专利名称：：耐久高性能复合导电纤维及制造方法
技术领域：
：本发明涉及一种耐久高性能复合导电纤维及制造方法，具体涉及导电层为三叶型和多层型复合导电纤维及制造方法。
背景技术：
：合成纤维，特别是聚酯纤维和聚酰胺纤维在尺寸稳定性、耐热性及耐药品性等方面具有优异的性能，被广泛应用于衣料及工业领域，但由于其吸湿性差，摩擦后易产生静电引起麻烦和危害。随着现代高科技产业的迅速发展，由于静电和空气中的微尘粒子而引起的产品质量问题愈显突出。电子、石油、化工、航空航天、生物制品、精密加工等行业，常常由于静电而引起燃烧、爆炸或影响产品质量、干扰仪器正常工作等灾害和麻烦。诸如电脑磁头、大规模集成电路、大规模液晶片、生物制品等都必须在100级甚至10级净化条件下进行生产，而且对静电也十分敏感，如果没有高级别的防静电无尘衣来屏蔽和消除人体产生的静电和尘埃，是根本无法正常生产的。解决静电危害和麻烦最有效的措施就是在纺织品中加入少量的导电纤维，经电晕放电达到消除静电的目的。日、美等工业发达国家均投入大量的人力、财力，对各种导电纤维及制造设备进行了系统地研究开发。目前应用最多的和最有实效的为有机复合导电纤维系列。此有机复合导电纤维均采用导电碳黑为导电介质，和聚酯或聚酰胺等成纤高聚物经复合纺丝制成有机复合导电纤维，且根据纤维横截面导电层的复合形态的不同均都申请了专利进行保护。各国大公司开发的各种含碳复合导电纤维专利如下表所示。<table>complextableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>以上专利方法制备的各种纤维横截面的复合导电纤维的电阻率均大于1070/011。由于导电层结构及复合形态导致了此类复合导电纤维电阻率S大、导电性能低、耐久性差，在织物加工时需加入的导电纤维量大、成本高，且无法满足高级别净化要求。
发明内容本发明的目的是针对以往复合导电纤维的不足提供一种高导电性、高耐久性的复合导电纤维及制备方法，其特点是复合导电纤维的横截面导电层为三叶型或多层型复合，复合导电纤维的电阻率《1050/011。按照本发明所提供的设计方案，该复合导电纤维是由导电层和非导电层组成，其中导电层为含有20~30%(wt)导电成分和含有80~70%(wt)非导电成分的载体树脂组成。非导电层为聚酯或聚酰胺成纤高聚物。本发明的复合导电纤维是导电层和非导电层经共轭复合纺丝而成的复合导电纤维，可以采用低速纺丝高倍数牵伸两步法工艺也可以采用高速纺丝低倍数牵伸两步法工艺，最好为纺丝牵伸一步法工艺制造该复合导电纤维。制造本发明的复合导电纤维关键之一为特别设计的复合喷丝组件，由于导电层分布纤细，更易尖端电晕放电，在织物中仅需添加很少量本发明的复合导电纤维即可达到消除静电的目的，降低了织物的制造成本。.本发明中所使用的导电成分为导电碳黑，在粉末状态时的比电阻低于l()Sacm均可使用，最好是在102Q.cm以下，实际上比电阻在10^1(^acm的导电碳黑均适合于本发明，导电碳黑的粒径必须相当小，通常粒径在ln以下，最理想在0.3n以下。本发明中分散剂为聚乙烯醋酸乙烯。本发明的复合导电纤维及制造方法是这样实现的1.首先将导电组分和分散剂按比例放入高速混合机中，混合温度控制在6012(TC,使其混合均匀。然后降温并将其粉碎成颗粒状粉末。2.将步骤l制备的导电颗粒粉末和载体树脂粉末按比例加入到双螺杆挤出机中，控制挤出温度在250290'C，挤出共混物切粒。3.将步骤2制备的导电粒子在真空转鼓中干燥，然后采用复合纺丝设备和工艺制造导电层为三叶型或多层型的复合导电纤维。本发明的复合导电纤维的测试方法如下1.线密度试验按GB/T14343中绞丝法规定执行。2.断裂强度和断裂伸长率试验按GB/T14344规定执行。3.纤维横截面试验用哈氏切片机切片后在显微镜下观查并拍照。4.纤维电阻率试验采用伏安法，在定电压下测出流过试样的电流值，通过计算求得试样单位长度的电阻值。试验装置见图7。测试步骤随机采取llOmm土lmm长的试样10段，在试样两端5mm长的头部分别涂上电导率大于1.0X10"S/m导电胶。在试样测试架1上将试样3两端分别夹于钳口之间间距为100mm的二只金属夹2的钳口内，试样每端被夹持的长度为5mm，夹持力应大于1N，金属夹的钳口内应涂导电胶，保持与试样良好的接触。将直流稳压电源(0V-1000V可调)4的电压调整为IOOV，再将开关6从b扳向a，lmin后观察电流表5的电流值，若在104八~10'^范围内，则读出电流值；若大于1(^A，则在试样上加10V电压；若小于1(^A，则在试样上加1000V电压，再相应读出lmin后的电流值，按欧姆定律计算电阻值，并折算成每厘米长度的电阻值。求出IO个测量结果的平均值，保留二位有效数字，并注明测量时所加的电压值。图1~图6是
背景技术：
纤维横截面图图7是纤维电阻率试验装置图图8是本发明实施例1、2、3、5纤维截面图图9是本发明实施例4纤维截面图具体实施例方式下面通过实例对本发明进行具体描述。A组分为导电层，B组分为非导电层。实施例1将20份粒径为lp的高导电碳黑和20份的聚乙烯醋酸乙烯加入到高速混合机中，在105°C的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15(TC下进行热混合15分钟，再冷混合15分钟出料加入到双螺杆挤出机的料斗中，在280'C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。A组分和B组分在各自的螺杆挤压机中熔融挤出，进入各自的计量泵，按A/B-30/70的复合比例计量后进入A组分为三叶型的复合纺丝组件中，在复合纺组件中，A、B组分通过分配从喷丝孔中喷出，在2(TC，75。/。RH0.5m/sec的风速条件下进行冷却、上油、巻绕。巻绕速度为3000m/min，再通过双区热拉伸机在85°C/180°C，拉伸1.5倍数，拉伸速度580m/min下进行拉伸、巻绕。制造的复合导电纤维横截面如图8所示。复合导电纤维的线密度为23dtex/2F，断裂强度为3.1CN/dtex，断裂伸长率为43%，电阻率为6.2X104Q/cm。实施例2A、B组分配比和复合比及纺丝条件均同实例1，仅是巻绕速度为1500m/min，采用双区拉伸机在85'C/180'C,拉伸3.0倍数，拉伸速度600m/min下进行拉伸巻绕，制造的复合导电纤维横截面同实例1，导电纤维的线密度为23.7dtex/2F，断裂强度为3.3CN/dtex，断裂伸长36%，电阻率为7.3X104Q/cm。实施例3A、B组分配比和复合比及纺丝条件均同实例l，但采用纺丝牵伸一步法工艺纺出的初生丝经过油轮上油后进入GR1和GR2热辊中进行热牵伸，GR1温度设定在88'C，GR2温度设定在123'C，巻绕机速度为4050m/min。复合导电纤维的横截面同实例1,导电纤维的线密度为22.6dtex/2F，断裂强度为3.1CN/dtex，断裂伸长为46%,电阻率为5.7X104Q/cm。实施例4A、B组分配比、纺丝巻绕和牵伸条件均同实例1，仅是A、B组分的复合比A/B为45/55，采用多层型的复合纺组件，制造的复合导电纤维横截面为多层型，见图9所示。复合导电纤维的线密度为24.1dtex/2F，断裂强度为3.1CN/dtex，断裂伸长率为39%，电阻率为2.6X104Q/cm。实施例5将20份粒径为lp的高导电碳黑和20份的聚乙烯醋酸乙烯加入到高速混合机中，在105'C的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份的聚酰胺粉末加入到高速混合机中，在130'C下进行热混合15分钟，再冷混合15分钟出料加入到双螺杆挤出机的料斗中，在27(TC下挤出造粒成导电层粒子，经过干燥后作为A组分，含水100ppm的聚酰胺干切片作为B组分。A、B组分配比和复合比及纺丝工艺过程均同实施例1，牵伸1.4倍。复合导电纤维横截面同实施例1。复合导电纤维的线密度为22.7dtex/2F,断裂强度为3.6CN/dtex,断裂伸长率为47%，电阻率为3.3X104Q/cm。权利要求1.一种耐久高性能复合导电纤维，其特征在于该复合导电纤维是由导电层和非导电层组成，其中导电层含有20～30％(wt)导电成分的聚酯或聚酰胺，而非导电层为聚酯或聚酰胺成纤高柔物。2.根据权利l所述耐久高性能复合导电纤维，其特征还在于该复合导电纤维的纤维横截面导电层为三叶型复合。3.根据权利l所述耐久高性能复合导电纤维，其特征还在于该复合导电纤维的纤维横截面导电层为多层型复合。4.根据权利l、2、3所述的耐久高性能复合导电纤维其特征还在于导电层的导电成分为高导电碳黑，导电层中载体树脂为聚酯或聚酰胺。5.根据权利1、2、3、4所述的耐久性复合导电纤维其特征还在于导电层为含有20~30%(wt)导电成分和含有80~70%(wt)非导电成分的载体树脂所组成，载体树脂为聚酯或聚酰胺。6.根据权利1所述耐久高性能复合导电纤维其特征还在于导电层和非导电层的复合比例3(V70或45/55。7.根据权利1所述耐久高性能复合导电纤维其特征还在于该复合导电纤维的制造方法采用纺丝牵伸两步法或纺牵一步法均可。全文摘要本发明为耐久高性能复合导电纤维及制造方法。本发明的复合导电纤维是由导电层和非导电层所组成，其中导电层为含有20～30％(wt)导电成分和含有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，导电层为三叶型和多层型。导电层中的导电成分为高导电炭黑，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。导电粒子和非导电层聚酯或聚酰胺成纤高聚物熔融后通过特殊设计的三叶型和多层型复合喷丝组件经复合纺丝加工技术而制成。本发明的复合导电纤维电率低、导电性高、耐久性好，可以满足高级别净化要求。文档编号D01D5/00GK101096775SQ20071007598公开日2008年1月2日申请日期2007年7月12日优先权日2007年7月12日发明者侯庆华申请人:深圳市中晟纤维工程技术有限公司