CN105358747A - 具有带纳米结构的填充物体的导电传送带以及制造方法 - Google Patents

Abstract

用来传送待气动压缩的纤维材料的传送带（8）至少在引导纤维材料的区域中由透气的平面产物、尤其是织物（5）构成，该平面产物由塑料细丝组成。这些塑料细丝（15）至少局部地构成为导电的。这些导电的塑料细丝（15）包含导电的填充物体，其中这些填充物体具有纳米结构并且由可延展的材料构成。在制造传送带（8）（该传送带用来输送待气动压缩的纤维材料）的方法中，塑料细丝（15）由塑料材料挤出，该塑料细丝至少局部地构成为导电的并且进一步加工成传送带的平面产物。将导电的填充物体在挤出之前添加到塑料物质中，这些填充物质具有纳米结构并且由可延展的材料构成。

Description

具有带纳米结构的填充物体的导电传送带以及制造方法

技术领域

本发明涉及一种用来传送待气动压缩的纤维材料的传送带，其中该传送带至少在引导纤维材料的区域中由透气的平面产物、尤其是织物构成，该平面产物由塑料细丝组成，并且该塑料细丝至少局部地构成为导电的，本发明还涉及该传动带的制造方法。

背景技术

在纺织机（例如环锭纺织机或喷气式纺织机）中借助压缩装置将纤维纺成纱线时，纤维材料首先在置于纺织机中的牵伸机构中牵伸。在经牵伸的纤维材料随后在纺织机的纺织单元中进行纺纱加捻之前，纤维材料通过压缩装置传导，经牵伸的复合纤维在该压缩装置中压缩并且降低其宽度，因此位于纤维束的边缘区域中的纤维能够良好地捆扎在产生的合股线中。因此能够制造出高质量的、绒毛少的纱线。

在气动的压缩装置中，透气的传送带通过吸气裂缝来引导。因此，传送带通过设置在牵伸机构出口之后的压缩区来驱动和传送。在这种具有透气的传送带的压缩装置中经常出现的问题是，通常由塑料纤维构成的传送带会加载静电，因此纤维和污物可能会不受期望地粘附在传送带上。因此会减少传送带的透气性以及压缩装置的压缩效果。为了解决此问题，已建议，传送带的织物构成为导电的，从而能够避免静电负荷。

例如由DE 20 2007 013 020 U1已知，一部分合股线（传送带的织物就是由合股线构成的）设置有金属层并因此构造得可导电。缺点是，该织物的纤维或合股线在制造之后必须经历相当昂贵的涂抹工艺，此外在传送带承受机械载荷时存在着涂层损坏的危险。

DE 10 2004 005 953 A1建议，给织物添加避免静电负荷的材料。例如金属纤维或碳纤维能够作为导电的原纤维插入复合细丝中。根据另一实施方式规定，塑料细丝是渗透了切断的碳纤维的单丝。因此虽然能够制造出能减少静电负荷的传送带。但存在的危险是，传送带的特征损失了灵活性和牢固性，因此在运转时可能会损坏该传送带。此外在特定的制造工艺中进一步加工这种细丝时，可能会损坏加工的纤维，这会影响细丝或传送带的导电性。

发明内容

因此本发明的目的是，建议一种传送带，它能够以简单的方式制成并且具有减少静电负荷的导电性。此外，还应该建议了相应的方法，用来制造这种传送带。

此目的借助独立权利要求的特征得以解决。

用来传送待气动压缩的纤维材料的传送带至少在引导纤维材料的区域中由透气的平面产物、尤其是织物构成，该平面产物由塑料细丝组成。这些塑料细丝至少局部地构成为导电的。按本发明，这些导电的塑料细丝通过以下方式构成为导电的，即它们包含导电的填充物体，其中这些填充物体具有纳米结构并且由可延展的材料构成。

在制造传送带（该传送带用来输送待气动压缩的纤维材料）的方法中塑料细丝由塑料材料挤出，该塑料细丝至少局部地构成为导电的并且进一步加工成传送带的平面产物。将导电的填充物体添入待挤出的塑料物质中，这些填充物质具有纳米结构并且由可延展的材料构成。

在本发明的范畴中，可延展的材料指断裂延伸率至少为10%的材料，其中断裂延伸率的数值是涉及常规的固体试样。由于应用了导电的纳米填充材料（它在挤出之前就已经添加到塑料物质中），能够通过熔融纺丝以常规方式制造导电的塑料细丝，但也能够制造精细的细丝。由于这些填充材料由可延展的材料构成，所以填充材料在细丝的制造过程中或在后继的加工步骤中受到损坏的危险比较小。因此，含有这种填充物体的塑料细丝能够在无特别措施的情况下在常规的纺织装置中以任意的精度制成，由于填充物体的延展性，这样制成的传送带也能够在运转时承受机械负荷，而不会像例如在应用常规的填充物质和尤其含碳的填充物质时那样丧失其传导性和灵活性。可延展的、位于该细丝中的填充物质能够非常好地塑性变形，而不会破裂。如果它们自身是可传导的，则它们能够通过细丝中的或多或少的相互接触产生可传导的细丝。

尤其有利的是，塑料细丝在挤出之后牵伸，尤其牵伸为其原始长度的2至10倍长。因此能够以已知的方式明显提高细丝的牢固性，因而牵伸的细丝例如具有比未牵伸的细丝高6倍的抗拉强度。以2至7之间的因子进行牵伸是尤其有利的。由于塑料细丝包含由可延展的材料构成的纳米物体，所以塑料细丝也以有利的方式在牵伸之后（这对于牢固性的提高来说是必要的）仍然具有非常高的传导性，因为纳米物体由于其延展性要么无损地经受所述过度牵伸，要么在裂开的情况下相互具有细小的间距，从而仍然能够通过细丝的塑料实现所述传导性。在这种塑料细丝中应用纳米物体时尤其有利的是，这些纳米物体与由相同材料构成的固体物质相比经常具有更一步改善的特性并且能够具有尤其高的延展性。

还有利的是，导电的塑料细丝构成为单丝，因为它们能够以尤其简单的方式制成和牵伸。

根据本发明的有利的改进方案，填充物体具有纵横比，即填充物体的长度与其最小的对角范围（宽度或直径）之间的比例至少是10，优选至少100且尤其优选至少1000。借助较长的纳米物体能够实现传导性尤其良好的塑料细丝和传送带，因为在结构较长时单个物体之间整体上只需要较少的接触桥来建立传导性。

还有利的是，该可延展的材料具有至少10%、优选至少30%且尤其优选至少40%的断裂延伸率。断裂延伸率这一表述又涉及以常规方式获得的、用于源自固体物质的拉伸试样的数值。尤其考虑包含金、银、铜、镍、铝、锌、锡亦或铅或由这些材料构成的填充物体。尤其有利的是，该可延展的材料是银和/或包含银，因为它能够达到约60%的断裂延伸率。因此对于该细丝来说还能够应用这样的材料（例如聚酰胺），即它以更高的因子（例如其原始长度的2至7倍）牵伸。但对于只以较小的因子牵伸的纤维来说，例如聚对苯二甲酸丁二醇酯构成的POY-纤维（部分取向丝），也可应用由断裂延伸率较低的材料构成的填充物体，例如钢材和不锈钢。

根据尤其有利的改进方案，这些填充物体设计成银制纳米棒。它们能够以高达约2000的纵横比制成，并且也适用于以更高因子牵伸的细丝。相反在延展率较低的材料中和/或在结构更短的情况下存在的危险是，这些单个的填充物体由于牵伸断裂亦或填充物体之间的接触桥相互裂开。

还有利的是，这些塑料细丝含有少于10%、优选少于5%的填充物体，因为这些细丝的机械特性只会略微改变并且这些细丝仍然具有良好的耐磨性。如果应用纵横比尤其高的纳米填充物体，则由于所需接触桥的数量较少也能达到非常好的传导性。

在制造传送带时还有利的是，将填充物体简单地添加到待挤出的塑料物质中，但它们不以特定的方式对准。然后在生产工艺中通过喷丝嘴和后继的牵伸，来使填充物体平行和纵向对准。具有较高纵横比的填充物体是尤其有利的，因为通过较长的长度和纵向对准，使得单个填充物体之间只需少量的接触桥。

同样有利的是，这些填充物质朝塑料细丝的表面具有最高10μm的最小间距，以便通过塑料细丝的材料实现电荷导出。

如果塑料细丝由人造聚合物、尤其是由聚酰胺构成，其中这些细丝在其进一步加工之前优选牵伸成平面产物，则能够实现质量高且牢固值高的传送带。但也可考虑由不同聚脂材料构成的塑料细丝。聚乙烯、聚醚醚酮或聚甲醛也可考虑。

在传送带的按本发明的实施方式中（可延展的纳米物体埋入塑料细丝中）还尤其有利的是，在传送带长时间运行之后不会影响传导性以及静电负荷的导出。例如对于加有涂层的纤维来说由于磨损随着时间的流逝传导性会变差，而通过纳米物体的无规则分布即使传送带磨损也总是能确保该传导性。

尤其有利的是，这些塑料细丝在挤出之后进行牵伸。在此证实为尤其有利的是，这些细丝牵伸为其原始长度的两倍至十倍长。所述牵伸因此有利地使该细丝保留了牢固性，该牢固性对于滤网皮带（Siebriemchen）的随后织造和随后的使用都是必要的。在使用例如坚硬的碳纳米管时，单个碳纳米管之间的接触桥在牵伸可能会破坏。该细丝在牵伸之后不再有传导性。因为例如银明显比碳更具延展性，所以细丝的传导性得以保留。

附图说明

现在借助附图详细地阐述了本发明。其中：

图1 在示意性的概要性视图中示出了纺织机中的气动压缩装置； 以及

图2 在示意性的俯视图中示出了具有传送带的压缩装置的压缩区。

参考标记列表

1. 纺织机

2. 牵伸机构

3. 压缩装置

4. 纺织单元

5. 织物

6. 牵伸机构的输出轧辊对

7. 压缩区

8. 传送带

9. 复合纤维

10. 吸入裂缝

11. 夹持轧辊

12. 吸入通道

13. 传送带的拉紧装置

14. 夹持位置

15. 细丝

P1. 复合纤维的传送方向。

具体实施方式

图1在示意性的横截视图中示出了气动的压缩装置3，其用来在纺织机 1上进行压缩纺织。该纺织机1具有牵伸机构2，该牵伸机构有此具有三个轧辊对，复合纤维9以已知的方式在这些轧辊对之间牵伸并有随后传输到纺织单元4（在此是环形锭子）中。为了减少待纺织的复合纤维9的宽度并因此能够制造出高质量的紧密纱线，在通过输出轧辊对6定义的牵伸机构出口之后设置有气动的压缩装置3。

它以已知的方式包含透气的传送带8，该传送带通过吸入裂缝10进行引导。该吸入裂缝10按此视图直接设置在吸入通道12中。该吸入通道12连接到低压源上并且也能够在多个纺织单元4上延伸。该传送带8借助拉紧装置13围绕着吸入通道12可拉紧地引导并且驱动，以便沿箭头P1的方向使复合纤维输送通过压缩区7。夹持轧辊11在此用来驱动传送带8，该夹持轧辊例如借助皮带传动装置或齿轮传动装置在驱动技术方面与牵伸机构2的输出轧辊对6相连。最后复合纤维9在压缩区7中经历吸入流体的压缩效应。该夹持轧辊11同时构成夹持位置14，它限定了该压缩区7并且复合纤维9在该夹持位置之后传输到纺织单元4中，该复合纤维在此处进行纺纱加捻。

此处所示的压缩装置在此只是示例性的。因此，传送带8也能够代替驱动器通过夹持轧辊11以其它方式驱动，或者能够通过自驱动的滚筒来引导。此外，就压缩装置的单个部件的布局而言，还可能具有大量的变形方式。同样，也可以应用大量的其它裂缝形式，来代替图2所示的吸入裂缝10。按本发明的传送带8能够应用在所有需要透气的传送带8的压缩装置3中。

图2 现在在示意性的俯视图中示出了具有按本发明的传送带8的压缩装置3的压缩区7。为了表述清晰，在此没有示出这种牵伸机构轧辊6以及夹持轧辊11。该传送带8在此由织物5构成，它由单个的塑料细丝15织成并因此具有高强度。该传送带8的实施方式同样只是示例性的。因此，该传送带8也能够仅仅在其中间区域（其通过吸入裂缝10进行引导）中设计成透气的织物，并且在边缘区域中更牢固地交织或由其它材料构成。此外，该传送带8也可由多重穿孔的平面产物构成，该平面产物由塑料细丝15（例如针织物）构成。

现在为了避免传送带8（其由塑料细丝15构成并且通常传输塑料纤维）的静电负荷，至少一部分塑料细丝15构成为导电的，其中给塑料细丝添加导电的填充物体，该填充物体具有纳米结构并且由可延展的材料构成。借助由可延展的材料构成的填充物质能够尤其简单地制成相应的塑料细丝，因为它只是必须添加待挤出的塑料物质，并且由于其延展性在加工过程中（例如在拉出熔融喷嘴时并且尤其在后继的牵伸过程中）不会损坏该塑料细丝。由于该纳米结构，在此也能够通过常规的熔融纺丝方式来制造更精细的塑料细丝15。由于添加的填充物体的延展性，由这种塑料细丝制成的传送带的灵活性和牢固性不会受到影响，因此通过运转时的负荷不会断开塑料细丝之间的接触桥并因此不会降低传导性。这样制成的塑料细丝15还能够在熔融纺丝之后进行牵伸，以提高它的固性。在此也不必担心添加的可延展的填充物质或接触桥断裂，因此几乎能够完全保留细丝的传导性。相反，在已添入了碳纤维的细丝中已通过细微的膨胀使贴靠在一起的接触桥裂开，并因此降低了传导性。同样，渗入了碳纤维的细丝不会或只会被非常低的因子牵伸，否则同样会担心纤维块的撕裂，也会担心单个埋入的纤维之间的接触桥的破碎。

在按本发明的传送带中尤其有利的还有，它在许多工作小时之后以及在传送带8强裂磨损时还能维持它的导电性。因此尤其在夹持位置14的范围（夹持轧辊11在此限定了压缩区7）引起了传送带8的尤其高的磨损，该磨损在由加涂层的细丝15构成的传送带8中随着时间的流逝可能会明显地降低传导性。

为了制造按本发明的尤其有利的实施例所述的传送带8，将填充物质或具有纳米结构的填充物体添加到塑料熔化物（尤其是聚酰胺熔化物）中。银制纳米棒在此证实为尤其有利的，它具有高达2000的纵横比（Aspektverhältnis）。例如能够添加直径为50nm且长度为100μm的银制纳米棒。由于这种银制纳米棒的长度，在添加相对少量的填充物体时就能达到足够的导电性。同时，银制纳米棒具有尤其高的延展性。例如，纯银作为固体已经具有达60% 的断裂延伸率。由于添加的银制纳米棒的尤其高的延展性，还能够以更大的因子来牵伸产生的细丝15，而单个的相邻的银制纳米棒之间的接触桥不会撕裂或破裂。

但是也可应用由金构成的纳米棒，它大多具有更小的纵横比。金以及金合金也具有高的断裂延伸率。如果塑料细丝在制造之后只以非常小的因子牵引，则原则上也能考虑由铁或钢材构成的纳米纤维，就常规的试棒而言借助它仍然能够实现达30%的断裂延伸率。

由于所用的填充物体具有高的断裂延伸率，在单个物体破裂或单个接触桥撕裂之后单个填充物体之间的间距也能够如此之小，从而仍然能够确保传导性。

具有一定温度的聚酰胺例如能够具有达20伏/每μm的击穿电压。如果在单个的细丝中或在织物中这些填充物体例如以最大10μm的间距相互或朝塑料细丝的表面设置，则在电压为200伏时就已经能够放电。尤其在应用纵横比非常高的填充物体时，由于单个填充物体的长度，当塑料细丝中的布局简单且不规则时，即简单添加至塑料熔化物中时，能够无问题地实现这些数值。

本发明并不局限于这些所示的实施例。在专利权利要求范畴内的其它变形方案或组合都同样落入本发明中。

Claims (12)

1.一种用来传送待气动压缩的纤维材料的传送带，其中所述传送带（8）至少在引导纤维材料的区域中由透气的平面产物、尤其是织物构成，所述平面产物由塑料细丝（15）组成，其中所述塑料细丝（15）至少局部地构成为导电的，其特征在于，所述导电的塑料细丝（15）包含导电的填充物体，其中所述填充物体具有纳米结构并且由可延展的材料构成。

2.根据前述权利要求所述的传送带，其特征在于，构成为导电的塑料细丝（15）是牵伸的，尤其以其原始长度的两倍至十倍进行牵伸。

3.根据前述权利要求所述的传送带，其特征在于，构成为导电的塑料细丝（15）构成为单丝。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传送带，其特征在于，所述填充物体具有至少10、优选至少100且尤其优选至少1000的纵横比。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传送带，其特征在于，所述可延展的材料具有至少10%、优选至少30%且尤其优选至少40%的断裂延伸率。

6.根据前述权利要求中任一项所述的传送带，其特征在于，所述可延展的材料是金属、尤其是银或者金，和/或包含这样的金属。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传送带，其特征在于，所述填充物体是金属纳米棒，尤其是银质或金质纳米棒，尤其具有约2000的纵横比。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传送带，其特征在于，所述塑料细丝（15）含有少于10%、优选少于5%的填充物体。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传送带，其特征在于，所述填充物质朝塑料细丝（15）的表面具有最高10μm的最小间距。

10.根据前述权利要求中任一项所述的传送带，其特征在于，塑料细丝（15）由人造聚合物、尤其是聚脂或聚酰胺构成。

11.一种用来制造传送带（8）的方法，该传送带用来传送待气动压缩的纤维材料，其中所述传送带（8）至少局部地由透气的平面产物、尤其是织物（5）构成，其中塑料细丝（15）从塑料物质中挤出，所述塑料细丝至少局部地构成为导电的，并且其中所述塑料细丝（15）进一步加工成所述平面产物，其特征在于，在挤出之前将导电的填充物体添加到所述塑料物质中，所述填充物质具有纳米结构并且由可延展的材料构成。

12.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述塑料细丝（15）在挤出之后牵伸，尤其牵伸为其原始长度的两倍至十倍长。