CN103138651A - 温差致电的纺织品及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种以温差致电的纺织品，包括基布以及至少两个不同材质的热电传导线材。热电传导线材以车缝或刺绣的方式配置于基布，其中两个热电传导线材为交错排列，并在交错处形成多个交织点。另外，本发明还提供了一种上述纺织品的制造方法。该纺织品的热电传导线材可利用车缝或刺绣的方式配置于其上，不需再利用例如焊接的额外加工方式即可在基布上形成交织点，再藉由交织点间的温度差异产生电压。
Description
技术领域
本发明是有关于一种纺织品及其制造方法，且特别是有关于一种可利用温差致电的纺织品及其制造方法。
背景技术
随着经济加速全球化，纺织产业面临强大的转型与竞争压力，因此必须不断提升纺织技术，并开发高价值的产品。将纺织品做为杯垫等隔热介质，并藉由在纺织品上设置不同的线材，通过两种不同性质的金属导线形成一封闭回路，当端点介面温度产生差异时，将可提供些微电能(Seebeckeffect，席贝克效应)，成为一具有废热回收功能的纺织品，俨然成为未来纺织品研发趋势之一。
然而，在现有技术中，关于具有以温度差产生电压的纺织品中，多需采用焊接技术将不同的线材连接交织出多个热感应点，其所需生产成本较高且易有焊点脱落的问题。
发明内容
本发明提供一种以温差致电的纺织品，其热电传导线材之间的交织点具良好接触性，且可紧密连结不易脱落。
本发明提供一种以温差致电的纺织品，包括一基布以及至少两个不同材质的热电传导线材。热电传导线材以车缝或刺绣的方式配置于基布。两个热电传导线材为交错排列，并在交错处形成多个交织点。
本发明提供一种以温差致电的纺织品的制造方法，包括如下步骤：提供一基布。以车缝或刺绣的方式，将至少两个不同材质的热电传导线材配置于基布。两个热电传导线材为交错排列，并在交错处形成多个交织点。
在本发明的一实施例中，上述的交织点包括一第一交织点群以及一第二交织点群。第一交织点群沿一第一方向排列。第二交织点群沿一第二方向排列。第一方向与第二方向在基布上不相交，且第一方向与第二方向平行。
在本发明的一实施例中，上述的第一交织点群在第一方向上的排列密度与第二交织点群在第二方向上的排列密度相等。
在本发明的一实施例中，上述的交织点包括一第一交织点群以及一第二交织点群。第一交织点群以一第一圆心为中心排列，形成一第一圆周。第二交织点群以一第二圆心为中心排列，形成一第二圆周。第一圆周与第二圆周在基布上不相交。
在本发明的一实施例中，上述的第一圆心与第二圆心为同一圆心。
在本发明的一实施例中，上述的第一交织点群在第一圆周上的排列密度大于第二交织点群在第二圆周上的排列密度。
在本发明的一实施例中，上述的两个热电传导线材包括一第一热电传导线材以及一第二热电传导线材。第一热电传导线材包括多个第一线段。第二热电传导线材包括多个第二线段。第一线段与第二线段在基布上为连续不断地间隔排列。此外，第一线段在一第三方向上延伸，第二线段在一第四方向上延伸，第三方向与第四方向不平行且不垂直。
在本发明的一实施例中，上述的两个热电传导线材在各交织点处产生多个交点。
在本发明的一实施例中，上述的热电传导线材的材质为选自下列材料至少其中之一：金属、合金、半导体以及导电高分子。
基于上述，在本发明的范例实施例中，纺织品的热电传导线材可利用车缝或刺绣的方式配置于其上，不需再利用例如焊接的额外加工方式即可在基布上形成交织点，再藉由交织点间的温度差异产生电压。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明的一实施例的纺织品的示意图。
图2是图1的区域R的放大示意图。
图3为本发明的另一实施例的纺织品的示意图。
图4为本发明的另一实施例的纺织品的示意图。
图5为图4的区域R1的放大示意图。
图6为图5的局部放大图。
图7为图4的实施例的一应用范例。
图8为本发明一实施例的温差致电纺织品的制造流程图。
附图说明：
100：纺织品
110：基布
120：热电传导线材
122：第一热电传导线材
124：第二热电传导线材
L1：第一线段
L2：第二线段
D1：第一方向
D2：第二方向
D3：第三方向
D4：第四方向
140：交织点
141：交点
142：第一交织点群
144：第二交织点群
R：区域
R1：区域
R2：区域
R3：区域
P1：线头
P2：线尾
300：纺织品
310：基布
320：热电传导线材
322：第一热电传导线材
324：第二热电传导线材
340：交织点
A：虚线
400：纺织品
410：基布
420：热电传导线材
422：第一热电传导线材
424：第二热电传导线材
440：交织点
442：第一交织点群
444：第二交织点群
451：第一圆心
452：第一圆周
453：第二圆心
454：第二圆周
B：虚线
P3：点
700：纺织品
H：热源
TH：内圈温度
TL：外圈温度
S810-S820：步骤
具体实施方式
图1为本发明的一实施例的纺织品的示意图。请参照图1，本实施例的纺织品100具有利用不同材质的热电传导线材的温度差产生电压的功能，即所谓的温差致电。纺织品100包括一基布110以及至少两种不同材质的热电传导线材120。在本实施例中，至少两种不同材质的热电传导电材120例如是以一第一热电传导线材122以及一第二热电传导线材124为例说明。各热电传导线材的材质为选自下列材料至少其中之一：金属、合金、半导体以及导电高分子。
在本实施例中，第一及第二热电传导线材122、124为以车缝或刺绣的方式配置在基布110上，并且交错排列。在本实施例中，基布110上的热电传导线材120为以不断线的导线回路设计，让纺织机台不产生毁损的情况下，制作热电传导线材120的电极织物。在此，第一热电传导线材122包括多个在第三方向D3上延伸的第一线段L1。第二热电传导线材124包括多个在第四方向D4上延伸的第二线段L2。第三方向D3与第四方向D4实质上不平行也不垂直，以让第一及第二热电传导线材122、124在不同的交错处形成多个交织点140。在本实施例中，由热电传导线材120的线头P1顺沿此线材至其线尾P2，第一线段L1与第二线段L2在基布110上为连续不断地间隔排列。
在本实施例中，交织点140包括一第一交织点群142以及一第二交织点群144。第一交织点群142沿一第一方向D1排列，而第二交织点群144沿一第二方向D2排列。第一方向D1以及第二方向D2实质上平行且在基布110上不相交。此外，在本实施例中，第一交织点群142在第一方向D1上单位长度内的交织点数目，与第二交织点群144在第二方向D2上单位长度内的交织点数目实质上相等。也就是说，第一交织点群142在第一方向D1上的排列密度与第二交织点群144在第二方向D2上的排列密度实质上相等。
在本实施例中，为了让第一及第二热电传导线材122、124能够有效连结，各交织点140为采用波浪状的交迭结构，以增加热电偶的接触面，如图2所示。图2为图1的区域R的放大示意图。请参考图2，更微观地描述这些交织点140，以区域R为例，第一热电传导线材122以及第二热电传导线材124在交织点140以波浪状走线方式使其产生多个交点141。因此，热电传导线材之间的交织点具良好接触性，且可紧密连结不易脱落，以取代焊接结合的方式。
图3为本发明的另一实施例的纺织品的示意图。请参照图1及图3，在图1的实施例中，第一热电传导线材122的第一线段L1与第二热电传导线材124的第二线段L2为交错配置而形成一热电回路单元。此热电回路单元为1条斜向的第一热电传导线材122与2条水平的第二热电传导线材124的交错配置所形成的「Z」字形平面织物结构。若需扩充多片的热电织物，可通过图1的热电回路单元的设计方式，让1条斜向的第一热电传导线材与4条水平的第二热电传导线材进行配置，如图3所示。在图3的实施例中，纺织品300的1条斜向的第一热电传导线材322为跨过4条水平的第二热电传导线材324，以形成多个交织点340。在本实施例中，第一及第二热电传导线材322、324为连续地设置于基布310上，因此沿虚线A裁切剪开即可形成如图3所示的多片的热电织物。
简单来说，依据图3所示的实施态样，热电传导线材320的排列方式为，第二热电传导线材324在水平方向上延伸，第一热电传导线材322则横跨4条第二热电传导线材324。并且，起点在第二热电传导线材324的第一条线的线头，终点位于第二热电传导线材324的第四条线的线尾，且每一种热电传导线材320在制作过程中皆为连续不间断的回路。类似地，在其他实施例中，若要再增加一组热电回路单元，仅须将第一热电传导线材322再多横跨2条第二热电传导线材即可。此外，本实施例的「Z」字形平面织物结构为一种连续性的长条形织物，故至少可应用于连续性的温差介面，诸如腰带、热管包覆材等。以热管包覆材为例，本实施例的可挠性的热电平面织物结构，通过挠曲的方式包覆于热管外围，藉此将冷热端的温差介面通过织物分离，以提高热电转换效率。
图4为本发明的另一实施例的纺织品的示意图。图5为图4的区域R1的放大示意图。图6为图5的局部区域R2及R3放大图。请参照图4到图6，在本实施例中，纺织品400包括一基布410以及两种不同材质的热电传导线材420。热电传导线材420包括一第一热电传导线材422与一第二热电传导线材424。在此，第一及第二热电传导线材422、424为交错排列，并在交错处形成多个交织点440，如图5所示。交织点440包括一第一交织点群442以及一第二交织点群444。
在本实施例中，第一交织点群442以一第一圆心451为中心排列，形成一第一圆周452。而第二交织点群444以一第二圆心453为中心排列，形成一第二圆周454。在此，第一圆心451与第二圆心453为同一圆心，因此第一圆周452与第二圆周454并不相交。在其他实施例中，第一圆心与第二圆心也可以是不同的圆心。无论第一圆心与第二圆心相同或不同，在本发明的范例实施例中，对应第一交织点群的第一圆周以及对应第二交织点群的第二圆周在基布410上均不相交。
此外，在本实施例中，第一交织点群442在第一圆周452上单位长度内的交织点数目大于第二交织点群444在第二圆周454上单位长度内的交织点数目。亦即，第一交织点群442在第一圆周452上的排列密度大于第二交织点群444在第二圆周454上的排列密度。另外，第一热电传导线材422以及第二热电传导线材424在交织点440以波浪状走线方式而产生多个交点，如图5及图6所示。因此，热电传导线材之间的交织点具良好接触性，且可紧密连结不易脱落。此外，在本实施例中，第一及第二热电传导线材422、424为连续地设置于基布上，因此沿图6所示的虚线B裁切剪开即可获得如图4所示的同心圆设计的热电织物。
另一方面，第一热电传导线材422包括多个第一线段L1。第二热电传导线材424包括多个第二线段L2。在本实施例中，由热电传导线材420的第一圆周452上的任一点P3顺沿此线材移动而回到点P3，第一线段L1与第二线段L2在基布410上为连续不断地间隔排列。类似地，由热电传导线材420的第二圆周454上的任一点顺沿此线材移动而回到任一点，第一线段L1与第二线段L2在基布410上也是连续不断地间隔排列。
图4实施例中的环形辐射状的热电结构，例如可应用于热源集中，但外侧需散热的情境，如杯垫、椅垫等。图7为图4的实施例的一应用范例。请参考图4及图7，纺织品400利用同心圆的设计概念将冷热端分离。并且，内圈(即第一圆周452)的交织点群的排列密度大于外圈(第二圆周454)的交织点群的排列密度。因此，内圈的交织点群易于聚集热能，减少与外界环境接触的机会来达到热量聚集的效果；相对地，外圈的交织点群易于发散热能，增加与外界环境接触的机会来达到散热的效果。因此，内外圈温度差就会更大，所产生的电压效果也会越好。在本实施例中，温差致电的纺织品700例如是作为一杯垫，当其中心处配置有一热源H时，靠近中心位置的内圈温度TH较高，热能聚集，而远离中心的外圈温度TL较低，热能发散，因此，两者的温差较大，可提升其热电转换效率。此外，设计者亦可设计较长的第一线段L1与第二线段L2，以较长的路径让冷热两端分离，并达到良好的散热效果。
在本发明的范例实施例中，热电传导线材可以是复丝结构或是单丝结构。若所选用的线材为复丝结构，其线径例如小于1.5毫米(millimeter)；若所选用的线材为单丝结构，其线径例如小于0.5毫米(millimeter)。此外，基布布种的选择可以例如是不织布或梭织布结构。若所选用的基布为梭织布结构，其经纬密度例如是每英寸大于或等于80支，但本发明并不限于此。无论是线材结构或是基布布种，其选择当可依据实际设计需求任意变换。
图8为本发明一实施例的温差致电纺织品的制造流程图。请参照图8，本实施例的纺织品的制造方法包括如下步骤。首先，在步骤S810中，提供一基布。接着，在步骤S820中，以车缝或刺绣的方式，将不同材质的热电传导线材配置于该基布上。其中，热电传导线材为交错排列，并在交错处形成多个交织点。
另外，本发明的范例实施例的温差致电纺织品的制造方法可以由图1-图7实施例的叙述中获致足够的启示、建议与实施说明，因此不再赘述。
综上所述，在本发明的范例实施例中，温差致电纺织品利用至少两种热电传导线材，以车缝或刺绣的方式，连续地在基布上形成多个交织点，而其交织点为以波浪状的方式织造，以让交织点包括多个交点，确保交织点接触良好。此外，交织点设置可为同心圆的形式，以平面式的概念将冷热端分离，进而提升纺织品的热电转换效率。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，当可作些许的更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (23)
1.一种以温差致电的纺织品，包括：
一基布；以及
至少两个不同材质的热电传导线材，以车缝或刺绣的方式配置于该基布，其中该两个热电传导线材为交错排列，并在交错处形成多个交织点。
2.根据权利要求1所述的纺织品，其中该些交织点包括：
一第一交织点群，沿一第一方向排列；以及
一第二交织点群，沿一第二方向排列，
其中该第一方向与该第二方向在该基布上不相交。
3.根据权利要求2所述的纺织品，其中该第一方向与该第二方向平行。
4.根据权利要求2所述的纺织品，其中该第一交织点群在该第一方向上的排列密度与该第二交织点群在该第二方向上的排列密度相等。
5.根据权利要求1所述的纺织品，其中该些交织点包括：
一第一交织点群，以一第一圆心为中心排列，形成一第一圆周；以及
一第二交织点群，以一第二圆心为中心排列，形成一第二圆周，
其中该第一圆周与该第二圆周在该基布上不相交。
6.根据权利要求5所述的纺织品，其中该第一圆心与该第二圆心为同一圆心。
7.根据权利要求5所述的纺织品，其中该第一交织点群在该第一圆周上的排列密度大于该第二交织点群在该第二圆周上的排列密度。
8.根据权利要求1所述的纺织品，其中该两个热电传导线材包括：
一第一热电传导线材，包括多个第一线段；以及
一第二热电传导线材，包括多个第二线段，
其中该些第一线段与该些第二线段在该基布上为连续不断地间隔排列。
9.根据权利要求8所述的纺织品，其中该些第一线段在一第三方向上延伸，该些第二线段在一第四方向上延伸，该第三方向与该第四方向不平行且不垂直。
10.根据权利要求1所述的纺织品，其中该两个热电传导线材在各该交织点处产生多个交点。
11.根据权利要求1所述的纺织品，其中各该热电传导线材的材质为选自下列材料至少其中之一：金属、合金、半导体以及导电高分子。
12.一种以温差致电的纺织品的制造方法，包括：
提供一基布；以及
以车缝或刺绣的方式，将至少两个不同材质的热电传导线材配置于该基布，其中该两个热电传导线材为交错排列，并在交错处形成多个交织点。
13.根据权利要求12所述的纺织品的制造方法，其中在以车缝或刺绣的方式，将该至少两个不同材质的热电传导线材配置于该基布的步骤中，该两个热电传导线材在各该交织点处产生多个交点。
14.根据权利要求12所述的纺织品的制造方法，其中在以车缝或刺绣的方式，将该至少两个不同材质的热电传导线材配置于该基布的步骤中，各该热电传导线材为连续不间断地配置于该基布上。
15.根据权利要求12所述的纺织品的制造方法，其中该些交织点包括：
一第一交织点群，沿一第一方向排列；以及
一第二交织点群，沿一第二方向排列，
其中该第一方向与该第二方向在该基布上不相交。
16.根据权利要求15所述的纺织品的制造方法，其中该第一方向与该第二方向平行。
17.根据权利要求15所述的纺织品的制造方法，其中该第一交织点群在该第一方向上的排列密度与该第二交织点群在该第二方向上的排列密度相等。
18.根据权利要求12所述的纺织品的制造方法，其中该些交织点包括：
一第一交织点群，以一第一圆心为中心排列，形成一第一圆周；以及
一第二交织点群，以一第二圆心为中心排列，形成一第二圆周，
其中该第一圆周与该第二圆周在该基布上不相交。
19.根据权利要求18所述的纺织品的制造方法，其中该第一圆心与该第二圆心为同一圆心。
20.根据权利要求18所述的纺织品的制造方法，其中该第一交织点群在该第一圆周上的排列密度大于该第二交织点群在该第二圆周上的排列密度。
21.根据权利要求12所述的纺织品的制造方法，其中该两个热电传导线材包括：
一第一热电传导线材，包括多个第一线段；以及
一第二热电传导线材，包括多个第二线段，
其中该些第一线段与该些第二线段在该基布上为连续不断地间隔排列。
22.根据权利要求21所述的纺织品的制造方法，其中该些第一线段在一第三方向上延伸，该些第二线段在一第四方向上延伸，该第三方向与该第四方向不平行且不垂直。
23.根据权利要求12所述的纺织品的制造方法，其中各该热电传导线材的材质为选自下列材料至少其中之一：金属、合金、半导体以及导电高分子。
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