CN109689953A - 具有导电弹性体芯部的纱线、由该纱线构成的织物和衣物以及制造该纱线的方法 - Google Patents

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Abstract

可拉伸导电纱线(1)包括一个或多个弹性纤维(4－6)制成的导电芯部(2)以及覆盖该导电芯部的绝缘护套(3)。一个或多个弹性芯部纤维可为弹性体材料(4)，且可与弹性较小纤维(5、6)组合，以控制导电弹性纤维的回复特性。还提供了使用该导电弹性纱线形成的织物、衣物和各种装置，其可用于执行各种电感测操作，以监测和测量穿戴者的各种身体机能和状态或表现。

Description

具有导电弹性体芯部的纱线、由该纱线构成的织物和衣物以 及制造该纱线的方法
技术领域
本发明最一般地涉及纱线和纱线制造方法，且更具体地涉及具有可拉伸导电弹性体芯部和护套覆盖物的纱线，并涉及用这种纱线制造的织物和衣物。本发明还涉及包括导电弹性纱线和连接至所述导电纱线的处理器的系统。
背景技术
在当今的衣物制造行业中，具有弹性体纱线的松紧类型织物已变得非常受欢迎和有用。存在许多用来形成弹性体纱线和松紧类型织物的方法。由这种纱线形成的衣物在运动装、体育制服和服装中非常受欢迎，但也发现其应用于各种其他类型的时尚服装，这是由于这些松紧类型织物产生贴身衣物、提供额外舒适度且在需要或希望紧身衣物的情况下非常有用。
尽管存在许多可购得的松紧类型纤维和衣物，但它们中的许多缺乏良好的弹性。在许多情形中，织物和衣物弹性不足。各种其他材料随着时间推移而丧失其弹性且趋于松弛、裂开而变得失去功能性。由此，需要用于衣物的弹性更佳的材料。
求助于当今快速发展的电子行业，许多感测装置被开发并用于监测各种身体机能、状态、活动和运动以及体育运动表现。例如，这些装置可用于监测穿戴者的步数、穿戴者行走或奔跑的速度，且这些装置可用于感测各种其他身体运动。在其他示例中，这些感测装置可用于监测各种新陈代谢状态。这些感测装置在整形外科和体育运动领域具有具体应用，体育运动诸如是体育训练，其中可能测量并评估穿戴者的体育运动表现的各方面。
具有该性质的常规装置常常穿戴笨重且不舒适。常规装置典型地包含金属部件，这些金属部件必须由穿戴者穿戴且一般是不舒适的。这些装置通常在使用者的衣服上方或下方被束捆在使用者的身体上，且可包括刚硬部分。在许多示例中，装置本身限制使用者的灵活度，或者对使用者的表现具有不利影响。
WO2003/060449中公开了此类装置的示例。该文献涉及一种通用目的效应发生应变仪装置，其包括在拉伸时电气特性会变化的可拉伸导电织物、响应于拉伸或放松装置的可拉伸织物而产生信号的调节电路。曾尝试通过使用涂覆有导电共轭聚合物的纤维和织物、通常使用聚吡咯和聚苯胺作为共轭聚合物来使得该装置可穿戴，然而该装置与纺织品不兼容。
导电弹性纱线是已知的。EP 1749301公开了一种具有导电弹性体结构的纤维，其包括弹性体聚合物，通过添加掺杂锑的氧化锡或散布在聚合物基质中的碳纳米管来使该弹性体聚合物导电。WO2015150682公开了弹性导电纱线，其中，通过围绕金属芯部纱线加捻合成纱线且随后通过围绕弹性芯部纱线加捻以上获得的纱线而获得导线特性。同样地，所得到的纱线不太适合用于衣物的织物中。导电纱线可在纺织物领域中用作传感器或传感器的一部分，这些传感器连接至处理器，以检测导电纱线的电气特性的变化。电气特性的变化可例如由纱线的导电部分的长度和/或截面积的变化所导致。
因此，需要提供历经时间和使用而保持其弹性的松紧类型的纱线和织物。还期望提供由使用者舒适地穿戴的电子监测装置。还需要提供导电的松紧/弹性纱线，其在许多作业循环之后保持基本不变化的电气特性。作为示例，要保持基本不变化的电气特性是纱线的电阻以及在加载－卸载循环期间电阻的变化方式。通常在弹性导电纤维被拉伸时执行加载－卸载循环。
发明内容
以上问题通过本发明来解决，根据权利要求1，本发明提供了一种可拉伸导电纱线，该可拉伸导电纱线具有芯部和不导电护套，芯部具有导电和弹性特性，不导电护套覆盖芯部。优选地，芯部具有第一弹性纤维和第二弹性较小纤维，以控制导电弹性纤维的回复运动。根据权利要求13，本发明的另一目的在于一种包括上述纱线的织物和一种由该织物制成的衣物。根据权利要求23，本发明的另一目的在于一种用于形成弹性导电纱线的方法。本发明的另一方面是一种根据权利要求20的系统，该系统包括由导电弹性纱线形成的织物以及联接至织物的导电纱线的处理器。
本公开涉及导电弹性纱线以及使用各种纱线制造工艺制造这种纱线，从而制造用于感测和其他应用的可拉伸导电纱线。导电弹性纱线包括一个或多个导电弹性纤维制成的导电芯部以及覆盖该导电芯部的绝缘护套。一个或多个导电纤维可为弹性体材料，导电颗粒已被添加到其中或其上，或者导电涂层已被施加到其上。可使用各种方法来形成导线芯部和覆盖这些芯部的绝缘护套。
本公开还提供了由导电弹性纱线形成的织物以及使用具有导电弹性纱线的织物形成的各种衣物。导电弹性纱线可在机织和针织织物构造中用于经向和纬向。织物和衣物用作传感器或其他电子部件。
本公开的另一方面是一种系统，该系统包括由导电弹性纱线形成的织物以及联接至织物的处理器。根据由于织物的拉伸或弯曲所导致的长度或宽度变化，处理器检测穿戴由该织物形成的衣物的使用者的身体运动。
附图说明
在结合所附非限制性附图阅读时，从以下详细描述中将最佳地理解本发明。要强调的是，根据常见做法，附图的各种特征不一定按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸可被任意地扩大或缩小。在整个申请文件和附图中，相同的附图标记标示相同的特征。
图1A－1D是根据本公开的各种实施例的各种导电弹性体纱线的示意图；
图2是根据本公开的实施例的导电弹性体纱线的制造方法的流程图；
图3是根据本公开的实施例的系统的示意图，示出了从黏性聚合物溶液开始的可拉伸传感器芯部纱线的制造方法；
图4是根据本公开的另外实施例的系统的示意图，示出了从黏性聚合物溶液开始的可拉伸传感器芯部纱线的制造方法；
图5是根据本公开的实施例的适于制造导电弹性体纤维的装置的示意图；
图6是根据本公开的其他实施例的适于制造导电弹性体纤维的装置的示意图；以及
图7示出了根据本公开的由包括导电弹性体纱线的织物形成的衣物、即一条裤子，以及连接至该衣物的电子部件。
具体实施方式
本公开涉及导电弹性纱线以及使用各种纱线制造工艺制造这种纱线。导电弹性纱线包括一个或多个弹性纤维制成的导电芯部以及覆盖该导电芯部的绝缘护套。导电弹性纱线用于制造可拉伸导电织物，该可拉伸导电织物用于各种类型衣物和其他可穿戴器具和装置中的各种感测应用。导电弹性纱线可在机织和针织织物构造中用于经向和纬向。由可拉伸导电织物形成的衣物包括各种类型的衬衣、裤子、紧身衣、帽子、短裤、袜子以及各种其他类型的服装。可拉伸导电织物还可用于形成袖套、紧身袜或穿戴于穿戴者身体的各种位置上的各种带或其他器具或装置。
可拉伸导电织物形成感测装置，且联接至合适的电子器件且可用作电传感器以测量或监测各种身体机能、状态和动作，以用于医学、整形外科、体育运动和其他领域中的各种应用。
在一些实施例中，导电弹性纱线使用诸如热塑性弹性体和热塑性弹性聚氨酯(TPU)之类的用于弹性纤维的已知材料形成，这些材料具有提供特别弹性的软构建部段和硬构建部段的良好组合的结构。可使用被合称为弹性体纤维属(elastane)的各种弹性聚氨酯材料。在这些实施例中，两个部段可分别有利地基于具有低玻璃化转变温度Tg的聚醚和能够π－π堆叠的芳香族异氰酸酯。这些材料在本领域中是已知的且可商购得到的。在各种其他实施例中，使用其他弹性体材料和其他布置来形成纱线的导电弹性芯部纤维。用于弹性纤维的合适材料是：聚氨酯，诸如用于制造弹性体纤维属纤维(例如聚氨基甲酸酯弹性纤维(Lycra)、聚氨基甲酸乙酯纤维(Dorlastan))、聚氨酯弹性纤维属纤维(spandex)(瑞德希斯潘德克斯公司(RadicciSpandex Co))、拉斯托(陶氏化学公司(Dow Chemical XLA))。第一弹性纤维优选地呈长丝或长丝束的形式。
还可使用各种其他类型的市售弹性纤维和所开发的其他弹性材料作为根据本公开的弹性纤维。在一些实施例中，本发明的纱线的弹性芯部包括高度弹性的第一纤维以及至少比第一纤维弹性较小且具有良好恢复特性的第二纤维。根据ASTM D3107或BISFA(国际人造纤维标准化局)、DIN 53835-2和标准来测量，第一纤维可拉伸至少300％、优选地至少400％。
用于第二纤维、即弹性较小的对照组纤维的合适材料包括：诸如尼龙(例如，尼龙6、尼龙6.6、尼龙6.12等)之类的聚酰胺、聚酯、诸如聚丙烯和聚乙烯之类的聚烯烃、其混合物或共聚物、PBT和双组分长丝、即诸如PBT/PET和PTT/PET长丝之类的弹性多聚酯纤维，比如是的第二弹性较小纤维在其放松状态中通常是卷曲变形或卷皱的；第二纤维可被张紧至基本线性状态，且当张紧去除时，其回复至初始卷皱状态。第二纤维优选地呈长丝或长丝束的形式。
根据本公开，第一弹性导电纤维和第二弹性较小纤维在张紧状态中组合在一起且布置在纱线的芯部中，以使得在被拉伸且由此伸长时，第二纤维可作用于第一纤维上，以辅助第一纤维回复至第一纤维在随织物被拉伸之前的初始长度。已知有不同方式来实现该效果。US 2008/0318485公开了要可能借助银光棉(cotton sliver)组合弹性(弹性体纤维属纤维)和弹性较小(聚酯)的纤维并将其加捻在一起，以提供弹性纱线。具体参考US 2008/0318485的第24、28和29段。从US 2010/0281842、例如从第22－25和35段中可得到如何组合弹性和弹性较小纤维的另一公开内容，其中，与弹性纤维组合的弹性较小纤维被称作“对照组长丝”。本申请人的WO 2012/062480公开了一种组合第一纤维和第二纤维的方法，其中，各纤维连接在一起，以在张紧和放松步骤期间(即在加载－卸载过程期间)作用为单个纤维。在WO 2012/062480中公开的可能的连接方法为：每米混纺、加捻大量捻数并共挤出。
在本说明书中，共挤出意于表示满足下列要求的任何过程：至少两类纤维(例如导电弹性体和聚酯或其他弹性较小纤维)，优选地在至少一个纤维的拉伸状态中，通过将它们压缩在一起而机械地连接在一起。如在WO 2012/062480的其他连接方法中那样，还在沿处理纤维的装置运动的纤维上执行“共挤出”。各纤维共同经过一装置，在该装置处，通过被迫穿入具有减小容积的同一空间中，这些纤维被共挤出，使得它们被压缩在一起。用于共挤出连接纤维的示例性装置是具有“V”形的辊子；各纤维被迫进入辊子“V”形的底部中，在该处，各纤维被压缩在一起且因而连接以形成单束纤维。
在另一实施例中，待连接的张紧纤维束可被馈送至若干辊子的同一位置、例如在沟槽中，在该位置处，这些纤维被压缩在一起且因而连接在一起。至少一些纤维可能已在其制造期间用化学品处理过，所述化学品可改善两束纤维彼此的粘合。
由此获得的第一纤维和第二纤维束接着被馈送至护套形成装置、一般是环锭纺纱机，如本领域中已知的，在环锭纺纱过程期间，该装置将也向单束已连接纤维给予一些加捻。在优选实施例中，用于连接两束纤维的装置接近用于覆盖多纤维弹性导电芯部的装置、比如环锭纺纱装置定位；以此方式，通过共挤出连接的纤维在它们被馈送至环锭纺纱器之前不会意外地分离。
本公开设置成用于通过向原本电绝缘的弹性体材料添加导电材料而由本身电气绝缘的材料、比如TPU或其他弹性体材料形成导电纱线。这可通过添加以下内容中的至少一者来实现：碳纳米材料、金属或金属氧化物纳米颗粒、其他金属和非金属颗粒及其混合物。合适的材料是ZnS、Ag和碳纳米材料、特别是碳纳米粉末。导电材料的尺寸可有利地位于0.1nm至约250nm的范围中。在TPU是弹性体材料的有利实施例中，通过将导电杂质加入TPU材料内而形成导电TPU(c-TPU)。在导电纱线的其他实施例中，导电材料在弹性体材料的基质内以各种方式不同地散布在弹性体纤维中。
纤维中导电杂质的量可取决于材料类型；作为一般规则，导电杂质以纤维重量的约1％至约50％的范围存在于纤维中，但在其他实施例中也可使用其他配方，比如重量的25－50％。
在每个前述示例中，可使用各种技术将导电杂质引入弹性体纤维。如以下进一步描述的，在一些实施例中，通过添加导电添加物到弹性体材料的渗滤阈值以上而产生导电性，且随后进行干纺或湿纺过程。渗滤阈值是使得无限连续、即渗滤(percolation)首次发生的占有概率p的临界值，或更一般地是一组参数p1、p2、……的临界值。在其他实施例中，可使用用导电掺杂物浸渍弹性体纤维的其他方法。在一些实施例中，使用机械混合。在另外的实施例中，导电杂质在弹性体纤维的表面上涂覆在外部。该涂层可为包括上述导电纳米颗粒的涂层，或其可为任何其他合适的导电涂层。
弹性体导电材料可被铸造成单丝(优选的)和/或短纤维，并且可以原样使用或者与纱线中的其他纤维一起使用。导电松紧芯部包括一个或多个纤维、即成束的纤维。一个或多个芯部纤维具有弹性特性。一个或多个芯部纤维具有导电特性。导电弹性体芯部的特征在于由一个或多个芯部纤维提供的出色的恢复和弹性特性。导电弹性体芯部被绝缘护套完全覆盖，以形成松紧纱线。绝缘物、即护套可为棉纤维护套、优选是棉短纤维，但在其他实施例中也使用其他材料。在一些实施例中，绝缘护套完全地覆盖芯部，使得在任何时间、包括使用之后，没有芯部表面穿出护套的纤维。在其他实施例中，使用其他绝缘护套覆盖物。松紧纱线可单独使用或在机织(梭织)或针织的织物构造内使用。
通过提供如前所述在电子行业中具有各种应用且可穿戴的可拉伸感测材料，c-TPU或其他导电弹性体材料提供纱线的新的先进应用以及现有纱线的进一步应用。通常，根据ASTM D 257和ESD STM11.11标准测量，弹性纤维的电导是1.00×101至1.00×104S/cm(西门子/厘米)。
导电弹性体材料可基于其电阻、电导和电容特征而起到各种类型传感器的作用。导电可拉伸织物可用来根据引起尺寸(例如导电芯部的直径)变化的拉伸(例如肘部和膝部区域)感测身体运动，即用作应变传感器。在一些实施例中，导电可拉伸织物起到电极、信号路径、加热器或各种电磁绝缘材料的作用。感测装置可用于医疗、整形外科、体育运动和其他领域中。在一些实施例中，可拉伸导电织物用于监测穿戴者的步数、穿戴者行走或奔跑的速度，且可拉伸导电织物可用于感测各种其他身体运动。在其他实施例中，感测装置用来监测各种新陈代谢状态，比如体温、心率、血压和各种其他状态。各种处理器和其他电子部件和装置可合适地联接至导电织物，使得c-TPU或其他导电织物可用作可穿戴电子器件领域中的感测平台。WO 2017/017260中公开了作为衣物的一部分的处理器的示例。可通过线缆或无线地与处理器联接。
如前所述，弹性导电纤维(一般呈长丝形式)与第二纤维组合，以提供弹性纱线的芯部。所发现的是，第二弹性较小且通常卷曲变形的纤维导致一种芯部，其中，虽然在弹性纤维中存在导电元件，但在纱线每次通过拉伸而伸长之后，弹性纤维回到其初始长度(或基本上回到其初始长度)。由于芯部的弹性部件回到(基本上)其初始长度，故而本发明的纱线的弹性导电部分在放松、即未张紧状态中将总是具有(基本上)相同的几何形状。弹性纤维的这种相同几何形状初始状态导致以下事实：取决于芯部的弹性部件的几何形状的参数值在加载－卸载(拉伸－放松)循环的开始时、即当纱线未拉伸或张紧时(基本上)相同。所述值的任何检测到的变化将由在被检测到的变形期间弹性纤维几何形状的变化所引起。
现参考附图，图1A－1D中的每幅均示出了可拉伸纱线1的实施例，可拉伸纱线1包括弹性体导线芯部2和护套3。弹性体导电芯部2可包括单个裸露的导电弹性体纤维或以各种方式彼此接触的多个纤维。图1A－1C中的每幅图示出了三个纤维：第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6。第三纤维6在一些实施例中可能并不存在，优选地，第二纤维和第三纤维是双组分纤维，且如T400中那样并排布置。图1D示出了一种实施例，其中，弹性体导电芯部2仅包括单个纤维12。在其他实施例中，弹性体导电芯部2包括两个纤维或不同数量的纤维，这些纤维组合以形成弹性体导电芯部2。
组成芯部2的各纤维、即第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6可如前所述例如通过加捻、混纺或共挤出而连接在一起。在纤维被缠结的一些实施例中，纤维可被缠结至各种程度。各相应纤维可能以各种程度和各种方式连接在一起。在各种实施例中，多种导电弹性纤维可与人造纤维共挤出、与人造纤维混纺、与人造纤维单股或双股加捻或者与天然纤维单股或双股加捻、或以人造纤维进行空气喷射卷曲变形(AJT)。
在图1A－1C的实施例中，一个或多个纤维、即第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6中的一个或多个可为弹性体。此外，在图1A－1C的实施例中，一个或多个纤维、即第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6可为导电的。在一些实施例中，每个纤维都是弹性的，且在一些实施例中，每个纤维都是导电的。在一些实施例中，每个纤维、即第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6都既导电又是弹性体。在一个实施例中，三个纤维中的至少两个是弹性体，且三个纤维中的至少两个是导电的。根据第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6中的每个并非既导电又有弹性的实施例，各种其他类型的织物可用于第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6。图1A－1C示出了呈各种布置的纤维、即第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6。
第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6可由相同或不同材料形成，且至少一个纤维具有不同的弹性度。在一个实施例中，一种纤维可拉伸至其原始长度的400％的长度，而另一种纤维可能弹性较小但仍可拉伸至其原始长度的约20％。在一些实施例中，在连接芯部纤维之前，至少一个弹性芯部纤维、例如第一纤维4、第二纤维5或第三纤维6被拉伸、与其他纤维组合且接着被释放，使得在与另一纤维或其他多个纤维相互连接之后，被拉伸并被释放的纤维将恢复并减小其长度。这将导致其他纤维中的一个或两个的量或长度能用于芯部、多部件、纱线的拉伸。以此方式，即使一个或多个其他纤维比另一纤维或其他多个纤维弹性小或小得多，复合物纱线也可被显著地拉伸。在各种实施例中，所公开的纱线的芯部的相互连接的各纤维基本上作为单个纤维作用。在第一纤维被拉伸的实施例中，如上所述，第二纤维和/或第三纤维的高恢复特性将导致纱线、更具体的是最终织物可同时被拉伸且具有出色的恢复特性。
由于具有第一纤维和第二纤维的弹性导电芯部的结构和其出色的恢复特性，故而所要求保护的纱线的优势在于，弹性导电纱线的弹性特性在其使用期间且在包含本发明的纱线的织物的寿命期间被保持。事实上，在伸长之后，当拉伸纤维的力被释放时，弹性纤维将基本上完整地恢复到纤维在其被拉伸之前所具有的尺寸。因此，即使织物被重复频繁使用，取决于纤维或纱线的尺寸的弹性特性也将被保持基本上恒定。可借助第二纤维的存在(或通过第二纤维和第三纤维的存在)实现该恢复。在一些实施例中，裸露的弹性体纤维属纤维可为多个纤维中的一个，从而保持弹性纱线的原始尺寸。
图1A示出了基本上恒常地接触的共挤出的第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6。共挤出的纤维4、5、6基本上平行或者共挤出的纤维可以平行方式相互混合，但不缠结或加捻。在图1A中所示的布置中，纤维4、5、6未以加捻状态示出，但一些加捻是通常随后在共挤出步骤之后的环锭纺纱步骤中发生的，且在环锭纺纱步骤中，短纤维护套被施加至复合物芯部。
在本说明书中，“共挤出”意于表示满足下列要求的任何过程：至少两个纤维、例如导电弹性体纤维和聚酯纤维在被机械连接之前，在一个或两个纤维有利地处于拉伸状态中时，通过将它们压缩在一起而使它们机械地连接在一起。通过机械手段连接纤维可包括通过压缩来压实。类似于用于结合芯部纤维的其他方法，在沿处理纤维的装置运动的纤维上执行“共挤出”。在被结合之前，纤维可有利地处于拉伸状态。在一些实施例中，纤维中的一个可被拉伸至其原始长度的2－4倍，且另一纤维可被拉伸至其原始长度的1.1至1.5倍，但在其他实施例中可使用其他拉伸程度。在被结合之前，纤维可附加地或替代地包括化学涂层，以有助于粘合。纤维共同穿过一装置，在该装置处，这些纤维被迫共同进入具有减小容积的空间中，使得这些纤维被机械地压缩在一起。用于连接各纤维的示例性装置是具有“V”形的辊子，其中，各纤维被迫使进入辊子的“V”形部分的底部中，在该处，各纤维被压缩在一起，且因而被连接以形成单束纤维，比如图1A中的芯部2的纤维4、5、6的单束纤维。
在另一实施例中，待连接在一起的两个或更多个纤维被馈送至成对辊子的同一位置、例如沟槽，在该位置处，这些纤维被压缩在一起且因而被机械地压缩在一起。至少一些纤维可能已在其制造期间且在通过共挤出被结合在一起之前被化学物处理。化学物可改善两束纤维彼此的粘合。
如将在图5和6中示出的，由如上所述通过狭窄空间共挤出获得的芯部2的纤维4、5、6的束可接着被馈送至护套，从而形成装置(例如环锭纺纱装置)。在环锭纺纱过程期间，将芯部2结合至非弹性护套的环锭纺纱机可在相连接纤维的单个束上、即向芯部2给予一些加捻。在有利的实施例中，用于通过共挤出连接芯部纤维束的装置接近用于覆盖多纤维弹性导电芯部的装置、比如环锭纺纱装置定位。以此方式，芯部2的相连接的纤维在它们被馈送至环锭纺纱器之前不会意外地分离。
由上所述，本领域技术人员清楚的是，本文中关于芯部纤维使用的共挤出表示通过机械压缩连接两个或更多个纤维的过程。该机械压缩、或通过压缩来压实发生在相结合的纤维设有绝缘护套之前，绝缘护套通常是被纺到导电弹性芯部上的护套或短纤维。在结合到一起时，通过共挤出而结合的纤维可有利地处于拉伸状态。此外，本领域技术人员清楚的是，本文中使用共挤出纤维是描述通过共挤出结合在一起的两个或更多个纤维，在被馈送至环锭纺纱装置从而为芯部设置护套之前，这些纤维初始地被机械地结合在一起，并且基本上平行，在形成时具有最小量的加捻或没有加捻。
图1B示出了混纺的第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6；如图1a的实施例中那样，仅需要两种类型的纤维，且三个纤维中的两个5和6优选地呈并排多组分纤维的形式，比如T400纤维。各纤维(即纤维束)的混纺可根据本领域各种已知的和研发中的技术来执行，比如开口或闭口混纺喷射(intermingling jet)。混纺可提供的连接点的数量在每米约50至200点的范围内，或约每米80至120点，或者在一些实施例中，每米约95至105点。可根据已知方法或研发中的方法执行混纺，且可根据转让至本申请人的WO2012/062480中描述的方法执行混纺。混纺纤维在多个点P处连接，且可根据已知技术或根据以下方法执行混纺：
T-400纱线卷装被装载到筒子架(未示出)上。T-400纱线被引导至馈送辊子并围绕该辊子缠绕五圈。弹性体、例如弹性体纤维属纱线卷装被装载到牵伸辊子上，以受牵伸作用，且弹性体纤维属纱线被引导通过传感器并在馈送辊子处与1-400纱线组合。从馈送辊子起，组合后的纤维被引导至混纺空气喷头18(Intermingling Air Jet 18)，例如是来自意大利发达时(Fadis)公司的辛可络喷头(Sincro Jet)混纺装置。
随后，混纺纤维被引导至润滑工位，且在混纺纤维安装在图5和6所示本发明装置上之后，混纺纤维最终被缠绕在复合物纱线卷装206上，该复合物纱线卷装206将在图5和6中被示出。如上所述，该系统布置成提供混纺纱线的连接点的数量在每米50至200点的范围内。
图1C示出了加捻的第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6。在比如图1C中那样多个纤维被加捻的各种实施例中，加捻程度可在每米80至600捻数的范围内，优选为每米120－600捻数；且在一些实施例中可在每米约300－600捻数或每米350－550捻数的范围内。加捻可能以本领域中已知的方式执行，比如通过环锭捻线、海梅尔(Hamel)或2合1(2-for-1)捻线。
在各种所示实施例中，各纤维、即第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6可具有相同直径，或它们可具有不同直径。
当第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6中的一个以上是导电的，它们可具有不同的导电程度，且可由相同或不同的导电添加物形成。
如上所述，第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6中的一个或多个可由c-TPU或各种其他热塑性弹性体形成。除了以上列举的c-TPU和其他弹性体材料之外，对于第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6中的一个或多个而言，合适的材料包括聚氨酯纤维、比如弹性体纤维属纤维、聚氨酯弹性纤维属纤维(氨纶纤维)和那些具有类似弹性特性的纤维。在一些实施例中，第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6中的至少一个被选择为可拉伸至其初始长度400％(例如作为断裂拉伸率)或更多的纤维。在特别的实施例中，第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6中的一个或多个可由T162C、T178C、T136C、T902C和诸如XLA之类的聚烯烃弹性体形成。T162C、T178C、T136C、T902C是英威达公司(Invista)的聚氨酯弹性纤维属产品的类型，其主要由共聚醚基软部段和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)基硬部段作为构建块组成。XLA是由陶氏化学公司开发的交联均匀支化的乙烯聚合物。用于第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6中的一个或多个的弹性体纤维的其他商品示例包括但不限于Dowxla、Dorlastan(德国拜耳)、Lycra(美国杜邦)、Clerrspan(美国全球制造有限公司(GlobeMfg.Co.))、Glospan(美国全球制造有限公司(Globe Mfg.Co.))、Spandaven(委内瑞拉高母拉斯特公司(Gomelast C.A.))、Rocia(日本朝日化学工业)、Fujibo Spandex(日本富士纺)、Kanebo LooBell 15(日本佳丽宝有限公司)、Spantel(日本可乐丽)、Mobilon(日清纺产业)、Opelon(东丽杜邦有限公司)、Espa(东洋纺有限公司)、Acelan(泰光产业)，Texlon(东国合成)、Toplon(晓星)、Yantai(烟台氨纶)、Linel、Linetex(弗拉提丝有限公司(Fillatice SpA))。可选择这些和其他纤维用于提供总体良好的弹性特性和高可拉伸性。还可使用聚烯烃纤维。
在每个前述示例中，如上所述，第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6中的一个或多个包括导电杂质。优选地，弹性体(弹性)纤维是导电的且弹性较小(对照组)纤维是不导电的。
在图1D中，导电弹性体芯部2仅包括单个纤维12。纤维12是弹性体导电纤维且可为以上结合第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6描述的导电弹性体纤维材料中的任一种。
在其他实施例中，可组合不同数量的纤维来形成导电弹性体芯部2。
再次参考图1A－1D，用于护套3的纤维是诸如棉、毛、聚酯、人造丝、尼龙和类似材料之类的纤维，这些材料为弹性纱线提供自然外观和自然感觉。护套3形成纱线1的外壳，且也可由其他合适的天然或人造材料形成，比如所有类型的再生纤维素、大麻、亚麻、黄麻、洋麻、剑麻、香蕉、龙舌兰、竹子、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(偏二氟乙烯)，聚酰胺6、聚酰胺66、聚丙烯、聚乙烯、聚(丙烯腈)、聚(丙交酯)或其混合物。在一个有利的实施例中，使用棉短纤维。前述材料的各种组合也可用于护套3。
护套3的材料围绕导电弹性体芯部2。在各种实施例中，护套3完全覆盖弹性体导电芯部2。可使用任何合适的工艺来用于用棉或其他纤维覆盖弹性体导电芯部2以制造护套3。芯纺和环锭纺技术是纺织工业中已知且广泛使用的工艺，并且涉及将具有不同特征的两种或更多种纱线组合以形成一个纱线构件。可以使用这些和各种其他用于纺制纤维以制造纱线的方法。用于制造具有设置在护套3内的芯部的纱线1的任何纺纱方法都在本公开的范围内。环锭纺纱是纺制诸如棉、麻或毛之类的纤维以制作纱线的方法，且可用于各种实施例中。本公开还提供了纱线，该纱线包括护套3和弹性导电芯部2，通过使用包芯纺纱形成该纱线，其中，弹性导电芯部2被馈送入构成护套3的棉或其他材料中。与包芯纺纱和环锭纺纱一起，棉、聚酯或聚酰胺借助热塑性弹性体或TPU的卷曲变形也属于获得本公开的弹性纱线和织物的方法。
在上文涉及的WO2012/062480中提供了用于通过将包括一个或多个具有弹性特性的纤维的可拉伸芯部与绝缘护套覆盖物组合而形成纱线的各种方法，且本文中提供的各种工艺可根据本公开来使用，以制造用于感测和各种其他应用的新型导电弹性纱线。
图2是流程图，示出了根据本公开的各种实施例的用于制造导电弹性体纱线的方法。在各种实施例中，用于制造导电弹性体纱线的工艺包括步骤100：通过制备弹性体在溶剂中的溶液而形成弹性体导电芯部纤维，弹性体比如是热塑性弹性体或TPU。溶剂可为合适的溶剂，比如用于干纺工艺中的N－甲基－2－吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMA)、二甲基甲酰胺(DMF)。这些溶剂是全极性有机的且可与水混溶，从而允许在另外的湿纺工艺阶段中将溶剂从产品去除，如将在图3和4中所见到的。
在一些实施例中，弹性体构成溶液中的约20－50重量％，而在一些实施例中，弹性体材料构成溶液的约20－30重量％，但在其他实施例中也可使用其他重量百分比和其他溶剂的溶液。
该工艺还提供步骤102：将弹性体/TPU溶液与期望的导电材料进行组合。在各种实施例中，连续导电芯部可通过向弹性体添加导电添加物制成，弹性体比如但不限于本文中提供的弹性体材料。可使用如上所述的导电添加物，且根据弹性体材料是TPU的实施例，导电添加物的添加形成c-TPU。可通过添加物的机械混合和/或表面涂层将导电添加物引入弹性体材料基质。该混合可涉及：将导电添加物添加至包含弹性体材料的溶液至超出弹性体材料在溶液中的渗滤阈值。在溶液中添加导电添加物的做法通过扩散以受控方式形成分散溶液。这种添加可有利地以受控方式完成，从而避免大块黏性颗粒的累积。在各种实施例中，可在与包含弹性体材料的溶液混合之前将导电添加物与增容剂混合。
在步骤104中，可在湿纺或干纺工艺中使用弹性体/TPU与导电添加物的溶液，以形成上述导电纤维，该导电纤维可用作弹性体导电芯部2。在图3和4中分别示出了干纺装置和湿纺装置的实施例。在一些实施例中，在步骤104的干纺或湿纺过程期间，将导电涂层施加至纤维。可使用各种导电涂层。在一些实施例中，可在步骤104的干纺或湿纺工艺之后施加导电涂层，而在一些实施例中，纤维可包括导电涂层和导电材料两者，导电材料比如是浸渍于纤维内的纳米颗粒。
在步骤106中，该工艺设置成：比如通过加捻、混纺或共挤出而将在步骤104中形成的导电弹性体纤维与第二纤维进行组合以形成弹性体(弹性)导电芯部2。根据弹性体导电芯部包括多个纤维的实施例，它们可能以上述各种方式组合。步骤106还设置成：用另外的材料、比如各种常规的和如上所述其他自然和人造纤维对弹性导电芯部进行环锭纺纱或包芯纺纱，以形成覆盖弹性体导电芯部的绝缘护套。弹性导电芯部可包括如上所述的一个或多个芯部纤维。在上述美国专利申请公布第2013/0260129号中，例如且如图5和6中所示，提供了用于用包括具有弹性特性的一个或多个纤维的可拉伸芯部并被绝缘护套覆盖来形成纱线的各种方法。
图3和4示出了用于由包含弹性体材料、溶剂和导电添加物的溶液形成弹性体导电纤维的装置和方法的实施例。图3示出了干纺方法的使用，图4示出了湿纺方法的使用。
可通过喷嘴或喷丝头加压包括导电添加物的弹性体材料均质溶液，以形成多个精细纤维，在一些实施例中，这些精细纤维的直径在1－50μm之间。取决于所使用的纺纱工艺的类型，可通过暖空气蒸发或通过在薄层蒸发之后在水浴中清洗而去除溶剂，从而收集溶剂以供重复使用。在一些实施例中，可在干纺或湿纺工艺期间或之后使用各种方法用导电涂层涂覆弹性纤维。一些涂覆方法包括：喷洒、单面给液辊子(kiss roll)、浸涂和轧染，但在其他实施例中也使用其他涂覆方法。合适的涂层材料包括但不限于：导电金属氧化物、形成溶液的原位纳米颗粒、碳纳米材料。
图3提供了用于通过干纺制造可拉伸纱线的装置的实施例，其可用于制造根据本发明的导电弹性纱线。槽罐20保持溶解的纺纱混合物22。溶解的纺纱混合物22可为包括导电添加物的弹性体材料的均质溶液，且其可为任何前述弹性体组分，这些弹性体组分包括使用上述各种技术引入溶液的导电杂质。在各种实施例中，溶解的纺纱混合物22可为热塑性弹性体或热塑性弹性聚氨酯(TPU)溶液。可使用总地称为弹性纤维属的各种弹性聚氨酯材料来形成具有期望的导电材料的弹性体/TPU溶液，其形成溶解的纺纱混合物22。纺纱泵(纺丝计量泵)24将受压的溶解的纺纱混合物22泵送通过纺纱喷嘴(喷丝帽)26。可使用各种泵和各种喷嘴构造。
包括导电添加物的弹性体材料的溶液通过纺纱喷嘴24受压，以形成多个精细纤维28，在一些实施例中，这些精细纤维28的直径可在约1－50μm的范围内，但在其他实施例中也获得其他直径。在腔室30内形成多个精细纤维28。腔室30包括入口32，如箭头34所示，空气可通过入口32被引入。腔室30还包括出口36，被蒸发的溶剂可通过出口36被排出。多个精细纤维28可为导电弹性纤维，且可通过缠绕单元40进行组合以形成纤维38，缠绕单元40包括辊子42，该辊子42牵拉并拉伸纤维38。
图4提供了用于通过湿纺制造可拉伸纱线的装置的实施例，其可用于制造根据本发明的各种导电弹性纱线。在图4中，槽罐20、溶解的纺纱混合物22、纺纱泵24、纺纱喷嘴26和纤维28如上所述。在湿纺的实施例中，溶解的纺纱混合物22可有利地为可与水混溶的极性有机材料，从而允许在湿纺过程中从成品纱线去除溶剂。通过纺纱喷嘴26制造精细纤维28，并将精细纤维28引导至沉淀浴48的溶液46。溶液46可为水，但在各种实施例中可在沉淀浴48中使用各种其他合适的溶液46，比如但不限于水－二甲基甲酰胺混合物、不可水解的硅氧烷－氧化烯嵌段共聚物和作为润滑剂的乳化矿物油。溶液46与溶解的纺纱混合物22结合地选取，以允许从成品纱线去除溶剂。缠绕单元50包括辊子52，这些辊子52共同用于由精细纤维28形成纤维54。
图5和6各自示出了根据本发明用于上述纱线1的制造的实施例，纱线1包括一个或多个弹性体导电纤维，比如第一纤维4、第二纤维5和第三纤维6。
在一些实施例中，以上公开的弹性体导电芯部2可包括T400和弹性体纤维属纤维，其中，T400纤维是双组分纤维且为75旦尼尔，而弹性纤维属纤维为40或70旦尼尔。该复合物芯部的纱线支数为81.5或90旦尼尔，这是常规包芯弹性纤维属纱线的2.25－7倍厚。“旦尼尔(denier)”是用于测量蚕丝、人造丝、尼龙等线纱的细度的重量单位。如上所述，包括合适的导电添加物。
由于T400+弹性纤维属弹性体导电芯部2的尺寸，相关的筒管可比弹性纤维属纤维的筒管大得多；因此，如图5和6中所示，弹性体导电芯部2的筒管(bobbin)206接近棉粗纱卷筒(spool)207定位在框架209上。
T400和弹性体纤维属纤维或弹性体导电芯部2的另一布置在两个张紧条210之间被引导，两个张紧条210用于向纱线提供较小的预张紧，仅仅用以对齐并拉直导电芯部2。考虑到弹性体复合物芯部“纱线”2的本质，特别是当通过两个纤维、即T400和弹性体纤维属纤维的混纺获得复合物纱线时，这是有用的。从预张紧条210起，弹性体导电芯部纱线2被馈送至两个驱动辊子211，在两个驱动辊子211上放置配重212。弹性体导电芯部2在驱动辊子与配重212之间被引导，以避免芯部纱线相对于辊子211的自由运动，然而，在其他实施例中，可替代于辊子211和配重212的组合而使用用于将受控速度施予弹性体导电芯部纱线2的其他合适装置，这些装置比如是本领域中已知的牵伸辊子。
以上公开的布置的一个优势在于，同一装置还可用于制备标准弹性体纤维属芯部纱线。在该实施例中，弹性体纤维属纤维以卷装(package)被装载，该卷装被放置到辊子211上配重212的位置处。
从第一牵伸布置211、212开始，弹性体导电芯部2被引导至滚动引导件213，并从滚动引导件213被引导至牵伸辊子214，牵伸辊子214是如本领域中可获得的用于棉粗纱208的多个牵伸辊子中最前的一对。棉粗纱208从预张紧辊子210和驱动辊子211前方的卷筒207起被引导进入第一引导件215和第二引导件216中。如图5中可见，引导件215相对于第二引导件216错开至装置的前方，以便在粗纱中产生张力并将粗纱保持在固定位置中，从而避免粗纱自由运动。
从引导件216起，棉粗纱208被送至牵伸辊子220、222和214。牵伸辊子214同时在弹性体导电芯部2与粗纱208之间。
根据本发明，弹性体导电芯部2在与棉粗纱联接之前被张紧，该张紧或拉伸借助辊子211与辊子214之间的速度差实现，即辊子211与最后的牵伸辊子214之间的速度差在复合物芯部“纱线”中产生牵伸比。如所述的，复合物芯部的牵伸比可在1.05至1.16的范围内、优选在1.10至1.14的范围内、且最优选地从1.12至1.14。上述牵伸比计算的是辊子214的速度与辊子211的速度之比，其中，速度是辊子表面上的角速度。
预张紧条210有助于获得所需牵伸比。附加的预张紧条210用于将牵伸比从1.05增加至1.14，这是由于它们提供弹性体导电芯部2的对齐和略微张紧，因此有助于后续拉伸步骤。这导致弹性体导电芯部2以极高的精确度被保持在最终纱线1的中心。
附加引导件215的使用及其相对于引导件216的错开位置也允许棉粗纱总是在同一位置处被馈送，并防止在长期制造期间棉粗纱的运动。对保持棉粗纱208的位置的较好控制和弹性体导电芯部2上的较大张力两者组合使得保持弹性体导电芯部2在最终纱线1中居中并用短纤维3完好地覆盖芯部成为可能。离开牵伸辊子214的最终纱线1的两个部分被馈送通过引导件217并在纺纱装置218处被纺在一起，纺纱装置218是本领域中已知的且在一个实施例中包括环(ring)、钢丝圈(traveler)和锭子(spindle)。
制造具有在护套3内居中的弹性体导电芯部2的纱线1的任何纺纱方法都在本发明的范围内。这些方法包括：例如，覆盖纱线系统(使用JCBT、梅内加托(Menegato)、OMM、RATTI、RPR、吉卡瓦(Jschikawa)的机械)或加捻机(使用海梅尔(Hamel)的机器、沃克曼(Volkman)的2合1、科涅纺织(COGNETEX)或金瑟(Zinser)的西罗纺(SiroSpin))。
如以上参考图5和6描述的作为大纬纱卷装制造的弹性纱线可用于制造弹性牛仔布织物和衣物，尤其是作为纬纱。用于制造牛仔布的机器和方法在本领域中是可获得的，例如，可使用莫里森(Morrison)纺织机械或苏尔寿(Sulzer)机械或其改型来制造具有较大弹性和出色拉伸恢复度的牛仔布织物。
接着，可用整理(finishing)工艺来处理所获得的织物，例如，可执行附加的工艺，比如受拉伸织物的热处理，以设定该织物本身所需的拉伸值。这些处理在本领域中是已知的，且根据织物所需的最终特征来执行。
所制造的是具有弹性导电芯部的纱线的新产品，该弹性导电芯部由一个或多个纤维构成，至少一个纤维是导电纤维，且其中，导电芯部是弹性材料且覆盖有如上所述的绝缘护套。可使用具有连续导电弹性体芯部的包芯/环锭纱线来感测并监测应用。纱线可用于纬向或经向，以形成各种松紧织物，比如牛仔布织物。松紧牛仔布织物可用于形成在穿戴者的各种身体部分上穿戴的各种衣物或其他服装。
在如图7中所示的一个实施例中，该衣物是由织物72形成的一条裤子70，织物72由本文中描述的导电弹性体纱线形成。裤子70至少包括由可拉伸导电纱线形成的可拉伸导电部分74，且在一些实施例中，整件衣物由可拉伸导电部分74形成。图7还示出了形成感测装置并联接至电子部件76的可拉伸导电织物。该联接可借助缆线或是无线的。裤子70的可拉伸导电织物72与电子部件76一起可用作电传感器，以如本文中描述的针对各种应用测量或监测各种身体机能、状态和动作。可基于衣物70的可拉伸导电部分74的变化的物理特征进行感测和监测，这些变化的物理特征由于衣物的弯曲、拉伸等所导致，衣物的弯曲、拉伸等则由于穿戴者的运动所导致。电子部件76可包括或连接至各种合适的处理器，这些合适的处理器可执行本文中描述的各种电气功能。
在其他实施例中，使用纱线来形成各种其他衣物、或其他服装、或可穿戴装置。衣物可被紧贴地穿戴在穿戴者的身体上。衣物可能适合作为时装或它们可能为具有体育整形或其他医疗领域中的专门用途的衣物。导电织物可用作电极、信号路径、应变传感器、加热器或各种电磁绝缘材料。
可拉伸导电织物联接至合适的电路，比如图7中所示的电气部件76以及其他电子装置，以处理、显示并分析由导电可拉伸织物的传感器获得的信息，电气部件76使用各种线缆或无线通信手段来与处理器通信。可使用各种处理器。可拉伸导电织物的特征在于，至少具有由可拉伸导电纱线形成的可拉伸导电部分，该可拉伸导电部分的电气特征随着可拉伸导电织物的物理特征变化。可能变化以提供不同电气特征的物理特征包括尺寸变化，比如由于拉伸、弯曲所导致的长度或宽度变化，或其他尺寸特征。在其他实施例中，诸如温度之类的其他新陈代谢状态产生可拉伸导电织物的不同电气特征和效果。在另外的实施例中，可拉伸导电纤维的其他物理特征提供可被检测到的不同的电气特征。在一些实施例中，可拉伸导电织物与合适的电路和处理器组合使用，以监测使用者的步数、使用者身体部分的运动速度、使用者身体部分的弯曲程度、以及其他体育和整形运动。在其他实施例中，感测装置可用来监测各种新陈代谢状态，比如体温、心率、血压和各种其他状态。感测装置可用于医疗、体育运动和其他领域中。
前述内容仅说明了本公开的实施例的原理。因而，将理解到，本领域技术人员将能够设想各种布置，虽然本文中未明确描述或示出这些布置，但这些布置实施了本公开的原理且包括在本公开的精神和范围中。此外，本文中记载的所有示例和条件语言主要旨在明确地仅用于教示目的并且有助于理解本发明的原理和发明人为促进本领域而贡献的概念，并且应被解释为不限于这些具体记载的示例和条件。此外，本文中记载本公开的原理、方面和实施例及其特定示例的所有论述都意于涵盖其结构性和功能性等同物。此外，这些等同物意在包括目前已知的等同物和未来研发出的等同物、即被研发执行相同功能的任意元件，而无论其结构如何。
对实施例的该描述意于连同说明书附图中的各图来阅读，说明书附图被认为是整个书面说明书的一部分。在本描述中，相关的术语、诸如“下”、“上”、“水平”、“竖直”、“上方”、“下方”、“上去”、“下来”、“顶部”和“底部”以及其派生词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应被理解为指如所描述或如所论述的附图中所示的定向。这些相关的术语是为了描述的方便，而不需要装置以特定的定向被构建或操作。除非另有明确描述，涉及附连、联接等的术语，诸如“连接”、“相互连接”是指各结构通过干涉结构直接或间接地彼此固定或附连的关系，以及可运动或刚性的附连或关系。
虽然已关于实施例描述了本发明，但本发明不限制于此。相反，所附权利要求应被宽泛地理解成包括可由本领域技术人员实现而不脱离本发明的等同物的范围和范畴的本发明的其他变型和实施例。

Claims (32)

1.一种可拉伸导电纱线(1)，包括芯部(2)和不导电护套(3)，所述芯部具有导电和弹性特性，所述不导电护套覆盖所述芯部。
2.根据权利要求1所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述芯部(2)包括纤维(4)，所述纤维由其中散布有导电颗粒的导电的弹性材料形成，所述弹性材料优选地是热塑性弹性体和热塑性聚氨酯中的一种。
3.根据前述权利要求中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述芯部(2)包括第一导电弹性纤维(4)和第二弹性较小纤维(5、6)，所述第一导电弹性纤维和所述第二弹性较小纤维在所述纱线的所述芯部中组合和/或连接在一起。
4.根据权利要求4所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述第一纤维(4)和所述第二纤维(5)被混纺或加捻在一起。
5.根据权利要求1所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述第一弹性体纤维(4)和所述第二弹性体纤维(5)被机械地共挤出。
6.根据权利要求1－5中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述第一纤维(4)和所述第二纤维(5)中的至少一者包括散布在其中的导电颗粒。
7.根据权利要求2－7中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述第一纤维(4)包括热塑性聚氨酯，所述第一纤维上具有导电涂层，所述第一纤维中具有导电颗粒。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线，其特征在于，所述导电颗粒包括ZnS颗粒、金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒或碳纳米颗粒中的至少一种，且所占重量范围为25－50％。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述不导电护套(3)包括选自下列材料的短纤维：再生纤维素、大麻、亚麻、黄麻、洋麻、剑麻、香蕉、龙舌兰、竹子、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(偏二氟乙烯)，聚酰胺6、聚酰胺66、聚丙烯、聚乙烯、聚(丙烯腈)和聚(丙交酯)。
10.根据权利要求1－9中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述芯部(2)包括所述纤维(4、5、6)中的其上包括导电涂层的一个。
11.根据权利要求1－5中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述芯部(2)包括第一纤维和第二纤维(4、5、6)，所述第一纤维(4)是弹性体，且所述第二纤维(5)是卷曲变形的聚酯基共聚物。
12.一种织物，包括根据权利要求1－11中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)。
13.一种牛仔布衣物，包括根据权利要求1－11中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)。
14.一种织物(72)，包括可拉伸导电部分(74)，所述可拉伸导电部分包括根据权利要求1至11中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线，所述纱线包括芯部(2)和不导电护套(3)，所述芯部具有导电和弹性特性，所述不导电护套覆盖所述芯部，所述芯部包括第一导电弹性纤维(4)和第二纤维(5)，所述可拉伸导电部分(74)的电气特征随着所述可拉伸导电部分(74)因所述织物的所述可拉伸导电部分的拉伸或弯曲所导致的长度或宽度的变化而变化。
15.根据权利要求14所述的织物(72)，其特征在于，所述芯部(2)包括多个所述纤维(4、5、6)，多个所述纤维包括具有第一弹性的第一纤维、具有小于所述第一弹性的第二弹性的第二纤维。
16.根据权利要求14所述的织物(72)，其特征在于，所述第一导电弹性纤维(4)和所述第二纤维(5)被混纺或加捻在一起。
17.根据权利要求14所述的织物(72)，其特征在于，所述第一导电弹性纤维(4)和所述第二纤维(5)被共挤出。
18.根据权利要求14至17中任一权利要求所述的织物(72)，其特征在于，所述织物是牛仔布织物。
19.一种衣物(70)，包括根据权利要求13－18中任一权利要求所述的织物(72)。
20.一种系统，包括根据权利要求13－18中任一权利要求所述的织物(72)、以及处理器(76)，所述处理器联接至所述织物的所述可拉伸导电部分(74)，所述处理器适于根据因所述可拉伸导电部分的拉伸或弯曲所导致的所述织物的所述可拉伸导电部分(74)的长度或宽度的变化来检测穿戴包括所述织物的衣物(70)的使用者的身体运动。
21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述织物是衣物的一部分，所述衣物优选是牛仔裤。
22.根据权利要求20或21所述的系统，其特征在于，所述处理器适于基于所述被检测的身体运动来监测穿戴者的步数或穿戴者行走或奔跑的速度。
23.一种用于形成弹性导电纱线的方法，所述方法包括：
通过将导电添加物添加至所述弹性体材料的初始溶液中而形成弹性体材料和导电材料在溶剂中的溶液(100、102)，所述弹性体材料包括热塑性弹性体和热塑性聚氨酯中的一种；
将所述溶液(22)中的所述弹性体材料纺入或挤入导电弹性体纤维(38、54)中(104)；
将所述导电弹性体纤维(38、54)与至少另一种弹性较小纤维进行组合(106)，以形成具有至少两个纤维(4、5)的芯部(2)；以及
通过将具有所述至少两个纤维的所述芯部至少与不导电材料(3)进行组合(106)而形成纱线，所述不导电材料围绕所述芯部，以形成护套。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，将所述导电弹性体纤维(38、54)与至少第二纤维进行所述组合(106)包括：将所述导电弹性体纤维(38、54)与所述第二纤维混纺或加捻。
25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，将所述导电弹性体纤维(38、54)与所述第二纤维进行所述组合(106)包括：通过使所述纤维在空间中穿过而执行的共挤出步骤，在所述空间中，各所述纤维被压缩在一起。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其特征在于，还包括：在所述组合之前拉伸所述导电弹性体纤维(38、54)和所述第二纤维。
27.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，还包括：使用所述纱线形成织物(72)。
28.根据权利要求23至26中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述溶剂是以下物质中的一种：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N－甲基－2－吡咯烷酮，所述形成溶液(100、102)包括：制备所述弹性体材料在所述溶剂中的所述初始溶液(100)，且所述导电材料包括Ag颗粒、金属氧化物颗粒、金属纳米颗粒、碳纳米颗粒和ZnS颗粒中的至少一种。
29.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，还包括：在所述组合(106)之前拉伸所述导电弹性体纤维(38、54)，使得所述导电弹性体纤维(38、54)在所述组合(106)期间处于拉伸状态，且其中，所述组合(106)包括：共挤出，以将所述导电弹性体纤维(38、54)结合至所述至少另一个弹性纤维。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述导电弹性体纤维(38、54)和所述至少另一个弹性较小纤维中的至少一者包括在所述组合之前在其上提供粘合剂。
31.根据权利要求22至26中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述纺纱(104)形成多个精细纤维(28)，所述多个精细纤维(28)在所述组合(106)之前被组合以形成所述导电弹性体纤维(38、54)。
32.根据权利要求22至26中任一权利要求所述的方法，其特征在于，纺纱包括湿纺且包括：通过经由溶液(46)处理所述导电弹性体纤维而从所述导电弹性体纤维(54)去除溶剂，所述溶液由水－二甲基甲酰胺混合物、不可水解的硅氧烷－氧化烯嵌段共聚物和乳化矿物油润滑剂形成。
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