导电针织面料在微小压力下的压阻性能研究.doc

——————————————————————————————————————————————— 导电针织面料在微小压力下的压阻性能研究 2014年第9期针织技术 导电针织面料在微小压力下的 压阻性能研究 衣卫京，郑嵘，顾远渊 （北京服装学院服装艺术与工程学院，北京100029） 摘要：碳系导电复合材料涂覆到针织面料后形成的导电针织面料具有明显的压阻性能，可以用作柔性压力或应变传感器的灵敏元件，本文研究了该导电针织面料在受到较小压力时的压阻性能，并探讨了不同的结构和测试条件对其压阻性能的影响。结果表明：在0～3kPa的压力范围内该导电针织面料的压力与电阻关系呈现非常好的线性关系，且在重复测试时具有良好的重复性；改变针织面料表面的涂层，压力测量能在更宽的范围内调整。该面料可以用于智能服装、柔性人台等的压力测量。 关键词：导电针织面料；压阻性能；碳系导电复合材料；压力传感器；智能服装；服装压力 中图分类号：TS186.2文献标志码：B文章编号：1000-4033（2014）09-0012-03 ThePiezo-resistivePerformanceofConductiveKnittedFabric underSmallPressure ＹｉＷｅｉｊｉｎｇ，ＺｈｅｎｇＲｏｎｇ，ＧｕＹｕａｎｙｕａｎ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦａｓｈｉｏｎＡｒｔａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦａｓｈｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｋｎｉｔｔｅｄｆａｂｒｉｃｗｉｔｈｃａｒｂｏｎｂａｓｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｈａｓｇｏｏｄｐｉｅｚｏ－ｒｅｓｉｓｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｒｓｔｒａｉｎｓｅｎｓｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｐｉｅｚｏ－ｒｅｓｉｓｔｉｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｋｎｉｔｔｅｄｆａｂｒｉｃｕｎｄｅｒｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｍａｌｌｐｒｅｓｓｕｒｅｓａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｆａｂｒｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｔｅｓｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｋｎｉｔｔｅｄｆａｂｒｉｃ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔthereisａｖｅｒｙｇｏｏｄｌｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｒｅｓ鄄ｓｕｒｅａｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｆａｂｒｉｃoｎｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆ０～３ｋＰａｌｅｖｅｌ，ｗｈｉｃｈａｌｓｏｈａｓａｇｏｏｄｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉ鄄ｔｙ；ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｔｅｓｔｉｎｇwillhaveamuchwideradjustableｒａｎｇｅｉｆｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｋｎｉｔｔｅｄｆａｂｒｉｃ．Ｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｆａｂｒｉｃｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｐｒｅｓｓｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｓｍａｒｔｃｌｏｔｈｉｎｇａｎｄｓｏｆｔｍａｎｉｋｉｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＫｎｉｔｔｅｄＦａｂｒｉｃ；Ｐｉｅｚｏ－ｒｅｓｉｓｔｉｖｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ＣａｒｂｏｎＢａｓｅｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ＰｒｅｓｓｕｒｅＳｅｎ鄄ｓｏｒ；ＳｍａｒｔＣｌｏｔｈｉｎｇ；ＧａｒｍｅｎｔＰｒｅｓｓｕｒｅ 随着对智能服装的研究越来 越深入，对各种测量及执行元件， 如传感器、驱动器以及中央处理器 等柔性化的需求也越来越大［１］。压 力传感器作为一个在各行各业都 有广泛应用的元件，在智能纺织服 装领域中，以棉、毛、丝、麻及各种 化纤为原料的服装，尤其是运动服装、袜子在穿着时的压力测量需求更加旺盛。但在目前很少有能够与服装材料的柔性相适应的产品，特别是兼具柔性及小压力测量并可重复使用的压力传感器。Ｔｅｋｓｃａｎ、们的广泛使用［２－３］，尤其是不能满足服装及柔性人台等在动态下的压力测量需求。碳系导电复合材料在导电颗粒处于逾渗阈值时具有明显的压阻效应，可用于开发柔性压力传感器，然而它所能测量的压力范围远远超过服装压力范围，因此，急需研究能够满足服装压力范Ｎｏｖｅｌ及气囊式压力传感器等可以被用于小压力的测量，但是高昂的价格及复杂的校准工序限制了它 基金项目：北京服装学院校内科研项目（2012A-01）。 作者简介：衣卫京（1980—），男，讲师。主要从事功能材料、智能服装、针织产品的开发与性能研究工作。 ·1