CN105209673A - 电磁屏蔽纺织物，由此构造而成的可卷包的套筒及其构造方法 - Google Patents

电磁屏蔽纺织物，由此构造而成的可卷包的套筒及其构造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种纺织物(10)，由此形成的套筒，及其构造方法。该织物形成由纵向延伸的经纱(14)与横向延伸的纬纱(16)相互梭织构造而成的细长壁(12)。至少部分经纱(14)是导电的并且具有第一直径。所述纬纱(16)具有第二直径，所述第二直径比所述经纱(14)的第一直径小至少25％。如此，该导电经纱(14)将比纬纱(16)与经纱(14)具有相同尺寸时彼此更靠近。相应地，由此形成的织物和套筒提供针对电磁干扰的屏蔽保护的能力得到增强。

Description

电磁屏蔽纺织物，由此构造而成的可卷包的套筒及其构造方法
技术领域
本发明大致涉及用于提供免于电磁干扰的纺织物，更具体地涉及用于保护电元件免于电磁干扰的纺织物。
背景技术
诸如在汽车，飞机或航天飞行器中，将电元件(例如电线和线束)卷包在纺织防护性套筒内以保护电线免于电磁干扰(EMI)是已知的。为了实现所需的保护，必须要考虑的是所需的电磁干扰保护的类型，无论是高频EMI，低频EMI，或者二者兼有。在纺织套筒中，例如梭织套筒，开口(也称作洞)会被内在地形成于套筒的壁中的相邻的以及重叠的纱线之间。该洞最终形成高频EMI的通道以及可能减小由该套筒壁的纱线提供的总电导率，反过来可影响该壁对低频EMI提供理想屏蔽的能力，特别是如果形成于重叠纱线间的洞的数量较高时。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于引导和保护电元件免于电磁干扰的纺织物。该织物通过纵向延伸的经纱与横向延伸的纬纱相互梭织构造形成细长壁。至少部分所述经纱是导电的并且具有第一直径。所述纬纱具有第二直径，所述第二直径比所述经纱的第一直径小至少25％。如此，在梭织该织物之后，导电经纱将比纬纱与经纱具有相同尺寸时彼此更靠近。相应地，织物提供针对电磁干扰的屏蔽保护的能力得到增强。
根据本发明的另一个方面，该织物的多根纬纱是可热定型的聚合纱线，其中，多根可热定型的聚合纱线可被热定型以将所述壁偏折成自卷包构型，使相对的纵向延伸的边缘偏折成彼此重叠的关系以提供大致管状的可设置电元件于其中用于保护其内部的电元件的腔室。
根据本发明的另一个方面，所述经纱被梭织以越过至少三根所述纬纱，从而与平纹梭织图案相比，使在交叉的纬纱和经纱之间形成的开口更少，进而实现免于电磁干扰的增强保护。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于保护包含于内部的电元件免于电磁干扰的梭织纺织套筒。该套筒包括具有相对的边缘的细长壁，所述相对的边缘可卷包成彼此重叠的关系以形成沿一中心轴在相对末端之间延伸的封闭的腔室。所述壁具有相互梭织的大致平行于所述中心轴延伸的经纱和垂直于所述经纱延伸的纬纱。至少部分所述经纱是导电的并且具有第一直径，所述纬纱具有第二直径，所述第二直径比所述第一直径小至少25％，从而在交叉的纬纱和经纱之间形成减小尺寸的开口，进而增强套筒向设置于该套筒内部的电元件提供免于电磁干扰的保护的能力。
根据本发明的另一个方面，该套筒壁内的至少部分纬纱被热定型以将所述相对的边缘偏折成彼此重叠的关系。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于保护电元件免于电磁干扰的织物的构造方法。该方法包括：通过将纵向延伸的经纱与横向延伸的纬纱梭织形成细长的壁，其中至少部分经纱是导电的并且具有第一直径，所述纬纱具有第二直径，所述第二直径比所述第一直径小至少25％。
根据本发明的另一个方面，该方法可进一步包括将织物的壁梭织成具有缎纹梭织图案。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于保护包含在内部的电元件免于电磁干扰的织物套筒的构造方法。该方法包括：通过将大致平行于中心轴延伸的经纱与垂直于所述经纱延伸的纬纱梭织形成具有沿一中心轴在相对末端之间延伸的相对的边缘的细长壁，其中至少部分经纱是导电的并且具有第一直径，所述纬纱具有第二直径，所述第二直径比所述第一直径小至少25％。进一步地，将该壁卷包以使相对的边缘成彼此重叠的关系。
根据本发明的另一个方面，该套筒的构造方法进一步包括热定型至少部分纬纱以将相对的边缘偏折成彼此重叠的关系。
根据本发明的另一个方面，该套筒的构造方法进一步包括将所述壁梭织成具有缎纹梭织图案。
附图说明
对于本领域的技术人员而言，结合下面对当前优选实施例和最佳模式的详细描述，所附权利要求和附图，这些和其他方面，特征和优点将变得显而易见，其中：
图1是根据本发明的一方面梭织的纺织EMI屏蔽织物的平面示意图；
图2是根据本发明的另一方面梭织的图1中的织物的部分放大平面示意图；
图2A是图2中的织物的侧视图；
图3是根据本发明的又一方面梭织的图1中的织物的部分放大平面示意图；
图3A是图3中的织物的侧视图；
图4是在图1中所示的织物的构造中使用的混合纱线的放大侧视图；
图4是在图1中所示的织物的构造中使用的另一混合纱线的放大侧视图；
图5是在图1中所示的织物的构造中使用的又一混合纱线的放大侧视图；
图6是在图1中所示的织物的构造中使用的又一混合纱线的放大侧视图；
图7是在图1中所示的织物的构造中使用的又一混合纱线的放大侧视图；
图8是在图1中所示的织物的构造中使用的又一混合纱线的放大侧视图；
图9是在图1中所示的织物的构造中使用的又一混合纱线的放大侧视图；
图10是在图1中所示的织物的构造中使用的又一混合纱线的放大侧视图；
图11是在图1中所示的织物的构造中使用的又一混合纱线的放大侧视图；
图12是在图1中所示的织物的构造中使用的又一混合纱线的放大侧视图；
图14是由根据本发明的另一方面的梭织织物构造的可卷包的套筒的透视图。
具体实施方式
更详细地参照附图，图1示出了根据本发明的一方面构造的纺织物10的平面图。该织物10通过纵长延伸的经纱14与横向延伸的纬纱16梭织构造成细长的壁12。至少部分，多个，或所有经纱14为导电的并且具有第一直径，纬纱16具有第二直径，其中第二直径大约比第一直径小25％，并且优选比第一直径小至少25％。因此，该织物10一经梭织，导电经纱14将比纬纱16与经纱14具有相同尺寸时彼此更靠近，从而增强了织物10提供针对EMI的屏蔽保护的能力。
该织物10可以平纹梭织图案梭织，但是，这导致了数量增加的开口18(以上下并排的方式，纬纱与经纱的每个交叉点处产生两个开口)。因此，优选使用缎纹梭织图案，例如皱纹印缎纹梭织(crowsfootsatinweave)(图2A)和八根通丝缎纹梭织图案(8harnesssatinweavepattern)(图2B)，或任何其他类型的缎纹梭织图案，从而产生与平纹梭织图案相比更少的开口18。已经发现开口18的数量可影响织物表面的总电导率，形成越少数量的开口通常会导致增强的电导率，从而提供针对EMI增强的保护。
该导电经纱14提供为由非导电单丝和/或非导电复丝或者元件(以下简称为非导电元件20)除非特别说明，与微米级尺寸的连续的导电的电线丝(以下简称为电线丝22)捻制和/或扭结形成的混合纱线。
在一个当前优选的实施例中，非导电元件20提供为复丝纱线，也称作复丝，提供松软的组织。根据应用的不同，该非导电元件20，无论复丝或者单丝，如下文更加详细的讨论，通过举例而非限制地，可由聚酯，尼龙，聚丙烯，聚乙烯，腈纶，棉，人造丝，以及所有上述提到的材料的阻燃(FR)形式(当不要求极端高温等级时)形成。如果与防火能力相关的更高的温度等级是理想的，非导电元件20，通过举例而非限制地，可由包括m-芳纶(例如，商品名为Nomex,Conex,Kermel)，p-芳纶(例如，商品名为evlar,Twaron,Technora)，PEI(例如，商品名为聚醚酰亚胺)，PPS，LCP，TPFE，以及PEEK构造而成。如果与防火能力相关的甚至更高的温度等级是理想的，非导电元件20可包括例如玻璃纤维，玄武岩，二氧化硅以及陶瓷这样的矿物纱线。
如上所述，连续的导电电线丝22可被提供为非导电元件20，例如图4所示，比如，使得非导电元件20沿一大致直线路径延伸，而导电电线丝22围绕非导电元件20沿一螺旋形路径延伸，或者与非导电元件20捻在一起，如图5所示，例如，使得它们形成相对彼此轴向偏移的螺旋形路径。无论如何构造，优选的是至少一部分导电电线丝22保持在非导电元件20的外表面或在非导电元件20的外表面径向向外延伸。这有助于使至少部分由混合经纱14构造而成的织物10维持有效的EMI，RFI和/或ESD屏蔽特性。该导电电线丝22优选提供为连续的不锈钢绳，比如低碳的不锈钢，例如，具有高耐蚀性的SS316L，但是，也可使用其他导电的连续的金属丝绳，比如，铜，锡，或镀镍铜，铝，以及其他导电合金。
该连续的导电电线丝22可通过捻制覆盖于非导电元件或多个元件20上或围绕多个非导电元件20扭结提供以形成混合纱线18，该混合纱线具有大致沿着混合经纱14的长度延伸的单股导电电线丝22(图4，图5，图8)，多根导电电线丝22，示出为两股导电电线丝22(图6，图9～图12)，三股导电电线丝22(图7和图13)，或者更多，根据需要。应当认识到，根据屏蔽需求，以及沿混合纱线18的长度的增加数量的导电电线通常将提高其屏蔽能力的理论，可使用任何理想数量的导电电线丝22。当使用两根或多根导电电线丝22时，可被布置为彼此交叉，例如，通过举例而非限制地，通过具有不同的螺旋角度和/或以相反的螺旋方向捻制或扭结该电线丝22，如图6和图7所示，或者通过具有相似的螺旋角度可被构造成彼此不重叠的关系，以及以相同的螺旋方向捻制或扭结，如图9～图13所示。
如图8所示，混合经纱14通过将单股导电电线丝22与单股非导电丝20扭结或捻制(如图所示)构造而成，此处示出为由上述材料中的一种制成的单丝。
如图9所示，混合经纱14通过围绕单根非导电丝(此处示出为非导电单丝20)扭结两根或多根导电电线丝22构造而成。如图所示，在本实施例中电线丝22彼此以同一方向具有基本相同的螺旋角度提供，因此不相互重叠。
如图10所示，混合经纱14通过围绕单根非导电丝20扭结两根或多根导电电线丝22构造而成。但是，并非围绕单丝扭结，如图9所示，该电线丝围绕复丝20扭结。
如图11所示，混合经纱14大致与上面所述以及图9和图10所示相同，通过围绕单根非导电丝，此处示出为非导电单丝20扭结两根或多根导电电线丝22构造而成。但是，在围绕非导电丝20扭结导电电线丝22之前，该非导电单丝20要么在其外表面首先涂覆或者粘附上一涂层材料CM进行处理，或者在变形工艺中在其外表面上提供纹理表面TS。该涂层材料CM或纹理表面TS的作用是抑制导电电线丝22相对下方的非导电单丝20滑动。
如图12所示，混合经纱14通过围绕一对非导电丝20，20’扭结两根或多根导电电线丝22构造而成。该非导电丝20，20’此处呈现为由上述材料提供的非导电复丝20和非导电单丝20’。该非导电复丝20和单丝20’大致沿其长度彼此邻接。此外，如图13所示，根据本发明的又一当前优选方面构造的混合经纱14具有至少一个非导电元件，此处示出为提供为混合纱线的复丝非导电元件20，例如上面针对图3所讨论的，具有在其附近捻制的或扭结的另一导电电线丝22’，尽管也可使用任何其他在前描述的和阐述的实施例的混合经纱14。因此，至少一根连续的导电电线丝22’单独围绕非导电复丝20延伸。
在图14中，采用上述纬纱和经纱14，16通过任何上述和阐述的梭织形式梭织的图1中的织物10示出为作为管状套筒24卷包用于保护细长的电元件，例如，电线或线束26，于其周向封闭的腔室28中。该套筒24的壁12在热成形该可热定型的纬纱16之后被成形为自卷包的细长壁12。如此，当壁12处于其自卷包的管状构型时，通常不受任何外部施加力，该大致平行于纵向中心轴34在套筒24的相对末端34，36之间延伸的相对的纵向延伸的边缘30，32至少轻微地彼此重叠以完全周向地封闭腔室28，因此，壁12向包含在腔室28内部的电线26围绕壁12的完整周向提供对EMI的增强的保护。该边缘30，32在外部施加力的作用下远离彼此可延展以至少部分地敞开并暴露出腔室28。相应地，电线26可在装配时轻易地放入腔室28中或在工作时轻易地从腔室28中移出。在释放外部施加力之后，边缘30，32在热定型所产生的赋予在聚合可热定型纬纱16中的偏折力下自动恢复其卷曲构型。
根据本发明的另一方面，提供一种用于构造纺织物以及由其构造的用于引导和保护电元件免于电磁干扰的防护性套筒的方法。该方法包括采用纵向延伸的经纱14和横向延伸的纬纱16梭织壁12，其中至少部分经纱14是导电的并且具有第一直径，纬纱具有第二直径，该第二直径比第一直径小至少25％。由于纬纱16的直径比经纱14的直径小，形成于经纱和纬纱14，16的交叉点上方和下方的开口18的尺寸得到减小，壁12上EMI穿过的通道的数量得到最小化。
根据该构造方法的再一方面，该梭织壁12可以缎纹梭织图案梭织，从而减少经纱和纬纱14,16的交叉点上方和下方形成的开口18的总数量。如此，具有减少总数量的开口18进一步降低了壁12上EMI穿过的通道的数量。
根据该构造方法的再一方面，壁12可被卷包使相对的纵向延伸的边缘30，32成彼此重叠的关系以构造用于保护在其腔室28内部的电元件的套筒24。
根据该构造方法的再一方面，壁12可被热定型通过热定型该聚合纬纱16将自卷包的套筒24形成以呈现偏折的、卷包的构型。
根据该构造方法的再一方面，该导电经纱可被提供为包括围绕非导电纱线延伸的导电电线，如图4～图13所示以及如上所述。
显然，根据上述教导，本发明的许多修正和变型是可能的，并且应当被理解可以在所附权利要求的范围之内以不同于所具体描述的方式实施。

Claims (17)

1.一种用于引导和保护电元件免于电磁干扰的纺织物，其特征在于，包括：
通过纵向延伸的经纱与横向延伸的纬纱相互梭织构造而成的细长壁，至少部分所述经纱是导电的并且具有第一直径，所述纬纱具有第二直径，所述第二直径比所述第一直径小至少25％。
2.根据权利要求1所述的纺织物，其特征在于，多根所述纬纱是可热定型的聚合纱线。
3.根据权利要求2所述的纺织物，其特征在于，所述多根可热定型的聚合纱线被热定型以将所述壁偏折成围绕纵向中心轴的自卷包构型。
4.根据权利要求3所述的纺织物，其特征在于，所述壁具有相对的纵向延伸的边缘，该边缘通过热定型纱线偏折成彼此重叠的关系以提供大致管状的用于容纳元件于其内的腔室。
5.根据权利要求2所述的纺织物，其特征在于，多根所述经纱包括围绕非导电纱线延伸的导电电线。
6.根据权利要求1所述的纺织物，其特征在于，所述经纱被梭织以越过至少三根所述纬纱。
7.根据权利要求6所述的纺织物，其特征在于，所述经纱以缎纹梭织进行梭织。
8.根据权利要求6所述的纺织物，其特征在于，所述缎纹梭织是八经缎纹梭织。
9.一种用于保护包含于内部的电元件免于电磁干扰的梭织纺织套筒，其特征在于，包括：
具有相对的边缘的细长壁，所述相对的边缘可卷包成彼此重叠的关系以形成沿一中心轴在相对末端之间延伸的封闭的腔室，所述壁具有相互梭织的大致平行于所述中心轴延伸的经纱和垂直于所述经纱延伸的纬纱，至少部分所述经纱是导电的并且具有第一直径，所述纬纱具有第二直径，所述第二直径比所述第一直径小至少25％。
10.根据权利要求9所述的梭织纺织套筒，其特征在于，至少部分所述纬纱被热定型以将所述相对的边缘偏折成彼此重叠的关系。
11.根据权利要求9所述的梭织纺织套筒，其特征在于，所述壁被梭织成具有缎纹梭织。
12.根据权利要求9所述的梭织纺织套筒，其特征在于，所述导电经纱包括围绕非导电纱线延伸的导电电线。
13.一种用于保护电元件免于电磁干扰的织物的构造方法，其特征在于，包括：
通过将纵向延伸的经纱与横向延伸的纬纱梭织形成细长的壁，其中至少部分经纱是导电的并且具有第一直径，所述纬纱具有第二直径，所述第二直径比所述第一直径小至少25％。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述壁梭织成具有缎纹梭织图案。
15.一种用于保护包含在内部的电元件免于电磁干扰的织物套筒的构造方法，其特征在于，包括：
通过将大致平行于中心轴延伸的经纱与垂直于所述经纱延伸的纬纱梭织形成具有沿一中心轴在相对末端之间延伸的相对的边缘的细长壁，其中至少部分经纱是导电的并且具有第一直径，所述纬纱具有第二直径，所述第二直径比所述第一直径小至少25％；以及
将该壁卷包使相对的边缘成彼此重叠的关系。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括热定型至少部分纬纱以将相对的边缘偏折成彼此重叠的关系。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述壁梭织成具有缎纹梭织图案。
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