[發明專利]一種多功能傳感紗線、織物及其制備方法

有效

• 申請號: 202210677423.1
• 申請日: 2022-06-15
• 公開（公告）號: CN114875537B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 蔡光明;王羽;李岱祺;程德山
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: D02G3/04
• 分類號: D02G3/04;D02G3/36;D02G3/44;D03D15/217;D03D15/225;D03D15/233;D03D15/283;D03D15/47;D03D15/50;D03D15/533;D04B1/00;D04B21/00;B05B16/20;B05D3/0
• 代理公司: 成都巾幗知識產權代理有限公司 51260
• 代理人: 邢偉

本發明公開了一種多功能傳感紗線、織物及其制備方法，屬于紡織技術領域，多功能傳感紡織紗的制備方法包括制備鞘層和制備復合紗。本發明采用鍍銀錦綸為芯層，有良好的導電性能，在此基礎之上以碳納米管（CNT）包覆的普通天然纖維或化學纖維作為鞘層，通過摩擦紡的方式將鞘層復合在芯紗上，不僅增加了復合紗線導電性，也賦予了良好的電磁屏蔽、光熱和電熱轉換功能，且能對拉伸和壓縮都產生傳感反饋；采用本發明方法制得的復合紗線功能穩定，循環性強，可編織，且本發明公開的方法操作簡單、工藝流程短、生產速度快、可工業化大規模生產。

技術領域

本發明屬于紡織技術領域，具體涉及一種多功能傳感紗線、織物及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著人們生活水平的提高，對身體健康的關注越來越密切，傳統的衣物已滿足不了人們的要求，智能可穿戴隨之蓬勃發展。可穿戴電子產品如智能手環、手表等已走進了人們的生活，其中傳感器是可穿戴電子產品中不可缺少的一部分。然而傳統的半導體或金屬傳感器由于材料自身的問題，在柔性、可拉伸性和延展性等方面存在先天劣勢，因此基于纖維、紗線的傳感器研究越來越多。

如公布號為CN112251897A的中國專利公開了一種基于Mxene包覆導電紗線的針織柔性傳感織物及制備方法，是將不銹鋼混紡導電紗線經過多巴胺改性后，進一步通過浸漬方式在紗線內部及其表面形成MXene包覆導電層。利用該復合紗線的導電特性，進一步結合針織工藝的自身彈性，開發結構可設計的柔性傳感織物。雖然解決了柔性傳感織物應變性、靈敏度及穿戴舒適性之間的矛盾，但織物的傳感性能是由針織結構賦予的，紗線本身不具備傳感性能，對所制得的織物限制大，不利于后續的織物設計。

又如公布號為CN108896199A的中國專利公開了一種可拉伸的紗線傳感器及其制備方法，其中的壓力傳感纖維，包括彈性紗線和按照“S”型螺旋纏繞在所述彈性紗線表面的電極紗線。通過這種纏繞結構使得紗線具有拉伸傳感的功能，但紗線的傳感功能單一，無法對紗線上壓力的變化產生反饋。

再如公布號為CN113174670A的中國專利公開了一種壓力傳感纖維、紗線、織物、器件及其制備方法，其中的壓力傳感纖維，包括芯層和包層；所述芯層為電極層；所述包層為介電層。這種纖維雖然解決了壓力上的傳感反饋，但是在拉伸方向的傳感卻丟失了，難以在一些活動關節處應用，應用范圍小，且功能性不足。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種具有電磁屏蔽、光熱和電熱轉換功能，拉伸和壓縮傳感的復合紗線。

本發明的第二目的在于提供此種紗線的制備方法；

本發明的第三目的在于提供一種具有電磁屏蔽、光熱和電熱轉換功能，拉伸和壓縮傳感的多功能傳感織物。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種多功能傳感復合紗紗線的制備方法，它包括以下步驟：

S1.制備鞘層：纖維條表面噴涂CNT溶液，然后放入烘箱中進行烘干，所述烘箱的溫度為60～80℃；

S2.制備復合紗：以鍍銀錦綸纖維為芯層通過摩擦紡紡紗將步驟S1制備的鞘層緊緊的包覆在芯層上，制得多功能傳感復合紗紗線。

進一步地，所述纖維條為羊毛、滌綸、麻和粘膠中的至少一種。

進一步地，所述CNT溶液的濃度為0.15～0.5wt％。

進一步地，所述噴涂CNT溶液采用噴槍的方式進行噴涂，所述噴涂的時間為5～20min。

進一步地，對步驟S1進行重復操作，所述重復的次數為2～10次。

進一步地，步驟S2中所述鍍銀錦綸纖維的粗細為200D、300D或400D中的任意一種。