[发明专利]一种感触电子织物

说明书

技术领域

本发明涉及一种感触电子织物，属于纺织工程领域。

背景技术

随着纺织科技的发展和人们生活水平的提高，纺织品逐步向功能化和智能化方向发展。特别是智能电子纺织品融合了纺织技术、电子技术、计算机技术多学科的技术，使纺织品具有对外界感知和反应的功能，正越来越受到重视，智能电子纺织品被认为是纺织工业的发展的一个方向。智能电子纺织品是指对环境有感知和反应的功能纺织品。

智能电子纺织品的开发研究始于上世纪七十年代，主要是将电子器件安装到纺织品上，由于电子器件的体积大，产品的功能单一，其应用范围受到了限制。随着电子器件的微型化、柔性化，各国加大了对智能电子纺织品的投入与研究，与电子器件相结合的智能电子纺织品得到飞速发展。电子器件无论在体积还是在功能方面都取得了非常大的进步，开发的智能电子纺织品已经在娱乐、医疗保健、防护监测、国防军工等领域得到了广泛应用。但是电子器件与纺织品的整合技术还不够完善，技术的融合还处于发展阶段，采取的方法是将电子器件嵌入到纺织品中，电子器件还满足不了纺织品的某些功能要求如机械压力、柔软、耐水洗、舒适性等。因此与织物相结合的柔性传感器的研究得到了广泛关注。特别是在服装领域，往往要求柔性传感器既要耐水洗又要穿着舒适，因此人们尝试通过改变织物的原材料或织物整理的方法开发各种织物感应器件，使织物具有感触外界变化的功能。

感触电子织物，主要是当织物受到外界的压力时能自发式或者被动式感应这个变化，并通过外界电子检测回路作出适当的反馈。感触电子织物的应用范围非常广泛，可用于运动服装、医疗保健等领域。采用的方法有压敏材料、织物涂层、导电纱线等方法，但是制得的织物传感器在稳定性、灵敏度、制造成本、用途等方面有待进一步改进与提高。如将导电纤维和绝缘纤维纱线的交替编织，制成具有三层结构的织物，织物的上下两层是电阻率为10欧姆/厘米的金银线与普通纱线的交织织物，中间是较为稀疏的尼龙网起隔离上下两层织物的作用，当在织物上施加压力时，上下两层织物通过尼龙网的空隙实现接触，引起电信号的变化。这种感触电子织物虽然克服了电子器件的不足，但是它的功能是靠上下两层织物的导电纤维接触来实现的，导电纤维接触点的电阻的变化，直接影响织物感触的灵敏度，当接触点间有灰尘非导电杂质时，灵敏度会大大降低，甚至失去感触的功能，因而该感触电子织物的可靠性差，耐水洗性能差。日本研究者采用具有二层构造的导电纱线制造感触电子织物，当织物受外界压力时，织物的电容会发生变化，织物在舒适性、耐水洗性能方面得到了很大的改善，但是织物受外力时，电容的变化量小，对外界压力反应的灵敏度差，可靠性不高，同时由于电容的变化量小因而对电容检测的电子回路要求高，实际制作的感触电子织物的成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种感触电子织物。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种感触电子织物，感触电子织物为双层织物，织物表层的经纱、纬纱，织物里层的经纱、纬纱均为皮芯结构的纱线，纱线的芯纱为导电金属丝，皮纱为纺织纤维，皮纱包覆在芯纱外表面，织物组织为双层织物的表里接结组织，表里接结组织为接结经接结法的表里接结组织或为接结纬接结法的表里接结组织，织物表里层的接结纱线为天然纤维纱线或化学短纤维纱线、或天然纤维与化学短纤维混纺纱线，织物表层的周边的经纬向所有纱线的芯纱经导电体导通连接，织物里层的周边的经纬向所有纱线的芯纱经导电体导通连接。

所述的皮纱为天然纤维或化学短纤维。

所述的芯纱为不锈钢丝或铜丝。

所述的芯纱为表面有绝缘涂层的不锈钢丝或铜丝、铁丝、铝丝。

由于采用了以上技术方案，本发明的感触电子织物，具有以下特点：

一由于采用了双层织物结构，织物的经纬纱线的芯纱为导电体，织物的表、里层周边的经纬向的纱线的芯纱分别相连接，双层织物就形成了一个电容器，织物表里层分别是电容器的两个极板，包覆在芯纱表面的皮纱是电容器的介质，在极板两端外加一定电压时，双层织物就具有一定的电容，当织物受压时，双层织物表里层间的距离会发生变化，电容也会发生变化，通过检测织物的电容的变化，就可以知道织物受压情况，织物具有感触功能。双层织物可以在普通织机上织造，制造成本低、可以大规模工业化生产。

二与单层织物结构的感触电子织物相比，双层织物受到外界压力作用时，织物的电容增加率大，织物的感触灵敏度高，在感触电子织物的尺寸、所受外力大小相同的条件下，对电容检测回路的测试精度要求低。织物的电容只与织物的构造有关，因而感触电子织物的感触稳定性好。