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CN114836876B - 一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法 - Google Patents

一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法 Download PDF

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CN114836876B CN202210766187.0A CN202210766187A CN114836876B CN 114836876 B CN114836876 B CN 114836876B CN 202210766187 A CN202210766187 A CN 202210766187A CN 114836876 B CN114836876 B CN 114836876B
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Abstract

本发明涉及一种可发电的绒状夜间指示用机织带及其制备方法，以锦纶复丝为地经，以压电单丝为毛经，将经纱与锦纶纬纱及导电纬纱按毛巾组织织造带毛圈的机织带后，对压电单丝切断成压电短绒，经压痕处理使其突出织带表面，连接导电纬纱与LED灯珠可得机织带；压电单丝整体呈矩形，包括弹性包层II、压电膜II和导电纱II；压电膜II固定在弹性包层II内且截面为波浪形；导电纱II的中心轴平行于压电单丝的长度方向，且与压电膜II的波谷区域接触并部分露出弹性包层II，导电纱II遍布压电膜II的上下两面；压电单丝露出导电纱II的区域与导电纬纱接触；本发明的方法简单，制得的产品可通过压电短绒的形变而产生电压。

Description

一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法
技术领域
本发明属于纺织技术领域，涉及一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法。
背景技术
利用自然界中的能源，例如太阳能、热能、机械能、风能以及潮汐能等能源获取电能已成为能源领域重要的研究方向。而将智能材料应用于可穿戴领域同样吸引力越来越多研究人员的目光，在智能可穿戴领域中，如何不通过电源来获取电能成为了必不可少的内容，此类无电源的可穿戴设备允许使用者不因耗电原因而减弱使用体验，尤其体现在军用、野外用以及众多无法使用电源的场合。而压电材料作为一种可以将机械能转化为电能的材料无疑是智能可穿戴领域不可或缺的组成部分，探索将压电材料有效、合理地结合在织物上是一种值得深入研究的方向。而压电材料是一种受到压力作用时会在两端面间出现电压的材料。现阶段，压电材料可以以大模量无机物被使用，亦可以是相对低模量的聚合物，而考虑到压电固体材料的优良压电性能以及聚合物的柔性和可加工型，将微纳米尺度的压电陶瓷颗粒复合在聚合物中可以获得兼具压电陶瓷的优良压电性能以及聚合物的可加工性。此外，此聚合物亦可以在一定条件下加工成纤维状以供织造之用。
众所周知，机织物广泛地应用于生活中的各个方面，包括服用类机织物、产业用机织物以及装饰用机织物，而带状机织物是一种幅宽小的、长条状纺织材料，现阶段，织物基的指示用、隔离用以及警示用带因其柔性、便携性受到广泛关注。在日间，因光线充足，各种带状织物易被人眼察觉，能够发挥很好的提示效果，而处于夜间时，通过发光类手段使人获取信息的功能性织带无法很好地发挥其作用，而要使得织带发光，通常需要对其添加发光元件，同时也需配备供电装置，无电源配备的织带无法在夜间给予发光元件能源。针对一些有外加光源的场合可以采用反光形式使得肉眼察觉，然而光照不足的区域常因无法提供足够清晰的信息而使人做出正确有效的判断。而对此类带状织物附加电源装置不仅会增加成本，同时也会大大减弱其柔性和便携性的特点。
因此，开发一种集压电性能优良、柔性高、加工方便、尤其是可以在夜间主动发光起到警示或指示作用于一体的机织带有切实可行的应用场合，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，以锦纶复丝为地经，同时以压电单丝为毛经，采用机织工艺将地经、毛经、锦纶纬纱和导电纬纱按毛巾组织进行织造得到带毛圈的机织带后，对压电单丝进行切断处理和压痕处理(可以先进行切断处理再进行压痕处理，也可以先进行压痕处理再进行切断处理)并将导电纬纱与LED灯珠连接即得可发电的绒状夜间指示用机织带；
带毛圈的机织带中导电纬纱共多对，沿机织带的纬向同一对导电纬纱相邻，不同对导电纬纱之间通过一根或多根锦纶纬纱分隔；切断处理即切断各毛圈的最顶端，带毛圈的机织带中毛圈的最顶端位于相邻两对导电纬纱之间，毛经从同一对的两根导电纬纱之间穿出；将导电纬纱与LED灯珠连接即将同一对的两根导电纬纱分别与LED灯珠的两极连接；
压电单丝整体呈长方形带状结构，包括弹性包层II、压电膜II和横截面呈圆形的导电纱II；压电膜II固定在弹性包层II内且为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于压电单丝的宽度方向；导电纱II的中心轴平行于压电单丝的长度方向，导电纱II与压电膜II的波谷的弧面区域接触同时从弹性包层II中露出一部分，导电纱II的数量为多个且分为两组，一组位于压电膜II的上方且间隔排列，另一组位于压电膜II的下方且间隔排列；压电单丝露出导电纱II的两个表面分别与同一对的两根导电纬纱接触；
压电单丝具有塑性，对压电单丝进行切断处理和压痕处理后，从同一对的两根导电纬纱之间穿出的压电单丝段与其他段呈一定的夹角。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，导电纱II从弹性包层II中露出部分的体积为导电纱II体积的10％～30％。
如上所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，压电单丝的制备步骤如下：
(1)制备预牵伸体；
预牵伸体整体呈长方形块状结构，包括弹性包层I、压电膜I和横截面呈圆形的铜制管道，压电膜I和管道都固定在弹性包层I的内部；压电膜I为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于预牵伸体的宽度方向，即平行于预牵伸体的左右方向；管道的中心轴平行于预牵伸体的长度方向，即平行于预牵伸体的前后方向，管道与压电膜I的波谷的弧面区域接触，管道的数量为多个且分为两组，一组位于压电膜I的上方且间隔排列，另一组位于压电膜I的下方且间隔排列；各管道内都穿有导电纱I，导电纱I穿入管道前时的直径大于管道的内径，通过压缩导电纱I的一端并将其与牵引绳的一端连接，将牵引绳的另一端从管道内穿出后牵拉导电纱I实现导电纱I穿入管道中；
(2)牵伸；
将预牵伸体置于热牵伸设备中进行牵伸，牵伸方向平行于预牵伸体中的管道，牵伸过程中弹性包层I、压电膜I和导电纱I都产生形变，管道不产生形变，管道的位置自始至终保持不变。
如上所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，步骤(1)中，预牵伸体的长度为60～80cm，宽度为8.0～12.0cm，高度为5.0～7.0cm；
预牵伸体和压电膜I都具有上下对称结构，且二者的对称面重合，压电膜I的最大厚度为预牵伸体高度的50％～80％，压电膜I的最小厚度为预牵伸体高度的30％～50％，压电膜I的左端或右端与预牵伸体的长高面的距离为预牵伸体宽度的10％～20％，压电膜I的前端或后端与预牵伸体的宽高面的距离为0，预牵伸体的长高面为预牵伸体的长边和高边共同所在的面，预牵伸体的宽高面为预牵伸体的宽边和高边共同所在的面；压电膜I上的波谷的数量同管道的数量；
管道的内径为导电纱I穿入管道前时的直径的30％～80％，管道的外径较内径大20％，管道的数量为8～20；
步骤(2)中，牵伸倍数为5～25。
如上所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，预牵伸体的制备过程为：首先在立方体状的容器底部铺设一层弹性体切片，然后继续沿X方向铺设多根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，接着继续铺设一层具有波浪形带状结构且波浪起伏方向平行于X方向的压电膜I，并控制压电膜I下方的管道与压电膜I下表面的波谷的弧面区域接触，接着继续沿X方向铺设多根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，并控制压电膜I上方的管道与压电膜I上表面的波谷的弧面区域接触，最后继续铺设一层弹性体切片将管道完全覆盖后进行热压得到预牵伸体；各管道内都穿有导电纱I；X方向与Y方向相互垂直，且X方向平行于容器的一条底边。
如上所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，弹性体为聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，导电纱I为铜纤维短纤纱，构成铜纤维短纤纱的铜纤维的平均直径为12～40μm，平均长度为33～80mm；热压的温度为70～85℃，热压的时间为20～30min，热压的压力为500～1000N。
如上所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，压电膜I的制备过程为：首先制备由压电聚合物、压电陶瓷和溶剂组成的混合物，然后将混合物涂覆在基板上形成膜，最后对膜进行热压处理赋予其波浪形带状结构，并进行极化处理，即得压电膜I。
如上所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，压电聚合物为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚乙炔；压电陶瓷为钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅、铌酸锂、铌酸钾钠或氧化锌，压电陶瓷的平均粒径为200±30nm；溶剂为二甲基甲酰胺。
如上所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，混合物中，压电聚合物与溶剂的质量比为1:5～25，压电陶瓷与压电聚合物的质量比为1:3.5～10。
如上所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，极化处理时，以100～200V为步长，从100V起，每15min加大一次电压，直至3500V。
如上所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，锦纶复丝和锦纶纬纱的细度为20～3000旦，导电纬纱为细度150～1英支的镀银锦纶短纤纱。
发明机理：
现有的可以作为终端使用的柔性压电材料一般是膜材料和织物基材料。膜材料可通过聚合物直接成膜或通过纺丝方法制备纤维基薄膜，其结构单一，作为终端产品直接使用存在应用场合单一的缺陷；而织物基压电材料可以将压电纤维进行编织，其一般编织于基础组织或复杂组织的机织物中，或存在单位面积内材料重量不足的问题或存在压电材料形变不易的问题。本发明的可发电的绒状结构机织带为柔性的三维结构，且压电材料易形变，机织带首先被织造成毛巾结构，随后毛经所成的毛圈的顶端及沿经纱方向相邻的毛圈的中间被剪断而成型。所制备的毛巾组织机织带是一种拥有压电短绒毛经和锦纶复丝地经两个系统经纱的机织物，其毛经的部分片段沿着织物的厚度方向突出，其余片段与纬纱交织固定于织物中，所成毛圈受到机械外力或振动等外力易产生形变，故将压电材料作为机织物的毛经使用可以使其更易获得形变而产生电能，且此三维结构中织物的厚度方向并未有额外的交织结构而影响其最终柔性。
具体地，在本发明中，将包裹有压电材料的弹性包层II制备成预牵伸体，再热牵伸成压电单丝时嵌入部分露出的、被适度压缩的铜纤维短纤纱，压缩过程不使铜纤维产生塑性形变，故最后牵伸成型的单丝中，铜纤维短纤纱膨胀而与压电层产生更大面积的接触，使压电膜I的电子更易导出。且由于短纤纱内部的铜纤维通过物理纠缠成型，弹性包层II在牵伸过程中出现流变，从而部分流入纱线内部的孔隙，保证了铜纤维短纤纱可以与其很好的结合而不易分离。不仅如此，铜纤维短纤纱毛羽的存在增大了其与弹性包层II的接触面积，保证了更优良的结合，且铜纤维的高熔点并不会受热牵伸过程中高温的影响。随后，压电单丝进行极化处理，以200V为步长，从100V起，每十五分钟加大一次电压，直至3500V。
织造时，将导电纬纱和锦纶纬纱依次按序织入，导电纬纱与露出的铜纤维短纤纱接触，当压电材料产生形变时，压电膜I两面出现电压，与压电单丝两面接触的导电纬纱之间易产生电压。而将压电单丝剪断成压电短绒后，突出在织物外部的压电短绒段的长度远大于压电单丝截面的长边长度，其拥有不稳定的形态，极易产生大的形变而出现大的电势差，而与片状压电层不同，此压电短绒中的压电膜I为波浪形态，波谷的弧面区域与圆形截面的导电纱有大的接触面积。借助于压电短绒的不稳定形态，广泛存在于自然界的能量都会引起其形变，例如风力作用下的压电短绒会出现摇曳姿态而产生电压，高分贝的声波会产生声压使其产生微纳米振动而出现电压，与此机织带相连的物体的非匀速运动会使压电短绒产生振动而出现电压，可以连接压电短绒两面的导电纬纱使电压间断输出，点亮与其相连的LED灯珠。
不仅如此，外部封装有聚合物的压电短绒可以有效的保护机械性能不足的压电膜I，使带状织物可以承受大幅度的外力作用和防水防湿性能。
有益效果
(1)本发明的一种可发电的绒状夜间指示用机织带，可通过压电短绒的形变而产生电压，并将电压间断输出，点亮织带边缘的LED灯珠，使其夜间更易被察觉；
(2)本发明的一种可发电的绒状夜间指示用机织带，压电短绒是通过热牵伸工艺制备的，中间有压电层，两面负载有导电纱且整体封装有聚合物弹性体保证了防水防湿性能；
(3)本发明的一种可发电的绒状夜间指示用机织带，可解决现有技术中三维压电机织物柔性差，压电材料不易形变或形变小的问题，亦解决了因导电材料与压电材料的接触问题而引起的电压输出损失大和不稳定问题；
(4)本发明的一种可发电的绒状夜间指示用机织带，通过机织工艺配合二次毛经剪断所制备的部分嵌入织物、部分露出的短绒，高长径比的短绒的不稳定的物理性能，使其能够感受微弱振动而引发电势变化，实现集自发电，尤其是弱刺激下的电能转化、制备方便、柔性、密度可控于一体。
附图说明
图1为一种可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元；
图2为一种可发电的绒状夜间指示用机织带的整体形态；
图3为压电单丝的截面形态；
图4为压电短绒压痕处理示意图；
其中，1-锦纶经纱，2-压电短绒，3-锦纶纬纱，4-导电纬纱，5-机织带底层，6-弹性包层II，7-压电膜II，8-导电纱II，9-刚性条状物。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，具体步骤如下：
(1)压电单丝的制备；
(1.1)原料的准备；
弹性体切片：弹性体为聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，厂商为台橡(上海)实业有限公司，牌号为SEBS-6152；
导电纱I为铜纤维短纤纱，构成铜纤维短纤纱的铜纤维的平均直径为12μm，平均长度为80mm；
压电膜I：首先制备由聚偏氟乙烯-三氟乙烯、平均粒径为170nm的钛酸钡和二甲基甲酰胺组成的混合物，然后将混合物涂覆在基板上形成膜，最后对膜进行热压处理赋予其波浪形带状结构，并进行极化处理，即得压电膜I；其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯的厂商为法国Piezotech公司，牌号为FC20；混合物中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯与二甲基甲酰胺的质量比为1:5，钛酸钡与聚偏氟乙烯-三氟乙烯的质量比为1:3.5；极化处理时，以100V为步长，从100V起，每15min加大一次电压，直至3500V；
(1.2)预牵伸体的制备；
在立方体状的容器底部铺设一层弹性体切片，然后继续沿X方向铺设4根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，接着继续铺设一层步骤(1.1)的压电膜I，压电膜I的波浪起伏方向平行于X方向，控制压电膜I下方的管道与压电膜I下表面的波谷(数量为4个)的弧面区域接触，接着继续沿X方向铺设4根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，并控制压电膜I上方的管道与压电膜I上表面的波谷(数量为4个)的弧面区域接触，最后继续铺设一层弹性体切片将管道完全覆盖后，在500N的压力下，于85℃的温度下，进行热压20min，得到预牵伸体；各管道内都穿有导电纱I，穿入管道前导电纱I的直径为400μm，管道的内径为导电纱I穿入管道前时的直径的40％，管道的外径较内径大20％；X方向与Y方向相互垂直，且X方向平行于容器的一条底边；
制得的预牵伸体整体呈长方形块状结构，长度为60cm，宽度为8cm，高度为5cm；预牵伸体包括弹性包层I、压电膜I和横截面呈圆形的铜制管道，压电膜I和管道都固定在弹性包层I的内部；管道的中心轴平行于预牵伸体的长度方向；预牵伸体和压电膜I都具有上下对称结构，且二者的对称面重合，压电膜I的最大厚度为预牵伸体高度的50％，压电膜I的最小厚度为预牵伸体高度的30％，压电膜I的左端或右端与预牵伸体的长高面的距离为预牵伸体宽度的20％，压电膜I的前端或后端与预牵伸体的宽高面的距离为0；
(1.3)牵伸；
将步骤(1.2)制得的预牵伸体置于热牵伸设备中进行牵伸，制得压电单丝，牵伸倍数为25，牵伸方向平行于预牵伸体中的管道；
制得的压电单丝整体呈长方形带状结构，其横截面如图3所示，包括弹性包层II 6(牵伸前为弹性包层I)、压电膜II 7(牵伸前为压电膜I)和横截面呈圆形的导电纱II 8(牵伸前为导电纱I)；压电膜II 7固定在弹性包层II 6内且为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于压电单丝的宽度方向(即图3的x方向)；导电纱II 8的中心轴平行于压电单丝的长度方向(即图3的y方向)，导电纱II 8与压电膜II 7的波谷的弧面区域接触同时从弹性包层II 6中露出部分的体积，露出部分的体积为导电纱II 8体积的10％，导电纱II 8的数量为8个且分为两组，一组位于压电膜II 7的上方且间隔排列，另一组位于压电膜II 7的下方且间隔排列；
(2)以细度为20旦的锦纶复丝为地经，同时以压电单丝为毛经，采用机织工艺将地经、毛经、细度为20旦的锦纶纬纱和细度150英支的导电纬纱(材质为镀银锦纶短纤纱)，按毛巾组织进行织造得到带毛圈的机织带；
制得的带毛圈的机织带中导电纬纱共50对，沿机织带的纬向同一对导电纬纱相邻，不同对导电纬纱之间通过3根锦纶纬纱分隔；压电单丝露出导电纱II的两个表面分别与同一对的两根导电纬纱接触；
(3)对步骤(2)中带毛圈的机织带的压电单丝进行切断处理(压电单丝被切断处理后得到压电短绒)和压痕处理并将同一对的两根导电纬纱分别与LED灯珠的两极连接，即得可发电的绒状夜间指示用机织带；其中，切断处理即切断各毛圈的最顶端，带毛圈的机织带中毛圈的最顶端位于相邻两对导电纬纱之间，毛经从同一对的两根导电纬纱之间穿出；如图4所示，为压电短绒压痕处理示意图，两刚性条状物9可相向运动压紧压电单丝，使其出现折痕；压电单丝具有塑性，对压电单丝进行切断处理和压痕处理后，从同一对的两根导电纬纱之间穿出的压电单丝段与其他段呈一定的夹角。
如图1所示，为制得的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元，包含锦纶经纱1、压电短绒2、锦纶纬纱3、导电纬纱4，而其整体形态如图2所示，可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元排列在机织带底层5上。
将制得的可发电的绒状夜间指示用机织带裁剪成宽度为10cm的织物时，任一排的所有压电短绒的竖直区域的角度朝同一方向变化45度且变化速度为20度/s时，可产生电流1.45mA。
实施例2
一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，具体步骤如下：
(1)压电单丝的制备；
(1.1)原料的准备；
弹性体切片：弹性体为聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，厂商为台橡(上海)实业有限公司，牌号为SEBS-6152；
导电纱I为铜纤维短纤纱，构成铜纤维短纤纱的铜纤维的平均直径为14μm，平均长度为70mm；
压电膜I：首先制备由聚偏氟乙烯(厂商为山东华夏神舟新材料有限公司，牌号为DS202)、平均粒径为180nm的钛酸钡和二甲基甲酰胺组成的混合物，然后将混合物涂覆在基板上形成膜，最后对膜进行热压处理赋予其波浪形带状结构，并进行极化处理，即得压电膜I；混合物中，聚偏氟乙烯与二甲基甲酰胺的质量比为1:7，钛酸钡与聚偏氟乙烯的质量比为1:4；极化处理时，以120V为步长，从100V起，每15min加大一次电压，直至3500V；
(1.2)预牵伸体的制备；
在立方体状的容器底部铺设一层弹性体切片，然后继续沿X方向铺设5根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，接着继续铺设一层步骤(1.1)的压电膜I，压电膜I的波浪起伏方向平行于X方向，控制压电膜I下方的管道与压电膜I下表面的波谷(数量为5个)的弧面区域接触，接着继续沿X方向铺设5根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，并控制压电膜I上方的管道与压电膜I上表面的波谷(数量为5个)的弧面区域接触，最后继续铺设一层弹性体切片将管道完全覆盖后，在550N的压力下，于83℃的温度下，进行热压22min，得到预牵伸体；各管道内都穿有导电纱I，穿入管道前导电纱I的直径为460μm，管道的内径为导电纱I穿入管道前时的直径的35％，管道的外径较内径大20％；X方向与Y方向相互垂直，且X方向平行于容器的一条底边；
制得的预牵伸体整体呈长方形块状结构，长度为62cm，宽度为8.4cm，高度为5.2cm；预牵伸体包括弹性包层I、压电膜I和横截面呈圆形的铜制管道，压电膜I和管道都固定在弹性包层I的内部；管道的中心轴平行于预牵伸体的长度方向；预牵伸体和压电膜I都具有上下对称结构，且二者的对称面重合，压电膜I的最大厚度为预牵伸体高度的55％，压电膜I的最小厚度为预牵伸体高度的34％，压电膜I的左端或右端与预牵伸体的长高面的距离为预牵伸体宽度的18％，压电膜I的前端或后端与预牵伸体的宽高面的距离为0；
(1.3)牵伸；
将步骤(1.2)制得的预牵伸体置于热牵伸设备中进行牵伸，制得压电单丝，牵伸倍数为20，牵伸方向平行于预牵伸体中的管道；
制得的压电单丝整体呈长方形带状结构，包括弹性包层II(牵伸前为弹性包层I)、压电膜II(牵伸前为压电膜I)和横截面呈圆形的导电纱II(牵伸前为导电纱I)；压电膜II固定在弹性包层II内且为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于压电单丝的宽度方向；导电纱II的中心轴平行于压电单丝的长度方向，导电纱II与压电膜II的波谷的弧面区域接触同时从弹性包层II中露出部分的体积，露出部分的体积为导电纱II体积的10％，导电纱II的数量为10个且分为两组，一组位于压电膜II的上方且间隔排列，另一组位于压电膜II的下方且间隔排列；
(2)以细度为50旦的锦纶复丝为地经，同时以压电单丝为毛经，采用机织工艺将地经、毛经、细度为50旦的锦纶纬纱和细度130英支的导电纬纱(材质为镀银锦纶短纤纱)，按毛巾组织进行织造得到带毛圈的机织带；
制得的带毛圈的机织带中导电纬纱共45对，沿机织带的纬向同一对导电纬纱相邻，不同对导电纬纱之间通过3根锦纶纬纱分隔；压电单丝露出导电纱II的两个表面分别与同一对的两根导电纬纱接触；
(3)对步骤(2)中带毛圈的机织带的压电单丝进行切断处理(压电单丝被切断处理后得到压电短绒)和压痕处理并将同一对的两根导电纬纱分别与LED灯珠的两极连接，即得可发电的绒状夜间指示用机织带；其中，切断处理即切断各毛圈的最顶端，带毛圈的机织带中毛圈的最顶端位于相邻两对导电纬纱之间，毛经从同一对的两根导电纬纱之间穿出；压电短绒的压痕处理为：两刚性条状物相向运动压紧压电单丝，使其出现折痕；压电单丝具有塑性，对压电单丝进行切断处理和压痕处理后，从同一对的两根导电纬纱之间穿出的压电单丝段与其他段呈一定的夹角。
制得的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元，包含锦纶经纱、压电短绒、锦纶纬纱、导电纬纱；可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元排列在机织带底层上。
将制得的可发电的绒状夜间指示用机织带裁剪成宽度为10cm的织物时，任一排的所有压电短绒的竖直区域的角度朝同一方向变化45度且变化速度为25度/s时，可产生电流1.4mA。
实施例3
一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，具体步骤如下：
(1)压电单丝的制备；
(1.1)原料的准备；
弹性体切片：弹性体为聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，厂商为台橡(上海)实业有限公司，牌号为SEBS-6152；
导电纱I为铜纤维短纤纱，构成铜纤维短纤纱的铜纤维的平均直径为17μm，平均长度为60mm；压电膜I：首先制备由聚偏氟乙烯-三氟乙烯、平均粒径为190nm的钛酸铅和二甲基甲酰胺组成的混合物，然后将混合物涂覆在基板上形成膜，最后对膜进行热压处理赋予其波浪形带状结构，并进行极化处理，即得压电膜I；其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯的厂商为法国Piezotech公司，牌号为FC20；混合物中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯与二甲基甲酰胺的质量比为1:9，钛酸铅与聚偏氟乙烯-三氟乙烯的质量比为1:5；极化处理时，以130V为步长，从100V起，每15min加大一次电压，直至3500V；
(1.2)预牵伸体的制备；
在立方体状的容器底部铺设一层弹性体切片，然后继续沿X方向铺设6根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，接着继续铺设一层步骤(1.1)的压电膜I，压电膜I的波浪起伏方向平行于X方向，控制压电膜I下方的管道与压电膜I下表面的波谷(数量为6个)的弧面区域接触，接着继续沿X方向铺设6根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，并控制压电膜I上方的管道与压电膜I上表面的波谷(数量为6个)的弧面区域接触，最后继续铺设一层弹性体切片将管道完全覆盖后，在600N的压力下，于81℃的温度下，进行热压23min，得到预牵伸体；各管道内都穿有导电纱I，穿入管道前导电纱I的直径为470μm，管道的内径为导电纱I穿入管道前时的直径的30％，管道的外径较内径大20％；X方向与Y方向相互垂直，且X方向平行于容器的一条底边；
制得的预牵伸体整体呈长方形块状结构，长度为65cm，宽度为8.8cm，高度为5.5cm；预牵伸体包括弹性包层I、压电膜I和横截面呈圆形的铜制管道，压电膜I和管道都固定在弹性包层I的内部；管道的中心轴平行于预牵伸体的长度方向；预牵伸体和压电膜I都具有上下对称结构，且二者的对称面重合，压电膜I的最大厚度为预牵伸体高度的62％，压电膜I的最小厚度为预牵伸体高度的38％，压电膜I的左端或右端与预牵伸体的长高面的距离为预牵伸体宽度的15％，压电膜I的前端或后端与预牵伸体的宽高面的距离为0；
(1.3)牵伸；
将步骤(1.2)制得的预牵伸体置于热牵伸设备中进行牵伸，制得压电单丝，牵伸倍数为18，牵伸方向平行于预牵伸体中的管道；
制得的压电单丝整体呈长方形带状结构，包括弹性包层II(牵伸前为弹性包层I)、压电膜II(牵伸前为压电膜I)和横截面呈圆形的导电纱II(牵伸前为导电纱I)；压电膜II固定在弹性包层II内且为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于压电单丝的宽度方向；导电纱II的中心轴平行于压电单丝的长度方向，导电纱II与压电膜II的波谷的弧面区域接触同时从弹性包层II中露出部分的体积，露出部分的体积为导电纱II体积的10％，导电纱II的数量为12个且分为两组，一组位于压电膜II的上方且间隔排列，另一组位于压电膜II的下方且间隔排列；
(2)以细度为100旦的锦纶复丝为地经，同时以压电单丝为毛经，采用机织工艺将地经、毛经、细度为100旦的锦纶纬纱和细度120英支的导电纬纱(材质为镀银锦纶短纤纱)，按毛巾组织进行织造得到带毛圈的机织带；
制得的带毛圈的机织带中导电纬纱共35对，沿机织带的纬向同一对导电纬纱相邻，不同对导电纬纱之间通过5根锦纶纬纱分隔；压电单丝露出导电纱II的两个表面分别与同一对的两根导电纬纱接触；
(3)对步骤(2)中带毛圈的机织带的压电单丝进行切断处理(压电单丝被切断处理后得到压电短绒)和压痕处理并将同一对的两根导电纬纱分别与LED灯珠的两极连接，即得可发电的绒状夜间指示用机织带；其中，切断处理即切断各毛圈的最顶端，带毛圈的机织带中毛圈的最顶端位于相邻两对导电纬纱之间，毛经从同一对的两根导电纬纱之间穿出；压电短绒的压痕处理为：两刚性条状物相向运动压紧压电单丝，使其出现折痕；压电单丝具有塑性，对压电单丝进行切断处理和压痕处理后，从同一对的两根导电纬纱之间穿出的压电单丝段与其他段呈一定的夹角。
制得的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元，包含锦纶经纱、压电短绒、锦纶纬纱、导电纬纱；可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元排列在机织带底层上。
将制得的可发电的绒状夜间指示用机织带裁剪成宽度为10cm的织物时，任一排的所有压电短绒的竖直区域的角度朝同一方向变化45度且变化速度为20度/s时，可产生电流1.33mA。
实施例4
一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，具体步骤如下：
(1)压电单丝的制备；
(1.1)原料的准备；
弹性体切片：弹性体为聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，厂商为台橡(上海)实业有限公司，牌号为SEBS-6151；
导电纱I为铜纤维短纤纱，构成铜纤维短纤纱的铜纤维的平均直径为19μm，平均长度为50mm；
压电膜I：首先制备由聚偏氟乙烯-三氟乙烯、平均粒径为200nm的锆钛酸铅和二甲基甲酰胺组成的混合物，然后将混合物涂覆在基板上形成膜，最后对膜进行热压处理赋予其波浪形带状结构，并进行极化处理，即得压电膜I；其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯的厂商为法国Piezotech公司，牌号为FC20；混合物中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯与二甲基甲酰胺的质量比为1:10，锆钛酸铅与聚偏氟乙烯-三氟乙烯的质量比为1:6；极化处理时，以140V为步长，从100V起，每15min加大一次电压，直至3500V；
(1.2)预牵伸体的制备；
在立方体状的容器底部铺设一层弹性体切片，然后继续沿X方向铺设7根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，接着继续铺设一层步骤(1.1)的压电膜I，压电膜I的波浪起伏方向平行于X方向，控制压电膜I下方的管道与压电膜I下表面的波谷(数量为7个)的弧面区域接触，接着继续沿X方向铺设7根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，并控制压电膜I上方的管道与压电膜I上表面的波谷(数量为7个)的弧面区域接触，最后继续铺设一层弹性体切片将管道完全覆盖后，在650N的压力下，于79℃的温度下，进行热压24min，得到预牵伸体；各管道内都穿有导电纱I，穿入管道前导电纱I的直径为550μm，管道的内径为导电纱I穿入管道前时的直径的28％，管道的外径较内径大20％；X方向与Y方向相互垂直，且X方向平行于容器的一条底边；
制得的预牵伸体整体呈长方形块状结构，长度为68cm，宽度为9.5cm，高度为5.8cm；预牵伸体包括弹性包层I、压电膜I和横截面呈圆形的铜制管道，压电膜I和管道都固定在弹性包层I的内部；管道的中心轴平行于预牵伸体的长度方向；预牵伸体和压电膜I都具有上下对称结构，且二者的对称面重合，压电膜I的最大厚度为预牵伸体高度的65％，压电膜I的最小厚度为预牵伸体高度的40％，压电膜I的左端或右端与预牵伸体的长高面的距离为预牵伸体宽度的14％，压电膜I的前端或后端与预牵伸体的宽高面的距离为0；
(1.3)牵伸；
将步骤(1.2)制得的预牵伸体置于热牵伸设备中进行牵伸，制得压电单丝，牵伸倍数为15，牵伸方向平行于预牵伸体中的管道；
制得的压电单丝整体呈长方形带状结构，包括弹性包层II(牵伸前为弹性包层I)、压电膜II(牵伸前为压电膜I)和横截面呈圆形的导电纱II(牵伸前为导电纱I)；压电膜II固定在弹性包层II内且为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于压电单丝的宽度方向；导电纱II的中心轴平行于压电单丝的长度方向，导电纱II与压电膜II的波谷的弧面区域接触同时从弹性包层II中露出部分的体积，露出部分的体积为导电纱II体积的10％，导电纱II的数量为14个且分为两组，一组位于压电膜II的上方且间隔排列，另一组位于压电膜II的下方且间隔排列；
(2)以细度为150旦的锦纶复丝为地经，同时以压电单丝为毛经，采用机织工艺将地经、毛经、细度为150旦的锦纶纬纱和细度90英支的导电纬纱(材质为镀银锦纶短纤纱)，按毛巾组织进行织造得到带毛圈的机织带；
制得的带毛圈的机织带中导电纬纱共30对，沿机织带的纬向同一对导电纬纱相邻，不同对导电纬纱之间通过3根锦纶纬纱分隔；压电单丝露出导电纱II的两个表面分别与同一对的两根导电纬纱接触；
(3)对步骤(2)中带毛圈的机织带的压电单丝进行切断处理(压电单丝被切断处理后得到压电短绒)和压痕处理并将同一对的两根导电纬纱分别与LED灯珠的两极连接，即得可发电的绒状夜间指示用机织带；其中，切断处理即切断各毛圈的最顶端，带毛圈的机织带中毛圈的最顶端位于相邻两对导电纬纱之间，毛经从同一对的两根导电纬纱之间穿出；压电短绒的压痕处理为：两刚性条状物可相向运动压紧压电单丝，使其出现折痕；压电单丝具有塑性，对压电单丝进行切断处理和压痕处理后，从同一对的两根导电纬纱之间穿出的压电单丝段与其他段呈一定的夹角。
制得的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元，包含锦纶经纱、压电短绒、锦纶纬纱、导电纬纱；可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元排列在机织带底层上。
将制得的可发电的绒状夜间指示用机织带裁剪成宽度为10cm的织物时，任一排的所有压电短绒的竖直区域的角度朝同一方向变化45度且变化速度为20度/s时，可产生电流1.25mA。
实施例5
一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，具体步骤如下：
(1)压电单丝的制备；
(1.1)原料的准备；
弹性体切片：弹性体为聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，厂商为台橡(上海)实业有限公司，牌号为SEBS-6151；
导电纱I为铜纤维短纤纱，构成铜纤维短纤纱的铜纤维的平均直径为21μm，平均长度为42mm；
压电膜I：首先制备由聚偏氟乙烯(厂商为山东华夏神舟新材料有限公司，牌号为DS202)、平均粒径为210nm的铌酸锂和二甲基乙酰胺组成的混合物，然后将混合物涂覆在基板上形成膜，最后对膜进行热压处理赋予其波浪形带状结构，并进行极化处理，即得压电膜I；混合物中，聚偏氟乙烯与二甲基乙酰胺的质量比为1:13，铌酸锂与聚偏氟乙烯的质量比为1:7；极化处理时，以150V为步长，从100V起，每15min加大一次电压，直至3500V；
(1.2)预牵伸体的制备；
在立方体状的容器底部铺设一层弹性体切片，然后继续沿X方向铺设7根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，接着继续铺设一层步骤(1.1)的压电膜I，压电膜I的波浪起伏方向平行于X方向，控制压电膜I下方的管道与压电膜I下表面的波谷(数量为7个)的弧面区域接触，接着继续沿X方向铺设7根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，并控制压电膜I上方的管道与压电膜I上表面的波谷(数量为7个)的弧面区域接触，最后继续铺设一层弹性体切片将管道完全覆盖后，在700N的压力下，于77℃的温度下，进行热压25min，得到预牵伸体；各管道内都穿有导电纱I，穿入管道前导电纱I的直径为580μm，管道的内径为导电纱I穿入管道前时的直径的36％，管道的外径较内径大20％；X方向与Y方向相互垂直，且X方向平行于容器的一条底边；
制得的预牵伸体整体呈长方形块状结构，长度为70cm，宽度为10.2cm，高度为6.2cm；预牵伸体包括弹性包层I、压电膜I和横截面呈圆形的铜制管道，压电膜I和管道都固定在弹性包层I的内部；管道的中心轴平行于预牵伸体的长度方向；预牵伸体和压电膜I都具有上下对称结构，且二者的对称面重合，压电膜I的最大厚度为预牵伸体高度的70％，压电膜I的最小厚度为预牵伸体高度的43％，压电膜I的左端或右端与预牵伸体的长高面的距离为预牵伸体宽度的13％，压电膜I的前端或后端与预牵伸体的宽高面的距离为0；
(1.3)牵伸；
将步骤(1.2)制得的预牵伸体置于热牵伸设备中进行牵伸，制得压电单丝，牵伸倍数为15，牵伸方向平行于预牵伸体中的管道；
制得的压电单丝整体呈长方形带状结构，包括弹性包层II(牵伸前为弹性包层I)、压电膜II(牵伸前为压电膜I)和横截面呈圆形的导电纱II(牵伸前为导电纱I)；压电膜II固定在弹性包层II内且为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于压电单丝的宽度方向；导电纱II的中心轴平行于压电单丝的长度方向，导电纱II与压电膜II的波谷的弧面区域接触同时从弹性包层II中露出部分的体积，露出部分的体积为导电纱II体积的10％，导电纱II的数量为14个且分为两组，一组位于压电膜II的上方且间隔排列，另一组位于压电膜II的下方且间隔排列；
(2)以细度为200旦的锦纶复丝为地经，同时以压电单丝为毛经，采用机织工艺将地经、毛经、细度为200旦的锦纶纬纱和细度65英支的导电纬纱(材质为镀银锦纶短纤纱)，按毛巾组织进行织造得到带毛圈的机织带；
制得的带毛圈的机织带中导电纬纱共25对，沿机织带的纬向同一对导电纬纱相邻，不同对导电纬纱之间通过5根锦纶纬纱分隔；压电单丝露出导电纱II的两个表面分别与同一对的两根导电纬纱接触；
(3)对步骤(2)中带毛圈的机织带的压电单丝进行切断处理(压电单丝被切断处理后得到压电短绒)和压痕处理并将同一对的两根导电纬纱分别与LED灯珠的两极连接，即得可发电的绒状夜间指示用机织带；其中，切断处理即切断各毛圈的最顶端，带毛圈的机织带中毛圈的最顶端位于相邻两对导电纬纱之间，毛经从同一对的两根导电纬纱之间穿出；压电短绒的压痕处理为：两刚性条状物可相向运动压紧压电单丝，使其出现折痕；压电单丝具有塑性，对压电单丝进行切断处理和压痕处理后，从同一对的两根导电纬纱之间穿出的压电单丝段与其他段呈一定的夹角。
制得的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元，包含锦纶经纱、压电短绒、锦纶纬纱、导电纬纱；可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元排列在机织带底层上。
将制得的可发电的绒状夜间指示用机织带裁剪成宽度为10cm的织物时，任一排的所有压电短绒的竖直区域的角度朝同一方向变化45度且变化速度为30度/s时，可产生电流1.17mA。
实施例6
一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，具体步骤如下：
(1)压电单丝的制备；
(1.1)原料的准备；
弹性体切片：弹性体为聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，厂商为台橡(上海)实业有限公司，牌号为SEBS-6151；
导电纱I为铜纤维短纤纱，构成铜纤维短纤纱的铜纤维的平均直径为25μm，平均长度为39mm；
压电膜I：首先制备由聚偏氟乙烯-三氟乙烯、平均粒径为220nm的铌酸钾钠和二甲基甲酰胺组成的混合物，然后将混合物涂覆在基板上形成膜，最后对膜进行热压处理赋予其波浪形带状结构，并进行极化处理，即得压电膜I；其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯的厂商为法国Piezotech公司，牌号为FC20；混合物中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯与二甲基甲酰胺的质量比为1:8，铌酸钾钠与聚偏氟乙烯-三氟乙烯的质量比为1:16；极化处理时，以160V为步长，从100V起，每15min加大一次电压，直至3500V；
(1.2)预牵伸体的制备；
在立方体状的容器底部铺设一层弹性体切片，然后继续沿X方向铺设8根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，接着继续铺设一层步骤(1.1)的压电膜I，压电膜I的波浪起伏方向平行于X方向，控制压电膜I下方的管道与压电膜I下表面的波谷(数量为8个)的弧面区域接触，接着继续沿X方向铺设8根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，并控制压电膜I上方的管道与压电膜I上表面的波谷(数量为8个)的弧面区域接触，最后继续铺设一层弹性体切片将管道完全覆盖后，在750N的压力下，于75℃的温度下，进行热压26min，得到预牵伸体；各管道内都穿有导电纱I，穿入管道前导电纱I的直径为650μm，管道的内径为导电纱I穿入管道前时的直径的25％，管道的外径较内径大20％；X方向与Y方向相互垂直，且X方向平行于容器的一条底边；
制得的预牵伸体整体呈长方形块状结构，长度为73cm，宽度为11cm，高度为6.5cm；预牵伸体包括弹性包层I、压电膜I和横截面呈圆形的铜制管道，压电膜I和管道都固定在弹性包层I的内部；管道的中心轴平行于预牵伸体的长度方向；预牵伸体和压电膜I都具有上下对称结构，且二者的对称面重合，压电膜I的最大厚度为预牵伸体高度的72％，压电膜I的最小厚度为预牵伸体高度的45％，压电膜I的左端或右端与预牵伸体的长高面的距离为预牵伸体宽度的12％，压电膜I的前端或后端与预牵伸体的宽高面的距离为0；
(1.3)牵伸；
将步骤(1.2)制得的预牵伸体置于热牵伸设备中进行牵伸，制得压电单丝，牵伸倍数为13，牵伸方向平行于预牵伸体中的管道；
制得的压电单丝整体呈长方形带状结构，包括弹性包层II(牵伸前为弹性包层I)、压电膜II(牵伸前为压电膜I)和横截面呈圆形的导电纱II(牵伸前为导电纱I)；压电膜II固定在弹性包层II内且为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于压电单丝的宽度方向；导电纱II的中心轴平行于压电单丝的长度方向，导电纱II与压电膜II的波谷的弧面区域接触同时从弹性包层II中露出部分的体积，露出部分的体积为导电纱II体积的10％，导电纱II的数量为16个且分为两组，一组位于压电膜II的上方且间隔排列，另一组位于压电膜II的下方且间隔排列；
(2)以细度为250旦的锦纶复丝为地经，同时以压电单丝为毛经，采用机织工艺将地经、毛经、细度为250旦的锦纶纬纱和细度55英支的导电纬纱(材质为镀银锦纶短纤纱)，按毛巾组织进行织造得到带毛圈的机织带；
制得的带毛圈的机织带中导电纬纱共20对，沿机织带的纬向同一对导电纬纱相邻，不同对导电纬纱之间通过3根锦纶纬纱分隔；压电单丝露出导电纱II的两个表面分别与同一对的两根导电纬纱接触；
(3)对步骤(2)中带毛圈的机织带的压电单丝进行切断处理(压电单丝被切断处理后得到压电短绒)和压痕处理并将同一对的两根导电纬纱分别与LED灯珠的两极连接，即得可发电的绒状夜间指示用机织带；其中，切断处理即切断各毛圈的最顶端，带毛圈的机织带中毛圈的最顶端位于相邻两对导电纬纱之间，毛经从同一对的两根导电纬纱之间穿出；压电短绒的压痕处理为：两刚性条状物可相向运动压紧压电单丝，使其出现折痕；压电单丝具有塑性，对压电单丝进行切断处理和压痕处理后，从同一对的两根导电纬纱之间穿出的压电单丝段与其他段呈一定的夹角。
制得的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元，包含锦纶经纱、压电短绒、锦纶纬纱、导电纬纱；可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元排列在机织带底层上。
将制得的可发电的绒状夜间指示用机织带裁剪成宽度为10cm的织物时，任一排的所有压电短绒的竖直区域的角度朝同一方向变化45度且变化速度为22度/s时，可产生电流1.1mA。
实施例7
一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，具体步骤如下：
(1)压电单丝的制备；
(1.1)原料的准备；
弹性体切片：弹性体为聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，厂商为台橡(上海)实业有限公司，牌号为SEBS-6150；
导电纱I为铜纤维短纤纱，构成铜纤维短纤纱的铜纤维的平均直径为32μm，平均长度为37mm；
压电膜I：首先制备由聚苯乙烯(厂商为上海赛科石油化工有限责任公司，牌号为622P)、平均粒径为230nm的氧化锌和二甲基乙酰胺组成的混合物，然后将混合物涂覆在基板上形成膜，最后对膜进行热压处理赋予其波浪形带状结构，并进行极化处理，即得压电膜I；混合物中，聚苯乙烯与二甲基乙酰胺的质量比为1:19，氧化锌与聚苯乙烯的质量比为1:9；极化处理时，以180V为步长，从100V起，每15min加大一次电压，直至3500V；
(1.2)预牵伸体的制备；
在立方体状的容器底部铺设一层弹性体切片，然后继续沿X方向铺设9根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，接着继续铺设一层步骤(1.1)的压电膜I，压电膜I的波浪起伏方向平行于X方向，控制压电膜I下方的管道与压电膜I下表面的波谷(数量为9个)的弧面区域接触，接着继续沿X方向铺设9根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，并控制压电膜I上方的管道与压电膜I上表面的波谷(数量为9个)的弧面区域接触，最后继续铺设一层弹性体切片将管道完全覆盖后，在800N的压力下，于73℃的温度下，进行热压28min，得到预牵伸体；各管道内都穿有导电纱I，穿入管道前导电纱I的直径为2400μm，管道的内径为导电纱I穿入管道前时的直径的25％，管道的外径较内径大20％；X方向与Y方向相互垂直，且X方向平行于容器的一条底边；
制得的预牵伸体整体呈长方形块状结构，长度为76cm，宽度为11.5cm，高度为6.7cm；预牵伸体包括弹性包层I、压电膜I和横截面呈圆形的铜制管道，压电膜I和管道都固定在弹性包层I的内部；管道的中心轴平行于预牵伸体的长度方向；预牵伸体和压电膜I都具有上下对称结构，且二者的对称面重合，压电膜I的最大厚度为预牵伸体高度的77％，压电膜I的最小厚度为预牵伸体高度的47％，压电膜I的左端或右端与预牵伸体的长高面的距离为预牵伸体宽度的12％，压电膜I的前端或后端与预牵伸体的宽高面的距离为0；
(1.3)牵伸；
将步骤(1.2)制得的预牵伸体置于热牵伸设备中进行牵伸，制得压电单丝，牵伸倍数为10，牵伸方向平行于预牵伸体中的管道；
制得的压电单丝整体呈长方形带状结构，包括弹性包层II(牵伸前为弹性包层I)、压电膜II(牵伸前为压电膜I)和横截面呈圆形的导电纱II(牵伸前为导电纱I)；压电膜II固定在弹性包层II内且为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于压电单丝的宽度方向；导电纱II的中心轴平行于压电单丝的长度方向，导电纱II与压电膜II的波谷的弧面区域接触同时从弹性包层II中露出部分的体积，露出部分的体积为导电纱II体积的10％，导电纱II的数量为18个且分为两组，一组位于压电膜II的上方且间隔排列，另一组位于压电膜II的下方且间隔排列；
(2)以细度为1200旦的锦纶复丝为地经，同时以压电单丝为毛经，采用机织工艺将地经、毛经、细度为1200旦的锦纶纬纱和细度2英支的导电纬纱(材质为镀银锦纶短纤纱)，按毛巾组织进行织造得到带毛圈的机织带；
制得的带毛圈的机织带中导电纬纱共15对，沿机织带的纬向同一对导电纬纱相邻，不同对导电纬纱之间通过1根锦纶纬纱分隔；压电单丝露出导电纱II的两个表面分别与同一对的两根导电纬纱接触；
(3)对步骤(2)中带毛圈的机织带的压电单丝进行切断处理(压电单丝被切断处理后得到压电短绒)和压痕处理并将同一对的两根导电纬纱分别与LED灯珠的两极连接，即得可发电的绒状夜间指示用机织带；其中，切断处理即切断各毛圈的最顶端，带毛圈的机织带中毛圈的最顶端位于相邻两对导电纬纱之间，毛经从同一对的两根导电纬纱之间穿出；压电短绒的压痕处理为：两刚性条状物可相向运动压紧压电单丝，使其出现折痕；压电单丝具有塑性，对压电单丝进行切断处理和压痕处理后，从同一对的两根导电纬纱之间穿出的压电单丝段与其他段呈一定的夹角。
制得的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元，包含锦纶经纱、压电短绒、锦纶纬纱、导电纬纱；可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元排列在机织带底层上。
将制得的可发电的绒状夜间指示用机织带裁剪成宽度为10cm的织物时，任一排的所有压电短绒的竖直区域的角度朝同一方向变化45度且变化速度为150度/s时，可产生电流1.3mA。
实施例8
一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，具体步骤如下：
(1)压电单丝的制备；
(1.1)原料的准备；
弹性体切片：弹性体为聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，厂商为台橡(上海)实业有限公司，牌号为SEBS-6150；
导电纱I为铜纤维短纤纱，构成铜纤维短纤纱的铜纤维的平均直径为40μm，平均长度为33mm；
压电膜I：首先制备由聚偏氟乙烯-三氟乙烯、平均粒径为180nm的氧化锌和二甲基甲酰胺组成的混合物，然后将混合物涂覆在基板上形成膜，最后对膜进行热压处理赋予其波浪形带状结构，并进行极化处理，即得压电膜I；其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯的厂商为法国Piezotech公司，牌号为FC20；混合物中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯与二甲基甲酰胺的质量比为1:9，氧化锌与聚偏氟乙烯-三氟乙烯的质量比为1:5；极化处理时，以150V为步长，从100V起，每15min加大一次电压，直至3500V；
(1.2)预牵伸体的制备；
在立方体状的容器底部铺设一层弹性体切片，然后继续沿X方向铺设10根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，接着继续铺设一层步骤(1.1)的压电膜I，压电膜I的波浪起伏方向平行于X方向，控制压电膜I下方的管道与压电膜I下表面的波谷(数量为10个)的弧面区域接触，接着继续沿X方向铺设10根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，并控制压电膜I上方的管道与压电膜I上表面的波谷(数量为10个)的弧面区域接触，最后继续铺设一层弹性体切片将管道完全覆盖后，在1000N的压力下，于70℃的温度下，进行热压30min，得到预牵伸体；各管道内都穿有导电纱I，穿入管道前导电纱I的直径为3050μm，管道的内径为导电纱I穿入管道前时的直径的30％，管道的外径较内径大20％；X方向与Y方向相互垂直，且X方向平行于容器的一条底边；
制得的预牵伸体整体呈长方形块状结构，长度为80cm，宽度为12cm，高度为7cm；预牵伸体包括弹性包层I、压电膜I和横截面呈圆形的铜制管道，压电膜I和管道都固定在弹性包层I的内部；管道的中心轴平行于预牵伸体的长度方向；预牵伸体和压电膜I都具有上下对称结构，且二者的对称面重合，压电膜I的最大厚度为预牵伸体高度的80％，压电膜I的最小厚度为预牵伸体高度的50％，压电膜I的左端或右端与预牵伸体的长高面的距离为预牵伸体宽度的10％，压电膜I的前端或后端与预牵伸体的宽高面的距离为0；
(1.3)牵伸；
将步骤(1.2)制得的预牵伸体置于热牵伸设备中进行牵伸，制得压电单丝，牵伸倍数为5，牵伸方向平行于预牵伸体中的管道；
制得的压电单丝整体呈长方形带状结构，包括弹性包层II(牵伸前为弹性包层I)、压电膜II(牵伸前为压电膜I)和横截面呈圆形的导电纱II(牵伸前为导电纱I)；压电膜II固定在弹性包层II内且为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于压电单丝的宽度方向；导电纱II的中心轴平行于压电单丝的长度方向，导电纱II与压电膜II的波谷的弧面区域接触同时从弹性包层II中露出部分的体积，露出部分的体积为导电纱II体积的10％，导电纱II的数量为20个且分为两组，一组位于压电膜II的上方且间隔排列，另一组位于压电膜II的下方且间隔排列；
(2)以细度为3000旦的锦纶复丝为地经，同时以压电单丝为毛经，采用机织工艺将地经、毛经、细度为3000旦的锦纶纬纱和细度1英支的导电纬纱(材质为镀银锦纶短纤纱)，按毛巾组织进行织造得到带毛圈的机织带；
制得的带毛圈的机织带中导电纬纱共10对，沿机织带的纬向同一对导电纬纱相邻，不同对导电纬纱之间通过1根锦纶纬纱分隔；压电单丝露出导电纱II的两个表面分别与同一对的两根导电纬纱接触；
(3)对步骤(2)中带毛圈的机织带的压电单丝进行切断处理(压电单丝被切断处理后得到压电短绒)和压痕处理并将同一对的两根导电纬纱分别与LED灯珠的两极连接，即得可发电的绒状夜间指示用机织带；其中，切断处理即切断各毛圈的最顶端，带毛圈的机织带中毛圈的最顶端位于相邻两对导电纬纱之间，毛经从同一对的两根导电纬纱之间穿出；压电短绒的压痕处理为：两刚性条状物可相向运动压紧压电单丝，使其出现折痕；压电单丝具有塑性，对压电单丝进行切断处理和压痕处理后，从同一对的两根导电纬纱之间穿出的压电单丝段与其他段呈一定的夹角。
制得的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元，包含锦纶经纱、压电短绒、锦纶纬纱、导电纬纱；可发电的绒状夜间指示用机织带的工作单元排列在机织带底层上。
将制得的可发电的绒状夜间指示用机织带裁剪成宽度为10cm的织物时，任一排的所有压电短绒的竖直区域的角度朝同一方向变化45度且变化速度为85度/s时，可产生电流1.6mA。

Claims (10)

1.一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，其特征在于，以锦纶复丝为地经，同时以压电单丝为毛经，采用机织工艺将地经、毛经、锦纶纬纱和导电纬纱按毛巾组织进行织造得到带毛圈的机织带后，对压电单丝进行切断处理和压痕处理并将导电纬纱与LED灯珠连接即得可发电的绒状夜间指示用机织带；
带毛圈的机织带中导电纬纱共多对，沿机织带的纬向同一对导电纬纱相邻，不同对导电纬纱之间通过一根或多根锦纶纬纱分隔；切断处理即切断各毛圈的最顶端，带毛圈的机织带中毛圈的最顶端位于相邻两对导电纬纱之间，毛经从同一对的两根导电纬纱之间穿出；将导电纬纱与LED灯珠连接即将同一对的两根导电纬纱分别与LED灯珠的两极连接；
压电单丝整体呈长方形带状结构，包括弹性包层II、压电膜II和横截面呈圆形的导电纱II；压电膜II固定在弹性包层II内且为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于压电单丝的宽度方向；导电纱II的中心轴平行于压电单丝的长度方向，导电纱II与压电膜II的波谷的弧面区域接触同时从弹性包层II中露出一部分，导电纱II的数量为多个且分为两组，一组位于压电膜II的上方且间隔排列，另一组位于压电膜II的下方且间隔排列；压电单丝露出导电纱II的两个表面分别与同一对的两根导电纬纱接触；
压电单丝具有塑性，对压电单丝进行切断处理和压痕处理后，从同一对的两根导电纬纱之间穿出的压电单丝段与其他段呈一定的夹角。
2.根据权利要求1所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，其特征在于，导电纱II从弹性包层II中露出部分的体积为导电纱II体积的10％～30％。
3.根据权利要求2所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，其特征在于，压电单丝的制备步骤如下：
(1)制备预牵伸体；
预牵伸体整体呈长方形块状结构，包括弹性包层I、压电膜I和横截面呈圆形的铜制管道，压电膜I和管道都固定在弹性包层I的内部；压电膜I为波浪形带状结构，其波浪起伏方向平行于预牵伸体的宽度方向，即平行于预牵伸体的左右方向；管道的中心轴平行于预牵伸体的长度方向，即平行于预牵伸体的前后方向，管道与压电膜I的波谷的弧面区域接触，管道的数量为多个且分为两组，一组位于压电膜I的上方且间隔排列，另一组位于压电膜I的下方且间隔排列；各管道内都穿有导电纱I，导电纱I穿入管道前时的直径大于管道的内径，通过压缩导电纱I的一端并将其与牵引绳的一端连接，将牵引绳的另一端从管道内穿出后牵拉导电纱I实现导电纱I穿入管道中；
(2)牵伸；
将预牵伸体置于热牵伸设备中进行牵伸，牵伸方向平行于预牵伸体中的管道。
4.根据权利要求3所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，预牵伸体的长度为60～80cm，宽度为8.0～12.0cm，高度为5.0～7.0cm；
预牵伸体和压电膜I都具有上下对称结构，且二者的对称面重合，压电膜I的最大厚度为预牵伸体高度的50％～80％，压电膜I的最小厚度为预牵伸体高度的30％～50％，压电膜I的左端或右端与预牵伸体的长高面的距离为预牵伸体宽度的10％～20％，压电膜I的前端或后端与预牵伸体的宽高面的距离为0，预牵伸体的长高面为预牵伸体的长边和高边共同所在的面，预牵伸体的宽高面为预牵伸体的宽边和高边共同所在的面；压电膜I上的波谷的数量同管道的数量；
管道的内径为导电纱I穿入管道前时的直径的30％～80％，管道的外径较内径大20％，管道的数量为8～20；
步骤(2)中，牵伸倍数为5～25。
5.根据权利要求4所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，其特征在于，预牵伸体的制备过程为：首先在立方体状的容器底部铺设一层弹性体切片，然后继续沿X方向铺设多根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，接着继续铺设一层具有波浪形带状结构且波浪起伏方向平行于X方向的压电膜I，并控制压电膜I下方的管道与压电膜I下表面的波谷的弧面区域接触，接着继续沿X方向铺设多根中心轴平行于Y方向且间隔排列的管道，并控制压电膜I上方的管道与压电膜I上表面的波谷的弧面区域接触，最后继续铺设一层弹性体切片将管道完全覆盖后进行热压得到预牵伸体；各管道内都穿有导电纱I；X方向与Y方向相互垂直，且X方向平行于容器的一条底边。
6.根据权利要求5所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，其特征在于，弹性体为聚苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，导电纱I为铜纤维短纤纱，构成铜纤维短纤纱的铜纤维的平均直径为12～40μm，平均长度为33～80mm；热压的温度为70～85℃，热压的时间为20～30min，热压的压力为500～1000N。
7.根据权利要求5所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，其特征在于，压电膜I的制备过程为：首先制备由压电聚合物、压电陶瓷和溶剂组成的混合物，然后将混合物涂覆在基板上形成膜，最后对膜进行热压处理赋予其波浪形带状结构，并进行极化处理，即得压电膜I。
8.根据权利要求7所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，其特征在于，压电聚合物为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚乙炔；压电陶瓷为钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅、铌酸锂、铌酸钾钠或氧化锌，压电陶瓷的平均粒径为200±30nm。
9.根据权利要求7所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，其特征在于，混合物中，压电聚合物与溶剂的质量比为1:5～25，压电陶瓷与压电聚合物的质量比为1:3.5～10。
10.根据权利要求1所述的一种可发电的绒状夜间指示用机织带的制备方法，其特征在于，锦纶复丝和锦纶纬纱的细度为20～3000旦，导电纬纱为细度150～1英支的镀银锦纶短纤纱。
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