[发明专利]一种电控变色蚕丝复合纱线及其制备方法和用途及由其形成的智能可穿戴动态显示产品

说明书

本发明提供一种电控变色蚕丝复合纱线及其制备方法和用途及由其形成的智能可穿戴动态显示产品，所述电控变色蚕丝复合纱线为皮芯结构，芯层采用通电可发热的纤维，皮层为热致变色蚕丝纤维。基于此电控变色蚕丝复合纱线构建织物图案，与智能芯片和云平台相结合，开发出智能可穿戴动态显示产品，可应用于柔性智能穿戴、柔性显示器和人机界面等领域。

技术领域

本发明涉及柔性材料领域，特别是涉及一种电控变色蚕丝复合纱线及由其形成的智能可穿戴动态显示产品。

背景技术

智能可穿戴织物通过嵌入集成电子元件对人体以及环境进行信息采集和数据分析的同时，还需要保证穿戴舒适性，从而满足人们日常生活中的各种需求。

随着智能织物的不断发展，各种高端功能被集成到智能织物上，如发光、储能、显示、语音交互、触觉交互等功能。其中，显示功能的集成在柔性显示器、人机界面、保健医疗等方面显现出巨大的潜力，推动着智能可穿戴织物的发展。

目前，柔性显示基板材料包括金属箔、薄化玻璃、聚合物基板等，但是它们在透明性、柔韧性以及稳定性方面各有不足，在人体可穿戴显示应用方面有所欠缺，从而阻碍了人体可穿戴显示领域的发展。先有技术中缺乏直接通过编织可集成于织物上的智能纤维，且也不能满足人机界面交互时要求具有良好力学性能和电学性能的需要。

与合成聚合物纤维相比，独特的蚕丝具有作为纺织纤维的各种优点：蚕丝织物轻巧但坚韧，并且具有自然的光泽，具有高的吸光率，低的静态电流生成，良好的回弹力，出色的悬垂性和低导热性，使其在冬季温暖，在夏季凉爽。然而，尽管蚕丝织物拥有这些优异的特征，其应用仍以服饰和装饰为主。为了使得蚕丝织物获得更广泛的应用范围，研究人员往往将蚕丝纤维功能化。在保持绿色和环保方法时，蚕丝纤维功能化方法通常需要苛刻的条件，包括有毒化学药品，高能耗和pH值变化，以及需要采取其他步骤来恢复丝绸的原始特性(例如化学整理)，这会导致大量污染废水，这些操作大大削弱了丝蛋白材料作为可持续材料的优势。因此，制造环保、舒适并保持原有优异性能的功能化蚕丝纤维仍然是一个重大挑战。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电控变色蚕丝复合纱线及其制备方法和用途及由其形成的的智能可穿戴动态显示产品，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括以下技术方案获得的。

本发明首先提供一种电控变色蚕丝复合纱线，所述电控变色蚕丝复合纱线为皮芯结构，芯层采用通电可发热的纤维，皮层为热致变色蚕丝纤维。

根据上述所述的电控变色蚕丝复合纱线，所述热致变色蚕丝纤维缠绕在所述芯层表面。

根据上述所述的电控变色蚕丝复合纱线，所述芯层通电而发热，产生的热量至皮层变色。进一步地，也可以通过调制通电的电流强度来改变皮层和芯层界面温度，从而实现皮层颜色的切换。

根据上述所述的电控变色蚕丝复合纱线，所述的热致变色蚕丝纤维为表面包覆有热致变色涂料的蚕丝。优选地，在所述热致变色蚕丝纤维中，包覆的热致变色涂料的厚度为5～15μm。

对于一个优选的方案，所述热致变色蚕丝纤维的制备方法为将蚕丝采用热致变色涂料浸涂后干燥获得。优选地，先将蚕丝的表面通过有机溶剂部分溶解，使蚕丝的表面具有粘性。优选地，所述有机溶剂为六氟异丙醇或甲酸。

优选地，对于所述热致变色蚕丝纤维的变色温度为20～100℃。优选地，所述热致变色涂料包括如下重量份的原料组分包括热致变色微胶囊和树脂。优选地，所述树脂为聚氨酯树脂和聚氯乙烯树脂中的一种或两种。更优选地，所述热致变色涂料中的树脂的固含量为30～50wt％，其在25℃下的粘度为20～80mPa·s。