CN101578407B - 尤其用于rfid纺织标签的导电的弹性复合线及其应用和用它制造织物、针织物和编织物 - Google Patents
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Abstract
为了提供一种导电的、弹性的、可纺织加工的复合线(2)并在受载时防止其断裂,本发明建议,所述复合线(2)具有至少一根导电线(4)、一根纺织的减轻拉力线(6)以及一根纺织的捆绑线(8)。此复合线(2)在针织机或拉舍尔经编针织机上用纺织的捆绑线(8)或编结线制造,或在织机上用纬纱和纺织的捆绑线(8)制造。与导电线(4)相比,纺织的减轻拉力线(6)处于更高的拉应力状态,可以承受更大的拉负荷。
Description
技术领域
本发明涉及一种导电、弹性的复合线,尤其用于RFID纺织标签的天线。在这里复合线应理解为,它由不同的线或纤维组成。此外,本发明还涉及其应用以及用它生产织物、针织物和编织物。
背景技术
例如由WO2002/071605已知,将导电线加入织物中,该导电线用作标签内的应答器天线。这种导电线例如由铜制成,并在纺织品生产过程中通过编织加入,或采用刺绣技术事后施加在织物上。若现在导电线本身应设计为弹性的,则已知的导电线并不适用,因为尤其金属线的弹性不足以得到整个线的弹性。
在WO2004/027132A1中(以及也已在优先权的首次申请DE10242785A1中)公开了一种导电的纱线,包括弹性芯线和(至少)一根缠绕芯线的导电线和(至少)一根缠绕芯线的不导电的包缠纱。整个导电纱线的延伸性应通过包缠纱限制。WO2004/027132A1中所述纱线其重要之点在于,弹性芯线赋予纱线以弹性,而包缠纱保证导电线不会断裂,因为包缠纱限制纱线的延伸性。但是这种纱线只能有限地使用于纺织应用中,而且若应使用一种不必有橡胶弹性的特性的纱线时,这种纱线看来是不合适的。在WO2006/128633以及也在US2004/237494A1中,同样公开了一种弹性导电线,包括弹性芯和缠绕弹性芯的导电线,对于合理的应用要具有与在WO2004/027132A1中一样的前提条件。
在另一种类型的US4750324A1中(使用于高温领域的复合纱线),公开了一种用于针织机和缝纫机的复合纱线和加工由陶瓷等制成的脆性纱线的复合线,其中承载负荷的柔性芯线和脆性纱线与柔性捆绑线配置为,使复合纱线按小半径弯曲的状态下具有比脆性纱线更高的拉伸强度。
上面列举的纱线全都有缺点,它们不可能无干扰地加入织物内,以及也不能绝对保证加入织物内或施加在织物上后仍保持导电功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,创造一种导电的、弹性的复合线,它能尽可能无干扰地加入织物内,即使在加入织物内或施加在织物上后仍能保证保持其功能。
按照本发明上述技术问题通过一种按照权利要求1所述的弹性导电的可纺织加工的复合线得以解决。这种减轻拉力线与导电线相比处于较高的拉应力状态,所以在复合线受载时首先由减轻拉力线承载。此外,减轻拉力线可以比导电线承载更大的载荷。减轻拉力线应具有的弹性为从3%至40%,优选地为从5%至12%。复合线用纺织的捆绑线针织或编织。因此按照本发明的措施带来的效果首先是,通过减轻拉力线防止金属线或其他导电线机械过载和过度伸展,此时整个导电复合线通过纺织的捆绑线获得一种机械强度。在这里减轻拉力线应当用纺织材料制成。
在权利2至15中说明了所述导电的弹性复合线有利的扩展设计。
按照权利要求2有利的是,将导电线设置为,在导电线可能完全断裂前,它至少能伸长到其比例极限。对于那些不能提供比例极限的减轻拉力线而言,例如由某些塑料制成的减轻拉力线,有利的是,减轻拉力线布置得很短,以致只是在减轻拉力线的拉应力达到一个相当于导电线抗断强度的大小时,导电线才开始强度承载(权利要求3)。
为了进一步保护导电线,如在权利要求4中规定的那样,可优选,与导电线相比将减轻拉力线设置为,使导电线可能断裂前,减轻拉力线可以伸长到其断裂极限。优选,在减轻拉力线处于断裂极限时,导电线此时还始终没有达到其断裂极限,而是才开始承载,或最多达到其比例极限。
按照权利要求5优选,捆绑线每cm捆绑15与30次之间,优选地每cm捆绑在20与24次之间。
如权利要求6所述,纺织的捆绑线优选地由天然或合成纤维组成。
在这里,减轻拉力线应理解为或是可能由多根纤维组成的单根线,或由不同单线组成的复合线。减轻拉力线为了有利于生产可以由可热收缩的材料制成。减轻拉力线可以由天然纤维组成,或也可以由合成纤维组成,优选地由聚酰胺、聚酯或芳族聚酰胺组成(权利要求8)。导电线有利地也可以有一种金属弹性(权利要求9)以及由金属或合金制成,但也可以由金属镀层的合成纤维,优选地由聚酰胺组成(权利要求10)。也可以有利的是,导电线是一种复合物,它包括至少一根金属纤维和至少一根金属镀层的合成纤维(权利要求11)。在这种情况下尤为有利的是,在金属纤维与金属镀层的合成纤维之间至少逐段发生电桥形成(权利要求12)。但是也可以采用多根导电线或导电原纤维,于是在其中一根导电线断裂时它们通过电桥形成保持连续的导电功能(权利要求13)。
上述导电的、弹性的、纺织的复合线有利地应用于作为RFID纺织标签的天线,或一般而言在纺织、针织和编织物中作为导电体(权利要求14)。
采用这种导电的、弹性的、纺织的复合线,按权利要求15,有利地在一个单独的过程中制成织物、针织物或编织物,并在最后加入织物、针织物或编织物内。
上述的以及所要求保护的并在下面实施例中所说明的按照本发明所使用的元件,在它们的尺寸、形状、材料应用及其技术设计方面没有特别的前提条件,所以可以不受限制地将它们使用在各自应用领域中已知的选择准则中。
附图说明
下面借助附图对本发明的实施例予以详细说明,其中:
图1表示按照本发明第一种实施例针织的弹性导电的复合线;
图2表示按照本发明第二种实施例织造的弹性导电的复合线;以及
图3表示复合线和抗断强度曲线图。
具体实施方式
图1表示一种按照本发明第一种实施例的复合线2,其中一根松弛的导电线4和一根与之相比处于拉伸状态的减轻拉力线6与捆绑线8互相针织在一起。换句话说,减轻拉力线6处于比导电线4高的拉应力状态。导电线4和减轻拉力线6在这里设计为,使导电线4要在点a+b才受拉伸负荷,此时减轻拉力线6约在28%伸长时已经达到其断裂极限62。此外,减轻拉力线6的抗拉强度比导电线4的大。也就是说这相当于图3抗断强度曲线的情况II。
这种复合线2在针织机或拉舍尔经编针织机上生产。在本实施例中,复合线每cm有约22针。减轻拉力线6由合成纤维,在这里由聚酰胺制成,以及有涉及其伸长约为28%的抗断强度62。导电线4由金属制成,在本例中由银/铜合金制成,但也可以与之不同地由金属镀层的纤维组成,在这里由聚酰胺组成。按另一种与第一种实施例不同的方案,导电线4由一根金属线以及由一根聚酰胺纤维制成的金属镀层的纤维组成。然后通过几何配置在金属线与聚酰胺纤维制成的金属镀层线之间至少局部发生形成电桥。由此可以将高电导率的金属线与抗断强度相结合,从而兼有金属线与金属镀层线的优点。
在按照图2的第二种实施例中,在织机上生产复合线22。导电线4作为纬线与捆绑线8和保持牵伸的减轻拉力线6交织。在这里所有其他特征和与上述针织复合线2的不同点也都适用于织造复合线。
图3在情况II中示出了具有两根导电线4的复合线2的抗断强度曲线图的例子。由图可以看出,在本例中由特雷维拉55dtex制成的减轻拉力线6的抗断强度62和弹性60,比由AgCU丝制成的导电线4的抗断强度42和弹性40大得多。减轻拉力线6在伸长约5%时达到其比例极限60,以及在抗断强度至10牛顿伸长约28%时达到其断裂极限62。
当基于导电线4松弛地配置更松弛地穿纱时,复合线可以进一步牵伸至40%,减轻拉力线6在这种情况下已经断裂,直至此时导电线4才在a+b+c开始牵伸,以及当进一步牵伸1%时达到其比例极限40,然后在牵伸和抗断强度为0.48牛顿时同样断裂。这相当于图3中的情况III。
但即使在图3所示的情况I或甚至在这之下时便已经具有本发明本身的优点,此时导电线4比减轻拉力线6布置得仅更松弛,以致使导电线4在a时在减轻拉力线6达到比例极限62时已经开始承载,从而使导电线4受附加的载荷时应力已经达到其比例极限42,然后达到其抗断强度40。
附图标记清单
2 针织的复合线
3 导电线
6 减轻拉力线
7 捆绑线
22 织造的复合线
40 导电线的比例极限或屈服点
41 导电线的抗断强度
60 减轻拉力线的比例极限
62 减轻拉力线的断裂极限
I 导电线的穿纱比减轻拉力线的比例极限远的情况
II 导电线的穿纱比减轻拉力线的抗断强度远的情况
III 导电线的穿纱比减轻拉力线远40%,远远在减轻拉力线的断裂
极限之后
a 在情况I下导电线开始伸长
a+b 在情况II下导电线开始伸长
a+b+c 在情况III下导电线开始伸长。
Claims (19)
1.一种导电的、弹性的、可纺织加工的复合线(2、12、22、32),它有至少一根导电线(4)、一根纺织的减轻拉力线(6)以及一根纺织的捆绑线(8),其中,与导电线(4)相比,纺织的减轻拉力线(6)处于更高的拉应力状态,以及可以承受更大的负荷,以及减轻拉力线(6)具有的弹性(60)从3%至40%,以及所述复合线(2)在针织机上用纺织的捆绑线(8)或编结线制造,或在织机上用纬纱和纺织的捆绑线(8)制造,其特征为:加入至少两根导电线或导电原纤维,使导电线之一断裂时形成电桥。
2.按照权利要求1所述的复合线,其特征为,所述减轻拉力线(6)具有的弹性(60)从5%至12%。
3.按照权利要求1所述的复合线,其特征为,将所述导电线(4)之一设置为,在达到减轻拉力线(6)的比例极限(60)时,此导电线(4)的拉负荷小于其断裂极限(40)。
4.按照权利要求1所述的复合线,其特征为,将所述导电线(4)设置为,当减轻拉力线(6)的拉应力达到一个与导电线的抗断强度(42)相等的大小时,开始其强度负荷。
5.按照权利要求1至3之一所述的复合线,其特征为,将所述导电线(4)之一设置为,在达到减轻拉力线(6)的断裂极限(62)时,此导电线(4)的拉负荷小于其断裂极限(42)。
6.按照权利要求5所述的复合线,其特征为,所述导电线(4)的拉负荷也小于其比例极限或屈服点(42)。
7.按照权利要求1至3之一所述的复合线,其特征为,纺织的捆绑线(8)每cm捆绑15与30次之间。
8.按照权利要求7所述的复合线,其特征为,纺织的捆绑线(8)每cm捆绑20至24次。
9.按照权利要求7所述的复合线,其特征为,纺织的捆绑线(8)由天然或合成纤维组成。
10.按照权利要求1至3之一所述的复合线,其特征为,减轻拉力线(6)由可热收缩的材料组成。
11.按照权利要求1至3之一所述的复合线,其特征为,减轻拉力线(6)由天然纤维或由合成纤维组成。
12.按照权利要求11所述的复合线,其特征为,减轻拉力线(6)由聚酰胺、聚酯或芳族聚酰胺组成。
13.按照权利要求1至3之一所述的复合线,其特征为,所述导电线(4)之一具有的金属弹性达2%。
14.按照权利要求13所述的复合线,其特征为,此导电线(4)由金属或合金或由金属镀层的合成纤维。
15.按照权利要求1至3之一所述的复合线,其特征为,导电线(4)具有至少一根金属纤维和至少一根金属镀层的合成纤维。
16.按照权利要求15所述的复合线,其特征为,在金属纤维与金属镀层的合成纤维之间至少逐段形成电桥。
17.一种按照权利要求1至16之一所述的导电的、弹性的、可纺织加工的复合线的应用,在纺织物中作为导电体。
18.按照权利要求17所述的导电的、弹性的、可纺织加工的复合线的应用,在纺织物中作为RFID纺织标签的天线。
19.一种制造织物的方法,其特征为:在单独的过程中制造按照权利要求1至16之一所述的导电的、弹性的、可纺织加工的复合线,并在最后加入织物中。
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