CN201485574U

CN201485574U - 能承受染整、洗涤的导电纱

Info

Publication number: CN201485574U
Application number: CN2009201563639U
Authority: CN
Inventors: 许富标; 郭俊荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2019-06-17

Abstract

一种导电纱，其包含一芯纱以及至少一由一耐腐蚀金属或耐氧化所制成并经滚轧的金属丝。该等经滚轧金属丝是分别螺旋地缠绕该芯纱。根据本实用新型的导电纱能承受染整以及洗涤，并且具有优良的织纱柔软性以及可挠性，使得该导电纱利于以传统的纺织方式织成一纺织体的导电部分，或做为导电缝线。此外，根据本实用新型的导电纱具有于该芯纱与该等经滚轧金属丝之间相当大的服贴性，使得该导电纱在使用期间该等经滚轧金属丝不会被推离该芯纱，也不致断裂。

Description

能承受染整、洗涤的导电纱

【技术领域】

本实用新型是关于一种导电纱(conductive yarn)，并且特别地，本实用新型是关于能承受染整(dying and finishing)以及洗涤(washing)的导电纱。

【背景技术】

导电纱的使用在以各种纺织方式织成的织布里做为导电电路、生理侦测器、电极以及其他穿戴式电子装置(wearable electronic device)，已为众所周知。

如同一般纺织品的制程，导电纱与以该导电纱制成的穿戴式电子装置在制造过程中皆须经历染整(包含纱染、布染)及洗涤程序。因此，导电纱势必会遭受呈酸性或碱性的染浴、氧化剂、还原剂、洗剂、漂白剂，等的侵蚀。

关于导电纱的一先前技术，其是采用具有良好导电性的铜丝做为导电纱的材料。然而，铜丝易氧化腐蚀及毒性，并不适宜做为导电纱的材料。

关于导电纱的另一先前技术，其是采用具有包漆的铜丝做为导电纱的材料。然而，在戴式电子装置的制造过程中，包漆的铜丝部分需剥皮裸露，剥皮的程序仍须将包漆的铜丝浸在化学制品，因此，使用包漆的铜丝做为导电纱的材料仍无法免除腐蚀的问题。

关于导电纱的另一先前技术，请参阅图1A及图1B。图1A是示意地绘示美国专利公告号第5,927,060专利所揭示一种导电纱10的结构。图1B是图1A中的导电纱10沿A-A线的横截面视图。

如图1A所示，根据该先前技术的导电纱10包含一由多条人造长纤构成的芯纱(core yarn)12。该芯纱12是被最少两条最多四条由不锈钢制程的金属长纤(metal filament)包覆。图1A所示的案例，该芯纱12被金属长纤14及金属长纤16一相反方向所包覆。

然而，于图1A所示的案例中，该等金属长纤(14、16)并未完全包覆该芯纱12。于该导电纱10在染整、洗涤及使用期间，因使用或加工环境引发复杂的力学作用，极有可能施加较大的推力F作用在金属长纤(14、16)上，如图1B所示。并且，如图1B所示，包覆在该芯纱表面上的该等金属长纤(14、16)与该芯纱12的接触面积甚小(接触面近乎一条线)。因为剪应力＝F/A(A为受力面积)，显见地，这让金属长纤(14、16)容易遭受环境诱发的极大剪应力，进而被移开原先包覆在芯纱表面的位置，甚至被推离该芯纱10或是断裂。所以，如图1A所示的先前技术的导电纱在长期使用下，其导电性可能变得无法控制，甚至因其断裂的金属长纤让穿戴者感到不适。

【实用新型内容】

因此，本实用新型的一范畴在于提供一种导电纱。并且特别地，根据本实用新型的导电纱能承受染整以及洗涤，并且具有优良的织纱柔软性以及可挠性，使得该导电纱利于以传统的纺织方式织成一纺织体的导电部分，或做为导电缝线。并且根据本实用新型的导电纱在长期使用下，其包覆的金属材料不会被移开、推离或断裂。

根据本实用新型的一较佳具体实施例的导电纱，其包含一芯纱以及由一耐腐蚀或耐氧化金属所制成并经滚轧的至少一金属丝(rolled metalwire)。该芯纱可以是由另一耐腐蚀或耐氧化金属所制成的至少一导电芯长纤、由另一耐腐蚀或耐氧化金属所制成的多根导电短纤、至少一非导电芯长纤或多根非导电短纤所构成。该至少一经滚轧金属丝是分别螺旋地缠绕该芯纱。

于一具体实施例中，用来制造该至少一经滚轧金属丝、该至少一导电长纤以及该多根导电短纤的材料分别可以是不锈钢系列(stainlesssteels)(例如，316、304、420、含铜不锈钢、含银不锈钢)、钛(titanium)、钛合金系列(titanium alloys)(例如，TA0、TA1、TA2、TA3、TA7、TA9、TA10、TC1、TC2、TC3、TC4(Ti6Al4V))、镍(nickel)、银(silver)、金(gold)、镍铬合金(nichrome)、镍铬钼钨合金(Ni-Cr-Mo-W alloy)、钨(tungsten)、铂(platinum)、钯(palladium)、锆(zirconium)、锆合金(zirconium alloys)系列(例如，alloy 702、alloy 704、alloy 705、alloy 706)、钽(tantalum)、铜镍合金(CuNi alloy)、铜镍硅合金(CuNiSi alloy)、铜镍锌合金(CuNiZnalloy)、铜镍锡合金(CuNiSn alloy)、铜铬合金(CuCr alloy)、铜银合金(CuAg alloy)、铜钨合金(CuW alloy)、HASTELLOY合金系列(例如，alloyC-22、alloy B-2、alloy C-22)、镍合金系列(例如，Nickel 200、Nickel201)、MONEL合金系列(例如，alloy 400、alloy R-405、alloy K-500)、ICONEL合金系列(例如，alloy 600、alloy 625)、FERRALIUM合金(alloy255)、NITRONIC合金系列(例如，NITRONIC 60、NITRONIC 50、NITRONIC 30)、CARPENTER合金(alloy 20Cb-3)或其他商用的耐腐蚀金属或合金。

本实用新型提供一种导电纱(conductive yarn)，其特征在于：包含：一芯纱(core yarn)，该芯纱包含选自由至少一由一第一耐腐蚀或耐氧化金属所制成的导电芯长纤、多根由该第一耐腐蚀或耐氧化金属所制成的导电短纤、至少一非导电芯长纤以及多根非导电短纤所组成的群组中之其一；以及至少一由一第二耐腐蚀或耐氧化金属所制成并经滚轧的金属丝(rolled metal wire)，该至少一经滚轧金属丝是分别螺旋地缠绕该芯纱；借此，该导电纱能承受染整以及洗涤。

所述的导电纱，其特征在于：该第一耐腐蚀或耐氧化金属以及该第二耐腐蚀或耐氧化金属分别是选自由不锈钢系列(stainless steels)、钛(titanium)、钛合金系列(titanium alloys)、镍(nickel)、银(silver)、金(gold)、镍铬合金(nichrome)、镍铬钼钨合金(Ni-Cr-Mo-W alloy)、钨(tungsten)、铂(platinum)、钯(palladium)、锆(zirconium)、锆合金系列(zirconium alloys)、钽(tantalum)、铜镍合金(CuNi alloy)、铜镍硅合金(CuNiSi alloy)、铜镍锌合金(CuNiZn alloy)、铜镍锡合金(CuNiSnalloy)、铜铬合金(CuCr alloy)、铜银合金(CuAg alloy)、铜钨合金(CuWalloy)、HASTELLOY合金系列、镍合金系列、MONEL合金系列、ICONEL合金系列、FERRALIUM合金、NITRONIC合金系列以及CARPENTER合金所组成的群组中之其一。

所述的导电纱，其特征在于：该至少一经滚轧金属丝于滚轧过程中并且被以一图案压印。

所述的导电纱，其特征在于：该至少一非导电芯长纤以及该多根非导电短纤是由选自由聚酯类(polyester)、聚酰胺类(polyamide)、聚丙烯腈类(polyacrylic)、聚乙烯类(polyethylene)、聚丙烯类(polypropylene)、纤维素类(cellulose)、蛋白质类(protein)、弹性纤维类(elastomeric)、聚全氟乙烯类(polytetrafluoroethylene)、聚亚苯苯并二恶唑类(poly-p-phenylenebenzobi soxazole，PBO)、聚醚酮类(polyetherketone)、碳素类(carbon)以及玻璃纤维类(glass fiber)所组成的群组中之其一所制成。

综上所述，本实用新型将金属丝滚轧能得到相同体积且与芯纱包绕接触的面积较大的金属丝。将经滚轧金属丝紧密缠绕芯纱利用导电纱，借此，根据本实用新型的导电纱具有于该芯纱与该条经滚轧金属丝之间相当大的服贴性(compliance)。同时，该条经滚轧金属丝遭受环境诱发的剪应力远小于先前技术的金属长纤遭受环境诱发的剪应力，使得该条经滚轧金属丝不会被移开原先位置或推离该芯纱，或是断裂。

关于本实用新型的优点与精神可以借由以下的创作详述及所附图式得到进一步的了解。

【附图说明】

图1A是示意地绘示根据先前技术的一导电纱10的结构。

图1B是图1A中的导电纱沿A-A线的截面视图。

图2A是示意地绘示根据本实用新型的一导电纱20的结构。

图2B是图2A中的尚未滚轧的金属24未沿C-C线的截面视图以及经滚轧的金属丝24沿C’-C’线的截面视图。

图2C是图2A中的导电纱沿B-B线的截面视图。

图3A是根据本实用新型的一较佳具体实施例的导电纱20的SEM显微照片。

图3B是图3A中该导电纱20的末端的放大图。

10、20：导电纱 12、22：芯纱

14、16：金属长纤 222：芯长纤

24：经滚轧金属丝 26：压印图案

F：推力

【具体实施方式】

以下将详述本实用新型的较佳具体实施例，借以充分说明本实用新型的特征、精神及优点。

请参阅图2A、图2B及图2C，图2A是示意地绘示根据本实用新型的一较佳具体实施例的导电纱20的结构。图2B是图2A中的尚未滚轧的金属丝24未沿C-C线的截面视图，以及经滚轧的金属丝24沿C’-C’线的截面视图。图2C是图2A中的导电纱20沿B-B线的横截面视图。

如图2A所示，根据本实用新型的较佳具体实施例的导电纱20，其包含一芯纱22以及至少一由一耐腐蚀或耐氧化金属所制成并经滚轧的金属丝24。

于实际应用中，该芯纱22可以是由另一耐腐蚀或耐氧化金属所制成的至少一导电芯长纤、由另一耐腐蚀或耐氧化金属所制成的多根导电短纤、至少一非导电芯长纤或多根非导电短纤所构成。于图2A的实施例中，该芯纱22是由多条芯长纤222所构成。

根据本实用新型的较佳实施例，该至少一经滚轧金属丝24是分别螺旋地缠绕该芯纱22。于图2A的实施例中，该芯纱22是由一条经滚轧金属丝24螺旋地缠绕。于实际应用中，缠绕在该芯纱22上的经滚轧金属丝24的条数是根据该导电纱20的导电性、柔软性、可挠性、机械性质，等性质的实际要求而定。

同样示于图2A，缠绕在该芯纱22上的同一条相邻匝的经滚轧金属丝24之间存有间隙。于实际应用中，根据该导电纱20的导电性、柔软性、可挠性、机械性质等性质的实际要求，缠绕在该芯纱22上的同一条相邻匝的经滚轧金属丝24也可能部分重叠。

于一具体实施例中，用来制造该至少一经滚轧金属丝、该至少一导电长纤以及该多根导电短纤的材料分别可以是不锈钢系列(例如，316、304、420、含铜不锈钢、含银不锈钢)、钛、钛合金系列(例如，TA0、TA1、TA2、TA3、TA7、TA9、TA10、TC1、TC2、TC3、TC4(Ti6Al4V))、镍、银、金、镍铬合金、镍铬钼钨合金、钨、铂、钯、锆、锆合金系列(例如，alloy 702、alloy 704、alloy 705、alloy 706)、钽、铜镍合金、铜镍硅合金、铜镍锌合金、铜镍锡合金、铜铬合金、铜银合金、铜钨合金、HASTELLOY合金系列(例如，alloy C-22、alloy B-2、alloy C-22)、镍合金系列(例如，Nickel200、Nickel 201)、MONEL合金系列(例如，alloy 400、alloy R-405、alloyK-500)、ICONEL合金系列(例如，alloy 600、alloy 625)、FERRALIUM合金(alloy 255)、NITRONIC合金系列(例如，NITRONIC 60、NITRONIC 50、NITRONIC 30)、CARPENTER合金(alloy 20Cb-3)或其他商用的耐腐蚀金属或合金。

于一具体实施例中，用来制造上述非导电芯长纤以及非导电短纤的材料可以是聚酯类(polyester)、聚酰胺类(polyamide)、聚丙烯腈类(polyacrylic)、聚乙烯类(polyethylene)、聚丙烯类(polypropylene)、纤维素类(cellulose)、蛋白质类(protein)、弹性纤维类(elastomeric)、聚全氟乙烯类(polytetrafluoroethylene)、聚亚苯苯并二恶唑类(poly-p-phenylenebenzobisoxazole，PBO)、聚醚酮类(polyetherketone)、碳素类(carbon)、玻璃纤维类(glass fiber)，等或其他商用非导电纤维用的材料。

根据本实用新型的较佳实施例，该导电纱20的结构也可根据张力承受、挠折性承受、防火性、导电性等功能性要求分别以符合该功能要求的材质来组合而成。

如图2B所示，一段长度为t、直径为d的尚未滚轧的金属丝24其体积为π(d/2)²×t，能与该芯纱22接触的面积近乎一条线。同样示于图2B，同样一段长度为t的经滚轧且厚度为d/5的金属丝24其体积与尚未滚轧的金属丝24的体积相等，所以其能与该芯纱22接触的面积为4d×t。

显见地，与先前技术不同之处，本实用新型将金属丝滚轧能得到相同体积且与芯纱包绕接触的面积较大的金属丝。将经滚轧金属丝24紧密缠绕芯纱利用导电纱20，借此，根据本实用新型的导电纱20具有于该芯纱22与该条经滚轧金属丝24之间相当大的服贴性(compliance)。更重要的是，于该导电纱20在染整、洗涤及使用期间，因使用或加工环境引发复杂的力学作用，极有可能施加较大的推力F作用在该条经滚轧金属丝24上，如图2C所示。并且，如图2C所示，该条经滚轧金属丝24是紧密包覆该芯纱22，且与该芯纱22接触面积相当大。因为剪应力＝F/A(A为受力面积)，显见地，该条经滚轧金属丝24遭受环境诱发的剪应力远小于先前技术的金属长纤遭受环境诱发的剪应力，使得该条经滚轧金属丝24不会被移开原先位置或推离该芯纱22，或是断裂。

于该导电纱20在染整、洗涤及使用期间，该导电纱20显见地能抵挡酸性或碱性的染剂、氧化剂、还原剂、洗剂、漂白剂，等的侵蚀，并且维持其原有的导电性。此外，根据本实用新型的导电纱20具有优良的织纱柔软性以及可挠性，使得该导电纱20利于以传统的纺织方式织成一纺织体的导电部分，或做为导电缝线。

同样示于图2A，根据本实用新型的另一较佳具体实施例，该至少一经滚轧金属丝24于滚轧过程中并且被以一图案压印，借此，该至少一经滚轧金属丝24表面上会有相对应的压印图案26。该至少一经滚轧金属丝24表面上的压印图案26的设计，可以让根据本实用新型的导电纱20利用不同的压印图案产生不同的折射光进而产生不同的视觉效果，也可以利用不同的压印图案来作为防伪的功能。

请参阅图3A及图3B，图3A是根据本实用新型的一较佳具体实施例的导电纱20的SEM显微照片。图3B是图3A中的导电纱20的末端的放大图。

如图3A所示，该经滚轧金属丝24是紧密包覆由多根长纤222构成的芯纱22，并且与该芯纱22接触面积大。如图3B所示，根据本实用新型的导电纱20具有于该芯纱22与该等经滚轧金属丝24之间相当大的服贴性。

借由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本实用新型的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本实用新型所欲申请的专利范围的范畴内。因此，本实用新型所申请的专利范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims

1.一种导电纱，其特征在于：包含：一芯纱，该芯纱包含选自由至少一由一第一耐腐蚀或耐氧化金属所制成的导电芯长纤、多根由该第一耐腐蚀或耐氧化金属所制成的导电短纤、至少一非导电芯长纤以及多根非导电短纤所组成的群组中之其一；以及至少一由一第二耐腐蚀或耐氧化金属所制成并经滚轧的金属丝，该至少一经滚轧金属丝是分别螺旋地缠绕该芯纱；借此，该导电纱能承受染整以及洗涤。

2.如权利要求1所述的导电纱，其特征在于：该第一耐腐蚀或耐氧化金属以及该第二耐腐蚀或耐氧化金属分别是选自由不锈钢系列、钛、钛合金系列、镍、银、金、镍铬合金、镍铬钼钨合金、钨、铂、钯、锆、锆合金系列、钽、铜镍合金、铜镍硅合金、铜镍锌合金、铜镍锡合金、铜铬合金、铜银合金、铜钨合金、HASTELLOY合金系列、镍合金系列、MONEL合金系列、ICONEL合金系列、FERRALIUM合金、NITRONIC合金系列以及CARPENTER合金所组成的群组中之其一。

3.如权利要求1所述的导电纱，其特征在于：该至少一经滚轧金属丝于滚轧过程中并且被以一图案压印。

4.如权利要求1所述的导电纱，其特征在于：该至少一非导电芯长纤以及该多根非导电短纤是由选自由聚酯类、聚酰胺类、聚丙烯腈类、聚乙烯类、聚丙烯类、纤维素类、蛋白质类、弹性纤维类、聚全氟乙烯类、聚亚苯苯并二恶唑类、聚醚酮类、碳素类以及玻璃纤维类所组成的群组中之其一所制成。