CN113619213A - 一种防静电pvc手套及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及PVC手套技术领域，尤其涉及一种防静电PVC手套及其制备方法与应用。所述手套的结构包括：手套内层、手套中层、手套外层和指套层，其中：所述手套内层和手套外层均为PVC材质，所述手套中层材质为碳纤维。所述手套中层包覆连接在手套内层的外表面上，所述手套外层包覆连接在手套中层的外表面上，但手套外层的手指部分未被手套外层包覆，所述指套层包覆连接在手套中层的手指部分，所述指套层是由柔性硅胶与导电纤维混合而成。本发明采用了内层为PVC基体，中间层为碳纤维编织物，外层为PVC、柔性硅胶与导电纤维形成的放电耐磨层组成的新型结构，不仅能够起到抗静电的作用，而且具有更好的耐磨性磨损，增强了手套的耐用性。
Description
技术领域
本发明涉及PVC手套技术领域，尤其涉及一种防静电PVC手套及其制备方法与应用。
背景技术
由于PVC手套本身的特性，在生产或使用过程中会因为接触、摩擦而导致静电的产生，但如果这些景点传导不出却传导不出去，随着静电的积累有可能会产生火花等不良后果，而防静电手套却能将静电的产生降到最低。然而，由于一般的PVC手套不具有防静电功能，因此，需要通过对PVC手套进行抗静电处理以避免危害的产生。然而，目前的防静电PVC手套主要通过在手套表面施加一层抗静电涂料层，其能够在一定程度上起到抗静电的作用，但随着PVC手套的使用，抗静电涂料层很容易被磨损、导致手套的抗静电能力减弱。尽管也有一些防静电PVC手套采用了其他的方式增加了对说套耐磨性的改善，但使得手套结构非常复杂，不仅制造不便，而且成本很高，不利于推广应用。
发明内容
针对上述的问题，本发明提供一种防静电PVC手套及其制备方法与应用，该通过多手套结构的重新设计，不仅能够起到抗静电的作用，而且具有更好的耐磨性磨损，增强了手套的耐用性。为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
在本发明的第一方面，公开一种防静电PVC手套，包括：手套内层、手套中层、手套外层和指套层，其中：所述手套内层和手套外层均为PVC材质，所述手套中层材质为碳纤维。所述手套中层包覆连接在手套内层的外表面上，所述手套外层包覆连接在手套中层的外表面上，但手套外层的手指部分未被手套外层包覆，所述指套层包覆连接在手套中层的手指部分，所述指套层是由柔性硅胶与导电纤维混合而成。
进一步地，所述导电纤维包括：碳纳米管、碳纤维、金属纤维等中的至少一种。所述导电纤维不仅能将产生的静电很快泄漏和分散，有效地防止静电的局部蓄积，而且还具有电晕放电能力，能起到向大气释放静电的效果。
进一步地，所述导电纤维占指套层总质量的0.5～2％，随着导电纤维长径比增大，可适当降低添加量，也能够保持良好的导电性能。
进一步地，所述导电纤维的长径比不小于200，长径比越大，导电纤维的导电能力越强。
进一步地，所述手套中层是由碳纤维束编织而成，通过纤维编织成多孔状结构，纤维长丝主要在平面内排布，而垂直于平面的Z向纤维很少，因而这种结构的碳纤具有良好的隔热性能。
可选地，所述手套中层的编织方式包括平纹、斜纹、缎纹等中的任意一种。
可选地，所述碳纤维束单丝数量为1k～12k。其具有良好的导电性的同时，还具有高强度、高模量、外柔内刚、质量比金属铝轻的特点。
进一步地，所述指套层的碳纤维中掺杂有分散的铜粉微粒，其可以起到桥接作用，进一步增强指套层的导电能力。
进一步地，所述指套层的外表面上具有凸起，一是可以增强指套层的耐磨性，二是可以起到尖端放电的作用。
进一步地，所述指套层中还包括硅烷偶联剂，以便于增强指套层与手套中层之间的粘结强度。
在本发明的第二方面，公开一种所述防静电PVC手套的制备方法，包括：
(1)将采用碳纤维编织完毕的手套中层套在手模上，然后浸入PVC胶液中，待胶液粘附在手套中层上后取出，然后干燥成型，得半成品A。
(2)将所述半成品A翻过来后再次套在手模上，并将半成品A的手指部分用塑料膜包覆后再次入PVC胶液中，待胶液粘附在手套中层上后取出，然后干燥成型，除去所述塑料膜，得半成品B。
(3)将所述半成品B再次套在手模上，并将半成品B的手指部分浸入含有导电纤维的硅胶液中，待硅胶液粘附在手套中层表面上后取出，然后干燥成型，即得。
在本发明的第三方面，公开所述防静电PVC手套在化工、医疗、电子等领域中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用了内层为PVC基体，中间层为碳纤维编织物，外层由PVC、柔性硅胶与导电纤维形成的放电耐磨层组成的新型结构的手套，这种结构的特点是：首先，由于碳纤维具有与良好的导电性，夹在手套内层和手套外层之间的碳纤维层可以将手套的任何部位产生的静电及时通过指套层导出后释放，避免静电在手套中积累。其次，由于碳纤维层具有优异的强度和刚度的同时，还具有良好的柔软性，且质量轻，从而在不影响手套整体柔软性和重量的同时，能够有效增加手套抗刮伤、刮破的能力，避免手套在受到尖锐物品的刮蹭时，伤及使用者的手。再次，通过碳纤维编织成多孔状结构，纤维长丝主要在平面内排布，而垂直于平面的Z向纤维很少，因而这种结构的碳纤具有良好的隔热性能，从而可以增强手套抗高温性能的同时，还可以保护使用者的手被烫伤。最后，这种碳纤维编织物为网孔状结构，从而可使PVC乳胶液、含有导电纤维的硅胶液充分浸入网孔中，进而与另一面的材质融合，形成碳纤维编织物被“钉扎”在手套内层、手套外层、指套层之间的结构，可以有效避免不同材质的层在界面处容易分层的问题。
(2)本发明的这种手套在手指部分采用了指套层代替手套外层的结构设置，从而可以将手套产生的静电通过碳纤维传导至手指部分后，由具有良好的导电性能的指套层导出释放，而由柔性硅胶与导电纤维形成的指套层不仅具有释放静电的作用，而且具有耐磨的作用，可以防止使用频率较高的手指部分被磨破。
(3)相对于现有的防静电PVC手套，本发明的这种手套结构更加简洁高效，成本更低，更容易制造。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例中防静电PVC手套的主视图。
图2为本发明图1中A-A处剖视图。
图3为本发明图1中B-B处剖视图。
图4为本发明图1中防静电PVC手套的纵向剖视图。
图中标记代表：1-套内层、2-手套中层、3-手套外层、4-指套层。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，并不对结构起限定作用，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。现结合说明书附图和实施例对本发明的技术方案进一步说明。
参考图1至图4，示例一种防静电PVC手套，其主要包括：手套内层1、手套中层2、手套外层3和指套层4，其中：
所述手套内层1和手套外层3均为PVC材质，所述手套中层2是由束单丝数量为6k的碳纤维束编织而成，其编织方式为平纹，也可以根据需要采用斜纹或缎纹等编织方式。通过纤维编织成多孔状结构，纤维长丝主要在平面内排布，而垂直于平面的Z向纤维很少，因而这种结构的碳纤具有良好的隔热性能。另外，碳纤维具有良好的导电性的同时，还具有高强度、高模量、外柔内刚、质量比金属铝轻的特点。
所述手套中层2包覆连接在手套内层1的外表面上，所述手套外层3包覆连接在手套中层2的外表面上，但手套外层3的手指部分未被手套外层3包覆。
所述指套层4包覆连接在手套中层2的手指部分，所述指套层4是由柔性硅胶与导电纤维(碳纳米管)混合而成，其中，所述导电纤维占指套层总质量的2％。所述导电纤维的主要作用是在指套层4中形成导线网络，将手套产生的静电，尤其使用者的手与手套内层1摩擦产生的静电及时导出，然后通过导电纤维形成的导线网络导出后释放。
另外，所述导电纤维的种类也可以从碳纤维、金属纤维等选择。这类导电纤维不仅能将产生的静电很快泄漏和分散，有效地防止静电的局部蓄积，而且还具有电晕放电能力，能起到向大气释放静电的效果。
由于这种手套在手指部分采用了指套层4代替手套外层3的结构设置，从而可以将手套产生的静电通过碳纤维传导至手指部分后，由具有良好的导电性能的指套层4导出释放，而由柔性硅胶与导电纤维形成的指套层4不仅具有释放静电的作用，而且具有耐磨作用，可以防止使用频率较高的手指部分被磨破。
进一步地，在另一些实施例中，为了更好地提高指套层4的导电放电性能，还可以对所述导电纤维的长径比进行限定，试验证明碳纤维的长径比不小于200时，导电纤维的导电能力更好，在条件允许的前提下，选择长径比较大的碳纤维。随着导电纤维长径比增大，可适当降低导电纤维的添加量，也能够保持良好的导电性能，所述导电纤维占指套层总质量的0.5～2％之间可选，例如，导电纤维长径比为500，其添加量为1％，长径比为1000，其添加量为0.5％。
进一步地，在另一些实施例中，所述指套层4中掺杂有分散的铜粉微粒，这些铜微粒分布在指套层4可以起到连接一些未接触的碳纤维的作用，使指套层4中碳纤维形成的导电网络更加发达，进一步增强手套中层2的导电能力。另外，所述指套层4的硅胶中还加入了硅烷偶联剂，由于手指部分是使用较为频繁的部分，而且在使用过程中需要不断弯折，因此，加入硅烷偶联剂有助于增强指套层4与手套中层2之间的粘结强度，避免分层。
进一步地，在另一些实施例中，所述指套层4的外表面上具有凸起，一是可以增强指套层4的耐磨性，二是可以起到尖端放电的作用。
在制备上述实施例中的防静电PVC手套时，采用如下的步骤：
(1)将采用碳纤维编织完毕的手套中层2套在手模上，然后浸入PVC胶液中，待胶液粘附在手套中层2上后取出，使多余的胶液垂滴，然后在干燥机中加热，使粘附在手模表面的胶液干燥成型，完成后降至室温，脱下手套，得半成品A，即手套内层1。
(2)将所述半成品A翻过来后再次套在手模上，并将半成品A的手指部分用塑料膜包覆后再次入PVC胶液中，待胶液粘附在手套中层2上后取出，使多余的胶液垂滴，然后在干燥机中加热，使粘附在手模表面的胶液干燥成型，完成后降至室温，脱下手套，除去所述塑料膜，得半成品B。
(3)将所述半成品B再次套在手模上，并将半成品B的手指部分浸入含有导电纤维的硅胶液中，待硅胶液粘附在手套中层2表面上后取出，使多余的胶液垂滴，然后在干燥机中加热，使粘附在手模表面的胶液干燥成型，完成后降至室温，脱下手套，即得。
这种方法制备的手套内层为PVC基体，中间层为碳纤维编织物，外层为PVC层、柔性硅胶与导电纤维形成的放电耐磨层，这种结构的特点是：首先，由于碳纤维具有与良好的导电性，夹在手套内层1和手套外层3之间的碳纤维层可以将手套的任何部位产生的静电及时通过指套层4导出后释放，避免静电在手套中积累。其次，由于碳纤维层具有优异的强度和刚度的同时，还具有良好的柔软性，且质量轻，从而在不影响手套整体柔软性和重量的同时，能够有效增加手套抗刮伤、刮破的能力，避免手套在受到尖锐物品的刮蹭时，伤及使用者的手。再次，通过碳纤维编织成多孔状结构，纤维长丝主要在平面内排布，而垂直于平面的Z向纤维很少，因而这种结构的碳纤具有良好的隔热性能，从而可以增强手套抗高温性能的同时，还可以保护使用者的手被烫伤。最后，这种碳纤维编织物为网孔状结构，从而可使PVC乳胶液、含有导电纤维的硅胶液充分浸入网孔中，进而与另一面的材质融合，形成碳纤维编织物被“钉扎”在手套内层1、手套外层3、指套层4之间的结构，可以有效避免不同材质的层在界面处容易分层的问题。
最后，需要说明的是，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种防静电PVC手套，包括手套内层、手套中层、手套外层和指套层；
所述手套内层和手套外层均为PVC材质，所述手套中层材质为碳纤维；
所述手套中层包覆连接在手套内层的外表面上；
所述手套外层包覆连接在手套中层的外表面上，但手套外层的手指部分未被手套外层包覆；
所述指套层包覆连接在手套中层的手指部分，且该指套层由柔性硅胶与导电纤维混合而成。
2.根据权利要求1所述的防静电PVC手套，其特征在于，所述导电纤维包括：碳纳米管、碳纤维、金属纤维中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的防静电PVC手套，其特征在于，所述导电纤维的长径比不小于200，优选地，所述导电纤维占指套层总质量的0.5～2％。
4.根据权利要求1所述的防静电PVC手套，其特征在于，所述手套中层是由碳纤维束编织而成。
5.根据权利要求4所述的防静电PVC手套，其特征在于，所述手套中层的编织方式包括平纹、斜纹、缎纹中的任意一种；优选地，所述碳纤维束单丝数量为1k～12k。
6.根据权利要求1-5任一项所述的防静电PVC手套，其特征在于，所述指套层的碳纤维中掺杂有分散的铜粉微粒。
7.根据权利要求1-5任一项所述的防静电PVC手套，其特征在于，所述指套层的外表面上具有凸起。
8.根据权利要求1-5任一项所述的防静电PVC手套，其特征在于，所述指套层中还包括硅烷偶联剂。
9.权利要求1-5任一项所述的防静电PVC手套的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)将采用碳纤维编织完毕的手套中层套在手模上，然后浸入PVC胶液中，待胶液粘附在手套中层上后取出，然后干燥成型，得半成品A；
(2)将所述半成品A翻过来后再次套在手模上，并将半成品A的手指部分用塑料膜包覆后再次入PVC胶液中，待胶液粘附在手套中层上后取出，然后干燥成型，除去所述塑料膜，得半成品B；
(3)将所述半成品B再次套在手模上，并将半成品B的手指部分浸入含有导电纤维的硅胶液中，待硅胶液粘附在手套中层表面上后取出，然后干燥成型，即得。
10.权利要求1-8任一项所述的防静电PVC手套在化工、医疗、电子领域中的应用。
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