CN1653216A - 包括有多根金属纤维的导电纱线 - Google Patents

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Abstract

一种导电纱线包括多根不锈钢纤维。该导电纱线包括至少一个细长元件，该细长元件具有一个外表面，该外表面由一种与不锈钢纤维一样具有较小电阻率的金属或金属合金构成。

Description

包括有多根金属纤维的导电纱线
发明领域
本发明涉及一种包括有金属纤维的导电纱线，具体而言，本发明涉及一种电阻较小的导电纱线。本发明还涉及一种用于制造这种包括有金属纤维并具有较小电阻的导电纱线的方法。
发明背景
包括金属纤维或由金属纤维构成的导电纱线在本领域内已经是公知的。一般情况下，这些金属纤维为由不锈钢合金制成的束状拉伸纤维，但并非必须如此。
这种导电纱线可包括金属长丝(即所谓“无限长”的纤维)，或者包括长度一般介于1至20厘米的较短纤维(即所谓的短纤维)。
这种导电纱线，尤其是不锈钢长丝纱线目前常被用作电阻，这种电阻可用于可加热的织物中，例如外衣或汽车座椅的加热系统。
发明内容
作为本发明之主题的具有不锈钢纤维的导电纱线还包括至少一个紧挨不锈钢纤维设置的细长元件。该细长元件具有一个外表面，该外表面由金属或金属合金制成并具有比不锈钢纤维低的电阻率。
这种细长元件可包括芯体和外表面，根据本发明，至少该外表面是导电的，因为该外表面由金属或金属合金制成。显然，该芯体也可由金属或金属合金制成。甚至该细长的金属部件可包括由相同材料制成的芯体和外表面。在后面这种情况下，本领域的技术人员应该理解：一个细长元件，例如整体由一种金属或金属合金制成，也应被理解为作为本发明之主题的细长元件。
在该细长元件不是作为一整体由一种金属或金属合金制成的情况下，外层可利用不同的方法形成。外层可通过浸渍、挤出、溅射、汽相沉积或本领域公知的其它方法制成。
该细长元件可以具有任何形式的径向横截面，但其径向横截面最好为圆形或矩形。该外层的表面最好占该细长元件的径向横截面表面的5％以上。
这种横截面的当量直径优选大于10微米，而且最好大于20微米，例如大于50微米或大于100微米。当量直径应被理解为与该细长元件之横截面具有相同表面面积的假想圆的直径。该细长元件的外层优选由铜、铝、银、金、镍、钛、钨、锌、铬、锡、铂、铜合金、铝合金、银合金、金合金、镍合金、钛合金、钨合金、锌合金、铬合金、锡合金、铂合金及其组合物构成。但是，最好采用铜。
该细长元件的芯体可由聚合物材料制成，或者由铜、铝、银、金、镍、钛、钨、锌、铬、锡、铂、铜合金、铝合金、银合金、金合金、镍合金、钛合金、钨合金、锌合金、铬合金、锡合金、铂合金及其组合物制成。在该芯体由聚合物材料制成的情况下，优选采用耐热温度高于100℃的热塑性聚合物材料。但是，该芯体最好由铜、铝、银、金、镍、钛、钨、锌、铬、锡、铂、铜合金、铝合金、银合金、金合金、镍合金、钛合金、钨合金、锌合金、铬合金、锡合金、铂合金及其组合物制成。在更加优选的情况下，该芯体是由与外层所用材料相同的材料制成。本领域的技术人员应该理解：该细长元件可作为一整体由一种金属或金属合金制成。该金属外层的电阻率优选介于15至500Ω*mm2/km的范围内，但最好介于15至90Ω*mm2/km的范围内。
作为本发明之主题的导电纱线也包括不锈钢纤维。这些纤维可以以长丝(即所谓“无限长”的纤维)的形式存在于该导电纱线中，或者以长度通常介于1和20厘米之间的较短纤维(即所谓的短纤维)的方式存在。
制成不锈钢纤维的不锈钢合金优先由AISI300系列(例如AISI302、304、316或316L)和AISI400系列(例如AISI430)中选出。这些不锈钢纤维优选的当量直径小于50微米，但该当量直径优选大于0.5微米，最好介于1微米至35微米之间。纤维的当量直径应被理解为：与该纤维之横截面具有相同表面面积的假想圆的直径。电阻率最好介于500至900Ω*mm2/km的范围内。
不锈钢纤维(长丝或短纤维)和细长元件均可利用不同的纺制技术例如包芯纺纱技术、包缠纺纱技术、Dref纺纱技术、复合纺纱技术或环锭纺纱技术被加工成作为本发明之主题的导电纱线。此外，还可通过将一个或多个细长元件与一个或多个不锈钢纱线利用合适的绞合方法绞合在一起而将细长元件和不锈钢纱线被加工成作为本发明之主题的导电纱线。
有一点很重要：细长元件和不锈钢纤维应紧密接触。该细长元件最好与不锈钢纤维在细长元件的整个长度范围内相互接触。对于作为本发明之主题的导电纱线的每个径向截面而言，细长元件与至少一个不锈钢纤维之间的接触点应该位于顶部。
在该纱线中，该细长元件的尺寸和数量及不锈钢纤维的数量按照下述方式进行选择：使细长元件在该导电纱线中所占的体积百分比大于5％并小于75％。
该细长元件可存在于导电纱线的外表面上，或者也可设置在作为本发明之主题的导电纱线的内部，例如位于靠近该导电纱线之中心的位置上。
作为本发明之主题的导电纱线其线性电阻可保持低于395Ω/m，最好小于100Ω/m或小于71Ω/m。但是，该线性电阻优选大于0.1Ω/m，最好大于0.2Ω/m，例如为0.5Ω/m，2Ω/m，7Ω/m，14Ω/m或30Ω/m。
这种导电纱线最好应用到纺织领域内，例如用于可加热的织物、外套或毯子上，以提供可加热的汽车座椅和座套。该导电纱线例如还可用于在机织织物或针织织物内传导电流和/或电信号。
附图说明
下面将参照附图对本发明加以详细说明，其中：
图1示出了根据本发明的导电纱线的侧视图；
图2、3、4和5示意性地示出了作为本发明之主题的导电纱线的径向横截面。
具体实施方式
图1示意性地示出了作为本发明之主题的导电纱线的侧视图。该导电纱线11包括两个由不锈钢纤维13构成的单股纱线12a、12b和12c，这两股纱线被绞合在一起，从而形成了一个双股纱线。
图2示意性地示出了沿该导电纱线的平面AA′所做的径向剖面。
该导电纱线包括一个细长的元件14，该元件具有一个芯体15和一个外层16。该芯体15由一个矩形的聚酯带构成，而且涂敷有一层铜，这样就形成了外层16。
或者，如图3所示，例如通过将一个银涂层涂敷到聚酰胺芯体17上形成金属外层18的方式提供一种具有圆形截面的细长元件14。
但是，如图4所示，最好将一根铜线19用作细长元件，而且其芯体和外层均由金属合金制成，这种金属合金可以是铜。
作为实例，一个三股的导电纱线包括有三个单股的纱线，每根纱线都包括275根当量直径为12微米并由AISI316L合金制成的长丝275，而且在每米长度上沿Z方向加捻100圈。这些三股纱线与一个直径为148微米的铜制长丝绞合在一起。
这样制成的导电纱线其线性电阻为1.2Ω/m，AISI316L号不锈钢纤维其电阻率为983Ω*mm2/km，而铜外层(和芯)的电阻率为17Ω*mm2/km。
在作为本发明之主题的导电纱线的整个长度范围内，不锈钢长丝占该导电纱线总体积的84.6％(体积百分比)，而铜长丝则占该导电纱线总体积的15.4％(体积百分比)。
这样制成的纱线可被用作织造织物或针织织物中的加热元件，从而被用作可加热的织物，这样例如就可以对汽车的座椅进行加热或对用于覆盖汽车座椅的织物进行加热。
作为另一实施例，如图5所示，与图4所示的实施例相同，该细长元件51也是一根同样的铜线，而且设置在多股导电纱线的中心附近，该导电纱线包括3个单股纱线52，每股纱线都包括275根当量直径为12微米并由AISI316L制成的长丝53。该实施例的导电纱线线性电阻与图4所示的实施例的电阻基本相等。

Claims (17)

1、一种导电纱线，其包括不锈钢纤维，其特征在于：所述导电纱线包括至少一个细长元件，所述细长元件具有一个外层，该外层由电阻率低于所述不锈钢纤维的金属或金属合金制成。
2、根据权利要求1的导电纱线，其特征在于：所述细长元件与所述不锈钢纤维在所述细长元件的几乎整个长度范围内接触。
3、根据权利要求1或2的导电纱线，其特征在于：所述细长元件占所述导电纱线总体积的5％以上，所述细长元件占所述导电纱线总体积的75％以下。
4、根据权利要求1至3的导电纱线，其特征在于：所述细长元件通过包芯纺纱操作、包缠纺纱操作、环锭纺纱操作或合股操作设置在所述导电纱线上。
5、根据权利要求1至4的导电纱线，其特征在于：所述金属或金属合金从下面这组材料中选取：铜、铝、银、金、镍、钛、钨、锌、铬、锡、铂、铜合金、铝合金、银合金、金合金、镍合金、钛合金、钨合金、锌合金、铬合金、锡合金、铂合金及其组合物。
6、根据权利要求1至5的导电纱线，其特征在于：所述细长元件还包括一个芯体，所述芯体被所述外层所包覆，所述芯体由聚合物材料制成。
7、根据权利要求1至6的导电纱线，其特征在于：所述细长元件还包括一个芯体，所述芯体被所述外层所包覆，所述芯体由一种由下述材料中选出的金属或金属合金制成：铜、铝、银、金、镍、钛、钨、锌、铬、锡、铜合金、铝合金、银合金、金合金、镍合金、钛合金、钨合金、锌合金、铬合金、锡合金及其组合物。
8、根据权利要求7的导电纱线，其特征在于：所述芯体和所述外层由相同的金属或金属合金制成。
9、根据权利要求1至8的导电纱线，其特征在于：所述不锈钢纤维具有小于50微米的当量直径，所述不锈钢纤维具有大于0.5微米的当量直径。
10、根据权利要求1至8的导电纱线，其特征在于：所述细长元件为一根金属线。
11、根据权利要求1至11的导电纱线，其特征在于：所述细长元件具有大于10微米的当量直径。
12、根据权利要求1至11的导电纱线，其特征在于：所述不锈钢纤维为不锈钢长丝。
13、根据权利要求1至11的导电纱线，其特征在于：所述不锈钢纤维为短纤维。
14、根据权利要求1至13的导电纱线，其特征在于：所述导电纱线的所述线性电阻小于395Ω/m。
15、将根据上述权利要求之一的导电纱线应用到一个可加热的织物内。
16、根据上述权利要求之一的导电纱线用于提供一个可加热的汽车座椅或座套。
17、根据上述权利要求之一的导电纱线用于传导电流或电信号。
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