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企业新闻
导电纤维在纺织中的应用和发展
发布日期:2014-04-01

时间:2014-1-14

      我们都知道平时用的导电胶布就是用导电纤维做成的辅助材料,其实对于我们来说,导电胶布的发明也是源自于导电纤维的辅助,现在的导电胶布的市场依旧是如火如茶,随着它的辅助材料导电纤维也是如此的火热,导电胶布的导电纤维在各行各业中也是有所应用的。
  抗静电纤维和导电纤维一直是工业生产和民用急需的纺织原料。合成纤维由于其疏水性,干燥时易于因摩擦而积静电荷,其电压可达10kV以上。因此合成纤维织物的服装往往给人不愉快的感觉,像行走中裙子缠身,脱衣时产生电火花,衣服易于吸附灰尘等问题。在散布有危险品的环境中,纤维静电还可能引起火灾爆炸等事故。所以,研究抗静电纤维和导电纤维已成为关系到国计民生的问题。
   近日来,就在国内外专家学者都在为此而精心研究的同时。导电胶布从我国的北京传来令人振奋的消息。由江苏常泰纳米材料有限公司和北京服装学院科研小组共同完成的“纳米导电增强技术在功能纤维中的应用”项目正式通过了以季国标院士领衔的专家鉴定组的鉴定。该种具有国际水平的白色易染导电纤维的研制成功,标志着我国在导电纤维制造技术领域已经全面。据悉,此纤维结构属海岛结构,岛呈细长线状,岛相中的微量金属化合物强化了磁场,强化了纤维内部岛间的极化放电作用,属于高效导电新机理。该导电纤维为白色, 不仅导电性好,而且常压易染(90-95℃的上染率接近纯PET纤维高温高压下的上染率)。 另外它还具有纤度细(单丝纤度可小于2-3D)、力学性能好(强度3-5cN/dtex)、可纺性好(断裂伸长30%-50%)导电性耐久的特点。该项目的开发完成,不仅成功解决了目前国外白色导电纤维一直未能解决的技术难题,更具突破性的意义是,它使我国在白色导电纤维制造技术领域完全世界水平,从根本上提升了我国在国内外导电纤维及其织物市场上的竞争力。
   然而随着在实际应用领域人们对纤维的规格和性能要求越来越高,导电胶布以碳黑为导电成分的纤维在整个纺织过程中又不仅无法染色,更不适合制作浅色纺织品,而且其单丝纤度也较粗。因此研制白色,易染的导电纤维在整个功能性纤维领域被提到了前所未有的高度。国际上对白色导电纤维的研发始于上世纪90年代,但直到现在进展一直不尽人意。目前国外白色纤维形成技术主要有两种:一种是采用双组分复合纺丝设备,将有色物质包在芯层,外层加消光剂可制成实质上的浅色导电纤维,如孟山都、东丽、杜邦、尤尼吉可。第二种是在纤维表面涂、包覆或渗透一层浅色金属导电层或薄膜,如帝人、三菱人造丝和山西榆次腈纶导电纤维。 当然上述两种方法制成的导电纤维各自有其弊端,以第二种方法为例,用该种方法制成的导电纤维染色后加工时或闷热环境下,会使导电粒子脱落,甚至完全流失,导电性不耐久。另外,上述两种方法制成的导电纤维长丝纤维都比较粗,单丝纤度在6D以上甚至到20D,制造工艺复杂,成本高。而搀杂导电高聚物又主要用黑色和墨绿色的聚苯胺黑和聚吡咯、聚噻吩等结构型高分子导电膜,纺丝成形难,因此一直都未真正形成工业化纤维。
   近年来,抗静电纤维已在一些行业的服装面料中得到充分的应用。比如2005年5月1日,中国人民解放军全军装备的99式新一代衬衫即采用有机导电纤维作抗静电的材料,实践证明使用效果良好。在业内有“纤维钻石”之称的鄂尔多斯将导电纤维应用于羊绒制品中,制成的抗静电的羊绒制品,不仅具有性抗静电作用,彻底消除了静电对人体的侵扰、增加了绿色环保的新内涵,使穿着更舒适,而且能够有效防止粘身现象和灰尘附着,服用性能更趋完好,同时在一定程度上减少了电磁辐射污染对人体的侵害,有利于人身保健。实验结果表明,该类产品在50次洗涤的条件下,抗静电效果不变,随着洗涤次数的增加,抗静电效果还会进一步增强。目前已得到国内、国际市场的普遍认可和赞赏。再比如浙江蓝天海纺织服饰有限公司推出的抗静电产品从2006年起,中国人民财产保险公司“PICC” 已承保了“蓝翔”牌防静电面料性能的质量保证保险,开创了浙江省防静电面料性能保险的先河……
  导电胶布的抗静电纤维产品是从上世纪60年代开始发展起来的,最早的制造方法是以碳黑为材料在织物表面涂覆碳黑制造出抗静电纤维。世界上最早出现的产品有日本帝人公司和德国BASF公司制造的抗静电纤维产品。此类产品由于碳黑是利用涂布的方式在纤维表面形成一导电通路,因此具有良好的抗静电性能和导电性能,但此种抗静电纤维的缺点是当纤维在受到外力摩擦或扭曲时,其表面附着的碳黑容易脱离纤维表面,使抗静电效果大幅下降,故此种技术在当时并不看好。直到1974年,美国杜邦公司采用复合纺丝技术制造出以碳黑为芯的复合导电纤维,尼龙BCF纱AntronⅢ,大大改变了人们的看法,从此,各大化纤公司纷纷开始投入以碳黑为导电成分的复合纤维的研究与开发。如日本Kuraray公司的Kuracarbo、日本尤尼吉卡公司开发MeganaⅢ导电纤维、美国Monsanto公司的并列型Utron导电纤维、日本钟纺公司开发Belltron导电纤维、东洋纺织KE--9导电纤维等,使碳黑复合型导电纤维得到了广泛的发展。但由于此种导电纤维以碳黑为导电成分,因此纤维通常为灰黑色,故只能应用于黑色纱。
   当然,目前我国进口的导电胶布的导电纤维还远不能满足需要,据季国标院士介绍不仅在军工和石油化工等行业的部分场合。包括在民用服装、室内装饰、地毯、家用纺织品及在微电子、医药(含无菌、无尘服)、食品、精密仪器、生物技术等领域白色、可染、较细旦的导电纤维都将拥有更为广阔的应用前景。举例来说在有些纺织品需要将抗静电纤维隐蔽在布料中不得外露,但仍然具抗静电功效,如一般衣着用面料和时装面料等。有些纺织品则要求突出较佳的抗静电性能,甚至具有导电性能,期望此类纺织品能够减少与物体接触摩擦产生的静电,并能够防止仪器损害、减少电磁波干扰电脑系统并能够消除杂音等等。“我们有理由相信白色,易染的导电纤维将在我国的纺织领域写下更加光辉的一页。

 

 

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