一种弹性导电包芯纱及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种弹性导电包芯纱及其制备方法，弹性导电包芯纱包括芯层弹性长丝和包覆层短纤维，芯层弹性长丝为双组分卷曲结构长丝，一种组分含有导电材料，包覆层短纤维包覆在芯层弹性长丝的表面

【技术实现步骤摘要】
一种弹性导电包芯纱及其制备方法


[0001]本专利技术属于包芯纱
，尤其是一种弹性导电包芯纱及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着人民生活水平的提高，弹性的纺织品越来越受到人们的青睐
。
弹性纺织品由弹性纤维原料制备而成，当前的弹性纤维有氨纶弹性纤维
、
聚酯弹性纤维和聚烯烃弹性纤维等
。
但弹性纤维存在易老化
、
手感差等缺陷，往往需要包覆使用，制备成包芯纱再应用于织造
。
此外，通过包芯结构可以获得功能性纱线，例如抗菌纱线
、
远红外纱线
、
导电纱线等
。
弹性导电包芯纱可以赋予原本弹性纱线防静电功能，减少静电放电和电磁干扰的危害，用于制造有屏蔽静电感应功能的导电服或用于容易产生静电危险环境的工作服
。
弹性导电纱线还可以制备智能纺织品，用于监测和传导人体健康信号
。
学者们也在这方面进行了一系列的研究，例如郭亚楠以氨纶包芯纱线作为一个弹性支架，通过原位聚合在纱线上包覆纳米聚苯胺作为导电组分，制备了可伸缩湿度传感器
。
南楠以涤纶长丝作为芯纱，利用静电纺丝技术获得掺杂有碳纳米管的聚氨酯纳米纤维包芯纱，最后在纱线表面涂覆一层带有导电铜丝的
PDMS
凝胶膜，制得压力传感器
。
佑晓露采用化学镀镍法制备了镀镍棉纱作为导电芯纱，通过共轭静电纺丝技术，制备出基于
PU
纳米纤维包芯纱的电容式压力传感器
。
专利
CN 113604923 A
公开了一种石墨烯
/
银复合弹性纱线的制备方法及应用，通过将石墨烯
/
银
/
粗纱纤维混纺的方式包裹在弹性长丝表面得到
。
专利
CN 112391712 A
公开了一种碳纳米管弹性包芯纱及其制备方法与应用
。
通过两个同向转动的加捻辊轴制备具有螺旋结构的碳纳米管弹性包芯纱，具有良好的力学强度，纱线断裂伸长率提高，耐疲劳性能提高，同时碳纳米管纤维和短纤维实现功能互补
。
[0003]然而当前的弹性导电包芯纱仍然存在制备工艺复杂
、
成本高
、
难以大批量制备的问题
。
导电材料通过涂覆的方式制备的包芯纱材料存在结合不牢固，使用一段时间以后导电性能不稳定的问题，最终会影响复合纱线的性能
。
因此，如何制备低成本
、
优异弹性和稳定导电性能的弹性导电包芯纱仍然是个挑战
。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种弹性导电包芯纱及其制备方法，本专利技术解决当前的弹性导电包芯纱成本高，难以同时兼顾弹性和导电性能的问题
。
其一，以弹性聚烯烃切片为原料作为弹性包芯纱的芯层材料，可以有效的降低生产成本；其二，将导电材料原位添加到弹性长丝中，解决了涂覆
、
浸渍等方式制备的弹性导电包芯纱导电性能不稳定的问题；其三，通过以弹性的聚烯烃切片为原料制备并列型的弹性长丝，然后热处理获得弹性卷曲长丝，赋予芯层更优异的弹性性能
。
[0005]技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种弹性导电包芯纱，所述弹性导电包芯纱包括：芯层弹性长丝和包覆层短纤维，所述的芯层弹性长丝为卷曲结构长丝，所述的卷曲结构长丝为并列结构双组分长丝，所述的双组分长丝其中一种组分含有
导电材料，所述的包覆层短纤维包覆在芯层弹性长丝的表面
。
[0006]优选的，所述的弹性导电包芯纱的线密度为
10
～
100dtex
，弹性伸长率为
100
～
400
％，电阻率为
102～
105Ω
/cm
，拉伸循环
10000
次后电阻率衰减5～
20
％
。
[0007]优选的，所述的弹性导电包芯纱芯层弹性长丝占包芯纱质量的比例为
40
～
60
％，芯层弹性长丝自然状态下卷曲数为1‑
5/cm
，并列卷曲长丝的两种组分分别为弹性聚烯烃和常规聚烯烃，其中弹性聚烯烃为
7050BF
或
7020BF
，常规聚烯烃为
PE、PP
，弹性聚烯烃所占的比例分别为
30
～
70
％，弹性聚烯烃组分中含有导电材料为碳纳米管，占弹性聚烯烃质量比为1～5％
。
[0008]优选的，所述的弹性导电包芯纱包覆层短纤维为棉纤维
、PA6
短纤维
、PET
短纤维或
PP
短纤维中的一种或几种，包覆层短纤维占包芯纱质量的比例为
40
～
60
％
。
[0009]本专利技术一种弹性导电包芯纱制备方法，适用于上述一种弹性导电包芯纱，包括步骤：
[0010](1)
改性母粒的制备：将碳纳米管与弹性聚烯烃切片按照一定比例均匀混合后喂入双螺杆挤出造粒机喂料斗，在螺杆挤出机内加热熔融混合后从模口挤出熔体长条，在水槽内冷却后干燥切粒，制备含有碳纳米管的弹性聚烯烃改性切片；
[0011](2)
弹性并列双组分长丝的制备：以改性弹性聚烯烃切片和常规的聚烯烃切片为原料进行双组分纺丝，采用的纺丝模头喷丝孔为并列结构，改性弹性聚烯烃切片与常规弹性聚烯烃混合切片和常规聚合物切片分别喂入双组分纺丝机的两个原料喂入系统，熔融混合后再经过过滤
、
计量后达到特殊纺丝组件，从喷丝孔喷出并列型双组分长丝，冷却
、
牵伸后卷绕成筒
。
[0012](3)
螺旋结构长丝的制备：将制备的弹性并列双组分长丝经过烘房整理，并列双组分长丝两种组分软化点不一致导致发生不同程度的收缩，形成螺旋结构的长丝；
[0013](4)
弹性导电包芯纱：采用纺纱机将包覆短纤维和弹性长丝从纺纱机钳口喂入并合，然后通过加捻形成弹性包芯纱，最后定捻和络筒
。
[0014]优选的，所述步骤
(1)
中碳纳米管的管径为2～
10nm
，改性弹性聚烯烃切片中碳纳米管的添加比例为
10
％
。
[0015]优选的，所述步骤
(2)
中改性弹性聚烯烃切片占混合弹性切片比例为
10
％～
50
％
。
弹性聚烯烃熔体系统计量泵与常规聚烯烃熔体系统计量泵转速比为
3:7
～
7:3
，牵伸倍数为5～
20。
[0016]优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种弹性导电包芯纱，其特征在于：所述的弹性导电包芯纱包括：芯层弹性长丝和包覆层短纤维，所述的芯层弹性长丝为卷曲结构长丝，所述的卷曲结构长丝为并列结构双组分长丝，所述的双组分长丝其中一种组分含有导电材料，所述的包覆层短纤维包覆在芯层弹性长丝的表面
。2.
根据权利要求1所述的弹性导电包芯纱，其特征在于：所述的弹性导电包芯纱的线密度为
10
‑
100dtex
，弹性伸长率为
100
‑
400
％，电阻率为
102‑
105Ω
/cm
，拉伸循环
10000
次后电阻率衰减5‑
20
％
。3.
根据权利要求1所述的弹性导电包芯纱，其特征在于：所述的弹性导电包芯纱芯层弹性长丝占包芯纱质量的比例为
40
‑
60
％，芯层弹性长丝自然状态下卷曲数为1‑
5/cm
，并列卷曲长丝的两种组分分别为弹性聚烯烃和常规聚烯烃，其中弹性聚烯烃为
7050BF
或
7020BF
，常规聚烯烃为
PE、PP
，弹性聚烯烃所占的比例分别为
30
‑
70
％，弹性聚烯烃组分中含有导电材料为碳纳米管，占弹性聚烯烃质量比为1～5％
。4.
根据权利要求1所述的弹性导电包芯纱，其特征在于：所述的弹性导电包芯纱包覆层短纤维为棉纤维
、PA6
短纤维
、PET
短纤维或
PP
短纤维中的一种或几种，包覆层短纤维占包芯纱质量的比例为
40
‑
60
％
。5.
一种弹性导电包芯纱的制备方法，适用于如权利要求1‑4任一项的弹性导电包芯纱，其特征在于：包括如下步骤：步骤
(1)、
改性母粒的制备：将碳纳米管与弹性聚烯烃切片按照一定比例均匀混合后喂入双螺杆挤出造粒机喂料斗，在螺杆挤出机内加热熔融混合后从模口挤出熔体长条，在水槽内...

【专利技术属性】
技术研发人员：佴友兵，张海峰，张伟，曾倩茹，刘诺，
申请(专利权)人：南通崇天纺纱有限公司，
类型：发明
国别省市：