一种智能织物的制备方法及智能织物与流程

文档序号:15642403发布日期:2018-10-12 22:12阅读:371来源:国知局

本发明涉及织物面料技术领域,尤其涉及一种智能织物的制备方法及智能织物。



背景技术:

随着经济的发展,收入差距的不断增大,社会的公共安全问题凸现的日益严峻,医患冲突、商贩与城管冲突、警匪冲突、打架斗殴冲突等等,都在呈现递增趋势。目前国家也在着手加大管理力度,减少冲突带来的伤害及死亡情况。根据2017年统计数据,在利器致死的案例当中,大多数都是死于失血,也就是说没有等到救援人员赶到,伤员过度失血致死了。

目前市面上此类智能织物正处于研发阶段,可用于配套工作服、执勤服等日常穿着的智能织物服饰。传统的高危岗位职业人员主要穿配防弹服、防刺服这类服装,用于日常工作安全防护,但由于其重量和舒适度的原因,很多人不愿意穿戴,所以经常见到有干部牺牲的案例。目前全球范围内对于智能织物的研究还处于在初期阶段,比如织物显示屏,不仅可以显示图像,而且可以随意弯曲,用途非常广泛。目前智能织物的研究也是一种主流的研发方向,随着科技的发,研发的设入加大,应用会更加广泛。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供一种智能织物的制备方法。

为实现上述目的,本发明采取的技术方案是:

一种智能织物的制备方法,包括以下步骤:

步骤1:制备导电长丝

将金属进行处理后制成微小颗粒,并与原丝熔融液均匀混合后,经熔融喷丝制备导电长丝;

步骤2:制备导电纱线

将所述步骤1中制备得到的所述导电长丝进行纺纱,捻向为“s”捻或“z”捻;并进行绝缘处理,喷涂一层绝缘漆,喷涂完成后烘干得到导电纱线;

步骤3:制备导电面料

将所述步骤2得到的所述导电纱线与不导电纱线进行平纹编织得到导电面料,其中,所述导电面料的经纱为所述导电纱线和所述不导电纱线交替排纱,所述导电面料的纬纱为所述导电纱线和所述不导电纱线交替排纱;

步骤4:制备复合导电面料

将所述步骤3得到的所述导电面料与半透膜进行粘合得到复合导电面料;

步骤5:制备智能织物

将所述步骤4得到的所述复合导电面料的内侧设置一层止血层,在所述止血层的内侧设置一层面料层得到初始织物;

将所述初始织物底部和两侧边缘部分接上导电排线,将所述导电纱线与所述导电排线连接;

在所述导电排线上以一定间距设置多个电流短路探测器;

将所述导电纱线接入电流后得到智能织物。

优选的,在所述步骤1中,所述金属为铜、铁、银、铅、镍、铬、镉中的一种或几种的组合;

所述金属的处理方法为硫化、氧化或碳化中的任意一种;

所述金属的微小颗粒的粒径为1μm~300μm。

优选的,所述导电长丝的直径为10μm~300μm,强度为1cn/d~200cn/d,导电率为1×103ω·cm~1×105ω·cm。

优选的,所述导电纱线的细度为20tex~500tex。

优选的,所述导电面料的幅宽为0.6m~1.6m,所述导电面料的面密度为100g/cm2~800g/cm2。

优选的,所述不导电纱线为涤纶纱线、锦纶纱线或腈纶纱线中的任意一种。

优选的,所述半透膜为pu薄膜,tpu薄膜,ptfe薄膜或eptfe薄膜中的一种或几种的组合。

优选的,在步骤4中,设置所述电流短路探测器的间距为0.3cm~10cm。

优选的,在步骤4中,所述导电纱线接入3v~12v、0.01μa~1ma电流。

本发明的第二个目的是,提供一种智能织物。

一种智能织物,包括复合导电面料、止血层和面料层,所述复合导电面料的内侧设置止血层,所述止血层的内侧设置面料层,所述智能织物的底部和两侧边缘部设置有导电排线,所述导电排线上以一定间隔设置多个电流短路探测器,所述复合导电面料由导电纱线和纱线编织而成,所述导电纱线与所述导电排线连接。

本发明采用以上技术方案,与现有技术相比,具有如下技术效果:

本发明的一种智能织物,使用复合导电面料中的横向导电纱线充当“x轴”,纵向导电纱线充当“y轴”,利用交叉点坐标进行“十”字定位,当织物破碎时,血液将断裂的导电纱线接通,发生短路,利用导电纱线电流变化激发电流短路探测器警报,并根据破损面料的面积,激发不同的警报报警强度,并通过信号传感器传递至后勤人员,实现报警功能;迅速对伤者受伤位置进行定位;使用精细加工的导电纱线,柔软灵活;具有防水绝缘功能;智能织物中间设置止血层,当织物破损,止血层内的止血物质能够从破损处流到伤口处,对伤者受伤位置进行初步止血。

附图说明

图1是本发明的导电面料的编织示意图。

图2是本发明的复合导电面料的制备过程示意图。

图3是本发明的智能织物的短路原理示意图。

其中的附图标记:导电纱线a;不导电纱线b。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。

实施例1

本发明的智能织物的制备方法,包括以下步骤:

步骤1:制备导电长丝

将金属进行处理后制成微小颗粒,并与原丝熔融液均匀混合后,经熔融喷丝制备导电长丝。

其中,金属为铜、铁、银、铅、镍、铬、镉中的一种或几种的组合,并且金属需要进行硫化、氧化、碳化中的任一一种处理,得到金属硫化物、金属氧化物、金属碳化物。

将处理后的金属硫化物/金属氧化物/金属碳化物制成粒径为1μm~300μm的微小颗粒后,将金属硫化物、金属氧化物、金属碳化物中的一种或几种的组合与原丝熔融液进行均匀混合。其中,金属硫化物、金属氧化物、金属碳化物中的一种或几种的组合在混合液中的质量比为5%~30%。

原丝熔融液为涤纶原丝熔融液、锦纶原丝熔融液、腈纶原丝熔融液中的任一一种。

将混合液经过熔融喷丝后制成导电长丝,导电长丝的直径为10μm~300μm,强度为1cn/d~200cn/d,导电率为1×103ω·cm~1×105ω·cm。

步骤2:制备导电纱线

将步骤1中制备得到的导电长丝进行纺纱,捻向为“s”捻或“z”捻;并进行绝缘处理,喷涂一层绝缘漆,喷涂完成后烘干得到导电纱线。

导电长丝纺纱后得到的导电纱线的纱线细度为20tex~500tex,对导电纱线进行绝缘处理喷涂的绝缘漆厚度为0.1μm~10μm,再进行胶预处理,最后烘干入锭。

步骤3:制备导电面料

将步骤2得到的导电纱线与不导电纱线进行平纹编织得到导电面料,其中,导电面料的经纱为导电纱线和不导电纱线交替排纱,导电面料的纬纱为导电纱线和不导电纱线交替排纱。

首先将导电纱线与不导电纱线并排进行整经,排纱为1隔1间隔排纱;纬纱的排纱与经纱的排纱相同,即排纱为1隔1间隔排纱,其编织结果如图1所示,a为导电纱线、b为不导电纱线,经纱方向,a与b间隔排列,纬纱方向,a与b间隔排列。

不导电纱线为涤纶纱线、锦纶纱线、腈纶纱线中的任一一种,不导电纱线的纱线细度为20tex~500tex。

采用剑杆织机进行织造,编织成1*1平纹结构,织造得到的导电面料幅宽为0.6m~1.6m,织物面密度为100g/cm2~800g/cm2

步骤4:制备复合导电面料

将步骤3得到的导电面料与半透膜进行粘合得到复合导电面料。

其中,半透膜为pu薄膜、tpu薄膜、ptfe薄膜、eptfe薄膜中的一种或几种的组合。

如图2所示,制备复合导电面料的过程如下:将导电面料打卷后,置于自动涂层机的后方,半透膜放置于前方,加入胶水,利于织物与膜进行热压复合,经复膜机内部胶水粘接碾压后,冷却,打卷,制成复合导电面料。

步骤5:制备智能织物

将步骤4得到的复合导电面料的内侧设置一层止血层,在止血层的内侧设置一层面料层得到初始织物;将初始织物底部和两侧边缘部分接上导电排线,将导电纱线与导电排线连接;在导电排线上以一定间距设置多个电流短路探测器;将导电纱线接入电流后得到智能织物。

将复合导电面料进行裁剪,得到一定形状的复合导电面料,通常裁剪成背心形状。

在复合导电面料的内侧,即复合导电面料接触皮肤的一侧涂覆一层止血药物形成止血层;在止血层的内侧,即止血层接触皮肤的一侧铺上一层普通面料形成面料层,然后将边缘处进行缝合。一般的,普通面料为涤棉面料。

在初始织物底部缝合处缝上导电排线,使复合导电面料内的导电纱线与导电排线进行连接,将导电排线缠绕1~3卷,并对导电排线进行预加热脱胶处理,使导电纱线的导电部位与导电排线的导电部位接触。

在导电排线处连接多个灵敏度为0.01μa~1ma的电流短路探测器,电流短路探测器之间的间距为0.3cm~10cm。

每个电流短路探测器均单独与远程控制中心连接。

对初始织物的两侧边缘部分进行与初始织物底部相同的处理。

对初始织物处理完成后,将每个电流断流探测器通过单独的导丝与总控制器连接,总控制器设置在初始织物的内部或外部。

最后将导电纱线接入电压为3v~12v、电流为0.01μa~1ma的电流。

如图3所示,本发明制备的智能织物的工作原理为:智能织物当中的横向导电纱线充当“x”轴,纵向的导电纱线充当“y”轴,利用交叉点坐标进行“十”字定位;人体血液中含有大量的导电介质,当织物损坏后,绝缘防水膜也随同一起破损,血液浸过防水膜,瞬间将所有断裂的导电纱线接通,此时发生短路现象,利用导电纱线电流变化,激发电流短路探测器警报,并根据破损织物的面积,激发不同的警报报警强度,并通过信号传感器传递给后勤人员,实现报警功能。

实施例2

采用实施例1的制备方法制备智能织物,其具体步骤如下:

步骤1:制备导电长丝

将fe粉进行氧化处理后得到fe3o4,通过研磨机制成粒径为8μm的微小颗粒,将fe3o4与涤纶原丝熔融液均匀混合,其中,fe3o4的质量百分比为19.2%,将混合液经熔融喷丝制备细度为30tex的导电长丝。

步骤2:制备导电纱线

将步骤1中制备得到的导电长丝通过气流纺进行纺纱,捻向为“s”捻或“z”捻,纱支细度为124tex,并进行绝缘处理,喷涂一层厚度为2μm绝缘漆,喷涂完成后烘干入锭得到导电纱线。

步骤3:制备导电面料

将步骤2得到的导电纱线与涤纶纱线并排进行整经,排纱为1隔1,涤纶纱线细度为124tex,纬纱也采用导电纱线与涤纶纱线进行交替排纱,采用剑杆织机,织成1*1平纹结构。织造的导电面料幅宽为1.2m,面密度为:260g/cm2

步骤4:制备复合导电面料

利用自动涂层机装置,将导电织物放入后端卷辊,使织物平整张紧,受力均匀;将ptfe薄膜放入前端卷辊,减小拉伸变形,把ptfe薄膜与导电织物进行热压复合,速度为2.1m/min,再进行打卷,制得复合导电织物。

步骤5:制备智能织物

将复合导电织物裁剪加工成背心形状,在织物贴身面涂敷上止血药膏,再铺上一层涤棉面料,边缘进行缝合。

在底部的缝合处,接入0.02mm直径铜丝排线,缠绕1卷,并作瞬间加热脱胶处理,以便与铜线接触。

将灵敏度为0.03ma的电流短路探测器,接入排线处,间隔为1cm,每个短路器由单独的导丝接混入控制器。

最终接入3v,电流为0.01ma的电流,保持电路运行,加工制备成可感知检测及自救的智能织物。

使用本实施例的智能织物时,当织物破损,人体出血时,短时间血液将会浸透半透膜,一方面使药膏渗透出来愈合伤口,一方面将导电织物纱线形处一处闭合电路,形成局部短路,此时边部的电流短路器发生短路,短路探测器将信号传递汇集到总控制器。总控制器将短路位置转化为伤口位置信息,发射给后勤服务中心,由后勤人员进行伤势评估,安排实施救助。

实施例3

采用实施例1的制备方法制备智能织物,其具体步骤如下:

步骤1:制备导电长丝

将ag2o制成粒径为8μm的微小颗粒,并混入粒径为8μm的铁粉,其中,ag2o与fe的比例为23:77,将混合粉与涤纶原丝熔融液均匀混合,其中,混合粉的质量百分比为22.7%,将混合液经熔融喷丝制备细度为30tex的导电长丝。

步骤2:制备导电纱线

将步骤1中制备得到的导电长丝通过气流纺进行纺纱,捻向为“s”捻或“z”捻,纱支细度为124tex,并进行绝缘处理,喷涂一层厚度为2μm绝缘漆,喷涂完成后烘干入锭得到导电纱线。

步骤3:制备导电面料

将步骤2得到的导电纱线与涤纶纱线并排进行整经,排纱为1隔1,涤纶纱线细度为124tex,纬纱也采用导电纱线与涤纶纱线进行交替排纱,采用剑杆织机,织成1*1平纹结构。织造的导电面料幅宽为1.2m,面密度为:260g/cm2

步骤4:制备复合导电面料

利用自动涂层机装置,将导电织物放入后端卷辊,使织物平整张紧,受力均匀;将ptfe薄膜放入前端卷辊,减小拉伸变形,把ptfe薄膜与导电织物进行热压复合,速度为2.1m/min,再进行打卷,制得复合导电织物。

步骤5:制备智能织物

将复合导电织物裁剪加工成背心形状,在织物贴身面涂敷上止血药膏,再铺上一层涤棉面料,边缘进行缝合。

在底部的缝合处,接入0.02mm直径铜丝排线,缠绕1卷,并作瞬间加热脱胶处理,以便与铜线接触。

将灵敏度为0.03ma的电流短路探测器,接入排线处,间隔为1cm,每个短路器由单独的导丝接混入控制器。

最终接入3v,电流为0.01ma的电流,保持电路运行,加工制备成可感知检测及自救的智能织物。

使用本实施例的智能织物时,当织物破损,人体出血时,短时间血液将会浸透半透膜,一方面使药膏渗透出来愈合伤口,一方面将导电织物纱线形处一处闭合电路,形成局部短路,此时边部的电流短路器发生短路,短路探测器将信号传递汇集到总控制器。总控制器将短路位置转化为伤口位置信息,发射给后勤服务中心,由后勤人员进行伤势评估,安排实施救助。

实施例4

采用实施例1的制备方法制备智能织物,其具体步骤如下:

步骤1:制备导电长丝

将al粉、fe粉和cu粉通过研磨机制成粒径为8μm的微小颗粒其中,al粉、fe粉和cu粉的比例为2:5:3,将混合粉与涤纶原丝熔融液均匀混合,其中,混合粉的质量百分比为25.2%,将混合液经熔融喷丝制备细度为30tex的导电长丝。

步骤2:制备导电纱线

将步骤1中制备得到的导电长丝通过气流纺进行纺纱,捻向为“s”捻或“z”捻,纱支细度为124tex,并进行绝缘处理,喷涂一层厚度为2μm绝缘漆,喷涂完成后烘干入锭得到导电纱线。

步骤3:制备导电面料

将步骤2得到的导电纱线与涤纶纱线并排进行整经,排纱为1隔1,涤纶纱线细度为124tex,纬纱也采用导电纱线与涤纶纱线进行交替排纱,采用剑杆织机,织成1*1平纹结构。织造的导电面料幅宽为1.2m,面密度为:260g/cm2

步骤4:制备复合导电面料

利用自动涂层机装置,将导电织物放入后端卷辊,使织物平整张紧,受力均匀;将ptfe薄膜放入前端卷辊,减小拉伸变形,把ptfe薄膜与导电织物进行热压复合,速度为2.1m/min,再进行打卷,制得复合导电织物。

步骤5:制备智能织物

将复合导电织物裁剪加工成背心形状,在织物贴身面涂敷上止血药膏,再铺上一层涤棉面料,边缘进行缝合。

在底部的缝合处,接入0.02mm直径铜丝排线,缠绕1卷,并作瞬间加热脱胶处理,以便与铜线接触。

将灵敏度为0.03ma的电流短路探测器,接入排线处,间隔为1cm,每个短路器由单独的导丝接混入控制器。

最终接入3v,电流为0.01ma的电流,保持电路运行,加工制备成可感知检测及自救的智能织物。

使用本实施例的智能织物时,当织物破损,人体出血时,短时间血液将会浸透半透膜,一方面使药膏渗透出来愈合伤口,一方面将导电织物纱线形处一处闭合电路,形成局部短路,此时边部的电流短路器发生短路,短路探测器将信号传递汇集到总控制器。总控制器将短路位置转化为伤口位置信息,发射给后勤服务中心,由后勤人员进行伤势评估,安排实施救助。

实施例5

采用实施例1的制备方法制备智能织物,其具体步骤如下:

步骤1:制备导电长丝

将fe粉进行硫化处理后得到fe2s3,通过研磨机制成粒径为10μm的微小颗粒,将fe2s3与锦纶原丝熔融液均匀混合,其中,fe2s3的质量百分比为12.5%,将混合液经熔融喷丝制备细度为40tex的导电长丝。

步骤2:制备导电纱线

将步骤1中制备得到的导电长丝通过气流纺进行纺纱,捻向为“s”捻或“z”捻,纱支细度为156ex,并进行绝缘处理,喷涂一层厚度为2μm绝缘漆,喷涂完成后烘干入锭得到导电纱线。

步骤3:制备导电面料

将步骤2得到的导电纱线与锦纶纱线并排进行整经,排纱为1隔1,涤纶纱线细度为156tex,纬纱也采用导电纱线与涤纶纱线进行交替排纱,采用剑杆织机,织成1*1平纹结构。织造的导电面料幅宽为1.4m,面密度为:270g/cm2

步骤4:制备复合导电面料

利用自动涂层机装置,将导电织物放入后端卷辊,使织物平整张紧,受力均匀;将tpu薄膜放入前端卷辊,减小拉伸变形,把tpu薄膜与导电织物进行热压复合,速度为2.1m/min,再进行打卷,制得复合导电织物。

步骤5:制备智能织物

将复合导电织物裁剪加工成背心形状,在织物贴身面涂敷上止血药膏,再铺上一层涤棉面料,边缘进行缝合。

在底部的缝合处,接入0.02mm直径铜丝排线,缠绕3卷,并作瞬间加热脱胶处理,以便与铜线接触。

将灵敏度为0.03ma的电流短路探测器,接入排线处,间隔为1.5cm,每个短路器由单独的导丝接混入控制器。

最终接入3v,电流为0.02ma的电流,保持电路运行,加工制备成可感知检测及自救的智能织物。

使用本实施例的智能织物时,当织物破损,人体出血时,短时间血液将会浸透半透膜,一方面使药膏渗透出来愈合伤口,一方面将导电织物纱线形处一处闭合电路,形成局部短路,此时边部的电流短路器发生短路,短路探测器将信号传递汇集到总控制器。总控制器将短路位置转化为伤口位置信息,发射给后勤服务中心,由后勤人员进行伤势评估,安排实施救助。

实施例6

采用实施例1的制备方法制备智能织物,其具体步骤如下:

步骤1:制备导电长丝

将fe粉进行氧化处理后得到fe3o4,通过研磨机制成粒径为12μm的微小颗粒,将fe3o4与腈纶原丝熔融液均匀混合,其中,fe3o4的质量百分比为25.3%,将混合液经熔融喷丝制备细度为50tex的导电长丝。

步骤2:制备导电纱线

将步骤1中制备得到的导电长丝通过气流纺进行纺纱,捻向为“s”捻或“z”捻,纱支细度为236tex,并进行绝缘处理,喷涂一层厚度为3μm绝缘漆,喷涂完成后烘干入锭得到导电纱线。

步骤3:制备导电面料

将步骤2得到的导电纱线与腈纶纱线并排进行整经,排纱为1隔1,涤纶纱线细度为236tex,纬纱也采用导电纱线与涤纶纱线进行交替排纱,采用剑杆织机,织成1*1平纹结构。织造的导电面料幅宽为1.0m,面密度为:230g/cm2

步骤4:制备复合导电面料

利用自动涂层机装置,将导电织物放入后端卷辊,使织物平整张紧,受力均匀;将pu薄膜放入前端卷辊,减小拉伸变形,把pu薄膜与导电织物进行热压复合,速度为2.1m/min,再进行打卷,制得复合导电织物。

步骤5:制备智能织物

将复合导电织物裁剪加工成背心形状,在织物贴身面涂敷上止血药膏,再铺上一层涤棉面料,边缘进行缝合。

在底部的缝合处,接入0.02mm直径铜丝排线,缠绕2卷,并作瞬间加热脱胶处理,以便与铜线接触。

将灵敏度为0.03ma的电流短路探测器,接入排线处,间隔为2cm,每个短路器由单独的导丝接混入控制器。

最终接入3v,电流为0.02ma的电流,保持电路运行,加工制备成可感知检测及自救的智能织物。

使用本实施例的智能织物时,当织物破损,人体出血时,短时间血液将会浸透半透膜,一方面使药膏渗透出来愈合伤口,一方面将导电织物纱线形处一处闭合电路,形成局部短路,此时边部的电流短路器发生短路,短路探测器将信号传递汇集到总控制器。总控制器将短路位置转化为伤口位置信息,发射给后勤服务中心,由后勤人员进行伤势评估,安排实施救助。

以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

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