CN103147197B - 一种导电纱线及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导电纱线及加工方法，导电纱线由重量比10%至50%的不锈钢纤维、50%至90%的棉纤维混纺而成，所述的不锈钢纤维为直径Φ0.006 mm至Φ0.010mm、主体长度为35mm至50mm的不锈钢短纤维，所述的不锈钢纤维和棉纤维在导电纱线的横截面上均匀分布。用本发明的导电纱线制成的服装具有良好的抗静电功能及穿着舒适性，制成手套可以直接操作触摸屏等电子设备，具有很高的实用价值。

Description

一种导电纱线及加工方法

技术领域

本发明涉及纺织面料技术领域，特别是涉及一种具有导电、抗静电作用的导电纱线及加工方法。

背景技术

  在日常工作和生活中，静电的危害众所周知，除了干扰仪器、吸附灰尘等影响正常工作和生活，静电最大的危害是容易引起可燃物的起火和爆炸，如加油站起火和爆炸，以及煤矿瓦斯爆炸等。现有绝大部分用于制作服装的纱线不具备抗静电功能，用它制作的服装容易积聚静电而引发危害。用导电纱线制成的服装可以有效地防止静电的积聚和高压放电带来的危害，而具有导电性能的织物可以防止衣物大量吸附灰尘，提高衣物的适用性能，还可以避免静电干扰，消除由此产生的对便携式电子器件运行的不良因素，尤其是在易燃、易爆环境中工作的人员，衣物的导电性能则是至关重要的，若衣物携带的静电发生放电，可能会导致燃烧、爆炸等恶性事故发生。另外，现在智能手机及平板电脑已得到广泛应用，而智能手机及平板电脑都采用触摸屏，但每到冬季，很多人需要戴手套御寒，由于一般材料的手套没有导电性能，给操作触屏手机和平板电脑以及操作电器触摸开关带来了很大的不便，因此，如果手套采用具有导电性能的材料生产，就能使得人们不摘除手套就能操作触摸屏，大大方便人们的日常生活。公开日为2008年5月21日、公开号为CN lOl182662A的专利文件公开了一种功能性导电纱线及制造方法，用于解决纱线的导电、抑菌及贴肤性好的问题，它由涤纶60—70%，苎麻15—20%，竹纤维10—20%，导电纤维1—2%为原料纺成50s纱线，所述导电纤维为碳纤维。采用该纱线织成的面料，具有涤、竹、麻三种纤维的特点，同时由于添加了具有导电性能的碳纤维，因此具有一定的抗静电性能，但该织物采用碳纤维作为导电纤维且含量较低，织物的导电性能较差，因此只能用于抗静电场合。公开日为2008年5月7日、公开号为CN lO1173393A的专利文件公开了一种防辐射抗静电的功能性纱线，通过混合纺制65至89％的第一种纤维和1l至35％的第二种纤维制得，其中所述第一种纤维包括棉、聚酯、尼龙、丙烯睛或粘胶纤维中的至少一种纤维，所述第二种纤维包括一种不锈钢导电纤维。该纱线由棉纤维等与不锈钢导电纤维混合纺制，导电性能较好，但不锈钢导电纤维虽然比较柔软，相对于棉纤维等却还是比较硬，且表面相对光滑，抱合性能较差，制成服装后，不锈钢纤维相对与棉纤维等容易滑动，滑动后的不锈钢纤维其端部容易在织物表面形成“刺头”，从而影响服装穿着的舒适性。另外，现有技术的棉纤维等与不锈钢短纤维混纺时，由于不锈钢纤维抱合力差，不锈钢纤维之间较难形成有效的导电连接，从而也影响了纱线的导电性能。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的纱线大多不具备导电功能，用其制作的服装容易积聚静电而引发危害、也无法直接操作触摸屏的问题，提供一种纺织成服装后具有抗静电功能、可以直接操作触摸屏的导电纱线及加工方法。

本发明的另一目的在于解决现有技术的不锈钢导电纱线其不锈钢纤维容易滑动而形成“刺头”，从而最终影响服装舒适性的问题，提供一种不锈钢纤维与其他纤维结合牢固，可以消除织物“刺头”、服装穿着舒适性高的导电纱线及加工方法。

本发明的第三个目的在于解决现有技术的不锈钢纤维抱合力差，不锈钢纤维之间难以形成有效的导电连接，从而影响纱线导电性能的问题，提供一种不锈钢纤维之间联接紧密，导电性好的导电纱线及加工方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案是，一种导电纱线，由重量比10%至50%的不锈钢纤维、50%至90%的棉纤维混纺而成，所述的不锈钢纤维为直径Φ0.006 mm至Φ0.010mm、主体长度为35mm至50mm的不锈钢短纤维，所述的不锈钢纤维及棉纤维在导电纱线的横截面上均匀分布。本发明采用了较高比例的不锈钢短纤维与棉纤维混纺，并且不锈钢短纤维均匀分布在棉纤维中，使得混纺后的纱线具有较高的导电性能，由该纱线织成的织物不会积聚静电，从而使相应的织物具有抗静电的功能，避免了现有技术的服装由于容易积聚静电而可能引发危害。另外，采用该纱线制成的手套可以直接操作触摸屏，大大方便人们的日常生活。

作为优选，导电纱线由重量比20%至40%的不锈钢纤维、60%至80%的棉纤维混纺而成，所述不锈钢纤维为直径Φ0.006至Φ0.010mm，主体长度为35至50mm的不锈钢短纤维，所述的不锈钢纤维及棉纤维在导电纱线的横截面上均匀分布。

作为优选，在不锈钢短纤维中，超过90%的不锈钢短纤维上设有扭折结构，且每根不锈钢短纤维上的扭折结构为1至3个。不锈钢短纤维虽然比较柔软，但与棉纤维相比较硬，且不锈钢短纤维抱合力较弱，因此容易在混纺后的纱线中滑动，滑动的不锈钢短纤维其端部容易在织物表面形成“刺头”，从而最终影响服装穿着的舒适性。而本发明在纺织前对不锈钢短纤维进行“扭折”处理，通过滚压等手段在绝大部分的不锈钢短纤维上形成“扭折”结构，即在原本呈直线状的不锈钢短纤维上人为制作扭曲折弯结构，改变其平直性，使得处理后的不锈钢短纤维与棉纤维之间因为“扭折”结构的存在而不容易出现相对滑动，增强抱合力，并提高导电纱线的抗拉强度，从而解决现有技术的不锈钢混纺纤维容易出现“刺头”的问题，大大提高了织物的穿着舒适性。虽然具有扭折结构的不锈钢短纤维的比例越高越有利于增强导电纱线中不锈钢短纤维与棉纤维的抱合力，但由于不锈钢短纤维直径很小，对不锈钢短纤维进行“扭折”处理时容易漏过部分不锈钢短纤维，即难以保证每根不锈钢短纤维都得到扭折处理，而保证90%以上的不锈钢短纤维上具有扭折结构，已经可以满足要求，这样可以降低生产成本。

作为优选，不锈钢短纤维的外表面设有凸起的导电颗粒，导电颗粒的高度为不锈钢短纤维直径的10%至15%。在不锈钢短纤维的外表面设置凸起的导电颗粒，一方面可以起到与前述扭折结构类似的作用，即通过增加不锈钢短纤维外表面的粗糙度来增强导电纱线中不锈钢短纤维与棉纤维的抱合力，提高了导电纱线的抗拉强度，解决现有技术的不锈钢混纺纤维容易出现“刺头”的问题；另一方面，导电颗粒的存在提高了不锈钢纤维之间相互接触的可能性，有利于更多的不锈钢纤维之间相互连通形成有效的导电连接，从而进一步提高导电纱线的导电性能。这里所述的导电颗粒高度，是指导电颗粒高出不锈钢短纤维表面的高度，由于导电颗粒通常呈不规则形状，因此这一高度是指导电颗粒的平均高度，实际导电颗粒的高度容许有一定的误差。此外，在不锈钢短纤维的外表面上设置凸起的导电颗粒的结构可以单独应用，也可以与前述扭折结构同时应用。

作为优选，导电颗粒在不锈钢短纤维外表面的分布面积为不锈钢短纤维外表面面积的3%至5%；所述的导电颗粒为铜颗粒或铜合金颗粒。导电颗粒可以采用喷涂、沉积等技术手段实现，优选采用铜或铜合金材料，也可以采用银等其他导电金属材料，试验表明，导电颗粒在不锈钢短纤维外表面的分布面积为不锈钢短纤维外表面面积的3%至5%即可满足要求。

前述导电纱线的加工方法，包含以下步骤：

1）制条：

a.牵切：采用集束拉伸法将不锈钢长丝制成主体长度为45毫米、定量为10克/5米至15克/5米的不锈钢短纤维条；

b.通过清花、梳棉和精梳三个工序将棉花制成定量为20克/5米的棉条；

2）并条：将经过牵切后的不锈钢短纤维条与经过清花、梳棉后的棉条进行并合混和，制成不锈钢短纤维与棉混合的混合条：

a.一道混并：将2至5条不锈钢纤维条与3至6条棉条均匀喂入进行混和并合，并经6至8倍牵伸制成定量为20克/5米的一道混并条；

b.二道混并：将6至8条一道混并条混和并合，并经6倍至8倍牵伸制成定量为20克/5米的二道混并条；

c.三道混并：将6至8条二道混并条混和并合，并经6倍至8倍牵伸制成定量为19.5克/5米的三道混并条；

3）粗纱：将三道混并条经8至11倍牵伸，加捻纺制成粗纱，其捻系数为65至75；

4）细纱：将粗纱按混纺纱常规工艺加捻纺制成细纱；

5）络筒成包：将细纱络成筒纱并成包入库。

作为优选，对完成牵切的不锈钢短纤维先进行扭折处理，使超过90%的不锈钢短纤维上形成1至3个扭折结构。

作为另一种可选方案，对完成牵切的不锈钢短纤维先进行金属喷涂或沉积处理，使不锈钢短纤维的外表面形成凸起的导电颗粒，控制导电颗粒的高度为不锈钢短纤维直径的10%至15%，导电颗粒在不锈钢短纤维外表面的分布面积为不锈钢短纤维外表面面积的3%至5%。这一方案可以作为前述对不锈钢短纤维进行扭折处理的替代方案独立采用，也可以与前述对不锈钢短纤维进行扭折处理的方案同时采用，即对完成扭折处理的不锈钢短纤维再进行金属喷涂或沉积处理，已达到更好的技术效果。

本发明的有益效果是：解决了现有技术的纱线大多不具备导电功能，用其制作的服装容易积聚静电而引发危害、也无法直接操作触摸屏的问题；也解决了现有技术的不锈钢导电纱线其不锈钢纤维容易滑动而形成“刺头”，从而最终影响服装舒适性的问题；还解决现有技术的不锈钢纤维抱合力差，不锈钢纤维之间难以形成有效的导电连接，从而影响纱线导电性能的问题。用本发明的导电纱线制成的服装具有良好的抗静电功能及穿着舒适性，制成手套可以直接操作触摸屏等电子设备，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本发明的一种横截面结构示意图；

图2是本发明不锈钢短纤维的一种结构示意图；

图3是本发明不锈钢短纤维的另一种结构示意图；

图4是本发明不锈钢短纤维的一种横截面结构示意图。

图中：1.导电纱线，2. 不锈钢短纤维，3.棉纤维，4. 扭折结构，5.导电颗粒。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本发明技术方案的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1

在如图1所示的实施例1中，一种导电纱线1，所述导电纱线是由重量比20%的不锈钢纤维2、80%的棉纤维3混纺而成的结构，所述的不锈钢纤维为直径Φ0.006mm、主体长度为35mm的不锈钢短纤维，不锈钢纤维及棉纤维在导电纱线的横截面上均匀分布。

实施例2

实施例2的导电纱线是由重量比40%的不锈钢纤维、60%的棉纤维混纺而成的结构，所述的不锈钢纤维为直径Φ0.010mm、主体长度为50mm的不锈钢短纤维，不锈钢纤维及棉纤维在导电纱线的横截面上均匀分布。

实施例3

在实施例3导电纱线的不锈钢短纤维中，超过90%的不锈钢短纤维上设有扭折结构（见图2），且每根不锈钢短纤维上的扭折结构为1至3个，其余与实施例1或实施例2相同。

实施例4

在实施例4的导电纱线中，所述不锈钢短纤维的外表面设有凸起的导电颗粒（见图3图4），导电颗粒的平均高度为不锈钢短纤维直径的10%，导电颗粒在不锈钢短纤维外表面的分布面积为不锈钢短纤维外表面面积的3%，所述的导电颗粒为铜颗粒，其余与实施例1或实施例2相同。

实施例5

在实施例5的导电纱线中，所述不锈钢短纤维的外表面设有凸起的导电颗粒，导电颗粒的平均高度为不锈钢短纤维直径的15%，导电颗粒在不锈钢短纤维外表面的分布面积为不锈钢短纤维外表面面积的5%，所述的导电颗粒为铜合金颗粒，其余与实施例3相同。

导电纱线的加工方法，包含以下步骤：

1）制条：

a.牵切：采用集束拉伸法将不锈钢长丝制成主体长度为45毫米、定量为10克/5米至15克/5米的不锈钢短纤维条；

b.通过清花、梳棉和精梳三个工序将棉花制成定量为20克/5米的棉条；

2）并条：将经过牵切后的不锈钢短纤维条与经过清花、梳棉后的棉条进行并合混和，制成不锈钢短纤维与棉混合的混合条：

a.一道混并：将2至5条不锈钢纤维条与3至6条棉条均匀喂入进行混和并合，并经6至8倍牵伸制成定量为20克/5米的一道混并条；

b.二道混并：将6至8条一道混并条混和并合，并经6倍至8倍牵伸制成定量为20克/5米的二道混并条；

c.三道混并：将6至8条二道混并条混和并合，并经6倍至8倍牵伸制成定量为19.5克/5米的三道混并条；

3）粗纱：将三道混并条经8至11倍牵伸，加捻纺制成粗纱，其捻系数为65至75；

4）细纱：将粗纱按混纺纱常规工艺加捻纺制成细纱；

5）络筒成包：将细纱络成筒纱并成包入库。

在上述加工方法中，对完成牵切的不锈钢短纤维还可以进行扭折处理，使超过90%的不锈钢短纤维上形成1至3个扭折结构。也可以对完成牵切的不锈钢短纤维或完成扭折处理的不锈钢短纤维进行金属喷涂或沉积处理，使不锈钢短纤维的外表面形成凸起的导电颗粒，控制导电颗粒的高度为不锈钢短纤维直径的10%至15%，导电颗粒在不锈钢短纤维外表面的分布面积为不锈钢短纤维外表面面积的3%至5%，再将完成处理的不锈钢短纤维与棉纤维送入并条工序。本发明导电纱线的基础工艺流程如下：

导电纱线工艺流程：

棉花：清花(FA002→FA102B→SFA035→FA106B→SFA161→A076F)→梳棉FA201B→并条[一并(FA311)→二并(FA311)→三并(FA311)]→粗纱(TJFA458A)→细纱(FA502)→络筒(AC338)。

不锈钢纤维：牵切→扭折→喷涂→并条[一并(FA311)→二并(FA311)→三并(FA311)]→粗纱(TJFA458A)→细纱(FA502)→络筒(AC338)。

上述流程中并条后（包括并条）为同一工艺流程。

1、牵切：采用集束拉伸法将不锈钢长丝束进行牵切，制成主体长度为45毫米、定量为10克/5米的不锈钢短纤维条。

2、通过清花、梳棉和精梳三个工序将棉花制成定量为20克/5米的棉条，

1）清花：

棉卷重量380克/米，A002D打手速度740转/分，FA102B打手速度600转/分，FA106E打手速度600转/分，综合打手速度922转/分。

2）梳棉

生条干定量16.0克/5米，棉网张力牵伸1.46倍，锡林速度390转/分，刺辊速度1012转/分，道夫速度19.9转/分，盖板速度0.26米/分。锡林与盖板隔距0.30/0.24/0.24/0.24/0.28(毫米)。最终制成定量为20克/5米的棉条。

3、并条

并条工序是将经过牵切后的不锈钢纤维条与经过清花、梳棉后的棉条进行并合混和。对于需要扭折、喷涂或沉积处理的不锈钢纤维，在牵切后先进行扭折、喷涂或沉积处理，处理后再与经过清花、梳棉后的棉条进行并合混和。

为了使不锈钢纤维在纱线中的含量和分布达到均匀的目的，并条采用三道混并。

因不锈钢纤维长度比棉纤维长度长，且纤维强力低容易断裂，所以并条罗拉隔距应适当放大，降低前罗拉速度，以减少纤维断裂和确保牵伸正常，防止牵伸不良恶化条干。

并条工艺参数设定：

4、粗纱：同样由于不锈钢纤维长度比棉纤维长度长，且纤维强力低极易断裂，采用较大的罗拉隔距，较大的后区牵伸，防止粗纱牵伸不良。为防止粗纱在细纱工序滑脱断头，适当增大粗纱捻系数。

    粗纱工艺参数设定：

5、细纱

细纱工序易绕罗拉和皮辊，且不锈钢纤维对皮辊损伤较大，罗拉易出现中凹的现象，所以细纱前皮辊应采用80度硬度的化纤型皮辊硬度，细纱系数偏大掌握，增加纤维间的抱合力，提高成纱强力。

细纱工艺参数设定

6、络筒：

络筒工序主要是卷装成形，便于包装入库，并有效清除有害纱疵。由于不锈钢纤维具有导电性，纱疵的清除不能使用电容式电子清纱器，应采用光电式电子清纱器清除纱疵。纱线必须保证良好的结头形态，结头处强力要求达到原纱强力的80%以上。络纱线速度不能大于1200米/分。

络筒工艺参数设定

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1. 一种导电纱线，其特征是：所述的导电纱线由重量比10%至50%的不锈钢纤维、50%至90%的棉纤维混纺而成，所述的不锈钢纤维为直径Φ0.006 mm至Φ0.010mm、主体长度为35mm至50mm的不锈钢短纤维，超过90%的不锈钢短纤维上设有扭折结构，且每根不锈钢短纤维上的扭折结构为1至3个，不锈钢短纤维的外表面设有凸起的导电颗粒，导电颗粒的高度为不锈钢短纤维直径的10%至15%，导电颗粒在不锈钢短纤维外表面的分布面积为不锈钢短纤维外表面面积的3%至5%，所述的不锈钢纤维和棉纤维在导电纱线的横截面上均匀分布。

2.根据权利要求1所述的导电纱线，其特征是：所述的导电纱线由重量比20%至40%的不锈钢纤维、60%至80%的棉纤维混纺而成，所述不锈钢纤维为直径Φ0.006至Φ0.010mm，主体长度为35至50mm的不锈钢短纤维，所述的不锈钢纤维及棉纤维在导电纱线的横截面上均匀分布。

3. 根据权利要求1所述的导电纱线，其特征是：所述的导电颗粒为铜颗粒或铜合金颗粒。

4.一种权利要求1所述导电纱线的加工方法，其特征是包含以下步骤：

1）制条：

a.牵切：采用集束拉伸法将不锈钢长丝制成主体长度为45毫米、定量为10克/5米至15克/5米的不锈钢短纤维条；对完成牵切的不锈钢短纤维进行扭折处理，使超过90%的不锈钢短纤维上形成1至3个扭折结构；对完成扭折处理的不锈钢短纤维进行金属喷涂或沉积处理，使不锈钢短纤维的外表面形成凸起的导电颗粒，控制导电颗粒的高度为不锈钢短纤维直径的10%至15%，导电颗粒在不锈钢短纤维外表面的分布面积为不锈钢短纤维外表面面积的3%至5%；

b.通过清花、梳棉和精梳三个工序将棉花制成定量为20克/5米的棉条；

2）并条：将经过牵切后的不锈钢短纤维条与经过清花、梳棉后的棉条进行并合混和，制成不锈钢短纤维与棉混合的混合条：

a.一道混并：将2至5条不锈钢纤维条与3至6条棉条均匀喂入进行混和并合，并经6至8倍牵伸制成定量为20克/5米的一道混并条；

b.二道混并：将6至8条一道混并条混和并合，并经6倍至8倍牵伸制成定量为20克/5米的二道混并条；

c.三道混并：将6至8条二道混并条混和并合，并经6倍至8倍牵伸制成定量为19.5克/5米的三道混并条；

3）粗纱：将三道混并条经8至11倍牵伸，加捻纺制成粗纱，其捻系数为65至75；

4）细纱：将粗纱按混纺纱常规工艺加捻纺制成细纱；

5）络筒成包：将细纱络成筒纱并成包入库。