一种防静电保健石墨烯纱线的制作方法

本实用新型涉及纺纱技术领域，具体涉及一种防静电保健石墨烯纱线。

背景技术：

衣食住行是人类生活的最重要的四个方面。一般的衣服，通常是采用纱线，通过各种交织方法形成面料，通过裁剪拼接等方法而制成，也可以直接采用纱线通过针织等方式直接形成衣服。不论采取何种方式，在生产衣服的过程中，大多数情况下还是会采用纱线。然而，冬季时，气温较低，空气干燥，容易产生静电。现有技术中，制备冬季服装时，为防止静电的产生，通常选择镀银长丝或镀银短纤维等含有金属离子的原料，混入制备冬季服装的纱线中，通过金属离子的导电性能而起到防静电的作用。然而，金属是不可再生资源，银又是贵重金属，将其用于服装的生产，会导致资源的浪费。此外，普通的镀银长丝或镀银短纤维，随着衣服穿着过程中的各种磨损，会使长丝或短纤维表面的金属离子磨掉，影响镀银长丝或镀银短纤维的导电性能。由此，我们需要制备一种不使用金属离子，还能持续防静电的纱线。同时考虑到静电的产生多发生在冬季，因此，纱线的御寒保暖性能也是需要考虑的因素。此外，在生产智能服装时，通过需要在服装中设置导线，因此，如何设计具有导电性能的纱线，也是需要考虑的因素之一。此外，如果能在具有这些功能之外，还能使纱线同时具有一定的保健功能，则更容易获得消费者的亲耐。

现如今，科学家们发现了一种导电性能非常好的非金属材料—石墨烯。石墨烯具有十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在各个领域都得到了长足的发展。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”。石墨烯是目前已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可大0.25TPa。石墨烯在室温下的载流子迁移率极高，超过了硅材料的10倍，是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟（InSb）的两倍以上。此外，与很多材料不一样，石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小，50~500K之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm²/（V.s）左右。此外，石墨烯的柔韧性较好，在对石墨烯进行拉伸时，拉伸幅度能够达到自身尺寸的20%。另外，石墨烯还有一定的健康理疗作用。石墨烯能吸收和发射高达40%的远红外线，石墨烯加热发射的8-15微米远红外波，能有激活身体细胞核酸蛋白质等生物分子的功能。

基于上述内容，如何制得一种能持久导电、持久防静电，且能保暖、能保健的纱线，是一个亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种防静电保健石墨烯纱线。其目的在于不使用金属还能达到持久导电、持久防静电的作用，同时增加纱线的保暖性能和保健性能。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种防静电保健石墨烯纱线，包括芯丝、石墨烯长丝和弱捻纱，石墨烯长丝和弱捻纱螺旋包缠在芯丝的外侧，芯丝位于防静电保健石墨烯纱线的中心，石墨烯长丝和弱捻纱分别呈S形相互反向螺旋缠绕在芯丝上；石墨烯长丝为三层结构，内层为化纤长丝，中间层为石墨烯层，外层为胶膜层；弱捻纱由天然纤维制成。

优选地，弱捻纱由羊绒、驼绒、兔绒或棉纤维中的一种或多种混合制成。选用这些原料制备弱捻纱，能提高防静电保健石墨烯纱线的保暖效果。

优选地，芯丝为粗旦涤纶长丝或粗旦锦纶长丝，这能提高防静电保健石墨烯纱线的强力。

优选地，芯丝可以为一根或多根长丝。

石墨烯长丝分为三层结构，内层为化纤长丝，中间层为石墨烯层，外层为胶膜层，这使得防静电保健石墨烯纱线具有良好的导电性能，能利用石墨烯的导电性能，及时将静电导出。同时，由于外层设有胶膜层，能够有效地保护石墨烯层不会受到外力摩擦等作用而损坏，影响纱线的防静电性能。

将石墨烯长丝和弱捻纱螺旋包缠在芯丝的外侧，使得纱线在受到外力的拉伸作用时，外力大部分作用在芯丝上。石墨烯长丝是螺旋包缠在芯丝的外侧，由于螺旋包缠的缘故，会有一定长度的石墨烯长丝进行缓冲，由此而进一步保护纱线在受到拉力作用后还能保证石墨烯层的连续性和完整性，避免防静电性能和导电性能受到损伤。

采用弱捻纱，是为了提高防静电保健石墨烯纱线的保暖性，也能提高穿着者的穿着舒适度。

在制备石墨烯长丝时，可以通过将化纤长丝上涂覆石墨烯形成石墨烯层或者利用石墨烯生长技术在化纤长丝上生成石墨烯层，再将具有石墨烯层的化纤长丝浸入装有胶液的槽，使其在石墨烯层外再形成胶膜层，经过干燥处理后，得到石墨烯长丝。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的防静电保健石墨烯纱线，利用了石墨烯优异的导电性能，避免了抗静电纱线中金属的使用，尤其是贵金属银的使用。本实用新型不使用金属还能达到持久导电、持久抗静电的作用，同时增加纱线的保暖性能，且还能通过胶膜层等的保护作用，避免石墨烯长丝上的石墨烯层被磨损。这种纱线还可以用于智能服装中，比如需要进行导电的部位，兼做导电线使用。此外，由于石墨烯能吸收和发射高达40%的远红外线，因此，采用这种纱线制备的服装还具有保健作用。

本实用新型的防静电保健石墨烯纱线，与传统纱线相比，同时具有保暖性好、抗静电性能持久、能导电、且具有保健作用等优点。

附图说明

图1为本实用新型的防静电保健石墨烯纱线的结构示意图（石墨烯长丝的三层结构未示出）。

附图标记：

1、芯丝，2、石墨烯长丝，3、弱捻纱。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。

一种防静电保健石墨烯纱线，包括芯丝1、石墨烯长丝2和弱捻纱3，石墨烯长丝2和弱捻纱3螺旋包缠在芯丝1的外侧，芯丝1位于防静电保健石墨烯纱线的中心，石墨烯长丝2和弱捻纱3分别呈S形相互反向螺旋缠绕在芯丝1上；石墨烯长丝2为三层结构，内层为化纤长丝，中间层为石墨烯层，外层为胶膜层；弱捻纱3由天然纤维制成。

优选地，弱捻纱3由羊绒、驼绒、兔绒或棉纤维中的一种或多种混合制成。选用这些原料制备弱捻纱3，能提高防静电保健石墨烯纱线的保暖效果。

优选地，芯丝1为粗旦涤纶长丝或粗旦锦纶长丝，这能提高防静电保健石墨烯纱线的强力。

优选地，芯丝1可以为一根或多根长丝。

石墨烯长丝2分为三层结构，内层为化纤长丝，中间层为石墨烯层，外层为胶膜层，这使得防静电保健石墨烯纱线具有良好的导电性能，能利用石墨烯的导电性能，及时将静电导出。同时，由于外层设有胶膜层，能够有效地保护石墨烯层不会受到外力摩擦等作用而损坏，影响纱线的防静电性能。

将石墨烯长丝2和弱捻纱3螺旋包缠在芯丝1的外侧，使得纱线在受到外力的拉伸作用时，外力大部分作用在芯丝1上。石墨烯长丝2是螺旋包缠在芯丝1的外侧，由于螺旋包缠的缘故，会有一定长度的石墨烯长丝2进行缓冲，由此而进一步保护纱线在受到拉力作用后还能保证石墨烯层的连续性和完整性，避免防静电性能和导电性能受到损伤。

采用弱捻纱3，是为了提高防静电保健石墨烯纱线的保暖性，也能提高穿着者的穿着舒适度。

在制备石墨烯长丝时，可以通过将化纤长丝上涂覆石墨烯形成石墨烯层或者利用石墨烯生长技术在化纤长丝上生成石墨烯层，再将具有石墨烯层的化纤长丝浸入装有胶液的槽，使其在石墨烯层外再形成胶膜层，经过干燥处理后，得到石墨烯长丝。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。