WO2020186416A1 - 卷曲变形涤纶导电长丝、其制造方法及其应用 - Google Patents

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    • D02G1/20—Combinations of two or more of the above-mentioned operations or devices; After-treatments for fixing crimp or curl

Definitions

  • the conductive filament texturized polyester filament fineness of 1.5 ⁇ 6.0dtex, a breaking strength of 2.0 ⁇ 3.5cN / dtex, elongation at break of 15 to 45%, a resistivity of 10 0 ⁇ 10 2 ⁇ ⁇ Cm, the surface resistance is 10 2 ⁇ 10 5 ⁇ .
  • the polyester conductive filament has a composite structure, the conductive part is buried in the non-conductive part, and a part of the conductive part is exposed on the surface of the polyester conductive filament.
  • the conductive part is composed of a conductive agent, a processing aid and a polyester fiber-forming polymer.
  • the function of the silk roller is to realize the transmission of the silk.
  • the first roller is for the silk edge.
  • the device has two components, one is silk roller and apron, and the other is silk roller and apron.
  • the advantage of the apron is that the contact area is large, the holding force is large, and the wear of the bearing can be reduced.
  • the disadvantage is that it is easy to damage.
  • the advantage of the top roller is that it is wear-resistant and can be used many times, but its disadvantage is that it has insufficient holding power, which must be compensated by winding on the roller.
  • the better device is the silk feeding roller and the top roller, which must be wound on FR2 twice.
  • the function of the sucker is to help lift the head, doffing and stripping.
  • the process conditions are mainly processing speed (YS), draft ratio (DR), speed ratio (D/Y, the ratio of the surface speed of the friction disc to the speed of the thread leaving the false twister), K value (untwisting tension and adding The ratio of twist tension) and three overfeed OF2%, OF2A%, OF3% and two hot box temperatures, namely the temperature of the first heating box (H1) and the temperature of the second heating box (H2).
  • the melt is accurately metered in each metering pump, it is poured into the sheath-core type outer guide composite spinning machine in a certain proportion (the conductive part is 20wt% of the total fiber weight) and mixed, and sprayed from the spinneret to form a melt Trickle.
  • the temperature of the composite spinning box is 289°C.
  • the fine flow of the melt is cooled by cooling air and solidified to form primary fibers (the side air pressure is 80Pa, the wind speed is 0.8m/s, the wind temperature is 15°C, and the wind humidity is 65%).
  • polyester conductive filament is a carbon black core sheath type polyester conductive fiber.
  • the fineness of the filament is 86dtex/16f
  • the breaking strength is 2.5cN/dtex
  • the breaking elongation is 65%
  • the high voltage resistance is 1.5 ⁇ 10 6 ⁇ /cm
  • the surface resistance is 10 3 ⁇ .
  • the fiber index of the obtained carbon black core sheath crimped textured nylon conductive filament is 78dtex/16f, the breaking strength is 2.9cN/dtex, the elongation at break is 28%, the crimp shrinkage is 45%, and the crimp stability is It is 68%, the oil content is 3.0%, the boiling water shrinkage is 6.5%, the high-voltage resistance is 8.5 ⁇ 10 5 ⁇ /cm, and the surface resistance is 10 3 ⁇ .
  • the raw material of the twisted yarn is not the product of the present invention, but a conductive fiber of 20D/4f polyester conductive filament on the market and a 45s cotton-polyester blended yarn with a twist of 1100. Put these two kinds of yarns into a double-twist machine for double-twisting, and set the number of twists to 680 to obtain 20D/4f+45s cotton-polyester blended conductive filament. As a result, it was found that hairs were easily formed on the bobbin, which did not achieve the desired effect.

Abstract

本发明是关于卷曲变形涤纶导电长丝、其制造方法及其应用。卷曲变形涤纶导电长丝是对涤纶导电长丝进行卷曲变形加工处理得到，其特征是卷曲收缩率为15～60％，卷曲稳定度为40～90％。变形加工的工艺流程为：导电纤维原丝经变形热箱将纤维加热塑化、冷却板冷却、通过假捻器加捻和解捻、定型、加网络、上油、卷绕、检验、包装。这种卷曲变形的涤纶导电长丝有利于后续的混纺织造加工，或者单独用于织造，可显现出柔软膨松的人体体验效果，可广泛应用于1)安神催眠，2)血液循环改善，3)静电除去，4)除尘过滤，5)海水养殖，6)淡水养殖，7)负离子含有水/空气制备，8)电加热，9)低压导线，10)信号传导。

Description

卷曲变形涤纶导电长丝、其制造方法及其应用 技术领域
本发明是卷曲变形涤纶导电长丝、其制造方法及其应用，属于导电纤维的技术领域。
背景技术
现存的导电长丝，表面刚直平滑，与其他纤维混纺时的抱合力小，容易出现起毛现象，所以不利于导电纤维织物的加工。如果在织物加工时将其单独使用，纤维手感较硬，导致穿着性差。如使用这样的纤维织袜，受压力和摩擦影响，时间长的话导电层部分会有剥落的可
能，影响其导电性能和电流的流动。就现阶段而言，由卷曲变形涤纶导电长丝织造的制成品还未在市面上出现。
在中国专利公开号第106758179号中，对锦纶POY纤维进行化学镀银，得到导电性抗菌纤维，再进行加弹处理(卷曲变形加工处理)，即得镀银后的锦纶DTY纤维。公开了一种锦纶DTY纤维的镀银方法。在中国专利公开号第102560729号中，将银系抗菌母粒与水溶性聚酯切片进行混合纺丝，并通过异形孔纺丝板制备得到异形抗菌涤纶预取向丝，再经过加弹变形处理，生产出穿着性优良的低弹变形丝，得到具有抗菌/导湿性涤纶纤维。公开了一种抗菌导湿型涤纶纤维、其制备方法及应用。在中国专利公开号第105887240号中，将包含银系抗菌母粒与水溶性涤纶纤维的涤纶预取向丝，经过加弹处理(卷曲变形处理)生产出涤纶高弹丝，将其进行纺织，随后将织物溶解，去除水溶性涤纶后，进行真空镀银，从而得到抗菌、导电织物。公开了一种涤纶预取向丝及其制备方法，聚酯纤维织物及其制备方法。中国专利号第102953137号中，将碳纳米管在离子 液体中分散后，与高弹性热塑性聚合物混合，进行熔融纺丝得到一种含有碳纳米管的高弹性导电纤维。公开一种高弹性高导电纤维及其制作方法。
在现有技术中，将涤纶进行熔融复合纺丝，生产导电纤维的方法是(1)制造涤纶导电母粒导电部分的工艺，(2)纺丝过程中，同时熔融导电部分与非导电部分，计量泵正确计量后，在纺丝板出口合并，将具有复合结构的导电丝喷出的工艺，(3)通过拉伸、上油、卷绕等各道工序得到导电纤维原丝的工艺。拉伸过程中，为保证导电层的连续结构不被破坏，拉伸过程需要在一定温度下进行。但是，这种手法会导致纺丝过程的拉伸倍率变大，无法保证100％的连续性，造成导电纤维的导电性能低下。
因此，本发明是为了克服现有技术上存在的问题，其作用为，(1)可以解决导电长丝在与其他纤维进行复合加工时的抱合力不够，容易起毛影响织物加工，并且存在单独织造的织物质感较硬、穿着性差等问题；(2)也可解决导电长丝的导电性能低下的问题。提出卷曲变形涤纶导电长丝、其制造方法及其应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种卷曲变形涤纶导电长丝、其制造方法及其应用。
本发明其本质是对拥有复合结构(导电部分和非导电部分)的导电长丝，进行卷曲变形加工处理。此外，所述公开的专利公报内，没有任何一份有针对有复合结构(导电部分和非导电部分)的导电长丝进行卷曲变形加工处理的内容。
根据本发明解决所述课题的作用机制是以下几点。对导电长丝进行卷曲加工，可以提高导电层的连续性，提高导电性能。其理由为，(1)由于卷曲加工包括加热塑化过程，可以重新排列导电层，提高导电层的连续性，(2)同时，由于卷曲加工是以低拉伸倍率进行，可以推测对导电层的连续性的影响小。因此， 总的来说，该导电长丝在经卷曲变形加工后，不仅可以提高其织布性能，导电性能也会有明显提升。导电长丝的卷曲变形加工，可以大幅提高导电纤维产品的性能。
应用上，近年来，伴随电子技术以及生命科学的发展，智能穿戴、纤维型生物传感已成为热门技术应用及消费市场需求领域，对机能性导电和防静电织物的需求不断上升，同时对导电性织物的柔软性和穿着性提出了更高的要求。复合结构的导电纤维，由于其导电性优良，生产制造相对容易，生产成本容易控制，伴随智能穿戴、纤维型生物传感应用的不断扩大，这个产业将会有大幅度的发展。
本发明的具体内容如下：
本发明提供了一种卷曲变形涤纶导电长丝，所述卷曲变形涤纶导电长丝是对涤纶导电长丝进行卷曲变形加工处理得到，所述卷曲变形涤纶导电长丝的卷曲收缩率为15～60％，卷曲稳定度为40～90％。
进一步，所述卷曲变形涤纶导电长丝的单丝细度为1.5～6.0dtex，断裂强度为2.0～3.5cN/dtex，断裂伸长率为15～45％，电阻率为10 0～10 2Ω·cm，表面电阻为10 2～10 5Ω。
进一步，所述卷曲变形涤纶导电长丝，是由导电部分和非导电部分构成。
进一步，导电部分占导电长丝总质量的10～40％。
进一步，所述涤纶导电长丝为芯鞘结构，所述芯鞘结构的鞘层为所述导电部分。
进一步，所述涤纶导电长丝为复合结构，所述导电部分被埋入所述非导电部分中，并且导电部分中的一部分在所述涤纶导电长丝的表面露出。
进一步，所述导电部分是由导电剂、加工助剂和聚酯成纤聚合物构成。
进一步，所述导电剂为导电炭黑，所述导电炭黑的添加量，以所述导电部分的全部质量为基准，为质量的20～35％。
进一步，所述导电剂为碳纳米管，所述碳纳米管的添加量，以所述导电部分的全部质量为基准，为质量的5～15％。
进一步，所述导电剂是由导电炭黑和碳纳米管构成的复合导电剂，所述复合导电剂的添加量，以所述导电部分的全部质量为基准，为质量的10～25％。
进一步，所述导电剂为浅色导电金属氧化物，所述浅色导电金属氧化物的添加量，以所述导电部分的全部质量为基准，为质量的50～80％。
进一步，所述复合导电剂，所述导电炭黑与所述碳纳米管的质量比(所述导电炭黑：所述碳纳米管)为10：1～10：10。
又一方面，本发明还提供了一种卷曲变形涤纶导电长丝的制造方法，包括：
对涤纶导电长丝，依次按照加热塑化、冷却、假捻、定型、加网络、上油、卷绕的工序，制造卷曲变形涤纶导电长丝。
在所述工序中，加热塑化温度为140～195℃，成形温度为25～135℃，拉伸倍率为1.05～1.5，D/Y的数值为1.3～2.5，卷绕速度为100～800m/min。
第三方面，本发明还提供了一种防静电织物、防辐射织物、纤维织物型传感器或者智能穿戴产品的生产制造用途。
进一步，所述卷曲变形涤纶导电长丝可以采用所述卷曲变形涤纶导电长丝。
第四方面，本发明还提供了一种包含卷曲变形涤纶导电长丝在内的防静电织物、防辐射织物、纤维织物型传感或者智能穿戴的产品。
进一步，所述卷曲变形涤纶导电长丝可以采用所述卷曲变形涤纶导电长丝。
本发明的有益效果如下：
(1)经卷曲变形处理过的涤纶导电长丝，在与涤纶低弹丝或棉涤混纺丝或棉 丝丝进行交捻、双捻加工时抱合力提高。因此，可以避免出现起毛等对后续织物造成的影响。
(2)在卷曲变形加工过程中，导电纤维的导电部分经过加热塑化，导电结构的连续性变得更好，导电性能得到提高。因此，可应用于对导电性要求更高的产品。
(3)使用卷曲变形处理过的涤纶导电长丝直接进行织布加工，生产的织物在保持原本良好导电性的同时，手感柔软穿着舒适。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是卷曲变形涤纶导电长丝的芯鞘结构概略图。图中，鞘层为导电部分。
图2是卷曲变形涤纶导电长丝的复合结构概略图。图中，导电部分被埋入非导电部分中，并且导电部分中的一部分在涤纶导电长丝的表面露出。
图3是卷曲变形涤纶导电长丝的制造装置(加弹机)概念图。
图中：1导电部分、2非导电部分。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
《卷曲变形涤纶导电长丝》
本发明是卷曲变形涤纶导电长丝，是对涤纶导电长丝进行卷曲变形加工处理后得到的长丝。以下对该长丝的物性进行说明。
名词解释
(卷曲收缩率)
卷曲变形涤纶导电长丝的卷曲收缩率为15～60％。这里，“卷曲收缩率”具 有以下意义。
【公式1】
Figure PCTCN2019078461-appb-000001
这里，Lg：施加500g的张力，测量出的卷曲长丝长度；
Lz：施加25g的张力，测量出的卷曲长丝长度。
(卷曲稳定度)
卷曲变形涤纶导电长丝卷曲稳定度为40～90％。这里，“卷曲稳定度”具有以下意义。
【公式2】
Figure PCTCN2019078461-appb-000002
这里，Lb：对要测量卷曲收缩率的卷曲长丝，先施加2500g的张力，然后再将卷曲长丝上的张力减少到2.5g的情况下测量的长度。
(单丝纤维细度)
卷曲变形涤纶导电长丝的单丝细度一般为1.5～6.0dtex。
(断裂强度)
卷曲变形涤纶导电长丝的断裂强度一般为2.0～3.5cN/dtex。这里，“断裂强度”具有以下意义。
【公式3】
Figure PCTCN2019078461-appb-000003
(纤维能承受的最大拉伸力与纤维实际细度的比值)
(断裂伸长率)
卷曲变形涤纶导电长丝的断裂伸长率一般为15～45％。这里，“断裂伸长率”具有以下意义。
Figure PCTCN2019078461-appb-000004
(纤维拉伸至断裂时的长度与原长的比值)
(电阻率)
卷曲变形涤纶导电长丝的电阻率一般为10 0～10 2Ω·cm，表面电阻一般为10 2～10 5Ω。这里，电阻率是根据JIS K7194(四点探针排列法测定传导塑料电阻率的测试方法)测量得出的数值。另外，若使用本发明的卷曲变形涤纶导电长丝，有可能通过洗涤产生小于10 1的电阻增加量(使用该长丝织造的织物，与未清洗时的电阻相比，在清洗100次后的电阻增加量)。
《卷曲变形涤纶导电长丝的制造方法》
本发明的卷曲变形涤纶导电长丝，例如，通过对涤纶导电长丝依次进行加热塑化、冷却、假捻、定型、加网络、上油、卷绕的各工序加工得到。以下，是对原料及工艺过程的详细说明。
〈原料〉
本发明是由熔融复合纺丝工艺制备涤纶导电长丝经卷曲加工变形得到，由导电部分和非导电部分构成。其中，导电部分一般占导电长丝总质量的10～40％。非导电部分为聚酯成纤聚合物，导电部分由聚酯成纤聚合物、导电剂及助剂构成。用复合纺丝制造设备加工导电部分和非导电部分，得到复合构造的涤纶导电长丝。以下，是对各原料的详细说明。
(导电剂)
导电剂不特别限定，但优选导电炭黑、碳纳米管或其复合材料，导电性金属氧化物粉体。这些导电剂可以单独使用也可适当地组合使用。
(聚酯成纤聚合物)
聚酯成纤聚合物不特别限定，包含芳香族聚酯树脂{例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)}聚芳酯类的芳香族聚酯和脂肪族聚酯{例如，脂肪族聚酯及其共聚物，例如聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)、聚ε-己内酯(PCL)}。这些成纤聚合物可以单独使用也可适当地组合使用。
(助剂)
助剂可以是偶联剂、分散剂、抗氧化剂、润滑剂。这里，偶联剂可以是铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。分散剂可以是聚酯蜡分散剂。抗氧化剂可以是抗氧化剂1010或抗氧化剂DLTP。润滑剂可以是硬脂酸镁或硬脂酸锌。
〈工艺〉
{导电母粒的制造工艺(1)}
导电母粒是将导电剂或复合导电剂、助剂和聚酯成纤聚合物切片先进行混合混炼，经过双螺杆挤出机等设备，挤出、水冷、切粒等加工过程制得的颗粒料。这里，当纤维是黑色的情况下，导电剂是导电炭黑时，添加量一般是质量的20～35％。或者，导电剂是碳纳米管时，添加量一般是质量的5～15％。或者，导电剂是由导电炭黑和碳纳米管组成的复合导电剂时，添加量一般为是质量的10～25％。当纤维是浅色乃至白色的情况下，导电剂是浅色导电金属氧化物(例如，掺锑氧化钛导电粉)时，添加量一般是质量的50～80％。导电性母粒要预先干燥，含水量控制在100ppm以下。
在导电母粒制造工序中，(1)例如混合温度为80℃～150℃，时间为30～120min。双螺杆挤出机的挤出温度由聚酯成纤聚合物的熔点决定。例如，对熔点是220℃涤纶聚合物，温度设定的方法应为，一区的温度设为80～100℃，二区的温度设为200℃，三区到出料口的各区温度均设为250～270℃。另外，螺杆的高宽比可以是1:25～1:50。
{复合纺丝工艺(2)}
复合纺丝(导电长丝)，将聚酯成纤聚合物切片与导电母粒用螺杆挤出机分别熔融输送，用计量泵计量，分配给复合型纺丝板，从喷丝板喷出，最后由侧吹风进行冷却、凝固、拉伸、上油、导线、卷绕、完成。这里，使用的非导电部分的切片，要预先干燥，含水量控制在50ppm以下。干燥过程可以使用流动干燥床、转鼓干燥、氮气环境下连续干燥等。
在复合纺丝工艺(2)中，纺丝过程中螺杆挤出组件的温度，要满足聚合物正常熔融、输送，并且达到一定的表观粘度为佳。这里需要特别留意的是，在复合纺丝的制造中，使两种的纺丝熔体的表观粘度相接近。这在纺丝的正常进行过程中极为重要，应该对不同的聚酯成纤聚合物进行细致的工艺摸索和确认。在工艺(2)中，用于冷却丝条的工艺参数包括侧吹风的风压、风速、风温及风湿度。拉伸卷绕速度一般为2000～5000m/min，拉伸可用热箱或热辊进行。
这里，典型的炭黑芯鞘型涤纶导电长丝的性能指标是，(1)单丝细度为5.5dtex；(2)断裂强度为2.5cN/dtex；(3)断裂伸长率为55％；(4)电阻率为75Ω·cm；(5)表面电阻为10 4Ω。
{卷曲变形加工工艺(3)}
卷曲变形加工工艺(3)是指，使用加弹机对所述导电长丝进行卷曲变形加工处理的工艺。
(加弹设备)
这里，首先参考图3，对加弹设备进行详细说明。加弹设备由拉伸变形区、定型区、卷绕域构成。流程是：原丝架→原丝臂→隔丝板→压丝片→解舒中心→原丝管入口导丝器→导丝管→切丝器→分丝器→第一罗拉(FR1)移丝器→第一罗拉(FR1)→罗拉臂→钢辊→皮辊→升头杆→固定导丝器→止捻器→防震导丝器→热箱入口导丝器→热箱出口导丝器→第一加热箱(H1)→冷却板入口导丝器→冷却板(CP)→冷却板出口导丝器→假捻器(FT)→张力导丝器→张力传感器→第二罗拉(FR2)移丝器→第二罗拉(FR2)→第二加热箱(H2)→第三罗拉(FR3)→网络喷嘴→分丝杆→探丝器(感应器)→上油轮→油轮上下导丝器→分丝器→分丝杆→原点开关→横动盖板→兔子头→拢丝臂→送丝臂→打尾臂→吸嘴→黑棍→夹盘→纸管摇架→卷绕成型装置。简化的工艺流程是：POY原丝→切丝器→第一罗拉(FR1)→升头杆→止捻器→变型热箱(H1)→冷却板(CP)→假捻器(FT)→第二罗拉(FR2)→定型热箱(H2)→(网络喷嘴)→第三罗拉(FR3)→上油→卷绕罗拉(FR4)→卷绕→分级检查→包装入库。以下，是对重要环节的详细描述。
·喂丝罗拉
喂丝罗拉的作用是实现丝条的传输作用。第一罗拉是给丝边的罗拉。其装置有两种组成方式，一个是喂丝罗拉和皮圈，另一个是喂丝罗拉和皮辊。皮圈的优点是接触面积大、握持力大、可减少轴承磨损，其缺点是易损坏。而皮辊的优点是耐磨且可多次使用，其缺点是握持力不足，须在辊上绕圈弥补。较好的装置是喂丝罗拉和皮辊，在FR2上必须绕两圈，在加工细旦时还需在FR1上绕两圈(移丝间距一般为5-10mm)来弥补张力不足。丝条通过第一罗拉到升头杆，升头杆顶部有个止捻器装置，作用是将丝条固定在第一加热箱顶部，起到 防止丝逃捻或回捻。喂丝罗拉前的横动移丝器，它的作用是避免丝条对罗拉的集中磨损，延长皮圈(或压辊)的使用寿命。生产加弹丝时，移丝的间距一般为5～10mm。移丝位置不正时，不能保证丝条在喂丝皮圈(或压辊)的规定范围内运行，从而不能保证丝条按规定的工艺要求执行。如第一、第二罗拉前的横动移丝器位置不正，就不能保证丝条正常牵伸的实现，引起缠丝。
·第一加热器
第一加热器又叫变型热箱，是接触式加热方式，1000M型长为2.5m，V型长为2.0m。其作用是加热丝条呈塑化状态，降低拉伸变形应力，更容易拉伸变形。它是由真空密封联苯蒸汽和电加热复合加热。
·冷却板
冷却板的作用是对纤维加捻以后卷曲结构的固定，如果冷却不佳(或不均匀)，则纤维在加捻过程形成的卷曲结构就不均匀，进而影响染色均匀性，导致退变色等。在加弹机上，丝条冷却用冷却板冷却。
·假捻器
假捻器的作用是产生机械扭曲应力，以便变形加工。它是加弹机的核心。它是通过摩擦盘的转向对丝条进行加捻和解捻从而形成一个假捻的作用(一般是“Z”捻)。一般摩擦盘分为软盘(聚氨酯PU盘等)和硬盘(陶瓷盘、砂盘等)，软盘摩擦系数高、表面柔软、对丝条损伤小、“雪花少”，但使用寿命短、成本高；而硬盘与软盘相反。
·第二罗拉(中间罗拉)
通常，中间罗拉的速度即所谓的加工速度。为防止逃捻丝的发生，要求它的皮圈架握持里要强。
·第二加热器
第二加热器又叫定型热箱，是非接触式的。其主要作用是消除变形丝的内应力，提高纤维的尺寸稳定性。提高第二加热箱的温度的话，成品纤维的卷曲率(弹性)会下降，沸水收缩率降低，提高尺寸稳定性，同时丝的残余扭矩变小。
·第三罗拉
对皮圈的握持要求相对较高，但较W2、W1要求低些。其作用是形成OF2(即定型超喂)，进行相对松弛状态定型，消除大部分变形中的内应力，使膨松性适中，弹性适中，沸水收缩率正常，尺寸稳定性好。第二罗拉A与第三罗拉之间的超喂比，即定型超喂，主要控制丝条在相对松弛状态下定型。
·油轮
油轮的作用主要是给低弹丝加上适当的油剂，其作用是提高纤维的集束性，增加纤维的平滑性，改善纤维的抗静电性，适应后道织造的要求。上油率，所上的油剂量占纤维总重量的比例，一般在2％左右。影响其上油率的还有油轮的转速。
·检丝器、剪丝器
加弹机中的检丝器又叫断丝探测器或敏感器，是与剪丝器(又叫切丝器)自动配合动作的。当丝条在运行中发生断丝时，由检丝器感知，然后以电子信号触发剪丝器动作，将断丝锭位的丝条在喂入罗拉前切断，以防丝条缠绕在罗拉上。
·吸丝器
吸丝器的作用是帮助升头、落筒及剥丝。
·吸烟装置
吸烟装置安装在第一加热箱的出口处，它的作用是吸去丝条在第一加热箱 中加热而产生的各种气体挥发物，防止加热箱结垢。
(工艺条件)
工艺条件主要是加工速度(YS)、牵伸比(DR)、速度比(D/Y，摩擦盘的表面速度与丝条离开假捻器的速度之比)，K值(解捻张力与加捻张力的比值)以及三个超喂OF2％、OF2A％、OF3％和两个热箱温度，即第一加热箱(H1)的温度和第二加热箱(H2)的温度。
·温度(H1，H2)和冷却板
第一加热箱的温度是纤维的变形温度。要求在该温度下，纤维在塑化的同时，不可以发生黏着。第二加热箱又叫定型加热箱，是非接触型空气加热，一般是由热媒加热，用于给假捻后的丝条定型。第二加热箱的温度提高，丝条的卷曲率(弹性)则会下降。具体比如，第一加热箱的温度在160℃～185℃左右，它是由真空密封联苯蒸汽和电加热复合加热。定型区主要是第二加热箱又叫定型热箱，是非接触空气加热，它是由热媒加热的。它的温度在140℃左右(比第一加热箱温度低30℃左右)。它的作用是对加工后的丝条进行定型，所以如果提高第二加热箱温度，会导致丝条的卷曲率(弹性)降低，沸水收缩率降低。因此，加工高弹丝时，关闭第二加热箱即可。另外，第一加热箱的下方是冷却板，主要是固定丝条的热变形，降低其热塑性，使丝条具有一定刚性，跟利于捻度的传递。如果冷却不佳(或不均匀)，则纤维在假捻过程中形成的卷曲结构就不均匀，进而影响染色的均匀性，退变色等。例如，利用金属板·空气冷却，要将丝冷却到80℃，冷却板的长度为1.5m。
·牵伸比及速度(超喂率)
牵伸比是第二罗拉与第一罗拉的速度比(DR＝FR2/FR1)。一般计算拉伸比是以原丝的丹尼/加工后丝的丹尼，而考虑临界拉伸的因素，实际拉伸比小于等于 计算拉伸比乘以1.1。伴随拉牵伸比的增加，丝条的强度增加、伸长率下降。然而，拉伸比低，会导致在假捻器下方捻度不能全部消除，有可能是纤维粘在一起形成紧点，牵伸比过高则处于假捻器下方的丝条呈较松散的状态，由于过大的张力，而易形成毛丝，所以设定牵伸比的时候除了应该考虑强度伸度的指标外，还应注意观察张力变化情况，使毛丝、紧点均较少。
加工速度就是第二罗拉的速度。一般，加工速度要比临界速度低15％～20％，较为适宜的速度是300～500m/min左右。加工速度大，丝条假捻张力就会变大，丝条与摩擦盘接触的压力变大，丝盘间的滑移变小，卷曲率和卷曲稳定性大，但是会出现毛丝。与加工速度相关的三个超喂分别是OF2％、OF2A％、OF3％，即OF2％(定型超喂)、OF2A％和OF3％(卷绕超喂)。超喂率会影响丝的强伸度以及伸缩率。OF2％将会对第二加热箱的张力进行调节，是控制热定型的效果以及影响丝条的膨松性，但如果该比值设置的太高会导致丝条从FR2罗拉出来后抖动，对丝条产生松圈和色斑等异常，其公式：OF2％＝(FR2A-FR3)*100/FR2A。OF3％主要对卷张力进行调节，决定了卷装成形的好坏，其公式：OF3％＝(FR2A-WR)*100/FR2A。OF2A％是控制网络气压的张力，FR2与FR2A之间有1个网络喷嘴，因此该张力直接影响网络数的多少。
·K值及D/Y比
D/Y比是指摩擦盘的表面速度与丝条离开假捻器的速度之比(摩擦盘速度/FR2)。在一定范围内，它的变化对纤维的卷曲率、卷曲稳定性、强度、伸度等物理指标几乎无影响，与加工中假捻器之前和之后的张力有关。假捻之前的张力表示T1(加捻张力)，假捻之后的张力表示T2(解捻张力)，当丝的速度保持恒定时，仅增加加捻盘表面速度，解捻张力会降低。简而言之，D/Y增加，T1＞T2，会导致紧点；D/Y降低，T1＜T2，会导致毛丝。因此，D/Y的数值一般控 制在1.6～2.5，在此范围内，随D/Y比的变化，低弹丝的卷曲性能和强度等物理指标几乎不变，有利于稳定生产。
对本发明的炭黑型复合结构导电长丝的卷曲变形加工处理，最合适的工艺参数基本为，加热塑化的温度为140～195℃，定型温度为25～135℃，拉伸倍率为1.05～1.5，D/Y的数值为1.3～2.5，卷绕速度为100～800m/min。
《卷曲变形涤纶导电长丝的应用》
使用卷曲变形涤纶导电长丝，可以得到纤维结合体。这里的“纤维结合体”不仅包括像织物(例如布料或无纺布)这样的成型品，也包括3D纤维成型品。
本发明的卷曲变形涤纶导电长丝，具有良好的导电性和柔软性，可用于智能穿戴制品和纤维型传感的制造。本发明的卷曲变形涤纶导电长丝，电阻值低，具有优秀的电磁波和磁力的屏蔽性能，可应用于防辐射服装的生产制造。本发明的所述卷曲变形导电长丝，具有更优秀的后续织造性能，可用于制造导电长丝、双丝(合捻)、双捻丝(又称作纱线)、多丝及复合捻丝。
从其他观点证实，本发明的卷曲变形涤纶导电长丝，其应用大致可分为两类。一类是将其作为原料，直接进行布料或无纺布的生产制造。另一类是，将卷曲变形涤纶导电长丝与非导电纤维的原料纤维进行交捻、双捻后再织造，可以制成纤维机能材料体。包含本发明的卷曲变形涤纶导电长丝在内，生产制造防静电织物、防辐射织物、纤维织物型传感、智能穿戴中的任何一类，均在本发明的申请范围内。
《工业上利用的可能性》
本发明是使用由复合纺丝工艺制备的导电纤维原丝，对其进行卷曲变形处理的技术。本发明的卷曲变形涤纶导电长丝、导电复合丝及其制成品，具有良好的导电性、发热性、防静电、屏蔽电磁波以及导热性等特性，更具有方便的 加工性和舒适的穿着性。本发明的卷曲变形涤纶导电长丝、导电复合丝及其制成品，具有所述各特性出色的持久性，并且还有良好的柔软性、触感(或者质感)、使用性、加工性等特性。因此，通过尽可能运用所述特性，本发明的卷曲变形涤纶导电长丝、导电复合丝及其制成品，例如防静电或者屏蔽电磁波的服装应用(例如工作服或制服)、室内装饰应用(例如窗帘、地毯、墙面涂层材料、隔离物)、袋装过滤器、机器罩子、复印机刷、电磁波防护工业材料等，可以有效地应用于各种用途。此外，根据本发明的制造方法，可以更加灵活地生产制造卷曲变形涤纶导电长丝、导电复合丝及其制成品。简而言之，此制造方法有着杰出的实用性。
【实施例】
<制造例1>炭黑型涤纶导电长丝(复合结构)的制造
以下，列举一般炭黑型涤纶导电长丝(复合结构)的例子。下面实施例中使用的复合结构，可参考本制造例1进行制造。
炭黑导电剂6kg，铝酸酯偶联剂150g，聚酯蜡分散剂600g，1010与DLTP的混合抗氧化剂20g，硬脂酸镁150g，PPT聚酯切片13.1kg。将所述材料预先混炼(混炼温度：120℃，混炼时间：60min)。随后，用双螺杆挤出机进行熔融，得到炭黑导电剂含量为30wt％的导电母粒，并充分干燥。
将干燥过的非导电部分PPT聚酯切片80kg与所述导电母粒，分别放入螺杆挤出机熔融，熔体输送。将熔体在各个计量泵精确计量后，以一定的比例(导电部分为纤维全重量的20wt％)倒入内嵌外导三翼形复合纺丝机内混合，从喷丝孔喷出，形成熔体细流。熔体细流经冷却风冷却、固化形成初生纤维(侧面送风的风压为80Pa，风速为0.8m/s，风温度为15℃，风湿度为65％)。冷却后，通过导丝器对丝束上油，通过通道到达卷绕工序，再经油轮上下导丝器更改丝 的运行方向，调节张力后，进入卷绕机制成丝饼(卷绕速度为3800m/min)。最终，制出160D/32f的内嵌外导三翼形涤纶导电纤维(导电部分占25wt％，导电炭黑占纤维全质量的6wt％，高电阻测量仪测得电阻为4×10 5Ω/cm，电阻率为60Ω·cm)。所述内嵌外导三翼形涤纶导电纤维是复合构造，包含炭黑导电部分和非导电部分，炭黑导电部分有3个翼(三叶型)翼型的局部露出在非导电部分。
<制造例2>炭黑型卷曲涤纶导电长丝(芯鞘结构)的制造
以下，列举一般炭黑型涤纶导电长丝(芯鞘结构)的例子。下面实施例中使用的芯鞘结构，可参考本制造例2进行制造。
炭黑导电剂5.5kg，钛酸酯偶联剂150g，聚酯蜡分散剂600g，1010与DLTP的混合抗氧化剂20g，硬脂酸镁150g，PBT聚酯切片13.6kg。将所述材料预先混炼(混炼温度：120℃，混炼时间：60min)。随后，用双螺杆挤出机进行熔融，得到炭黑导电剂含量为27.5wt％的导电母粒，并充分干燥。
将干燥过的非导电部分PET聚酯切片80kg与所述导电母粒，分别放入螺杆挤出机熔融，熔体输送。将熔体在各个计量泵精确计量后，以一定的比例(导电部分为纤维全重量的20wt％)倒入鞘芯型外导复合纺丝机内混合，从喷丝孔喷出，形成熔体细流。这里，复合纺丝箱的温度为289℃。熔体细流经冷却风冷却、固化形成初生纤维(侧面送风的风压为80Pa，风速为0.8m/s，风温度为15℃，风湿度为65％)。冷却后，通过导丝器对丝束上油，通过通道到达卷绕工序，再经油轮上下导丝器更改丝的运行方向，调节张力后，进入卷绕机制成丝饼(卷绕速度为3800m/min)。最终，制出160D/32f的鞘芯型外导涤纶导电纤维(导电部分占20wt％，导电炭黑占纤维全质量的6.9wt％，高电阻测量仪测得电阻为3×10 5Ω/cm，电阻率为40Ω·cm)。该长丝的鞘层是炭黑导电部分。
<实施例1>卷曲涤纶导电长丝(复合结构)的制造
(涤纶导电长丝)
按照制造例1所记录的方法，首先制造涤纶导电长丝。得到的涤纶导电长丝就是复合结构(包含导电部分和非导电部分，导电部分是三叶型，被埋在非导电部分中)。这里，该长丝的细度为110dtex/32f，断裂强度为2.6cN/dtex，断裂伸长率为75％，高压电阻为5×10 5Ω/cm，表面电阻为10 5Ω。
(卷曲变形加工工艺参数)
卷曲变形加工工艺参数是，第一加热箱温度为180℃，伸长倍率为1.2，D/Y为1.8，第二加热箱温度为130℃，摩擦盘组合形式为3-5-1，定型欠喂为-7.5％，卷绕欠喂为-4.5％，加工速度为280m/min。
(卷曲变形涤纶导电长丝)
得到的卷曲变形涤纶导电长丝的纤维指标是，细度92dtex/32f，断裂强度为2.6cN/dtex，断裂伸长率为25％，卷曲收缩率为22％，卷曲稳定度为70％，含油率为2.5％，沸水收缩率为4.5％，高压电阻为2×10 6Ω/cm，表面电阻为10 5Ω。
<实施例2>卷曲涤纶导电长丝(芯鞘结构)的制造
(涤纶导电长丝)
按照制造例2所记录的方法，首先制造涤纶导电长丝。得到的涤纶导电长丝是，炭黑芯鞘型的涤纶导电纤维。这里，该长丝的细度为86dtex/16f，断裂强度为2.5cN/dtex，断裂伸长率为65％，高压电阻为1.5×10 6Ω/cm，表面电阻为10 3Ω。
(卷曲变形加工工艺参数)
卷曲变形加工工艺参数是，第一加热箱温度为180℃，伸长倍率为1.05，D/Y为1.9，第二加热箱关闭(室温约为25℃)，摩擦盘组合形式为3-5-1，定 型欠喂为-6.8％，卷绕欠喂为-4.0％，加工速度为450m/min。
(卷曲变形锦纶导电长丝)
得到的炭黑芯鞘型卷曲变形锦纶导电长丝的纤维指标是，细度78dtex/16f，断裂强度为2.9cN/dtex，断裂伸长率为28％，卷曲收缩率为45％，卷曲稳定度为68％，含油率为3.0％，沸水收缩率为6.5％，高压电阻为8.5×10 5Ω/cm，表面电阻为10 3Ω。
<实施例3>低扭矩或无扭矩加捻卷曲变形涤纶导电长丝的加工
(涤纶导电长丝)
按照制造例2所记录的方法，首先制造涤纶导电长丝。涤纶导电长丝是，炭黑芯鞘型的涤纶导电纤维。这里，该涤纶导电长丝的细度为86dtex/16f，断裂强度为2.5cN/dtex，断裂伸长率为65％，高压电阻为1.5×10 6Ω/cm，表面电阻为10 3Ω。
(卷曲变形加工工艺参数)
卷曲变形加工工艺参数是，第一加热箱温度为170℃，伸长倍率为1.2，D/Y为1.9，将两根导电长丝分别按照Z捻和S捻的方向，并通过假捻器汇合，第二加热箱关闭(室温约为25℃)，定型欠喂为-6.8％，卷绕欠喂为-3.1％，加工速度为450m/min。
(卷曲变形涤纶导电长丝)
得到的炭黑芯鞘型卷曲变形涤纶导电长丝的纤维指标是，细度145dtex/32f，断裂强度为3.1cN/dtex，断裂伸长率为28％，卷曲收缩率为45％，卷曲稳定度为75％，含油率为3.0％，沸水收缩率为6.5％，高压电阻为8.5×10 5Ω/cm，表面电阻为10 3Ω，扭矩基本没有。
<实施例4>卷曲变形涤纶导电长丝与棉涤混纺丝的交捻-双捻加工
合捻丝原料是20D/4f的卷曲变形涤纶导电长丝与捻数为1100的45s棉涤混纺丝。将这两种丝放入双捻机双捻，捻数设定为680，得到20D/4f+45s的棉涤混纺导电长丝。其结果证明，在筒管上并未发现毛丝，导电性能不受影响，效果优异。
<实施例5>卷曲变形涤纶导电长丝织袜
使用实施例2中得到的炭黑芯鞘型卷曲变形涤纶导电长丝，在织袜机上编织长度50cm袜子。从外观即可看出，织物整齐美丽，手感柔软，表面电阻的测量结果为10 3Ω。经水和洗涤剂清洗50次后，表面电阻有微量减少，基本停留在10 3～4Ω。
<比较例1>导电纤维与棉涤混纺丝的交捻-双捻加工
合捻丝原料并非是本发明的产品，而是使用市面上的一种20D/4f涤纶导电长丝的导电纤维与捻数为1100的45s棉涤混纺丝。将这两种丝放入双捻机双捻，捻数设定为680，得到20D/4f+45s的棉涤混纺导电长丝。其结果发现，容易在筒管上形成毛丝，并未达到理想效果。
< 比较例2>导电纤维织袜
使用的原料并非为本发明产品，而是市面上83dtex/16f的导电纤维原丝，在织袜机上编织长度50cm的袜子。从外观即可看出，织物粗糙，手感较硬，表面电阻的测量结果为10 3Ω。经水和洗涤剂清洗50次后，表面电阻有明显下降，数值为10 4～5Ω。
以所述依据本发明的理想实施例为启示，通过所述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (17)

  1. 一种卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    所述卷曲变形涤纶导电长丝是对涤纶导电长丝进行卷曲变形加工处理得到；
    所述卷曲变形涤纶导电长丝，卷曲收缩率为卷曲收缩率为15～60％，卷曲稳定度为40～90％。
  2. 如权利要求1所述的卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    所述卷曲变形涤纶导电长丝的单丝细度为1.5～6.0dtex，断裂强度为2.0～3.5cN/dtex，断裂伸长率为15～45％，电阻率为10 0～10 2Ω·cm，表面电阻为10 2～10 5Ω。
  3. 如权利要求1或2所述的卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    所述卷曲变形涤纶导电长丝，是由导电部分和非导电部分构成。
  4. 如权利要求3所述的卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    导电部分占导电长丝总质量的10～40％。
  5. 如权利要求3所述的卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    所述涤纶导电长丝为芯鞘结构，
    所述芯鞘结构的鞘层为所述导电部分。
  6. 如权利要求3所述的卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    所述涤纶导电长丝为复合结构，
    所述导电部分被埋入所述非导电部分中，并且导电部分中的一部分在所述涤纶导电长丝的表面露出。
  7. 如权利要求3所述的卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    所述导电部分是由导电剂、加工助剂和聚酯成纤聚合物构成。
  8. 如权利要求7所述的卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    所述导电剂为导电炭黑，所述导电炭黑的添加量，以所述导电部分的全部质量为基准，为质量的20～35％。
  9. 如权利要求7所述的卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    所述导电剂为碳纳米管，所述碳纳米管的添加量以，所述导电部分的全部质量为基准，为质量的5～15％。
  10. 如权利要求7所述的卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    所述导电剂是由导电炭黑和碳纳米管构成的复合导电剂，所述复合导电剂的添加量，以所述导电部分的全部质量为基准，为质量的10～25％。
  11. 如权利要求7所述的卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    所述导电剂为浅色导电金属氧化物，所述浅色导电金属氧化物的添加量，以所述导电部分的全部质量为基准，为质量的50～80％。
  12. 如权利要求10所述的卷曲变形涤纶导电长丝，其特征在于，
    所述复合导电剂，所述导电炭黑与所述碳纳米管的质量比(所述导电炭黑：所述碳纳米管)为10：1～10：10。
  13. 一种卷曲变形涤纶导电长丝的制造方法，包括：
    对涤纶导电长丝，依次按照加热塑化、冷却、假捻、定型、加网络、上油、卷绕的工序，制造卷曲变形涤纶导电长丝。
    在所述工序中，加热塑化温度为140～195℃，成形温度为25～135℃，拉伸倍率为1.05～1.5，D/Y的数值为1.3～2.5，卷绕速度为100～800m/min。
  14. 一种卷曲变形涤纶导电长丝用于防静电织物、防辐射织物、纤维织物型传感器或者智能穿戴产品的生产制造用途。
  15. 如权利要求14所述的生产制造用途，其特征在于，
    所述卷曲变形涤纶导电长丝采用如权利要求1～12任一项所述的卷曲变形 涤纶导电长丝。
  16. 一种包含卷曲变形涤纶导电长丝在内的防静电织物、防辐射织物、纤维织物型传感或者智能穿戴的产品。
  17. 如权利要求16所述的产品，其特征在于，
    所述卷曲变形涤纶导电长丝采用如权利要求1～12任一项所述的卷曲变形涤纶导电长丝。
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