PT1559815E - Fio condutor, processo de fabrico e utilização do mesmo - Google Patents

Fio condutor, processo de fabrico e utilização do mesmo Download PDF

Info

Publication number
PT1559815E
PT1559815E PT04030556T PT04030556T PT1559815E PT 1559815 E PT1559815 E PT 1559815E PT 04030556 T PT04030556 T PT 04030556T PT 04030556 T PT04030556 T PT 04030556T PT 1559815 E PT1559815 E PT 1559815E
Authority
PT
Portugal
Prior art keywords
component
yarn
wire
carbon nanotubes
filament
Prior art date
Application number
PT04030556T
Other languages
English (en)
Inventor
Julian S Crawford
Frederico Traetz
Original Assignee
Teijin Monofilament Ger Gmbh
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 Teijin Monofilament Ger Gmbh filed Critical Teijin Monofilament Ger Gmbh
Publication of PT1559815E publication Critical patent/PT1559815E/pt

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/09—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for making electroconductive or anti-static filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D11/00—Other features of manufacture
    • D01D11/06—Coating with spinning solutions or melts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/14—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent
    • 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
    • D02G3/40—Yarns in which fibres are united by adhesives; Impregnated yarns or threads
    • D02G3/404—Yarns or threads coated with polymeric solutions
    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2101/00—Inorganic fibres
    • D10B2101/10—Inorganic fibres based on non-oxides other than metals
    • D10B2101/12—Carbon; Pitch
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)

Description

1
Descrição "Fio condutor, processo de fabrico e utilização do mesmo" A presente invenção refere-se a um fio condutor e ao seu. fabrico. 0 fio condutor pode ser utilizado em diferentes campos da indústria, de preferência para o fabrico de filtros e sistemas de filtragem.
Definição dos termos
Nesta descrição os seguintes termos significam o seguinte:
Filamento - um corpo moldado, geralmente formado de material polímero, de secção transversal relativamente pequena e de comprimento indefinido.
Fio: um produto formado por pelo menos um filamento ( = monofilamentos) ou . um sistema de filamentos (= multifilamentos) ou fibras . descontínuas formadas dos referidos monofilamentos ou multifilamentos.
Fio multicomponente: fio que compreende pelo menos um material adicional e/ou dois ou mais diferentes fios ou· fibras descontinuas formadas dó referido fio multicomponente.
Condutividade: a propriedade ou capacidade do fio para conduzir electricidade. As condutividade tipicas são as resistividades do fio menor do que 1*106 ohms/cm ou nas condutividades alternativas do fio de mais do 1*1CT6 (Siemens/cm). Os fios preferidos da presente invenção apresentam resistividades menores do que 1*104 ohms/cm. 2
Antecedentes da invenção Há muito que se sabe como produzir fios condutores de polímeros termoplásticos que são combinados com material condutor eléctrico tal como carbono. Em muitos casos o carbono é combinado com o fio como um revestimento. Isto não é totalmente aceitável porque o carbono ou a resina polímera carregada com carbono não aderem bem o que provoca escamação ou descasque. Uma . outra preocupação é a massa de carbono necessária de modo a gerar um nível aceitável de condutividade eléctrica. Dado que têm que ser combinadas percentagens relativamente grandes de carbono com a resina polímera para a tornar condutora eléctrica, as propriedades do fio são severamente comprometidas. Historicamente, o conteúdo do carbono necessário para proporcionar condutividade eléctrica' adequada é mais do que 25% do peso. As propriedades técnicas dos fios que contém este nivel do conteúdo de carbono são severamente afectadas.
Os nanotubos de carbono, que foram .recentemente desenvolvidos, são essencialmente fibras de carbono muito finas.. Esta nanodimensão permite a utilização de uma baixa percentagem de carbono numa composição polímera, proporcionando simultaneamente as propriedades condutoras exigidas.
Os nanotubos de carbono encontram-se descritos, por exemplo, na patente US-A-6.099.960; US-A-6.280.697; US-A-2002/172.639; US-A-2003/102.222; US-A-2002/113.335 e US-A-2003/102.444. 3
As fibras que contêm material condutor intrinsecamente eléctrico ou materiais- compósitos que compreendem nanotubos de carbono encontram-se descritos, por exemplo, em US-A-6.228.492,; US-A-6.528.572; US-A-2003/258.323; US-A-6.621.970; CN-A-1431342·; US-A-2003/236.588 e US-A-5.840.425 . A US-A-3.969.559 descreve um fio condutor eléctrico multicomponente que compreende um. componente primário e um componente secundário. O componente primário compreende um filamento alongado formado de material polímero. O componente secundário compreende uma mistura de um material polímero e carbono que se encontra ligado ao componente primário ao longo do seu comprimento. É o objectivo principal da. presente invenção proporcionar um fio multicomponente que seja condutor eléctrico, não escame., não seja friável e. apresente boas propriedades físicas.
Um . outro objectivo, da invenção é um fio condutor eléctrico multicomponente em que nenhum componente compreende mais do que 20% de carbono por peso.
Um outro objectivo. da invenção é um' fio condutor eléctrico multicomponente que contém menos de 10% de carbono por peso.
Um outro objectivo da" invenção é um fio condutor eléctrico multicomponente quê compreende vários componentes, sendo que pelo menos um deles é um filamento condutor. 4
Um outro objectivo da invenção é o de proporcionar um fio multicomponente com um revestimento condutor eléctrico fixado a um núcleo não condutor.
Um outro objectivo da invenção é um fio condutor eléctrico multicomponente em que um componente compreende nanotubos de carbono que formam o condutor eléctrico.
Um outro objectivo da invenção é um fio condutor eléctrico multicomponente em que vários componentes compreendem nanotubos de carbono que formam o 'condutor eléctrico.
Um outro objectivo da invenção . é um fio condutor eléctrico multicomponente que é fisicamente elástico. A invenção destina-sé para a utilização em várias aplicações incluindo, mas não limitada a, bandas trançadas, bandas transportadoras, entrançamento, têxteis industriais, filtragem, cobertura para máquina de papel, sacos de transporte FIBC, estofamento, mobiliário doméstico, gancho e laço, carpetes, aparelhos, não tecidos, escovas e bandas de processos de moldagem.
Sumário de invenção A invenção encontra-se direccionada para um fio condutor eléctrico multicomponente e para o processo de moldagem. 0 fio compreende um componente primário e um componente secundário. 0 componente primário compreende um filamento alongado formado de material polimero. 0 componente secundário compreende uma fibra de um material polimero e nanotubos de carbono que se encontram ligados ao componente 5 primário ao longo do seu comprimento. 0 carbono incluído no componente secundário compreende até 20% da massa dos nanotubos de carbono. O componente secundário quando combinado com o primeiro componente proporciona um fio condutor eléctrico que compreende não mais do que 10% de nanotubos de carbono por peso. O material polímero que forma o componente primário pode ser um qualquer polímero fiável em fusão, de preferência um de, ou uma mistura de poliésteres (tal como tereftalato de polietileno ("PET") , tereftalato politrimetileno ("PTT"), tereftalato de polibutileno' {"PBT"), . poli(tereftalato de ciclohexildimetano). - ("PCTA") e policarbonato, poliamida, sulfato de polifenileno ("PPS"), polipropileno, polietileno e/ou poliéter-cetona {"PEEK- ou PEK") . O material polímero do referido componente secundário compreende pelo menos 80% de poliéster, poliamida, PPS, polipropileno, polietileno e poliéter-cetona enquanto que os nanotubos de carbono compreendem o resto para a realização:do componente. 0 componente secundário pode compreender uma bainha que rodeia- o filamento do componente primário. Alternativamente, o componente secundário pode compreender um filamento alongado ligado ao filamento do componente primário ao longo do seu comprimento. 0 componente secundário pode enrolar em redor do componente primário conforme se estende ao longo do seu comprimento. 6 0 componente secundário pode compreender entre 0,5% e 50% do peso do fio multicomponente enquanto que os nanotubos de carbono podem compreender até 20% do peso, de preferência não mais 15% peso, do componente secundário. O componente primário pode ser um fio que foi estirado e fixado a quente antes de ser combinado com o componente secundário. Alternativamente, o primeiro e segundo componentes podem ser extrudidos simultaneamente e unidos formando o fio multicomponente. O fio assim formado pode depois ser estirado e fixado a quente. Um tal fio é denominado como fio heterofilamento. A invenção compreende adicionalmente um processo de moldagem de um fio multicomponente condutor. O processo compreende os passos de proporcionar · pelo menos um primeiro componente que compreende pelo menos um filamento alongado de material polímero. Também, proporcionar pelo menos um segundo componente que compreende uma composição que inclui uma resina polímera e nanotubos de carbono. Limitar os nanotubos de carbono entre 0,5% a 20% da composição do segundo componente. Passar o primeiro componente através de uma extrusora de cruzeta na forma de um filamento enquanto que o segundo componente é extrudido para o primeiro- componente fazendo com que o mesmo ligue ao outro formando o fio compósito como . um filamento de núcleo constituído pelo primeiro componente com uma bainha condutora formada à volta. Este tipo de fio é denominado fio revestido. Alternativamente, o processo pode compreender simultaneamente 7 extrudir o primeiro e segundo componentes formando filamentos múltiplos e fazendo com que os. filamentos se liguem um ao outro ao longo da sua extensão. Este tipo de fio é denominado filamentos ligados.
Descrição dos desenhos A forma de realização concebida para executar a invenção será a seguir descrita juntamente com outras características da mesma. A invenção será mais facilmente compreendida de uma leitura da seguinte especificação, e tomando como . referência os desenhos anexos que formam uma parte da mesma, em que um exemplo da invenção é apresentado. As figuras representam; Figura 1 vista esquemática que apresenta .um processo de moldagem de um fio multicomponente da invenção. Trata-se do processo de revestimento do primeiro componente com o segundo componente, por uma extrusora de cruzeta.
Figura 2 vista esquemática que apresenta um. outro· processo para moldar um fio multicomponente ,da invenção. Figura 3A vista da secção transversal . de . um fio multicomponente da invenção.
Figura 3B vista da secção transversal de outro fio multicomponente da invenção..
Figura 3C vista da secção transversal de outro fio multicomponente da invenção.
Figura 3D vista da secção transversal de outro fio multicomponente da invenção. 8 8 outros fio
Figura 3E vista da secção transversal de multicomponente da invenção. outro. . fio
Figura.3F vista da secção transversal de multicomponente.da invenção. outro fio
Figura 3G vista da secção transversal ' de multicomponente da invenção.
Figura 4 vista esquemática apresentando nanotubos alinhados.
Descrição da forma de realização preferida
Tomando como' referência os desenhos, a invenção será agora descrita pormenorizadamente.
Os nanotubos de carbono são elementos condutores eléctricos extremamente. pequenos que se descobriu a sua utilização com polímeros como.aditivo condutor eléctrico. Uma vantagem primária dos nanotubos de carbono é que eles apresentam um alongamento maior do que as partículas dê carbono negro ou carbono picado que permite uma carga menor de aditivo mantendo apesar disso níveis adequados de condutividade eléctrica.
Os nanotubos de·carbono compreendem partículas alongadas que tendem a entrelaçar e apresentam uma baixa sensibilidade a campos de cisalhamento. Isto proporciona a capacidade de alongamento da resina polímera que contém nanotubos de carbono .sem prejudicar severamente os aglomerados de nanotubos de carbono que são formados dentro do polímero. A figura 4 apresenta esquematicamente no global um modo como os nanotubos de carbono podem ser distribuídos numa resina polímera. 9
Num fio condutor eléctrico tem sido muito difícil produzir um fio que retém a maioria das características de fibra, desejadas normalmente alcançadas da resina polímera original devido ao impacto negativo . do carbono. Uma contribuição maior para este problema é proporcionar a quantidade de carbono necessário para a fibra para que seja suficientemente condutora. Se o aditivo de carbono for combinado com o polímero na forma de um revestimento, o revestimento tem a tendência de descascar e fender. A presente invenção ultrapassa·, as desvantagens . ao proporcionar um fio multicomponente condutor eléctrico que retém as características físicas desejadas, é· flexível e não descasca ou fende. '
Voltando agora à figura 1, um alimentador (10) que compreende um filamento fixo (12) é visto a ser passado através de pelo. menos uma mas de preferência várias fieiras de extrusora que extrudem um revestimento ou composto de resina' aderente (14.) para' o filamento (12) conforme este passa. 0 composto de resina (14), neste caso, forma uma bainha (16) em redor do filamento (12). Também, neste caso, dado. que o filamento (12) já se encontra estirado e fixado a quente, é permitido ao revestimento (16) solidificar e o fio multicomponente (18) é simplesmente enrolado novamente para transporte. Alternativamente, o fio multicomponente pode ser passado entre rolos de tracção e através de um forno onde o fio é estirado, relaxado, ou ambos e depois fixado a quente. 10 O fio muiticomponente (18) pode compreender um núcleo formado geralmente por um poliéster (tal como PET, PTT, PBT, PCTA) ou uma fibra de poliamida. O núcleo pode alternativamente ser polipropileno, polietileno, PPS, PEEK ou outros polimeros fiáveis em fusão ou uma mistura destes polímeros. 0 núcleo pode compreender um ou vários filamentos. Pode também ser um fio feito de fibras naturais ou fibras descontínuas. A bainha compreende um polímero, 'novamente geralmente um poliéster ou uma poliamida combinada com nanotubos 'de carbono. Novamente, as resinas acima apresentadas podem também compreender o polímero que forma a bainha. ' 0 composto de resina (14) compreende entre 0,5% a 20% de nanotubos de carbono e entre 80% a 99,5% de poliéster ou outro polímero ou mistura dos polímeros. A bainha (16) compreende entre 0,5% a.50% da massa do fio multicomponente enquanto que o núcleo (12) forma entre 50%, a 99,5% do fio multicomponente.
Os fios multicomponentes da presente . invenção podem conter - além dos ingredientes definidos acima - no primeiro componente e/ou no segundo' componente, coadjuvantes adicionais geralmente utilizados em fios. Exemplo dos mesmos são agentes de estabilização contra ' hidrólise, auxiliares de processamento,. antioxidantes,. agentes amaciadores, lubrificantes, pigmentos, agentes de acabamento, modificadores de viscosidade ou agentes de nucleação. 11
Os exemplos de agentes de estabilização contra hidrólise são as carbodiimidas, os compostos époxi ou até etíleno carbonato.
Os exemplos de agentes de processamento são . os siloxanos, ceras ou ácidos carboxílicos de cadeias longas ou os seus sais, esteres alifáticos ou aromáticos ou éteres.
Os exemplos de antioxidantes são compostos fosforosos, tais como esteres de ácido fosfórico ou fenóis estiricalmente impedidos
Os exemplos de pigmentos ou agentes de . acabamento são pigmentos orgânicos ou díóxido de titânio..
Os exemplos de agentes de modificação de. viscosidade são os ácidos carboxílicos polivalentes, os seus esteres ou álcoois polivalentes.
Os nanotubos dentro da resina (14) encontram-se interpolados ao longo da extensão da bainha e em redor do núcleo proporcionando uma artéria condutora eléctrica ao longo da extensão do fio mul.ticomponente. A percentagem do fio multicomponenté que compreende nanotubos de carbono situa-se entre 0,5% e 15%. Uma percentagem tão baixa de carbono permite que as resinas formem o composto (14) para manter sensivelmente todas as suas caracteristicas normais tal como elasticidade, resistência e alongamento. Normalmente o núcleo do fio multicomponente mantém todas as suas caracteristicas correntes dado que é formado por 100% de polímero. 12
Numa segunda forma de realização para moldar o fio multicomponente, o fio (12) é pré-moldado mas não fixado. 0 fio (12) é puxado do alimentador (10) e passa através das extrusoras que extrudem o composto (14) que produz o fio (18) tal como anteriormente descrito. Na forma de realização alternativa, o fio multicomponente formado é passado entre rolos de tracção e através de um forno onde o fio é estirado, relaxado, ou ambos e depois fixado a quente. Ambos, o núcleo (12) e a bainha (16), são tratados e depois fixados. Isto é possível devido às .características inatas dos nanotubos de carbono que não são tão facilmente separados mas permanecem' essencialmente em contacto devido à percentagem, limitada de nanotubos presentes no revestimento (16.). ·.·.'
Outras formas de realização são apresentadas na figura 2. Numa primeira forma de realização são apresentadas um par de extrusoras (20, 22). A extrusora (20) extrui o fio do núcleo (12) enquanto que a extrusora (22) extrui o segundo componente (24). As extrusoras são controladas de um modo conhecido o que permite que o segundo componente (24) adira ao núcleo (12) ao longo da sua extensão na forma de um filamento alongado (28). A figura. 2 representa também o processo de heterofilamento. Neste caso, ambos os componentes são fundidos nas suas extrusoras (20) e (22) e pressionados numa cabeça de fuso especialmente concebida em que ambos os componentes são simultaneamente fiados num fio multicomponente (28). 13 0 fio multicomponente (28) apresentado na figura 3 é passado através de rolos de tracção (30), estirado e/ou relaxado e depois fixado a quente pelo aquecedor (32).
Note-se que o componente (24) pode ser fornecido na forma de bainha (16) tal como apresentado na figura' 3A que envolve o núcleo ao longo do seu comprimento. 0 composto extrudido (24) pode ser controlado para anexar ao núcleo (12) na forma de um filamento (26) em forma de cunha ou um filamento adicional (26) qúe· se estende ao longo da extensão e que é enrolado em redor do seu eixo do núcleo (12) tal como apresentado nas figuras 3B. e 3E. Uma outra forma de realização pode proporcionar o. núcleo (12) em lados opostos do composto. (24) que assume a forma de uma faixa condutora (26') que se estende ao longo da extensão do núcleo (12) tal como apresentado na figura 3C; 0 composto extrudido (24) pode formar vários filamentos (26) em forma de .cunha ou filamentos adicionais (26) que se encontram proporcionados ao longo da extensão do núcleo (12) tal como apresentado nas figuras 3D e 3F. Uma outra forma de realização pode ser revestir primeiro o núcleo (12) com a bainha (36) , e depois com a bainha condutora ' (16) . A bainha (36), que é de preferência um polímero de baixa fusão, polímero do tipo adesivo, copoliéster ou . outro material apropriado, proporciona uma camada intermédia que por sua vez proporciona uma adesão adicional entre o núcleo (12) e o revestimento condutor (16). Em cada uma das bainhas (16) das formas de realização, 14 filamentos (26) e tiras (26') formam o filamento condutor que é aderido ao núcleo (12) ao longo da sua extensão.
Em todas as formas de realização, a percentagem do primeiro componente ou polímero do núcleo e a percentagem do segundo componenteou polímero condutor mais os nanotubos de carbono permanecem dentro dos limites definidos.
Deverá ser mencionado que o núcleo pode compreender vários filamentos que são de · preferência, mas não necessariamente, do mesmo polímero. 0 núcleo pode compreender uma mistura de polímeros. Também o revestimento ou filamento condutor pode compreender uma mistura de polímeros'combinados com os nanotubos de carbono. 0 fio condutor multicomponente da invenção 'destina-se para a utilização com vários tipos de tecido tais como tecidos tecidos, tecidos tricotados, tecidos entrançados, tecidos não tecidos, tecidos intercalados e tecidos compostos. 0 fio- destina-se a compreender., percentagens seleccionadas variadas de fios que formam estes tecidos. Também, o fio destina-se para utilização com- qualquer combinação dos tipos de tecido acima mencionados.
Embora tenha sido. descrita uma forma de .realização preferida da invenção utilizando termos específicos, tal descrição é somente para efeitos ilustrativos e deverá ser entendida que podem ser feitas alterações e variações sem fugir dos espírito ou escopo das reivindicações anexas.
Os fios condutores eléctricos multicomponentes da presente invenção podem ser utilizados em todos os campos da 15 indústria, de preferência em . correras, têxteis para aplicações industriais e domésticas, filtros, em especial para máquinas de papel ou utilização para filtragem, em sacos de transporte, em não tecidos ou em escovas. A invenção refere-se. também a estas utilizações dos fios condutores eléctricos multicomponentes.
Os exemplos que se seguem ilustram a invenção sem limitar a mesma. 0 fabrico de fibras de revestimento do : núcleo gue compreende o núcleo PET e uma bainha de·. PET e nanotubos de carbono. São utilizados como material inicial monofilamentos- PET estirados e ·fixados a quente sendo processados num dispositivo de . revestimento que consiste numa extrusora e uma fieira' anular.: Os monofilamentos PET iniciais são - retirados com uma velocidade de cerca de 500 m/minuto através da fieira anular e são revestidos com uma composição que consiste em nanotubos PET e carbono.. Os monofilamentos PET foram' passados através da fieira da extrusora, tendo sido a composição que consiste em PET e nanotubos de carbono extrudida para os referidos monofilamentos PET que formam uma bainha condutora eléctrica juntamente com o referido monofilamento PET. Apôs um processo de revestimento o monofilamento revestido foi puxado através de um banho de água e foi . enrolado numa bobina. A compo.sição dos monofilamentos obtidos e as suas propriedades são dadas no seguinte quadro. 16 Exemplo Diâmetro do fio (mm)11 Diâmetro do fio (mm)11. Denier do fio . (dtex)21 Retracção (%)3) Força da rotura (Kg)4’ Alonga mento na rotura (%)5> Tenaci dade: (cN/tex)61 Resistivi dade (ohms/cm)71 1 0,41 0,44 2116 11,3 6,71 30,6 3,5 8*103 2 0,49 0,51 2847 8,5 11,13 32,7 4,3 9*103 3 0,4 9 0, 53- 3023 12,8 11,17 29,7 4,1 4*103 4 0,4 9 0,5 3- 3055 10,3 10,35 30,3 3,6 5*104 5 0,4 9 0,53'- n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 4*104 ' 6 0,4 9 0,51- 2873 17 10,04 17,9 3,9 4*104 1) .diâmetro do fio determinado por microscópio em cortes transversais 2) Dehier do .fio determinado pela média de 40 cordões cada um com 1.000 mm de comprimento · 3) retracção apôs o tratamento térmico num forno forçado a .ar a 200°C durante 30 minutos sem pré-tensão 4) força da rotura . determinada num Zwick 1445 com monofilamentos de 500 mm de comprimento, velocidade de aperto de 500 mm/mind, média de 10 medições 5) alongamento na rotura ^determinada num Zwick 1445 com monofilamentos de 500 mm de comprimento, velocidade de aperto de 500 mm/mind, média de 10 medições 6) tenacidade calculada pela resistência à rotura dividida pelo Denier do fio . 7) resistividade medida por dois contactos à distâricia de 100 mm, tensão eléctrica de. 100 volts____
Lisboa, 3 de Setembro' de 2008

Claims (17)

1 Reivindicações 1. Fio condutor eléctrico multicomponent.e que compreende componente primário e um componente secundário: compreendendo o referido componente primário pelo menos um filamento alongado formado em material polímero; compreendendo o referido componente secundário uma mistura de material polímero e carbono ligado ao referido componente primário ao longo da. sua extensão;, e caracterizado por, o referido material de carbono do' referido componente secundário compreender nanotubos de carbono que constituem até 20% do peso - do referido componente secundário, em que, o referido fio condutor eléctrico compreende não mais do que 10% do peso de nanotubos de carbono..
2. Fio deacordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido material polímero do referido componente primário ser formado por pelo menos poliéster, poliamida, polipropileno, polietileno, polifenileno sulfato de polifenileno e poliéter-cetona.
3. Fio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido material polímero do 'referido componente secundário compreender pelo menos 80%- de .pelo menos 2 poliéster, poliamida,.polipropileno, polietileno, sulfato de polifenileno e poliéter-cetona.
4. Fio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido componente secundário compreender uma bainha ligada com e rodeando o referido filamento do referido componente secundário.
5. Fio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido componente secundário compreender um filamento alongado ligado ao referido filamento . do . referido . componente primário ao longo da sua extensão.
6. Fio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido componente, secundário compreender entre 0,5% do peso e 50% do peso do referido fio multicomponente.
7. Fió de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido componente primário ser fixado a quente antes da ligação ao referido componente secundário.
8. Fio de acordo corri a· reivindicação 1, caracterizado por o referido fio multicomponente ser fixado a quente.
9. Fio de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido componente , . primário compreender vários filamentos alongados de material sintético. 3
10. Fio de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por. pelo. menos dois dos referidos vários filamentos serem formados de diferentes polímeros.
11. Fio de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por os referidos filamentos serem fixado a quente antes da· ligação com. os referidos componentes secundários.:
12. Processo para formar um fio multicomponente condutor eléctrico que compreende: i) proporcionar um primeiro componente que compreende pelo menos um filamento alongado de material sintético e fixar o.referido filamento; ii) proporcionar um segundo· componente que compreende uma composição. : que inclui resina polímera e nanotubos de carbono, proporcionando adicionalmente que os nanotubos de carbono compreendam entre 0,1% do peso a 20% do peso da composição, iii) passar o referido primeiro componente através de uma fieira de extrusora e extrudir o referido segundo componente para o referido primeiro componente formando um filamento condutor eléctrico ao longo do referido primeiro componente; e, iv) arrefecer o referido fio multicomponente. 4
13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por incluir fixar a quente o referido filamento alongado do referido primeiro componente antes de passar o referido primeiro. componente através da referida extrusora.
14'. Processo para formar um fio condutor eléctrico . multicomponente que inclui os passos de: v) proporcionar um primeiro componente que compreende pelo menos uma resina de resina polímera; . ' vi) proporcionar um segundo, componente que inclui uma composição com. uma resina polímera e nanotubos de carbono com ' os nanotubos ae carbono compreendendo entre 0,1% do peso.e 20% do peso da composição; vil) proporcionar duas extrusoras e extrudir simultaneamente os referidos primeiro e segundo .componentes que formam os referidos, primeiro e segundo filamentos; viii) fazer com que os referidos, primeiro e segundo,· . componentes liguem ao longo da sua extensão, formando um fio multicomponente condutor eléctrico; . ix) opcionalmente'estirar o referido fio multicomponente condutor eléctrico; e x) opcionalmente fixar a quente o referido fio multicomponente condutor eléctrico. 5
15. Processo de acordo com a reivindicação 14, cáracterizado por' o referido' estiramento e referida, fixação .a quente compreenderem passar os referidos primeiro e segundo filamentos ligados entre pelo menos dois pares de rolos de tracção, sendo que pelo menos um aquecedor faz com que o referido fio multicomponente seja estirado e fixado a quente.
16. Aplicação de um fio condutor eléctrico multicomponente de acordo com a reivindicação 1 em correias, têxteis para aplicações industriais e domésticas, em filtros, em sacos de transporte, em não tecidos ou escovas. .
17. Aplicação' de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por o fio condutor ' eléctrico multicomponente ser utilizado . em máquinas ' de papel ou aplicações· de . filtragem.' Lisboa, 3 de Setembro de 2008
PT04030556T 2004-01-29 2004-12-23 Fio condutor, processo de fabrico e utilização do mesmo PT1559815E (pt)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/767,668 US20050170177A1 (en) 2004-01-29 2004-01-29 Conductive filament

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PT1559815E true PT1559815E (pt) 2008-09-12

Family

ID=34654357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT04030556T PT1559815E (pt) 2004-01-29 2004-12-23 Fio condutor, processo de fabrico e utilização do mesmo

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20050170177A1 (pt)
EP (1) EP1559815B1 (pt)
JP (1) JP2005213718A (pt)
AT (1) ATE399222T1 (pt)
DE (1) DE602004014587D1 (pt)
ES (1) ES2308098T3 (pt)
PL (1) PL1559815T3 (pt)
PT (1) PT1559815E (pt)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7238415B2 (en) * 2004-07-23 2007-07-03 Catalytic Materials, Llc Multi-component conductive polymer structures and a method for producing same
EP1942214B1 (en) * 2005-09-28 2010-04-21 Toray Industries, Inc. Polyester fiber and textile product comprising the same
JP4892910B2 (ja) * 2005-09-29 2012-03-07 東レ株式会社 導電性繊維およびそれを用いてなる繊維製品
US20070134944A1 (en) * 2005-12-14 2007-06-14 Lear Corporation Conductive composite distribution system for a vehicle
CN101086939B (zh) * 2006-06-09 2010-05-12 清华大学 场发射元件及其制备方法
CN101093764B (zh) 2006-06-23 2012-03-28 清华大学 场发射元件及其制备方法
CN101093765B (zh) * 2006-06-23 2011-06-08 清华大学 场发射元件及其制备方法
WO2008095239A1 (en) * 2007-02-05 2008-08-14 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Nanofibre yarns
DE102007009119A1 (de) 2007-02-24 2008-08-28 Teijin Monofilament Germany Gmbh Elektrisch leitfähige Fäden, daraus hergestellte Flächengebilde und deren Verwendung
DE102007009118A1 (de) 2007-02-24 2008-08-28 Teijin Monofilament Germany Gmbh Elektrisch leitfähige Fäden, daraus hergestellte Flächengebilde und deren Verwendung
DE102007009117A1 (de) 2007-02-24 2008-08-28 Teijin Monofilament Germany Gmbh Elektrisch leitfähige Fäden, daraus hergestellte Flächengebilde und deren Verwendung
CN101286385B (zh) * 2007-04-11 2010-05-26 清华大学 电磁屏蔽线缆
CN101286384B (zh) * 2007-04-11 2010-12-29 清华大学 电磁屏蔽线缆
CN101286383B (zh) * 2007-04-11 2010-05-26 清华大学 电磁屏蔽线缆
CN101499331A (zh) * 2008-02-01 2009-08-05 北京富纳特创新科技有限公司 线缆
JP5557992B2 (ja) * 2008-09-02 2014-07-23 国立大学法人北海道大学 カーボンナノチューブが付着した導電性繊維、導電性糸、繊維構造体およびそれらの製造方法
EP2202336A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-30 Eads Construcciones Aeronauticas S.A. Method for producing nanofibres of epoxy resin for composite laminates of aeronautical structures to improve their electromagnetic characteristics
FR2940659B1 (fr) * 2008-12-26 2011-03-25 Arkema France Fibre composite a base de pekk, son procede de fabrication et ses utilisations
EP2241659A1 (en) * 2009-03-13 2010-10-20 Yiu-Chuan Hsieh Functional yarn and method for manufacturing the same
US9111658B2 (en) 2009-04-24 2015-08-18 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNS-shielded wires
WO2010124260A1 (en) 2009-04-24 2010-10-28 Lockheed Martin Corporation Cnt-infused emi shielding composite and coating
KR101696207B1 (ko) 2009-04-27 2017-01-13 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. 복합 구조물 제빙을 위한 ｃｎｔ계 저항 가열
FR2946176A1 (fr) 2009-05-27 2010-12-03 Arkema France Fibre conductrice multicouche et son procede d'obtention par co-extrusion.
CN101996706B (zh) * 2009-08-25 2015-08-26 清华大学 一种耳机线及具有该耳机线的耳机
CN101998200A (zh) * 2009-08-25 2011-03-30 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 一种耳机线及具有该耳机线的耳机
US20110089958A1 (en) * 2009-10-19 2011-04-21 Applied Nanostructured Solutions, Llc Damage-sensing composite structures
US20110159762A1 (en) * 2009-12-31 2011-06-30 Ashish Sen Paper machine clothing with monofilaments having carbon nanotubes
US9167736B2 (en) 2010-01-15 2015-10-20 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line
US8665581B2 (en) 2010-03-02 2014-03-04 Applied Nanostructured Solutions, Llc Spiral wound electrical devices containing carbon nanotube-infused electrode materials and methods and apparatuses for production thereof
WO2011109485A1 (en) 2010-03-02 2011-09-09 Applied Nanostructured Solutions,Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
WO2011108669A1 (ja) * 2010-03-03 2011-09-09 クラレリビング株式会社 導電性マルチフィラメント糸及び導電性ブラシ
GB201009276D0 (en) * 2010-06-03 2010-07-21 Devan Chemicals Nv Coated fibres,yarns and textiles
US8780526B2 (en) 2010-06-15 2014-07-15 Applied Nanostructured Solutions, Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
GB201013939D0 (en) * 2010-08-20 2010-10-06 Airbus Operations Ltd Bonding lead
AU2011305751A1 (en) 2010-09-23 2012-06-21 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line
US9085464B2 (en) 2012-03-07 2015-07-21 Applied Nanostructured Solutions, Llc Resistance measurement system and method of using the same
WO2013155571A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Polymeric composites containing highly aligned carbon nanotubes and method for making them
CN104021837B (zh) * 2014-05-31 2017-12-26 西安交通大学 一种非金属轻型导电线及其方法和应用产品
GB201411695D0 (en) * 2014-07-01 2014-08-13 Sensor Spol S R O And Sensor Uk Ltd Conducting mesh
JP2016044380A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 ユニチカ株式会社 導電性モノフィラメント
CN104278385B (zh) * 2014-10-24 2016-07-27 太仓环球化纤有限公司 一步法生产抗静电型尼龙6（pa6）膨体纱生产工艺
KR101764312B1 (ko) 2015-11-27 2017-08-03 주식회사 휴비스 난연성을 갖는 전자파 차폐용 섬유
KR102089049B1 (ko) 2018-02-22 2020-03-13 주식회사 보권인더스트리 도전성 연신사의 제조방법
KR20200126406A (ko) * 2018-03-02 2020-11-06 메소맷 인크. 나노재료-코팅된 섬유
WO2020241615A1 (ja) * 2019-05-30 2020-12-03 リンテック株式会社 ３ｄプリンタ用造形材料及び造形物
DE102019132028B3 (de) * 2019-11-26 2021-04-15 Deutsche Institute Für Textil- Und Faserforschung Denkendorf Piezoresistiver Kraftsensor
EP4363642A1 (de) 2021-06-28 2024-05-08 Indorama Ventures Fibers Germany GmbH Elektrisch leitfähiges garn

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE790254A (fr) * 1971-10-18 1973-04-18 Ici Ltd Matieres textiles conductrices
US3969559A (en) * 1975-05-27 1976-07-13 Monsanto Company Man-made textile antistatic strand
US4045949A (en) * 1976-01-02 1977-09-06 Dow Badische Company Integral, electrically-conductive textile filament
CH639700A5 (en) * 1979-10-04 1983-11-30 Schweizerische Viscose Antistatic two-component yarn and manufacture thereof
JPH09111135A (ja) * 1995-10-23 1997-04-28 Mitsubishi Materials Corp 導電性ポリマー組成物
EP0907773B1 (en) * 1996-05-15 2006-08-16 Hyperion Catalysis International, Inc. High surface area nanofibers
US5698148A (en) * 1996-07-26 1997-12-16 Basf Corporation Process for making electrically conductive fibers
US5916506A (en) * 1996-09-30 1999-06-29 Hoechst Celanese Corp Electrically conductive heterofil
US5840425A (en) * 1996-12-06 1998-11-24 Basf Corp Multicomponent suffused antistatic fibers and processes for making them
US6228492B1 (en) * 1997-09-23 2001-05-08 Zipperling Kessler & Co. (Gmbh & Co.) Preparation of fibers containing intrinsically conductive polymers
US6280697B1 (en) * 1999-03-01 2001-08-28 The University Of North Carolina-Chapel Hill Nanotube-based high energy material and method
ES2360428T5 (es) * 1999-09-17 2018-01-29 Kb Seiren, Ltd. Fibra conductora compuesta de núcleo-envolvente
JP4467703B2 (ja) * 2000-01-21 2010-05-26 新日本石油株式会社 多繊維性炭素繊維の製造方法
KR100756211B1 (ko) * 2000-05-04 2007-09-06 비티지 인터내셔널 리미티드 나노구조물
US6497951B1 (en) * 2000-09-21 2002-12-24 Milliken & Company Temperature dependent electrically resistive yarn
US6682677B2 (en) * 2000-11-03 2004-01-27 Honeywell International Inc. Spinning, processing, and applications of carbon nanotube filaments, ribbons, and yarns
JP2002203749A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Daiso Co Ltd 積層型電気二重層キャパシタ
US6863933B2 (en) * 2001-01-30 2005-03-08 The Procter And Gamble Company Method of hydrophilizing materials
JP4207398B2 (ja) * 2001-05-21 2009-01-14 富士ゼロックス株式会社 カーボンナノチューブ構造体の配線の製造方法、並びに、カーボンナノチューブ構造体の配線およびそれを用いたカーボンナノチューブデバイス
US6528572B1 (en) * 2001-09-14 2003-03-04 General Electric Company Conductive polymer compositions and methods of manufacture thereof
US7252749B2 (en) * 2001-11-30 2007-08-07 The University Of North Carolina At Chapel Hill Deposition method for nanostructure materials
DE10159049A1 (de) * 2001-11-30 2003-06-12 Arteva Tech Sarl Thermostabiler, antimonfreier Polyester, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
US6764628B2 (en) * 2002-03-04 2004-07-20 Honeywell International Inc. Composite material comprising oriented carbon nanotubes in a carbon matrix and process for preparing same
US7431869B2 (en) * 2003-06-04 2008-10-07 Hills, Inc. Methods of forming ultra-fine fibers and non-woven webs

Also Published As

Publication number Publication date
US20050170177A1 (en) 2005-08-04
ATE399222T1 (de) 2008-07-15
EP1559815A2 (en) 2005-08-03
EP1559815A3 (en) 2006-06-21
EP1559815B1 (en) 2008-06-25
PL1559815T3 (pl) 2008-12-31
ES2308098T3 (es) 2008-12-01
DE602004014587D1 (de) 2008-08-07
JP2005213718A (ja) 2005-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PT1559815E (pt) Fio condutor, processo de fabrico e utilização do mesmo
US4983814A (en) Fibrous heating element
EP1961846B1 (de) Elektrisch leitfähige Fäden, daraus hergestellte Flächengebilde und deren Verwendung
CN110709544B (zh) 用于应对菌的电荷产生纱线、用于应对菌的电荷产生纱线的制造方法和抗菌性布帛
ES2321389T3 (es) Fibras de nucleo y envoltura, conductivas, repelentes de la suciedad, con una alta resistencia a los agentes quimicos, procedimiento para su produccion y su utilizacion.
JP5363025B2 (ja) Ｘ線造影性モノフィラメント
US20090302241A1 (en) X-ray opaque filament, x-ray opaque covered filament and fiber structure using said x-ray opaque filament and/or x-ray opaque covered filament
AU2002320481A1 (en) Elastic, heat and moisture resistant bicomponent and biconstituent fibers
WO2003008681A1 (en) Elastic, heat and moisture resistant bicomponent and biconstituent fibers
US7998576B2 (en) Radiopaque monofilament for contrast X-ray radiography
DE202017002839U1 (de) Polyketonfasern, deren Herstellung und Verwendung
JP2008110195A (ja) Ｘ線造影性複合糸及びｘ線造影性繊維構造体
US20060019093A1 (en) Antistatic polymer monofilament, method for making an antistatic polymer monofilament for the production of spiral fabrics and spiral fabrics formed with such monofilaments
WO2010088638A1 (en) High performance fibers
JP2010116661A (ja) ポリエーテルブロックアミドを紡ぐ方法、および該方法によって得られる繊維、ならびに該繊維を用いて作られる製品
JP2008214846A (ja) 導電性ストランド、それから得られる布およびその使用
TW202210671A (zh) 導電纖維、含有導電纖維之被服及含有導電纖維之電氣電子機器
JP2010216030A (ja) Ｘ線造影性複合糸
EP1961844A2 (de) Elektrisch leitfähige Fäden, daraus hergestellte Flächengebilde und deren Verwendung
JP3951010B2 (ja) 静電防止用導電性合成樹脂フィラメント、その製造方法およびその用途
JP6420141B2 (ja) 導電性糸条およびその製造方法
JP2813368B2 (ja) 制電性複合繊維
JPH02216284A (ja) 導電性複合繊維及びその製造方法
CN116917560A (zh) 芯鞘复合纤维、其制造方法及纤维结构体
JP2006274512A (ja) 導電性複合繊維の製造方法