[发明专利]复合导电纤维的纺牵一步法制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合导电纤维的制造工艺，具体涉及到一种复合导电纤维纺牵一步法制造工艺。

背景技术

合成纤维与天然纤维相比，具有强度高、耐磨等优点，所以已被广泛应用于各个领域，种类繁多、物尽其用。

但是合成纤维及其制品的一大缺点是容易产生静电，有时高达数万伏，即使是天然纤维，在冬季或低湿度的环境中，纤维及制品也会明显产生静电，因此，自合成纤维问世以来，人们就一直致力于各种有关抗静电方面的研究，把导电纤维添加在纤维及制品中已渐渐成为一种抗静电的行之有效的方法，特别是含碳复合导电纤维的开发使用后，更是加大了其在纤维及制品中地广泛应用。由于导电碳黑价廉、电阻率低，成为人们生产导电纤维时导电组分的首选。目前导电纤维的制造方法中加入大量的导电碳黑以确保导电纤维具有良好的电导率，导电碳黑在导电纤维中的添加量一般均超过20％，这直接导致导电纤维的制造工艺比较复杂且由于纤维中高含量的碳黑破坏了高聚物的纺丝流变性能，使高聚物的成纤可纺性和纤维的物理机械性能变差，所以生产这种高碳黑的导电纤维均采用复合纺丝加工技术，采用双螺杆复合纺丝，低速卷绕高倍数牵伸或高速卷绕低倍数牵伸两步法工艺来制造复合导电纤维。关于两步法生产复合导电纤维过去已有各种提案和专利。如美国杜邦公司生产的“安特纶”，美国孟山都公司生产的“厄尔特纶”，日本钟纺公司生产的“培特纶”均采用的是低速纺丝高倍牵伸两步法工艺，一般情况下以1000m/min纺丝卷绕，再进行3倍左右的牵伸工艺来生产复合导电纤维，如图1所示。丝束11经过油嘴12上油后，经过冷导丝辊13和冷导丝辊14，最后进入卷绕机15以1000m/min卷绕速度，卷绕成未取向丝。未取向丝再经过牵伸机牵伸后才能制成成品丝，牵伸工艺如图2所示，未取向丝经喂入轮21进入牵伸机热盘22和冷盘24之间进行牵伸，牵伸倍数3倍，热盘温度设定在90℃，牵伸后的纤维经过热板23进行热定型，然后经卷绕机25成形。定型温度为186℃，卷绕速度550m/min。

日本可乐丽公司生产的“库拉卡博”采用的是高速纺丝低倍牵伸两步法工艺，一般情况下以2500m/min纺丝卷绕，再进行1.5倍左右的牵伸工艺来生产复合导电纤维，工艺过程如图1和图2一样，仅是卷绕速度高，牵伸倍数低。两步法工艺繁杂，消耗大、生产成本高，生产效率低，特别是品质不稳定。

发明内容

本发明的目的旨在解决上述工艺技术的不足，研发出一种全新的复合导电纤维的制造工艺，即复合导电纤维纺牵一步法制造工艺。

本发明的复合导电纤维是纺牵一步制造工艺生产出的复合导电纤维，是由导电层和非导电层所组成，其中导电层含有20～30％(wt)导电性成分和含有80～70％(wt)非导电成分的载体树脂所组成，非导电层为聚酯或聚酰胺成纤高聚物。导电层中的导电成分为导电碳黑并利用混炼的方法将导电成分分散于载体树脂中，且经双螺杆造粒而形成导电粒子，所用的载体树脂和非导电层成纤高聚物若采用聚酯聚合物则称为聚酯基复合导电纤维，若所用的载体树脂和非导电层成纤高聚物为聚酰胺则称为聚酰胺基复合导电纤维。

本发明的纺牵一步法工艺及设备配置如图3所示，丝束31由纺丝甬道下来，经上油轮32将丝浸油，经预网络装置33，将纤维中的油剂吹匀；通过导丝器进入第一热辊35及第一分丝辊34，缠绕几圈，保证丝的握持及充分加热；纤维经导丝器进入第二热辊36及第二分丝辊37，缠绕几圈，保证导电纤维的加热及握持牵伸；最后进入卷绕机38卷绕成形。纤维被两道热辊充分加热，两道热辊之间的速度差即为牵伸倍数，第二热辊及分丝辊转速几倍于第一热辊及分丝辊转速，使其在加热状态产生牵伸及定形；最后进入卷绕机卷绕成形。卷绕速度为4000米/分以上，大幅度提高了产量。

附图说明

图1是背景技术纺丝工艺示意图

图2是背景技术牵伸工艺示意图

图3是本发明纺牵一步法工艺示意图

具体实施方式

下面根据实施例说明本发明。当然，本发明不只限定于下面所举的实施例。

实施例1

将20份粒径为1μ的高导电碳黑和20份聚醋酸乙烯加入到高速混合机中，在105℃温度下进行高速混合，30分钟后降温并粉碎成颗粒状。颗粒状共混物和60份的聚酯粉末加入到高速混合机中，在150℃下进行混合15分钟，再冷混15分钟出料加入到双螺杆挤出机的料斗中，在280℃下挤出造粒成导电层粒子，经过干燥后作为A组分，干燥后的聚酯切片作为B组分。