CZ28603U1 - Sewing thread for integration of electronic elements into fabrics - Google Patents

Sewing thread for integration of electronic elements into fabrics Download PDF

Info

Publication number
CZ28603U1
CZ28603U1 CZ2015-31136U CZ201531136U CZ28603U1 CZ 28603 U1 CZ28603 U1 CZ 28603U1 CZ 201531136 U CZ201531136 U CZ 201531136U CZ 28603 U1 CZ28603 U1 CZ 28603U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
sewing thread
fibers
thread according
metal
fiber
Prior art date
Application number
CZ2015-31136U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Tomáš Blecha
Aleš Hamáček
Martin Hotmar
Petr Kašpar
Marie Pilíková
Jan Řeboun
Radek Soukup
František Švécar
Miroslav Tichý
Original Assignee
Vúb A.S.
Západočeská Univerzita V Plzni
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vúb A.S., Západočeská Univerzita V Plzni filed Critical Vúb A.S.
Priority to CZ2015-31136U priority Critical patent/CZ28603U1/en
Publication of CZ28603U1 publication Critical patent/CZ28603U1/en

Links

Landscapes

  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká šicí niti, zejména pro integraci elektronických prvků do smart textilií a smart oděvů.The technical solution relates to the sewing thread, in particular for the integration of electronic elements into smart fabrics and smart garments.

Dosavadní stav technikyBackground Art

Elektricky vodivé šicí nitě známé z dosavadního stavu techniky nejsou vhodné pro použití ve smart textiliích a smart oděvech, tedy v textiliích a oděvech, které mají umožňovat propojení s elektronickými komponentami nebo vytváření vlastních funkčních elektronických prvků (např. senzory, antény apod.). Nevyhovují především z důvodu el. odporu a jemnosti šicí nitě. Podle získaných informací jsou na trhu vodivé šicí nitě pro technické účely, jako je např. šití antistatické obuví, konfekce speciálních filtrů a podobné výrobky. Jemnost těchto nití je cca 90 tex, přičemž pro aplikaci do smart oděvů je potřeba, aby jemnost šicí nitě byla do 55 tex. Některé firmy nabízejí šicí nitě pro šití antistatických oděvů. V tomto případě se jejich el. odpor pohybuje řádově v rozmezí 105 až 107Q/m. Pro potřeby smart textilií a smart oděvů se požaduje, aby el. odpor šicích nití umožňujících elektrické propojení elektronických funkčních bloků nepřesáhl 102 Ω/m.Prior art electrically conductive sewing threads are not suitable for use in smart fabrics and smart garments, i.e., fabrics and garments, which are intended to interfere with electronic components or to create customized functional electronic elements (e.g., sensors, antennas, etc.). Especially because of el. resistance and fineness of the sewing thread. According to the information obtained, there are conductive sewing threads for technical purposes such as antistatic sewing, special filter clothing and the like. The fineness of these threads is about 90 tex, with the need for the sewing thread fineness to 55 tex for application to smart garments. Some companies offer sewing threads for sewing antistatic clothing. In this case, their el. the resistance ranges from 10 5 to 10 7 Q / m. For the needs of smart textiles and smart clothing, it is required that el. the resistance of the sewing threads allowing electrical connection of the electronic function blocks does not exceed 10 2 Ω / m.

Hlavním požadavkem na vodivé nitě z hlediska elektrických vlastností je dosažení co nejvyšší elektrické vodivosti. Pro praktické použití vodivých nití určených pro vedení elektrického proudu a pro přenos signálů by měla hodnota elektrického odporu nabývat maximálně jednotek Ω na 1 metr nitě, aby docházelo k minimálním úbytkům napětí. Pro speciální senzorové aplikace jako je měření teploty anebo pro konstrukci vyhřívacích elementů se hodnota elektrického odporu může pohybovat v rozsahu od stovek Ω do desítek kΩ na 1 m nitě. Mezi další požadované elektrické parametry patří maximální proudová zatížitelnost, která by měla být pro jednu vodivou nit minimálně v řádu stovek mA.The main requirement for conductive thread in terms of electrical properties is to achieve the highest electrical conductivity. For the practical use of conductive threads designed for conducting electric current and for transmitting signals, the value of electrical resistance should be a maximum of Ω per 1 meter of thread to minimize voltage drops. For special sensor applications such as temperature measurement or for heating element construction, the electrical resistance value can range from hundreds to tens of kΩ per 1 m of thread. Other required electrical parameters include a maximum current carrying capacity which should be at least hundreds of mA for a single conductive yarn.

Šicí nitě jsou navíc během spojovacího procesu i v průběhu nošení vystaveny různým typům namáhání, která nepůsobí samostatně, ale v různých kombinacích:In addition, the sewing threads are subjected to various types of stresses, not acting alone but in different combinations, during and during the bonding process:

V průběhu spojovacího procesu dochází k mechanickému namáhání (na ohyb, oděr, tah), termickému namáhání (při tření nitě v oušku jehly, tření mezi nití a pracovními částmi stroje), rázovému namáhání (při změně rychlosti a směru šití se tato namáhání navzájem kombinují a jejich účinky se tím násobí), V průběhu nošení a údržby dochází zejména k mechanickému a termickému namáhání.During the bonding process, mechanical stress (bending, abrasion, thrust) occurs, thermal stress (in the thread friction in the needle tab, friction between the thread and the machine parts), impact stress (when changing the sewing speed and direction, these stresses are combined and their effects are multiplied), During mechanical and thermal stress, especially during wear and maintenance.

Proto je nutno pro nitě zajistit v požadované kvalitě zejména následující vlastnosti: pevnost, pevnost v rázu, pevnost ve smyčce, jemnost a tažnost odpovídající šitému materiálu, stabilita zákrutů, smyčkovitost, odolnost v oděru, tuhost v ohybu, deformační vlastnosti, sráživost, povrchová hladkost šicí nitě, stejnoměrnost, tepelná odolnost, šicí schopnost nití (počet přetrhů nitě za jednotku času, doba do přetrhu šicí nitě). Rovněž je nutno brát v úvahu chování nití při zpracovávání, nošení a údržbě (zpracovatelské i užitné vlastnosti). Z hlediska užitných vlastností se sleduje zejména trvanlivost nitě ve švu, stálost (barvy, tvaru) při používání a údržbě, estetický vzhled, pevnost v tahu, pružnost, odolnost v oděru, srovnatelná sráživost s šitým materiálem.Therefore, the following qualities must be ensured for the threads in the required quality: strength, impact strength, loop strength, fineness and ductility corresponding to the sewn material, stability of twists, loopiness, abrasion resistance, bending stiffness, deformation properties, shrinkage, surface smoothness sewing thread, uniformity, heat resistance, sewing ability of threads (number of thread breaks per unit of time, time to break of sewing thread). It is also necessary to take into account the behavior of the threads during processing, wearing and maintenance (processing and performance). In terms of utility properties, the durability of the seam thread, the durability (color, shape) in use and maintenance, the aesthetic appearance, the tensile strength, the elasticity, the abrasion resistance, the comparable shrinkage with the sewn material are monitored.

Z výše vyjmenovaných vlastností má v průběhu spojovacího procesu specifický význam odolnost nitě v oděru. Niť prochází pracovními mechanismy šicího stroje (brzdičky, vodiče), ouškem jehly a dochází k jejímu odírání. Výsledkem je narušení povrchu nitě a může dojít i k jejímu přetrhu. K největšímu namáhání pak dochází v oušku strojní šicí jehly, kde niť vykonává vratný pohyb (jedno místo na šicí niti projde ouškem jehly až 40x). U nití ze syntetických vláken se vlivem tavení usazují v oušku jehly části vláken. Tím se omezuje průchod nitě a vzniká přetrh.Above mentioned properties, during the bonding process, the resistance of the thread to abrasion is of particular importance. The thread passes through the working mechanisms of the sewing machine (the brake, the wires), the needle of the needle and it abrasions. As a result, the surface of the thread is broken and may break. The greatest strain then occurs in the handle of the machine sewing needle, where the thread is reciprocating (one place on the sewing thread passes through the needle of the needle up to 40x). In the case of synthetic fiber yarns, a portion of the fibers are deposited in the loop of the needle due to melting. This restricts the passage of the yarn and breaks.

Dosud známá vodivá vlákna lze je rozdělit do následujících kategorií:The conductive fibers known so far can be divided into the following categories:

Uhlíkem aditivovaná vlákna: Tato vlákna vykazují vodivost 10'5 až 10 S.cm'1, v závislosti na obsahu uhlíku. Hlavní aplikací jsou produkty pro antistatické účely, jejich textilně zpracovatelské charakteristiky jsou dobré. Čistá uhlíková vlákna samozřejmě vykazují lepší vodivost, např. většíCarbon Additive Fibers: These fibers have a conductivity of 10 -5 to 10 S.cm -1 , depending on the carbon content. The main applications are products for antistatic purposes, their textile processing characteristics are good. Of course, pure carbon fibers exhibit better conductivity, e.g., greater

-1 CZ 28603 Ul než 102 S. cm'1, ale jsou mnohem obtížněji zpracovatelná. V každém případě výše uvedené elektrické vlastnosti nejsou postačující z hlediska požadovaných elektrických vlastností pro jejich použití do smart textilií a smart oděvů. Specifickou vlastností jakéhokoliv vlákna, které obsahuje uhlík, je jeho černá barva, což může být v mnoho aplikacích nevýhodné.-1 EN 28603 Ul than 10 2 S cm -1, but are much more difficult to process. In any case, the above electrical properties are not sufficient in terms of the required electrical properties for their use in smart fabrics and smart garments. The specific property of any carbon-containing fiber is its black color, which may be disadvantageous in many applications.

Vlákna pokrytá kovovými solemi: Jako příklad lze uvést sulfid mědnatý. Tyto sloučeniny mají poměrně nízkou vodivost 10'6 až 10'1 S.cm'1, takže jsou výsledná vlákna vhodná tam, kde se nevyžaduje nízký el. odpor. Jejich hlavní výhodou je, že mohou být snadno zpracovávána běžnou textilní technologií.Fibers coated with metal salts: Copper sulfide is an example. These compounds have a relatively low conductivity of 10 -6 to 10 -1 S.cm -1 , so that the resulting fibers are suitable where low el. resistance. Their main advantage is that they can be easily processed with conventional textile technology.

Kovová vlákna: Podle poznatků z odborného tisku patří do skupiny kovových vláken jednak vlákna vyrobená pouze z čistého kovu a také vlákna pokovovaná. Pro textilní zpracování se dodávají ve formě nekonečných vláken nebo stříže. Vyrábějí se z nich příze, tkaniny, pleteniny. Stříž lze směšovat např. s bavlnou nebo polyesterem.Metal Fibers: According to the findings of the professional press, the group of metal filaments includes both fibers made of pure metal and metallized fibers. They are supplied in the form of continuous filaments or staple fibers for textile processing. They produce yarns, fabrics, knits. The staple can be mixed with, for example, cotton or polyester.

Obecně mají kovová vlákna (ocelová, mosazná, stříbrná) nejvyšší vodivost. Na druhé straně, v důsledku svého kovového charakteru vykazují několik zpracovatelských problémů. Jsou křehká, s tendencí obrušovat strojní zařízení a obtížně se směsují s ostatními vlákny vlivem své vysoké specifické hustoty. V neposlední řadě mají kovový omak.In general, metal fibers (steel, brass, silver) have the highest conductivity. On the other hand, due to their metallic nature, they exhibit several processing problems. They are fragile, with a tendency to abrade machinery and difficult to mix with other fibers due to their high specific density. Last but not least, they have a metallic touch.

Textilie na bázi kovových vláken se používají k výrobě ochranných oděvů, které mají vynikající antistatické vlastnosti. V poslední době nabývá na významu jejich využití při ochraně proti elektromagnetickému záření. Stoupá povědomí o možných nebezpečích spojených s expozicí lidí působením elektromagnetického záření. Jeho účinek na organické tkáně, zvláště v mikrovlnném rozsahu (GHz), byl znám již dříve, ale teprve v současné době se expoziční limity začínají regulovat, příkladem je DIN VDE 6848.Metal fiber based fabrics are used to make protective clothing that has excellent antistatic properties. Their use in the protection against electromagnetic radiation has recently become more important. There is a growing awareness of the potential dangers associated with human exposure to electromagnetic radiation. Its effect on organic tissues, especially in the microwave range (GHz), has been known before, but only nowadays the exposure limits begin to regulate, for example DIN VDE 6848.

Aplikace vodivých textilií v této oblasti pokrývají rozsah od vodivých sítí pro video terminály až po vodivá těsnění určená k odstínění zdrojů mikrovlnného elektromagnetického záření a tím k ochraně obsluhy před nežádoucí dlouhodobou expozicí tímto zářením. Taková prostředí se vyskytují v armádě (radaroví operátoři), v nemocnicích (jak pacienti, tak operátoři výpočtové tomografie), na univerzitách a ve výzkumných centrech (operátoři NMR = nukleární magnetická rezonance) a v komunikačních technologiích (údržba výkonových vysílačů). Jinou aplikaci představují pro kovová vlákna smart oděvy. Tyto oděvy slouží již nyní sportovcům, záchranářům, armádě a pracovníkům v různých průmyslových odvětvích. Jedním z předpokladu pokroku v této oblasti je zvládnutí nových technologií zpracování kovových vláken a vodivých polymerů.The application of conductive textiles in this area covers the range from conductive networks for video terminals to conductive seals designed to shield microwave electromagnetic radiation sources and thereby protect the operator from unwanted long-term exposure to such radiation. Such environments are found in the military (radar operators), hospitals (both patients and computed tomography operators), universities and research centers (nuclear magnetic resonance (NMR) operators) and communications technologies (power transmitter maintenance). Smart clothing is another application for metal fibers. These garments are already being used by athletes, rescuers, the military and workers in various industries. One of the prerequisites for progress in this area is to master the new technologies for processing metal fibers and conductive polymers.

Metalizovaná vlákna se na trhu objevila nedávno. Pokrytí kovem se u těchto vláken dosahuje třemi různými postupy:Metallised fibers have recently appeared on the market. The metal coating of these fibers is achieved in three different ways:

Fyzikální postup: Obecně se používá vakuově nanášený (napařený) hliník. Toto řešení je poměrně levné a výsledná vlákna dosahují vysoké vodivosti 10 až 104 S.cm'1 v závislosti na naneseném kovu. V důsledku nízké adheze mezi kovem a substrátovými vlákny vykazují velmi špatnou zpracovatelnost, nízkou odolnost během nošení a údržby.Physical Procedure: Vacuum deposition (steamed) aluminum is generally used. This solution is relatively inexpensive and the resulting fibers achieve a high conductivity of 10 to 10 4 S.cm -1 depending on the metal deposited. Due to the low adhesion between the metal and the substrate fibers, they exhibit very poor workability, low wear and maintenance resistance.

Galvanické pokovování: Tento postup je aplikovatelný pouze na uhlík a grafitová vlákna, protože vyžaduje vodivý substrát. Vlákna takto pokrytá mají vysokou vodivost >104 S.cm'1. Používají se hlavně pro přípravu kompozitních vláken pro zpevňování v leteckých a kosmických aplikacích. Kvůli své vysoké ceně a obtížné zpracovatelnosti je textilní průmysl využívá jen okrajově.Electroplating: This procedure is applicable only to carbon and graphite fibers because it requires a conductive substrate. The fibers thus coated have a high conductivity > 10 4 S.cm -1 . They are mainly used for the preparation of composite fibers for strengthening in aerospace applications. Due to its high price and difficult workability, the textile industry uses them only marginally.

Chemické pokovování: Tento postup je velmi flexibilní, protože je vhodný pro téměř jakékoliv substrátové vlákno. Jeho hlavní výhodou je, že dovoluje, aby vlákna získala vysokou vodivost 102 až 104 S.cm'1, aniž by se významně měnily ostatní vlastnosti substrátu, jako hustota, ohebnost, omak. Díky těmto charakteristikám mohou být takto pokovovaná vlákna snadno zpracována běžnou textilní technologií.Chemical Plating: This process is very flexible because it is suitable for almost any substrate fiber. Its main advantage is that it allows the fibers to obtain a high conductivity of 10 2 to 10 4 S.cm -1 without significantly altering other substrate properties such as density, flexibility, feel. Due to these characteristics, the metallized fibers can be easily processed by conventional textile technology.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky eliminuje elektricky vodivá šicí niť, zejména pro integraci elektronických prvků do smart textilií a smart oděvů, která podle tohotoThe above-mentioned drawbacks of the prior art are eliminated by electrically conductive sewing thread, in particular for integrating electronic elements into smart fabrics and smart garments, which according to this

-2CZ 28603 Ul technického řešení zahrnuje alespoň jedno kovové vlákno o průměru 0,01 až 0,05 mm a alespoň jedno polymemí vlákno o jemnosti 4 až 18 tex.The invention comprises at least one metal fiber having a diameter of 0.01 to 0.05 mm and at least one polymeric fiber having a fineness of 4 to 18 tex.

S výhodou mají uvedená kovová vlákna průměr 0,02 až 0,03 mm a jsou z postříbřené mědi, z mosazi nebo z bronzu.Preferably, said metal fibers have a diameter of 0.02 to 0.03 mm and are silver-plated copper, brass or bronze.

Rovněž s výhodou je polymemí vlákno polyesterové hedvábí, nebo polyamidové nebo viskózové hedvábí a mají jemnost 5,5 až 13,5 tex.Also preferably, the polymeric fiber is polyester rayon, or polyamide or viscose rayon, and has a fineness of 5.5 to 13.5 tex.

Šicí niť má jemnost 30 až 60 tex, přičemž obsah polymemích vláken je 30 až 60 % a obsah kovových vláken je 20 až 70 %.The sewing thread has a fineness of 30 to 60 tex, with a polymer fiber content of 30 to 60% and a metal fiber content of 20 to 70%.

Navíc může takováto šicí niť obsahovat přízi vytvořenou z polyesterové stříže a z vláken majících polyamidové jádro a stříbrný plášť.In addition, such a sewing thread may comprise a yarn made of polyester staple and fibers having a polyamide core and a silver sheath.

Základními požadavky kladenými na šicí nitě, které mají sloužit pro výše zmíněné aplikace, je nízký elektrický odpor, dobré zpracovatelské a užitné vlastnosti včetně zdravotní nezávadnosti (nezpůsobují alergické reakce či iritaci pokožky při přímém kontaktu).The basic requirements for sewing threads that are intended for the aforementioned applications are low electrical resistance, good processing and utility properties, including health (do not cause allergic reactions or skin irritation by direct contact).

Na základě požadovaných elektrických parametrů vodivého motivu je možné definovaně upravit elektrický odpor šicí nitě během výrobního procesu. V případě, že bude niť použita pro zhotovení teplotních senzorových elementů je požadován el. odpor v rozmezí 1 kQ až 10 kQ na 1 m její délky. Vodivé nitě zhotovené pro teplotní senzorové elementy zároveň vykazují hodnotu teplotního součinitele odpom (TKR) v rozmezí 900 až 1400 ppm/°C. Pro textilní elektrody a vodivé elektrické struktury dosahuje el. odpor rozsahu od 5 do 80 Ω/m nitě. Maximální proudová zatížitelnost nití se pohybuje v rozsahu od 500 mA do 800 mA dle jejího typu.Based on the required electrical parameters of the conductive motif, it is possible to define the electrical resistance of the sewing thread in a defined manner during the manufacturing process. In case the thread is used to produce temperature sensor elements, an el. resistance ranging from 1 to 10 kQ per 1 m of its length. At the same time, conductive threads made for temperature sensor elements exhibit a temperature coefficient of response (TKR) in the range of 900 to 1400 ppm / ° C. It reaches el. Resistance range from 5 to 80 Ω / m thread. The maximum current carrying capacity of the threads ranges from 500 mA to 800 mA according to its type.

Předmětem přihlášky užitného vzoru je tedy vodivá hybridní šicí niť na bázi kompozice ultra jemných kovových vláken, nekonečných chemických vláken a případně i vodivých přízí.The object of the utility model application is therefore a conductive hybrid sewing thread based on a composition of ultra fine metal fibers, continuous chemical fibers and optionally conductive yarns.

Jemnost vodivých přízí činí s výhodou 15-20 tex.The fineness of the conductive yarns is preferably 15-20 tex.

Technologie výroby může zahrnovat tyto dílčí operace:Production technology may include the following sub-operations:

1. První skaní na prstencovém skácím stroji:1. First twist on an annular bouncing machine:

Při této operaci se skanému materiálu uděluje zákrut směru „S“. Probíhá družení a současně skaní zákrutem 600 až 900/ 1 m - dle potřeby a konkrétních podmínek. V této operaci se současně druží a ská několik vstupních komponent:In this operation, the curled material is given a "S" twist. The sweeping and twisting is performed at 600 to 900/1 m - as required and specific conditions. In this operation, multiple input components are simultaneously:

- jedna nebo více přízí z vysoce pevnostního polyesterového hedvábí o jemnosti např. 55 dtex, 74 dtex nebo 138 dtex,- one or more high strength polyester filament yarns of, for example, 55 dtex, 74 dtex or 138 dtex,

-jedno nebo větší počet speciálních ultra jemných kovových vláken,-One or more special ultra-fine metal fibers

- a případně vodivá předená příze.and optionally conductive spun yarn.

V některých případech je třeba před prvním skaním přesoukat materiál na vhodný tvar návinu nebo rozsoukat na větší počet cívek.In some cases, it may be necessary to move the material to a suitable coil shape prior to first twisting, or to spread it over a plurality of coils.

Tyto operace mají vliv na další navazující práce. Problematický je proces odvíjení ultra jemného kovového vlákna z předlohové cívky, kde hrozí, že může v důsledku jeho nízké pevnosti nastat přetrh. U některých kovových vláken se navíc projevuje smyčkovitost, která způsobuje jeho přetrhy nebo nežádoucí zanášení smyček do niti.These operations affect other follow-up work. The problem is the process of unwinding the ultra-fine metal fiber from the countershaft where there is a risk that a tear may occur due to its low strength. In addition, some metal fibers exhibit loopiness which causes it to break or unwind loops into the thread.

2. Druhé skaní na prstencovém skácím stroji:2. Second twist on an annular bouncing machine:

Při této operaci se šicí niti uděluje zákrut směru „Z“. Aby se získala finální niť, je třeba po první operaci zařadit další skám: 2x, 3x nebo 4x příze z prvního skaní. Počet udělených zákrutů je 400 až 900/1 m - dle potřeby a konkrétních podmínek. V případě potřeby se zařazuje fixace parou, např. 80 °C; 30 minut; 0,1 MPa.In this operation, the sewing thread is twisted in the "Z" direction. In order to obtain the final thread, after the first operation it is necessary to classify the next skam: 2x, 3x or 4x yarn from the first twist. The number of twists granted is 400 to 900/1 m - as required and specific conditions. If necessary, steam fixation, e.g., 80 ° C, is included; 30 minutes; 0,1 MPa.

-3CZ 28603 U1-3GB 28603 U1

3. Soukání na požadovaný formát, např. ruličky, kóny nebo king cívky.3. Rewind to the desired format, such as rolls, cones or king coils.

V případě potřeby se provádí preparace, tedy nanáší se na šicí nitě přípravky pro zlepšení kluzných vlastností při šití a snížení tření mezi vodivou částí šicího stroje a nití. Nej častěji se pro tento účel používá silikon-parafinová emulze. V případě potřeby většího procenta nánosu přípravku na niť je možno soukání přes přípravek provést vícekrát.If necessary, the preparation is carried out, so that the sewing threads are applied to the sewing threads to improve the sliding properties during sewing and to reduce the friction between the conductive part of the sewing machine and the thread. Most often, a silicone-paraffin emulsion is used for this purpose. If a greater percentage of the composition of the yarn is needed on the yarn, the yarn can be wound over several times.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické řešení bude dále podrobněji popsáno pomocí příkladných provedení a výkresů, kde na obr. 1 textilie s elektrodou (textrodou) ze šicí nitě dle tohoto technického řešení a na obr. 2 je textilie s teplotními senzorovými prvky z šicí nitě dle tohoto technického řešení.The invention will now be described in more detail by way of example and drawings, wherein in Fig. 1 a fabric with a textrode of a sewing thread according to the present invention and Fig. 2 is a fabric with temperature sensor elements of a sewing thread according to the present invention.

Popis příkladných provedeníDescription of exemplary embodiments

Technologie výroby speciální elektricky vodivé hybridní šicí nitě umožňuje výrobu šicích nití o různém počtu elementárních ultra jemných kovových vláken. Pro specifické potřeby je možné zhotovit hybridní šicí niť složenou z ultra jemných kovových vláken, polyesterového nekonečného vlákna a předené příze vypředené např. z vodivého chemického vlákna SilveR.STAT® a polyesterové stříže. SilveR.STAT® je vlákno s polyamidovým jádrem a stříbrným pláštěm vyráběné firmou R.STAT SAS.The manufacturing technology of a special electrically conductive hybrid sewing thread enables the production of sewing threads of varying number of elementary ultra fine metal fibers. For specific needs, it is possible to produce a hybrid sewing thread composed of ultra-fine metal fibers, polyester filament and spun yarn spun, for example, from conductive chemical fiber SilveR.STAT® and polyester staple fibers. SilveR.STAT® is a fiber with a polyamide core and a silver sheath manufactured by R.STAT SAS.

Příklad 1Example 1

Šicí niť o složení 50 % polyesterové nekonečné vlákno + 50 % ultra jemné nekonečné kovové vlákno.Sewing thread 50% polyester filament + 50% ultra fine metal filament.

První skaní - 600 nebo 820 S zákrutů: dvě vysocepevnostní polyesterová vlákna PESh (polyesterové hedvábí) o jemnosti 74 dtex + tři kovová vlákna o průměru 0,02 mm z postříbřené mědi, která mají elektrický odpor: min. 51,69 [Ω/m], nominální 54,41 [Ω/m] a max 57,13 [Ω/m].First twist - 600 or 820 S twists: two high-strength polyester fibers PESh (polyester filament) of 74 dtex + three metal filaments of 0.02 mm diameter silver plated copper, which have electrical resistance: min. 51.69 [Ω / m], nominal 54.41 [Ω / m] and max 57.13 [Ω / m].

Druhé skaní (490 nebo 550 Z zákrutů): seskají se dvě příze získané z prvního skaní.Second twist (490 or 550 of twists): two yarns obtained from the first twist are gathered.

Výsledné parametry šicí nitě: jemnost: 32 tex, poměrná pevnost za sucha: 33,22 cN/tex, tažnost za sucha: 13,76 %, elektrický odpor: 9,5 ± 0,5 [Ω/m],Resulting sewing thread parameters: fineness: 32 tex, dry dry strength: 33.22 cN / tex, dry ductility: 13.76%, electrical resistance: 9.5 ± 0.5 [Ω / m]

Příklad 2Example 2

Šicí niť o složení 32 % polyesterové nekonečné vlákno, 36 % ultra jemné nekonečné kovové vlákno (v niti je 6 elementárních ultra jemných kovových vláken), 32 % příze o složení: 60 % SilveR.STAT® + 40 % polyesterová stříž a o jemnosti jemnost 18 tex.Sewing thread with 32% polyester filament thread, 36% ultra-fine endless metal filament (6 elemental ultra-fine metal filaments), 32% yarn with 60% SilveR.STAT® + 40% polyester staple fiber 18 tex.

První skaní (600 S zákrutů): jedno vysocepevnostní polyesterové vlákno PESh 13,5 tex + jedna příze ze SilveR.STAT® a polyesterové stříže + tři kovová vlákna z postříbřené mědi o průměru 0,02 mm, která mají elektrický odpor: min. 51,69 [Ω/m], nominální 54,41 [Ω/m] a max. 57,13 [Ω/m],First twist (600 S twists): one high-strength polyester PESh 13.5 tex + one yarn of SilveR.STAT® and polyester staple + three silver-plated copper fibers 0.02 mm in diameter, with electrical resistance: min. 51.69 [Ω / m], nominal 54.41 [Ω / m] and max 57.13 [Ω / m]

Druhé skaní (600 S zákrutů): jedno vysocepevnostní polyesterové vlákno PESh 135 dtex + tři kovová vlákna z postříbřené mědi o průměru 0,02 mm, která mají elektrický odpor: min. 51,69 [Ω/m], nominální 54,41 [Ω/m] a max. 57,13 [Ω/m],Second twist (600 S twists): one high-strength polyester fiber PESh 135 dtex + three silver-plated copper fibers 0.02 mm in diameter, with electrical resistance: min. 51.69 [Ω / m], nominal 54.41 [Ω / m] and max 57.13 [Ω / m]

Třetí skaní (490 Z zákrutů): seská se jedna příze získaná z prvního skaní a jedna příze z druhého skaní.Third Twist (490 of Twists): One yarn obtained from the first twist and one yarn from the second twist are cut.

Výsledné parametry šicí nitě: jemnost: 44 tex; poměrná pevnost za sucha: 25,7 cN/tex, tažnost za sucha: 14,0 %, elektrický odpor: 10,4 ± 0,5 [Ω/m],The resulting sewing thread parameters: fineness: 44 tex; relative dry strength: 25.7 cN / tex, dry ductility: 14.0%, electrical resistance: 10.4 ± 0.5 [Ω / m]

Příklad 3Example 3

Šicí niť o složení 31 % polyesterové nekonečné vlákno, 69 % ultra jemné nekonečné kovové vlákno, v niti je 6 elementárních ultra jemných kovových vláken.Sewing thread of 31% polyester filament, 69% ultra fine filament, 6 threads of ultra fine metal fibers.

-4CZ 28603 Ul-4CZ 28603 Ul

První skaní (820 S zákrutů): jedno vysocepevnostní polyesterové vlákno PESh o jemnosti 55 dtex + dvě kovová vlákna o průměru 0,03 mm z mosazi, která mají elektrický odpor: min. 53,76 [Ω/m], nominální 56,59 [Ω/m] a max 59,42 [Ω/m].First twist (820 S twists): one high-strength polyester fiber PESh of 55 dtex + two metal fibers of 0.03 mm in diameter made of brass that have electrical resistance: min. 53.76 [Ω / m], nominal 56.59 [Ω / m] and max 59.42 [Ω / m].

Druhé skaní (456 Z zákrutů): seskají se tri příze získané z prvního skaní.Second Twist (456 From Twists): Three yarns obtained from the first twist are gathered.

Výsledné parametry šicí nitě: jemnost: 54 tex, poměrná pevnost za sucha: 22,76 cN/tex, tažnost za sucha: 10,77 %, elektrický odpor: 9,8 ± 0,5 [Ω/m].Resulting sewing thread parameters: fineness: 54 tex, dry dry strength: 22.76 cN / tex, dry ductility: 10.77%, electrical resistance: 9.8 ± 0.5 [Ω / m].

Příklad 4Example 4

Šicí niť o složení 42 % polyesterové nekonečné vlákno, 23 % ultra jemné nekonečné kovové vlákno (v niti jsou 2 elementární ultra jemná nekonečná kovová vlákna), 35 % příze o složení: SilveR.STAT® 60 % /40 % polyesterová stříž, jemnost 18 tex.Sewing thread with 42% polyester filament thread, 23% ultra-fine endless metal filament (2 elemental ultra-fine filament metal threads), 35% yarn with composition: SilveR.STAT® 60% / 40% polyester staple, softness 18 tex.

První skaní (820 S zákrutů): dvě polyesterová vlákna PESh 55 dtex + jedno kovové vlákno o průměru 0,03 mm z mosazi, které má elektrický odpor: min. 53,76 [Ω/m], nominální 56,59 [Ω/m] a max 59,42 [Ω/m],First twist (820 S twists): two PESh 55 dtex polyester fibers + one 0.03 mm brass metal fiber with electrical resistance: min. 53.76 [Ω / m], nominal 56.59 [Ω / m] and max 59.42 [Ω / m],

Druhé skaní (556 Z zákrutů): dvě příze získané prvním skaním + jedna příze ze SilveR.STAT® a polyesterové stříže.Second twist (556 of twists): two yarns obtained by first twisting + one yarn of SilveR.STAT® and polyester twine.

Výsledné parametry šicí nitě: jemnost 54 tex, poměrná pevnost za sucha 35,26 cN/tex, tažnost za sucha 12,85 %, elektrický odpor: 29,2 ± 0,5 [Ω/m].Resulting sewing thread parameters: fineness 54 tex, relative dry strength 35.26 cN / tex, dry ductility 12.85%, electrical resistance: 29.2 ± 0.5 [Ω / m].

Alternativně lze v prvním skaní použít vždy místo dvou polyesterových vláken o jemnosti 55 dtex jedno vysocepevnostní polyesterové vlákno PESh o jemnosti 110 dtex.Alternatively, instead of two 55 dtex polyester fibers, one high-density 110 dtex PESh polyester fiber can always be used in the first fold.

Obecně lze s výhodou použít zejména kovová vlákna z mosazi, bronzu nebo z mědi se stříbrným pláštěm.In particular, metal fibers of brass, bronze or copper with a silver shell can be used in particular.

Elektricky vodivá hybridní šicí niť podle tohoto technického řešení splňuje požadavky z hlediska elektrických vlastností a šicích schopností, jaké se požadují pro jejich použití v oblasti smart textilií a smart oděvů. Tuto vodivou šicí niť je možné použít v procesu šití jako svrchní i spodní. Je vhodná pro šití na standardních šicích strojích a také na speciálních vyšívacích strojích, např. od firmy Tajima. Na vyšívacích strojích lze pomocí této nitě zhotovit plně íunkční vodivé motivy pro senzorové aplikace i vlastní senzorové elementy (jako například senzory teploty nebo vlhkosti), textilní elektrody (textrody) a vodivé propojovací struktury. Například na obr. 1 je textilie se všitou elektrodou (textrodou) ze šicí nitě z příkladu 1 a na obr. 2 je textilie s teplotními senzorovými prvky z šicí nitě.The electrically conductive hybrid sewing thread according to the present invention meets the requirements in terms of electrical properties and sewing capabilities required for their use in the field of smart fabrics and smart garments. This conductive sewing thread can be used in both the top and bottom sewing processes. It is suitable for sewing on standard sewing machines as well as on special embroidery machines such as Tajima. On embroidery machines, this thread can be used to produce fully functional conductive motifs for sensor applications as well as custom sensor elements (such as temperature or humidity sensors), textile electrodes (textrody), and conductive bonding structures. For example, in Fig. 1, a fabric with a sewn-on electrode (textrode) from the sewing thread of Example 1 is shown, and Fig. 2 is a fabric with temperature sensor elements of a sewing thread.

Je zřejmé, že na výkresech jsou znázorněny pouze příklady možných tvarů všitých textrod nebo senzorových prvků a že s šicími nitěmi dle tohoto technického řešení lze vytvořit nejrůznější možné integrované obrazce.It will be appreciated that in the drawings, only examples of possible shapes of sewn textrods or sensor elements are shown, and that various possible integrated patterns can be made with the sewing threads of the present invention.

Výhodou šicích nití dle tohoto technického řešení je, že mají nízký elektrický odpor (obecně do 10 kQ/m, v některých případech do 100 Ω/m) a dobré užitné vlastnosti, včetně zdravotní nezávadnosti - nezpůsobují alergické reakce ani iritaci pokožky. U některých typů nití je změna elektrického odporu v závislosti na okolní teplotě vyjádřená teplotním součinitelem odporu 900 až 1400 ppm/°C. Ačkoli byla popsána řada příkladných provedení, je zřejmé, že odborník z dané oblasti snadno nalezne další možné alternativy k těmto provedením. Proto rozsah technického řešení není omezen na tato příkladná provedení, ale spíše je dán definicí přiložených Nároků na ochranu.The advantage of sewing threads according to the present invention is that they have a low electrical resistance (generally up to 10 k k / m, in some cases up to 100Ω / m) and good utility properties, including health, do not cause allergic reactions or skin irritation. For some types of yarn, the change in electrical resistance depends on the ambient temperature expressed by the temperature coefficient of resistance of 900 to 1400 ppm / ° C. Although a number of exemplary embodiments have been described, it will be appreciated that one skilled in the art will readily find other possible alternatives to these embodiments. Therefore, the scope of the invention is not limited to these exemplary embodiments, but rather is defined by the definition of the appended Claims.

Claims (14)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Šicí niť, zejména pro integraci elektronických prvků do smart textilií a smart oděvů nebo pro integraci teplotních senzorů do textilií, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň1. Sewing thread, in particular for the integration of electronic components into smart textiles and smart clothing or for the integration of temperature sensors into textiles, characterized in that it comprises at least -5CZ 28603 Ul jedno kovové vlákno o průměru 0,01 až 0,05 mm a alespoň jedno polymemí vlákno o jemnosti 4 až 18 tex, které jsou navzájem seskané.One metal fiber having a diameter of 0.01 to 0.05 mm and at least one polymer fiber having a fineness of 4 to 18 tex, which are jumped together. 2. Šicí niť podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené alespoň jedno kovové vlákno má průměr 0,02 až 0,03 mm.Sewing thread according to claim 1, characterized in that said at least one metal thread has a diameter of 0.02 to 0.03 mm. 3. Šicí niť podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že uvedené alespoň jedno kovové vlákno je z nerezové oceli, nebo z postříbřené mědi, nebo z mosazi nebo z bronzu.Sewing thread according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one metal thread is made of stainless steel or silver-plated copper, or brass or bronze. 4. Šicí niť podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedené alespoň jedno polymemí vlákno je polyesterové hedvábí, nebo polyamidové hedvábí nebo viskózové hedvábí.Sewing thread according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one polymer fiber is polyester filament yarn or polyamide filament yarn or viscose rayon. 5. Šicí niť podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedené alespoň jedno polymemí vlákno má jemnost 5,5 až 13,5 tex.Sewing thread according to any one of the preceding claims, characterized in that said at least one polymer fiber has a fineness of 5.5 to 13.5 tex. 6. Šicí niť podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, žerná jemnost 30 až 60 tex.Sewing thread according to any one of the preceding claims, characterized in that the fineness is 30 to 60 tex. 7. Šicí niť podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsah polymemích vláken je 30 až 60 % a obsah kovových vláken je 20 až 70 %.Sewing thread according to any one of the preceding claims, characterized in that the polymer fiber content is 30 to 60% and the metal fiber content is 20 to 70%. 8. Šicí niť podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje dvojici navzájem seskaných přízí, z nichž každá zahrnuje jedno polyesterové vlákno a tři kovová vlákna z postříbřené mědi.Sewing thread according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a pair of yarns twisted together, each comprising one polyester fiber and three silver-plated copper fibers. 9. Šicí niť podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačující se tí m , že dále zahrnuje přízi vytvořenou z polyesterové střiže a z vlákna majícího polyamidové jádro a stříbrný plášť.The sewing thread of any one of claims 1 to 7, further comprising a yarn formed of a polyester staple and a fiber having a polyamide core and a silver sheath. 10. Šicí niť podle nároku 9, vyznačující se tím, že obsah uvedené příze v šicí niti je 25 až 50 %, zejména 30 až 35 %.Sewing thread according to claim 9, characterized in that the content of said yarn in the sewing thread is 25 to 50%, in particular 30 to 35%. 11. Šicí niť podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že zahrnuje dvojici navzájem seskaných přízí, z nichž první zahrnuje tři kovová vlákna a jedno polyamidové vlákno se stříbrným pláštěm a druhá zahrnuje tři kovová vlákna a jedno nebo dvě polyesterová vlákna.Sewing thread according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises a pair of twisted yarns, the first comprising three metal fibers and one silver-coated polyamide fiber and the second comprising three metal fibers and one or two polyester fibers. 12. Šicí niť podle kteréhokoli z nároků laž7, vyznačující se tím, že zahrnuje trojici navzájem seskaných přízí, z nichž každá obsahuje dvě kovová vlákna a jedno nebo dvě polyesterová vlákna.Sewing thread according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises a triple yarn which is mutually interwoven, each comprising two metal fibers and one or two polyester fibers. 13. Šicí niť podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že polymemí vlákno je monofil nebo hladký nebo objemovaný multifil.Sewing thread according to any one of the preceding claims, characterized in that the polymer fiber is a monofilament or a smooth or bulky multifilament. 14. 4Šicí niť podle kteréhokoli z nároků laž7, vyznačující se tím, že sestává z dvojice navzájem seskaných přízí, z nichž každá sestává z jednoho až dvou polyesterových vláken a jednoho až tří kovových vláken z postříbřené mědi nebo mosazi.A sewing thread according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it consists of a pair of yarns twisted together, each consisting of one to two polyester fibers and one to three metallic fibers of silver-plated copper or brass.
CZ2015-31136U 2015-05-28 2015-05-28 Sewing thread for integration of electronic elements into fabrics CZ28603U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-31136U CZ28603U1 (en) 2015-05-28 2015-05-28 Sewing thread for integration of electronic elements into fabrics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-31136U CZ28603U1 (en) 2015-05-28 2015-05-28 Sewing thread for integration of electronic elements into fabrics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ28603U1 true CZ28603U1 (en) 2015-09-07

Family

ID=54151448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2015-31136U CZ28603U1 (en) 2015-05-28 2015-05-28 Sewing thread for integration of electronic elements into fabrics

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ28603U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2493145C (en) Electrically conductive yarn
KR101127991B1 (en) Ag ply yarn, functional fabric using the same and manufacturing method thereof
KR101373633B1 (en) Manufacturing method of metal composite yarn with enhanced yield strength, electrically conductive metal composite yarn with enhanced yield strength and embroidered circuit using thereof
CN107460572B (en) Fibre and metallic fiber
JP4773952B2 (en) Electrically conductive elastic composite yarn, method of manufacturing the same, and article including the same
KR101209848B1 (en) Ag ply yarn, functional fabric using the same and manufacturing method thereof
KR100688899B1 (en) Electric conduction strong metal complex thread manufacturing method and electric conduction strong metal complex thread using the method
US11668025B2 (en) Conductive yarn/sewing thread, smart fabric, and garment made therefrom
JP2021509159A (en) Composite core yarn, clothing containing composite core yarn, manufacturing method of composite core yarn and use of composite core yarn
EP2140051B1 (en) Engineered textile yarn
US20060218778A1 (en) Flexible conducting thread
TW201801358A (en) Braid-like piezoelectric element, cloth-like piezoelectric element arranged by use of braid-like piezoelectric element, and devices arranged by use thereof
EP3872242A1 (en) Fabric material with electrode wiring
WO2019143694A1 (en) Conductive yarn/sewing thread capable of data/signal transmission having an exterior conductive wire, and smart fabric, and garment made therefrom
JP6910627B2 (en) Sewing thread for sewing machines used in electric circuits
CZ28603U1 (en) Sewing thread for integration of electronic elements into fabrics
KR100895092B1 (en) Electrically conductive sewing thread for power and data transmission line of smart interactive textile systems
JP6635788B2 (en) Braided piezoelectric element, fabric-like piezoelectric element using braided piezoelectric element, and device using them
TWI788310B (en) Conductive composite yarn, fabric and garment
JP2008190115A (en) Composite spun yarn and woven and knitted fabric therefrom
RU182617U1 (en) TISSUE THREAD
EP4141155A1 (en) Conductive yarn and article having wiring line that is formed of conductive yarn
CA3232774A1 (en) A conductive yarn
JP2022007809A (en) Ultrafine carbon fiber yarn formed by twisting carbon fiber raw yarn into opened carbon fiber yarn and manufacturing method thereof
ITMI20070574A1 (en) ENGINEERED TEXTILE YARN.

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20150907

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20190325

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20220308