[其他]导电复合纤维及其制备方法

说明书

本发明涉及一种导电复合纤维及其制备方法。

在各个领域中，诸如聚乙烯、聚酰胺和聚酯之类的热塑性塑料树脂被用作为纤维产品。但是，这些热塑性塑料树脂的纤维产品的缺点在于抗静电性能差，因而易于被充电。由静电电荷所引起的麻烦已得到研讨，而且近来对静电电荷问题已作出了专门的评述。原因在于，近来对静电电荷研究的进展已经揭示出，许多曾经认为是由未知原因引起的麻烦（例如，失火和爆炸）都是由于静电电荷及由在半导体或半导体构成的计算机中静电电荷的增加而引起的。

这类麻烦的增加，其原因在于材料易于被充电。例如，我们周围的合成纤维的塑料制品正在增加，因为空调系统的发展，环境湿度便得以减小，而且常在低温湿度条件下工作，在那里易于产生静电充电，近来发展起来的OA器件也容易被静电电流损坏。例如，因为一件聚对苯二甲酸乙酯纤维制成的衣服在穿着过程中被静电充电，以致卷缠在身体上，致使行走困难。而且，这类衣服还因吸附漂浮在空气中的灰尘而变脏，在清除服装灰尘时，又容易引起网眼的粘附。此外，当行走在地毯的人接触到门柄上时，会发生放电电击，而且在这种情况下，如果附近有易燃液体或气体，则有失火或爆炸的危险。作为解决这些问题的手段，提出了利用各种导电纤维的方法。

按照第一种方法，在一种纤维的表面覆盖上导电物质。更具体地说，已经提出一种镀有金属的纤维，这种纤维用化学的方法将金属镀在纤维上，从而构成一种有导电粉末覆盖层的导电纤维。所述导电纤维是用诸如金属粉末或碳黑的导电粉末涂覆在纤维表面的方法而制成的。在初始阶段，这些导电纤维的导电性能良好，但穿着过程中的耐磨力差，而且洗涤会使存在于表面上的导电层脱落，导电性也就相应地急剧降低。此外，抗化学作用性能差，当这种类型的纤维用于无尘服装时，它就成为灰尘微粒的产生源。

按照第二种方法，依靠在围绕热塑性树脂纤维芯丝外面制造一层共聚物外覆皮层的方法来制备复合纤维，该热塑性树脂具有一种弥散在其中的导电性物质的粉末。在导电复合纤维具有加入其中的导电碳的情况下，因为碳是黑色的，并且如果外覆层较薄，则纤维看上去是黑色的，所以，不能用在艺术效果重要的场合。作为排除这一弊端的手段，可以介绍一种方法，即大大增加外层聚合物中的氧化钛含量，这样，入射及折射在外层聚合物中的光在氧化钛表面上将被反射，由此，将色调改善到灰色水平。为了使氧化钛能够充分地产生掩盖碳黑的效果，在外皮层与芯丝之间应当有一定距离，而且芯丝应当基本上在中心部分处。

甚至在用诸如氧化锡这样的白色导电金属化合物来制皮一芯型复合纤维的情况下，如果芯丝未完全被外覆层包覆，存在于芯丝中的导电剂会主要因被化学氧化-还原作用而解体，这就导致产生穿着期间的诸如导电性降低和性能减退之类的故障。即使如果实现外裹层的完全包覆，也会产生下列电学问题。

尽管某些部分之间的导电性良好，但因为外皮层由具有良好纤维构造特性的聚合物制成，而且该外覆层是绝缘性的，所以表面电阻较高，表面导电性也就不足。

因此，甚至在由这种皮-芯型复合纤维（在该复合纤维的芯丝中含有导电物质）构成的织品中，也累积有静电电荷，基于导电纤维电晕放电过程的电荷清除功能也不可能充分地发挥出来，因而产生诸如衣服缠卷在身体周围，磨擦产生放电的爆裂声和引起灰尘的粘附之类的麻烦，而且仍然有静电电荷引起的失火和爆炸的危险。作为解决这些与皮-芯型复合纤维有关的问题的手段，“日本未审查专利刊物”第60-110920号提出了一种方法，其中，芯丝被安排在偏心的位置上，外皮层的厚度控制到低于3微米。尽管如此，该方法的缺点在于难于旋转纺织，电阻也不能减小到理想程度，而且导电性偏差大。

本发明的主要目的是解决上述问题，提供一种新颖的导电纤维。该导电纤维是一种完美的皮-芯型复合纤维，因为包含在芯丝内的导电物质具有避免显色作用、耐化学作用及抗磨损能力，即使导电物质一点也未露出表面，导电纤维的表面电阻也能维持在非常低的程度。

本发明的另一目的是提供一种上述导电合成纤维的制备方法。

根据本发明的一个目的，提供一种皮-芯丝型复合纤维，已包括有一个含导电物质的芯丝和一个包裹着芯丝的、具有纤维构造的聚合物构成的外层，这里，芯丝完完全全由外层覆盖，纤维表面的电阻低于10¹⁰欧姆/厘米，纤维表面的电阻（欧姆/厘米）与纤维截面之间的内部电阻值（欧姆/厘米）之比低于10³。

通过高压电极之间的放电处理的办法制备这种导电合成纤维，所述的皮-芯型复合纤维包括有一个含有导电物质的芯丝和一个具有纤维构造聚合物构成的外层。