CN1019160B - 新型导电纤维电缆(线芯)及其工艺 - Google Patents
新型导电纤维电缆(线芯)及其工艺Info
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Abstract
本发明属于电线、电缆类以及合成纤维的化学浸镀。本发明的主要特征是将一束排列整齐、相互平行的合成纤维长丝经过除油、粗化、敏化、活化、水洗等工序处理，在每一根纤维的表面都浸镀有导电金属材料，制成导电纤维线芯、多股镀有导电金属材料的合成纤维束，经绞合外表敷以软聚氯乙烯塑料外套制成电缆。本发明具有成本低、化学浸镀工艺简单、使用范围广、制成电缆电线以代替铜导线在微电流范围内使用，可节约铜70%。
Description
本发明属于电线、电缆类以及腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维的化学浸镀。
在电子通讯及人们日常生活中，在微电流范围内实用的导线多采用铜导线，铜导线比较易得，但也较贵，重量大，曲挠度也略显欠缺。在人们的使用中，特别是导线的根部容易折断，给人们的工作带来一些不便。为解决类似问题，美国俄亥俄州哥仑布市有一项专利，专利名称为《导电线芯（纤维）或导电织物》，专利号为4634805，该专利主要是在聚酰胺纤维束的每一根细丝上都镀上一层有附着力的金属镀层，主要用以解决水下电缆由于铜线及聚酰胺两者受力后，由于收缩不同而造成铜线损伤护套，削弱二者的结合引起短路问题。聚酰胺纤维束成本较高，且曲挠也不甚理想。
本发明的目的是提供一种成本低、化学浸镀工艺简单、节铜、节能、使用范围广、易于推广的新型导电的腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维线芯及腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维电缆。
本发明的目的是这样实现的：1.导电的腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维线芯及腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维电缆可以用腈纶长丝、
丙纶长丝、涤纶长丝。2.经过除油、粗化、敏化、活化，镀有导电金属材料、水洗干燥等的处理后，在每根纤维的表面上镀上一层附着力很好的薄铜膜，也可以在纤维表面浸镀其他金属。3.将每束长丝经绞合后，外敷以软聚氯乙烯塑料套，用以组成各种用途的电线、电缆以达到使用的目的。
本发明附图说明如下：
图一：一束导电纤维的主体投影图。
（1）腈纶、丙纶或涤纶纤维细丝;（2）导电金属材料;
图二：由多股纤维绞合而成的电缆主体投影图。
（3）镀有导电金属材料的一束腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维细丝;（4）软聚氯乙烯塑料套;
图三：由多股导电纤维束织成的织物的放大图。
（5）镀有导电金属材料的腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维细丝或腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维束;
图四：在腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维细丝上浸镀导电金属材料的工艺流程图。
以下是本发明的详细说明：
图一是一束导电纤维的主体投影图，纤维细丝（1）是腈纶长丝、丙纶长丝、涤纶长丝，在每一根细丝的外表面都镀有导电金属
材料（2），每束细丝粗0.2-0.3mm。
图二是多股纤维绞合而成的电缆主体投影图，镀有导电金属材料的一束腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维细丝（3），每束含有1000-3000根丝，经绞合外敷以软聚氯乙烯塑料套（4），即成为多股电缆。
也可以将腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维细丝或纤维束为单独使用。
图三是由多股导电的腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维细丝织成的织物放大图，将镀有导电金属材料的腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维细丝或腈纶、丙纶、涤纶等纤维束（5）经编织或纺织成导电织物或在腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维布上镀上导电金属。
如图三所述的织物，其特征是腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维细丝或纤维束，即可以单独使用，也可以按一定比例混合使用。
以上在腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维细丝上镀有的导电金属材料，主要是指铜（Cu），也可以浸镀其他金属材料，如锡（Sn）、镍（Ni）、铬（Cr）、银（Ag）、金（Au）、铂（Pt）等，在腈纶、丙纶、涤纶等纤维细的表面上，也可以镀一层、两层或更多层导电金属材料，效果较好的是第一层镀铜，第二层、第三层镀其他金属。
以下结合图四详细论述在腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维细丝上浸镀导电金属材料的工艺：
腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维束在运输中引进一些不干净的物质，会对镀金属材料干挠，从而会影响到镀层对腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维的表面附着力，因而在镀前必须进行清洗。纤维束首先进入清洗槽6，清洗液（1）氢氧化钠（NaOH）30-40克/升，碳酸钠（Na2CO3）15-20克/升，或（2）三氧化铬（CrO3）50-60克/升，硫酸（H2SO4）200-250毫升/升，温度25-30°，时间10-15分钟，然后用水7清洗干净，进入敏化液槽8，敏化液是由二氯化锡（SuCl2·2H2O）10-20克/升，盐酸（Hcl）20-40毫升/升，乙醇（C2H2OH）10毫升/升，锡粒2-3粒组成，温度20-30℃，时间2-5钟，然后用水9冲洗干净，冲洗中间纤维表面形成一种凝胶状物质，再进入活化槽10进行活化，活化液（3）硝酸银（AgNO3）20-30克/升，氨水（NH4OH）20-30毫升/升，（4）氯化钯（PdCl2）0.5克/升，盐酸（Hcl）20-40毫升/升，温度20-25℃，时间2-5分钟，用蒸馏水11冲洗，继而用10%的甲醛水12还原后进入化学镀铜槽13，镀液硫酸铜（CuSO4）10-15克/升，
酒石酸钾钠（NaKC4H4O6）25-30克/升，乙二胺四乙酸钠盐（EDTA）7-10克/升，碳酸钠（Na2CO3）10-15克/升，甲醛（HCHO）10-15毫升/升;甲醇（CH3OH）40-80毫升/升，2，2'-联吡啶0.1克/升，用氢氧化钠（NaOH）浓溶液将PH调至12-13之间即可，温度25-30℃，时间40-50分钟，然后用水14冲洗干净。再用15醇洗，16干燥，17收线经18绞合后进入20注塑包塑料外套，21冷却后经22收成品线加工产品。溶液配制用蒸馏水。以上各工序用水没有特殊要求均可使用自来水，其中6、8、10、12均用化学纯试剂，13除2，2'-联吡啶外，其他均用工业纯一级品代替化学纯试剂使用，可大大降低成本。以上主要是化学镀铜工艺，该工艺也适宜化学镀其他金属材料锡（Sn）、镍（Ni）、铬（Cr）、银（Ag）、金（Au）铂（Pt）等。只需要改变某些配方即可。也可在镀一层铜层后再镀第二层、第三层其他金属材料。
以上各种工序液体在使用一段时间后经化验补足所需要的量后可重复循环使用，某些废料如银（Ag）及付产品硫酸钠（Na2SO4）、乙二胺四乙钠（EDTA）可回收处理后再使用。
实例一：
腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维束经上面各工序处理后，在其表面上均匀的沉积了一层附着力很好的光亮薄铜层，纤维仍然是柔软的，其电阻＜1.0-1.2欧姆/米，耐±90℃，弯折次数大于10万次，抗拉强度3-4公斤/1000丝纤维（即一束）。
实例二：
在腈纶、丙纶、涤纶纤维束表面上镀铜后，再镀第二层其他金属镍，化学镀镍配方：氯化镍（NiCl2·6H2O）15-30克/升。硫酸镍（NiSO4·7H2O）20-25克/升，柠檬酸钠（Na3C6H5O7·2H2O）10-30克/升，次亚磷酸钠（NaH2PO2·H2O）10-25克/升，氯化铵（NH4Cl）30-50克/升，PH8-10，温度35-45℃，时间10-20分钟，或镀第二层其他金属金、银、铬、铂等。
本发明导电纤维的主要技术指标是：用1000丝制成的导线，它的电阻＜1Ω-1、2Ω/m，抗拉强度27牛顿/束，弯折次数十万次以上不断，且170mA电流继续通导，用导电纤维制成的电线电缆重量轻、曲挠性回弹力都优于常规的铜导线，以此导电纤维制成的线缆完全可以用来代替铜导线在微电流范围内使用，用来制做电话线、腕带线、耳机线等。可望代替铜导线在更广泛的范围内推广应用在同样微电流场合代替铜线使用时，可节约70%。
该技术生产的全过程是一个物化过程，又免除了导线生产后处理的拔丝、绕包等工序，相对比较节电80%以上。
导电纤维在使用中可以焊接、压接，根据用户要求可选用1000-3000丝/束，也可合股使用，在外形上可以做成多芯的圆缆，排状线缆及弹状多芯线，尤其是在活动频率高和易疲劳的场合使用，更是几倍甚至十几倍的提高使用寿命。
Claims (8)
1、一种导电线芯，其特征是在一束包括多根排列整齐、互相平行的每一根腈纶、丙纶、涤纶化学纤维的表面上都浸镀有导电金属材料；并用一种化学纤维制成一种线芯。
2、一种电缆，外套是软聚氯乙烯塑料套，其特征是电缆芯是由经绞合而成的多股镀有导电金属材料的腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维束;并用同种化学纤维束制成。
3、一种织物，其特征是用镀有导电金属材料的腈纶、丙纶、涤纶化学纤维细丝或纤维束进行单独使用编织或纺织的;也可以按一定比例混合使用。
4、如权利要求1所述的导电线芯，其特征是可在一束腈纶、丙纶、涤纶化学纤维的每一根细丝表面上浸镀两层以上的导电金属材料，每一层均是同一种金属。
5、如权利要求2所述的电缆，其特征是可在一束腈纶、丙纶、涤纶化学纤维的每一根细丝表面上浸镀两层以上的导电金属材料，每一层均是同一种金属。
6、如权利要求3所述的织物，其特征是可在一束腈纶、丙纶、涤纶化学纤维的每一根细丝表面上浸镀两层以上的导电金属材料，每一层均是同一种金属。
7、如权利要求1.2.3.4.5.6.所述的导电金属材料是指铜（Cu）、锡（Sn）、镍（Ni）、铬（Cr）、银（Ag）、金（Au）、铂（Pt）等。
8、一种在腈纶、丙纶、涤纶等化学纤维上进行镀复金属的工艺方法，采用化学浸镀，其主要工序及配方的特征是：
（一）清洗：清洗液：①氢氧化钠（NaOH）30-40克/升;碳酸钠（NaCO3）15-20克/升;或②三氧化铬（CrO3）50-60克/升;硫酸（H2SO4）200-250毫升/升;温度25-30℃;时间10-15分钟。
（二）敏化：敏化液：①二氯化锡（SuCl2·2H2O）10-20克/升;②盐酸（HCl）20-40毫升/升;③锡粒2-3粒;④乙醇（C2H2OH）10毫升/升，温度20-30℃;时间2-5分钟。
（三）水洗：水洗干净，在纤维表面形成一种凝胶状物质;
（四）活化：活化液：①硝酸银（AgNO3）20-30克/升，氨水（NH4OH）20-30毫升/升，（2）氯化钯（PdCl2）0.5克/升，盐酸（Hcl）20-40毫升/升，温度20-25℃，时间2-5分钟。
（五）清洗：用水冲洗，用10%的甲醛水还原。
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