一种多电极电致发热面料及其织造方法
阅读说明：本技术 一种多电极电致发热面料及其织造方法 (Multi-electrode electro-heating fabric and weaving method thereof ) 是由 刘迪 房宽峻 伍丽丽 韩鑫鑫 刘玉杰 赵亚茹 孙涵 杨涛 李田田 于 2021-11-01 设计创作，主要内容包括：本发明属于发热面料技术领域,尤其涉及一种多电极电致发热面料及其织造方法。本发明所述多电极电致发热面料包括多道金属电极、发热导线和基础纱线,经机织方法,按照平纹、斜纹、缎纹或复合组织结构织造而成。本发明解决了现有技术中两道电极电致发热面料温度不可调、应用场景单一的问题；本发明提供的一种多电极电致发热面料,通过各金属电极间的电路连接,在电源分别为24V、18V、12V、5V、3.7V电压输出下均可实现40℃～70℃的发热温度,可保证面料电阻值的均匀性和稳定性,进而保证温度的均匀性。(The invention belongs to the technical field of heating fabrics, and particularly relates to a multi-electrode electro-heating fabric and a weaving method thereof. The multi-electrode electric heating fabric comprises a plurality of metal electrodes, heating leads and basic yarns, and is woven according to a plain weave, twill weave, satin weave or composite weave structure by a weaving method. The invention solves the problems of unadjustable temperature and single application scene of the two-electrode electro-heating fabric in the prior art; according to the multi-electrode electro-heating fabric, through circuit connection among the metal electrodes, heating temperatures of 40-70 ℃ can be achieved under the condition that power supplies are respectively 24V, 18V, 12V, 5V and 3.7V in voltage output, uniformity and stability of resistance values of the fabric can be guaranteed, and further uniformity of the temperatures is guaranteed.)
技术领域
本发明属于发热面料技术领域，尤其涉及一种多电极电致发热面料及其织造方法。
背景技术
电致发热面料指的是在指定电压供电的状态下能快速发热的面料，通过电极纱线与发热纱线混合交织织造而成，面料经过裁剪与电路连接制作形成完整的加热片，由于其发热均匀、便捷易携的特点，广泛应用于在智能服装、可加热护具、智能家居、智能配饰等领域。
现有电致发热面料多为两道电极，从发热原理考虑，纱线电阻、电极间距、施加电压、发热温度四个指标相互关联，在指定纱线电阻与施加电压的条件下，发热温度与电极间距一一对应，电极间距在面料织造过程中已确定不可更改，意味着由该面料制作而成的加热片发热温度不可调，具有单一性，限制了电致发热面料的应用。
因此，如何织造温度可调的电致加热面料成为本
技术领域
人员需要解决的技术问题。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种多电极电致发热面料，解决了现有技术中两道电极电致发热面料温度不可调、应用场景单一的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的目的之一是公开了一种多电极电致发热面料，通过机织方法织造而成，面料组成包括多道金属电极、发热导线和基础纱线。
优选地，所述多电极电致发热面料采用平纹、斜纹、缎纹或复合组织结构等基础织物组织结构。
优选地，所述金属电极是由12～30根金属纱线做为经纱紧密排列，织造形成一道电极。
优选地，所述多道电极电致发热面料包括3～6道电极，电极间距为3～5cm,相邻电极间距的设计遵循公式:
其中，y为电极间距，单位为m；U为加热产品所施加的电压，单位为V；ΔT为环境温度与产品温度之差，单位为℃；R为纱线电阻，单位为kΩ。
优选地，所述金属纱线为包芯纱或包缠纱，芯层为化纤长丝，表层为金属薄片，电阻值在60Ω/km以下。
优选地，所述发热导线是由电阻范围在15～100kΩ的碳基导电纱线做纬纱，与基础纱线按照一定比例排纱织造而成。
优选地，面料下机后，通过各电极间的电路连接，使得在电源分别在24V、18V、12V、5V、3.7V电压输出下均可实现40℃～70℃的发热温度。
优选地，所述基础纱线为化纤长丝。
本发明的目的之二是公开了上述多电极电致发热面料的织造方法，采用GA731-11型剑杆织机织造,整经采用分条整经机进行整经。
所述剑杆织机的经纱张力控制采用双轴配置，上轴为金属纱线织轴，下轴为化纤长丝织轴。所述上、下轴的张力配比介于1：2～1:5之间，可根据纱线参数和纱线根据做适当调整。上下轴分别控制张力和送经量，保证面料电阻值的均匀性和稳定性。
所述剑杆织机可进行不规则双色选纬，设置a纬为导电纱线，设置密度介于40～60之间；设置b纬为化纤长丝，密度介于45～75之间；通过a纬纱与b纬纱的合理搭配，实现加热区域与非加热区域的均匀分布。
所述分条整经机在常规整经机的基础上增加了三环一柱式张力器，用于金属纱线的整经。
有益效果
本发明公开了一种多电极电致发热面料，所述多电极电致发热面料包括多道金属电极、发热导线和基础纱线，经机织方法，按照平纹、斜纹、缎纹或复合组织结构织造而成，本发明解决了现有技术中两道电极电致发热面料温度不可调、应用场景单一的问题；本发明提供的一种多电极电致发热面料，通过各金属电极间的电路连接，在电源分别为24V、18V、12V、5V、3.7V电压输出下均可实现40℃～70℃的发热温度，可保证面料电阻值的均匀性和稳定性，进而保证温度的均匀性。
附图说明
图1为本发明所述多电极电致发热面料的正面结构示意图；
图2为本发明所述金属纱线的结构示意图；
图3为本发明所述多电极电致发热面料的电路连接方式示例示意图；
图中：1-6为金属丝电极，7为发热导线，8为基础纱线，9为金属纱线表层的铜质薄片，10-15为电极端子。
具体实施方式
以下，将详细地描述本发明。在进行描述之前，应当理解的是，在本说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应解释为限制于一般含义和字典含义，而应当在允许发明人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上，根据与本发明的技术方面相应的含义和概念进行解释。因此，这里提出的描述仅仅是出于举例说明目的的优选实例，并非意图限制本发明的范围，从而应当理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以由其获得其他等价方式或改进方式。
以下实施例仅是作为本发明的实施方案的例子列举，并不对本发明构成任何限制，本领域技术人员可以理解在不偏离本发明的实质和构思的范围内的修改均落入本发明的保护范围。除非特别说明，以下实施例中使用的试剂和仪器均为市售可得产品。
实施例1
如图1-3所示，一种多电极电致发热面料，面料组成包括六道金属丝电极1-6、发热导线7和基础纱线8。
请参阅图1所示，所述多电极电致发热面料中有六道电极，每道电极由18根金属纱线作为经纱紧密排列组成，相邻电极之间间距为3cm。如图2所示，金属电极纱线为铜质包芯纱，电阻值≤60Ω/km。
请参阅图1所示，发热导线电阻值为40±3Ω/m的纳米碳素导电纱线，与基础纱线按照1:1比例排纱织造而成，基础纱线为涤纶长丝。
请参阅图1所示，面料织造组织结构为3/1斜纹组织。
请参阅图3所示，使电极端子10与电源正极连接，电极端子11与电源负极连接，可在3.7V电压下实现50～55℃的温升，在5V电压下实现60～65℃的温升。
请参阅图3所示，使电极端子10与电源正极连接，电极端子12与电源负极连接，可在5V电压下实现45～50℃的温升；在7.4V电压下实现50～55℃的温升。
请参阅图3所示，使电极端子10与电源正极连接，电极端子13与电源负极连接，可在12V电压下实现45～50℃的温升，在18V电压下实现65～70℃的温升。
请参阅图3所示，使电极端子10与电源正极连接，电极端子14与电源负极连接，可在18V电压下实现50～55℃的温升。
请参阅图3所示，使电极端子10与电源正极连接，电极端子15与电源负极连接，可在24V电压下实现50～55℃的温升。
实施例2
上述多电极电致发热面料的织造方法，采用GA731-11型剑杆织机织造,整经采用分条整经机进行整经。
所述剑杆织机的经纱张力控制采用双轴配置，上轴为金属纱线织轴，下轴为化纤长丝织轴。所述上、下轴的张力配比介于1：2～1:5之间，可根据纱线参数和纱线根据做适当调整。上下轴分别控制张力和送经量，保证面料电阻值的均匀性和稳定性。
所述剑杆织机可进行不规则双色选纬，设置a纬为导电纱线，设置密度介于40～60之间；设置b纬为化纤长丝，密度介于45～75之间；通过a纬纱与b纬纱的合理搭配，实现加热区域与非加热区域的均匀分布。
所述分条整经机在常规整经机的基础上增加了三环一柱式张力器，用于金属纱线的整经。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
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