CN112771225A - 赋予纺织品导电性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产导电复合纺织制品的方法，其包括向纺织制品的至少一部分提供生物聚合物的步骤，其中所述生物聚合物的至少一部分包含导电材料。本发明还涉及一种包含纺织制品和生物聚合物的导电复合纺织制品，其中所述生物聚合物的至少一部分设置有导电材料；还涉及由生物聚合物组成的或基本上由生物聚合物组成的纱线或织物或服装，所述生物聚合物能通过微生物产生，其中，所述生物聚合物的至少一部分设置有导电材料。

Description

赋予纺织品导电性的方法
********
发明领域
本发明涉及纺织品领域，特别是涉及一种适于赋予纺织制品导电性的方法。
发明背景
包含分散在聚合物基质内的导电杂质的导电制品在本领域中是已知的。
这种已知的导电制品适合用于多种应用中，例如电极，应变仪，电容传感器等。
如上所述，在已知的制品中，通常将导电杂质例如碳、石墨烯、金属纳米颗粒(NP)、纳米片/棒/管分散在合成聚合物基质中。已知的合成聚合物基质例如是聚氨酯(PU)，聚酰胺(PA)，聚丙烯(PP)，聚乳酸(PLA)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)基质。
然而，这些已知制品具有数个缺点。
例如，合成聚合物基质通常具有的纤维的长度和/或聚合度使得难以在整个制品上获得令人满意的导电性能。而且，并非合成基质和导电杂质的所有组合都产生可靠的导电制品。
而且，已知导电制品的生产通常涉及使用可能对人体有害的化学试剂。另外，需要对基质和导电杂质(即，杂质的种类及其在基质中的最终浓度)的组合进行微调，以便在已知制品中获得可靠的导电性能。
已知导电制品的生产方法中的另一个缺点是难以在基质中获得导电杂质的适当分散。
还例如从本申请人名下的国际专利申请WO2017186584A1，WO2017186583A1和PCT/EP2019/058800中获知生物聚合物在纺织品领域中的用途。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，并提供一种方法，该方法允许以快速且成本有效的方式生产具有导电性的制品。
本发明的另一个目的是提供一种方法，该方法可以获得可靠且可用于多种应用的具有导电性的制品。
本发明的另一个目的是提供一种方法，其中可将导电材料容易地包含在基质中。
这些和其他目的是通过根据权利要求1的方法实现的，该方法是本发明的目的。
本发明的又一个目的是根据权利要求14的导电复合纺织制品。
本发明的另一个目的是根据权利要求19的由生物聚合物组成或基本上由该生物聚合物组成的纱线，织物或服装，该生物聚合物至少部分地具有导电材料。
从属权利要求涉及本发明的优选实施方式。
本发明涉及一种生产导电复合纺织制品的方法，其中向纺织制品的至少一部分提供生物聚合物，并且其中向生物聚合物的至少一部分提供导电材料。
令人惊讶地发现，通过本发明的方法，可以获得可靠的导电制品，特别是具有可靠的导电性的复合纺织制品。
有利地，本发明的方法可以生产适用于纺织工业的制品，例如以简便、快速和成本有效的方式生产服装、衣物制品或其他具有导电性的物品。
另外，可以以特别可持续的方式获得生物聚合物。
根据实施方式，向纺织制品的至少一部分提供生物聚合物的步骤包括以下步骤：使纺织制品的至少一部分与产生生物聚合物的微生物的培养物接触，并对产生生物聚合物的微生物进行培养，使得在纺织制品上产生至少一种生物聚合物。
以这种方式，有利地，直接生长在纺织制品上的生物聚合物严格地附着在纺织制品上。在这种情况下，有利地，避免或基本上避免了生物聚合物从纺织制品上的剥离。
另外，可以精细地调节生物聚合物的生长，使得例如可以直接在纺织制品上获得具有特定厚度的生物聚合物。
如本文所用，术语“生物聚合物”和“微生物聚合物”是指可以由微生物产生的聚合物。
如本文所用，术语“微生物”是指小的单细胞或多细胞活生物体，其太小以至于不能用肉眼看到，但是在显微镜下可见，包括细菌、酵母、真菌、病毒和藻类。如本文所用，术语“微生物”包括未经遗传修饰的(即，野生型)微生物和经遗传修饰的微生物。例如，微生物可以是经遗传修饰的，以产生在微生物未经遗传修饰时(即，当其是野生型微生物时)由相同的微生物无法产生的生物聚合物。
根据实施方式，纺织制品的至少一部分可以与单独生产的生物聚合物连接。
例如，可以根据已知方法产生生物聚合物，并且该生物聚合物随后可以通过交联或通过将生物聚合物缝合到纺织制品上而与纺织制品，例如与机织织物连接。根据实施方式，单独生产的生物聚合物，例如微生物纤维素，在被提供给纺织制品之前不需要溶解。
根据一个方面，本发明的方法可以获得导电生物聚合物，例如导电微生物纤维素。特别地，包含导电材料的生物聚合物基本上保持了相同生物聚合物在其不包含导电材料时相同的结构特征(例如，晶体结构，纳米多孔网络结构)。
根据实施方式，根据图案将生物聚合物提供给纺织制品。
在实施方式中，当例如根据图案将生物聚合物提供给纺织制品时，可以例如通过浸渍将导电材料提供给整个或基本上整个生物聚合物。
根据实施方式，将导电材料根据图案施加到生物聚合物上。
根据实施方式，纺织制品可以设置有生物聚合物，该生物聚合物至少部分地设置有导电材料的图案。
例如，纺织制品可以用生物聚合物例如生物聚合物层涂覆或基本涂覆，其中生物聚合物具有导电材料的图案。
例如，可以通过印刷(例如丝网印刷和/或数字印刷)或通过局部浸渍将导电材料的图案提供给生物聚合物(例如提供给生物聚合物层)。
生物聚合物和/或导电材料的示例性图案可以是一个或多个条带，正方形或圆形的阵列或任何其他形状，例如网格。
有利地，在实施方式中，生物聚合物和/或导电材料可以被提供为任何任意形状的连续层。在这种情况下，有利地，导电复合纺织制品特别适合于生产抽头和触摸开关。
如本文所用，术语“导电材料”和“导电性材料”是指允许电流流动的材料，即，具有导电性质的材料。导电材料的存在使得电流可以传输通过设置有该材料的纺织制品。
根据实施方式，纺织制品选自下组：纱线，织物和服装。
根据实施方式，纺织制品是可以至少部分地设置有生物聚合物的纱线。
纱线可以根据已知方法设置有生物聚合物。例如，可以通过在纱线上直接培养产生生物聚合物的微生物来至少部分地向纱线提供生物聚合物。可以通过已知方法将含有产生生物聚合物的微生物的培养物提供给纱线，例如通过将纱线喷入或浸入含有产生生物聚合物的微生物的培养物中来进行。
根据实施方式，纺织制品是可以至少部分地涂覆有生物聚合物的纱线。
根据实施方式，纺织制品是织物，优选是机织织物，更优选是牛仔布织物。
根据实施方式，织物可以包括天然纱线和/或合成纱线和/或再生纱线或纤维，和/或混合纱线。
在本说明书中，天然纱线是包括天然纤维的纱线，所述天然纤维可以选自棉、羊毛、亚麻(flax)、洋麻、苎麻、大麻、亚麻布(linen)和它们的混合物。
在本说明书中，合成纱线是包括合成纤维的纱线，所述合成纤维可以选自聚酯，人造丝，尼龙，莱卡，弹性纤维和它们的混合物。
在本说明书中，再生纱线是包括再生纤维的纱线。再生纤维或人造纤维是可商购的。例如，合适的再生纤维可以选自人造丝，莱赛尔纤维，莫代尔纤维，粘胶纤维，竹纤维及其混合物。
根据实施方式，织物可包含再生纱线或纤维，和/或混合纱线，即，包含再生纤维和天然纤维(例如棉)和/或合成纤维的纱线。根据实施方式，纱线可包含再生纤维，和/或再生纤维和天然纤维(例如，棉)和/或合成纤维的混合物。包括再生纤维素纤维和棉纤维的合适的纱线在例如本申请人名下的共同待决的申请EP18184992.8中进行了公开。
在本说明书中，混合纱线是既包括天然纤维(例如棉)又包括合成纤维的纱线。
根据实施方式，纺织制品可以是弹性的，即可拉伸的纺织制品。
根据实施方式，纺织制品是弹性纺织制品，即可拉伸的纺织制品，优选是弹性织物，更优选是弹性机织织物，甚至更优选是弹性牛仔布织物。
根据实施方式，纺织制品可以是弹性纱线，即可拉伸纱线。
例如，当纺织制品是机织织物时，根据ASTM D3107测量的纬向弹性或经向弹性或两者可在1％至370％，优选3％至100％，更优选5％至50％的范围内。
在本公开中，根据ASTM D3107的拉伸是通过3.0磅的重量来测量的。
有利地，根据实施方式，可以根据要提供给纺织制品的导电生物聚合物的图案的特征来选择纺织制品。
根据实施方式，可以在织物的一侧上提供具有导电材料的生物聚合物，当穿着包括该织物的衣服时，该侧将是织物的外部可见侧。
根据实施方式，包含产生生物聚合物的微生物的培养物还包含导电材料。
例如，纺织制品可以与包含产生生物聚合物的微生物和导电材料的培养物接触。可以对微生物进行培养以产生包含导电材料的生物聚合物，从而使纺织制品具有包含导电材料的生物聚合物。在这种情况下，有利地，本发明的方法可以作为一步法来进行。
根据实施方式，当包含产生生物聚合物的微生物的培养物包含导电材料时，培养物中的导电材料的量为培养基总重量的0.00005重量％至3重量％，优选0.0001重量％至1重量％。
根据实施方式，可以在已经在纺织制品上产生生物聚合物之后，将导电材料提供给生物聚合物。
例如，可以使织物在至少一侧上与产生生物聚合物的微生物的培养物接触，并且可以培养这种微生物以在织物上产生生物聚合物。随后可以用导电材料浸渍或印刷生物聚合物(例如，通过丝网印刷和/或通过数字印刷进行)。
根据实施方式，纺织制品可以包含导电材料。例如，当纺织制品上的生物聚合物被导电材料浸渍时，一部分导电材料可以到达和/或接触纺织制品。同样，例如，当将具有生物聚合物的纺织制品浸入导电材料的分散液或溶液中时，生物聚合物和纺织制品都可以浸渍有导电材料。
当例如纺织制品包含亲水性纤维或纱线时，尤其如此。
如上所述，在实施方式中，纺织制品的至少一部分与单独生产的生物聚合物连接。
因此，在实施方式中，在与所述纺织制品连接之前或之后，单独生产的生物聚合物至少部分地具有导电材料。
例如，在实施方式中，根据已知方法，可以通过对产生生物聚合物的微生物进行培养来产生生物聚合物，例如微生物纤维素。可以例如通过浸渍或印刷使生物聚合物具有导电材料，并且随后例如通过交联和/或缝合而使其与织物连接。
在实施方式中，例如，可以生产生物聚合物，例如微生物纤维素，并将其连接到织物上(例如，通过交联和/或通过缝合)。随后，可以例如通过印刷或浸渍将导电材料提供给织物上的生物聚合物。
根据实施方式，生物聚合物选自微生物纤维素，微生物胶原蛋白，纤维素/几丁质共聚物，微生物丝及其混合物。
这些生物聚合物本身是本领域已知的。
根据实施方式，产生生物聚合物的微生物选自细菌，藻类，酵母，真菌及其混合物。
优选地，产生生物聚合物的细菌选自：葡糖酸醋杆菌属(Gluconacetobacter)、气杆菌属(Aerobacter)、醋酸杆菌属(Acetobacter)、无色杆菌属(Achromobacter)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、固氮菌属(Azotobacter)、沙门氏菌属(Salmonella)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、假单胞菌属(Pseudomonas)、根瘤菌属(Rhizobium)、八叠球菌属(Sarcina)、链球菌属(Streptoccoccus)和芽孢杆菌属(Bacillus)及其混合物，产生生物聚合物的藻类选自褐藻门(Phaeophyta)、红藻门(Rhodophyta)和金藻门(Chrysophyta)及其混合物。
可以根据已知方法，例如通过浸渍或印刷，将导电材料提供给生物聚合物。
根据实施方式，导电材料是含碳材料，例如包含含碳材料的基于碳的导电油墨。优选地，含碳材料选自下组：活性碳，高表面积碳，石墨烯，石墨，活性炭，碳纳米管，碳纳米纤维，活性碳纤维，石墨纤维，石墨纳米纤维，炭黑，及其混合物。
碳基导电油墨本身是本领域已知的。
有利地，可以调节提供给至少一部分生物聚合物的导电材料的量，从而以精确和可靠的方式获得期望的电阻值。
有利地，通过调节导电材料的量，可以校准导电复合纺织制品的电导率。例如，导电复合纺织制品可具有在约102Ohm/sq至约109Ohm/sq范围内的薄层电阻(也称为“表面电阻率”)。
当导电复合纺织制品是导电复合织物或服装时，薄层电阻可以根据TS EN 1149-1:2006测得。
例如，当导电复合纺织制品是导电复合纱线时，可以根据标准AATCC测试方法84-2005，AATCC测试方法84-2011，AATCC 76-2011或BS EN 1149-1:2006测量每单位长度的电阻。
有利地，当根据图案提供生物聚合物和/或导电材料时，可以调节生物聚合物和/或导电材料的尺寸和/或量，以便对于每个图案获得期望的电阻值。
在纺织制品已经具有包含导电材料的生物聚合物之后，将导电复合纺织制品干燥，以获得干燥或基本上干燥的导电复合纺织制品。
优选地，当通过在纺织制品上培养产生生物聚合物的微生物而已经在纺织制品上产生生物聚合物时，在干燥之前，洗涤导电复合纺织制品以除去残留的微生物。
根据实施方式，本发明的方法还包括以下步骤：为至少一部分生物聚合物提供至少一种软化剂，优选硅酮软化剂。
在这种情况下，有利地，生物聚合物将是特别光滑和柔性的。
合适的软化剂是例如在欧洲专利申请号EP3476996A1中公开的那些，该EP3476996A1在本申请人名下，题为“一种制备包含由微生物产生的生物聚合物层的复合纺织制品的方法(A process for preparing a composite textile article including abiopolymer layer produced by microorganisms)”，其要求EP17198751.4的优先权。
例如，可通过将软化剂喷射到生物聚合物上或通过用软化剂浸渍生物聚合物来施加软化剂，例如通过将至少生物聚合物浸入液体形式的软化剂中或浸入包含软化剂的溶液或分散体中来进行。
根据实施方式，可将一种或多种纺织软化剂包含在产生生物聚合物的微生物的培养基的介质中，以在软化剂的存在下产生生物聚合物(即使生物聚合物生长)，从而提供包含软化剂的生物聚合物。
根据实施方式，本发明的方法还包括以下步骤：为至少一部分生物聚合物提供(例如涂覆)至少一种电绝缘聚合物。
有利地，通过为至少一部分生物聚合物(即已经具有导电材料的生物聚合物)提供(例如涂覆)至少一种电绝缘聚合物，可以保护或基本上保护导电复合纺织制品免受外部电干扰。
根据实施方式，电绝缘聚合物可以选自下组：PU，PA，PP，PLA，PBT，PET和硅酮。
有利地，可以通过本发明的方法获得具有导电性的复合织物。
本发明的另一个目的是包括纺织制品和生物聚合物的导电复合纺织制品，其中至少部分生物聚合物具有导电材料。
根据实施方式，导电复合纺织制品是干燥的或基本上干燥的。
根据实施方式，可以将导电材料作为导电材料的图案提供给生物聚合物。
换句话说，可以根据选择的图案，例如条带，将导电材料提供给生物聚合物的至少一部分。
根据实施方式，干燥的导电复合纺织制品中的导电材料的量为导电复合纺织品重量的0.005重量％至7.5重量％，优选0.01重量％至5重量％。
根据实施方式，可以将生物聚合物作为生物聚合物的图案提供给纺织制品。
换句话说，根据选择的图案，例如条带，可以将生物聚合物提供给至少一部分纺织制品，例如织物。
有利地，本发明的导电复合纺织制品可以用于例如电容式接近传感器，电容式触击传感器，电容式触摸板，位置敏感型触摸传感器和应变仪的生产中。
根据实施方式，纺织制品选自下组：纱线，织物和服装。
根据实施方式，导电复合纺织制品是至少部分地具有生物聚合物的纱线，其中所述生物聚合物包含至少一种导电材料。根据实施方式，导电复合纺织制品是至少部分地涂覆有生物聚合物的纱线，其中所述生物聚合物包含至少一种导电材料。
根据实施方式，至少部分生物聚合物设置有(例如涂覆有)至少一种电绝缘聚合物，优选硅酮绝缘聚合物。
根据本发明的一方面，至少部分地具有导电材料的生物聚合物，即导电生物聚合物，可以用于生产纺织物品(例如，纱线，织物和衣物制品)，任选地不提供给基础(即支撑)纺织制品。
例如，可以将导电生物聚合物裁剪成衣物，例如服装，或者加工成纱线。
因此，本发明的一个目的是由生物聚合物组成的或基本上由生物聚合物组成的纱线，织物或服装，生物聚合物即可以由微生物产生的生物聚合物，该生物聚合物至少部分地具有导电材料。
根据本说明书，当将制品或物品定义为“基本上由生物聚合物组成”时，是指制品的基本结构由生物聚合物制成，但是制品或物品的其他部分可以由其他材料制成。例如，可以使用棉纱将一种或多种导电生物聚合物的部分缝合在一起来提供服装。
如上所述，生物聚合物可以生长并具有导电材料。根据本身在本领域中已知的方法，可以在提供导电材料之前和/或之后将生物聚合物加工成纱线，织物或服装。
附图简要说明
现在将通过示例的方式参考附图来描述本发明，这些附图必须被解释为本发明的示例性实施方式的说明性和非限制性的示意性表示。另外，根据惯例，附图的各种特征不一定按比例绘制。相反，各种特征的尺寸被任意放大或者缩小以清楚显示。
在附图中：
-图1显示了本发明的复合纺织制品的一个实施方式；
-图2显示了本发明的复合纺织制品的一个实施方式，其中生物聚合物被提供为生物聚合物的图案；
-图3显示了本发明的复合纺织制品的一个实施方式，其中导电材料被提供为导电材料的图案；
-图4显示了本发明的复合纺织制品的一个实施方式，其中生物聚合物被提供为生物聚合物的图案；
-图5A，5B和5C示出了本发明的一个实施方式，其中，纺织制品是纱线。
发明详述
在本说明书中，当提及织物时，该定义包括存在于服装或衣物制品中的织物。
图1示意性地示出了根据本发明的示例性导电复合纺织制品1的一部分的透视图。
根据图1，纺织制品是织物2，特别是机织织物。
织物2设置有生物聚合物3，例如微生物纤维素，其包含导电材料4，例如碳基导电油墨。
在图1所示的实施方式中，全部或基本上全部生物聚合物3以均质或基本均质的方式提供有导电材料4。
根据实施方式，在干燥后，导电复合纺织制品1中的导电材料4的量可以为导电复合纺织制品重量的0.005重量％至7.5重量％，优选0.01重量％至5重量％。
例如，可以通过用导电材料至少浸渍生物聚合物3来施加导电材料4。
根据实施方式，生物聚合物3可以直接生长在织物2上。
例如，织物2可以至少部分地与产生生物聚合物的微生物的培养物接触，该微生物可以被培养以在织物2上产生至少一种生物聚合物3。
根据实施方式，生物聚合物3是微生物纤维素。
例如，微生物纤维素可以通过培养醋酸杆菌的菌株，例如木醋酸杆菌(Acetobacter xylinum)的菌株，和/或培养葡糖酸醋杆菌的菌株，例如汉氏葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter hansenii)的菌株来产生。
可以根据已知方法将包含产生生物聚合物的微生物的培养物提供给纺织制品。例如，可以将纺织制品的至少一部分浸入包含微生物的培养物中，以被培养物浸渍。在其他实例中，微生物的培养物可以被倒到或喷到纺织制品上。随后，可以对导电复合纺织制品进行洗涤，以去除残留的微生物，并干燥。
在图1中，织物2设有包含导电材料4的生物聚合物3的条带。
根据本发明的实施方式，当根据图案和/或根据预定的限定形状将生物聚合物3提供给纺织制品时，生物聚合物3可以通过以下来制备：根据已知方法，在成型容器中对产生生物聚合物的微生物进行培养，然后将其施加于织物制品，例如织物2。
根据实施方式，当根据图案和/或根据预定的限定形状将生物聚合物3提供给纺织制品时，生物聚合物3可以直接在纺织制品上生长。例如，可以通过模板(即模版)将包含产生生物聚合物的微生物的培养物倒到或喷到纺织制品的至少一部分上。随后，可以使产生生物聚合物的微生物生长，从而在纺织制品上获得成形的生物聚合物3。
有利地，当在生物聚合物在纺织制品例如织物上生长之后去除模板或模版时，可以获得具有限定的形状和/或图案的生物聚合物。
在图1中，织物2设有包含导电材料4的生物聚合物3的条带。
如上所述，可以例如通过用所述导电材料4浸渍至少一部分生物聚合物3来提供导电材料4，例如通过使至少一部分生物聚合物3与碳基导电油墨接触来进行。
根据实施方式，包含产生生物聚合物的微生物的培养物还包含导电材料。在这种情况下，有利地，本发明的导电复合纺织制品1可以按照一步法获得。
根据实施方式，当使用包含产生生物聚合物的微生物和导电材料的培养物时，培养物中的导电材料4的量可以为培养基总重量的0.00005重量％至3重量％，优选0.0001重量％至1重量％。
例如，可以使织物2与包含产生生物聚合物的微生物和导电材料4的培养物接触，任选地使用模板或模版。随后，可以使微生物生长以产生包含导电材料4的生物聚合物3。
根据实施方式，生物聚合物3的至少一部分可以具有至少一种软化剂。
根据实施方式，包含产生生物聚合物的微生物的培养物还可以包含软化剂。
例如，可以使织物2与包含产生生物聚合物的微生物和软化剂的培养物接触，从而直接在织物2上产生包含软化剂的生物聚合物3。
根据实施方式，包含产生生物聚合物的微生物的培养物还可以包含导电材料4和软化剂。
根据实施方式，当包含产生生物聚合物的微生物的培养物包含软化剂时，培养物包含的软化剂的量为施加于纺织品的最终培养物重量的0.5重量％至2重量％，优选0.8重量％至1.2重量％。
如上所述，合适的软化剂是例如在欧洲专利申请号EP3476996A1中公开的那些，该EP3476996A1在本申请人名下，题为“一种制备包含由微生物产生的生物聚合物层的复合纺织制品的方法(A process for preparing a composite textile article including abiopolymer layer produced by microorganisms)”，其要求EP17198751.4的优先权。
优选地，软化剂是硅酮软化剂。优选的硅酮软化剂是微硅酮软化剂。
例如，合适的微硅酮软化剂是微硅酮乳液，其中微硅酮的粒度为小于80nm至10nm，优选为小于60nm至10nm，更优选为40nm至10nm，其中粒度是通过动态光散射测量的。例如，
Figure BDA0002994165100000131
3P Liq.和SANSIL MIC 3145是适用于本发明方法的示例性微硅酮乳液。
Figure BDA0002994165100000132
3P Liq.和SANSIL MIC 3145当前可商购。
可以在生物聚合物3已经被提供到纺织制品如织物2之后，将软化剂喷到生物聚合物3上。另外或可替代地，可以例如通过将生物聚合物2浸入液体形式的软化剂或包含软化剂的溶液或分散体来使生物聚合物2被软化剂浸渍。
根据实施方式，也可以向织物2提供软化剂。例如，可以使具有生物聚合物3且该生物聚合物3任选地包含导电材料4的织物2被软化剂浸渍。
根据实施方式，复合纺织制品1可包括包含导电材料4的生物聚合物3的多个条带，其中至少两个条带具有不同的取向。
例如，织物2可以设置有包含导电材料4的生物聚合物3的第一条带，以及任选地至少一个第二条带，所述第二条带相对于所述第一条带按照预定角度取向。
而且，例如，织物2可以设置有包括导电材料4的生物聚合物3的第一条带和第二条带，其中第二条带可以垂直于所述第一条带。任选地，该织物可进一步包括包含导电材料4的生物聚合物3的第三条带，该第三条带相对于第一条带和第二条带均以预定的角度取向。
根据实施方式，导电复合纺织制品1是柔性的。在这种情况下，有利地，当导电复合纺织制品1包括包含导电材料4的生物聚合物3的一个或多个条带时，复合纺织制品1特别适合于制造应变仪。
应变仪，也称为引伸计，是本身在本领域中已知的装置，其适用于测量物体上的应变，即，测量物体相对于参考长度的变形。
根据实施方式，当导电复合纺织制品1设置有包含导电材料4的生物聚合物3的一个或多个条带时，该导电复合纺织制品1特别适合于制造应变仪。例如，生物聚合物3的多个条带可以按照多个不同的方向提供给织物，例如以形成星形，例如五角星形。
根据实施方式，可以根据环形提供生物聚合物3和/或导电材料4。
如上所述，根据实施方式，可以根据图案将生物聚合物3提供给织物2。例如，生物聚合物3可以作为生物聚合物3的多个条带提供到织物2。
根据实施方式，生物聚合物3和/或导电材料4可以根据平行条带的图案来提供，例如如图2所示，其示出了根据本发明的导电复合纺织制品1的示例性实施方式的一部分的透视图。
特别地，图2示出了织物2，该织物2具有生物聚合物3的平行条带的图案，其包括导电材料4。
类似于图1，同样在图2所示的实施方式中，在生物聚合物3的每个条带中，全部或基本上全部生物聚合物3以均质或基本均质的方式提供有导电材料4。
根据实施方式，当根据图案将生物聚合物3提供给纺织制品时，图案的每个部分可以具有不同的尺寸和/或厚度和/或可以包括不同量的导电材料4。
在这种情况下，有利的是，可以针对其每个图案和元件以精确而可靠的方式获得期望的电阻值。
例如，图案的不同元件可以具有不同的电阻值。例如，图案的每个元件可具有在约102Ohm/sq至约109Ohm/sq范围内的薄层电阻(也称为“表面电阻率”)。
例如，考虑图2中示意性表示的实施方式，生物聚合物3的条带可以具有不同的尺寸和/或不同的厚度。条带可包含不同量的导电材料4。例如，每个条带可包含的导电材料4的量为导电复合纺织品重量的0.005重量％至7.5重量％，优选0.01重量％至5重量％。
有利地，当根据平行条带的图案提供导电材料4时，本发明的复合纺织制品1特别适合于单向触摸板的生产。例如，考虑图2的示例性实施方式，可以将包含导电材料4的生物聚合物3的条带连接至(例如单个地连接至)感测装置，以测量每个条带的电容。
图3示出了本发明的复合纺织制品1的另一实施方式的一部分的透视图。
图3示意性地示出了在织物2的一侧上设置有生物聚合物3的织物2，该生物聚合物3基本上覆盖了织物2的全部。
在图3的实施方式中，生物聚合物3以连续层的形式示意性地表示，即作为连续地(即，基本上无间断或无间断)覆盖织物2的生物聚合物3的层。
在图3的实施方式中，根据图案，特别是作为多个平行条带，将导电材料4提供给生物聚合物。
如上所述，可以通过在织物2上直接培养产生生物聚合物的微生物来直接在织物2上产生生物聚合物层3。随后可以将导电材料4提供给生物聚合物3的至少一部分。当根据图案将导电材料4提供给生物聚合物3时，优选通过印刷将导电材料4施加到生物聚合物3上。
例如，根据选择的图案和/或形状，可以将碳基油墨的图案印刷到生物聚合物3，例如微生物纤维素上。
在实施方式中，导电材料4可以根据图案，例如以多个平行条带的形式提供给生物聚合物2。
在实施方式中，可以将导电材料4提供给生物聚合物3(例如通过印刷)，随后，可以将包含导电材料4的生物聚合物3与纺织制品(例如织物2)连接。
在实施方式中，纺织制品，例如织物2，被提供有生物聚合物3，随后，导电材料4被施加到生物聚合物3的至少一部分上。
类似于图2所示的实施方式，图3所示的本发明的复合纺织制品1的示例性实施方式也适用于单向触摸板的生产。
实际上，在图3的实施方式中，将导电材料4作为多个平行条带提供给生物聚合物3，所述多个平行条带可以连接至感测装置以测量每个条带的电容。
图4示出了导电复合纺织制品1的另一示例性实施方式的一部分的透视图，其包括包含导电材料4的生物聚合物3的图案。
特别地，在图4中，织物2设置有根据垂直的行和列布置的多个正方形的生物聚合物3元件。
图4示意性地表示了复合纺织品1的一个实施方式，其中，在每个正方形元件中，生物聚合物3以均质或基本均质的方式提供有导电材料4。
在实施方式中，生物聚合物3的元件可包括全部相同或基本相同的量的导电材料4。
在实施方式中，生物聚合物3的元件可以包括不同量的导电材料4。例如，生物聚合物3的每个元件可包含的导电材料4的量为导电复合纺织品重量的0.005重量％至7.5重量％，优选0.01重量％至5重量％。
在实施方式中，生物聚合物3的元件可以具有不同的尺寸和/或不同的厚度。
图4示意性地示出了一个实施方式，其中生物聚合物3的图案的元件具有基本正方形的形状。
根据实施方式，生物聚合物3的图案的元件可以具有任何几何形状。例如，生物聚合物3的图案的一个或多个元件可以具有多边形形状(矩形，正方形，三角形，不规则形状等)或曲线形状(例如圆形，卵形，椭圆形)或包括直部分和弯曲部分的形状。
根据实施方式，生物聚合物3可以作为连续或基本上连续的层提供至织物2，并且可以根据期望的图案将导电材料4提供给该生物聚合物3的至少一部分，所述图案例如为多个元件以列和行排列，最好是以垂直的行和列排列。
根据实施方式，生物聚合物3和/或导电材料4可以作为生物聚合物3和/或导电材料4的网格提供给织物2。
有利地，当根据元件的行和列，优选垂直的行和列的图案，或根据网格图案来提供导电材料4或包含导电材料4的生物聚合物3时，本发明的复合纺织制品1特别适合于制造双向触摸板。例如，考虑图4的示例性实施方式，可以将包含导电材料4的生物聚合物3的正方形元件单个地连接至感测装置，以测量生物聚合物3的每个元件的电容。
图1-4中所示的实施方式可以优选地提供电连接(未示出)的存在，该电连接被配置为将导电材料4的图案电连接到检测装置。
例如，检测装置可以被配置为评估用于触摸事件的电容感测的导电材料4的一个或多个图案的电容值。
合适的检测装置及其相关用途可以是欧洲专利申请第EP19174913.4号和欧洲专利申请第EP19199244.5号中所述的那些，专利申请第EP19174913.4号具有以下标题：“用于位置敏感型电容式触摸传感的复合纱线(COMPOSITE YARN FOR THE POSITION SENSITIVECAPACITIVE TOUCH SENSING)”，其要求EP18172676.1的优先权，专利申请第EP19199244.5号具有以下标题：“电容式触摸传感器(CAPACITIVE TOUCH SENSOR)”，其要求EP18196531.0的优先权。所述欧洲专利申请均在本申请人名下，其内容通过引用结合于此，如同其整体阐述一样。
图5A，5B和5C示出了本发明的一个示例性实施方式，其中，纺织制品是纱线5。特别地，图5A示意性示出了纱线5的横截面，图5B示意性示出了提供有生物聚合物3(即在图5B和5C的情况下，涂覆有生物聚合物3)的纱线5的横截面，图5C示意性地示出了根据本发明的导电复合纺织品1的横截面，其中该纺织制品是纱线5，其涂覆有包含导电材料4的生物聚合物3。
根据图5A，5B和5C，纱线5可以设置有生物聚合物3的涂层，即，具有基本上包围纱线5的生物聚合物3。随后可以施加导电材料4。
例如，纱线5可以被产生生物聚合物的微生物的培养物浸渍，可以对其进行培养以使生物聚合物3直接生长在纱线5上。随后，可以将具有生物聚合物3的纱线5用导电材料4(例如导电油墨)浸渍，以获得具有导电性质的复合纺织品1，在该情况下，得到的是具有导电性质的复合纱线。
在实施方式中，产生生物聚合物的微生物的培养物可以包括至少一种导电材料4。在这种情况下，有利地，可以根据一步法使纱线5具有包括导电材料4的生物聚合物3。
如上所述，可以通过已知方法将包含产生生物聚合物的微生物并任选包含导电材料4的培养物提供给纱线。
根据实施方式，可以通过欧洲专利申请号EP19179217.5中公开的方法，将包含产生生物聚合物的微生物并任选包含导电材料4的培养物提供给纱线，该专利申请号EP19179217.5在本申请人名下，标题为“一种向细长元件提供微生物培养物的方法(Aprocess for providing a culture of microorganisms to an elongated element)”，要求国际申请PCT/EP2018/065506的优先权。
例如，根据EP19179217.5以及PCT/EP2018/065506，可以通过一种设备将含有产生生物聚合物的微生物的培养物提供给纱线，该设备包括进料装置和纱线源，所述进料装置具有出口，其用于从所述出口分配所述含有产生生物聚合物的微生物的培养物，所述纱线源用于向进料装置供应纱线，其中，该设备被构造成当从出口分配培养物时，使含有微生物的培养物接触至少部分的纱线。在这种情况下，当向纱线提供一定量的培养物时，从出口分配一定量的培养物，以向纱线供给固定量的培养物，该固定量的培养物向纱线提供足够量的培养物，避免过多的培养物被浪费。换句话说，可以调整培养物的分配，从而有利地使培养物以选择的流速从进料装置的出口分配，使得培养物包裹纱线，但是防止其从纱线掉落，并且防止其在出口处变干。
如上所述，含有产生生物聚合物的微生物的培养物还可以任选地包含导电材料4和/或软化剂。在该情况下，优选地，培养物可以包含的导电材料的量为培养基总重量的0.0001重量％至1重量％。
有利地，当纺织制品是纱线5时，本发明的方法可以生产导电复合纱线，即具有导电性的纱线。除了目前可以获得的导电纱线之外，或者作为其替代，可以使用这种导电复合纱线。
根据本发明的一个方面，导电生物聚合物保持与不包括导电材料时生物聚合物相同或基本相同的结构特征(例如，晶体结构，纳米孔网络结构)。有利地，在实施方式中，生物聚合物可以以均质或基本均质的方式提供有导电材料；换句话说，在生物聚合物中或其一部分中，导电材料的浓度可以基本恒定。
根据实施方式，可以将导电生物聚合物裁剪成衣物，例如服装，或者加工成纱线。
根据实施方式，物品，尤其是纺织品，例如纱线，织物或服装，或其一部分，可以由导电生物聚合物组成或基本上由导电生物聚合物组成。
如上所述，生物聚合物可以生长并具有导电材料。根据本身在本领域中已知的方法，可以在提供导电材料之前和/或之后将生物聚合物加工成纱线，织物或服装。
本发明提供了数个优点。例如，本发明允许以简便，快速和成本有效的方式生产具有导电性的制品。
此外，本发明可以获得具有导电性的制品，该制品可靠并且可以用于多种应用，特别是在纺织品领域中。
另外，根据本发明，导电材料可以容易地包含在生物聚合物中，而不会危害生物聚合物的结构。

Claims (19)

1.一种生产导电复合纺织制品(1)的方法，其中，向纺织制品(2,5)的至少一部分提供生物聚合物(3)，并且其中向所述生物聚合物(3)的至少一部分提供导电材料(4)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，向纺织制品(2,5)的至少一部分提供生物聚合物(3)的步骤包括以下步骤：使所述纺织制品(2,5)的至少一部分与产生生物聚合物的微生物的培养物接触，并对所述产生生物聚合物的微生物进行培养，使得在所述纺织制品(2,5)上产生至少一种生物聚合物(3)。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述产生生物聚合物的微生物的培养物还包含所述导电材料(4)，或者其中，在所述纺织制品(2,5)上产生所述生物聚合物(3)之后，向所述生物聚合物(3)提供所述导电材料(4)。
4.如权利要求1所述的方法，其中，使所述纺织制品(2,5)的至少一部分与单独生产的生物聚合物(3)连接。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述单独生产的生物聚合物(3)在与所述纺织制品(2,5)连接之前或之后，至少部分地向其提供所述导电材料(4)。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据图案将所述生物聚合物(3)提供给所述纺织制品(2,5)。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据图案将所述导电材料(4)施加到所述生物聚合物(3)。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述纺织制品(2,5)选自下组：纱线(5)、织物(2)和服装。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述纺织制品(2,5)是纱线(5)，并且其中向所述纱线(5)的至少一部分提供所述生物聚合物(3)。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述生物聚合物(3)选自微生物纤维素、微生物胶原蛋白、纤维素/几丁质共聚物、微生物丝以及它们的混合物，优选是微生物纤维素。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述导电材料(4)是含碳材料，优选自下组：活性碳，高表面积碳，石墨烯，石墨，活性炭，碳纳米管，碳纳米纤维，活性碳纤维，石墨纤维，石墨纳米纤维，炭黑，以及它们的混合物。
12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括以下步骤：为所述生物聚合物(3)的至少一部分提供至少一种软化剂。
13.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括以下步骤：为所述生物聚合物(3)的至少一部分提供至少一种电绝缘聚合物，其优选自下组：PU，PA，PP，PLA，PBT，PET和硅酮。
14.一种包含纺织制品(2,5)和生物聚合物(3)的导电复合纺织制品(1)，其中所述生物聚合物(3)的至少一部分设置有导电材料(4)。
15.如权利要求14所述的导电复合纺织制品(1)，其中，所述导电材料(4)作为导电材料(4)的图案提供给所述生物聚合物(3)。
16.如权利要求14或15所述的导电复合纺织制品(1)，其中，所述生物聚合物(3)作为生物聚合物(3)的图案提供给所述纺织制品(2,5)。
17.如权利要求14-16中任一项所述的导电复合纺织制品(1)，其中，所述纺织制品(2,5)选自下组：纱线(5)、织物(2)和服装。
18.如权利要求14-17中任一项所述的导电复合纺织制品(1)，其中，所述生物聚合物(3)的至少一部分涂覆有至少一种电绝缘聚合物，其优选自下组：PU，PA，PP，PLA，PBT，PET和硅酮。
19.由生物聚合物组成的或基本上由生物聚合物组成的纱线或织物或服装，所述生物聚合物能通过微生物产生，其中，所述生物聚合物的至少一部分设置有导电材料。
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