CN105572326A - 一种可发热镀银导电线的测试方法及其应用 - Google Patents

一种可发热镀银导电线的测试方法及其应用 Download PDF

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赵远方
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Abstract

本发明涉及一种可发热镀银导电线的测试方法及其应用。所述测试方法使用如下测试方式中的至少一种:1)化学成分测试;2)外貌测试;3)电阻分析测试;4)导电稳定性能测试;5)机械性能测试;6)摩擦测试;7)水洗测试;8)耐高温测试;9)抗腐蚀测试。本发明中,经过系统的镀银导电线测试,了解镀银纱线的质量和性能,选择合适的镀银导电线;将镀银导电线制成纬编针织品,不局限于通过镀银导电线和非导电材料的搭配,镀银导电线本身可以单独制成纬编针织品;科学的镀银导电线的测试方法提高发热纬编针织品的耐用性;纬编针织品与可拆卸的电池及控制系统连接,在洗涤时,电池和控制系统需要拆卸,纬编针织品可以机洗。

Description

一种可发热镀银导电线的测试方法及其应用
技术领域
[0001] 本发明涉及纬编针织品,更具体地说,涉及一种可发热镀银导电线的测试方法及 其应用。
背景技术
[0002] 保暖发热产品在市场上已有广泛的开发,主要分为以下四种类型:暖手宝类(铁 氧化产生热量),这类是一种日常的发热产品,通过铁的氧化过程产生热量,这种加热产品 温度不能控制和会使皮肤受伤的缺点限制了这类产品的应用和发展;电气石类(人体体温 激发,自发发热),这类产品是通过接触人体体温受到激发,自发的产生热量的电气石类产 品,然而,复杂的制作工艺和相对昂贵的价格阻碍了这类产品的开发;电热毯类(内部导电 丝通电发热),此类产品是织物内部插入金属导电丝,通电后由导电丝自身电阻发热的电热 毯类,这类产品具有电磁辐射,浪费能源,且极容易造成触电,尽管经过改良,配有完善后的 温度控制器,但金属导电丝为主要加热元件仍是问题本身的来源;红外线类(碳纤维加压 远红外辐射发热)。这类是碳纤维远红外发热产品,这类产品使用碳纤维制造或表面涂覆。
[0003] 电子纺织品是一种含有电子设备的面料,在人体监测,可穿性计算(如情景感知, 医疗监控和军事服装)及大面积传感网络上有着很广泛的潜在应用。热功能性在可穿式电 子纺织品里是一个重要的主题,它意味着健康、安全和耐极端环境。这些具有热功能性的智 能纺织品将被应用于各种领域,如医疗,军事,体育等等。但是大多产品性能并不稳定,而且 没有比较系统的研究,大多数发热服装都是通过附加一个加热层,可能是一块导电纤维或 金属材料。部分产品会采用发热导电面料与正常织物拼缝起来的方法,来形成一块发热区 域和电子回路。很少有研究能提供一个系统的方法来研发,尤其是导电线的选择和搭配,会 导致很不同的产品效果。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题在于,解决现有技术中缺少科学的导电纱线的测试方 法、无法实现导电纱线和其他材料并用从而准确形成所需电阻等问题。
[0005] 本发明解决上述问题的技术方案是:提供一种可发热镀银导电线的测试方法,所 述测试方法使用如下测试方式中的至少一种:1)化学成分测试;2)外貌测试;3)电阻分析 测试;4)导电稳定性能测试;5)机械性能测试;6)摩擦测试;7)水洗测试;8)耐高温测试; 9)抗腐蚀测试。
[0006] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法中,所述化学成分测试包括所述镀 银导电线的镀银层的成分分析和银含量的检测。
[0007] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法中,所述外貌测试包括使用电子显 微镜观察所述镀银导电线的镀银层的形态和所述镀银导电线的组成形态。
[0008] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法中,所述电阻分析测试包括测量单 位长度内所述镀银导电线的电阻。
[0009] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法中,所述开路测试包括测试单位长 度内所述镀银导电线的是否能正常导电。
[0010] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法中,所述机械性能测试包括测试所 述镀银导电线受到外界拉力产生伸长形变后,其导电性能的稳定性。
[0011] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法中,所述摩擦测试包括测试所述镀 银导电线受到不用程度的摩擦后,单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观察其表面镀 银层的形态变化。
[0012] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法中,所述水洗测试包括测试所述镀 银导电线不用程度的水洗后,单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观察其表面镀银层 的形态变化。
[0013] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法中,所述耐高温测试包括测试所述 镀银导电线随温度的升高,单位长度内的电阻变化。
[0014] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法中,所述抗腐蚀测试包括测试所述 镀银导电线在不同浓度的氯化钠溶液浸泡后,单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观 察其表面镀银层的形态变化。
[0015] 本发明还提供了一种可发热镀银导电线的测试方法的应用,采用所述权利要求 1-10中任一所述测试方法选择可发热镀银导电线,并将其制备成纬编针织品。
[0016] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法的应用中,所述纬编针织品由所述 可发热镀银导电线编织而成。
[0017] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法的应用中,所述纬编针织品由所述 可发热镀银导电线和非导电材料一起编织而成。
[0018] 在本发明提供的可发热镀银导电线的测试方法的应用中,所述纬编针织品与电池 和电子控制系统连接,控制所述纬编针织品产生热量。
[0019] 实施本发明的有益效果在于:经过系统的镀银导电线测试,了解镀银纱线的质量 和性能,选择合适的镀银导电线;将镀银导电线制成纬编针织品,不局限于通过镀银导电线 和非导电材料的搭配,镀银导电线本身可以单独制成纬编针织品;科学的镀银导电线的测 试方法提高发热纬编针织品的耐用性;纬编针织品与可拆卸的电池及控制系统连接,在洗 涤时,电池和控制系统需要拆卸,纬编针织品可以机洗。
附图说明
[0020] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
[0021] 图1为本发明镀银导电线较佳实施例的的结构示意图;
[0022] 图2为电子显微镜下镀银导电线的镀银层的形态图;
[0023] 图3为电子显微镜下镀银导电线的组成形态图;
[0024] 图4为电阻分析测试结果图;
[0025] 图5为导电稳定性能测试结果图;
[0026] 图6为机械性能测试结果图;
[0027] 图7为摩擦测试导电性能结果图;
[0028] 图8为摩擦测试电子显微镜观察图;
[0029] 图9为水洗测试结果图;
[0030] 图10为耐高温测试结果图;
[0031] 图11为抗腐蚀测试结果图;
[0032] 图12为纬编针织品的结构图;
[0033] 图13为纬编针织品的发热图;
[0034] 图14为不同密度纬编针织品的发热图一;
[0035] 图15为不同密度纬编针织品的发热图二。
具体实施方式
[0036] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明 本发明的具体实施方式。
[0037] 现有的发热服装为了实现发热功能,通过附加一个加热层例如导电纤维或金属材 料,或者采用发热导电面料与正常织物拼缝起来的方法形成发热区域,但是此种产品发热 性能不稳定,因为该类产品使用的导电纱线没有经过系统的选择,导电纱线与其它纱线之 间的搭配更加没有进行优化,所以很难实现发热过程的准确控制。本发明的主要创新点在 于:系统的了解镀银导电线的质量和性能,优化选择系统,选择合适的镀银导电线,并对其 与其它纱线之间的搭配制成纬编针织品的方法、针织品效果予以准确评价,全面提升纬编 针织品稳定性和耐用性。
[0038] 本发明选用了 9种不同镀银导电线,从不同的生产市场上被随即挑选出来,具体 如表1所示。
[0039] 表1镀银导电线种类
[0040]
[0041]
Figure CN105572326AD00051
[0042] 在本发明的实施例中,可发热镀银导电线为一种镀银的导电线,图1示出了本发 明镀银导电线的结构示意图,如图1所示,在非导电纺织品的外表面镀银,使其具有导电性 能。本发明镀银导电线的测试方法使用如下测试方式中的至少一种:1)化学成分测试;2) 外貌测试;3)电阻分析测试;4)导电稳定性能测试;5)机械性能测试;6)摩擦测试;7)水 洗测试;8)耐高温测试;9)抗腐蚀测试。
[0043] 实施例1化学成分测试
[0044] 分析镀银导电线的镀银层的成分,并测定镀银层的银含量。使用红外光谱分析镀 银层的成分,确定镀银导电线的导电性来自于表面的镀银层,而非来自其他金属元素,因为 在纺织应用行业,含有其他重金属元素,将对使用者的身体健康有害。使用扫描电镜EDS的 色散谱检测镀银层中的银含量,银含量超过50%时,被认为具有良好的导电性能。
[0045] 实施例2外貌测试
[0046] 在电子显微镜下,观察镀银导电线的镀银层的形态和镀银导电线的组成形态。图2 示出了电子显微镜下镀银导电线的镀银层的形态,如图2所示,较佳的镀银层应当均匀、致 密,只有如此才能使其具有良好的导电性能。图3示出了电子显微镜下镀银导电线的组成 形态,如图3所示,通过电子显微镜对镀银导电线形态结构的观察,发现其形态结构可以分 为三种:1.由镀银导电纤维和非导电纤维混纺组成;2.由单根镀银导电纤维组成;3.全部 由镀银导电线组成。图3中1、2、3分别示出了此三种形态结构。通过对其不同形态结构镀 银导电线的电阻测试,发现通常由单根镀银导电线组成的导电线电阻不稳定,容易出现开 路。其次,由导电和非导电纤维混纺而成的纱线,电阻也较容易出现偏差,导电性能不稳定。 而全部由多根导电纤维组成的镀银导电线导电性能最稳定。
[0047] 实施例3电阻分析测试
[0048] 分别测量样品1-9单位长度内镀银导电线的电阻,测试的单位长度为10厘米,单 位为:欧姆/cm,每种测量样品的样本量为50,图4示出了电阻分析测试结果图,如图4所 示,随着测量次数的增加,若导电性能越不稳定,则其纪录线波动越大;反之,若导电性能越 稳定,则其纪录线波动越小。其中,认为前后波动不超过平均数值30%被认为为导电性能稳 定。
[0049] 实施例4导电稳定性能测试
[0050] 测试单位长度内镀银导电线的是否能正常导电,图5示出了导电稳定性能测试结 果图,如图5所示,测试的单位长度是10cm、20cm、50cm、100cm,随着测量样本长度的增加, 镀银导电线开路(镀银导电线失去导电能力)的可能性明显增加。其中,认为在测量样本 长度为100厘米时,镀银导电线的开路情况低于10%时,具有稳定的导电性能。
[0051] 实施例5机械性能测试
[0052] 测试镀银导电线受到外界拉力产生伸长形变后其导电性能的稳定性,图6示出了 机械性能测试结果图,如图6所示,样品7由于镀银层与非导电纺织品之间的结合力差,其 电阻随着伸长变化出现波动;样品1、3、9电阻随着伸长变化幅度过大;样品2、4、5、6、8在 拉伸过程中具有较稳定的导电稳定性。其中,认为当拉长长度达到30%时,其变大电阻变化 不超过300%的样品,被认为具有良好稳定的导电性能。
[0053] 实施例6摩擦测试
[0054] 测试所述镀银导电线受到不用程度的摩擦后,单位长度内的电阻变化和/或电子 显微镜观察其表面镀银层的形态变化,图7、8示出了摩擦测试结果图,如图7所示,分别经 过摩擦断裂圈数(纱线与lOOOmu沙纸摩擦至断所需的圈数)的A)四分之一,B)二分之一, C)四分之三后,继续能够导电,并且单位电阻变大未超过150%,被认为为具有良好的耐磨 性能。如图8所示,具有较佳耐磨性能的,镀银层基本完好;耐磨性能较差的(例如样品7), 镀银层被剥落。
[0055] 实施例7水洗测试
[0056] 测试镀银导电线不用程度的水洗后,单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观 察其表面镀银层的形态变化。图9示出了水洗测试结果图,如图9所示,实验对象为样品8, 分别经过不同程度的水洗:1.洗10遍,2.洗20遍,3.洗30遍。其中,经过家庭水洗30遍 后,还具有顺畅的导电性能,单位长度内,电阻变大不超过100 %的,被认为具有良好的耐水 洗性能。
[0057] 实施例8耐高温测试
[0058] 测试所述镀银导电线随温度的升高,单位长度内的电阻变化。图10示出了耐高温 测试结果图,如图10所示,单位长度的样品1-10的电阻都随温度的升高而变大。其中从一 60°C到60°C过程中,样品5变化对小,样品9变化最大。其中,从温度一 60°C到60°C过程 中,单位电阻大小不超过10%,则被认为为在不同温度下,具有较为稳定的导电性能。但根 据不同的运用目的,例如此镀银导电线被运用为温度传感器时,其选择标准则会不同,需要 根据产品目的作出选择。
[0059] 实施例9抗腐蚀测试
[0060] 测试所述镀银导电线在不同浓度的氯化钠溶液浸泡后,单位长度内的电阻变化和 /或电子显微镜观察其表面镀银层的形态变化。将镀银导电线置于质量分数为〇. 5% -5% 不同浓度氯化钠溶液中不同时间,测量其单位长度内电阻的变化,同时也通过电子显微镜 观察其表面镀银层的变化,以评价其抗腐蚀性能,图11示出了抗腐蚀测试结果图,如图11 所示,微观下的表面具有白色颗粒结构(氯化银),说明其镀银层已经出现被腐蚀的现象。 同时,测量单位长度内的电阻,样品在5%氯化钠溶液中浸泡100小时后,仍然保持导电性 能,其单位电阻改变不超过300%被认为具有良好的耐腐蚀导电性能。
[0061] 实施例10应用
[0062] 筛选出的镀银导电线将会和不同材料的纱线结合,研究其发热性能,从而得到最 好的优化配比,制成纬编针织品的发热纺织品。图12示出了纬编针织品的结构图,如图12 所示,镀银导电线分别与羊毛b),腈纶c)和棉d)纱线织制成相同结构密度的单面平纹针织 发热面料,图12a为织物结构示意图,图13示出了纬编针织品的发热图,如图13所示,测试 不同纬编针织品在相同电压环境下,可达到的不同温度,以得到最优配比。
[0063] 筛选出的镀银导电线和羊毛在相同单面平纹针织发热面料,在不同密度下的电阻 不相同,发热量也具有明显区别,图14、15示出了不同密度纬编针织品的发热图,如图14所 示,密度为经向12根/厘米&纬向9根/厘米的纬编针织品在不同电压(5伏,10伏15伏) 下的发热量。如图15所示,密度为经向8根/厘米&纬向7根/厘米的纬编针织品在不同 电压(5伏,10伏15伏)下的发热量。
[0064] 此外,通过上述方法筛选出的镀银导电线,可以单独编织而成纬编针织品,也可以 和非导电材料一起编织而成纬编针织品,然后纬编针织品与电池和电子控制系统连接,控 制其产生热量。制成的发热纺织品可以有不同的用途,比如保暖、治疗。例如,将有镀银导 电线和非导电纱线一起织制而成的发热面料作为冬天夹克的里料,能起到保暖的作用。还 例如,此发热面料设计在女士裙装的腹部位置,对于女性痛经能起到一定治疗作用。

Claims (14)

1. 一种可发热镀银导电线的测试方法,其特征在于,所述测试方法使用如下测试方式 中的至少一种:1)化学成分测试;2)外貌测试;3)电阻分析测试;4)导电稳定性能测试;5) 机械性能测试;6)摩擦测试;7)水洗测试;8)耐高温测试;9)抗腐蚀测试。
2. 根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述化学成分测试包括所述镀银导 电线的镀银层的成分分析和银含量的检测。
3. 根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述外貌测试包括使用电子显微镜 观察所述镀银导电线的镀银层的形态和所述镀银导电线的组成形态。
4. 根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述电阻分析测试包括测量单位长 度内所述镀银导电线的电阻。
5. 根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述导电稳定性能测试包括测试单 位长度内所述镀银导电线的是否能正常导电。
6. 根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述机械性能测试包括测试所述镀 银导电线受到外界拉力产生伸长形变后,其导电性能的稳定性。
7. 根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述摩擦测试包括测试所述镀银导 电线受到不用程度的摩擦后,单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观察其表面镀银层 的形态变化。
8. 根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述水洗测试包括测试所述镀银导 电线不用程度的水洗后,单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观察其表面镀银层的形 态变化。
9. 根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述耐高温测试包括测试所述镀银 导电线随温度的升高,单位长度内的电阻变化。
10. 根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于,所述抗腐蚀测试包括测试所述镀银 导电线在不同浓度的氯化钠溶液浸泡后,单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观察其 表面镀银层的形态变化。
11. 一种可发热镀银导电线的测试方法的应用,其特征在于,采用所述权利要求1-10 中任一所述测试方法选择可发热镀银导电线,并将其制备成纬编针织品。
12. 根据权利要求11所述的应用,其特征在于,所述纬编针织品由所述可发热镀银导 电线编织而成。
13. 根据权利要求11所述的应用,其特征在于,所述纬编针织品由所述可发热镀银导 电线和非导电材料一起编织而成。
14. 根据权利要求11所述的应用,其特征在于,所述纬编针织品与电池和电子控制系 统连接,控制所述纬编针织品产生热量。
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