一种复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机

摘要

本发明公开了一种复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，属于纺织机械整经设备技术领域。本发明的整经机包括纱线退绕装置、液体循环系统、漂洗装置、常温常压等离子体处理装置、浸渍装置、聚合装置、清洗装置、干燥装置、车头等。本发明的表面聚合连续处理整经机集成洗浴、浸渍、聚合烘干等多道加工工序，在纱线表面聚合导电聚合物，在整经过程中使纱线具备导电性能，并实现复合导电纱线制备和整经流程的一体化、连续化，配合使用液体循环系统，达到节约资源，绿色环保等目的。

权利要求

1.一种复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，其特征在于，包括纱线退绕装置、漂洗装置、浸渍装置、聚合装置、清洗装置、干燥装置、整经车头；所述漂洗装置内设有控温加热装置，所述聚合装置中的工业制冷机；所述漂洗装置中的清洗槽内、所述浸渍装置的浸渍槽内和所述聚合装置中的聚合槽内分别设有液体浓度检测仪和液体循环系统；

所述的液体循环系统包括液体循环泵、液体循环管道、液体补给管道、循环液进口管道，所述的液体循环泵通过液体循环管道与处理槽连接，所述的液体循环泵通过循环液进口管道将循环液从槽内抽出，结合从液体补给管道提供的补给液流回槽内。

2.根据权利要求1所述的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，其特征在于，所述表面聚合连续处理整经机还包括等离子体预处理装置，设置在漂洗装置和浸渍装置之间。

3.根据权利要求1所述的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，其特征在于，所述的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，还包括电脑联动控制系统、电气控制系统。

4.根据权利要求1所述的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，其特征在于，所述的漂洗装置包括漂洗槽、导辊、二辊轧车、浓度检测仪、电加热器；所述的漂洗槽通过液体循环系统使漂洗液不断添加循环，所述的浓度检测仪实时检测槽内漂洗液浓度，依据浓度变化及时补给洗涤剂；所述的漂洗槽内部设有导辊，纱线依次通过导辊，后端设置一套二辊轧车；所述的电加热器安装在漂洗槽底部，能够实时检测温度，在电加热器的作用下使清洗液达到所需温度。

5.根据权利要求1所述的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，其特征在于，所述的浸渍装置包括带盖板的浸渍槽、导辊、两辊轧车；所述的浸渍槽与液体循环系统连接，能够通过浓度检测仪实时检测浸渍液中单体浓度，浸渍液通过液体循环系统进行补给调节，所述的浸渍槽内部多根导辊，后端设有两辊轧车，纱线依次通过导辊充分浸渍，最后在两辊轧车作用下，在纱线表面涂覆均匀的导电材料单体。

6.根据权利要求1所述的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，其特征在于，所述的聚合装置包括聚合槽、工业制冷机、导辊、两辊轧车，直接补给口及浓度检测仪；所述的聚合槽内部设有多根导辊，所述的聚合槽后端设有两辊轧车，纱线依次通过导辊和两辊轧车，在纱线表面聚合一层均匀的导电薄膜，反应产生多余的聚合沉淀物通过排液管排至废液收集槽内。

说明书

一种复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，属于纺织机械整经设备技术领域。

背景技术

[0002] 导电纱线制成的织物具有消除静电，减少电磁辐射和电子设备干扰，电磁屏蔽等功能，由于导电纤维或纺织品的挤压拉伸时电阻会发生变化，对刺激能产生智能响应，可以被制成柔性传感器，应用于智能纺织品和交互式纺织品的开发。由于纱线本身不具备导电性，导电聚合物在纱线表面的聚合沉积形成导电层可使纱线具备导电性，提高产品附加值。目前，利用化学方法原位聚合法制备在纱线表面形成高分子导电材料，具有简便易行、导电性能好、不影响基质纤维的物理力学性能等优点，是一种新型高效的纱线前处理手段，但也存在低产、低效、原料利用率低、不适合对连续纱线进行导电处理等弊端，因此至今尚无法实现连续化、产业化生产。

[0003] 目前，为制备导电性能及稳定性良好的复合导电纱线，有报道采用常温常压等离子体处理技术对纱线表面进行改性预处理，但是已有报道的这一方法存仅针对对单个筒子纱进行连续化常压等离子体处理或在真空状态下等离子体处理一段时间，只能用单独的等离子体装置预处理后再经过对纱线的表面聚合，无法连续化及产业化，导致导电纱线在经编领域的应用受限。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题，本发明的目的是要提供一种复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，本发明在织造准备形成经轴过程中，将纱线导电处理与整经机相结合，可提高经编用导电纱线处理效率，实现经编用导电织物的批量生产，拓展了导电纱线在经编领域的应用。本发明的表面聚合连续处理整经机，包括纱线退绕装置、漂洗装置、浸渍装置、等离子体预处理装置、聚合装置、清洗及烘干装置、整经车头，等离子体处理技术可选择性使用，针对涤纶等不含极性基团表面光洁的纱线，等离子体处理可有效提高纱线表面粗糙度。本发明设备使生产加工流程连续化、一体化，为解决纱线与反应液高浴比前处理带来的能源的浪费，减少对环境的污染，本发明实现了整理过程中使用的液体循环回收利用，实现少排放。

[0005] 本发明提供的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，包括依次设置的纱线退绕装置、漂洗装置、浸渍装置、聚合装置、清洗装置、干燥装置、整经车头。本发明的整经机，在纱线整经过程中，其集成洗浴、浸渍、聚合烘干等多道加工工序，在纱线表面沉积导电聚合物，形成复合导电纱线，利于实现一体化、连续化聚合反应，提高复合导电纱线导电性及稳定性，同时使用液体循环系统达到绿色节能等目的。

[0006] 在一种实施方式中，所述纱线退绕装置包括消极式送纱架、断纱自停装置、集丝板、一字筘。

[0007] 在一种实施方式中，所述清洗装置包括淋洗喷头、废液收集槽。

[0008] 在一种实施方式中，所述干燥装置包括烘箱。所述的烘箱内部设有若干烘筒，复合导电纱线依次通过烘筒进行烘干烘筒。

[0009] 在一种实施方式中，所述复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，还包括液体循环系统。所述液体循环系统设置在漂洗装置内或者浸渍装置内。

[0010] 在一种实施方式中，所述的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，还包括电脑联动控制系统、电气控制系统。

[0011] 在一种实施方式中，所述表面聚合连续处理装置还包括液体浓度检测仪；所述液体浓度检测仪设置在以下任意一个或者多个位置：漂洗装置中的清洗槽内、浸渍装置的浸渍槽内、聚合装置中的聚合槽内。

[0012] 在一种实施方式中，所述表面聚合连续处理装置还包括以下任意一个或者多个控温装置：漂洗装置中的控温加热装置、聚合装置中的工业制冷机。

[0013] 在一种实施方式中，所述复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，还包括等离子体预处理装置，设置在漂洗装置和浸渍装置之间。可选择性对洗净后的纱线进行表面改性处理。

[0014] 在一种实施方式中，所述等离子体预处理装置可以是常温常压等离子体处理装置；常温常压等离子体处理装置使用介质阻挡放电形式，针对不同基材的纱线可选择性使用。当纱线表面光滑致密，不含极性基团时，如涤纶等，使用等离子体处理技术能有效改善纱线表面性能；当被处理纱线为短纤纱或含极性基团可不使用等离子体预处理，如棉纱等。

[0015] 在一种实施方式中，所述的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，所述的漂洗装置中，设置了液体循环系统，利用液体循环泵将漂洗液从漂洗槽中抽出，并结合补给管道提供的洗涤剂，一同通过回收管道进行循环补给，导辊安装在漂洗槽内部，纱线依次通过导辊组进行漂洗，除去杂质，通过二辊轧车后纱线上仅留有少量的漂洗液，漂洗槽底部设有电加热器，可在电加热器的作用下使漂洗液达到所需温度，使纱线的漂洗过程更充分。

[0016] 在一种实施方式中，所述的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，所述的浸渍装置中，浸渍槽内设有直接补给口，将导电材料单体通过液体循环泵输入装有盖板的浸渍槽内，防止单体长期暴露在空气中氧化而失效，浸渍槽内装有多根导辊及一套两辊轧车，纱线依次通过导辊，保证一定的浸渍时间，使纱线充分浸渍，最后在轧辊稳定的压轧作用下，保持固定的轧余率从而在纱线表面涂覆均匀的导电材料单体。

[0017] 在一种实施方式中，所述的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，所述的聚合装置中，聚合槽配备液体循环系统，根据所测试的液体中氧化剂和掺杂剂浓度，将氧化剂与掺杂剂按一定比例通过直接补给口及时补给，所述的聚合槽内装有导辊组，后部设有两辊轧车，纱线依次通过导辊和轧车，进行充分的原位聚合反应，在纱线表面形成一层均匀的导电材料膜，本发明所述的处理方案中聚合温度一般为低温，由工业制冷机控制。

[0018] 在一种实施方式中，所述的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机，所述的废液收集槽上方安置淋浴喷头，淋浴喷头对聚合完成后的纱线表面的废液进行清洗，清洗废液流入收集槽内。清洗后的纱线从上自下依次通过烘箱内的烘筒进行热风烘燥。

[0019] 本发明的有益效果：

[0020] 本发明在常规的整经机的纱线退绕装置和整经车头之间增加了漂洗、浸渍、聚合、烘干等装置，得到的复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机集洗浴、等离子体表面预处理、浸渍、聚合烘干、整经等多道加工工序于一体，在纱线表面有效聚合导电材料，利于实现连续化生产，使加工过程高效实用。由于使用等离子体预处理技术使复合导电纱线导电性和稳定性明显提高，由于使用液体循环系统，将液体循环回收利用，从而实现节约资源，减少污染等目的，由于使用温度控制装置，对清洗槽、浸渍槽及聚合槽内实现温度可控，均采用最佳的反应温度，使形成的纱线表面导电材料更为均匀有效。

附图说明

[0021] 图1为经编用导电纱线的表面聚合连续处理整经机结构示意图；

[0022] 图2为液体循环系统结构示意图；

[0023] 图3为常温常压等离子体处理装置(双介质阻挡放电)结构示意图；

[0024] 图中：1-消极式送纱架，2-断纱自停装置，3-集丝板，4-一字筘，5-液体循环系统，501-液体循环泵，502-液体循环管道，503-洗涤剂补给管道，504-清洗液进口管道，6-漂洗装置，601-张力调节装置，602-漂洗槽，603-导辊，604-二辊轧车，605-浓度检测仪，606-电加热器，7-常温常压等离子体处理装置(介质阻挡放电)，701-极板，702-极板上的稀土材料，8-浸渍装置，801-浸渍槽，802-导辊，803-两辊轧车，804-盖板，9-聚合装置，901-聚合槽，902-工业制冷机，903-导辊，904-两辊轧车，905-直接补给口，906-排液管，10-淋洗喷头，11-废液收集槽，12-烘箱，13-烘筒，14-人字筘，15-车头，16-经轴。

具体实施方式

[0025] 实施例1

[0026] 为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0027] 常规导电材料聚合工艺：棉纱规格为32S，纱线运行速度2m/min，棉纱漂洗时间40min，Na2CO3 3g/L，净洗剂5g/L，浴比1:50，温度80℃；棉纱浸渍处理时间1h；导电材料单体
0.4mol/L，浴比1:50～100，常温；原位聚合处理时间2h，氧化剂(FeCl3 0.6mol/L)掺杂剂(HCl 0.6mol/L)，温度5℃；反应结束后，使用20％浓度乙醇水溶液进行淋洗，60℃烘干。

[0028] 等离子体预处理后导电材料聚合工艺：涤纶低弹丝规格为75D/36f，纱线运行速度2m/min，涤纶纱漂洗时间40min，Na2CO3 3g/L，净洗剂5g/L，浴比1:50，温度80℃；纱线浸渍处理时间1h；导电材料单体0.6mol/L，浴比1:50～100，常温；原位聚合处理时间2h，氧化剂(FeCl3 0.8mol/L)掺杂剂(HCl 0.8mol/L)，温度5℃；反应结束后，使用20％浓度乙醇水溶液进行淋洗，60℃烘干。

[0029] 下面结合附图详细描述本发明：

[0030] 如图1所示，该复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机包括纱线退绕装置(消极式送纱架1、断纱自停装置2、集丝板3、一字筘4)、液体循环系统5(优选)、漂洗装置6、常温常压双介质阻挡等离子体处理装置7、浸渍装置8、聚合装置9、清洗装置(淋洗喷头10、废液收集槽11)、干燥装置(烘箱12、烘筒13)、整经车头(人字筘14、车头15、经轴16)。

[0031] 其中，优选地，配合液体循环系统5和液体浓度检测仪605使漂洗槽602、浸渍槽801内液体循环利用可实现实时调节槽内液体浓度，采用控温加热装置606和工业制冷机902使槽内温度稳定并调节最佳加工温度。退绕形成的片纱依次通过漂洗槽301、常温常压等离子体处理装置7(可选)、浸渍槽401及聚合槽501内的导辊及轧车后完成表面导电材料的原位聚合，再经过冲洗烘干后，通过整经卷绕形成经轴。

[0032] 如图1所示，该复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机中的漂洗装置包括张力调节装置601、漂洗602、导辊603、两辊轧车604、浓度检测仪605、电加热器606，漂洗槽602中液体通过液体循环系统5使清洗液不断添加循环，槽中设有浓度检测仪605实时检测槽内漂洗液浓度，依据浓度变化及时补给洗涤剂，漂洗槽602内部设有导辊603与两辊轧车604，纱线依次通过导辊603和轧车604，电加热器606安装在漂洗槽602底部，可实时检测温度并调节温度。

[0033] 如图1所示，该复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机中的常温常压等离子体处理装置设在漂洗装置与浸渍装置之间，对漂洗后的纱线表面进行预处理。

[0034] 如图1所示，该复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机中的浸渍装置包括带盖板804的浸渍槽801、导辊802、两辊轧车803、液体循环系统5，浸渍槽801内设有浓度检测仪303，可实时检测浸渍液中单体浓度，浓度变化时浸渍液通过液体循环系统5进行补给调节，从而达到所需浓度，浸渍槽801内部设有导辊802和两辊轧车803，纱线依次通过导辊802充分浸渍，最后在两辊轧车803作用下，在纱线表面均匀吸附导电材料单体。

[0035] 如图1所示，该复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机中的聚合装置包括聚合槽901、工业制冷机902、导辊903、两辊轧车904和排液管906，并配有直接补给口905及浓度检测仪605，根据聚合反应槽901内浓度变化，及时补给氧化剂和掺杂剂，排液管可将未聚合沉积在纱线上的多余沉淀物排至废液收集槽内11。聚合槽901内部共设有导辊903，后端设有一对轧辊，纱线依次通过导辊903和两辊轧车904，使纱线表面单体聚合形成一层均匀的导电材料。所述的聚合槽901内温度一般为低温，由工业制冷机902控制。

[0036] 如图1所示，该复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机中的废液收集槽11上方安置淋浴喷头10，聚合后的纱线通过淋浴喷头10下方，对纱线表面的废液进行清洗。烘箱12内部设有若干烘筒13，纱线依次通过烘筒13进行烘干。

[0037] 如图2所示，该复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机中液体循环系统5由液体循环泵501与液体循环管道502连接，液体循环泵501的进口连接液体补给管道503和循环液进口管道504，出口连接循环液管道502，液体循环系统5可维持槽内溶液浓度稳定，使纱线漂洗、浸渍和聚合过程均匀有效，同时液体的循环使用也起到节能环保的作用。

[0038] 如图3所示，该复合导电纱线的表面聚合连续处理整经机中的常温常压等离子体处理装置设有上下两块极板701，极板上的稀土材料702阻挡放电形成高能等离子体，纱线在极板701之间按一定速度通过后，表面得到改性处理，表面粗糙度有所提高。