经编导电针织物的应变-电阻传感性能

为探讨经编导电织物的应变-电阻传感性能,将镀银锦纶与氨纶或涤纶在特里科经编机上采用两梳交织,制备了具有不同组织结构的4种经编导电织物,测试了4种织物在拉伸条件下的电阻变化,得到经编导电织物的电阻随应变的变化规律,分析了组织结构以及氨纶弹性对经编针织柔性导电织物的应变-电阻传感性能的影响。结果表明:所选镀银锦纶导电纤维具有良好的可编织性;非弹性经编导电织物的电阻随应变的增加呈现先减小,再趋于平稳,最后略有上升的趋势;非弹性经编导电织物随着镀银纱线延展线长度的增加,造成小应变下的灵敏度增加;弹性经编导电织物呈现出电阻随应变的增加先增加再减少最终趋于平稳的趋势。     

不锈钢短纤维/棉包覆氨纶纱的弹性与电学性能

为开发兼具弹性和导电性能的电磁功能纱线,以氨纶为芯丝、外包不锈钢短纤维/棉混纺纱,研制系列弹性不锈钢短纤维/棉包覆氨纶纱。在Instron 5566万能试验机上,结合万用表,获得弹性纱线的应力-应变、应变-电阻以及定伸长弹性回复曲线,研究纱线在不同拉伸状态下的电学性能。结果表明:不锈钢短纤维/棉包覆氨纶芯丝的纱线,存在氨纶芯丝的断裂现象,将不锈钢短纤维/棉包覆氨纶芯丝的纱线直接与氨纶丝或氨纶/棉包芯纱直接并合的方式,赋予纱线弹性;随着不锈钢短纤维含量的增加,弹性纱线的弹性伸长和回复性能都降低,塑性变形增加;随着弹性纱线应变的增加,其电阻先增加后降低。     

氨纶与双组分复合长丝/棉包芯纱的拉伸弹性

为改善传统弹力包芯纱弹性回复性能,以氨纶、双组分复合长丝(CM800)为芯纱,棉纤维为外包纤维,设计了13种弹力包芯纱。探讨氨纶预牵伸倍数、芯纱线密度和弹力包芯纱反复拉伸次数与弹性回复率之间的关系。采用纱线强伸仪测试氨纶/棉、CM800/棉和棉双丝弹力包芯纱的拉伸弹性。结果表明:氨纶的牵伸倍数越大,弹力包芯纱的弹性回复率越小;随着氨纶线密度的增加,包芯纱的弹性回复率先增加后减少;CM800线密度越小,包芯纱的弹性回复率越小;氨纶/棉、CM800/棉和棉双丝弹力包芯纱的定伸长5%和定负荷200 c N反复拉伸次数与纱线弹性回复率的关系均符合幂函数关系,且弹力包芯纱的弹性回复率随着纱线反复拉伸次数的增加而降低;CM800/棉包芯纱的弹性回复率最大,氨纶/棉包芯纱的弹性回复率最小。     

氨纶纬编导电针织物纵向电力学性能

为探讨氨纶纬编导电织物在纵向拉伸时的电力学性能,采用锦纶/氨纶包芯纱和镀银导电纱线,经提花针织圆机编织了横列数为160,纵行数分别为24、48和74的3种不同组织结构的弹性纬编导电织物,并测试了该导电织物在拉伸状态下的电阻变化,分析其组织结构与纵行数对纬编导电织物电力学性能的影响。结果表明:在沿线圈纵行方向拉伸情况下,纬编导电织物呈现的电力学性能与经编导电织物相似,且横列数相同时,纵行数越少的导电织物灵敏度越好;横列数与纵行数相同时,纬平针织物的灵敏度最好,1+1罗纹织物次之,2+1罗纹织物最差。     

针织间隔导电织物的压力电阻传感性能

为了研究针织间隔导电织物的压阻传感性能,将镀银锦纶与锦纶/氨纶包覆纱在无缝成型内衣机上进行编织,制备了3种纬编导电织物,将其与经编间隔织物结合,测试并得到了电阻随应变的变化规律,分析了导电区域面积及压缩方式对电阻-应变传感性能的影响。结果显示:压缩面呈平面时,压缩过程分为电阻随应变的增加先缓慢减小、再急速下降两个阶段;曲面压缩时,压缩过程分为电阻微弱减小、缓慢上升、急剧下降三个阶段,其中曲面压缩阶段Ⅲ和平面压缩阶段Ⅱ均具有较好的线性度和灵敏度,且前者灵敏度优于后者;当传感面积为35 mm×35 mm,且从织物横列方向进行曲面压缩电阻的测量时,传感器的综合传感性能最佳。     

超高分子量聚乙烯/聚苯胺导电针织物的应变传感性能

为制备超高分子量聚乙烯/聚苯胺复合导电纱线,以超高分子量聚乙烯（Ultra High Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE）长丝纱为基材,对其进行常压等离子体预处理后采用基于原位聚合的纱线连续导电处理方法制备了超高分子量聚乙烯/聚苯胺（UHMWPE/PANI）复合导电纱线。利用制得的复合导电纱线制备了圆筒状纬平针织物作为应变传感器,进行了传感织物的应变-电阻传感性能研究。研究结果表明：导电针织物表现出明显的应变-电阻传感性能,其电阻随应变的增大先增大,至一定值后随着应变的增大而减小。传感织物具有较高的敏感度,在应变小于20%时,其传感因子可达30以上。多次拉伸时,传感织物的传感重复性逐渐提高,拉伸3次以后,传感织物表现出良好的传感重复性。     

嵌入机织物的碳纳米管纱线应变传感性能

为研究以碳纳米管（CNT）为传感元件的智能织物的传感性能,采用嵌入方式将碳纳米管纱线与机织物结合,测试碳纳米管纱线的电阻变化率与机织物的应变关系。结果表明：实验所用的CNT 纱线的传感系数为1.02,采用5%的聚乙烯醇（PVA）溶液对其进行复合后的CNT/PVA纱线其传感系数提高到了1.43;将CNT 纱线与CNT/PVA 纱线分别沿经向和纬向嵌入平纹织物,均沿经向施加3%的应变,CNT/PVA 纱线传感系数经向为0.67,纬向为0.27,CNT 纱线传感系数经向为0.33,纬向为0.1１。改变CNT/PVA 纱线嵌入平纹的经浮长,浮长越长时织物的传感系数越高,连续6 个经浮长对应的传感系数最高为0.81;改变CNT/PVA 纱线经向嵌入平纹的长度,在一定范围内,嵌入的纱线长度越长织物的传感系数越高,将3cm 的CNT/PVA 纱线经向嵌入平纹织物经向拉伸7%时对应的传感系数约为1.07。     

涂碳纤维导电针织物的结构设计及其传感性能

为开发传感性能稳定且能满足人体穿着舒适性的织物型传感器,选择柔性涂碳导电复合丝,采用纬平和1+1罗纹针织结构制造了织物传感器的雏形。通过对导电针织物样本的反复拉伸,寻找织物电阻的变化与织物拉伸形变之间的关系,并分析导电针织物的导电和传感性能。结果表明:在拉伸力作用下,随着伸长率的增加,涂碳纤维导电针织物的电阻逐渐减小,电阻变化近似于开口向上的抛物线左侧曲线;4种导电针织物中,灵敏度最高为1.52,纬平结构针织物的灵敏度高于1+1罗纹织物,并股纱线针织物比加捻纱线针织物灵敏度高;1+1罗纹组织织物的稳定性与应力松弛特性优于纬平组织织物。     

氨伦经编针织物疲劳性试验参数的分析

对氨纶弹力针织物疲劳性能的评价目前尚无测试方法和标准.通过对经编氨纶弹力针织物疲劳性试验参数的研究与分析,讨论了织物的隔距、疲劳循环伸长、疲劳循环次数、疲劳循环速度对其疲劳性的影响及各参数对测试结果的显著性分析,得知疲劳循环伸长对弹性织物的疲劳性影响最大,而疲劳循环速度影响最小.对氨纶弹力针织物的疲劳性评价试验,可选择隔距220 mm,疲劳循环次数5 000次,疲劳循环速度60次/min条件下,测试不同疲劳循环伸长下的弹性恢复率及氨纶丝疲劳断裂根数.     

手臂监测传感器的设计与验证

文章将人体手臂分为3个区域测试不同角度下每个区域的伸长率,确定了手臂皮肤伸长变化规律最显著的区域为II,理想状态下假设服装伸长与皮肤伸长同步,所以选择在第II区域即肘关节处设计传感器。制备了6种不同组织结构,不同横列数和相同纵行数的导电织物,测试了6种织物在纵向拉伸条件下的电阻变化,得到了导电织物的电阻随应变的变化规律,分析了组织结构和横列数不同对导电织物应变-电阻传感性能的影响,结果表明:导电织物选择采用横列数250纵行数80的2+2假罗纹结构,其线性拟合度和灵敏度最好。通过手臂弯曲实验验证了该针织柔性传感器及其测试系统的可行性。     

芯丝种类对织物抗皱性及抗变形性的影响

文章采用全聚纺纺纱方式生产了JC/PET、JC/PTT、JC/SPH、JC/T400四种包芯纱和一种纯棉纱,利用这五种纱线织造了规格相同的五种机织物。分别利用客观与主观评价法,评价织物的抗皱性及平整度等级,同时测试了织物的拉伸弹性回复率,以研究芯丝种类对织物抗皱性及抗变形性的影响。结果表明:芯丝的加入可以改善纯棉织物的平整度;长丝的初始模量、弹性影响织物的抗皱等级,SPH的初始模量最高、T400的弹性回复性最好,因此JC/SPH和JC/T400包芯纱织物抗皱等级最高,可以达到3. 5级;且这两种长丝的表面均有沟槽,截面为异形,起到毛细管作用,其织物具有较好的吸湿排汗作用,是开发高保形免烫衬衫面料的理想选择。     

交织对无缝内衣面料结构与伸缩性的影响

本文选择了cooldry吸湿速干涤纶、Thermolite保暖涤纶和Tencel再生纤维及氨纶/锦纶弹力包芯纱分别为面纱和地纱,采用平纹添纱组织和N6上机密度设计与织造了4组16种交织物。对织物的纵横向密度、平方米重及厚度,拉伸伸长率及弹性回复率进行了测试与分析,并采用一元方差分析了交织对无缝内衣面料结构规格与伸缩性影响的显著性。结果表明,交织对织物纵横向密度、平方米重及厚度,拉伸伸长率影响均十分显著,对织物弹性回复率影响不显著;织物密度、单米重、厚度及拉伸率较大的交织方式为：面纱、地纱均为弹力包芯纱与非弹力纱间隔1根排列,或织物面纱为非弹力纱,地纱为弹力包芯纱。其研究结果对无缝内衣的设计与开发具有一定的参考价值。     

纺纱方式对织物抗皱性能及拉伸弹性的影响

为开发天然抗皱免烫衬衫面料,探讨纺纱方式对拉伸弹性及抗皱性的影响,用聚酯(PET)长丝与纯棉纱通过全聚纺、全聚纺包芯、全聚赛络纺包芯、全聚赛络纺双丝包芯、全聚纺包芯合股5种纺纱方式,开发了5种线密度为14.8 tex的纱线,并织造了相同规格的5种织物,对织物的抗皱性、尺寸稳定性、刚柔性、拉伸变形性等进行测试与分析。 结果表明:纤维的急弹性变形比例、初始模量越大,织物的弹性及折皱回复性越好;纱线的毛羽少、表面光洁、条干均匀、初始模量大,则织物抗皱性好;全聚赛络纺包芯纱、全聚纺包芯双合股纱的抗皱性、尺寸稳定性、拉伸弹性回复性均较好,织物的外观平整度均为3.5级;全聚赛络纺包芯纱比全聚纺包芯纱双合股纱生产流程短,成本低,更适合用于开发高保形免烫衬衫面料。     

基于导电纤维针织物的柔性传感器研究

本文以4种镀银纱纬编针织物为试样,测试了其单向拉伸时的导电性能,考察了拉伸性能对其电阻的影响。研究结果表明,在小应变的情况下,电阻与其应变成线性关系;竖条纹双罗纹针织物的灵敏度最大,横条纹双罗纹针织物的次之,镀银纱纬平针织物的最小;纱线间接触电阻的变化是引起纬平针织物电阻变化的最关键因素;将双罗纹织物重复拉伸来模拟心跳信号,结果显示电阻能基本稳定在一个值上,可以满足传感器稳定性的要求。     

聚苯胺涂层经编织物的应变传感性能及其在呼吸监测中的应用

为制备呼吸监测智能服装用针织结构柔性传感器,首先通过等离子体对双经平结构的涤纶经编织物进行预处理,然后利用原位聚合法进行导电处理,分析了导电经编织物的微观结构与导电性能、应变–电阻传感性能,并探讨了其在呼吸监测智能内衣中的应用。结果表明:原位聚合法导电处理可赋予涤纶经编织物良好的导电性能,织物的电阻率较未处理时降低了约11个数量级;导电经编织物具有良好的应变–电阻传感性能,往复拉伸后电阻变化保持稳定,在6％和10％的应变条件下,其敏感因子分别为6和4左右;导电经编织物传感器具备良好的人体呼吸监测能力,不仅能记录呼吸的发生,还可监测呼吸的频率及强度。     

线圈转移对导电弹性针织柔性传感器的电-力学性能影响

为了理论指导弹性纬平针织物柔性传感器的设计,本文基于针织物的线圈结构对导电镀银纱弹性针织物的电-机械性能建立了电阻六角模型,并研究了电阻和导电针织物张力的关系,通过求解导电针织物电路方程组得到其等效电阻。研究结果表明：导电针织物电路是综合串联和并联的复杂电路网;沿纵行方向,它是一个并联电路;沿横列方向,它是一个串联电路。为了简化计算过程,只需要计算m横列╳1纵列线圈的等效电阻。从理论分析和实验研究可得,线圈纱段转移引起了导电弹性针织柔性传感器的电阻变化,并且是引起传感器灵敏度的关键因素;针织物的电阻随应变的增加而线性增加。此外,接触电阻、织物结构和纱线伸长也影响针织物传感器的性能。     

Effect of weft density and percentage of stainless steel fiber content of weft yarn on electrical properties of woven fabric strain sensors

Textile-based strain sensors have been used in smart textiles frequently. In this study, effect of percentage of stainless steel fiber of spun yarn (i.e. 28 and 40%) and weft density (i.e. 14, 18, and 22 per cm) of conductive yarn on performance and sensitivity of woven fabrics strain sensor under tensile cyclic loading in 3 mm elongation and also behavior of woven fabric strain sensors under simple tensile loading, was studied. Our finding showed the interaction between weft density and percentage of conductive fiber of spun yarns on performance and sensitivity of strain sensors under cyclic loading. Samples prepared by conductive yarns with 40% stainless steel fiber showed no clear cyclic variation in 18 and 22 weft per cm. This trend for samples woven with conductive yarn with 28% stainless steel fiber was only observed in 22 weft per cm. All samples showed the same trend of resistance variation during simple tensile loading, although the level of resistance variation was different. The slope of resistance variation during tensile cyclic loading confirmed plastic deformation of samples. Finally, by comparing the sensitivity of strain sensors during cyclic loading no obvious advantage was obtained for samples woven with conductive yarn with 40% stainless steel fiber compared with samples woven with conductive yarn with 28% stainless steel fiber.     

全真丝纬向弹力机织物的设计与分析

全真丝纬向弹力机织物的弹力主要利用强捻纬线的捻度释放来形成。只要将经纬紧度、经纬密度、织物组织、丝线排列方式及工艺合理配置，均可形成较为理想的纬向弹力织物。对试织的单层和双层多风格弹力绸的测试表明，设计织物的弹力均能达到中低弹水平。     

膨体弹力真丝的结构及性能

介绍了膨体弹力真丝的形成原理和机加工方法，并对膨体弹力真丝及其织物进行了性能测试。测试结果表明，膨体弹力真丝具有显著的弹性伸长量和回复量，良好的膨松性与卷曲性，其织物具有较强的膨松性与毛型感，与普通真丝织物相比，具有明显的弹性与韧性。