一种纬编横机针织品智能发热的方法与流程

本发明涉及纬编横机针织品，更具体地说，涉及一种纬编横机针织品智能发热的方法。
背景技术：
：保暖发热产品在市场上已有广泛的开发，主要分为以下四种类型：一、暖手宝类(铁氧化产生热量)，这类是一种日常的发热产品，通过铁的氧化过程释放热量，这种加热产品温度不能控制、容易烫伤皮肤以及一次性的缺陷限制了这类产品的应用和发展；二、电气石类(人体体温激发，自发发热)，这类产品是通过接触人体体温受到激发，自发地产生热量的电气石类产品。然而，复杂的制作工艺和相对昂贵的价格阻碍了这类产品的开发；三、电热毯类(内部导电丝通电发热)，此类产品是织物内部插入金属导电丝，通电后由导电丝自身电阻发热的电热毯类，这类产品具有释放电磁辐射、浪费能源、极易造成触电伤害的缺点，尽管经过改良，配有完善后的温度控制器，但金属导电丝为主要加热元件仍是问题本身的来源，且此类产品不可折叠、不可水洗、不宜携带；四、红外线类(碳纤维远红外辐射发热)，这类是碳纤维远红外发热产品，这类产品使用碳纤维制造或表面涂覆。电子纺织品是一种含有电子设备的面料，在人体监测，可穿性计算(如情景感知，医疗监控和军事服装)及大面积传感网络上有着很广泛的潜在应用。热功能性在可穿式电子纺织品里是一个重要的主题，它意味着健康、安全和耐极端环境。这些具有热功能性的智能纺织品将被应用于各种领域，如医疗，军事，体育等等。但是大多产品具有性能不稳定，成本高的缺点，并且没有系统的研究基础。尤其在可穿着电子发热服装方面，大多数产品都是仅仅附加一个加热层，例如是一块导电纤维或金属材料，或者采用发热导电面料与 正常织物拼缝起来的方法来形成一块电子回路，其中有一块发热区域，此类产品不仅会产生额外的人工进行上述拼缝或者黏贴操作，而且无法实现将发热功能融入一块完整的纺织产品中、并可以进行多次水洗而保持发热功能的稳定和完整。现有技术中发热功能的实现仍然依赖于附加的加热层、发热导电面料的选择和搭配，但是附加层的耐用性、耐水洗性以及其本身的厚度和较差的舒适性限制其广泛使用。技术实现要素：本发明要解决的技术问题之一在于，解决现有技术中发热织物需要额外附加加热层或者发热导电面料、及其耐用性，舒适性和水洗性能差等问题。本发明要解决的技术问题之二在于，解决现有技术中缺少科学的导电纱线的筛选测试方法、无法实现导电纱线和其他材料并用从而准确形成所需电阻等问题。本发明解决上述问题的技术方案是：提供一种纬编横机针织品智能发热的方法，所述纬编横机针织品含有镀银导电线，所述镀银导电线直接参与所述纬编横机针织品的织制，在目标部位形成发热区域，在所述发热区域内根据不同含银量和形成不同的表面电阻，形成不同的总电阻。在外接电池供能的情况下在发热区域将电能转换为热能。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，单独使用所述镀银导电线织造所述纬编横机针织品，或者，结合导电线和非导电纱线通过纬编横机织造形成所述纬编横机针织品。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，镀银导电线直接参与所述针织品发热区域的织造，使得在所设计位置内具有一定的含银量，同时在所述位置形成一定的表面电阻(SheetResistance)，此表面电阻与含银量共同形成发热区域(40)内的总电阻在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，所述镀银导电线使用如下测试方式中的至少一种进行筛选：1)化学成分测试；2)外貌测试；3)电阻分析测试；4)导电稳定性能测试；5)机械性能测试；6)摩擦测试；7)水洗测试；8)耐高温测试；9)抗腐蚀测 试；以实现发热区域内的不同含银量和不同的表面电阻，以达到目标电阻，并保证所述纬编横机针织品舒适轻便，具有稳定的水洗性能和耐用性。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，所述化学成分测试包括所述镀银导电线的镀银层的成分分析和银含量的检测。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，所述外貌测试包括使用电子显微镜观察所述镀银导电线的镀银层的形态和所述镀银导电线的组成形态。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，所述电阻分析测试包括测量单位长度内所述镀银导电线的电阻。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，所述导电稳定性能测试包括测试单位长度内所述镀银导电线的是否能正常导电。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，所述机械性能测试包括测试所述镀银导电线受到外界拉力产生伸长形变后，其导电性能的稳定性。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，所述摩擦测试包括测试所述镀银导电线受到不用程度的摩擦后，单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观察其表面镀银层的形态变化，以确保所述智能发热纬编横机针织品的耐磨性能。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，所述水洗测试包括测试所述镀银导电线不用程度的水洗后，单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观察其表面镀银层的形态变化，以确保所述智能发热纬编横机针织品的耐水洗稳定性能。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，所述耐高温测试包括测试所述镀银导电线随温度的升高，单位长度内的电阻变化，以确保所述智能发热纬编横机针织品在不同环境下，保持相对稳定的发热性能。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，所述抗腐蚀测试包括测试所述镀银导电线在不同浓度的氯化钠溶液浸泡后，单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观察其表面镀银层的形态变化，以确保所述智能发热纬 编横机针织品在实际贴身穿着过程中，对汗液等具有一定的耐腐性能。在本发明提供的纬编横机针织品智能发热的方法中，所述纬编横机针织品与电池、电子控制系统连接，控制所述发热区域产生热量。实施本发明的有益效果在于：1)纬编横机针织品供电后可发热，温度可以由电子控制系统控制，以达到不同的温度需求；2)也可根据产品要求设计在所述一片完整的智能纬编横机针织品中的发热面积和发热区域，使得能源利用率得到提高，并节省了额外黏贴或缝合发热层的成本；3)可水洗次数大于十次，依然保持较好稳定的发热性能。4)鉴于镀银导电纱线和非导电纱线柔软的特点，使得此种发热纬编横机针织纺织品具有柔软舒适的优点；5)无需额外缝合或黏贴来形成导电、发热及整体线路，使得发热区域能够正常发热，并同时使得所述智能纬编横机针织品更加轻薄舒适，具有更广泛的运用前景和潜质市场。附图说明下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：图1为本发明纬编横机针织品所用导电线较佳实施例的结构示意图；图2为本发明纬编横机针织品第一较佳实施例的结构示意图；图3为本发明纬编横机针织品第二较佳实施例的结构示意图；图4为电子显微镜下镀银导电线的镀银层的形态图；图5为电子显微镜下镀银导电线的组成形态图；图6为电阻分析测试结果图；图7为导电稳定性能测试结果图；图8为机械性能测试结果图；图9为摩擦测试导电性能结果图；图10为摩擦测试电子显微镜观察图；图11为水洗测试结果图；图12为耐高温测试结果图；图13为抗腐蚀测试结果图；图14为纬编横机针织品的结构图；图15为纬编横机针织品的发热图；图16为不同密度纬编横机针织品在不同电压下发热后其电阻变化情况图之一；图17为不同密度纬编横机针织品在不同电压下发热后其电阻变化情况图之二；图18为纬编横机针织品的一种发热应用图。具体实施方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。现有的发热服装为了实现发热功能，通过附加一个加热层例如导电纤维或金属材料，或者采用发热导电面料与正常织物拼缝起来的方法形成发热区域，但是此种产品发热性能不稳定，因为该类产品使用的导电纱线没有经过系统的选择，导电纱线与其它纱线之间的搭配更加没有进行优化，所以很难实现发热过程的准确控制。本发明的主要创新点在于：系统的了解镀银导电线的质量和性能，选择合适的镀银导电线，直接将镀银导电线用于纬编横机针织品的织造，无须任何缝合方法即可形成发热区域，并对镀银导电线与其它纱线之间的搭配制成纬编横机针织品的方法、针织品效果予以准确评价，全面提升纬编横机针织品稳定性和耐用性，所述智能纬编横机针织品更加轻薄舒适，具有更广泛的运用前景和潜质市场。本发明选用了9种不同镀银导电线，从不同的生产市场上被随即挑选出来，具体如表1所示。表1镀银导电线种类样品产地规格特克斯Tex(g/km)样品1无锡46.47样品2青岛15.56样品3绍兴22.22样品4德国2.2样品5德国47样品6上海15.56样品7韩国15样品8厦门15.56样品9上海15.56在本发明的实施例中，可发热镀银导电线为一种镀银导电线，图1示出了本发明镀银导电线的结构示意图，如图1所示，在非导电纺织品的外表面镀银，使其具有导电性能。图2示出了本发明纬编横机针织品第一较佳实施例的结构，如图2所示，单独使用导电线20织造纬编横机针织品10，由使用的导电线20表面已经有镀银，导电线20所在区域即形成发热区域40，发热区域40根据含银量不同和区域内不同的表面电阻，形成不同的电阻，在外接电池供能的情况下在发热区域40将电能转换为热能。图3示出了本发明纬编横机针织品第二较佳实施例的结构，如图3所示，导电线20和非导电纱线30结合使用，通过纬编横机织造形成纬编横机针织品10，导电线20所在区域即形成发热区域40并在发热区域40可以形成不同的电阻，在外接电池供能的情况下在发热区域40将电能转换为热能。另外，需要说明的是，具有不同含银量的导电线20也可以结合使用，通过导电线20的优化选择，不同含银量的导电线20搭配来生产具有不同发热效果的产品。纬编横机针织品10与电池、电子控制系统连接，控制所述发热区域40产生热量本发明镀银导电线的筛选测试方法使用如下测试方式中的至少一种：1)化学成分测试；2)外貌测试；3)电阻分析测试；4)导电稳定性能测试；5)机械性能测试；6)摩擦测试；7)水洗测试；8)耐高温测试；9)抗腐蚀测试。实施例1化学成分测试分析镀银导电线的镀银层的成分，并测定镀银层的银含量。使用红外光谱分析镀银层的成分，确定镀银导电线的导电性来自于表面的镀银层，而非 来自其他金属元素，因为在纺织应用行业，含有其他重金属元素，将对使用者的身体健康有害。使用扫描电镜EDS的色散谱检测镀银层中的银含量，银含量超过50％时，被认为具有良好的导电性能。实施例2外貌测试在电子显微镜下，观察镀银导电线的镀银层的形态和镀银导电线的组成形态。图4示出了电子显微镜下镀银导电线的镀银层的形态，如图4所示，较佳的镀银层应当均匀、致密，只有如此才能使其具有良好的导电性能。图5示出了电子显微镜下镀银导电线的组成形态，如图5所示，通过电子显微镜对镀银导电线形态结构的观察，发现其形态结构可以分为三种：1.由镀银导电纤维和非导电纤维混纺组成；2.由单根镀银导电纤维组成；3.全部由镀银导电线组成。图5中1、2、3分别示出了此三种形态结构。通过对其不同形态结构镀银导电线的电阻测试，发现通常由单根镀银导电线组成的导电线电阻不稳定，容易出现开路。其次，由导电和非导电纤维混纺而成的纱线，电阻也较容易出现偏差，导电性能不稳定。而全部由多根导电纤维组成的镀银导电线导电性能最稳定。实施例3电阻分析测试分别测量样品1-9单位长度内镀银导电线的电阻，测试的单位长度为10厘米，单位为：欧姆/cm，每种测量样品的样本量为50，图6示出了电阻分析测试结果图，如图6所示，随着测量次数的增加，若导电性能越不稳定，则其纪录线波动越大；反之，若导电性能越稳定，则其纪录线波动越小。其中，认为前后波动不超过平均数值30％被认为为导电性能稳定。实施例4导电稳定性能测试测试单位长度内镀银导电线的是否能正常导电，图7示出了导电稳定性能测试结果图，如图7所示，测试的单位长度是10cm、20cm、50cm、100cm，随着测量样本长度的增加，镀银导电线开路(镀银导电线失去导电能力)的可能性明显增加。其中，认为在测量样本长度为100厘米时，镀银导电线的开路情况低于10％时，具有稳定的导电性能。实施例5机械性能测试测试镀银导电线受到外界拉力产生伸长形变后其导电性能的稳定性，图8示出了机械性能测试结果图，如图8所示，样品7由于镀银层与非导电纺织品之间的结合力差，其电阻随着伸长变化出现波动；样品1、3、9电阻随着伸长变化幅度过大；样品2、4、5、6、8在拉伸过程中具有较稳定的导电稳定性。其中，认为当拉长长度达到30％时，其变大电阻变化不超过300％的样品，被认为具有良好稳定的导电性能。实施例6摩擦测试测试所述镀银导电线受到不用程度的摩擦后，单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观察其表面镀银层的形态变化，图9、10示出了摩擦测试结果图，如图9所示，分别经过摩擦断裂圈数(纱线与1000mu沙纸摩擦至断所需的圈数)的A)四分之一，B)二分之一，C)四分之三后，继续能够导电，并且单位电阻变大未超过150％，被认为为具有良好的耐磨性能。如图10所示，具有较佳耐磨性能的，镀银层基本完好；耐磨性能较差的(例如样品7)，镀银层被剥落。实施例7水洗测试测试镀银导电线不用程度的水洗后，单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观察其表面镀银层的形态变化。图11示出了水洗测试结果图，如图11所示，实验对象为样品8，分别经过不同程度的水洗：1.洗10遍，2.洗20遍，3.洗30遍。其中，经过家庭水洗30遍后，还具有顺畅的导电性能，单位长度内，电阻变大不超过100％的，被认为具有良好的耐水洗性能。实施例8耐高温测试测试所述镀银导电线随温度的升高，单位长度内的电阻变化。图12示出了耐高温测试结果图，如图12所示，单位长度的样品1-10的电阻都随温度的升高而变大。其中从－60℃到60℃过程中，样品5变化对小，样品9变化最大。其中，从温度－60℃到60℃过程中，单位电阻大小不超过10％，则被认为为在不同温度下，具有较为稳定的导电性能。但根据不同的运用目的，例如此镀银导电线被运用为温度传感器时，其选择标准则会不同，需要根据产品目的作出选择。实施例9抗腐蚀测试测试所述镀银导电线在不同浓度的氯化钠溶液浸泡后，单位长度内的电阻变化和/或电子显微镜观察其表面镀银层的形态变化。将镀银导电线置于质量分数为0.5％-5％不同浓度氯化钠溶液中不同时间，测量其单位长度内电阻的变化，同时也通过电子显微镜观察其表面镀银层的变化，以评价其抗腐蚀性能，图13示出了抗腐蚀测试结果图，如图13所示，微观下的表面具有白色颗粒结构(氯化银)，说明其镀银层已经出现被腐蚀的现象。同时，测量单位长度内的电阻，样品在5％氯化钠溶液中浸泡100小时后，仍然保持导电性能，其单位电阻改变不超过300％被认为具有良好的耐腐蚀导电性能。实施例10应用筛选出的镀银导电线将会和不同材料的纱线结合，研究其发热性能，从而得到最好的优化配比，制成纬编横机针织品的发热纺织品。图14示出了纬编横机针织品的结构图，如图14所示，镀银导电线分别与羊毛b)，腈纶c)和棉d)纱线织制成相同结构密度的单面平纹针织发热面料，图14a为织物结构示意图，图15示出了纬编横机针织品的发热图，如图15所示，测试不同纬编横机针织品在相同电压环境下，可达到的不同温度，以得到最优配比。筛选出的镀银导电线和羊毛在相同单面平纹针织发热面料，在不同密度下的电阻不相同，发热量也具有明显区别，图16、17示出了不同密度纬编横机针织品的发热图，如图16所示，密度为经向12根/厘米&纬向9根/厘米的纬编横机针织品在不同电压(5伏，10伏15伏)下的发热量。如图17所示，密度为经向8根/厘米&纬向7根/厘米的纬编横机针织品在不同电压(5伏，10伏15伏)下的发热量。此外，通过上述方法筛选出的镀银导电线，可以单独编织而成纬编横机针织品，也可以和非导电材料一起编织而成纬编横机针织品，然后纬编横机针织品与电池和电子控制系统连接，控制其产生热量。制成的发热纺织品可以有不同的用途，比如保暖、治疗。例如，将有镀银导电线和非导电纱线一起织制而成的发热面料作为冬天夹克的里料，能起到保暖的作用。图18示出了纬编横机针织品的发热应用图，如图18所示，此发热面料的发热区域设计 在女士裙装的腹部位置，对于女性痛经能起到一定治疗作用。当前第1页1 2 3