[发明专利]一种低松弛低迟滞传感器用弹性织物的制造方法

说明书

本发明提供一种低松弛低迟滞传感器用弹性织物的制造方法；所述弹性织物由弹性纱线和非弹性纱线组合加工而成；其中，所述弹性纱线可采用氨纶长丝、橡胶长丝或聚烯烃纤维长丝，所述非弹性纱线可采用醋酯纤维长丝或其短纤纱、锦纶、涤纶、芳纶、聚酰亚胺。本发明根据织物传感器的特点和可穿戴特性而设计，能够满足织物传感器对织物基底材料的机械性能要求，从而提高织物传感器的测量范围、灵敏度、线性度、响应速率和耐疲劳特性，并可降低测试误差和迟滞特性。

技术领域

本发明属于纺织和智能穿戴的结合领域，具体涉及具有低松弛(relaxation)和低迟滞(hysteresis)特性的传感器用弹性织物的制备方法。

背景技术

传感器是一种能够将被测量信号，按一定规律转换为电信号的检测装置，一般包括敏感元件和转换元件。柔性织物传感器是近年来开发出的一种新型传感器，以织物为基底设计成的可穿戴传感器，可广泛用于近年来流行的可穿戴电子设备，可用于测量传统传感器无法工作的大范围应变，如美国专利(US 8191433)和中国专利(CN 101598529)中公开的一种柔性织物应变传感器。

作为柔性织物传感器，织物基底是该类型传感器敏感元件的关键组成部分，能够将所受的拉力转化为织物的变形，然后再转换为传感器能够检测到的各种信号。织物材料的力学特性决定了柔性织物传感器的使用性能，织物材料的服用特性也赋予了柔性织物传感器良好的可穿戴特性。该类型传感器的静态特性和动态特性都需要织物基底材料特定的力学性能来支持配合，如织物的弹性伸长和回复特性影响该类传感器可以测量的应变量程、灵敏度和重复性，织物的松弛和蠕变特性对传感器的重复性、耐疲劳特性和引用误差有决定性影响，织物的应力与应变的关系与传感器的线性度、迟滞特性和抗干扰能力有高度的相关性，织物力学性能的时间依赖性也影响着传感器阶跃信号响应特性和频率信号响应特性。

然而，现在市场上的织物材料主要由服用、装饰用和产业用三大类构成。服用织物都是根据服用穿着特性而设计和生产的，能够满足人们的服用要求，但无法满足新型柔性织物传感器对织物基底材料所提出的更高要求；装饰用纺织品侧重于外观装饰效果，基本不具备可穿戴特性和良好的机械性能；产业用纺织品虽然可能具有良好的机械性能，却不具备服用性能。因此，市面上的织物材料限制了柔性织物传感器的使用性能和应用范围。

发明内容

针对服用织物材料在传感器应用方面的不足与缺点，本发明的目的在于提供一种具有低松弛和低迟滞特性的传感器用弹性织物的制备工艺。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明的低松弛和低迟滞传感器用弹性织物，其为由弹性纱线和非弹性纱线组合加工而成的组合结构；

其中，所述弹性纱线采用氨纶长丝、橡胶长丝或聚烯烃纤维长丝，所述非弹性纱线采用醋酯纤维长丝或其短纤纱、锦纶、涤纶、芳纶、聚酰亚胺。

其中，所述组合加工结构可以采用针织物结构或机织物结构。

其中，所述针织物结构采用的织物组织是添纱组织结构，以弹性纱线为地纱，非弹性纱线为添纱，非弹性纱线位于织物的外部，弹性纱线位于织物的内部。

其中，所述机织物结构以弹性纱线和非弹性纱组合而成的包芯纱、包覆纱或合捻纱为经纬纱，可以采用平纹、斜纹或缎纹结构。

作为优选，所述针织物由氨纶长丝和锦纶长丝使用针织圆纬机加工而成，采用针织物结构，组织结构选择添纱平纹组织，20-40旦尼尔的氨纶长丝作为地纱，50-100旦尼尔的锦纶长丝作为添纱。

作为优选，所述机织物由锦纶长丝和氨纶包覆纱使用剑杆织机加工而成，50-150旦尼尔的锦纶长丝作为经纱，50-100旦尼尔的锦纶长丝和20-40旦尼尔的氨纶长丝包覆纱作为纬纱，包覆纱的氨纶牵伸比在2-3.5，组织结构选择平纹组织结构。