導電性繊維はインテリジェント材料の重要な部類として、国内外の材料界から幅広い注目を集めています。その研究開発は順調に進んでおり、衣類、センサー、産業用繊維への応用が期待されています。科学技術の進歩に伴い、スマートマテリアルは今後も発展すると考えられています。スマートテキスタイルの主要な品種の 1 つとして、導電性繊維は材料分野でますます重要な位置を占めることになるでしょう。
導電性繊維とは通常、標準条件（20度、相対湿度65％）下で比抵抗が107Ω・cm以下の繊維を指します。カテゴリは次のとおりです: 写真
(1) 金属化合物系導電性繊維、抵抗率は102-104Ω・cm、複合紡糸法により高濃度の導電性粒子を繊維中に局所的に混入させたもので、黒色の導電性粒子はカーボンブラックを使用、白色系は金属酸化物を使用。例えば、少量の酸化スズを含む酸化アンチモンの表面を二酸化チタンでコーティングしており、繊維は比較的軽く、柔軟性があり、洗濯可能で加工が容易である。また、後処理を通じて銅化合物や電気メッキ金属を化学的に固定することもできます。
(2) 金属導電性繊維。このタイプの繊維は、金属の導電特性を利用して作られています。主な方法は直接延伸法で、金属線をダイスを通して繰り返し延伸して直径4～16μmの繊維を作ります。
(3) カーボンブラック導電性繊維
カーボン ブラックの導電性を利用して導電性繊維を製造することは、古くからある一般的な方法です。この方法は次の 3 つのカテゴリに分類できます。
① ドーピング方法: カーボンブラックと繊維形成材料を混合した後、カーボンブラックが繊維内に連続相構造を形成し、繊維に導電性を与えます。この方法は一般にシース-複合紡糸法を使用しており、繊維本来の物性に影響を与えず、繊維に導電性を与えます。
②コーティング方法：通常の繊維の表面にカーボンブラックをコーティングする方法です。コーティング法ではバインダーを用いてカーボンブラックを繊維表面に結合させる方法や、繊維表面を直接軟化させてカーボンブラックと結合させる方法があります。この方法の欠点は、カーボンブラックが脱落しやすく、手触りが悪く、繊維表面にカーボンブラックを均一に分散させるのが難しいことである。
③繊維炭化処理；ポリアクリロニトリル繊維、セルロース繊維、ピッチ{0}}系繊維などの一部の繊維は、炭化処理後、繊維の主鎖は主に炭素原子となり、繊維が導電性になります。最も一般的な方法は、アクリル繊維の低温炭化処理法です。-画像
(4) 導電性高分子繊維
ポリマー材料は通常絶縁体であると考えられていますが、1970 年代にポリアセチレン導電性材料の開発に成功したことで、この考えは打ち破られました。
伝統的な考え方。その後、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの高分子導電材料が次々と誕生しました。人間はポリマー材料に電気を伝導します。
パフォーマンスに関する研究もさらに広範囲にわたっています。導電性高分子を用いて導電性繊維を製造するには、主に 2 つの方法があります: (1) 導電性高分子材料を直接紡糸する方法 (2) 後処理する方法。
導電性繊維の応用
導電性繊維からなる導電性布帛は、電気伝導性、熱伝導性、電磁波の遮蔽性、吸収性などに優れた機能を有しており、エレクトロニクス業界や電力業界の導電性ネットや導電性つなぎ服などに広く使用されており、医療業界における電気衣類、電熱面、電熱包帯。航空、航空宇宙産業や精密電子産業用の電磁シールドカバーなど。導電性繊維は、帯電防止繊維、電磁放射防止繊維、スマート繊維、軍事繊維などの分野で使用できます。{2}
帯電防止繊維製品
導電性繊維とは、電子伝導をメカニズムとしており、電子伝導とコロナ放電により静電気を除去する機能性繊維です。繊維には自由電子が含まれているため、その帯電防止特性は湿度に依存しません。 Liheng 導電性繊維は充電半減期が短く、いずれにしても非常に短時間で静電気を除去でき、導電性繊維を使用して静電気の発生を防ぎ、危険性は広範囲の環境適応性を備えています。導電性繊維の導電性や生地の構造に応じて、一般繊維中に導電性繊維を0.05%〜5%混入することで帯電防止効果が得られます。帯電防止効果のある導電性繊維で作られた作業服。油田、石油加工、炭鉱、電子産業、感光材料産業、その他の可燃性および爆発性の現場に適しており、無塵の滅菌服や特殊フィルター素材にも適しています。{6}}
抗電磁放射線繊維-
電磁シールドとは、低抵抗率の導電性材料を使用して電磁電流を反射および誘導し、導電性材料内に元の磁場とは逆の電流と磁気分極を生成することで、元の電磁場の放射効果を低減するものです。-電磁放射に対する保護として使用される導電性繊維は、非常に低い抵抗率を必要とし、通常はわずか 10-6 ～ 10-2Ω/cm です。近年、電子・電気機器や通信機器の普及に伴い、電磁波の干渉による機器の誤動作、映像や音声の障害、人体への危害などが問題となっており、電磁波シールド材料の開発が注目されています。画像
導電性繊維の電磁シールド特性を利用して、精密電子部品、高周波溶接機などの電磁シールド、特別な要件を持つ住宅の壁や天井、電波を吸収する壁紙などに使用できます。{0}日本では、表面に銅をコーティングした導電性繊維を混紡したり不織布にしたりして、船舶の電磁波吸収カバーなどの電磁波遮蔽・吸収材として広く使用されています。{3}
テキスタイルセンサー
柔軟な導電性繊維は、電子センサーの原理に基づいたセンサー繊維で作られています。軽さと可搬性の利点を持ち、さまざまな分野で広く使用されています。柔軟なウェアラブル センサーは、主に人間のさまざまな活動の感知と監視に特化しており、モーション センシング、個人の健康状態のモニタリング、インテリジェント ロボット、人間とコンピューターの相互作用など、幅広い用途に使用されています。{2}画像
金属箔や半導体をベースとした従来のひずみセンサーは、柔軟性が低く、検出範囲が狭いため、フレキシブルウェアラブルセンサーには適用できません。<5%). Some nanomaterials have been applied to various flexible strain sensors, such as carbon nanotubes, graphene and metal nanowires, because of their good mechanical flexibility and electrical conductivity. Although some progress has been made, there are still two main problems today: one is that it is difficult to obtain high sensitivity and a large sensing range at the same time; the other is that the current flexible sensors have many functions and single functions, for example, they can only sense tensile strain. It cannot sense other deformations such as bending and torsion at the same time, so it is not suitable for sensing complex and delicate human activities. Japan Taiyo Industry Co., Ltd. uses carbon fiber to develop a sensor that detects the maximum strain, which can be used for safety diagnosis of structures such as buildings, roads, factories, airplanes, and ropeways.
軍用繊維
軍用繊維をめぐる将来の戦争は、ハイテク条件下での情報化戦争となるでしょう。{0}}このような戦争では、作戦のペースが速く、攻撃と防御の切り替えの頻度が速く、戦況は急速に変化しており、従来の兵士の戦闘装備は深刻に遅れているように見えます。現代の戦場における兵士の総合的な戦闘能力を向上させるためには、兵士の情報取得、処理、伝達能力を向上させ、戦場状況に対する兵士の理解をより高いレベルに引き上げる必要がある。導電性繊維を使用した情報衣料はまさにこれに応えます。要件が 1 つあります。画像
ほとんどの導電性繊維は電気と熱に敏感です。導電性繊維で織られた生地は、熱画像装置による偵察を防ぐことができ、個々の兵士用の熱画像防護服としても使用できます。導電性繊維を樹脂やゴムなどの低誘電率基材と混合して電磁波吸収材料を作成すると、レーダー波を吸収し、レーダー追跡を回避し、ステルス兵器や装備品の目的を達成できます。米国が開発した色が変わる軍服は、生地に導電性繊維で構成される導電回路を追加するものです。温度を制御することで軍服内のサーモクロミックインクが変化し、外部環境の色に応じて軍服の色が変化します。環境反応型迷彩。
その他の導電性繊維の用途
その他の用途 機能性導電助剤の選択により、抗菌機能や遠赤外線機能など、導電機能以外の機能を持たせた繊維材料も作製できます。日本の三菱商事は、複合紡糸技術を使用して高濃度の白色導電性セラミック粒子をコアに混合し、繊維に導電性を与えています。{1}}同時に、添加されたセラミック粒子は光-から-に変換する特性を持っているため、この繊維を従来の繊維と10%ブレンドすると、光源下で生地の温度を28度まで上げることができます。この繊維は着用時に暖かさを感じるだけでなく、水洗い後の天日干し時間も従来の繊維に比べて2/3で済みます。速乾性もこの繊維のさらなる特徴です。-この繊維は繊維の芯に導電性粒子が入っているため、通常の加工、洗濯、染色などでは繊維の導電性に影響を与えません。
