弹性导电纱线及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种弹性导电纱线的制备方法，包括如下步骤：S1，采用环锭纺制备导电包芯纱；在环锭纺细纱机上，将预定量的纤维粗纱从喇叭口喂入，经过牵伸装置牵伸后得到纤维须条，纤维须条被牵伸装置的前下罗拉和前上皮辊组成的第一前罗拉口按压；同时，导电纤维长丝经过第一张力盘、第一导丝辊后，从第一前罗拉口喂入，加捻包缠形成导电包芯纱；S2，采用环锭纺制备弹性导电纱；将弹性纤维长丝与步骤S1得到的导电包芯纱分别对应经过张力盘与导丝辊后，同时从第二前罗拉口喂入，加捻包缠，得到弹性导电纱线。该制备方法易于实现规模化生产，制备的弹性导电纱线具有同时满足柔性、可拉伸性，且保证产生形变时电阻不变的优良性能，应用范围广。

Elastic conductive yarn and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
弹性导电纱线及其制备方法
本专利技术涉及纺织
，尤其涉及一种满足柔性、可拉伸性的同时，保证电阻不变的弹性导电纱线及其制备方法。
技术介绍
由于纤维具有柔性特点，将其与导电材料复合制备的柔性导电材料具有广阔的应用前景。例如：柔性导电材料可用于制备功能性纺织品，或者将其应用于电学器件中通过形变控制电路的导通或断开。但是，现有技术中，制备的柔性导电材料大多在产生形变时，电阻也会改变，导致电路中的有效电阻改变，测试结果偏差较大，测试结果的参考价值降低。现有技术中，由于材料的结构和性能的限制，制备的导电复合材料很难实现同时具备导电性、柔性、且在发生形变时的保持电阻不变的性能。例如：专利CN101728005A公开了一种压力敏感导电纱线的制备方法，可满足弹性拉伸的功能。但是，其制备的缠绕纱线是导电纤维和非导电纤维的混纺纱线，且缠绕纱线的电阻值随着伸长或收缩而发生变化，无法满足在拉伸变形时仍然保持稳定的电阻。另外，现有技术中的导电纤维大多作为外包纱。例如：专利CN108364797A公开了一种碳纳米管纱线电极的制备方法，该方法使碳纳米管吸附在经氯化亚锡敏化后的聚酯纤维纱线上，利用了碳纳米管的导电性制备出了一种碳纳米管在纤维表面均匀分布的导电纱线及织物；但是，该方法所制备的纱线不具备弹性拉伸的功能，且碳纳米管裸露在纱线外侧，在织造过程中，容易受到摩擦发生脱落，使导电性下降，不利于规模化生产；并且碳纳米管长期与人体接触，会影响人体健康。并且，现有技术很难制备基于普通纺织品的纱线电极，难以实现规模化生产；也没有同一方法可制备基于普通纺织品的可拉伸的织物电极及纱线电极。有鉴于此，有必要提出一种弹性导电纱线及其制备方法，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种同时满足柔性、可拉伸性，且产生拉伸形变时电阻稳定性良好的弹性导电纱线及其制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种弹性导电纱线的制备方法，包括如下步骤：S1，采用环锭纺制备导电包芯纱；在环锭纺细纱机上，将预定量的纤维粗纱从喇叭口喂入，经过牵伸装置牵伸后得到纤维须条，所述纤维须条被所述牵伸装置的前下罗拉和前上皮辊组成的第一前罗拉口按压；同时，导电纤维长丝经过第一张力盘、第一导丝辊后，从所述第一前罗拉口喂入，加捻包缠形成导电包芯纱；所述导电包芯纱的芯纱为所述导电纤维长丝，所述导电包芯纱的鞘层为所述纤维粗条；S2，采用环锭纺制备弹性导电纱；将弹性纤维长丝与步骤S1得到的所述导电包芯纱分别对应经过第二张力盘与第二导丝辊、第三张力盘与第三导丝辊后，同时从第二前罗拉口喂入，加捻包缠，得到弹性导电纱线；所述弹性导电纱线包括所述弹性纤维长丝和螺旋状包缠在所述弹性纤维长丝外侧的所述导电包芯纱。作为本专利技术的进一步改进，在步骤S1中，所述第一张力盘用于控制所述导电纤维长丝的喂入预加张力，所述喂入预加张力的取值范围为10～25g。作为本专利技术的进一步改进，在步骤S1中，所述第一导丝辊用于控制所述导电纤维长丝的喂入位置，所述导电纤维长丝的喂入位置位于所述纤维须条的正中间位置。作为本专利技术的进一步改进，在步骤S1中，所述导电包芯纱的芯纱与鞘层的纤维定量比的取值范围为1：5～1：10，捻系数取值范围为320～440。作为本专利技术的进一步改进，在步骤S2中，所述导电包芯纱以Z捻向或S捻向包缠在所述弹性纤维长丝的外侧，该包缠方向与所述导电包芯纱的捻向保持一致，捻系数取值范围为280～440。作为本专利技术的进一步改进，所述牵伸装置还包括中罗拉牵伸对和后罗拉牵伸对；所述后罗拉牵伸对与所述中罗拉牵伸对组成后牵伸区，所述中罗拉牵伸对与所述前罗拉牵伸对组成前牵伸区；在步骤S1中，所述牵伸装置的总牵伸倍数的取值范围为13～30，所述后牵伸区的牵伸倍数的取值范围为1～2。作为本专利技术的进一步改进，在步骤S1与步骤S2中，细纱机的环锭转速不同。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种弹性导电纱线，根据前述技术方案中任一技术方案所述的弹性导电纱线的制备方法制得，所述弹性导电纱线包括弹性纤维长丝和螺旋状包缠在所述弹性纤维长丝外侧的导电包芯纱；所述导电包芯纱的芯纱为导电纤维长丝，所述导电包芯纱的鞘层为纤维短纤。作为本专利技术的进一步改进，所述弹性导电纱线可用作纱线电极或用于制备织物电极、纱线开关、智能导线、柔性电路。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的弹性导电纱线的制备方法，使用的是现有的纺纱设备，降低了生产成本；采用的是成熟的环锭纺工艺，易于实现规模化生产，技术成熟；2.首先制备得到芯纱为导电纤维长丝，鞘层为纤维短纤的导电包芯纱；导电包芯纱的结构是中心是具有纤维柔性特点的导电纤维长丝，外层是纤维缠绕，使得导电纤维长丝绝缘的同时仍保留柔性；3.将导电包芯纱螺旋状包缠在弹性纤维长丝外侧。设置于导电包芯纱中间的弹性纤维长丝为该弹性导电纱线提供拉伸弹性，每个捻回之间的纱线保持绝缘，且基于螺旋缠绕的结构，在动态拉伸该弹性导电纱线时，螺旋缠绕在弹性纤维长丝外侧的导电包芯纱彼此之间绝缘，能够沿弹性纤维长丝方向延伸运动，且其有效导电长度保持不变，即电阻稳定；4.由纤维基材通过加捻复合而成，与涂层的方法相比，弹性、耐磨性更好；与金属相比，柔性、弹性更好；与导电聚合物相比，工艺简单、安全环保、可应用在可穿戴方面，服用性能更佳，可用作纱线电极或用做制备织物电极，应用范围广。附图说明图1为本专利技术弹性导电纱线的制备方法中步骤S1得到的导电包芯纱的结构示意图。图2为本专利技术弹性导电纱线的结构示意图。图3为本专利技术弹性导电纱线的制备方法中步骤S1的工作原理示意图。图4为本专利技术弹性导电纱线的制备方法中步骤S2的工作原理示意图。图5为实施例一的弹性导电纱线的电热测试数据图。图6为实施例二的弹性导电纱线的电热测试数据图。图7为实施例三的弹性导电纱线的电热测试数据图。图8为实施例四的弹性导电纱线的电热测试数据图。图9为实施例五的弹性导电纱线的电热测试数据图。图10为实施例六的弹性导电纱线的电热测试数据图。附图标记：100-弹性导电纱；10-导电包芯纱；101-第三张力盘；102-第三导丝辊；11-纤维粗纱；12-导电纤维长丝；121-第一张力盘；第一导丝辊122；20-弹性纤维长丝；201-第二张力盘；202-第二导丝辊；30-牵伸装置；31-前下罗拉；32-前上皮辊；33-中罗拉牵伸对；34-后罗拉牵伸对；40-纱管；41-导纱钩。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。请参阅图1至图4所示，本专利技术提供了一种弹性导电纱线的制备方法，包括如下步骤：S1，采用环锭纺制备导电包芯纱10；在环锭纺细纱机上，将预定量的纤维粗纱11从喇叭口(未图示)喂入，经过牵伸装置30牵伸后得到纤维须条，纤维须条被牵伸装置30的前下罗拉31和前上皮辊32组成的第一前罗拉口按压；同时，导电纤维长丝12经过第一张力盘121、第一导丝辊122后，从第一前罗拉口喂入，加捻包缠形成导电包芯纱10；导电包芯纱10的芯纱为导电纤维长丝12，导电包芯纱10的鞘层为纤维粗纱11；S2，采用环锭纺制备弹性导电纱100；将弹性纤维长丝20与步骤S1得到的导电包芯纱10分别对应经过第二张力盘201与第二导丝辊202、第三张力盘101与第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹性导电纱线的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1，采用环锭纺制备导电包芯纱；在环锭纺细纱机上，将预定量的纤维粗纱从喇叭口喂入，经过牵伸装置牵伸后得到纤维须条，所述纤维须条被所述牵伸装置的前下罗拉和前上皮辊组成的第一前罗拉口按压；同时，导电纤维长丝经过第一张力盘、第一导丝辊后，从所述第一前罗拉口喂入，加捻包缠形成导电包芯纱；所述导电包芯纱的芯纱为所述导电纤维长丝，所述导电包芯纱的鞘层为所述纤维粗条；S2，采用环锭纺制备弹性导电纱；将弹性纤维长丝与步骤S1得到的所述导电包芯纱分别对应经过第二张力盘与第二导丝辊、第三张力盘与第三导丝辊后，同时从第二前罗拉口喂入，加捻包缠，得到弹性导电纱线；所述弹性导电纱线包括所述弹性纤维长丝和螺旋状包缠在所述弹性纤维长丝外侧的所述导电包芯纱。

【技术特征摘要】
1.一种弹性导电纱线的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1，采用环锭纺制备导电包芯纱；在环锭纺细纱机上，将预定量的纤维粗纱从喇叭口喂入，经过牵伸装置牵伸后得到纤维须条，所述纤维须条被所述牵伸装置的前下罗拉和前上皮辊组成的第一前罗拉口按压；同时，导电纤维长丝经过第一张力盘、第一导丝辊后，从所述第一前罗拉口喂入，加捻包缠形成导电包芯纱；所述导电包芯纱的芯纱为所述导电纤维长丝，所述导电包芯纱的鞘层为所述纤维粗条；S2，采用环锭纺制备弹性导电纱；将弹性纤维长丝与步骤S1得到的所述导电包芯纱分别对应经过第二张力盘与第二导丝辊、第三张力盘与第三导丝辊后，同时从第二前罗拉口喂入，加捻包缠，得到弹性导电纱线；所述弹性导电纱线包括所述弹性纤维长丝和螺旋状包缠在所述弹性纤维长丝外侧的所述导电包芯纱。2.根据权利要求1所述的弹性导电纱线的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述第一张力盘用于控制所述导电纤维长丝的喂入预加张力，所述喂入预加张力的取值范围为10～25g。3.根据权利要求1所述的弹性导电纱线的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述第一导丝辊用于控制所述导电纤维长丝的喂入位置，所述导电纤维长丝的喂入位置位于所述纤维须条的正中间位置。4.根据权利要求1所述的弹性导电纱线的制备方法，其特征在于：在步...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦炜，王栋，汤清伦，钟卫兵，蔡玲玲，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42