[發(fā)明專利]導(dǎo)電石墨烯纖維以及生產(chǎn)方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610306203.2
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105821663B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳利軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京創(chuàng)新愛尚家科技股份有限公司
• 主分類號: D06M15/263
• 分類號: D06M15/263;D06M11/74;D02G3/00;D06B13/00
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標(biāo)代理事務(wù)所11325
• 代理人: 張岱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電石墨烯纖維以及該導(dǎo)電石墨烯纖維的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

導(dǎo)電纖維是需求量很大的一種纖維，與傳統(tǒng)的導(dǎo)電材料相比，導(dǎo)電纖維柔軟纖細(xì)，抗疲勞能力強(qiáng)，不容易由于達(dá)到疲勞極限而折斷，并且，導(dǎo)電纖維還可以紡織成各種面料，用來為衣服采暖或者防靜電。現(xiàn)有的導(dǎo)電纖維是外鍍金屬的纖維，甚至有的采用的金屬絲作為導(dǎo)電纖維。對于采用外鍍金屬的纖維，其導(dǎo)電性能并不理想，并且在鍍金屬的過程中使用的化工原料還會對環(huán)境造成污染。而的金屬絲作為導(dǎo)電纖維，傳統(tǒng)的導(dǎo)電金屬區(qū)別不大，如果在紡織面料的時候加入，面料在折疊時需要格外的注意，同時面料的舒適性也會大大下降。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種具有良好導(dǎo)電性能的導(dǎo)電石墨烯纖維。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明導(dǎo)電石墨烯纖維，包括線形的基體材料以及包覆在基體材料外的石墨烯導(dǎo)電涂層；所述石墨烯導(dǎo)電涂層按質(zhì)量份計含有成分如下：石墨烯1～1.8份、導(dǎo)電炭黑7～25份、丙烯酸樹脂40～50份。

本發(fā)明的導(dǎo)電石墨烯纖維，采用石墨烯和導(dǎo)電炭黑為導(dǎo)電劑，以丙烯酸樹脂為粘結(jié)劑，使用的材料不會對自然環(huán)境造成污染。另外由于石墨烯是片狀物，而導(dǎo)電炭黑是顆粒狀。因此石墨烯導(dǎo)電涂層形成一種以片狀石墨烯為導(dǎo)電骨架，導(dǎo)電炭黑鑲嵌在片狀石墨烯之間形成導(dǎo)電節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，從而，本發(fā)明的導(dǎo)電能力比現(xiàn)有的外鍍金屬的纖維大大增強(qiáng)，其舒適性以及折疊加工性能比金屬絲也大大增強(qiáng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明導(dǎo)電石墨烯纖維生產(chǎn)方法包括如下步驟：紡紗、紗線噴涂、并絲、股線噴涂；其中，

所述紡紗步驟：將短纖維進(jìn)行紡制，形成一根單絲長纖維；

所述紗線噴涂步驟：將所述單絲長纖維交替噴涂石墨烯油墨和導(dǎo)電炭黑油墨，形成石墨烯導(dǎo)電單絲；

所述并絲步驟：將所述石墨烯導(dǎo)電單絲復(fù)合成為一根股線；

所述股線噴涂步驟：將所述股線交替噴涂導(dǎo)電炭黑油墨和石墨烯油墨，形成導(dǎo)電石墨烯纖維。

進(jìn)一步地，所述紗線噴涂步驟和所述股線噴涂步驟中還包括噴涂調(diào)整過程，所述噴涂調(diào)整過程包括：紗線電阻率測量步驟、噴涂速率調(diào)整步驟；其中，

所述紗線電阻率測量步驟：所述單絲長纖維或所述股線每經(jīng)過一次石墨烯油墨噴涂或者導(dǎo)電炭黑油墨噴涂，進(jìn)行一次電阻率測量；

所述噴涂速率調(diào)整步驟：若當(dāng)前電阻率偏離預(yù)定電阻率范圍，則調(diào)整下一次噴涂時的石墨烯油墨或者導(dǎo)電炭黑油墨的噴涂速率，若給當(dāng)前電阻率在預(yù)定電阻率范圍內(nèi)，則保持下一次噴涂時的石墨烯油墨或者導(dǎo)電炭黑油墨的噴涂速率不變。

進(jìn)一步地，所述紗線噴涂步驟和所述股線噴涂步驟中還包括均勻化處理步驟；

所述均勻化處理步驟：在噴涂過程中采用超聲波震動裝置引起單絲長纖維或股線的震動，混勻單絲長纖維上的石墨烯油墨和導(dǎo)電炭黑油墨，并且將石墨烯油墨和導(dǎo)電炭黑油墨在單絲長纖維上均勻分布。

進(jìn)一步地，在所述紗線噴涂步驟和所述股線噴涂步驟之后還包括烘干步驟；

所述烘干步驟：將所述石墨烯導(dǎo)電單絲或所述石墨烯纖維進(jìn)行若干次干燥工序；所述石墨烯導(dǎo)電單絲或所述石墨烯纖維每經(jīng)過一次干燥工序，進(jìn)行一次 濕度測量，若當(dāng)前濕度偏離了預(yù)定的濕度范圍，則對下一次的干燥工序進(jìn)行調(diào)整，若當(dāng)前的濕度在預(yù)定的濕度范圍內(nèi)，則保持下一次的干燥工序不變。

本發(fā)明導(dǎo)電石墨烯纖維制作方法，首先將短纖維紡織成單絲，并且然后將在單絲上交替噴涂石墨烯油墨和導(dǎo)電炭黑油墨，在單絲上首先形成導(dǎo)電涂層，從而再進(jìn)行并絲之后能夠提高整條導(dǎo)電纖維中導(dǎo)電劑的含量，提高其導(dǎo)電能力，由于并絲是將兩條或者兩條以上的單絲進(jìn)行合并，形成股線，因此，單絲之間可能會存在不完全接觸的部位，而這種不完全接觸的部位會導(dǎo)致在該處的導(dǎo)電能力下降，因此，在并絲完成之后再次進(jìn)行石墨烯油墨和導(dǎo)電炭黑油墨的噴涂，從而填滿各單絲之間的縫隙，同時提高導(dǎo)電劑的含量，增強(qiáng)導(dǎo)電能力。

為達(dá)到上述目的，導(dǎo)電石墨烯纖維生產(chǎn)系統(tǒng)包括依次設(shè)置的紡紗機(jī)、紗線噴涂機(jī)、并絲機(jī)和股線噴涂機(jī)；其中

所述紡紗機(jī)用于將原料短纖維加工成為單絲長纖維；

所述紗線噴涂機(jī)包括若干石墨烯油墨噴涂裝置和若干導(dǎo)電炭黑油墨噴涂裝置；所述石墨烯油墨噴涂裝置間隔設(shè)置，相鄰兩石墨烯油墨噴涂裝置的間隔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電炭黑油墨噴涂裝置；

所述并絲機(jī)用于將經(jīng)過噴涂的單絲長纖維加工成為股線；