CN114517349B - 一种具有压容传感功能的凸条组织织物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有压容传感功能的凸条组织织物及其制备方法,涉及纺织与电子技术领域,织物包括上层的固结组织和下层的基础组织,两种组织一体成型织造、使固结组织形成多个凸起,并与下层的基础组织间留有一定空隙组成凸条单元;在一个凸条单元中,固结组织中的至少一根经纱为导电纱线,基础组织中的至少一根纬纱为导电纱线,则上层带电经纱与其垂直相对的下层带电纬纱构成一个电容点;或者,固结组织中的第一纬纱为导电纱线,基础组织中的第二纬纱为导电纱线,第一、第二纬纱间隔一个引纬顺序,则上下层的带电纬纱构成电容两极。本发明以织物为基础、凸条单元为主要结构,具有良好的柔韧性和拉伸性,足以检测到微弱的生理信号。

Description

一种具有压容传感功能的凸条组织织物及其制备方法
技术领域
本发明涉及纺织与电子技术领域,尤其是一种具有压容传感功能的凸条组织织物及其制备方法。
背景技术
压力传感器是以信号传导的形式将外界压力刺激转化为电信号,并通过响应信号来反映外界压力大小的电子器件。传统硬质金属基或半导体基的压力传感器体积大、重量重,在保形性、柔韧性、拉伸性等方面尚不能满足需求,因此在检测一些复杂曲面的信号时不能完全贴合,导致测量的灵敏度和精确度不高,对于一些较微弱的信号难以精确地捕捉到,并且“可穿戴性”受到极大限制。随着新材料和传感技术的快速发展,柔性传感器在人体健康检测和人机交互领域引发了人们的广泛关注和研究。柔性压力传感器的便携性、灵活性和适应性较好,能够明显改善传统硬质传感器的刚性大和不可弯曲的缺点,能在复杂表面进行检测,从而大大拓宽了压力传感器在多种触觉检测场景,尤其是在可穿戴、电子皮肤和可植入智能电子设备等新兴技术领域的应用。
常见的柔性压力传感器有电阻式、电容式、压电式和摩擦发电式等类型,相比于其他几种类型的传感器,电容式传感器具有结构简单、易于制造、温度稳定性好、较高灵敏度、良好的动态响应和较高的分辨率等优点,因此广泛应用于智能假肢、人机接口、医疗诊断和运动行为监测等领域。目前,大多数电容式压力传感器为“三明治”结构,由相互独立的上下两个电极和中间的介电层组成,电极和介电层一般通过压合法、沉积法、粘合法或固化法来粘结,这些粘结方式不够牢靠,且由于粘合层的存在导致传感器透气性差、一体化效果不好。“三明治”结构传感器成本较高,设备昂贵,工艺流程长,结构复杂,穿戴舒适性差,结构设计不灵活,不利于长时间贴附于人体皮肤表面,并且这类结构的电容式传感器在长时间使用后功能易失效,电极板-介电层的界面接合处易发生破坏。并且,大多数电容传感器的电极引线使用胶带粘结到电极板表面,电极引线易脱落,因此粘结处的性能欠佳。因此,为解决柔性电容式压力传感器的极板与介电层在使用过程中易分层剥离、电极引线易脱落、制备流程复杂、可穿戴性差等问题,亟需寻求或开发一种新材料、新结构或新的加工方式以解决上述问题。
发明内容
本发明人针对上述问题及技术需求,提出了一种具有压容传感功能的凸条组织织物及其制备方法,本发明的技术方案如下:
一种具有压容传感功能的凸条组织织物,包括位于上层的固结组织和位于下层的基础组织,两种组织一体成型织造、使在上层的固结组织形成多个凸起,并与下层的基础组织间留有一定空隙组成凸条单元,由空隙内的空气作为介电层;固结组织由经纱、纬纱交织而成,基础组织为纬纱浮长线所构成;在一个凸条单元中,固结组织中的至少一根经纱为导电纱线,基础组织中的至少一根纬纱为导电纱线,则上层的带电经纱与其垂直相对的下层的带电纬纱构成一个电容点;或者,固结组织中的第一纬纱为导电纱线,基础组织中的第二纬纱为导电纱线,第一纬纱和第二纬纱间隔一个引纬顺序,则上层的带电纬纱与下层的带电纬纱构成电容两极,引纬顺序定义为按纬纱排列顺序由小到大依次引入;从上下层中各取一根导电纱线、将其末端作为凸条组织织物的电极引线。
其进一步的技术方案为,还包括一体成型织入空隙中的芯线,芯线作为弹性介电层。
其进一步的技术方案为,还包括设置在相邻凸条单元间的平纹分割组织,平纹分割组织由不导电经纱和组织循环中的全部纬纱交织而成,其中相邻凸条单元作为一个组织循环;平纹分割组织越宽、凸起的隆起程度越明显。
其进一步的技术方案为,两种组织一体成型织造,包括:对于两个相邻的第一、第二凸条单元,第一凸条单元的上层固结组织作为第二凸条单元的下层基础组织,且第一凸条单元的下层基础组织作为第二凸条单元的上层固结组织。
其进一步的技术方案为,基础组织为任意重平组织,固结组织包括平纹组织、1/2斜纹组织、2/1斜纹组织、2/2斜纹组织和重纬组织;
凸起的纹路方向包括经向凸条纹、纬向凸条纹和斜向凸条纹。
其进一步的技术方案为,导电纱线为镀金属导电纱线,所镀金属材料为银、铜、镍、铝、锌、金中的至少一种;或者,导电纱线为导电的柔性纤维或纱线;
芯线为任意绝缘聚合物材料纺成或拉伸而成的丝状物,绝缘聚合物材料包括苯乙烯嵌段共聚物、热塑性聚氨酯、聚烯系弹性体、聚苯乙烯系弹性体、聚酰胺系弹性体和硅橡胶。
一种具有压容传感功能的凸条组织织物的制备方法,包括如下步骤:
准备至少两根导电纱线和多根不导电纱线分成经纱和纬纱,并按照预先设计的组织图分别排序,确定引纬顺序和经纱类型,引纬顺序定义为按纬纱排列顺序由小到大依次引入,经纱类型包括用于形成固结组织的第一经纱;令第一经纱中的一根为导电纱线,引纬顺序在前的两根纬纱中的任意一根为导电纱线,或者,令第一纬纱和第二纬纱为导电纱线,第一纬纱和第二纬纱间隔一个引纬顺序;
将所有经纱按照预先设计的穿综图依次穿入织机对应行综框的综丝中;
在织机中按照预先设计的提综图设置提综顺序;
在综框每次开口后根据引纬顺序引入一根纬纱并按照组织图与第一经纱交织,依次进行打纬、卷曲和送经运动,并重复开口和引纬运动,逐渐织成连续的凸条组织织物;凸条组织织物包括位于上层的固结组织和位于下层的基础组织,在上层的固结组织形成多个凸起,并与下层的基础组织间留有一定空隙组成凸条单元,空隙内的空气作为介电层;上层的带电经纱与其垂直相对的下层的带电纬纱构成一个电容点,或者,上层的带电纬纱与下层的带电纬纱构成电容两极;
预留一定长度的导电纱线的末端作为凸条组织织物的电极引线。
其进一步的技术方案为,经纱类型还包括用于形成芯线的第二经纱和用于形成平纹分割组织的第三经纱,则制备方法还包括:将第一经纱和第三经纱卷绕在同一个经轴上,将第二经纱卷绕在另一个经轴上。
其进一步的技术方案为,制备方法还包括制备第二经纱,包括:
准备TPU、AC发泡剂和纳米ZnO,并在第一设定温度下干燥;
取预设质量分数的TPU、AC发泡剂和纳米ZnO于第二设定温度下熔融共混得到混合材料;
将混合材料置于模具中,并在第三设定温度下进行热压发泡,得到发泡的聚氨酯材料,并拉伸成丝状物,得到芯线。
其进一步的技术方案为,当有多根第二经纱时,制备方法还包括:
在凸条组织织物下机后,将其表面喷水后放置在第四设定温度下的烘箱中,使芯线之间受热粘接。
本发明的有益技术效果是:
本发明将一个组织循环内的若干根相互交错或平行的经纱或纬纱用导电纱线织入,其余纱线为不导电纱线,这样就会在每个凸条单元内形成电容点。电介质可以为空气,空气相比于其他材料易压缩,粘弹性小,也可以选择若干根直径方向上弹性较大的丝状聚合物作为芯线,芯线织入到固结组织与基础组织形成的空隙之间,构成弹性介电层,弹性介电层被夹在上下两层织物中,结构稳定、无需进行额外连接或组装。导电纱线的末端作为电容式压力传感器的电极引线,与传感器的信号检测装置连接向外传输信号。由于该柔性电容式压力传感器的开发是基于织物的,因此该传感器具备良好的柔软性、透气性、耐水洗性、耐疲劳性、耐久性和可染性等特点。该柔性电容式压力传感器的材料选择性广、质轻、结构设计多样,可以贴附在各种复杂曲面,因此可应用于医疗系统、智能机器人、电子皮肤、可穿戴电子设备等领域。
附图说明
图1是本申请提供的具有压容传感功能的凸条组织织物中一个组织循环的示意图,其中:(a)为平面图,(b)为立体图。
图2是本申请提供的凸起的纹路方向的组织图,其中:(a)为纬向凸条纹,(b)为斜向凸条纹。
图3是本申请提供的芯线根数和平纹分割组织宽度对凸起影响程度的示意图,其中:(a)-(c)为改变芯线根数的示意图,(d)为改变平纹分割组织宽度的示意图。
图4是本申请提供的不同固结组织的凸条组织织物示意图,其中:(a)为平纹组织,(b)为重纬组织,(c)为2/1斜纹组织。
图5是本申请提供的导电纱线的截面为扁平状的凸条组织织物示意图。
图6是本申请提供的具有压容传感功能的凸条组织织物的制备流程图。
图7是本申请提供的凸条组织织物的上机图,其中:(a)为穿综图,(b)为组织图,(c)为提综图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
请参考图1,本申请提供了一种具有压容传感功能的凸条组织织物,包括位于上层的固结组织、位于下层的基础组织、芯线和平纹分割组织a,四种组织一体成型织造、使在上层的固结组织形成多个凸起,并与下层的基础组织间留有一定空隙组成凸条单元b,且两个相邻的凸条单元b作为一个组织循环。其中一体成型织造包括:对于两个相邻的第一、第二凸条单元,第一凸条单元的上层固结组织作为第二凸条单元的下层基础组织,且第一凸条单元的下层基础组织作为第二凸条单元的上层固结组织,平纹分割组织a设置在相邻凸条单元b间,芯线作为弹性介电层一体成型织入空隙中。在一个组织循环内,固结组织由第一经纱1-12、纬纱频繁交织而成,基础组织为纬纱浮长线所构成,芯线由第二经纱Ⅰ-Ⅳ构成,平纹分割组织由不导电的第三经纱①-④和组织循环中的全部纬纱交织而成。
凸起的纹路方向包括经向凸条纹、纬向凸条纹和斜向凸条纹,其中纬向凸条纹和斜向凸条纹的组织图参考图2所示,由于三者形成电容点的原理相同,在本实施例中,以经向凸条纹为例对凸条组织织物的带电情况进行详细说明,在一个凸条单元b中:
第一种带电情况:固结组织中的至少一根经纱为导电纱线,基础组织中的至少一根纬纱为导电纱线。也即:标号为1-6的经纱中至少一根为导电纱线,标号为一、二的纬纱中至少一根为导电纱线;或者,标号为7-12的经纱中至少一根为导电纱线,标号为三、四的纬纱中至少一根为导电纱线。其余均为不导电纱线,则上层的带电经纱与其垂直相对的下层的带电纬纱构成一个电容点,多个电容点排列构成电容传感阵列。在一个组织循环内,形成一个带电凸条单元和一个不带电凸条单元,也即电容点间隔分布。
第二种带电情况:固结组织中的第一纬纱为导电纱线,基础组织中的第二纬纱为导电纱线,第一纬纱和第二纬纱间隔一个引纬顺序。也即:标号为一、三的纬纱分别作为第一、第二纬纱;或者,标号为三、四的纬纱分别作为第一、第二纬纱。其余均为不导电纱线,则上层的带电纬纱与下层的带电纬纱构成电容两极,在一个组织循环内,两个凸条单元均带电。其中,引纬顺序定义为按纬纱排列顺序由小到大依次引入,如图1中一、二、三、四即为纬纱的引纬顺序,纬纱间隔一个引纬顺序带电,避免在织造时的交叉点处造成短路。
无论何种带电情况,分别从上下层中各取一根导电纱线、将其末端作为凸条组织织物的电极引线,形成电容式压力传感器,与传感器的信号检测装置连接、向外传输信号。
芯线的根数和平纹分割组织a的宽度在一定程度上影响凸起的隆起程度,请参考图3所示,也即第二经纱Ⅰ-Ⅳ和/或第三经纱①-④的根数越多、凸起的隆起程度越明显,传感器更灵敏。
可选的,基础组织为任意重平组织(组织循环数≥4),固结组织参考图4所示包括平纹组织、1/2斜纹组织、2/1斜纹组织、2/2斜纹组织和重纬组织等结构较紧的组织。
导电纱线为镀金属导电纱线,所镀金属材料为银、铜、镍、铝、锌、金中的至少一种;或者,导电纱线为导电的柔性纤维或纱线,比如不锈钢长丝或短切纱、碳纤维长丝或短切纱、纯银长丝等。其中,导电纱线的截面可以为圆形,也可以为如图5所示的扁平状,或三角形、多边形等,异形截面导电纱在形成电容点时,上下两极的正对面积增加,在一定程度上提高了传感器的灵敏度。不导电纱线的选择只要符合织物面料的织造要求即可,如涤纶、锦纶、维伦、氯纶、混纺纱或包芯纱等。
芯线为任意绝缘聚合物材料纺成或拉伸而成的丝状物,绝缘聚合物材料包括苯乙烯嵌段共聚物、热塑性聚氨酯、聚烯系弹性体、聚苯乙烯系弹性体、聚酰胺系弹性体和硅橡胶等。也可在芯线内部引入微结构、加工形成孔隙结构,或在芯线中填充银纳米颗粒、银纳米线、金纳米颗粒、碳纳米管、石墨烯等导电材料,以增强传感器的灵敏度。
可选的,当没有芯线时,由空隙内的空气作为介电层, 空气相比于其他材料易压缩,粘弹性小。
可选的,当组织循环数增加时,相当于经纱根数增加,这样形成的凸起会变宽。
在本实施例中,通过织造将电容两极与绝缘介电层连接成一个整体,并以上下两层导电纱线的末端作为电极引线,有效提升了压容式织物传感器的结构稳定性。本申请以织物为基础、凸条组织为主要结构,故其柔韧性、拉伸性能良好,在使用时与人体皮肤的接触面积大、贴合度高,可以贴合人体的各个部位,可检测到较微弱的生理信号。且该织物传感器兼具纺织品的大部分优点,如质轻柔软、透气透湿,耐水洗性、耐久性和可染性良好,不会影响长时间佩戴时的舒适性。此外,由于凸条组织织物结构的特殊性,还具有质地厚软、手感良好、保暖性较好的优异性能。织物表面结构凹凸不平,在传感器受到外界压力刺激时,介电层接触区域的空气层发生变化,因而可使传感器的灵敏度提高。
本申请还提供了一种具有压容传感功能的凸条组织织物的制备方法,其中,基础组织选择重平组织,固结组织选择平纹组织,并添加有平纹分割组织和芯线,使得凸起更加明显。结合图1、图6和图7所示,给出两种制备方法,其中,实施例一具体包括如下步骤:
步骤1:准备至少两根导电纱线和多根不导电纱线分成经纱和纬纱,其中,不导电纱线选择弹性涤纶长丝纱(PTT),线密度为380旦(42tex),导电纱线选择涤纶镀银长丝纱,线密度为560旦(62tex),芯线选择聚氨酯材料。
凸条组织织物的幅宽为25mm,经密、纬密不做要求,根据经纬纱根数在一定范围内进行调整。
该步骤具体包括:
步骤101,由于涤纶纤维的回潮率很低,涤纶纱线在织造过程中极易产生静电,故需对涤纶长丝进行上油防静电处理。
步骤102,制备第二经纱,也即制备芯线,包括:
(1)准备TPU(热塑性聚氨酯)、AC发泡剂和纳米ZnO,并于80℃的电热恒温干燥箱中干燥5h;
(2)取质量分数为76%的TPU、18%的AC发泡剂和6%的纳米ZnO于130℃的转矩流变仪中熔融共混8~10min,转速为50r/min,得到混合材料;
(3)取适量的混合材料置于模具中,并在150℃的橡胶平板硫化机中热压发泡,压力为5MPa,时间为10min,得到完全发泡的聚氨酯材料,并拉伸成丝状物,得到芯线。
步骤2:所有经纱和纬纱按照预先设计的组织图分别排序,确定引纬顺序和经纱类型,引纬顺序定义为标号为一至四的纬纱按排列顺序由小到大依次引入,经纱类型包括用于形成固结组织的第一经纱1-12、用于形成芯线的第二经纱Ⅰ-Ⅳ和用于形成平纹分割组织的第三经纱①-④。其中,令第一经纱中的一根为导电纱线,引纬顺序在前的两根纬纱中的任意一根为导电纱线,比如标号为3的第一经纱和标号为二的纬纱为导电纱线。
步骤3:按照分条整经方法将一定根数三种类型的纱线以适宜、均匀的张力平行卷绕在经轴上,要注意的是,将第一经纱1-12和第三经纱①-④卷绕在同一个经轴上,张力为40~70cN;将第二经纱Ⅰ-Ⅳ卷绕在另一个经轴上,张力为20~30cN。
步骤4:将所有经纱按照预先设计的穿综图依次穿入织机对应行综框的综丝中。
如图7-(a)、(b)所示,穿综图与组织图的列相对应,其中:穿综图的每一行对应一个综框,由下至上排序,图中的×表示对应位置的经纱穿入此综框,空白表示对应位置没有经纱穿入此综框;组织图中的×和○均表示经组织点,空白表示纬组织点。标号为1、2、3、4、5、6的经纱和标号为一、二的纬纱为涤纶镀银长丝纱,其余均为弹性涤纶长丝纱。
步骤5:在织机显示屏上按照预先设计的提综图设置提综顺序。
步骤6:在综框每次开口后根据引纬顺序引入一根纬纱并按照组织图与第一经纱和第三经纱交织,也即纬纱与除了芯线外的全部经纱进行交织,依次进行打纬、卷曲和送经运动,并重复开口和引纬运动,也即重复步骤6,逐渐织成连续的凸条组织织物,该织物在一个组织循环内,形成一个带电凸条单元和一个不带电凸条单元,也即电容点间隔分布。
步骤7:预留一定长度的导电纱线的末端作为凸条组织织物的电极引线。也即,将标号为3的第一经纱和标号为二的纬纱预留出一定长度,作为压容传感织物的电极引线。
可选的,当有多根第二经纱时,还包括步骤8:在凸条组织织物下机后,将其表面喷水后放置在120℃下的烘箱中,时间为30min,目的是使芯线之间受热粘接,避免芯线在织物中滑移,使织物结构更稳定。
实施例二具体包括如下步骤:
步骤1:准备至少两根导电纱线和多根不导电纱线分成经纱和纬纱,其中,不导电纱线选择涤纶长丝纱,线密度为350旦(39tex),导电纱线选择碳纤维长丝,线密度为480旦(53tex),芯线选择聚氨酯材料。
凸条组织织物的幅宽为25mm,经密、纬密不做要求,根据经纬纱根数在一定范围内进行调整。
该步骤具体包括:
步骤101,由于涤纶纤维的回潮率很低,涤纶纱线在织造过程中极易产生静电,故需对涤纶长丝进行上油防静电处理。
步骤102,制备第二经纱,也即制备芯线,包括:
在纺丝原液中填加石墨烯微粒,这种石墨烯氨纶可在连云港杜钟新奥神氨纶有限公司直接进行购买。
步骤2:所有经纱和纬纱按照预先设计的组织图分别排序,确定引纬顺序和经纱类型,引纬顺序定义为标号为一至四的纬纱按排列顺序由小到大依次引入,经纱类型包括用于形成固结组织的第一经纱1-12、用于形成芯线的第二经纱Ⅰ-Ⅳ和用于形成平纹分割组织的第三经纱①-④。其中,令第一纬纱和第二纬纱为导电纱线,第一纬纱和第二纬纱间隔一个引纬顺序,比如标号为一、三的纬纱分别作为第一纬纱和第二纬纱。
步骤3:按照分条整经方法将一定根数三种类型的纱线以适宜、均匀的张力平行卷绕在经轴上,要注意的是,将第一经纱1-12和第三经纱①-④卷绕在同一个经轴上,张力为40~70cN;将第二经纱Ⅰ-Ⅳ卷绕在另一个经轴上,张力为20~30cN。
步骤4:将所有经纱按照预先设计的穿综图依次穿入织机对应行综框的综丝中。
如图7-(a)、(b)所示,穿综图与组织图的列相对应,其中:穿综图的每一行对应一个综框,由下至上排序,图中的×表示对应位置的经纱穿入此综框,空白表示对应位置没有经纱穿入此综框;组织图中的×和○均表示经组织点,空白表示纬组织点。标号为一、三的纬纱为碳纤维长丝,其余均为涤纶长丝纱。
步骤5:在织机显示屏上按照预先设计的提综图设置提综顺序。
步骤6:在综框每次开口后根据引纬顺序引入一根纬纱并按照组织图与第一经纱和第三经纱交织,也即纬纱与除了芯线外的全部经纱进行交织,依次进行打纬、卷曲和送经运动,并重复开口和引纬运动,也即重复步骤6,逐渐织成连续的凸条组织织物,该织物的每个凸条单元均带电,多个凸条单元排列构成电容传感阵列。
步骤7:预留一定长度的导电纱线的末端作为凸条组织织物的电极引线。也即,将标号为一、三的纬纱预留出一定长度,作为压容传感织物的电极引线。
可选的,当有多根第二经纱时,还包括步骤8:在凸条组织织物下机后,将其表面喷水后放置在120℃下的烘箱中,时间为30min,目的是使芯线之间受热粘接,避免芯线在织物中滑移,使织物结构更稳定。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式,本发明不限于以上实施例。可以理解,本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化,均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有压容传感功能的凸条组织织物,其特征在于,包括位于上层的固结组织和位于下层的基础组织,两种组织一体成型织造、使在上层的固结组织形成多个凸起,并与下层的基础组织间留有一定空隙组成凸条单元,由空隙内的空气作为介电层;所述固结组织由经纱、纬纱交织而成,所述基础组织为纬纱浮长线所构成;在一个所述凸条单元中,所述固结组织中的至少一根经纱为导电纱线,所述基础组织中的至少一根纬纱为导电纱线,则上层的带电经纱与其垂直相对的下层的带电纬纱构成一个电容点;或者,所述固结组织中的第一纬纱为导电纱线,所述基础组织中的第二纬纱为导电纱线,所述第一纬纱和第二纬纱间隔一个引纬顺序,则上层的带电纬纱与下层的带电纬纱构成电容两极,所述引纬顺序定义为按纬纱排列顺序由小到大依次引入;从上下层中各取一根导电纱线、将其末端作为所述凸条组织织物的电极引线。
2.根据权利要求1所述的具有压容传感功能的凸条组织织物,其特征在于,还包括一体成型织入所述空隙中的芯线,所述芯线作为弹性介电层。
3.根据权利要求1或2所述的具有压容传感功能的凸条组织织物,其特征在于,还包括设置在相邻凸条单元间的平纹分割组织,所述平纹分割组织由不导电经纱和组织循环中的全部纬纱交织而成,其中相邻凸条单元作为一个组织循环;所述平纹分割组织越宽、凸起的隆起程度越明显。
4.根据权利要求3所述的具有压容传感功能的凸条组织织物,其特征在于,所述两种组织一体成型织造,包括:对于两个相邻的第一、第二凸条单元,第一凸条单元的上层固结组织作为第二凸条单元的下层基础组织,且所述第一凸条单元的下层基础组织作为所述第二凸条单元的上层固结组织。
5.根据权利要求1所述的具有压容传感功能的凸条组织织物,其特征在于,所述基础组织为任意重平组织,所述固结组织为平纹组织、2/1斜纹组织或重纬组织;
凸起的纹路方向包括经向凸条纹、纬向凸条纹和斜向凸条纹。
6.根据权利要求2所述的具有压容传感功能的凸条组织织物,其特征在于,所述导电纱线为镀金属导电纱线,所镀金属材料为银、铜、镍、铝、锌、金中的至少一种;或者,所述导电纱线为导电的柔性纤维或纱线;所述芯线为任意绝缘聚合物材料纺成或拉伸而成的丝状物。
7.一种具有压容传感功能的凸条组织织物的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
准备至少两根导电纱线和多根不导电纱线分成经纱和纬纱,并按照预先设计的组织图分别排序,确定引纬顺序和经纱类型,所述引纬顺序定义为按纬纱排列顺序由小到大依次引入,所述经纱类型包括用于形成固结组织的第一经纱;令第一经纱中的一根为导电纱线,引纬顺序在前的两根纬纱中的任意一根为导电纱线,或者,令第一纬纱和第二纬纱为导电纱线,所述第一纬纱和第二纬纱间隔一个引纬顺序;
将所有经纱按照预先设计的穿综图依次穿入织机对应行综框的综丝中;
在织机中按照预先设计的提综图设置提综顺序;
在综框每次开口后根据所述引纬顺序引入一根纬纱并按照所述组织图与所述第一经纱交织,依次进行打纬、卷曲和送经运动,并重复开口和引纬运动,逐渐织成连续的凸条组织织物;所述凸条组织织物包括位于上层的固结组织和位于下层的基础组织,在上层的固结组织形成多个凸起,并与下层的基础组织间留有一定空隙组成凸条单元,所述空隙内的空气作为介电层;上层的带电经纱与其垂直相对的下层的带电纬纱构成一个电容点,或者,上层的带电纬纱与下层的带电纬纱构成电容两极;
预留一定长度的导电纱线的末端作为所述凸条组织织物的电极引线。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述经纱类型还包括用于形成芯线的第二经纱和用于形成平纹分割组织的第三经纱,则所述制备方法还包括:将所述第一经纱和第三经纱卷绕在同一个经轴上,将所述第二经纱卷绕在另一个经轴上。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括制备第二经纱,包括:
准备TPU、AC发泡剂和纳米ZnO,并在第一设定温度下干燥;
取预设质量分数的TPU、AC发泡剂和纳米ZnO于第二设定温度下熔融共混得到混合材料;
将所述混合材料置于模具中,并在第三设定温度下进行热压发泡,得到发泡的聚氨酯材料,并拉伸成丝状物,得到芯线。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,当有多根所述第二经纱时,所述制备方法还包括:
在所述凸条组织织物下机后,将其表面喷水后放置在第四设定温度下的烘箱中,使芯线之间受热粘接。
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