CN101845753B - 防静电/导电织物及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防静电/导电织物及其制作方法，防静电/导电织物是织物纤维表层均匀复合有导电高分子粒子的涤纶纯纺织物或涤棉混纺织物。制作方法包括(1)防静电处理：将涤纶纯纺织物或涤棉混纺织物放入导电高分子粒子分散溶液中，进行湿法浸染处理；(2)还原清洗：将防静电处理后的织物放入连二亚硫酸钠和碱的混合溶液中清洗；(3)漂洗：将还原清洗后的织物用水漂洗；(4)干燥定型：将漂洗后的织物进行烘干和定型，即得防静电/导电织物。本发明的防静电/导电织物能有效降低织物表面摩擦电压和电阻、透气性较好、防静电性能持久、均匀性较好。制作方法工艺简单、易操作、生产产品质量高、成本低。

Description

防静电/导电织物及其制作方法

技术领域

本发明属于无尘室纺织品技术领域，涉及一种织物及其制作方法，更具体地说，涉及一种防静电/导电织物及其制作方法。该防静电/导电织物能够有效消除静电，适用于电子、光学仪器、制药、微生物工程、精密仪器等行业的具有无尘和抗静电要求的受控环境。

背景技术

防静电织物是一种适用于电子、光学仪器、制药、微生物工程、精密仪器等行业的具有无尘和抗静电性能的特种织物。防静电织物的加工方法通常有：(1)混纺或嵌织导电纤维。主要是在纺织时，等间隔或均匀地混入全部或部分使用金属或有机物的导电材料制成的防静电纤维或防静电合成纤维，或者两者混合交织而成。例如申请号为92107112.4的中国专利公开一种防静电和屏蔽电磁辐射的织物，它由不锈钢纤维长丝构成经丝(或经纱)或纬丝(或纬纱)，或者不锈钢纤维长丝与纺织纤维丝(或纱)复合构成的经丝(或经纱)或纬丝(或纬纱)，经向或纬向平行喂入，并在经向或纬向连续成圈，且相邻线圈相互串套而成，由于相邻经丝有诸多接触点，可保证相邻经丝充分电接触；另外，不锈钢纤维和纺织纤维交织的织物，还可有效消除由于摩擦等原因在纺织纤维上形成的静电，具有良好的服用性能。但是，这种防静电织物价格昂贵，且摩擦电压无法有效降低。(2)采用接枝改性纤维、亲水性纤维与纺织纤维进行混纺和交织。该方法是以提高织物吸湿性为目的，在湿度较大的环境中，织物表面形成导电亲水膜，起到降低织物表面电阻和摩擦电压的作用。但是，这种织物的表面电阻和摩擦电压降低的幅度十分有限，且防静电性能受到温湿度的影响较大。(3)织物表面涂覆复合一层抗静电剂。这种处理方法成本较低，具有明显降低摩擦电压的作用。但是，织物的透气性较差，抗静电剂涂层不耐洗涤。(4)原位合成防静电复合材料，在织物的外表面采用原位聚合法合成导电高分子层。专利申请号为200710144507.4的中国发明专利公开一种纤维素织物聚吡咯抗静电复合材料及其制备方法，该复合材料在纤维素织物的外表面采用原位聚合法吸附有吡咯层，具有导电效果好的特点。申请号为200610078225.4的中国发明专利公开一种超疏水导电纤维，利用导电聚合物化学氧化原位聚合方法在纤维表面包覆了20～1000纳米厚、由直径为400～900纳米的导电高分子微粒组成的导电层。但这类防静电织物的表面吸附或包覆的导电高分子层不均匀，疵点较多，导电高分子在织物纤维表面附着不牢固，不适合批量生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有防静电织物表面摩擦电压过高、织物透气性较差、防静电性能耐久性和均匀性较差等问题，提供一种有效降低织物表面摩擦电压和电阻、透气性较好、防静电性能持久、均匀性较好的防静电/导电织物。

本发明进一步要解决的技术问题在于，提供一种工艺简单、易操作、生产产品质量高、成本低的防静电/导电织物的制作方法。

解决上述问题的具体技术方案如下：一种防静电/导电织物，是织物纤维表层均匀复合有导电高分子粒子的涤纶纯纺织物或涤棉混纺织物。

防静电/导电织物中，所述导电高分子粒子为聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶中的至少一种粒子。

防静电/导电织物中，所述导电高分子粒子的粒径为50nm～2000nm。优选100nm～1000nm，更优选200nm～600nm。

防静电/导电织物的制作方法，包括下述步骤：

(1)防静电处理：将织物放入导电高分子粒子分散溶液中，进行湿法浸染处理，其中处理的水浴比为1∶5～1∶50，处理温度为100℃～140℃，处理时间为0.5h～2h；

(2)还原清洗：将防静电处理后的织物放入连二亚硫酸钠和碱的混合溶液中清洗，清洗温度为60℃～90℃，清洗时间为10min～40min；

(3)漂洗：将还原清洗后的织物用水漂洗，漂洗温度为25℃～60℃，漂洗时间为10min～30min；

(4)干燥定型：将漂洗后的织物进行烘干和定型，即得防静电/导电织物。

所述的防静电/导电织物的制作方法中，所述的导电高分子粒子分散溶液是含有导电高分子粒子和分散剂的溶液，其中导电高分子粒子浓度为0.1g/l～10g/l，分散剂浓度为0.1g/l～10g/l。

所述的防静电/导电织物的制作方法中，所述分散剂为磺酸钠盐类阴离子表面活性剂。

所述还原清洗步骤中，所述碱的浓度为0.1g/l～1g/l；所述连二亚硫酸钠的浓度为0.1g/l～1g/l；所述碱为碱金属或碱土金属的氢氧化物。

所述的防静电/导电织物的制作方法中，含有导电聚吡咯粒子的导电高分子粒子分散溶液的制备步骤为：

(1)在含分散剂的正己醇溶液中加入吡咯和盐酸溶液，搅拌，制成反相胶束乳液RM1；

(2)在含分散剂的正己醇溶液中加入过硫酸铵和盐酸溶液，搅拌，制得反相胶束乳液RM2；

(3)把反相胶束乳液RM2倒入反相胶束乳液RM1中，在室温下搅拌反应20～24h，加入甲醇终止反应，得到含有导电聚吡咯粒子的导电高分子粒子分散溶液。

本发明的防静电/导电织物在纤维表层均匀复合有导电高分子粒子，织物的表面电阻为10³～10⁵Ω，表面摩擦电压接近0V(采用静电电压测试仪TREK-520测试织物表面摩擦电压，无数值显示)。由于本发明的导电高分子粒子是渗入到织物表层中，并与织物纤维牢固复合的，因此，相对于现有技术中在表面吸附或涂覆导电粒子层的织物，具有更好的耐久性、耐清洗性能。实验证明在清洗50次后，本发明织物防静电性能基本不变，具有耐久性和均匀性较好，透气性较佳等特点。本发明的防静电/导电织物可用于制备防静电服、防静电手套、防静电擦拭布等各种防静电织物制品，特别适用于电子、光学仪器、制药、微生物工程、精密仪器等行业的具有无尘和抗静电性能的受控环境。

本发明的制作方法中，首先进行防静电处理步骤，该步骤中是采用将织物在分散溶液进行湿法浸染处理的方式，分散溶液中的导电高分子粒子首先依靠分散溶液的流动向纤维表面扩散，然后依靠自身的热运动进入扩散边界面，当导电高分子粒子离纤维表面很近时，粒子依靠与纤维之间的亲和力，快速吸附到纤维表面。在一定的温度下，由于纤维内外存在的粒子浓度差或化学位差，粒子由浓度高的纤维表面向浓度低的纤维内部扩散，最后与纤维表层发生牢固复合。由于本发明的防静电处理步骤，使得导电高分子粒子是渗入到织物的表层，增强了导电高分子粒子与织物纤维结合的强度，使得本发明产品的防静电的耐久性和耐洗性更加优越。防静电处理后再采用还原清洗去除纤维表面未与纤维表层牢固复合的导电粒子，保证了防静电织物防静电性能的有效性和稳定性。本发明的制作方法工艺简单可靠，易操作，生产的产品质量高、成本低。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的防静电织物的制作方法流程图。

具体实施方式

图1所示是本发明的防静电织物制作方法的流程图，本发明的防静电织物制作方法，包括下述步骤：

步骤1、防静电处理：采用含有导电高分子粒子和分散剂的分散溶液对织物进行湿法浸染处理，处理温度为100℃～140℃，处理时间为0.5h～2h。其中水浴比为1∶5～1∶50，分散溶液中导电高分子粒子的浓度为0.1g/l～10g/l，分散剂的浓度为0.1g/l～10g/l。其中，所述防静电织物为梭织或针织的涤纶纯纺织物和涤棉混纺织物。

步骤2、还原清洗：将防静电处理的织物放入连二亚硫酸钠和碱的溶液中，对改性后的防静电处理的织物进行清洗，去除未复合的导电粒子和纤维中析出的低聚物等杂质，清洗温度为60℃～90℃，清洗时间为10min～40min。碱选择碱金属或碱土金属的氢氧化物。

步骤3、漂洗：将还原清洗后的织物用水漂洗一次，漂洗温度为25℃～60℃，漂洗时间为10min～30min。

步骤4、干燥定型：将漂洗后的防静电织物进行烘干和拉幅定型。

含有导电聚吡咯粒子的导电高分子粒子分散溶液的制备步骤为：(1)在含分散剂的正己醇溶液中加入吡咯和盐酸溶液，搅拌，制成反相胶束乳液RM1；(2)在含分散剂的正己醇溶液中加入过硫酸铵和盐酸溶液，搅拌，制得反相胶束乳液RM2；(3)把反相胶束乳液RM2倒入反相胶束乳液RM1中，在室温下搅拌反应20～24h，加入甲醇终止反应，得到含有导电聚吡咯粒子的导电高分子粒子分散溶液。

导电高分子粒子分散溶液的制备，还可以采用：

方案一、直接选用平均粒径为50～2000nm的导电高分子粒子，如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶中的至少一种粒子，将上述粒子和分散剂直接加入到水中，搅拌分散后即成为导电高分子粒子分散溶液。

方案二、将导电高分子材料，如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶中的至少一种，和分散剂固体混合研磨，使导电高分子粒子的平均粒径达到50～2000nm，将上述粒子和分散剂的混合物直接加入水中，搅拌分散后即成为导电高分子粒子分散溶液。

以下实施例中，对制作的防静电/导电织物按照GB/T 12703-91《纺织品静电测试方法》检测织物表面电阻，按照GB 12014-2009《防静电服》检测织物摩擦电压。

下面通过实施例对本发明进行具体说明：

实施例1、织物纤维表层均匀复合有导电高分子粒子--导电聚吡咯粒子的涤纶梭织织物。导电聚吡咯粒子的平均粒径为483nm。

将涤纶梭织布裁切成10cm见方的样品，(1)防静电处理：采用导电聚吡咯粒子分散溶液对织物进行湿法浸染处理，导电聚吡咯粒子浓度为1g/l，分散剂浓度0.5g/l，水浴比为1∶5，处理温度为130℃，处理时间为1h；(2)还原清洗：采用0.1g/l连二亚硫酸钠和1g/l氢氧化钾溶液对改性后的织物进行清洗，清洗温度为80℃，清洗时间为30min；(3)漂洗：将还原清洗后的防静电织物用水漂洗一次，漂洗温度为50℃，漂洗时间为15min；(4)干燥定型：将漂洗后的防静电织物进行烘干和定型。测试该实施例的防静电织物表面电阻为1.2×10³Ω，摩擦电压接近0V。

导电高分子分散溶液--导电聚吡咯粒子分散溶液的制备：

(1)在50ml0.5g/L十二烷基苯磺酸钠的正己醇溶液中加入0.125mol吡咯和0.01mol盐酸溶液，搅拌制成反相胶束乳液RM1。

(2)在50ml0.5g/L十六烷基苯磺酸钠的正己醇溶液中加入0.28mol过硫酸铵和0.01mol盐酸溶液，搅拌制成反相胶束乳液RM2。

(3)把反相胶束乳液RM2倒入反相胶束乳液RM1中，在室温下搅拌反应24小时，加入2ml甲醇终止反应，得到聚吡咯粒子分散溶液。

采用N4Plus激光光散射粒度分析仪(美国Coulter公司生产)表征聚吡咯粒子分散溶液，吡咯粒子的平均粒径为483nm。实施例1～3都以此分散溶液对织物进行防静电处理。

实施例2、织物纤维表层均匀复合有导电高分子粒子--导电聚吡咯粒子的涤纶针织织物。导电聚吡咯粒子的平均粒径为483nm。

将涤纶针织布裁切成10cm见方的样品，(1)防静电处理：采用导电聚吡咯粒子分散溶液对织物进行湿法浸染处理，导电聚吡咯粒子的浓度为0.1g/l，分散剂浓度0.1g/l，水浴比为1∶50，处理温度为100℃，处理时间为2h；(2)还原清洗：采用连0.5g/l二亚硫酸钠和0.1g/l氢氧化钠溶液对改性后的织物进行清洗，清洗温度为90℃，清洗时间为10min；(3)漂洗：将还原清洗后的防静电织物用水漂洗一次，漂洗温度为60℃，漂洗时间为10min；(4)干燥定型：将漂洗后的防静电织物进行烘干和定型。测试本实施例得到的防静电织物表面电阻为5.3×10⁴Ω，摩擦电压接近0V。

实施例3、织物纤维表层均匀复合有导电高分子粒子--导电聚吡咯粒子的涤棉混纺梭织织物。导电聚吡咯粒子的平均粒径为483nm。

将涤棉混纺梭织布裁切成10cm见方的样品，(1)防静电处理：采用导电聚吡咯粒子分散溶液对织物进行湿法浸染处理，导电聚吡咯粒子浓度为10g/l，分散剂浓度10g/l，水浴比为1∶5，处理温度为140℃，处理时间为0.5h；(2)还原清洗：采用1g/l连二亚硫酸钠和0.5g/l氢氧化钠溶液对改性后的织物进行清洗，清洗温度为60℃，清洗时间为40min；(3)漂洗：将还原清洗后的防静电织物用水漂洗一次，漂洗温度为25℃，漂洗时间为30min；(4)干燥定型：将漂洗后的防静电织物进行烘干和定型。测试该实施例的防静电织物表面电阻为4.5×10³Ω，摩擦电压接近0V。

实施例4-10、以下实施例的制备方法同实施例1～3，具体步骤不再赘述。

工艺条件

实施例4

实施例5

实施例6

实施例7

实施例8

实施例9

实施例10

织物

涤纶针织布

涤纶梭织布

涤纶针织布

涤纶梭织布

涤纶梭织布

涤棉混纺梭织布

涤棉混纺梭织布

导电高分子粒子

聚吡咯

聚吡咯

聚苯胺

聚噻吩

聚乙炔

聚吡啶

聚吡咯和聚苯胺

平均粒径

586nm

217nm

50nm

1261nm

2000nm

474nm

358nm

导电高分子粒子浓度

5g/l

1g/l

3g/l

0.5g/l

2g/l

0.25g/

7g/l

分散剂

十二烷基苯磺酸钠

十二烷基苯磺酸钠

十二烷基磺酸钠

纤维素磺酸钠盐

十二烷基磺酸钠

纤维素磺酸钠盐

木质素磺酸钠

分散剂浓度

3g/l

1g/l

2g/l

0.5g/l

4g/l

0.1g/l

0.6g/l

水浴比

1∶20

1∶10

1∶50

1∶50

1∶50

1∶30

1∶7

处理温度

130℃

100℃

130℃

100℃

100℃

130℃

130℃

处理时间

1.5h

2h

1.5h

2h

1h

2h

1h

连二硫酸钠浓度

0.1g/l

0.2g/l

0.5g/l

0.8g/l

0.1g/l

0.5g/l

0.5g/l

碱浓度

0.5g/l

1g/l

0.25g/l

0.1g/l

0.4g/l

0.3g/l

0.5g/l

清洗温度

80℃

60℃

70℃

90℃

70℃

80℃

70℃

清洗时间

15min

30min

20min

15min

40min

30min

15min

漂洗温度

50℃

40℃

60℃

30℃

25℃

30℃

25℃

漂洗时间

15min

30min

10min

25min

15min

10min

15min

表面电阻

2.8×103Ω

7.3×103Ω

4.7×103Ω

2.1×104Ω

4.8×104Ω

5.4×104Ω

3.6×103Ω

摩擦电压

接近0V

接近0V

接近0V

接近0V

接近0V

接近0V

接近0V

实施例4～10中导电高分子分散溶液的制备：

实施例4～5按实施例1的导电高分子分散溶液的制备方法进行制备，实施例6～10按前述的导电高分子粒子分散溶液的制备方法的方案一或方案二进行制备。

清洗试验对比实施例：将本发明技术表层复合导电粒子的织物和现有技术表面吸附导电粒子的织物进行耐洗性测试。

测试条件：选择同种涤纶梭织布为基材，一种通过本发明实施例1的制作方法制成的防静电/导电织物，一种是通过现有技术的表面吸附导电粒子制成的织物，采用滚筒式洗衣机配合洗衣液进行清洗。

从上表测试结果可知：本发明产品的防静电性能的耐久性和耐洗性更加优越。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种防静电/导电织物，其特征在于，是织物纤维表层均匀复合有导电高分子粒子的涤纶纯纺织物或涤棉混纺织物，所述的防静电/导电织物是采用以下步骤制成：

(1)防静电处理：将涤纶纯纺织物或涤棉混纺织物放入导电高分子粒子分散溶液中，进行湿法浸染处理，其中处理的水浴比为1∶5～1∶50，处理温度为100℃～140℃，处理时间为0.5h～2h；

(2)还原清洗：将防静电处理后的织物放入连二亚硫酸钠和碱的混合溶液中清洗，清洗温度为60℃～90℃，清洗时间为10min～40min；

(3)漂洗：将还原清洗后的织物用水漂洗，漂洗温度为25℃～60℃，漂洗时间为10min～30min；

(4)干燥定型：将漂洗后的织物进行烘干和定型，即得防静电/导电织物。

2.如权利要求1所述的防静电/导电织物，其特征在于，所述导电高分子粒子为聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶中的至少一种粒子。

3.如权利要求2所述的防静电/导电织物，其特征在于，所述导电高分子粒子的粒径为50nm～2000nm。

4.防静电/导电织物的制作方法，包括下述步骤：

(1)防静电处理：将涤纶纯纺织物或涤棉混纺织物放入导电高分子粒子分散溶液中，进行湿法浸染处理，其中处理的水浴比为1∶5～1∶50，处理温度为100℃～140℃，处理时间为0.5h～2h；

(2)还原清洗：将防静电处理后的织物放入连二亚硫酸钠和碱的混合溶液中清洗，清洗温度为60℃～90℃，清洗时间为10min～40min；

(3)漂洗：将还原清洗后的织物用水漂洗，漂洗温度为25℃～60℃，漂洗时间为10min～30min；

(4)干燥定型：将漂洗后的织物进行烘干和定型，即得防静电/导电织物。

5.如权利要求4所述的防静电/导电织物的制作方法，其特征在于，所述的导电高分子粒子分散溶液是含有导电高分子粒子和分散剂的溶液，其中导电高分子粒子浓度为0.1g/l～10g/l，分散剂浓度为0.1g/l～10g/l。

6.如权利要求4或5所述的防静电/导电织物的制作方法，其特征在于，所述导电高分子粒子是聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚吡啶中的至少一种粒子，导电高分子粒子的粒径为50nm～2000nm。

7.如权利要求5所述的防静电/导电织物的制作方法，其特征在于，所述分散剂为磺酸钠盐类阴离子表面活性剂。

8.如权利要求4或5所述的防静电/导电织物的制作方法，其特征在于，所述还原清洗步骤中，所述碱的浓度为0.1g/l～1g/l；所述连二亚硫酸钠的浓度为0.1g/l～1g/l；所述碱为碱金属或碱土金属的氢氧化物。

9.如权利要求4或5所述的防静电/导电织物的制作方法，其特征在于，含有导电聚吡咯粒子的导电高分子粒子分散溶液的制备步骤为：

(1)在含分散剂的正己醇溶液中加入吡咯和盐酸溶液，搅拌，制成反相胶束乳液RM1；

(2)在含分散剂的正己醇溶液中加入过硫酸铵和盐酸溶液，搅拌，制得反相胶束乳液RM2；

(3)把反相胶束乳液RM2倒入反相胶束乳液RM1中，在室温下搅拌反应20～24h，加入甲醇终止反应，得到含有导电聚吡咯粒子的导电高分子粒子分散溶液。

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