一种基于纺织结构的透气型电容式柔性阵列压力传感器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114808241A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210336462.5(51)Int.Cl.(22)申请日2022.03.31D03D15/533(2021.01)D03D15/40(2021.01)(71)申请人魏桥纺织股份有限公司D03D15/56(2021.01)地址256200山东省滨州市邹平市邹平经D03D13/00(2006.01)济开发区魏纺路1号D03D11/00(2006.01)申请人山东魏桥纺织科技研发中心有限公D06C9/02(2006.01)司D06L1/00(2017.01)魏桥国科（滨州）科学工程产业技术D03D15/547(2021.01)研究院有限公司D03D15/25(2021.01)(72)发明人张红霞王杰赵静吕治家D03D15/275(2021.01)马桂霞D03D15/258(2021.01)D06C7/02(2006.01)(74)专利代理机构济南凳凳知识产权代理有限公司37386A61B5/0205(2006.01)专利代理师罗如意A61B5/11(2006.01)G01L9/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种基于纺织结构的透气型电容式柔性阵列压力传感器及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种基于织物的透气型电容式柔性阵列压力传感器及其制备方法，属于织物传感器技术领域。本发明通过关键纺织生产技术一次织造了阵列式织物传感器，突破了现有织物传感器的制备技术，即在织物上直接印刷、沉积导电材料制备电极进行组装制备；用此方法制备织物传感器极大提高了生产效率并为实现低成本大规模批量化生产提供了基础。同时，制备的阵列式织物传感器具有蜂窝状的介电层结构，这一点为提高织物传感器的灵敏度发挥了重要作用。另外，阵列式的织物传感器结构，不但增大了检测范围，而且还进一步识别压力分布，提高了对区域范围内压力分布的检测。该方法制备的传感器为柔性体，可折叠弯曲，且轻便透气，提供良好的使用体验。该方法为智能纺织品制造提供了新的契机。CN114808241ACN114808241A权利要求书1/1页1.一种织物传感器的制备方法，该传感器结构包括含有导电纱线的传感层和具有蜂巢结构的介电层，多层结构为一次织制而成。制备该传感器具体包括以下步骤：(1)传感器的组织设计为多层结构，通过组织结构设计使导电纱线作为纬纱通过与经纱交织在多层面料的上下层，中间层使用膨体纱线或是弹性纱线与天然纤维或化学纤维交织形成介电层；传感器上下层的导电层采用平纹组织，因平纹组织更加紧密，可以增加电容面积；传感器中间层采用的为蜂巢结构组织，可更好的将支撑介电层，同时结合膨体纱线的使用，具有更加蓬松柔软的性能；(2)将所述步骤(1)得到的织物传感面料在染整加工环节采用短流程轻漂工艺加工，以避免对柔性导电纱线产生损伤，同时缩短加工流程；染整加工的过程为：烧毛、退浆、烘干、过软、拉幅定型、预缩；(3)将所述步骤(2)得到的处理传感面料经过电路设计，封装以及热压过程，得到最终的织物传感器；所述步骤(2)中优选的染整加工过程如下：烧毛采用气体烧毛机，退浆采用退浆酶退浆，烘干采用汽蒸方式，拉幅定型采用拉幅定型机。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于导电纤维为镀有导电物质的纤维材料，包括导电发光纤维、不锈钢纤维长丝、碳纤维长丝、银纤维长丝或石墨烯纤维。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中导电纤维与普通纱线的织造比为1:1。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中导电纱线的用量为30～70％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，传感器三层之间均匀添加结接组织进行固接，可以使面料更加平整，也可根据使用需求不添加结接组织，剪裁时为三层为独立平整面料。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的处理方法如下烧毛火焰温度为500～700℃，车速为60～90m/min；退浆方法选择酶退浆法，退浆酶为α‑淀粉酶，包括胰淀粉酶和细菌淀粉酶，退浆时间为3～5min；烘干采用汽蒸烘干的方式，汽蒸温度为95～100℃，烘干速度为50～70m/min；拉幅定型温度为75～85℃，车速为40～60m/min。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的组装过程经过电路设计，热压，热压温度为100～130℃，压力为0.1～0.3MPa。8.权利要求1～9任一项所述制备方法得到的织物传感器，其特征在于，所述织物传感器包括依次设置的导电传感层、弹性层和导电传感层；所述导电传感层的导电纤维于普通纱线成比例交织，且织物传感器具有良好的拉伸性能和恢