[发明专利]一种导电包芯纱及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导电包芯纱及其制备方法，所述导电包芯纱，是由碳纳米管薄膜丝束和服用纤维须条共同加捻而得的以碳纳米管薄膜丝束为芯纱、以服用纤维作为包覆纱的导电包芯纱。本发明提供的导电包芯纱，由碳纳米管薄膜丝束和服用纤维须条共同加捻而得，以碳纳米管薄膜丝束为芯纱、以服用纤维作为包覆纱，碳纳米管薄膜丝束被包埋在服用纤维内部，不仅可有效提高碳纳米管在导电包芯纱中的稳定性，还有效提高了导电包芯纱整体的耐水性性和可织造性能。

技术领域

本发明涉及一种包芯纱及其制备方法，具体涉及一种导电包芯纱及其制备方法，属于纺织技术领域。

背景技术

近年来，智能纺织品尤其是智能电子纺织品在工业界和学术界得到了越来越多的关注。电子智能纺织品是基于电子技术，将传感、通讯、人工智能等高科技手段应用于纺织技术上而开发出的新型纺织品。在智能纺织品的设计和制造过程中，导电纱线是其关键材料。目前导电纤维多为钢丝、银等金属导电纤维或金属导电纤维和服用纤维的混纺纤维，这类方法获得的织物在舒适性和透气性能方面有待改进。

碳纳米管具有优异的机械、电学和电化学性能，在纺织领域有广泛应用，利用碳纳米管改性纺织纤维可获得导电、应变传感等功能性纺织品。然而由于碳纳米管的纳米尺寸，其在实际应用中受到很大的挑战。在现有技术中，碳纳米管对纺织纤维的改性是将碳纳米管分散液经过浸轧、喷洒等方法与纺织品相结合。由于碳纳米管附着在纺织品表面，该方法获得的改性纺织品耐水洗牢度差，且服用安全性仍需进一步进行研究。另有碳纳米管纱线是由纯碳纳米管组成排列有序的性能优异的线性宏观材料，具有高强度、高导电性和应变传感性能诸多优点，但直径只有10～50μm，非常纤细，导致其拉伸强力低，耐磨性差，无法进行织造。

如若将碳纳米管作为芯纱包埋在服用纱线中形成包芯纱将有利于提高纱线的服用性能。然而包芯纱制备过程中对芯纱会产生较大的牵伸，碳纳米管纱线作为芯纱在包芯纱内部会呈现断裂和不连续状态，影响包芯纱的导电性。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种导电包芯纱及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种导电包芯纱，是由碳纳米管薄膜丝束和服用纤维须条共同加捻而得的以碳纳米管薄膜丝束为芯纱、以服用纤维作为包覆纱的导电包芯纱。

一种实施方案，所述碳纳米管薄膜丝束为连续的碳纳米管薄膜，其宽度为2～15mm，厚度为2～30μm，电导率为10²～10⁵S/m。

一种实施方案，所述碳纳米管薄膜丝束可以是单层碳纳米管薄膜，也可以是多层碳纳米管薄膜叠加形成。

一种实施方案，所述碳纳米管薄膜丝束的细度为6～50nm(优选10～50nm)，长径比为500～40000(优选5000～40000)。

一种实施方案，所述碳纳米管薄膜丝束可以是从碳纳米管可纺丝阵列中抽取的宽度为2～15mm的碳纳米管薄膜丝束，也可以是通过浮动催化气相沉积方法所制备的宽度为2～15mm的碳纳米管薄膜丝束，或通过浮动催化气相沉积方法所制备宽度15mm的碳纳米管薄膜经过切断加工形成的宽度为2～15mm的碳纳米管薄膜丝束。

一种实施方案，所述服用纤维为天然纤维(例如，棉纤维)、化学纤维(例如，涤纶纤维)或混纺纤维。

一种实施方案，所述服用纤维须条为服用纤维粗纱条(例如，棉纤维粗纱条)或服用纤维粗纱条经过牵伸形成的连续均匀短纤维须条。

一种导电包芯纱的制备方法，包括如下操作：

将导电碳纳米管薄膜丝束覆盖于待进入纺纱设备的牵伸区的服用纤维须条的表面，使导电碳纳米管薄膜丝束在牵伸区的牵伸下，在加捻区与服用纤维须条共同加捻。

一种实施方案，所述纺纱设备为细纱机。