[发明专利]一种压力感知智能织物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种压力感知智能织物及其制备方法和应用，涉及智能织物技术领域。本发明提供的压力感知智能织物在受外力压迫时，其中的压敏材料发生形变，导致电阻发生变化，与第一导电纱线和第二导电纱线形成回路，使输出信号发生变化；而当外力撤去后，压敏材料在自身应力作用下恢复至初始状态，材料电阻恢复至初始值，实现智能压力感知。而且，本发明采用全织物柔性基底、导电纱线固定排布在柔性基底上，结合点状或长条状压敏材料的设计形式，使压力感知智能织物具有透气、柔软和可水洗的优点。本发明提供的压力感知智能织物在智能可穿戴领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及智能织物技术领域，特别涉及一种压力感知智能织物及其制备方法和应用。

背景技术

智能织物是赋予普通织物功能性使其能与用户或环境进行相互作用的新型纺织品，需要融合传感、驱动、电子等因素对纺织品进行创新，目前已成为健康监护、生物医学、军事和航空航天等领域的研究重点与热点。

导电纺织品会因施加外力所致的变形产生电特性改变，这一特性被用来制备纺织力学传感器和应变传感器。发明专利CN101479582 B公开了一种纺织力学传感器，用于检测织物的扭曲和所受压力、张力等；发明专利CN201610662722.2公开了一种基于压敏材料的柔性智能织物传感器及其制备方法，可实时检测使用者睡眠时身体体征状况。但是这些智能织物透气性和柔韧性较差，导致智能织物不具备服用舒适性；并且不能进行洗涤护理。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种压力感知智能织物及其制备方法和应用。本发明提供的压力感知智能织物具有柔软、透气和可水洗的优点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种压力感知智能织物，包括第一柔性织物基底层、第二柔性织物基底层和固定在所述第一柔性织物基底层和第二柔性织物基底层之间的压力感知层；

所述压力感知层包括若干第一导电纱线、压敏材料和若干第二导电纱线；所述若干第一导电纱线固定在第一柔性织物基底层的内侧表面，外接第一导电纱线电极；所述若干第二导纱线固定在第二柔性织物基底层的内侧表面，外接第二导电纱线电极；所述若干第一导电纱线和若干第二导电纱线交叉成矩阵方式排列；所述压敏材料以条状形式覆盖在第一导电纱线和/或第二导电纱线上，或以点状形式分布在第一导电纱线和第二导电纱线的矩阵交叉点上。

优选地，所述第一柔性织物基底层和第二柔性织物基底层独立地包括机织物、针织物或非织造无纺布；所述第一柔性织物基底层和第二柔性织物基底层的极限氧指数LOI独立地不低于28、拒水等级独立地为4级以上。

优选地，所述第一导电纱线和第二导电纱线独立地包括石墨烯导电纱线、纳米银离子导电纱线或聚吡咯涂层导电纱线；所述第一导电纱线和第二导电纱线的极限氧指数LOI独立地不低于30。

优选地，所述压敏材料为吸附有炭黑粒子的聚烯烃薄膜；所述聚烯烃薄膜由乙烯和/或丙烯经高压聚合得到，所述炭黑粒子的粒径为15～30nm。

优选地，所述第一柔性织物基底层和第二柔性织物基底层未固定导电纱线的外侧表面还固定有柔性保护层；所述柔性保护层独立包括EVA胶膜、PA胶膜、PES胶膜或TPU胶膜。

本发明提供了以上技术方案所述压力感知智能织物的制备方法，包括以下步骤：

将若干第一导电纱线固定于第一柔性织物基底层的内侧表面；

将若干第二导电纱线固定于第二柔性织物基底层的内侧表面；

将压敏材料以长条状或点状形式固定在第一导电纱线和/或第二导电纱线上；

将固定有导电纱线和压敏材料的柔性织物基底层与固定有导电纱线的柔性织物基底层相对放置并固定在一起，所述相对放置使第一导电纱线和第二导电纱线交叉成矩阵方式排列，点状压敏材料分布在矩阵交叉点上；