一种织物电阻传感器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纺织新材料应用技术领域，具体涉及一种织物电阻传感器及其制备方法。
【背景技术】
[0002]传感器是一种广泛使用的检测装置，能将感受到的被测量信息(包括物理信息、化学信息、生物信息等)，按一定规律变换成便于处理和传输的另一种信息(一般为电信号或其他所需形式的信息)输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。近几十年来，现代测量、控制和自动化技术日新月异的发展使人们越来越意识到传感器技术的重要性。特别是近年由于经济发展、科技进展及生态环境保护等方面的需要，传感器在各个领域中所呈现的重要作用也日益突显。目前传感器技术主要应用在工业生产自动化、能源、交通、灾害预测、安全防卫、环境保护、医疗卫生等几乎涉及人类生产生活的所有方面，传感器不仅能代替人的感官功能检测信息的变化，更为重要的是，在超出人的感官感受范围的微小信息变化以及人的感官不能感受的信息类型，传感器亦发挥了十分重要的作用。
[0003]传感器技术是利用各种功能材料实现信息监测的一门应用技术，它是传感原理和材料科学的有效结合。传感原理指传感器工作时所依据的物理效应、化学反应和生物反应等机理，而材料则是实现传感器技术的物质基础，从某种意义上说，传感器也就是能感知外界各种被测信号的功能材料。
[0004]作为一种兼具信息与电流传输功能的材料，导电纤维在传感器领域发挥着重要作用。与大多数商业化的传感器相比，以导电纤维集合体制成的传感器(纺织结构传感器)具有十分明显的优点，如:成本低廉、轻薄透气、柔软可穿戴、具有大的变形能力、变形易回复等。目前对纺织结构传感器的研宄已经取得了长足的进步，已成功地应用于人体功能监测、智能服装等领域。
[0005]目前的纺织结构传感器，主要以金属导电纤维如铜丝、不锈钢丝等为原料，具有纺纱难度大、织造性能差、织物手感硬、穿着舒适性差等缺点；另外一部分传感器则以普通纤维制成织物之后，对其进行导电处理，如导电聚合物聚吡咯涂层、气相沉积等，赋予织物导电性能，此类传感器在结构设计上缺乏灵活性，如难以实现导电纱线与普通纱线的交织等，对不同需求的传感器设计较为困难。因此有必要发明一种纺织结构传感器及织物传感器的制备方法，能够解决上述问题。
【发明内容】
[0006]为了达到上述目的，本发明提供了一种织物电阻传感器及其制备方法，通过使用聚苯胺复合导电纱线纺织成具有三层夹心结构的织物电阻传感器，解决上述纺纱难度大、织造性能差、织物手感硬、穿着舒适性差等问题。
[0007]本发明提供的一种织物电阻传感器，所述织物电阻传感器的结构从上至下分为三层，分别是第一层织物、第二层织物与第三层织物，所述第二层织物使用的纱线中含有聚苯胺复合导电纱线。
[0008]作为优选，所述聚苯胺复合导电纱线为表面含有导电态的聚苯胺的纱线，所述聚苯胺复合导电纱线表面含有的导电态的聚苯胺是当纱线表面吸附苯胺单体和氧化剂、掺杂酸在纱线表面氧化聚合形成的。
[0009]作为优选，所述聚苯胺复合导电纱线使用的基材为采用常压等离子体进行预处理过的纱线。
[0010]作为优选，所述第一层织物和第三层织物使用的纱线为不导电纱线，所述第一层织物、所述第二层织物与所述第三层织物之间皆通过缝合线连接。
[0011]作为优选，所述织物电阻传感器的拉伸变形在所述织物电阻传感器的纵向进行。
[0012]作为优选，所述织物电阻传感器为平面状、圆筒形、三维立体形。
[0013]本发明还提供一种上述的织物电阻传感器的制备方法，包括以下步骤:
[0014]步骤一:提供聚苯胺复合导电纱线，将所述聚苯胺复合导电纱线络筒，并上蜡。
[0015]步骤二:提供针织横机，使用废纱起头后，改用已上蜡的纱线的编织所述第二层织物，所述已上蜡的纱线中含有所述聚苯胺复合导电纱线，将所述第二层织物的纵向边缘用导线固结。
[0016]步骤三:提供第一纱线和第二纱线，使用针织横机分别将所述第一纱线编织成所述第一层织物，将所述第二纱线编织成第二层织物，使用缝合线将所述第二层织物的纵向边缘部分与所述第一层织物、所述第三层织物缝合。
[0017]作为优选，步骤二中所述已上蜡纱线为氨纶单丝与所述聚苯胺复合导电纱线。
[0018]作为优选，所述第一纱线与所述第二纱线均为绝缘的纱线。
[0019]作为优选，所述针织横机通过调节弯纱三角深度来改变所述织物电阻传感器的纵密，所述针织横机通过参加编织的针数来确定所述织物电阻传感器的幅宽。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明提供的织物电阻传感器，
[0021]织物电阻传感器的结构从上至下分为三层，分别是第一层织物、第二层织物与第三层织物，所述第二层织物使用的纱线含有聚苯胺复合导电纱线。本发明还提供一种上述织物电阻传感器的制备方法，在采用常压等离子体预处理过的纱线作为基材表面吸附苯胺单体和氧化剂、掺杂酸在纱线表面氧化聚合形成的聚苯胺复合导电纱线，将含有这种聚苯胺复合导电纱线编制成为第二层织物，在第二层织物上下各编织一层由普通不导电纱线制备成的织物层，这种三层夹心结构的织物传感器使得织物手感柔软、服用舒适性好等优点，且可以制造多种形状的织物传感器，如平面状、圆锥状、三角状的优点，具有造型灵活多变的优点。
【附图说明】
[0022]图1为本发明提供的织物电阻传感器结构示意图；
[0023]图2为本发明提供的不同纵密的织物电阻传感器的应变-电阻传感性能示意图；
[0024]图3为本发明提供的1#织物电阻传感器的传感重复性示意图。
[0025]图中:1-第一层织物、2-第二层织物、3-第三层织物、4-导线。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0027]本发明提供的一种织物电阻传感器，所述织物电阻传感器的结构从上至下分为三层，分别是第一层织物1、第二层织物2与第三层织物3，所述第二层织物2含有聚苯胺复合导电纱线。
[0028]制备所述聚苯胺复合导电纱线，具有以下步骤:
[0029]纱线的预处理:纱线采用常压等离子体进行预处理，以提高其表面粗糙度，增大其表面吸附性能，以提高聚苯胺导电层的厚度及连续性，增大纱线的电导率，并增强纱线对聚苯胺导电层的机械锁结作用，使之不易从纤维表面脱落，提高其可加工性和耐用性。
[0030]纱线的导电处理:经预处理后的纱线在连续运行状态下先后吸附苯胺单体和氧化剂、掺杂酸溶液，使苯胺在纱线表面掺杂聚合生成导电态聚苯胺，赋予纱线导电性能。
[0031]