不同組織結構導電織物的導電性能分析

鄧茜茜，王 卓，胡田田，楊瑞華

(江南大學，江蘇 無錫 214122)

1 引言

隨著生活方式的改變和收入水平的提高，人們越來越崇尚個性化的生活，對紡織品的要求也逐漸從具備一定實用性擴展到具備美觀性、功能性，以及環保、智能等要求。導電紡織品作為一種功能性紡織品，具有很大發展前景，導電紡織面料已經在醫用、電磁屏蔽、傳感器、特殊工作服等領域得到實際應用[1，2]。

目前表征織物導電性能的主要指標是織物的表面電阻率或電導率。周存等人[3]對其自制的超疏水導電聚酯織物進行了表面電阻的測試，探究不同處理工藝對于織物導電性能的影響。俞儉等人[4]測試了聚苯胺整理羊毛織物的導電性，而織物的導電性能在實際應用中又轉換為電磁屏蔽性能、防微波輻射性能等。閆鑫鑫等人[5，6]研究了不銹鋼纖維紗的結構對織物電磁屏蔽性能的影響，結果表明毛羽越多的紗線結構，該織物的電磁屏蔽性能越好。姜偉等人[7]對防微波輻射混紡織物的生產工藝與性能測試進行了研究，分析了金屬纖維含量對織物防微波輻射性能的影響，認為織物的屏蔽效能隨著金屬纖維含量的增加而增大，但當含量超過一定比例后，織物的屏蔽效能反而減小。張麗娟[8]分析了織物厚度對防電磁輻射紡織品屏蔽效能的影響，結果表明，其他條件相同時，織物厚度越大，屏蔽效果越好。蘇宇等人[9]探討了常見抗電磁輻射織物的品種和優缺點，認為采用新型防輻射纖維增強屏蔽效果以及將新型納米材料技術應用于防電磁輻射領域是未來發展的方向。

織物組織形式及其經緯密度是織物重要的結構參數，導電織物的組織形式及其經緯密度會影響織物的服用舒適性及導電性能，為了進一步探究織物組織結構對其導電性能的影響，本文采用同種導電紗線設計平紋、斜紋、緞紋三種組織并制成織物，對比分析其導電性能，研究不同組織結構的織物導電性能。

2 實驗

2.1 織物組織設計

圖1 織物1經緯交織示意圖、組織圖和實物圖

圖2 織物2經緯交織示意圖、組織圖和實物圖

圖3 織物3經緯交織示意圖、組織圖和實物圖

2.2 織物導電性測試方法

如圖4所示，在被測試織物中選取平行于經向/緯向且組織結構穩定(沒有松散，較少歪斜)的10 cm的距離，將萬用表的兩根表筆接觸織物表面，讀取測試數據。隨機取樣測試10次，最終結果取平均值。

圖4 織物導電性測試方法

3 結果與分析

表1測試結果表明經密比緯密大時，緯向方向測得的平均電阻高于經向方向。這是因為經密大于緯密，則相同長度的一根緯紗比一根經紗上有更多的交織點。通上電流時，更多的交織點意味著更多的分流支路，當總電壓相同的條件下，干路上分到的電流就越少，測試兩點間的電阻越大。

表1 織物導電性測試初始結果

對不同組織織物導電性的規律探索，需要一個統一的標準。本試驗中將這一標準定為相同的經緯密度。三組測試數據統一按照織物1平紋組織的經緯密度作為參考，織物1與織物2和織物3各自的經緯密度之比再乘以其實際測試結果即得到相對平均電阻。即：織物2經向相對平均電阻為 (146.7/186.7)×12.5=9.8(kΩ)；緯向相對平均電阻為 (123.3/143.3)×13.4=11.5(kΩ)。織物3經向相對平均電阻為 (146.7/203.3)×13.1=9.5(kΩ)；緯向相對平均電阻為 (123.3/168.0)×14.2=10.4(kΩ)。所得轉換結果見表2。

表2 織物導電性測試轉換結果

表2結果表明織物的電阻為：平紋>斜紋>緞紋，這是因為相同測試長度、相同經緯密度的條件下，交織點越多的面料其電阻值越大，而平紋、斜紋和緞紋組織交織點數量為：平紋>斜紋>緞紋。

4 結論

織物組織形式及其經緯密度是織物重要的結構參數，導電織物的組織形式及其經緯密度會影響織物的服用舒適性及導電性能。本文試織了平紋、斜紋、緞紋三種不同組織結構織物，并在同種條件下測試該三種織物的導電性，研究組織結構對導電織物導電性能的影響。在對比分析中通過將測試結果轉換為相同經緯密度下三塊織物的電阻，以統一測試標準。實驗結果表明，織物經密比緯密大時，緯向方向測得的平均電阻高于經向方向；交織點越多的面料其表面電阻值越大。