正常，影响生产。

2）制备功能性锦纶6合金锗远红外纤维，通过熔体纺丝法进行纺丝，主要包括以下步骤:

a干燥：将功能性合金锗母粒设定105℃烘干干燥12小时，密封冷却，含水率≤400ppm。

b制备纺丝流体：按照每吨成品添加4-7%w/w的比例添加（优选5%w/w），利用母粒输出注色泵精确地添加功能性合金锗母粒，与锦纶切片混合熔融；

c纺丝：将熔融的成纤高聚熔体从喷丝头的喷丝孔中压出，采用侧吹风或环吹风冷却凝固成丝，在生产过程中，保持稳定的温度、湿度和压力，纺丝过程中的温度为260～262℃；纺丝喷丝头压力控制在160mpa-180mpa之间，过滤网采用20um无纺布过滤杂质，组件周期15天。

d卷绕：将制成的纤维依次进行上油冷却抗静电处理、预网络、拉伸加热定型、预网络、卷绕、平衡、检验、包装和计量入库工序，最终得到锦纶6合金锗远红外纤维。优选地，

优选地，

所述的原料按照重量百分比包括以下两种成分：

功能性合金锗母粒5%

锦纶6切片95%。

将0.5微米的功能性合金锗母粒与50纳米的功能性合金锗母粒分别在电镜下观察，结果如图1和图2所示，可以看出，本发明的50纳米的功能性合金锗母粒分散效果优于0.5微米的功能性合金锗母粒。

本发明的方法突破性的将锗石研磨成微米级微粉（约4-5um），然后进行1500℃烧结来灰化杂质和表面改质，灰化后的锗石再经过二次研磨成纳米大小（约50-80nm），和锦纶6切片共混制备锦纶6功能性母粒。最后采用锦纶6高速纺纺丝设备制备功能性纤维的生产方法。通过上述改进锗石的纳米研磨方法，解决熔体制备中合金锗母粒分散团聚问题，能够满足生产和客户使用的需要。

本发明的功能性锦纶6合金锗远红外纤维的生产方法织造出的功能性织物，由于混合了合金锗材料，而具有以下技术效果：（1）微辐射远红外发热保暖保健功能，促进新陈代谢，调整体质；（2）超强吸附功能，除臭除菌；（3）常温32℃，可自然释放负离子；（4）快速传热凉爽舒适；（5）抗静电。

附图说明

图1是0.5微米的功能性合金锗母粒的电镜照片。

图2是本发明的50纳米的功能性合金锗母粒的电镜照片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。

实施例1

本实施例中，功能性锦纶6合金锗远红外纤维的原料组成及生产方法步骤如下：

1、原料及重量：

功能性合金锗母粒50kg

锦纶切片950kg

2、方法：

1）制备功能性合金锗母粒：将锗石研磨成微米级微粉，约4-5um，然后进行1500℃烧结来灰化杂质和表面改质，灰化后的锗石再经过二次研磨成纳米级微粉（约50-80nm），将纳米锗粉和锦纶6切片按1:4的重量比，共混制备功能性合金锗母粒；母粒在制备过程中要严防纳米锗粉团聚，避免在纺丝过程中分散不好，造成纺丝不正常，影响生产。

2）制备功能性锦纶6合金锗远红外纤维，通过熔体纺丝法进行纺丝，主要包括以下步骤:

通过熔体纺丝法进行纺丝，主要包括以下步骤:

a干燥：将功能性合金锗母粒设定105℃烘干干燥12小时，密封冷却，含水率≤400ppm；

b制备纺丝流体：按照锦纶切片总量的5%添加，利用母粒输出注释泵精确地添加功能性合金锗母粒，与锦纶6切片混合熔融；

c纺丝：将熔融的成纤高聚熔体从喷丝头的喷丝孔中压出，采用侧吹风冷却凝固成丝，在生产过程中，保持稳定的温度、湿度和压力，纺丝过程中的温度为260℃；纺丝喷丝头压力控制在160mpa，过滤网采用20um无纺布过滤杂质，组件周期15天。

d卷绕：将制成的纤维依次进行上油冷却抗静电处理、预网络、拉伸加热定型、预网络、卷绕、平衡、检验、包装和计量入库工序，最终得到功能性锦纶6合金锗远红外纤维。

实施例2

本实施例中，功能性锦纶6合金锗远红外纤维的原料组成及生产方法步骤如下：

1、原料及重量：

功能性合金锗母粒40kg

锦纶切片960kg

2、方法：

1）制备功能性合金锗母粒：将锗石研磨成微米级微粉，约4-5um，然后进行1500℃烧结来灰化杂质和表面改质，灰化后的锗石再经过二次研磨成纳米级微粉（约50-80nm），将纳米锗粉和锦纶6切片按1:4的重量比，共混制备功能性合金锗母粒；母粒在制备过程中要严防纳米锗粉团聚，避免在纺丝过程中分散不好，造成纺丝不正常，影响生产。

2）制备功能性锦纶6合金锗远红外纤维，通过熔体纺丝法进行纺丝，主要包括以下步骤:

通过熔体纺丝法进行纺丝，主要包括以下步骤:

a干燥：将功能性合金锗母粒设定105℃烘干干燥12小时，密封冷却，含水率≤400ppm；

b制备纺丝流体：按照锦纶切片总量的4%添加，利用母粒输出注释泵精确地添加功能性合金锗母粒，与锦纶6切片混合熔融；

c纺丝：将熔融的成纤高聚熔体从喷丝头的喷丝孔中压出，采用环吹风冷却凝固成丝，在生产过程中，保持稳定的温度、湿度和压力，纺丝过程中的温度为262℃；纺丝喷丝头压力控制在180mpa，过滤网采用20um无纺布过滤杂质，组件周期15天。

d卷绕：将制成的纤维依次进行上油冷却抗静电处理、预网络、拉伸加热定型、预网络、卷绕、平衡、检验、包装和计量入库工序，最终得到功能性锦纶6合金锗远红外纤维。

实施例3

本实施例中，功能性锦纶6合金锗远红外纤维的原料组成及生产方法步骤如下：

1、原料及重量：

功能性合金锗母粒70kg

锦纶切片930kg

2、方法：

1）制备功能性合金锗母粒：将锗石研磨成微米级微粉，约4-5um，然后进行1500℃烧结来灰化杂质和表面改质，灰化后的锗石再经过二次研磨成纳米级微粉（约50-80nm），将纳米锗粉和锦纶6切片按1:4的重量比，共混制备功能性合金锗母粒；母粒在制备过程中要严防纳米锗粉团聚，避免在纺丝过程中分散不好，造成纺丝不正常，影响生产。

2）制备功能性锦纶6合金锗远红外纤维，通过熔体纺丝法进行纺丝，主要包括以下步骤:

通过熔体纺丝法进行纺丝，主要包括以下步骤:

a干燥：将功能性合金锗母粒设定105℃烘干干燥12小时，密封冷却，含水率≤400ppm；

b制备纺丝流体：按照锦纶切片总量的7%添加，利用母粒输出注释泵精确地添加功能性合金锗母粒，与锦纶6切片混合熔融；

c纺丝：将熔融的成纤高聚熔体从喷丝头的喷丝孔中压出，采用侧吹风冷却凝固成丝，在生产过程中，保持稳定的温度、湿度和压力，纺丝过程中的温度为261℃；纺丝喷丝头压力控制在170mpa，过滤网采用20um无纺布过滤杂质，组件周期15天。

d卷绕：将制成的纤维依次进行上油冷却抗静电处理、预网络、拉伸加热定型、预网络、卷绕、平衡、检验、包装和计量入库工序，最终得到功能性锦纶6合金锗远红外纤维。