CN104264315B - 一种体温传感器织物的织造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种体温传感器织物的织造方法，属纺织领域。体温传感器织物的织造包括络筒、整经、浆纱、穿结经、织造、局部热处理工序，织物沿经向由两个基础单元块组成，第一基础单元块由平纹织物组成，第二基础单元块由两种织物组成，一种是平纹织物，另一种是双层织物，且双层织物位于第二基础单元块纬向中间位置，将体温传感器织入双层织物中，体温传感器上的引线与纬纱一起织入第二基础单元块中。本发明可使织入织物的体温传感器位置固定，提高体温传感器测试的精度及稳定性，可应用于体育、医疗保健、健康监护、国防军事等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种体温传感器织物的织造方法，属纺织技术领域。
背景技术
随着科学技术的进步、发展和人体生理测试水平的提高，人们对智能纺织品的要求越来越高，智能纺织品融合了纺织技术、电子技术、计算机技术等多学科技术，使纺织品具有对外界感知和反应的功能，因此正越来越受到重视，智能纺织品被认为是纺织工业发展的一个方向。用于监测人体生理参数的纺织品属于智能纺织品的范畴，它们的发展引起了人们广泛关注。体温是人体生理健康判断的重要生理指标，开发体温传感器智能纺织品已在体育、娱乐、医疗保健、健康防护监测、国防军事等领域得到了适当的应用。通常，传统关于体温传感器织入织物的方法是以缝合在织物衬底上，或设计复杂织物组织后再将其织入到织物中来解决的。例如中国发明专利申请公布号CN 101708076A中，公布日期为2010年5月19日，发明名称为光纤光栅温度传感器织入服装的方法，该申请案公开了体温传感器织入服装的织造过程，其具体采用大管与小管相嵌套结合的织造方法，使其形成不同直径相互嵌套的圆筒形空心袋状，再将体温传感器织入到圆筒形空心袋状中。虽然它可将体温传感器较好的织入在织物中，但它存在体温传感器未能牢固地包覆在织物中，使得体温传感器易随人体的运动而在织物中滑移，这样体温传感器的测量位置易发生变化，使体温传感器在织物中不牢固，对体温结果的精确测量造成影响；又如美国学者E.R.Post在一篇名为“ E-broidery:Design and fabrication of textile-based computing”中介绍，采用缝纫线将体温集成电路缝合在织物的衬底处，虽能使体温集成电路织入到织物中，但是体温集成电路也随着人体的运动容易在织物中滑移，同时也存在体温集成电路织入处理较为困难、包覆效果不好等问题，这将对体温的精确测量产生严重影响。因此，开发一种能牢固织入体温传感器、精确测试体温的体温传感器织物变得非常有意义。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种体温传感器织物的织造方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种体温传感器织物的织造方法，包括纱线的络筒、整经、浆纱、穿结经、织造、局部热处理工序，其特征在于：织物沿经向由两个基础单元块组成，其中第一基础单元块由平纹织物组成，第二基础单元块由两种织物组成，一种是平纹织物，另一种是双层织物，双层织物位于第二基础单元块纬向的中间位置，体温传感器织入第二基础单元块的双层织物中，体温传感器上的引线与纬纱一起织入第二基础单元块中，织物织造完成后，对第二基础单元块的双层织物进行局部热处理。
所述的平纹织物、双层织物的经纱为普通纱线，双层织物的纬纱为高收缩涤纶长丝。
所述的体温传感器的长度方向投影长度小于4.1mm，宽度方向投影长度小于1.6mm，厚度方向投影长度小于1.5mm，引线为细铜丝，细铜丝直径小于0.11mm。
由于采用以上技术方案，本发明的体温传感器织物，具有以下特点：
一 体温传感器织入到双层织物中，体温传感器不容易从织物上脱落，克服了将温度传感器缝在织物上容易脱落的缺点。第二基础单元块的双层织物的纬纱采用高收缩涤纶长丝，在体温传感器织物织造完后，对织物进行局部热处理，体温传感器在织物中的位置被固定，可提高体温测量的精度。
二 体温传感器织物的经纱、除第二基础单元块的双层织物之外的纬纱均为普通纱线，可以是纯天然纤维纱线、纯化学纤维纱线或混纺纱线，纱线容易入手，不增加成本，适合工业化生产。
三 采用的体温传感器尺寸小，不仅便于织入织物，而且对织物的力学性能影响小，有利于改善服装的舒适性。
四 采用细铜丝作为体温传感器引线，细铜丝表面具有绝缘涂层，细铜丝直径小于0.11mm，引线与纬纱一起织入第二基础单元块中，引线的长短可以任意调节，这样方便与测试电子器件进行接口，测试电子器件可以自由设置在服装任何位置，有利于服装的外观设计。
本发明的体温传感器织物可较好的运用于医疗保健、健康监测与护理、体育、娱乐、航天航空等领域。
附图说明
图1为体温传感器织物的基本模块结构示意图。
图 2为实施例的测试温度与环境温度变化的关系图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
见附图。
一种体温传感器织物的织造方法，织造方法经过以下工序：
（1）络筒
普通纱线及高收缩涤纶长丝经过络筒工序处理。它是织造前准备的第一道工序，它的任务是将来自纺部的纱线在络筒机上加工成符合一定要求的筒子，利用清纱装置对纱线进行检查并清除纱线上的疵点和杂质，这可明显提高纱线的品质。经过对普通纱线和高收缩涤纶长丝进行络筒工序，改变卷装，增加纱线卷装的容纱量，以便提高后道工序的生产率。
（２）整经
普通纱线经过整经工序。整经是比络筒更为重要的一道工艺，如在工艺设计，机械设备与操作上稍有疏忽或不合理时，就会影响织机的生产效率及织物的质量，因此需要对纱线进行整经，使各根经纱张力相等，并在经轴或织轴上使其分布均匀，以满足实际生产的需要。
（３）浆纱
普通纱线经过浆纱工序。浆纱是在经纱表面施加浆料以提高其可织性的工艺过程，可织性是指经纱在织机上能承受经停片、综、筘等的反复摩擦、拉伸、弯曲等作用且不会大量起毛甚至断裂的性能，这样更加有利于织的织造。
（４）穿结经
普通纱线经过穿结经工序，穿结经过程包括穿综、插筘和停经片三项工作，其目的是将经轴上的每根经纱根据工艺设计要求，按照一定次序穿入综丝和钢筘的筘齿内，再在经纱上插放停经片，便于后道织造工程的顺利进行。
（５）织造
首先进行织物基本模块结构的设计，在体温传感器织物基本模块结构的设计中，第二基础单元块2的长度、宽度依据实际的体温传感器尺寸及织物织造工艺的要求来确定，其中第二基础单元块2中双层织物5的基础组织为平纹组织，体温传感器织物的基本模块结构示意图如图1所示。织物沿经向由第一基础单元块1、第二基础单元块2两个基础单元块组成，其中第一基础单元块1由平纹织物3组成，第二基础单元块2由两种织物组成，一种是平纹织物4，另一种是双层织物5，且双层织物5位于第二基础单元块2纬向的中间位置。将体温传感器6织入第二基础单元块2的双层织物5中，完成对体温传感器6的包覆。体温传感器6上的引线7引出后，将其与纬纱一起织入到第二基础单元块2中。
（６）局部热处理
采用局部热处理的装置，对织物第二基础单元块2中双层织物5进行热处理，由于双层织物5的纬纱是高收缩涤纶长丝，受热后收缩，可将体温传感器6的位置固定。局部热处理后的织物经过自然冷却，就制备得到了体温传感器织物。
实施例 1
织物经纱为30tex棉纱，第一基础单元块的纬纱为20tex棉纱，第二基础单元块的纬纱为300D/96F高收缩涤纶长丝，以上述纱线作为织物织造的纱线，进行体温传感器织物的织造，经过以下步骤：
（1）络筒
30tex的棉纱、20tex的棉纱和300D/96F高收缩涤纶长丝采用XFJ118M型高速电子络筒机进行络筒工序，30tex的棉纱的加工速度为950m/min，20tex的棉纱的加工速度为900m/min，300D/96F高收缩涤纶长丝的加工速度为1000m/min，可加工成符合一定要求、容纱量较大的筒子纱线，这可明显提高棉纱、高收缩涤纶长丝的品质，有利于提高后道工序的生产效率。
（2）整经
30tex的棉纱采用129A/B型整经机进行整经工序，加工速度为800m/min。纱线经过整经可使各根经纱张力相等，并在经轴或织轴上使其分布均匀，以满足实际生产的需要。
（3）浆纱
30tex的棉纱采用GA931型浆纱机进行浆纱工序，加工速度为200 m/min，所
使用的浆料为DF858接枝淀粉浆料。浆纱是在经纱表面施加浆料以提高其可织性
的工艺过程，可织性是指经纱在织机上能承受经停片、综、筘等的反复摩擦、拉伸、弯曲等作用且不会大量起毛甚至断裂的性能，这样更加有利于织物的织造。
（4）穿结经
30tex的棉纱采用SGA598型半自动打样织机进行穿结经工序，穿结经过程
包括穿综、插筘和停经片三项工作，其目的是将经轴上的每根经纱根据工艺设计要求按照一定次序穿入综丝和钢筘的筘齿内，便于后道织造工程的顺利进行，织机筘齿中每筘穿4根纱线。
（5）织造
首先进行织物基本模块结构的设计，体温传感器织物基本模块结构的设计中，第二基础单元块2的长度、宽度依据实际的体温传感器尺寸大小及织物织造工艺的要求来确定，体温传感器织物中双层织物5的宽度不能太大，否则，使得体温传感器织物经过热处理后，体温传感器6仍容易滑移，不能解决体温传感器6位置被牢固固定的问题；体温传感器织物中双层织物5的宽度不能太小，否则，使得体温传感器织物经过热处理后，双层织物5对体温传感器6产生内应力，对体温传感器产生强烈挤压甚至破坏作用，影响体温传感器织物的测量。本实施例中设计的双层织物长度为4.1mm，宽度为1.6mm。其中第二基础单元块2中双层织物5的基础组织为平纹组织，体温传感器织物的基本模块结构示意图如图1所示，分别为第一基础单元块1、第二基础单元块2，织物沿经向由两个基础单元块组成，其中第一基础单元块1由平纹织物3组成，第二基础单元块2由两种织物组成，一种是平纹织物4，另一种是双层织物5，且双层织物5位于第二基础单元块2纬向的中间位置。将设计的织物上机图输入到织机电脑中，按照织物织造过程，依次完成开口、引纬、打纬、卷取、送经过程，在织物第二基础单元块2的织造完成后，将体温传感器6织入到第二基础单元块2的双层织物5中，完成对体温传感器6的包覆。将体温传感器6上的引线7引出后，将其与纬纱一起织入到第二基础单元块2中。
（6）局部热处理
采用局部热处理的装置，对织物第二基础单元块2中双层织物5进行热处理，由于双层织物5的纬纱是高收缩涤纶长丝，受热后收缩，将体温传感器6的位置固定。局部热处理后的织物经过自然冷却，就制备得到了体温传感器织物。
实施例 2
织物经纱为30tex涤纶纱线，第一基础单元块的纬纱为20tex棉纱，第二基础单元块的纬纱为300D/96F高收缩涤纶长丝，以上述纱线作为织物织造的纱线，进行体温传感器织物的织造，经过以下步骤：
（1）络筒
30tex的涤纶纱线、20tex的棉纱和300D/96F高收缩涤纶长丝采用XFJ118M型高速电子络筒机进行络筒工序，30tex的涤纶纱线的加工速度为980m/min，20
tex的棉纱的加工速度为900m/min，300D/96F高收缩涤纶长丝的加工速度为1000
m/min，可加工成符合一定要求、容纱量较大的筒子纱线，这可明显提高涤纶纱线、棉纱、高收缩涤纶长丝的品质，有利于提高后道工序的生产效率。
（2）整经
30tex的涤纶纱线采用129A/B型整经机进行整经工序，加工速度为830m/min。纱线经过整经可使各根经纱张力相等，并在经轴或织轴上使其分布均匀，以满足实际生产的需要。
（3）浆纱
30tex的涤纶纱线采用GA931型浆纱机进行浆纱工序，加工速度为180 m/min，
所使用的浆料为DF858接枝淀粉浆料。浆纱是在经纱表面施加浆料以提高其可织性的工艺过程，可织性是指经纱在织机上能承受经停片、综、筘等的反复摩擦、拉伸、弯曲等作用且不会大量起毛甚至断裂的性能，这样更加有利于织物的织造。
（4）穿结经
30tex的涤纶纱线采用SGA598型半自动打样织机进行穿结经工序，穿结经过程包括穿综、插筘和停经片三项工作，其目的是将经轴上的每根经纱根据工艺设计要求按照一定次序穿入综丝和钢筘的筘齿内，便于后道织造工程的顺利进行，织机筘齿中每筘穿4根纱线。
（5）织造
首先进行织物基本模块结构的设计，体温传感器织物基本模块结构的设计中，第二基础单元块2的长度、宽度依据实际的体温传感器尺寸大小及织物织造工艺的要求来确定，体温传感器织物中双层织物5的宽度不能太大，否则，使得体温传感器织物经过热处理后，体温传感器6仍容易滑移，不能解决体温传感器6位置被牢固固定的问题；体温传感器织物中双层织物5的宽度不能太小，否则，使得体温传感器织物经过热处理后，双层织物5对体温传感器6产生内应力，对体温传感器产生强烈挤压甚至破坏作用，影响体温传感器织物的测量。本实施例中设计的双层织物长度为4.1mm，宽度为1.6mm。其中第二基础单元块2中双层织物5的基础组织为平纹组织，体温传感器织物的基本模块结构示意图如图1所示，分别为第一基础单元块1、第二基础单元块2，织物沿经向由两个基础单元块组成，其中第一基础单元块1由平纹织物3组成，第二基础单元块2由两种织物组成，一种是平纹织物4，另一种是双层织物5，且双层织物5位于第二基础单元块2纬向的中间位置。将设计的织物上机图输入到织机电脑中，按照织物织造过程，依次完成开口、引纬、打纬、卷取、送经过程，在织物第二基础单元块2的织造完成后，将体温传感器6织入到第二基础单元块2的双层织物5中，完成对体温传感器6的包覆。将体温传感器6上的引线7引出后，将其与纬纱一起织入到第二基础单元块2中。
（6）局部热处理
采用局部热处理的装置，对织物第二基础单元块2中双层织物5进行热处理，由于双层织物5的纬纱是高收缩涤纶长丝，受热后收缩，将体温传感器6的位置固定。局部热处理后的织物经过自然冷却，就制备得到了体温传感器织物。
实施例 3
织物经纱为30tex苎麻纱线，第一基础单元块的纬纱为20tex棉纱，第二基础单元块的纬纱为300D/96F高收缩涤纶长丝，以上述纱线作为织物织造的纱线，进行体温传感器织物的织造，经过以下步骤：
（1）络筒
30tex的苎麻纱线、20tex的棉纱和300D/96F高收缩涤纶长丝采用XFJ118M型高速电子络筒机进行络筒工序，30tex的苎麻纱线的加工速度为950m/min，20
tex的棉纱的加工速度为900m/min，300D/96F高收缩涤纶长丝的加工速度为1000
m/min，可加工成符合一定要求、容纱量较大的筒子纱线，这可明显提高苎麻纱线、棉纱、高收缩涤纶长丝的品质，有利于提高后道工序的生产效率。
（2）整经
30tex的苎麻纱线采用129A/B型整经机进行整经工序，加工速度为810m/min。纱线经过整经可使各根经纱张力相等，并在经轴或织轴上使其分布均匀，以满足实际生产的需要。
（3）浆纱
30tex的苎麻纱线采用GA931型浆纱机进行浆纱工序，加工速度为230 m/min，
所使用的浆料为DF858接枝淀粉浆料。浆纱是在经纱表面施加浆料以提高其可织性的工艺过程，可织性是指经纱在织机上能承受经停片、综、筘等的反复摩擦、拉伸、弯曲等作用且不会大量起毛甚至断裂的性能，这样更加有利于织物的织造。
（4）穿结经
30tex的苎麻纱线采用SGA598型半自动打样织机进行穿结经工序，穿结经过程包括穿综、插筘和停经片三项工作，其目的是将经轴上的每根经纱根据工艺设计要求按照一定次序穿入综丝和钢筘的筘齿内，便于后道织造工程的顺利进行，织机筘齿中每筘穿4根纱线。
（5）织造
首先进行织物基本模块结构的设计，体温传感器织物基本模块结构的设计中，第二基础单元块2的长度、宽度依据实际的体温传感器尺寸大小及织物织造工艺的要求来确定，体温传感器织物中双层织物5的宽度不能太大，否则，使得体温传感器织物经过热处理后，体温传感器6仍容易滑移，不能解决体温传感器6位置被牢固固定的问题；体温传感器织物中双层织物5的宽度不能太小，否则，使得体温传感器织物经过热处理后，双层织物5对体温传感器6产生内应力，对体温传感器产生强烈挤压甚至破坏作用，影响体温传感器织物的测量。本实施例中设计的双层织物长度为4.1mm，宽度为1.6mm。其中第二基础单元块2中双层织物5的基础组织为平纹组织，体温传感器织物的基本模块结构示意图如图1所示，分别为第一基础单元块1、第二基础单元块2，织物沿经向由两个基础单元块组成，其中第一基础单元块1由平纹织物3组成，第二基础单元块2由两种织物组成，一种是平纹织物4，另一种是双层织物5，且双层织物5位于第二基础单元块2纬向的中间位置。将设计的织物上机图输入到织机电脑中，按照织物织造过程，依次完成开口、引纬、打纬、卷取、送经过程，在织物第二基础单元块2的织造完成后，将体温传感器6织入到第二基础单元块2的双层织物5中，完成对体温传感器6的包覆。将体温传感器6上的引线7引出后，将其与纬纱一起织入到第二基础单元块2中。
（6）局部热处理
采用局部热处理的装置，对织物第二基础单元块2中双层织物5进行热处理，由于双层织物5的纬纱是高收缩涤纶长丝，受热后收缩，将体温传感器6的位置固定。局部热处理后的织物经过自然冷却，就制备得到了体温传感器织物。
实施例 4
织物经纱为30tex腈纶纱线，第一基础单元块的纬纱为20tex棉纱，第二基础单元块的纬纱为300D/96F高收缩涤纶长丝，以上述纱线作为织物织造的纱线，进行体温传感器织物的织造，经过以下步骤：
（1）络筒
30tex的腈纶纱线、20tex的棉纱和300D/96F高收缩涤纶长丝采用XFJ118M型高速电子络筒机进行络筒工序，30tex的腈纶纱线的加工速度为970m/min，20
tex的棉纱的加工速度为900m/min，300D/96F高收缩涤纶长丝的加工速度为1000
m/min，可加工成符合一定要求、容纱量较大的筒子纱线，这可明显提高腈纶纱线、棉纱、高收缩涤纶长丝的品质，有利于提高后道工序的生产效率。
（2）整经
30tex的腈纶纱线采用129A/B型整经机进行整经工序，加工速度为810m/min。纱线经过整经可使各根经纱张力相等，并在经轴或织轴上使其分布均匀，以满足实际生产的需要。
（3）浆纱
30tex的腈纶纱线采用GA931型浆纱机进行浆纱工序，加工速度为190 m/min，
所使用的浆料为DF858接枝淀粉浆料。浆纱是在经纱表面施加浆料以提高其可织性的工艺过程，可织性是指经纱在织机上能承受经停片、综、筘等的反复摩擦、拉伸、弯曲等作用且不会大量起毛甚至断裂的性能，这样更加有利于织物的织造。
（4）穿结经
30tex的腈纶纱线采用SGA598型半自动打样织机进行穿结经工序，穿结经过程包括穿综、插筘和停经片三项工作，其目的是将经轴上的每根经纱根据工艺设计要求按照一定次序穿入综丝和钢筘的筘齿内，便于后道织造工程的顺利进行，织机筘齿中每筘穿4根纱线。
（5）织造
首先进行织物基本模块结构的设计，体温传感器织物基本模块结构的设计中，第二基础单元块2的长度、宽度依据实际的体温传感器尺寸大小及织物织造工艺的要求来确定，体温传感器织物中双层织物5的宽度不能太大，否则，使得体温传感器织物经过热处理后，体温传感器6仍容易滑移，不能解决体温传感器6位置被牢固固定的问题；体温传感器织物中双层织物5的宽度不能太小，否则，使得体温传感器织物经过热处理后，双层织物5对体温传感器6产生内应力，对体温传感器产生强烈挤压甚至破坏作用，影响体温传感器织物的测量。本实施例中设计的双层织物长度为4.1mm，宽度为1.6mm。其中第二基础单元块2中双层织物5的基础组织为平纹组织，体温传感器织物的基本模块结构示意图如图1所示，分别为第一基础单元块1、第二基础单元块2，织物沿经向由两个基础单元块组成，其中第一基础单元块1由平纹织物3组成，第二基础单元块2由两种织物组成，一种是平纹织物4，另一种是双层织物5，且双层织物5位于第二基础单元块2纬向的中间位置。将设计的织物上机图输入到织机电脑中，按照织物织造过程，依次完成开口、引纬、打纬、卷取、送经过程，在织物第二基础单元块2的织造完成后，将体温传感器6织入到第二基础单元块2的双层织物5中，完成对体温传感器6的包覆。将体温传感器6上的引线7引出后，将其与纬纱一起织入到第二基础单元块2中。
（6）局部热处理
采用局部热处理的装置，对织物第二基础单元块2中双层织物5进行热处理，由于双层织物5的纬纱是高收缩涤纶长丝，受热后收缩，将体温传感器6的位置固定。局部热处理后的织物经过自然冷却，就制备得到了体温传感器织物。
本发明使用的高收缩涤纶长丝纬纱，热处理后的收缩率如表一所示。
实施例制备得到的体温传感器织物，分别放置在摄氏35度的恒温热板上，体温传感器织物的测试温度与恒温热板的温度之差如表二所示，体温传感器织物的测试温度与恒温热板的温度之差与环境温度的关系如图2所示。
表一 高收缩涤纶长丝热处理后的收缩率
| 热空气温度（℃） | 收缩率（％） |
| 110 | 21.4 |
| 115 | 22.1 |
| 120 | 35.9 |
| 125 | 47.2 |
| 130 | 51.4 |
高收缩涤纶长丝热处理后收缩率按如下计算式进行计算：
式中，q为高收缩涤纶长丝热处理的收缩率；L0为热处理前高收缩涤纶长丝的长度，L1为热处理后高收缩涤纶长丝的长度。
表二 体温传感器织物的测量温度与恒温热板的温度之差
Claims (3)
1.一种体温传感器织物的织造方法，包括络筒、整经、浆纱、穿结经、织造、局部热处理工序，其特征在于：织物沿经向由两个基础单元块组成，其中第一基础单元块(1)由平纹织物一(3)组成，第二基础单元块(2)由两种织物组成，一种是平纹织物二(4)，另一种是双层织物(5)，双层织物(5)位于第二基础单元块(2)纬向的中间位置，体温传感器(6)织入第二基础单元块(2)的双层织物(5)中，体温传感器(6)上的引线(7)与纬纱一起织入第二基础单元块(2)中，织物织造完成后，对第二基础单元块(2)的双层织物(5)进行局部热处理。
2.如权利要求1所述的体温传感器织物的织造方法，其特征在于：所述的平纹织物一(3)、平纹织物二(4)、双层织物(5)的经纱为普通纱线，双层织物(5)的纬纱为高收缩涤纶长丝。
3.如权利要求1所述的体温传感器织物的织造方法，其特征在于：所述的体温传感器(6)的长度方向投影长度小于4.1mm，宽度方向投影长度小于1.6mm，厚度方向投影长度小于1.5mm，引线(7)为细铜丝，细铜丝直径小于0.11mm。
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