CN110129942B - 弹性导电纱线及其制备方法 - Google Patents

弹性导电纱线及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110129942B
CN110129942B CN201910517612.0A CN201910517612A CN110129942B CN 110129942 B CN110129942 B CN 110129942B CN 201910517612 A CN201910517612 A CN 201910517612A CN 110129942 B CN110129942 B CN 110129942B
Authority
CN
China
Prior art keywords
yarn
conductive
elastic
fiber filament
roller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910517612.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110129942A (zh
Inventor
韦炜
王栋
汤清伦
钟卫兵
蔡玲玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Textile University
Original Assignee
Wuhan Textile University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Textile University filed Critical Wuhan Textile University
Priority to CN201910517612.0A priority Critical patent/CN110129942B/zh
Publication of CN110129942A publication Critical patent/CN110129942A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110129942B publication Critical patent/CN110129942B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/32—Elastic yarns or threads ; Production of plied or cored yarns, one of which is elastic
    • D02G3/328—Elastic yarns or threads ; Production of plied or cored yarns, one of which is elastic containing elastane
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/441—Yarns or threads with antistatic, conductive or radiation-shielding properties

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种弹性导电纱线的制备方法，包括如下步骤：S1，采用环锭纺制备导电包芯纱；在环锭纺细纱机上，将预定量的纤维粗纱从喇叭口喂入，经过牵伸装置牵伸后得到纤维须条，纤维须条被牵伸装置的前下罗拉和前上皮辊组成的第一前罗拉口按压；同时，导电纤维长丝经过第一张力盘、第一导丝辊后，从第一前罗拉口喂入，加捻包缠形成导电包芯纱；S2，采用环锭纺制备弹性导电纱；将弹性纤维长丝与步骤S1得到的导电包芯纱分别对应经过张力盘与导丝辊后，同时从第二前罗拉口喂入，加捻包缠，得到弹性导电纱线。该制备方法易于实现规模化生产，制备的弹性导电纱线具有同时满足柔性、可拉伸性，且保证产生形变时电阻不变的优良性能，应用范围广。

Description

弹性导电纱线及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种满足柔性、可拉伸性的同时，保证电阻不变的弹性导电纱线及其制备方法。
背景技术
由于纤维具有柔性特点，将其与导电材料复合制备的柔性导电材料具有广阔的应用前景。例如：柔性导电材料可用于制备功能性纺织品，或者将其应用于电学器件中通过形变控制电路的导通或断开。但是，现有技术中，制备的柔性导电材料大多在产生形变时，电阻也会改变，导致电路中的有效电阻改变，测试结果偏差较大，测试结果的参考价值降低。
现有技术中，由于材料的结构和性能的限制，制备的导电复合材料很难实现同时具备导电性、柔性、且在发生形变时的保持电阻不变的性能。例如：专利CN 101728005 A公开了一种压力敏感导电纱线的制备方法，可满足弹性拉伸的功能。但是，其制备的缠绕纱线是导电纤维和非导电纤维的混纺纱线，且缠绕纱线的电阻值随着伸长或收缩而发生变化，无法满足在拉伸变形时仍然保持稳定的电阻。
另外，现有技术中的导电纤维大多作为外包纱。例如：专利CN 108364797A公开了一种碳纳米管纱线电极的制备方法，该方法使碳纳米管吸附在经氯化亚锡敏化后的聚酯纤维纱线上，利用了碳纳米管的导电性制备出了一种碳纳米管在纤维表面均匀分布的导电纱线及织物；但是，该方法所制备的纱线不具备弹性拉伸的功能，且碳纳米管裸露在纱线外侧，在织造过程中，容易受到摩擦发生脱落，使导电性下降，不利于规模化生产；并且碳纳米管长期与人体接触，会影响人体健康。
并且，现有技术很难制备基于普通纺织品的纱线电极，难以实现规模化生产；也没有同一方法可制备基于普通纺织品的可拉伸的织物电极及纱线电极。
有鉴于此，有必要提出一种弹性导电纱线及其制备方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同时满足柔性、可拉伸性，且产生拉伸形变时电阻稳定性良好的弹性导电纱线及其制备方法。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种弹性导电纱线的制备方法，包括如下步骤：
S1，采用环锭纺制备导电包芯纱；在环锭纺细纱机上，将预定量的纤维粗纱从喇叭口喂入，经过牵伸装置牵伸后得到纤维须条，所述纤维须条被所述牵伸装置的前下罗拉和前上皮辊组成的第一前罗拉口按压；
同时，导电纤维长丝经过第一张力盘、第一导丝辊后，从所述第一前罗拉口喂入，加捻包缠形成导电包芯纱；所述导电包芯纱的芯纱为所述导电纤维长丝，所述导电包芯纱的鞘层为所述纤维粗纱；
S2，采用环锭纺制备弹性导电纱；将弹性纤维长丝与步骤S1得到的所述导电包芯纱分别对应经过第二张力盘与第二导丝辊、第三张力盘与第三导丝辊后，同时从第二前罗拉口喂入，加捻包缠，得到弹性导电纱线；所述弹性导电纱线包括所述弹性纤维长丝和螺旋状包缠在所述弹性纤维长丝外侧的所述导电包芯纱。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述第一张力盘用于控制所述导电纤维长丝的喂入预加张力，所述喂入预加张力的取值范围为10～25g。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述第一导丝辊用于控制所述导电纤维长丝的喂入位置，所述导电纤维长丝的喂入位置位于所述纤维须条的正中间位置。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述导电包芯纱的芯纱与鞘层的纤维定量比的取值范围为1：5～1：10，捻系数取值范围为320～440。
作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述导电包芯纱以Z捻向或S捻向包缠在所述弹性纤维长丝的外侧，该包缠方向与所述导电包芯纱的捻向保持一致，捻系数取值范围为280～440。
作为本发明的进一步改进，所述牵伸装置还包括中罗拉牵伸对和后罗拉牵伸对；所述后罗拉牵伸对与所述中罗拉牵伸对组成后牵伸区，所述中罗拉牵伸对与所述前罗拉牵伸对组成前牵伸区；在步骤S1中，所述牵伸装置的总牵伸倍数的取值范围为13～30，所述后牵伸区的牵伸倍数的取值范围为1～2。
作为本发明的进一步改进，在步骤S1与步骤S2中，细纱机的环锭转速不同。
为实现上述发明目的，本发明还提供了一种弹性导电纱线，根据前述技术方案中任一技术方案所述的弹性导电纱线的制备方法制得，所述弹性导电纱线包括弹性纤维长丝和螺旋状包缠在所述弹性纤维长丝外侧的导电包芯纱；所述导电包芯纱的芯纱为导电纤维长丝，所述导电包芯纱的鞘层为纤维短纤。
作为本发明的进一步改进，所述弹性导电纱线可用作纱线电极或用于制备织物电极、纱线开关、智能导线、柔性电路。
本发明的有益效果是：
1.本发明的弹性导电纱线的制备方法，使用的是现有的纺纱设备，降低了生产成本；采用的是成熟的环锭纺工艺，易于实现规模化生产，技术成熟；
2.首先制备得到芯纱为导电纤维长丝，鞘层为纤维短纤的导电包芯纱；导电包芯纱的结构是中心是具有纤维柔性特点的导电纤维长丝，外层是纤维缠绕，使得导电纤维长丝绝缘的同时仍保留柔性；
3.将导电包芯纱螺旋状包缠在弹性纤维长丝外侧。设置于导电包芯纱中间的弹性纤维长丝为该弹性导电纱线提供拉伸弹性，每个捻回之间的纱线保持绝缘，且基于螺旋缠绕的结构，在动态拉伸该弹性导电纱线时，螺旋缠绕在弹性纤维长丝外侧的导电包芯纱彼此之间绝缘，能够沿弹性纤维长丝方向延伸运动，且其有效导电长度保持不变，即电阻稳定；
4.由纤维基材通过加捻复合而成，与涂层的方法相比，弹性、耐磨性更好；与金属相比，柔性、弹性更好；与导电聚合物相比，工艺简单、安全环保、可应用在可穿戴方面，服用性能更佳，可用作纱线电极或用做制备织物电极，应用范围广。
附图说明
图1为本发明弹性导电纱线的制备方法中步骤S1得到的导电包芯纱的结构示意图。
图2为本发明弹性导电纱线的结构示意图。
图3为本发明弹性导电纱线的制备方法中步骤S1的工作原理示意图。
图4为本发明弹性导电纱线的制备方法中步骤S2的工作原理示意图。
图5为实施例一的弹性导电纱线的电热测试数据图。
图6为实施例二的弹性导电纱线的电热测试数据图。
图7为实施例三的弹性导电纱线的电热测试数据图。
图8为实施例四的弹性导电纱线的电热测试数据图。
图9为实施例五的弹性导电纱线的电热测试数据图。
图10为实施例六的弹性导电纱线的电热测试数据图。
附图标记：
100-弹性导电纱；10-导电包芯纱；101-第三张力盘；102-第三导丝辊；11-纤维粗纱；12-导电纤维长丝；121-第一张力盘；第一导丝辊122；20-弹性纤维长丝；201-第二张力盘；202-第二导丝辊；30-牵伸装置；31-前下罗拉；32-前上皮辊；33-中罗拉牵伸对；34-后罗拉牵伸对；40-纱管；41-导纱钩。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
请参阅图1至图4所示，本发明提供了一种弹性导电纱线的制备方法，包括如下步骤：
S1，采用环锭纺制备导电包芯纱10；在环锭纺细纱机上，将预定量的纤维粗纱11从喇叭口(未图示)喂入，经过牵伸装置30牵伸后得到纤维须条，纤维须条被牵伸装置30的前下罗拉31和前上皮辊32组成的第一前罗拉口按压；
同时，导电纤维长丝12经过第一张力盘121、第一导丝辊122后，从第一前罗拉口喂入，加捻包缠形成导电包芯纱10；导电包芯纱10的芯纱为导电纤维长丝12，导电包芯纱10的鞘层为纤维粗纱11；
S2，采用环锭纺制备弹性导电纱100；将弹性纤维长丝20与步骤S1得到的导电包芯纱10分别对应经过第二张力盘201与第二导丝辊202、第三张力盘101与第三导丝辊102后，同时从第二前罗拉口喂入，加捻包缠，得到弹性导电纱线100；该弹性导电纱线100包括弹性纤维长丝20和螺旋状包缠在弹性纤维长丝20外侧的导电包芯纱10(如图2所示)。
其中，在步骤S1中，第一张力盘121用于控制导电纤维长丝12的喂入预加张力，第一导丝辊122用于控制导电纤维长丝12的喂入位置。在本发明中，导电纤维长丝12的喂入预加张力的取值范围为10～25g，导电纤维长丝12的喂入位置位于纤维须条的正中间位置。如此设置，可以使得得到的导电包芯纱10中的芯纱导电纤维长丝12位于鞘层纤维粗纱11的正中间位置，提高了导电包芯纱10的外周的绝缘性及导电稳定性。
牵伸装置30还包括中罗拉牵伸对33和后罗拉牵伸对34；后罗拉牵伸对34与中罗拉牵伸对33组成后牵伸区，中罗拉牵伸对33与前罗拉牵伸对(前下罗拉31和前上皮辊32)组成前牵伸区。在本发明中，在步骤S1中，牵伸装置30的总牵伸倍数的取值范围为13～30，后牵伸区的牵伸倍数的取值范围为1～2。通过实验可知，若后牵伸区的牵伸倍数过小，纤维粗纱11在后牵伸区不能得到有效牵伸，会使成纱粗节增多；若后牵伸区的牵伸倍数过大，会引起牵伸波，使纱线质量恶化。优选地，导电包芯纱10的鞘层(纤维粗纱11)干定量为6g/10M，总牵伸倍数为13.39，后牵伸区的牵伸倍数为1.6时，导电包芯纱10的各项性能优良。
其中，导电包芯纱10的鞘层(纤维粗纱11)由干定量为6～12g/10M、切段长度为35～60mm的纤维制成，该纤维可以为涤纶、锦纶或腈纶中的一种。当然，该纤维还可以为其他吸湿性低的纤维，具体不予限制。导电纤维长丝12包括但不限于为金属长丝、镀导电聚合物或镀纳米金属的导电纤维长丝，其细度取值范围为15～150D。优选的，导电纤维长丝12是镀纳米银的尼龙长丝，其细度取值为50D，在保证导电性的同时纱线更加柔软。
导电包芯纱10的芯纱与鞘层的纤维定量比的取值范围为1：5～1：10。通过实验可知，在步骤S1中，为了保证能够完全包芯，芯纱与鞘层的最低纤维定量比是1：5。优选地，在导电包芯纱10的芯纱与鞘层的纤维定量比为1：7的条件下，导电包芯纱10能够完全包覆，且导电包芯纱10的各项性能优良，并且相比于1：10的配比，更节省鞘层原料，导电包芯纱10也更加柔软，柔性更佳。
如此，在步骤S1中，纤维粗纱11与导电纤维长丝12一同以“S”型或“Z”型螺旋缠绕加捻，纤维粗纱11将导电纤维长丝12包裹在中心形成导电包芯纱10，同时导电包芯纱10经由导纱钩41不断卷绕在纱管40上。将导电纤维长丝12作为芯纱，避免了传统包芯纱中将导电纤维长丝裸露在纱线表面，在织造过程中，容易受到摩擦发生断裂，难以完成织造过程的问题，提高了可纺性，延长了纱线的使用寿命。
同样的，在步骤S2中，第二张力盘201与第二导丝辊202、第三张力盘101与第三导丝辊102分别对应用于控制弹性纤维长丝20与导电包芯纱10的喂入位置及喂入预加张力。
在步骤S2中，导电包芯纱10以Z捻向或S捻向包缠在弹性纤维长丝20的外侧，该包缠方向与导电包芯纱10的捻向保持一致，捻系数取值范围为280～440。即，若步骤S1中，纤维粗纱11与导电纤维长丝12是S捻向加捻，则导电包芯纱10以S捻向包缠在弹性纤维长丝20外侧，反之亦然。弹性纤维长丝20可以为氨纶，其细度取值范围为15～150D。优选的，涤纶短纤的粗纱干定量为6g/10M；弹性纤维长丝氨纶的细度为70D。通过实验可知，此时该弹性导电纱线100的弹性较好。当然，弹性纤维长丝20也可以为其他具有弹性的纤维，具体不予限制。
在步骤S1与步骤S2中，细纱机的环锭转速不同。在步骤S1中，细纱机的环锭转速为5500r/min；在步骤S2中，细纱机环锭转速为4500r/min。
下面结合实施例1至实施例5对本发明弹性导电纱线的制备方法及制备的弹性导电纱线的性能进行比较：
实施例一
纤维短纤为涤纶粗纱，导电纤维长丝12为镀银尼龙长丝；弹性纤维长丝20为氨纶。其中，镀银尼龙长丝与涤纶粗纱的纤维定量比为1：7～1：8。
在环锭纺细纱机上，将粗纱干定量为6g/10M的涤纶粗纱从喇叭口喂入，牵伸装置的总牵伸倍数为13～15，后牵伸区的牵伸倍数为1～2，芯纱镀银尼龙长丝依次经过第一张力盘121与第一导丝辊122，镀银尼龙长丝的喂入预加张力为10～25g。涤纶粗纱与镀银尼龙长丝S捻向加捻包缠形成导电包芯纱10，其捻系数为320～440。其中，细纱机的环锭转速为5500r/min。
将氨纶与得到的导电包芯纱10分别对应经过第二张力盘201与第二导丝辊202、第三张力盘101与第三导丝辊102后，同时从第二前罗拉口喂入，加捻包缠，得到弹性导电纱线100。其中，氨纶与导电包芯纱10的喂入预加张力均为20g；细纱机的环锭转速为4500r/min；氨纶与导电包芯纱10的加捻捻向为S捻，捻系数为420；制备得到包括氨纶和螺旋状包缠在氨纶外侧的导电包芯纱10的弹性导电纱线100。
具体的，镀银尼龙长丝与涤纶粗纱的纤维定量比为1：7；牵伸装置的总牵伸倍数为13.39，后牵伸区的牵伸倍数为1.6，镀银尼龙长丝的喂入预加张力为10g，涤纶粗纱与镀银尼龙长丝S捻向加捻包缠形成导电包芯纱10。
氨纶与导电包芯纱10的喂入预加张力均为20g；氨纶与导电包芯纱10的加捻捻向为S捻，捻系数为420；制备得到包括氨纶和螺旋状包缠在氨纶外侧的导电包芯纱10的弹性导电纱线100。
对原长度20cm的弹性导电纱线100进行动态拉伸并测试拉伸长度与实测电阻的关系如下表1所示。
表1拉伸长度与实测电阻的关系
Figure GDA0002618592010000081
对原长度20cm的弹性导电纱线分别在5V、6V、7V进行电热性能测试，测试数据如图5所示。根据图5可知，在5V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在28.8/℃；在6V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在31.3/℃；在7V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在34.8/℃；均表现出了良好的电热稳定性。
实施例二
实施例二中的弹性导电纱线的制备方法与实施例1的区别仅在于：步骤S1中，导电包芯纱10的捻系数为360；步骤S2中，氨纶与导电包芯纱10的加捻的捻系数为360，其他操作与实施例1的基本相同，在此不再赘述。
对原长度20cm的弹性导电纱线100进行动态拉伸并测试拉伸长度与实测电阻的关系如下表2所示。
表2拉伸长度与实测电阻的关系
Figure GDA0002618592010000082
对原长度20cm的弹性导电纱线分别在5V、6V、7V进行电热性能测试，测试数据如图6所示。根据图6可知，在5V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在30.3/℃；在6V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在34/℃；在7V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在37.3/℃；均表现出了良好的电热稳定性。
实施例三
实施例三中的弹性导电纱线的制备方法与实施例1的区别仅在于：步骤S1中，导电包芯纱10的捻系数为380；步骤S2中，氨纶与导电包芯纱10的加捻的捻系数为380，其他操作与实施例1的基本相同，在此不再赘述。
对原长度20cm的弹性导电纱线100进行动态拉伸并测试拉伸长度与实测电阻的关系如下表3所示。
表3拉伸长度与实测电阻的关系
Figure GDA0002618592010000091
对原长度20cm的弹性导电纱线分别在5V、6V、7V进行电热性能测试，测试数据如图7所示。根据图7可知，在5V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在29.2/℃；在6V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在32.3/℃；在7V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在35/℃；均表现出了良好的电热稳定性。
实施例四
实施例四中的弹性导电纱线的制备方法与实施例1的区别仅在于：步骤S1中，导电包芯纱10的捻系数为400；步骤S2中，氨纶与导电包芯纱10的加捻的捻系数为400，其他操作与实施例1的基本相同，在此不再赘述。
对原长度20cm的弹性导电纱线100进行动态拉伸并测试拉伸长度与实测电阻的关系如下表4所示。
表4拉伸长度与实测电阻的关系
Figure GDA0002618592010000092
Figure GDA0002618592010000101
对原长度20cm的弹性导电纱线分别在5V、6V、7V进行电热性能测试，测试数据如图8所示。根据图8可知，在5V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在29/℃；在6V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在31.6/℃；在7V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在34.6/℃；均表现出了良好的电热稳定性。
实施例五
实施例五中的弹性导电纱线的制备方法与实施例1的区别仅在于：步骤S1中，导电包芯纱10的捻系数为440；步骤S2中，氨纶与导电包芯纱10的加捻的捻系数为440，其他操作与实施例1的基本相同，在此不再赘述。
对原长度20cm的弹性导电纱线100进行动态拉伸并测试拉伸长度与实测电阻的关系如下表5所示。
表5拉伸长度与实测电阻的关系
Figure GDA0002618592010000102
对原长度20cm的弹性导电纱线分别在5V、6V、7V进行电热性能测试，测试数据如图9所示。根据图9可知，在5V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在28.6/℃；在6V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在31/℃；在7V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在33.9/℃；均表现出了良好的电热稳定性。
实施例六
实施例六中的弹性导电纱线的制备方法与实施例1的区别仅在于：步骤S1中，导电包芯纱10的捻系数为320；步骤S2中，氨纶与导电包芯纱10的加捻的捻系数为280，其他操作与实施例1的基本相同，在此不再赘述。
对原长度20cm的弹性导电纱线100进行动态拉伸并测试拉伸长度与实测电阻的关系如下表6所示。
表6拉伸长度与实测电阻的关系
Figure GDA0002618592010000111
对原长度20cm的弹性导电纱线分别在5V、6V、7V进行电热性能测试，测试数据如图10所示。根据图10可知，在5V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在32.2/℃；在6V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在35.8/℃；在7V的电压下，随着时间的延长，弹性导电纱线的电热稳定在38.7/℃；均表现出了良好的电热稳定性。
表7实施例一至实施例六制备的弹性导电纱线的力学性能
Figure GDA0002618592010000112
根据表1至表7的数据可知：所制备的弹性导电纱线100在拉伸变形率为35％的情况下，电阻变化率均在5％以内，表现出了良好的电阻恒定性能；另外，弹性导电纱线100的断裂伸长率可达70.04％，在外加较大强力的情况下，弹性导电纱线100表现出了良好的拉伸性能。
本发明还提供了使用前述的弹性导电纱线的制备方法制备的弹性导电纱线100。该弹性导电纱线100包括弹性纤维长丝20和螺旋状包缠在弹性纤维长丝20外侧的导电包芯纱10。
导电包芯纱10的芯纱为导电纤维长丝12，导电包芯纱10的鞘层为纤维短纤。导电纤维长丝12位于纤维短纤11的正中间位置，导电纤维长丝12与纤维短纤11以Z捻向或S捻向加捻，捻系数范围为320～440。在本实施方式中，导电纤维长丝12为镀银尼龙长丝，其细度范围为15～150D；该导电包芯纱10的鞘层为粗纱干定量6～12g/10M的涤纶短纤。
当然，导电纤维长丝12也可以为其他镀纳米金属的导电纤维长丝或金属长丝，具体不予限制。
导电包芯纱10以Z捻向或S捻向包缠在弹性纤维长丝20的外侧，该包缠方向与导电包芯纱10捻向保持一致，捻系数为280～440。弹性纤维长丝20的细度范围为15D～150D。在本实施方式中，弹性纤维长丝20为氨纶。当然，弹性纤维长丝20也可以为其他具有弹性的纤维，具体不予限制。
设置于导电包芯纱10中间的弹性纤维长丝20为该弹性导电纱线100提供拉伸弹性，每个捻回之间的纱线保持绝缘，且基于螺旋缠绕的结构，在动态拉伸该弹性导电纱线100时，螺旋缠绕在弹性纤维长丝20外侧的导电包芯纱10彼此之间绝缘，能够沿弹性纤维长丝20方向延伸运动，且其有效导电长度保持不变，即电阻稳定。另外，该弹性导电纱线100分别利用了导电纤维长丝12的导电性与弹性纤维长丝20的弹性拉伸特性，协同发挥了各材质的特性，拉伸后弹性导电纱线100电阻稳定性良好，弥补了现有导线的不足，同时满足柔性、可拉伸性，且保证产生拉伸形变时电阻稳定性良好，应用范围广。
例如，弹性导电纱线100可用作纱线电极或用于制备织物电极，将纱线电极或织物电极用于压力传感器，当外力作用于压力传感器时，纱线电极或织物电极实现导通或断开。弹性导电纱线100还可用于制备智能导线，当智能导线所在的电路电流过大，智能导线就会自己燃烧掉，使得所在电路断路，起到保护作用。此外，将该弹性导电纱线织成导电网路，可应用在柔性电路设计的领域，满足电子元件的柔性需要。需要说明的是，该纱线电极或织物电极适用于各种要求在形变状态下保持电阻不变的应用环境，在此不一一列举了。
需要说明的是，本申请中的第一张力盘121、第一导丝辊122、第二张力盘201、第二导丝辊202、第三张力盘101及第三导丝辊102中的“第一”“第二”及“第三”并不是对数量或者结构的限制，仅是为了一一对应，便于读者理解。
综上所述，本发明弹性导电纱线的制备方法，使用现有的纺纱设备及成熟的环锭纺工艺，首先制备得到芯纱为导电纤维长丝12，鞘层为纤维粗纱11的导电包芯纱10；导电包芯纱10的结构是中心是具有纤维柔性特点的导电纤维长丝12，外层是纤维材料包覆，使得导电纤维长丝12绝缘的同时仍保留着柔性；再将该导电包芯纱10螺旋状包缠在弹性纤维长丝20外侧。如此设置，设置于导电包芯纱10中间的弹性纤维长丝20为该弹性导电纱线100提供拉伸弹性，每个捻回之间的导电包芯纱之间保持绝缘，且基于螺旋缠绕的结构，在动态拉伸该弹性导电纱线100时，螺旋缠绕在弹性纤维长丝20外侧的导电包芯纱10彼此之间绝缘，能够沿弹性纤维长丝20的纵向延伸运动，且其直径保持不变、有效导电长度保持不变，即电阻稳定。通过实验可知，该弹性导电纱线100的电热稳定性良好。该弹性导电纱线100分别利用了导电纤维长丝12的导电性与弹性纤维长丝20的弹性拉伸特性，协同发挥了各材质的特性，达到了拉伸后弹性导电纱线100电阻保持不变的目的，弥补了现有导线的不足，同时满足柔性、可拉伸性，且保证产生形变时电阻不变的优良性能，应用范围广；另一方面，该制备方法使用的是现有的纺纱设备，降低了生产成本；采用的是成熟的环锭纺工艺，易于实现规模化生产。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种弹性导电纱线的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，采用环锭纺制备导电包芯纱；在环锭纺细纱机上，将预定量的纤维粗纱从喇叭口喂入，经过牵伸装置牵伸后得到纤维须条，所述纤维须条被所述牵伸装置的前下罗拉和前上皮辊组成的第一前罗拉口按压；
同时，导电纤维长丝经过第一张力盘、第一导丝辊后，从所述第一前罗拉口喂入，加捻包缠形成导电包芯纱；所述导电包芯纱的芯纱为所述导电纤维长丝，所述导电包芯纱的鞘层为所述纤维粗纱，且所述导电包芯纱的芯纱与鞘层的纤维定量比的取值范围为1：5～1：10，所述导电包芯纱的捻系数取值范围为320～440；
S2，采用环锭纺制备弹性导电纱；将弹性纤维长丝与步骤S1得到的所述导电包芯纱分别对应经过第二张力盘与第二导丝辊、第三张力盘与第三导丝辊后，同时从第二前罗拉口喂入，加捻包缠，得到弹性导电纱线；所述导电包芯纱以Z捻向或S捻向包缠在所述弹性纤维长丝的外侧，该包缠方向与所述导电包芯纱的捻向保持一致，捻系数取值范围为280～440；所述弹性导电纱线包括所述弹性纤维长丝和螺旋状包缠在所述弹性纤维长丝外侧的所述导电包芯纱；所述导电包芯纱螺旋包缠在所述弹性纤维长丝的外表面，且所述导电包芯纱的外表面与所述弹性纤维长丝的外表面相接触；在动态拉伸该弹性导电纱线时，螺旋缠绕在所述弹性纤维长丝外侧的导电包芯纱彼此之间绝缘，且能够沿所述弹性纤维长丝的延伸方向延伸运动，在拉伸变形率为35％时，所述弹性导电纱线的电阻变化率在5％以内；所述弹性导电纱线可用作纱线电极或用于制备织物电极、纱线开关、智能导线、柔性电路。
2.根据权利要求1所述的弹性导电纱线的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述第一张力盘用于控制所述导电纤维长丝的喂入预加张力，所述喂入预加张力的取值范围为10～25g。
3.根据权利要求1所述的弹性导电纱线的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述第一导丝辊用于控制所述导电纤维长丝的喂入位置，所述导电纤维长丝的喂入位置位于所述纤维须条的正中间位置。
4.根据权利要求1所述的弹性导电纱线的制备方法，其特征在于：所述牵伸装置还包括中罗拉牵伸对和后罗拉牵伸对；所述后罗拉牵伸对与所述中罗拉牵伸对组成后牵伸区，所述中罗拉牵伸对与所述前罗拉牵伸对组成前牵伸区；在步骤S1中，所述牵伸装置的总牵伸倍数的取值范围为13～30，所述后牵伸区的牵伸倍数的取值范围为1～2。
5.根据权利要求1所述的弹性导电纱线的制备方法，其特征在于：在步骤S1与步骤S2中，细纱机的环锭转速不同。
6.一种弹性导电纱线，其特征在于：根据权利要求1-5中任一权利要求所述的弹性导电纱线的制备方法制得，所述弹性导电纱线包括中间的弹性纤维长丝和螺旋状包缠在所述弹性纤维长丝外侧的导电包芯纱，且所述导电包芯纱的外表面与所述弹性纤维长丝的外表面相接触；所述导电包芯纱的芯纱为导电纤维长丝，所述导电包芯纱的鞘层为纤维短纤；在动态拉伸该弹性导电纱线时，螺旋缠绕在所述弹性纤维长丝外侧的导电包芯纱彼此之间绝缘，且能够沿所述弹性纤维长丝的延伸方向延伸运动，在拉伸变形率为35％时，所述弹性导电纱线的电阻变化率在5％以内。
CN201910517612.0A 2019-06-14 2019-06-14 弹性导电纱线及其制备方法 Active CN110129942B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910517612.0A CN110129942B (zh) 2019-06-14 2019-06-14 弹性导电纱线及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910517612.0A CN110129942B (zh) 2019-06-14 2019-06-14 弹性导电纱线及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110129942A CN110129942A (zh) 2019-08-16
CN110129942B true CN110129942B (zh) 2020-09-25

Family

ID=67577279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910517612.0A Active CN110129942B (zh) 2019-06-14 2019-06-14 弹性导电纱线及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110129942B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113073412B (zh) * 2021-03-01 2022-08-12 东华大学 一种应变不敏感的导电包覆纱线及其制备方法
CN113403721A (zh) * 2021-07-22 2021-09-17 绍兴市柯桥区东纺纺织产业创新研究院 一种变弹性导电纱线及其制备方法
CN114875535A (zh) * 2022-05-30 2022-08-09 江南大学 一种复合结构自供能纱线的制备方法
CN115976700A (zh) * 2022-12-27 2023-04-18 江南织造府(宁波)线业有限公司 一种导电纱线的制造工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1372027A (zh) * 2002-03-07 2002-10-02 薛元 短纤维包覆长丝的包芯复合纱线的制造方法及其装置
CN102296400A (zh) * 2011-08-23 2011-12-28 东华大学 金属丝包缠弹力丝的电磁屏蔽纱及其生产设备和生产方法
CN105603603A (zh) * 2016-01-25 2016-05-25 苏州捷迪纳米科技有限公司 复合弹性导电纤维及其制备方法
CN107475845A (zh) * 2017-08-07 2017-12-15 东华大学 一种防电磁辐射的弹性包缠纱及由其制得的织物
CN109341736A (zh) * 2018-09-10 2019-02-15 中原工学院 一种柔性可穿戴式应变传感器及其制备方法
EP3502327A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-26 Sanko Tekstil Isletmeleri San. Tic. A.S. Composite core yarn, article of clothing comprising a composite core yarn, method for producing a composite core yarn and use of a composite core yarn

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050262646A1 (en) * 2004-05-28 2005-12-01 Mathias Berlinger Process for depositing microcapsules into multifilament yarn and the products produced

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1372027A (zh) * 2002-03-07 2002-10-02 薛元 短纤维包覆长丝的包芯复合纱线的制造方法及其装置
CN102296400A (zh) * 2011-08-23 2011-12-28 东华大学 金属丝包缠弹力丝的电磁屏蔽纱及其生产设备和生产方法
CN105603603A (zh) * 2016-01-25 2016-05-25 苏州捷迪纳米科技有限公司 复合弹性导电纤维及其制备方法
CN107475845A (zh) * 2017-08-07 2017-12-15 东华大学 一种防电磁辐射的弹性包缠纱及由其制得的织物
EP3502327A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-26 Sanko Tekstil Isletmeleri San. Tic. A.S. Composite core yarn, article of clothing comprising a composite core yarn, method for producing a composite core yarn and use of a composite core yarn
CN109341736A (zh) * 2018-09-10 2019-02-15 中原工学院 一种柔性可穿戴式应变传感器及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110129942A (zh) 2019-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110129942B (zh) 弹性导电纱线及其制备方法
CA2493145C (en) Electrically conductive yarn
JP4773952B2 (ja) 電気的伝導性弾性複合糸、それを製造する方法、及びそれを含む物品
US20190071799A1 (en) Crimped Polyamide Conductive Filament, Manufacturing Method and Application Thereof
US20200063296A1 (en) Yarns with conductive elastomeric cores, fabrics and garments formed of the same, and methods for producing the same
US20190153630A1 (en) Crimped Polyester Conductive Filament, Manufacturing Method and Application Thereof
US7984604B2 (en) Manufacturing method and apparatus for producing digital yarns using hybrid metal for high speed communication and digital yarns thereof
US20070059524A1 (en) Electrically conductive, elastically stretchable hybrid yarn, method for manufacture thereof and textile product with a hybrid yarn of this kind
CN113005574A (zh) 包覆纱纺纱装置及阻燃抗静电包覆纱的制备方法
CN112082675B (zh) 一种弹性阵列压力传感器
CN214882049U (zh) 一种新型高弹纱线
CN211957167U (zh) 一种弹性编织导电线
CN110938931A (zh) 一种智能穿戴用涡流纺导电纱
CN206418243U (zh) 纱线
CN113403721A (zh) 一种变弹性导电纱线及其制备方法
CN214882046U (zh) 一种新型保暖纱线
JPS643967B2 (zh)
CN211005781U (zh) 一种涡流纺抗静电纱
CN209227142U (zh) 一种新型涡流纺复合包芯纱
JPS6142012B2 (zh)
CN218372670U (zh) 一种可控变色纱线
CN219260344U (zh) 一种弹性导电纱
CN115559036B (zh) 纤维包芯金属长丝包缠复合纱线、制备方法和用途
CN113322555B (zh) 一种多组分抗静电纱及其纺制方法
CN214612912U (zh) 一种抗静电耐磨竹节纱

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant