KR101109989B1 - 전기적으로 전도성인 탄성 복합사, 이의 제조 방법, 및탄성 복합사를 결합한 제품 - Google Patents

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텍스트로닉스, 인코포레이티드
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  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
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Abstract

전기적으로 전도성의 탄성 복합사는 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트에 의하여 둘러싸인 탄성 멤버를 포함한다. 탄성 멤버는 미리 결정된 느슨한 단위 길이 L 및 미리 결정된 드래프트된 길이 (N x L)를 가지는데, 여기서 N은 바람직하게는 1.0 내지 8.0 범위내의 수이다. 전도성 커버링 필라멘트는 탄성 멤버의 드래프트된 길이 보다 더 긴 길이를 가져서, 실질적으로 복합사에 가해지는 모든 연신 응력은 탄성 멤버에 의하여 전달된다. 탄성 복합사는 탄성 멤버 및 전도성 커버링 필라멘트를 둘러싸는 선택적 응력-베어링 멤버를 더욱 포함할 수 있다. 응력-베어링 멤버의 길이는 전도성 커버링 필라멘트의 길이보다 짧고, 탄성 멤버의 드래프트된 길이 (N x L)보다 길거나 동일하여, 복합사에 가해지는 연신 응력의 일부는 응력-베어링 멤버에 의하여 전달된다.

Description

전기적으로 전도성인 탄성 복합사, 이의 제조 방법, 및 탄성 복합사를 결합한 제품{ELECTRICALLY CONDUCTIVE ELASTIC COMPOSITE YARN, METHODS FOR MAKING THE SAME, AND ARTICLES INCORPORATING THE SAME}
본원은 2003, 4, 25일에 출원된 미국 가특허 출원 제 60/465,571호에 대해 우선권을 주장하며, 상기 미국 출원은 모든 목적을 위하여 여기 일부로서 온전하게 첨부되어 있다.
발명의 분야
본원 발명은 전도성의 금속성 필라멘트를 함유하는 탄성화된 실, 이의 제조 공정 및 이러한 실을 결합시킨 신장 직물(stretch fabric), 의상 및 그밖의 다른 제품에 관련된다.
발명의 배경
전류를 운반하고, 정전기 방지 기능을 수행하거나, 전기장으로부터 차폐(차폐)를 제공하기 위하여, 섬유사에 금속성 와이어를 포함하는 것 및 실에 금속성 표면 코팅을 포함하는 것이 공지되어 있다. 이러한 전기적으로 전도성인 복합사는 직물, 의상 및 의복 제품으로 가공되어 왔다.
실의 응력받은 멤버가 되기 위해 금속성 필라멘트를 요하는 경우, 금속성 필 라멘트 또는 조합사 위에 전도성 섬유사 하나만을 기초로 하는 것은 비실용적인 것으로 여겨진다. 이는 가는 금속 와이어의 파손용이성 및 특히 불량한 탄성으로 인하여, 지금까지는 전기적으로 전도성인 섬유사에 사용되었기 때문이다.
섬유에 사용하기 위한 가는 금속 와이어 섬유의 공급원은 다음을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다: 벨기에, Kortrijk사의 NV Bekaert SA; 스위스 Escholzmatt 소재의 Elektro-Feindraft AG 및 뉴 햄스피어, Lisbon 소재의 뉴 잉글랜드 와이어 기술 주식회사. 도 1a에 도시된 바와 같이, 이러한 와이어(10)은 0.02 mm-0.35 mm의 직경 및 1 내지 2 마이크로옴-cm 범위의 전기 저항성을 가지는 도체(30)을 둘러싸는 절연성 폴리머 재료의 외부 코팅(20)을 가진다. 일반적으로, 이러한 금속 섬유는 파열되기까지 낮은 힘(low force) 및 거의 연신(elongation)되지 않음을 보인다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 금속 필라멘트는 260 내지 320 N/mm2 범위의 파열 강도(breaking strength)를 가지며, 약 10 내지 20%의 파열시 연신을 가진다. 그러나 이러한 와이어는 실질적으로 탄성 회복을 전혀 보이지 않는다. 대조적으로, 많은 탄성 합성 폴리머에 기초된 섬유사는 이들의 응력받지 않은 표본 길이의 125% 이상으로 신장(stretch)하며, 응력의 부재에 대해 이러한 연신의 50% 이상으로 회복한다.
-o-O-o-
미국 특허 3,288,175 호(Valko)는 비금속성 및 금속성 섬유를 함유하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사를 개시한다. 이러한 복합 전도성 사에 사용되는 비금 속성 섬유는 나일론, 폴리에스테르, 면, 모, 아크릴 및 폴리올레핀과 같은 텍스타일 섬유이다. 이러한 텍스타일 섬유는 본래 탄성이 없으며, "신장 및 회복"력을 제공하지 않는다. 비록 이러한 문헌의 복합사가 전기적으로 전도성인 실이라 하더라도, 이들로부터 제조된 섬유 재료는 신장 잠재력(potential)을 가지는 섬유 재료를 제공하지 못한다.
유사하게, 미국 특허 제 5,288,544 호(Mallen 등)는 소량의 전도성 섬유를 포함하는 전기적으로 전도성인 직물을 개시한다. 이 문헌은 0.5 중량% 내지 2 중량%의 스테인레스 강, 구리, 백금, 금, 은 및 탄소 섬유를 포함하는 전도성 섬유를 개시한다. 이 특허는 실시예에 의하여, 탄소 섬유로 감긴 폴리에스테르 연속성 필라멘트 및 방적 폴리에스테르 (짧은 섬유) 및 강 섬유(steel fiber)가 실의 1 중량%인 강 섬유사를 포함하는 제직된 직물 수건을 개시한다. 이러한 실로 제조된 은물은 수건, 시트, 병원 가운 등에 있어 명백히 만족스러운 대전 방지 성질을 가질 수 있지만; 이는 본래의 탄성 신장성 및 회복성을 가지는 것으로 나타나지 않는다.
2002년 12월 19일에 공개된 미국 특허출원 제 2002/0189839A1호 (Wagner 등)는 의복, 의류 악세사리, 실내장식용 커튼, 겉직물을 댄 제품 등으로 편입되기에 적합한 전류를 제공하는 케이블을 개시한다. 이 출원은 제직되고 편성된(knitted) 구조의 표준적인 평평한 섬유 구조에 기초한 직물-기초 제품에서의 전류 또는 신호 전달 도체를 개시한다. 이 출원에서 개시된 전기 케이블은 하나 이상의 전기적 전도성 요소 및 하나 이상의 전기적 절연 요소를 포함하는 "방적 구조(spun structure)"를 포함한다. 어떤 실시예도 탄성 신장 및 회복 성질을 제공하지 않는 다. 고려되는 유형의 적용에 있어서, 케이블의 신장 및 신장으로부터의 회복 불가능성은 이러한 유형의 케이블이 사용되는 의복 적용의 유형을 제한하는 심각한 제한이다.
-o-O-o-
신장 및 회복은 전류를 전도시킬 수 있고, 대전방지 적용에서 적용가능하거나, 전기장 차폐를 제공할 수 있는 실, 섬유 또는 의복의 특히 바람직한 성질이다.신장 및 회복 성질, 또는 "탄성"은, 바이어스 힘 방향으로(적용되는 연신 응력 방향으로) 연신하고, 적용되는 연신 응력이 느슨할 때, 처음의 길이 및 형상으로, 실질적으로 영구 변형 없이 회복하는 실 또는 섬유의 능력이다. 섬유 기술 분야에서는 통상적으로 섬유 표본(예컨대, 실 또는 필라멘트)에 대하여 적용되는 응력을 표본의 횡단면적 단위 당 힘, 또는 신장되지 않은 표본의 단위 선 밀도 당 힘으로 표현한다. 표본의 결과적인 변형(연신)은 최초 표본 길이의 부분 또는 백분율로 표현된다. 응력 대 변형의 도해적 설명은 섬유 기술 분야에서 잘 알려져 있는 응력-변형 곡선(stress-strain curve)이다.
적용되는 응력에 의하여 섬유, 실 또는 직물이 변형되기 이전의 최초 표본 길이로 돌아가는 정도를 "탄성 회복율" 이라고 부른다. 섬유재료의 신장율 및 회복율 테스트에서, 테스트 표본의 탄성 한계를 알아두는 것이 또한 중요하다. 탄성 한계는 그 이상에서 표본이 영구 변형을 보이는 응력 하중이다. 탄성 필라멘트의 이용가능한 연신 범위는 범위 전체에 걸쳐 영구 변형이 전혀 없는 연장(extension) 범위이다. 실의 탄성 한계는, 변형 유도 응력이 제거된 후 최초의 테스트 표본 길 이가 초과될 때 도달된다. 전형적으로, 개개의 필라멘트 및 멀티필라멘트 사는 적용되는 응력의 방향으로 연신한다(변형한다). 이러한 연신은 특정 하중 또는 응력에서 측정된다. 또한 필라멘트 또는 실 표본의 파열시 연신을 알아두는 것도 유용하다. 이러한 파열 연신은 표본 필라멘트 또는 멀티필라멘트사의 마지막 구성원소를 파열시키는 적용 응력에 의하여 변형된 표본 길이에 대한 최초 표본 길이의 분수이다. 일반적으로, 드래프트된 길이는 실이 느슨한 단위 길이로부터 신장된 회수와 동일한 드래프트 비로 주어진다.
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신체에서 생리학적 기능의 모니터링을 위해 의도된 의상에 사용하기 위한 직물에 고정되는 전도성 와이어링을 가지는 탄성 섬유가 미국 특허 제 6,341,504호 (Istook)에서 개시된다. 이 특허는 세로축 방향으로 신장가능하며, 탄성 직물 밴드 안에 또는 그 위에 하나 이상의 전도성 와이어를 가지는 연신된 밴드의 탄성 재료를 개시한다. 탄성 직물 밴드에서 전도성 와이어는 지정된 곡선 구조, 예컨대, 절곡 구조(sinusoidal configuration)로 형성된다. 이 특허의 탄성 전도성 밴드는 전도 와이어의 곡선을 신장 및 변형 시킬 수 있다. 결과적으로 와이어의 전기 인덕턴스가 변화된다. 이러한 성질 변화는 이러한 전도성 탄성 밴드를 포함하는 의복을 입는 사람의 생리학적 기능 변화를 측정하는데 사용된다. 탄성 밴드는 탄성 재료, 바람직하게는 스판덱스를 부분적으로 사용하여 형성된다. 델라웨어, 윌밍턴 소재의 DuPont Textiles and Interiors 사에 의하여 LYCRA？ 상표하에 판매되는 스판덱스 재료의 필라멘트가 바람직한 탄성 재료로서 개시된다. 전도성 탄성 밴드를 형성하기 위한 전통적인 섬유 수단이 개시되는데, 이는 경편(warp knitting), 횡편(weft knitting), 제직(weaving), 브레이딩(braiding), 또는 비-제직 구조를 포함한다.금속성 필라멘트 및 스판덱스 필라멘트 이외의 그밖의 다른 섬유 필라멘트가 전도성 탄성 밴드에 포함되는데, 나일론 및 폴리에스테르를 포함하는 이러한 다른 필라멘트는 전도성 탄성 밴드안에 포함된다.
복합 직물 밴드의 스판덱스 구성원소에 의하여 좌우되는 신장 및 회복 성질을 가진 탄성의 전도성 직물이 개시되지만, 이러한 전도성 직물 밴드는 지정된 생리학적 기능 모니터링에 사용되는 직물 구조 또는 의복의 별개 요소가 되도록 한다. 비록 이러한 탄성의 전도성 밴드는 생리학적 기능 모니터링에 있어서 진보하였을 수도 있지만, 전도성 밴드는 의류 또는 직물 구조의 별개 요소로서 이외의 방법에서 사용하기에 만족스럽지 못했다.
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전술한 관점에서, 편성된, 제직된 또는 비제직된 섬유를 생산하기 위해, 전통적인 섬유 수단을 사용하여 처리될 수 있는 탄성 회복 성질을 가진 전도성 섬유사를 제공하는 것이 바람직하다. 또한 이러한 탄성의 전도성 실로 실질적으로 완전히 만들어진 직물 및 의상에 관한 수요가 여전히 존재한다. 실질적으로 완전히 탄성의 전도성 실로 만들어진 직물 및 의상은 탄성을 위한 형상, 성형체, 또는 요구에 순응하면서, 전체적인 구조에 신장 및 회복 특성을 제공한다.
발명의 요약
본원 발명은 느슨한 단위 길이 L 및 드래프트된 길이 (N x L)을 가지는 탄성 멤버를 포함하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사에 관계한다. 탄성 멤버 그 자체는 탄성의 신장 및 회복 성질을 가진 하나 이상의 필라멘트를 포함한다. 탄성 멤버는 하나 이상의, 그러나 바람직하게는 둘 이상의 복수의 전도성 커버링 필라멘트에 의하여 감싸진다. 각각의 전도성 커버링 필라멘트는 드래프트된 길이의 탄성 멤버보다 더 긴 길이를 가져서, 실질적으로 복합사에 가해지는 모든 연신 응력은 탄성 멤버에 의하여 전달된다. 숫자 N 값은 약 1.0 내지 약 8.0 범위 ; 보다 바람직하게는, 약 1.2 내지 약 5.0 범위이다.
각각의 전도성 커버링 필라멘트는 다양한 형태를 취할 수 있다. 전도성 커버링 필라멘트는 절연 코팅을 그 위에 가지는 금속성 와이어의 형태일 수도 있다. 다른 방법으로 전도성 커버링 필라멘트는 금속성 와이어를 그 위에 가지는 비-전도성의 비탄성 합성 폴리머사 형태를 취할 수도 있다. 복수의 전도성 커버링 필라멘트를 가지는 복합사에서 다양한 형태의 조합이 함께 사용될 수도 있다.
각각의 전도성 커버링 필라멘트는 탄성 멤버에 대하여 차례로 감겨서, 탄성 멤버의 느슨한 (응력 없음) 단위 길이 (L) 각각에 대하여 한번 이상 내지 약 10,000 번의 전도성 커버링 필라멘트가 존재한다. 다른 방법으로, 전도성 커버링 필라멘트는 탄성 멤버에 대하여 꾸불꾸불하게 배치되어, 탄성 멤버의 느슨한 단위 길이 (L) 각각에 대하여, 전도성 커버링 필라멘트에 의한 한번 이상의 꾸불꾸불한 커버링이 존재한다.
복합사는 탄성 멤버를 둘러싸는 하나 이상의 비탄성 합성 폴리머사를 더 포함할 수도 있다. 각각의 비탄성 합성 폴리머 필라멘트사는 전도성 커버링 필라멘트의 길이보다 더 짧은 전체 길이를 가져서, 복합사에 가해지는 연신 응력의 일부가 비탄성 합성 폴리머사에 의하여 전달된다. 바람직하게는, 각각의 비탄성의 합성 폴리머 필라멘트사의 전체 길이는 탄성 멤버의 드래프트된 길이(N x L) 보다 더 길거나 동일하다.
하나 이상의 비탄성 합성 폴리머사는 탄성 멤버(및 전도성 커버링 필라멘트)에 대하여 감싸져서, 탄성 멤버의 느슨한(응력 없음) 단위 길이 (L) 각각에 대하여 한번 이상(1) 내지 약 10,000 번의 비탄성 합성 폴리머사가 존재한다. 다른 방법으로, 비탄성 합성 폴리머사는 탄성 멤버에 대하여 꾸불꾸불하게 배치되어, 탄성 멤버의 느슨한 단위 길이(L) 각각에 대하여 비탄성 합성 폴리머사에 의해 한번 이상의 꾸불꾸불한 커버링이 존재한다.
본원 발명의 복합사는 약 10% 내지 약 800%의 유효 연신 범위를 가지는데, 이는 전도성 커버링 필라멘트의 파열 연신보다 더 크고 탄성 멤버의 탄성 한계보다 더 작으며, 파열 강도는 전도성 커버링 필라멘트의 파열 강도보다 더 크다.
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본원 발명은 또한 전기적으로 전도성인 탄성 복합사를 형성하는 다양한 방법에 관계한다.
첫번째 방법은 복합사 안에 사용된 탄성 멤버를 드래프트된 길이로 드래프트하는 단계, 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트 각각을 탄성 멤버에 실질적으로 평행하게 놓고, 드래프트된 길이의 탄성 멤버와 접촉시키는 단계; 및 이후에 상기 탄성 멤버를 느슨하게 하여 이로써 탄성 멤버와 전도성 커버링 필라멘트를 얽히게 하는 단계를 포함한다. 만약 전기적으로 전도성인 탄성 복합사가 하나 이상의 비탄성 합성 폴리머사를 포함한다면, 이러한 비탄성 합성 폴리머사를 탄성 멤버에 실질적으로 평행하게 놓고, 드래프트된 길이의 탄성 멤버와 접촉시키고; 이후에 탄성 멤버를 느슨하게 하여, 이로써 비탄성 합성 폴리머사를 탄성 멤버 및 전도성 커버링 필라멘트와 얽히게 한다.
또다른 방법에 따르면, 각각의 전도성 커버링 필라멘트 및 각각의 비탄성 합성 폴리머사는 (동일한 것이 제공되는 경우) 드래프트된 탄성 멤버에 대하여 꼬이거나, 또다른 실시예에 따르면, 드래프트된 탄성 멤버에 대하여 감긴다. 그 후, 각각의 경우에서, 탄성 멤버는 느슨하게 된다.
본원 발명에 따른 전기적으로 전도성인 탄성 복합사를 형성하는 또다른 방법은 에어 젯을 통하여 탄성 멤버를 앞으로 미는 단계 및, 에어 젯 안에 있는 동안, 탄성 멤버를 각각의 전도성 커버링 필라멘트 및 각각의 비탄성 합성 폴리머사로 커버링하는 단계(동일한 것이 제공되는 경우)를 포함한다. 그 후 탄성 멤버는 느슨하게 된다.
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또한 본원 발명의 전기적으로 전도성인 탄성 복합사로 실질적으로 완전히 제조된 편성, 제직 또는 비제직 직물을 제공하는 것도 본원 발명의 범위에 속한다. 이러한 직물은 실질적으로 입을 수 있는 의류 또는 다른 섬유 제품을 형성하는데 사용될 수 있다.
도면의 간단한 설명
본원 발명은 본 출원의 일부를 구성하는 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 보다 완전하게 이해될 것이다:
도 1a는 전기적 절연 외부 코팅 폴리머를 가진, 선행 기술의 전기적으로 전도성인 금속성 와이어의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이며, 도 1b는 도 1a의 전기적으로 전도성인 와이어가 파열을 위해 응력-유도된 연신 이후의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이다;
도 2는 각각의 전기적으로 전도성인 와이어가 상이한 직경을 가지는, 선행 기술의 세 가지 전기적 전도성 와이어에 대한 응력-변형 곡선이다;
도 3a는 본원 발명의 실시예 1에 따른 전기적으로 전도성인 탄성 복합사의 느슨한 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이며, 도 3b는 도 3a의 전기적 전도성 탄성 복합사의 신장된 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이다;
도 3c는 본원 발명의 실시예 2에 따른 전기적 전도성 탄성 복합사의 느슨한 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이며, 도 3d는 도 3c의 전기적으로 전도성인 탄성 복합사의 신장된 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이다;
도 4는 테스트 방법 1을 사용하여 결정된 본원 발명의 실시예 1의 전기적으로 전도성인 탄성 복합사에 대한 응력-변형 곡선이며, 도 5는 테스트 방법 2를 사용하여 결정된 본원 발명의 실시예 1의 전기적으로 전도성인 탄성 복합사에 대한 응력-변형 곡선이고, 도 4 및 5 모두는 비교를 위한 금속 와이어 단독의 응력-변형 곡선이다 ;
도 6는 테스트 방법 1을 사용하여 결정된 본원 발명의 실시예 2의 전기적으로 전도성인 탄성 복합사에 대한 응력-변형 곡선, 및, 비교를 위한, 금속 와이어 단독의 응력-변형 곡선이다;
도 7a는 본원 발명의 실시예 3에 따른 전기적으로 전도성인 탄성 복합사(70)의 느슨한 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이며, 도 7b는 도 7a의 전기적 전도성 탄성 복합사의 신장된 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이다;
도 7c는 본원 발명의 실시예 4에 따른 전기적으로 전도성인 탄성 복합사의 느슨한 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이며, 도 7d는 도 7c의 전기적으로 전도성인 탄성 복합사의 신장된 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이다;
도 8은 테스트 방법 1을 사용하여 결정된 본원 발명의 실시예 3의 전기적으로 전도성인 복합사에 대한 응력-변형 곡선, 및 비교를 위한 금속 와이어 단독의 응력-변형 곡선이다;
도 9는 테스트 방법 1을 사용하여 결정된 본원 발명의 실시예 4의 전기적으로 전도성인 복합사에 대한 응력-변형 곡선, 및 비교를 위한, 금속 와이어 단독의 응력-변형 곡선이다 ;
도 10a는 본원 발명의 실시예 5에 따른 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 (90)의 느슨한 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이며, 도 10b는 도 10a의 실(90)의 신장된 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이다;
도 11은 테스트 방법 1을 사용하여 결정된 실시예 5의 전기적으로 전도성인 복합사에 대한 응력-변형 곡선, 및 비교를 위한, 금속 와이어 단독의 응력-변형 곡선이다;
도 12a는 본원 발명의 실시예 6에 따른 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 섬유의 느슨한 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이며, 도 12b는 동일한 복합사 섬유의 신장된 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이다;
도 13a는 본원 발명의 실시예 7의 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 섬유의 느슨한 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이며, 도 13b는 동일한 섬유의 신장된 상태의 주사 전자 현미경 (SEM) 사진이다;
도 14는 전도성 필라멘트로 꾸불꾸불하게 감긴 탄성 멤버의 도해이다.
발명의 상세한 설명
본원 발명에 따르면, 와이어가 폴리머 코팅으로 절연되어 있는지 여부에 관계없이, 금속 와이어를 함유하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사를 제조하는 것이 가능함을 발견하였다. 본원 발명에 따른 전기적으로 전도성인 탄성 복합사는 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트에 의하여 둘러싸인 탄성 멤버(또는 "탄성 코어")를 포함한다. 탄성 멤버는 미리 결정된 느슨한 단위 길이 L 및 미리 결정된 드래프트된 길이 (N x L)를 가지며, 여기서 N은 바람직하게는 약 1.0 내지 약 8.0 범위의 수이며, 탄성 멤버에 적용되는 드래프트를 나타낸다.
전도성 커버링 필라멘트는 탄성 멤버의 드래프트된 길이보다 더 긴 길이를 가져서, 실질적으로 복합사에 가해지는 모든 연신 응력이 탄성 멤버에 의하여 전달된다.
탄성 복합사는 탄성 멤버 및 전도성 커버링 필라멘트를 둘러싸는 선택적 응력-베어링 멤버(stress-bearing member)를 더 포함할 수 있다. 응력-베어링 멤버는 바람직하게는 하나 이상의 비탄성 합성 폴리머사로부터 형성된다. 응력-베어링 멤버의 길이는 전도성 커버링 필라멘트의 길이보다 짧아서, 복합사에 가해지는 연신 응력의 일부는 응력-베어링 멤버에 의하여 전달된다.
탄성 멤버 탄성 멤버는 DuPont Textiles and Interiors사(Wilmington, Delaware, USA, 19880)에 의하여 LYCRA？ 상표로 판매되는 스판덱스와 같은, 하나 또는 복수의(즉, 둘 이상의) 탄성사 필라멘트를 사용하여 충족될 수 있다.
탄성 멤버의 드래프트된 길이(N x L)는 탄성 멤버가 신장되어 탄성 멤버의 느슨한(응력 없음) 단위 길이 L의 5% 이내로 회복될 수 있는 길이인 것으로 정의된다. 보다 일반적으로는, 탄성 멤버에 적용되는 드래프트 N은 탄성 멤버를 포함하는 폴리머의 화학적 및 물리적 성질 및 사용되는 커버링 및 섬유 처리에 따라 달라진다. 스판덱스사로 제조된 탄성 멤버를 위한 커버링 처리에서 드래프트는 전형적으로 1.0 내지 8.0, 가장 바람직하게는 약 1.2 내지 약 5.0이다.
다른 방법으로, 합성 이성분 멀티필라멘트 섬유사 또한 탄성 멤버를 형성하는데 사용될 수 있다. 합성 이성분 필라멘트 성분 폴리머는 열가소성이며, 보다 바람직하게는 합성 이성분 필라멘트는 용융 방적(melt spun)이고, 가장 바람직하게는 성분 폴리머는 폴리아미드 및 폴리에스테르로 구성되는 그룹에서 선택된다.
폴리아미드 이성분 멀티필라멘트 섬유사의 바람직한 종류는 자가-권축(self-crimping), 또는 "자가-텍스쳐링(self-texturing)"으로 불리는 나일론 이성분 사이다. 이러한 이성분 사는 제 1의 상대 점성도를 가지는 나일론 66 폴리머 또는 코폴리아미드 성분 및 제 2의 상대 점성도를 가지는 나일론 66 폴리머 또는 코폴리아미드 성분을 포함하며, 여기서 모든 폴리머 또는 코폴리아미드 성분은 개개의 필라멘트의 횡단면에서 보는 바와 같이 나란히 서 있는 배열이다. DuPont Textiles and Interiors 사에 의하여 TACTEL？ T-800TM 상표로 판매되는 실과 같은 자가-권축 나일론사는 특히 유용한 이성분 탄성사이다.
바람직한 폴리에스테르 성분 폴리머는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 및 폴리테트라부틸렌 테레프탈레이트를 포함한다. 보다 바람직한 폴리에스테르 이성분 필라멘트는 PET 폴리머 성분 및 PTT 폴리머 성분을 포함하며, 모든 필라멘트 성분은 개개의 필라멘트의 횡단면에서 보는 바와 같이 나란히 서 있는 배열이다. 이러한 설명을 충족시키는 특히 유리한 필라멘트사는 DuPont Textiles and Interiors사에 의하여 T-400 Next Generation Fiber 상표로 판매되는 실이다. 탄성 멤버를 위한 이러한 이성분 사로부터의 커버링 처리는 스판덱스를 가지고 하는 커버링 처리 보다 적은 드래프트의 사용을 포함한다.
전형적으로, 모든 폴리아미드 또는 폴리에스테르 이성분 멀티필라멘트 섬유사에 대한 드래프트는 1.0 내지 5.0이다.
전도성 커버링 필라멘트 가장 기본적인 형태에서, 전도성 커버링 필라멘트는 하나 또는 복수의(즉, 둘 이상의) 금속성 와이어 가닥을 포함한다. 이러한 와이어는 절연되지 않거나, 적합한 전기적 비전도성 폴리머, 예컨대, 나일론, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 등으로 절연될 수도 있다. 적합한 절연된 및 절연되지 않은 와이어(0.02 mm 내지 0.35 mm의 직경을 가진)는 다음으로부터 구입가능하나; 이에 제한되지는 않는다: 벨기에, Kortrijk 소재의 NV Bekaert SA사 ; 스위스 Escholzmatt 소재의 Elektro-Feindraht AG사, 뉴 햄스피어, 리스본 소재의 New England Wire Technologies Corporation사. 금속성 와이어는 금속 또는 구리, 은 도금 구리, 알루미늄, 또는 스테인레스 강과 같은 급속 합금으로 제조될 수 있다.
다른 형태에서, 전도성 커버링 필라멘트는 그 위에 하나 이상의 금속성 와이어 또는 전기적 전도성 커버링, 코팅 또는 폴리머 첨가제 또는 전도성 코어 부분을 가지는 겉/속(sheath/core) 구조를 가지는 합성 폴리머사를 포함한다. 이러한 적합한 실의 하나는 Laird Sauquoit Technologies, Inc.사(300 Palm Street, Scranton, Pennsylvania, 18505)로부터 X-statice？ 상표로 구입가능한 X-static？이다. X-static？ 사의 한 가지 적합한 형태는 Delaware, Wilmington 소재 DuPont Textiles and Interiors사로부터 구입가능한 34 필라멘트 텍스쳐된 나일론 70 데니어 (77 dtex)에 기초되는데, 이는 전기적으로 전도성인 은으로 전기도금 되어 있고, 제품 ID 70-XS-34X2 TEX 5Z이다. 또다른 적합한 전도성 사는 Delaware, Wilmington 소재 의 E. l. DuPont de Nemours, Inc.사의 ARACON？로 공지되어 있는 금속 코팅된 KEVLAR？ 사이다. 전도성 커버링 필라멘트로 사용할 수 있는 그밖의 다른 전도성 섬유는 당해 기술 분야에 공지되어 있는 폴리파이롤 및 폴리아닐린 코팅된 필라멘트를 포함한다; 예를 들어 다음을 참조: E. Smela에 허여된 미국 특허 제 6,360,315 B1호. 전도성 커버링사의 형태의 조합은 적용에 따라 유용하게 달라지며, 본원 발명의 범위 안에 속한다.
적합한 합성 폴리머 비전도성 사는 연속적 필라멘트 나일론 사(예컨대, 통상적으로 N66, N6, N610, N612, N7, N9로 지칭되는 합성 나일론 폴리머), 연속적 필라멘트 폴리에스테르 사 (예컨대, 통상적으로 PET, 3GT, 4GT, 2GN, 3GN, 4GN로 지칭되는 합성 폴리에스테르 폴리머), 짧은 나일론 사, 또는 짧은 폴리에스테르 사 중에서 선택된다. 이러한 복합 전도성 사는 합연사, 방적사 또는 텍스쳐사와 같은 복합사를 제조하기 위한 전통적인 실 감기 기술(yarn spinning techniques)에 의하여 형성될 수 있다.
어떠한 형태가 선택되든지 간에, 탄성 멤버를 둘러싸는 전도성 커버링 필라멘트의 전도길이는 탄성 멤버의 탄성 한계에 따라 결정된다. 그러므로, 탄성 멤버의 느슨한 단위 길이 L을 둘러싸는 전도성 커버링 필라멘트는 A(N x L)에 의하여 주어지는 전체 단위 길이를 가지는데, 여기서 A는 1보다 큰 실수이며, N은 약 1.0 내지 약 8.0 범위의 수이다. 그러므로 전도성 커버링 필라멘트는 탄성 멤버의 드래프트된 길이보다 더 긴 길이를 가진다.
전도성 커버링 필라멘트의 다른 형태는 금속성 와이어를 가진 합성 폴리머사를 여러번 둘러쌈에 의하여 제조될 수 있다.
선택적 응력-베어링 멤버 본원 발명의 전기적으로 전도성인 탄성 복합사의 선택적 응력-베어링 멤버는 비탄성 합성 폴리머 섬유를 부전도화시켜 제조되거나 또는 면, 모, 실크 및 린넨과 같은 천연 직물 섬유로부터 제조될 수 있다. 이러한 합성 폴리머 섬유는 멀티필라멘트 편평사(flat yarns), 부분 배향사(partially oriented yarns), 텍스쳐 사, 나일론, 폴리에스테르 또는 필라멘트 사 혼합물로부터 선택된 이성분 사에서 선택된 연속적 필라멘트 또는 짧은 실 일 수 있다.
만약 응력-베어링 멤버가 이용된다면, 탄성 멤버를 둘러싸는 응력-베어링 멤버는 B(N x L)의 전체 단위 길이를 가지도록 선택되는데, 여기서 B는 1보다 큰 실수이다. 숫자 A 및 B의 선택은 전도성 커버링 필라멘트 및 응력-베어링 멤버의 상대적인 길이를 결정한다. 예를 들어, A > B인 경우, 전도성 커버링 필라멘트가 그것의 연신 파열 부근까지 신장되지 않거나 상당히 연장되지 않음은 확실하다. 더욱이, 이러한 A 및 B의 선택은 응력-베어링 멤버가 복합사의 신장 멤버가 되고, 탄성 멤버의 탄성 한계에서 연장 하중의 모든 연신 응력을 실질적으로 전달하는 것을 확보한다. 그러므로 응력-베어링 멤버는 전도성 커버링 필라멘트의 길이보다 더 짧은 전체 길이를 가져서, 복합사에 가해지는 연신 응력의 일부는 응력-베어링 멤버에 의하여 전달된다. 응력-베어링 멤버의 길이는 탄성 멤버의 드래프트된 길이(N x L)보다 길거나, 동일하여야 한다.
응력-베어링 멤버는 바람직하게는 나일론이다. 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 7, 나일론 9, 나일론 10, 나일론 11, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 12 및 이들의 혼합물 및 코폴리아미드와 같은 합성 폴리아미드 성분 폴리머로 구성된 나일론 사가 바람직하다. 코폴리아미드의 경우에, 특히 바람직한 것은 지방성 디아민 성분이 E. 1. Du Pont de Nemours and Company, Inc. 사(Wilmington, Delaware, USA, 19880)로부터 DYTEK A？ 및 DYTEK EP？ 상표로 구입가능한 디아민 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리아디프아미드 1cm 당 40 몰 이하를 가진 나일론 66을 포함한다.
나일론으로부터 응력-베어링 멤버를 제조하는 것은 전통적인 염료 및 섬유 나일론 사와 전통적인 나일론 커버된 스판덱스 사의 착색을 위한 처리를 사용하여 복합사를 염색가능하게 만든다.
만약 응력-베어링 멤버가 폴리에스테르라면, 바람직한 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (2GT, a.k.a. PET), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 (3GT, a.k.a. PTT) 또는 폴리테트라부틸렌 테레프탈레이트 (4GT) 중 하나 이다. 또한 폴리에스테르 멀티필라멘트 사로부터 응력-베어링 멤버를 제조하는 것은 전통적인 섬유 처리에서 염색 및 취급을 용이하게 한다.
전도성 커버링 필라멘트 및 선택적 응력-베어링 멤버는 이들의 축을 따라 실질적으로 나선 형식으로 탄성 멤버를 둘러싼다.
상대적인 양의 전도성 커버링 필라멘트 및 응력-베어링 멤버 (사용되는 경우)는 연장되고 신장되지 않은 길이(즉, 연장에 의하여 변형되지 않음)로 실질적으 로 회복하는 탄성 멤버의 능력 및 전도성 커버링 필라멘트의 전기적 성질에 따라 선택된다. 여기서 사용되는 "변형되지 않은"이란 탄성 멤버가 느슨한 (응력 없음) 단위 길이 L의 약 +/- 5% 안으로 회복하는 것을 의미한다.
탄성 필라멘트를 전도성 필라멘트 및 선택적 응력-베어링 멤버 사로 단일 커버링, 이중 커버링, 에어 젯 커버링, 얽히게 하고(entangling), 꼬이게 하고(twisting) 또는 감는(wrapping) 전통적인 섬유 처리가 본원 발명에 따른 전기적으로 전도성인 탄성 복합사를 제조하는데 적합함이 밝혀졌다.
대부분의 경우에, 탄성 멤버가 전도성 커버링 필라멘트 및 선택적 응력-베어링 멤버에 의하여 둘러싸이는 순서는 탄성 복합사를 수득하는데 중요하지 않다. 이러한 구조의 전기적으로 전도성인 탄성 복합사의 바람직한 특성은 이들의 응력-변형 거동이다. 예를 들어, 적용된 힘의 연신 응력 하에서, 탄성 멤버에 대하여 배치된 여러번[전형적으로 1번(단일 감음) 내지 약 10,000번] 감긴 복합사 전도성 커버링 필라멘트는 외부 응력으로 인한 변형 없이 자유롭게 연장된다.
유사하게, 응력-베어링 멤버는 탄성 멤버에 대하여 여러번, 또한, 전형적으로 1번 (단일 감김) 내지 약 10,000 번 감겨 배치될 때 자유로이 연장된다. 만약 복합사가 탄성 멤버의 연장이 거의 파열됨에 가깝게 신장될 때, 응력-베어링 멤버는 하중의 일부를 가져올 수 있으며, 탄성 멤버 및 전도성 커버링 필라멘트가 파열되는 것을 효과적으로 보호한다. 여기서 "하중의 일부" 라는 용어는 하중의 1 내지 99 %, 보다 바람직하게는 하중의 10% 내지 80% ; 가장 바람직하게는 하중의 25% 내지 50%의 양을 의미하는 것으로 사용된다.
탄성 멤버는 선택적으로 전도성 커버링 필라멘트 및 선택적 응력-베어링 멤버에 의하여 꾸불꾸불하게 감겨질 수 있다. 꾸불꾸불한 감김은 도 14에 도식적으로 나타나 있는데, 여기서, 탄성 멤버(40)(예컨대, LYCRA？ 사)는 전도성 커버링 필라멘트(10)(예컨대, 금속성 와이어)로 꾸불꾸불한 구간(P)에 의하여 특징되는 방식으로 감긴다.
본원 발명의 특정한 실시예 및 절차가 다음의 실시예에 의하여 더욱 기술될 것이다.
테스트 방법
섬유 및 실 응력-변형 성질의 측정 섬유 및 실 응력-변형 성질은 파열 지점까지 일정한 연장 속도로 다이나모미터를 사용하여 결정되었다. 사용된 다이나모미터는 미국, 100 Royall Street, Canton, Massachusetts, 02021에 위치한 Instron Corp 사에 의하여 제조되었다.
표본은 22℃±1℃ 및 60%±5% R. H.로 조절되었다. 테스트는 5 cm의 게이지 길이 및 50 cm/min의 이송 속도에서 수행되었다. 금속 와이어 및 베어(bare) 탄성사에 대하여, 약 20 cm로 측정된 실을 실패(bobbin)에서 제거하고, 공기-조절된 실험실에서 16시간 이상동안 벨벳 보드(velvet board)위에 놓아두었다. 인장(tension) 또는 처짐을 제공하지 않기 위하여, 이러한 실 표본을 디텍스(dtex)사에 해당하는 프리-텐션 중량으로 조(jaw)에 놓아두었다.
본원 발명의 전도성 복합사에 관하여, 테스트 표본을 다음과 같이 두 가지 상이한 방법으로 준비하였다:
(방법 1) 베어 섬유(느슨한 상태)의 경우로 준비된 표본
(방법 2) 실패로부터 바로 취하여 준비된 표본.
두 가지 방법으로부터 얻어진 결과는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 및 그의 성분 사이의 직접 비교를 가능하게 하며(방법 1), 또한, 측정하는 동안 전기적으로 전도성인 탄성 복합사의 손상없는 배치를 확보할 수 있게 한다(방법 1과 2 사이의 변화). 또한 테스트는 실을 느슨한 길이로 설치한 다양한 프리텐션 하중 하에서 수행되었다. 이러한 경우에서, 적용된 프리텐션 하중의 범위는 비슷하다: (i) 인장 또는 처짐을 제공하지 않기 위한, 전기적으로 전도성인 탄성 복합사의 탄성 성분에 적합한 프리텐션; 이러한 결과는 이후 전기적으로 전도성인 탄성 복합사의 개별적인 성분으로부터 얻은 결과와 직접 비교될 수 있으며, (ii) 편성 또는 제직 처리를 하는 동안 실에 적용되는 인장 하중; 이러한 결과는 이후 이러한 전도성 복합사에 기초된 편성 또는 제직 직물의 탄성 성능에 대한 전도성 복합사의 영향 뿐만 아니라 실의 가공성을 설명한다. 프리텐션 하중은 실의 극한 강도 뿐 아니라 실의 유효 연신에 영향을 미칠 것으로 기대된다(보다 높은 프리텐션 하중에서 보다 낮은 이용가능한 연신이 측정됨).
연신율의 측정 신장 직물에 대한 연신율 및 회복율은 일정한 속도의 연장 인장 테스트를 수행하기 위하여 보편적인 전기기계 테스트 및 데이타 인식 시스템을 사용하여 결정된다. 적합한 전기기계 테스트 및 데이타 인식 시스템은 미국, 100 Royall Street, Canton, Massachusetts, 02021에 위치한 Instron Corp 사로부터 구 입가능하다.
두 가지의 직물 성질이 이 기구를 사용하여 측정된다: 연신율 및 직물 늘어남(fabric growth)(변형). 유효 연신율은 0 내지 30 뉴톤의 특정 하중에 의하여 야기된 연신의 양이며, 분 당 300 mm의 속도로 신장될 때 최초 직물 표본의 길이의 백분율 변화로 표현된다. 직물 늘어남은 유효 연신율의 80%에서 30분 동안 유지되고, 이후 60분 동안 이완된 직물 표본의 회복되지 않은 길이이다. 유효 연신율의 80%가 직물 연신의 35% 보다 큰 경우, 이러한 테스트는 35% 연신에 제한된다. 이때 직물 성장은 최초 길이의 백분율로 표현된다.
신장 방향으로 신장 제직 직물의 연신 또는 최대 신장은 3-주기 테스트 절차를 사용하여 결정된다. 측정된 최대 연신은 30 뉴톤의 하중에서 3번째 테스트 주기에서 관찰된 최초 샘플 길이에 대한 테스트 표본의 최대 연장 비율이다. 이러한 3번째 주기값은 직물 표본의 수동 연신과 일치한다. 이러한 테스트는 이러한 3-주기 테스트를 위하여 특별히 설치된 전술한 보편적인 전기기계 테스트 및 데이타 인식 시스템을 사용하여 수행되었다.
실시예
비교 실시예 절연형 폴리머 외부 코팅을 가진 전기전도성 와이어들에 대하여 전기전도성 탄성 복합사의 개별 성분들을 측정하기 위한 방법 1과 다이나모미터(다이나모미터)를 이용하여 응력 및 응력 변형을 검사하였다. 스위스 소재 엘레트로-파인드라트 아게(ELEKTRO-FEINDRAHT AG) 사 제품인 세개의 와이어 샘플들을 테스트하였다. 와이어의 금속 부분이 도 1A와 1B에 도시되어 있다. 제 1 샘플 와이어의 공칭 직경은 20㎛, 제 2 샘플 와이어는 30 ㎛, 제 3 샘플 와이어는 40㎛이다. 이 세 샘플들의 응력, 응력변형 곡선이 도 2에 도시되어 있다. 테스트 방법 1을 사용하였다. 이 곡선들은 전형적인 정밀 금속 와이어들에 해당한다. 이 와이어들은 상당히 큰 비율을 나타내는 데, 이에 따르면 파괴에 이르는데 드는 힘이 와이어 직경 증가와 함께 증가한다. 모든 와이어들은 테스트 시편 길이의 20%까지 연신되기 전에 파괴되며, 이는 비교적 낮은 극한 강도(ultimate strength)를 의미한다. 직물 조직에 금속 와이어들이 사용되는 경우에 가용한 연신력에는 한계가 있다는 것을 알 수 있다. 착용자의 움직임으로부터 늘어나게 되는 의상에서의 이러한 와이어들은 와이어의 파괴로 인해 신뢰할 수 없는 전기 전도체에 해당할 것이다.
발명의 실시예 1(도 3a, 3b, 4, 5)
라이크라(LYCRA) 스판덱스 실로 만든 A44 데시텍스(dtex) 탄성 코어(40)는 표준 스판덱스 커버링 처리를 이용하여 스위스에 소재한 일렉트로-파인드라트 아게 사에서 제작한 20㎛ 직경의 절연 은-구리 금속 와이어(10)로 감겼다. 커버링은 I. C. B. T. 머신 모델 G307을 바탕으로 실행되었다. 이 처리 중, 라이크라 스판덱스 실은 3.2배(즉, N=3.2)의 값으로 준비되어, 동일한 종류의 두 금속 와이어(10)로 감겼다. 한가지는 S 방향으로 감기고 다른 한가지는 Z 방향으로 감겨, 전기전도성인 탄성 복합사(50)를 생성하였다. 와이어(10)들은 첫번째 커버링의 경우 미터당 1700회로 감겼고, 두번째 커버링의 경우 미터당 1450회로 감겼다. 이 복합사의 SEM 사진은 풀어진 상태(도 3a)와 드래프트된 상태(도 3b)로 도시된다. 도 4에 도시되는 응력-응력변형 곡선은 100mg의 프리텐션 하중이 존재할 때 테스트 방법 1을 이 용하여 상기 비교 실시예에서처럼 측정된 전도성 탄성 복합사(50)에 대한 곡선이다. 이러한 전도성 탄성 복합사(50)는 테스트 시편 길이보다 50% 이상까지 예외적인 연신 거동을 보이며, 파괴되기 전에 80% 범위까지 연신되어, 20㎛ 와이어에 대해 개별적으로 할 때보다 높은 극한 강도를 보인다. 이러한 프로세서에 의해, 7%의 연신으로 파괴에 이르고 8cN의 힘으로 파괴에 이르는 개별 금속 와이어에 비해, 80% 범위의 연신에서 파괴에 이르고 30cN 범위의 힘에서 파괴에 이르는 전기전도성 탄성 복합사(50)를 생산할 수 있다. 이 전기전도성 탄성 복합사(50)의 응력-응력변형 곡선은 앞서보다 더 큰 1g의 프리텐션 하중을 이용하여 테스트 방법 2에 따라 또한 측정되었다. 이 프리텐션은 니팅 처리 중 가해진 인장력(도 5 참조)에 대응한다. 이러한 조건 하에서, 전기전도성 탄성 복합사(50)의 파괴에 이르는 연신율은 35% 범위에 있다. 이 연신율은 직물 처리에서 실(50)의 취급이 용이하며 개별 금속 와이어 실에 비해 연신력이 큰 섬유를 제공함을 나타낸다. 본 예의 응력-응력변형 곡선으로부터 알 수 있는 바와 같이, 전기전도성 탄성 복합사(50)의 파괴는 복합사(50)의 탄성 소재가 파괴되기 전에 금속 와이어 파괴에 의해 유발된다.
발명의 실시예 2(도 3c, 3d, 6)
본 발명에 따른 전기전도성 탄성 복합사(60)는 실시예 1에서와 같은 조건 하에서 제작되었다. 단, 금속 와이어(10)를 제 1, 2 커버링에 대해 각각 미터당 2220번, 미터당 1870번 감았다. 이 전기전도성 탄성 복합사(60)의 SEM 사진이 도 3c(느슨한 상태)와 3d(드래프트된 상태)에 도시되어 있다. 이 도면들은 실시예 1에 비해 금속 와이어(10)에 의한 탄성 부재(40)의 더 높은 수준의 커버링을 명백하게 보여 준다. 이 전기전도성 탄성 복합사(60)의 응력-응력변형 곡선이 도 6에 도시되어 있다. 이는 100mg의 프리텐션 하중 하에서 테스트 방법 1을 이용하여 상기 비교 실시예에서처럼 측정되었다. 이 전기전도성 탄성 복합사(60)는 실시예 1의 전기전도성 탄성 복합사에 비해 가용 연신율을 낮고 극한 강도는 비슷하다. 이러한 처리에 의해, 파괴까지 7%의 연신율과 파괴까지 8cN의 힘을 보이는 개별 금속 와이어(10)에 비교할 때, 40% 범위의 연신율에서 파괴에 이르고 30cN 범위의 힘에서 파괴에 이르는 전기전도성 탄성 복합사를 생산할 수 있다. 1g의 프리텐션 하중을 이용하여 방법 2로 테스트된 동일한 전기전도성 복합사는 직물 처리 중 양호한 조작을 나타내는 동일한 테스트 방법 하에서 실시예 1의 전기전도성 탄성 복합사와 유사한 거동을 나타냈다.
본 발명의 실시예 1과 실시예 2에서 나타난 결과에 따르면, 전기전도성 탄성 복합사들이 탄성 부재의 커버링 비율을 달리하면서 이중 커버링 처리에 의해 생산될 수 있고, 개별 금속 와이어에 비해 예외적인 연신 성능 및 높은 강도를 가진다.
전기전도성 탄성 복합사의 제작시 이러한 신장성(조작편의성)은 이러한 전기전도성 탄성 복합사의 전기적 성질을 이용하는 응용분야에서 특히 바람직하다. 가령, 착용식 전자장치에서, 전기전도성 탄성 복합사의 구성을 달리함으로서 응용분야의 요건에 따라 자기장을 변조하거나 억제할 수 있다.
발명의 실시예 3(도 7a, 7b, 8)
본 발명의 실시예 1과 실시예 2에서 사용된 라이크라(LYCRA) 스판덱스 실로 만든 A44 데시텍스(dtex) 탄성 코어(40)는 스위스 소재 ELEKTRO- FEINDRAHT AG 사 제품인 20㎛ 공칭 직경의 절연 은-구리 금속 와이어(10)로 덮혔고, 그리고 본 발명의 실시예 1에서와 동일한 커버링 처리를 이용하여 22 dtex 7 필랍멘트 응력-저항 실인 TACTEL 나일론(42)으로 커버링되었다. 이 처리 중, 탄성 부재는 3.2배로 늘어나 미터당 2200회의 와이어(10)로 감겼으며, 미터당 1870회의 TACTEL 나일론(42)으로 감겼다. 이 전기전도성 탄성 복합사(70)의 SEM 사진이 느슨한 상태(도 7a)와 연신된 상태(도 7b)로 도시된다. 이 사진을 보면, 이러한 처리에 의해, 본 발명의 실시예 1 및 2에 비해 전도성 커버링 필라멘트(10)에 대해 더 높은 수준의 보호를 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다.
이러한 특징은 직물 프로세싱 중 와이어(10)를 보호하기 위한 절연층이나 금속 와이어에 대한 절연층을 찾고자 하는 응용분야에서 특히 바람직하다. 응력-저항 나일론 실(42)을 이용하는 것은 일부 심미적 특성을 또한 결정한다. 전기전도성 탄성 복합사(70)의 세공 및 직물은 전기전도성 탄성 복합사(70)의 외부층을 포함하는 응력-저항 나일론 실(42)에 의해 주로 결정된다. 이는 의복의 질감과 전체 심미적 특성을 위해 바람직하다. 도 8에 도시된 전기전도성 탄성 복합사(70)의 응력-응력변형 곡선은 100mg의 프리텐션 하중 하에서 테스트 방법 1을 이용하여 상기 비교 실시예에서처럼 측정되었다. 이러한 전기전도성 탄성 복합사(70)는 개별 20㎛ 와이어의 파괴 응력에 비해 적은 힘을 이용하여 80%까지 연신된다. 이러한 전기전도성 탄성 복합사(70)는 파괴에 이르기까지 120%의 연신률 및 120 cN 범위의 극한 강도를 보인다. 이는 비교 실시예에서 테스트된 금속 와이어 샘플의 가용 연신률 및 강도보다 훨씬 큰 값이다. 1g의 프리텐션 하중 하에서 방법 2로 테스트하였을 때, 이 실(70)은 0-35%의 연신율 범위에서 매끄러운 연신을 나타냈으며, 이는 이 실로 만든 의복의 탄성 성능에 이 실이 상당히 기여한다는 것을 나타낸다. 전기전도성 탄성 복합사(70)에 응력-저항 나일론 실(42)을 함께 이용함으로서, 전기전도성 복합사의 연신율과 극한 강도를 크게 증가시킬 수 있다.
발명의 실시예 4(도 7c, 7d, 9)
발명의 실시예 3의 조건과 동일 조건하에서 전기전도성 탄성 복합사(80)를 생산하였다. 단, 응력-저항 탁텔(Tactel) 나일론 실(44)은 44 dtex 34 필라멘트 마이크로파이버를 이용하였다. 제 1 커버링은 탄성 코어(40)에 대해 와이어(10)를 미터당 1550회, 제 2 커버링은 나일론 섬유(44)를 미터당 1280 회 감았다. 이 전기 전도성 탄성 복합사(80)의 SEM 사진이 느슨한 상태(도 7c)와 인장된 상태(도 7d)로 도시된다. 이러한 전기전도성 탄성 복합사(80)의 부피는 금속 와이어(10)를 양호하게 보호하면서도, 마이크로파이버 응력-저항 실(44)의 매끄러운 심미적 특성을 취할 수 있다. 이 실(80)의 응력-응력변형 곡선이 도 9에 도시된다. 이 곡선은 100mg의 프리텐션 하중 하에서 테스트 방법 1을 이용하여 비교 실시예에서와 같이 측정되었다. 이 전기전도성 탄성 복합사(80)는 개별 20㎛ 와이어에 비해 적은 힘으로 80%이상 용이하게 연신을 일으킬 수 있으며, 파괴에 이르기까지 120%의 연신율과 200 cN의 극한 강도를 나타낸다. 이는 비교 실시예에서 테스트된 금속 와이어 샘플의 가용 연신율 및 강도에 비해 훨씬 큰 값이다. 1g의 프리텐션 하중과 방법 2를 이용하여 테스트한 결과, 전기전도성 탄성 복합사(80)는 0~35% 범위의 연신율에서 매끄러운 연신을 나타낸다. 이러한 결과는 실(80)로 만든 의복의 탄성 성능에 큰 기여를 한다는 것을 나타낸다. 발명의 실시예 3에 비해 전기전도성 탄성 복합사(80)에 더 강한 응력-저항 나일론 섬유(44)를 함께 이용함으로서, 전기전도성 탄성 복합사(80)의 극한 강도를 추가적으로 향상시킬 수 있었다.
발명의 실시예 5(도 10a, 10b, 11)
라이크라(LYCRA) 스판덱스 실로 만든 A44 데시텍스(dtex) 탄성 부재(40)가 표준 에어-제트 커버링 처리를 이용하여 응력-저항 44 dtex 34 필라멘트 탁텔(TACTEL) 나일론 마이크로파이바(46) 및 금속 와이어(10)로 커버링되었다. 이 커버링은 SSM(Scharer Schweiter Mettler AG) 10-위치 머신 모델 DP2-C/S 상에서 만들어졌다. 이 전기전도성 탄성 복합사(90)의 SEM 사진이 느슨한 상태(도 10a)와 연신된 상태(도 10b)로 도시된다. 이 처리 중, 금속 와이어(10)는 그 모노필라멘트 성질로 인해 루프를 형성한다. 그러나 연신된 상태에서, 금속 와이어(10)는 응력-저항 나일론 섬유(46)에 의해 완전하게 보호된다. 에어-제트 커버링 처리에 의해 제공된 이러한 구조는 본 발명의 실시예 1-4의 단순한 커버링 처리와는 달리, 잘 형성되지도 않고 지정 위치 및 방향으로 놓이지도 않는다. 이 실(90)의 응력-응력변형 곡선은 100mg의 프리텐션 하중 하에서 테스트 방법 1을 이용하여 비교 실시예에서와 같이 측정되어 도 11에 도시된다. 이 전기전도성 탄성 복합사(90)는 개별 20㎛ 와이어의 파괴 응력보다 적은 힘을 이용하여 200% 이상까지 용이하게 연신되며, 파괴에 이르기까지 280%의 연신율과 200 cN 범위의 극한 강도를 나타낸다. 이러한 연신율은 비교 실시예에서 세트된 임의의 금속 와이어 샘플의 가용 연신율 및 강도보다 훨씬 큰 값이다. 1g의 프리텐션 하중과 방법 2를 이용하여 테스트한 결과, 전 기전도성 탄성 복합사(90)는 100%의 연신율 범위에서 매끄러운 연신을 나타냈다. 이는 실(90)로 만든 의복의 탄성 성능에 상당히 기여함을 나타낸다. 에어-제트 커버링을 통해 전기전도성 탄성 복합사(90)에 응력-저항 나일론 섬유(46)를 함께 이용함으로서, 복합사(90)의 극한 강도를 크게 개선시킬 수 있다. 이는 이중 커버링 처리에 의해 전기전도성 탄성 복합사에서 나타난 관찰사항(가령, 실시예 3과 실시예 4)과 유사하다. 더우기, 에어-제트 커버링 처리에 따르면 실시예 3과 실시예 4에서 라이크라(LYCRA) 탄성 부재(40)의 동일한 드래프트를 이용하는 처리에 비해 훨씬 더 큰 연신 범위를 얻을 수 있다. 이러한 특징은 이러한 전기전도성 탄성 복합사로 만든 의복에서 탄성 성능의 범위를 증가시킨다.
발명의 실시예 6(도 12a, 12b)
발명의 실시예 3에서 기술한 전기전도성 탄성 복합사(70)를 이용하여 섬유(100)를 생산하였다. 섬유(100)는 로나티 500 호지어리 머신(Lonati 500 hosiery machine)에서 니팅된 튜브 형태를 취한다. 이러한 니팅 처리는 중요한 니팅 조건 하에서 실(70)의 니트능력의 점검을 행한다. 이러한 전기전도성 탄성 복합사(70)는 균일하게 니팅된 섬유(100)를 제공하면서 파괴없이 매우 잘 처리된다. 이 섬유(100)의 SEM 사진이 느슨한 상태(도 12a)와 연신된 상태(도 12b)로 도시된다.
발명의 실시예 7(도 13a, 13b)
본 발명의 실시예 4에 기술한 전기전도성 탄성 복합사(80)를 이용하여 섬유(110)를 생산하였다. 이 섬유(110) 역시 실시예 6에서처럼 로나티 500 호지어리 머신에서 만들었다. 전기전도성 탄성 복합사(80)는 파괴없이 매우 잘 처리되었으며 균일하게 니팅된 섬유를 제공하였다.이 섬유(110)의 SEM 사진은 느슨한 상태(도 13a)와 연신된 상태(도 13b)로 도시된다.
실시예는 오직 설명을 위한 것이다. 수반된 청구항의 범위에 속하는 많은 다른 실시예가 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (40)

  1. 다음을 포함하는, 전기적으로 전도성인 탄성 복합사(electrically conductive elastic composite yarn):
    느슨한(relaxed) 단위 길이 L 및 드래프트된(drafted) 길이 (N x L)을 가지는 하나 이상의 탄성 멤버(elastic member), 여기서 N은 1.0 내지 8.0 범위임;
    상기 탄성 멤버의 드래프트된 길이보다 긴 길이를 가지며, 상기 탄성 멤버를 둘러싸는 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트; 및
    상기 탄성 멤버를 둘러싸는 응력-베어링 멤버(stress-bearing member);
    여기서 상기 응력-베어링 멤버는 상기 전도성 커버링 필라멘트의 길이보다 더 짧고, 상기 탄성 멤버의 드래프트된 길이(N x L)보다 더 길거나 동일한 전체 길이를 가져서,
    상기 복합사에 가해지는 연신 응력의 일부가 상기 응력-베어링 멤버에 의하여 전달됨.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 N은 1.2 내지 5.0의 범위임을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트는 금속성 와이어임을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 금속성 와이어는 그 위에 절연 코팅(insulating coating)을 가지는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 탄성 멤버는 미리 결정된 탄성 한계를 가지며, 상기 전도성 커버링 필라멘트는 미리 결정된 파열 연신(break elongation)을 가지고, 복합사는 상기 전도성 커버링 필라멘트의 파열 연신 보다 더 크고 상기 탄성 멤버의 탄성 한계보다 더 작은 유효(available) 연신을 가지는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 탄성 멤버는 미리 결정된 탄성 한계를 가지고, 상기 전도성 커버링 필라멘트는 미리 결정된 파열 연신을 가지며, 상기 복합사는 10% 내지 800% 범위의 연신을 가짐을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 전도성 커버링 필라멘트는 미리 결정된 파열 강도를 가지며, 상기 복합사는 상기 전도성 커버링 필라멘트의 파열 강도보다 더 큰 파열 강도를 가짐을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트 그 자체는 그 위에 금속성 와이어를 가지는 비-전도성의 비탄성 합성 폴리머사를 포함함을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트는 상기 탄성 멤버에 대하여 차례로 감겨서, 상기 탄성 멤버의 각각의 느슨한 단위 길이 (L)에 대 하여 1회 이상 내지 10,000 회의 상기 전도성 커버링 필라멘트가 존재함을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트는 상기 탄성 멤버에 대하여 꾸불꾸불하게 배치되어, 상기 탄성 멤버의 각각의 느슨한 단위 길이 (L)에 대하여, 상기 전도성 커버링 필라멘트로 꾸불꾸불하게 커버링하는 하나 이상의 구간이 존재함을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 탄성 멤버의 드래프트된 길이보다 더 긴 길이를 가지며, 탄성 멤버를 둘러싸는 제 2 전도성 커버링 필라멘트를 더 포함함을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 제 2 전도성 커버링 필라멘트는 금속성 와이어임을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 제 2 전도성 커버링 필라멘트 그 자체는 금속성 와이어를 그 위에 가지는 비-전도성의 비탄성 합성 폴리머사를 포함함을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 제 2 전도성 커버링 필라멘트는 상기 탄성 멤버에 대하여 차례로 감겨서, 상기 탄성 멤버의 각각의 느슨한 단위 길이에 대하여 1회 이상 내지 10,000 회의 상기 제 2 전도성 커버링 필라멘트가 존재함을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 제 2 전도성 커버링 필라멘트는 상기 탄성 멤버에 대하여 꾸불꾸불하게 배치되어, 상기 탄성 멤버의 느슨한 단위 길이(L) 각각에 대하여 제 2 전도성 커버링 필라멘트에 의해 하나의 구간 이상의 꾸불꾸불한 커버링이 존재함을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  16. 삭제
  17. 제 1항에 있어서, 상기 응력-베어링 멤버는 비탄성 합성 폴리머사로 제조되는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 응력-베어링 멤버는 상기 탄성 멤버에 대하여 차례로 감싸져서, 상기 탄성 멤버의 느슨한 단위 길이 (L) 각각에 대하여, 1회 이상 내지 10,000 회의 응력-베어링 멤버가 존재함을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 응력-베어링 멤버는 상기 탄성 멤버에 대하여 꾸불꾸불하게 배치되어, 상기 탄성 멤버의 느슨한 단위 길이 (L) 각각에 대하여, 상기 응력-베어링 멤버에 의한 하나 이상의 구간의 꾸불꾸불한 커버링이 존재함을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 응력-베어링 멤버는 다음을 더 포함하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사:
    상기 탄성 멤버를 둘러싸는 제 2 비탄성 합성 폴리머사, 및 여기서
    상기 제 2 비탄성 합성 폴리머사는 상기 전도성 커버링 필라멘트의 길이보다 짧고, 상기 탄성 멤버의 드래프트된 길이 (N x L)보다 길거나 최대 동일한 전체 길이를 가져서,
    상기 복합사에 가해지는 연신 응력의 일부가 상기 제 2 비탄성 합성 폴리머사에 의하여 전달됨.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제 2 비탄성 합성 폴리머사는 상기 탄성 멤버에 대하여 차례로 감겨서, 상기 탄성 멤버의 느슨한 단위 길이 (L) 각각에 대하여 1회 이상 내지 10,000 회의 각각의 비탄성 합성 폴리머사가 존재함을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 제 2 비탄성 합성 폴리머사는 상기 탄성 멤버에 대하여 꾸불꾸불하게 배치되어, 상기 탄성 멤버의 느슨한 단위 길이 (L) 각각에 대하여 각각의 비탄성 합성 폴리머사에 의한 하나 이상 구간의 꾸불꾸불한 커버링이 존재함을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사.
  23. 느슨한 길이를 가지는 탄성 멤버 ; 및
    상기 탄성 멤버를 둘러싸는 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트를 포함하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사를,
    다음 단계를 포함하는 방법으로 형성하는 방법:
    탄성 멤버를 드래프트하는(drafting) 단계;
    전도성 커버링 필라멘트를 상기 드래프트된 길이의 탄성 멤버에 실질적으로 평행하게 놓고, 상기 드래프트된 길이의 탄성 멤버와 접촉시키는 단계; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하여, 이로써 상기 탄성 멤버 및 전도성 커버링 필라멘트를 얽히게 하는 단계.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 전기적으로 전도성인 탄성 복합사는 상기 탄성 멤버를 둘러싸는 제 2 전도성 커버링 필라멘트를 더 포함하며,
    다음의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 형성 방법:
    제 2 전도성 커버링 필라멘트를 상기 드래프트된 길이의 탄성 멤버에 실질적으로 평행하게 놓고, 상기 드래프트된 길이의 탄성 멤버와 접촉시키는 단계 ; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하여, 이로써 제 2 전도성 커버링 필라멘트를 탄성 멤버 및 상기 제 1 전도성 커버링 필라멘트와 얽히게 하는 단계.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 전기적으로 전도성인 탄성 복합사는 상기 탄성 멤버를 둘러싸는 비탄성 합성 폴리머사를 더 포함하고,
    다음의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 형성 방법:
    비탄성 합성 폴리머사를 상기 드래프트된 길이의 탄성 멤버에 실질적으로 평행하게 놓고, 상기 드래프트된 길이의 탄성 멤버와 접촉시키는 단계; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하여, 이로써 상기 비탄성 합성 폴리머사를 탄성 멤버 및 제 1 전도성 커버링 필라멘트와 얽히게 하는 단계.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 전기적으로 전도성인 탄성 복합사는 상기 탄성 멤버 를 둘러싸는 제 2 비탄성 합성 폴리머사를 더 포함하고,
    다음의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 형성 방법:
    제 2 비탄성 합성 폴리머사를 상기 드래프트된 길이의 탄성 멤버에 실질적으로 평행하게 놓고, 상기 드래프트된 길이의 탄성 멤버와 접촉시키는 단계; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하여, 이로써 상기 제 2 비탄성 합성 폴리머사를 상기 탄성 멤버, 전도성 커버링 필라멘트 및 제 1 비탄성 합성 폴리머사와 얽히게 하는 단계.
  27. 느슨한 길이를 가지는 탄성 멤버; 및
    상기 탄성 멤버를 둘러싸는 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트를 포함하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사를
    다음의 단계를 포함하는 방법으로 형성하는 방법:
    탄성 멤버를 드래프트 하는 단계;
    상기 전도성 커버링 필라멘트를 상기 드래프트된 탄성 멤버와 함께 꼬는 단계; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하는 단계.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 전기적으로 전도성인 탄성 복합사는 상기 탄성 멤버 를 둘러싸는 제 2 전도성 커버링 필라멘트를 더 포함하고,
    다음의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 형성 방법:
    상기 제 2 전도성 커버링 필라멘트를 상기 드래프트된 탄성 멤버 및 제 1 전도성 커버링 필라멘트와 꼬는 단계; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하는 단계.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 전기적으로 전도성인 탄성 복합사는 상기 탄성 멤버를 둘러싸는 비탄성 합성 폴리머사를 더 포함하고,
    다음의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 형성 방법:
    상기 비탄성 합성 폴리머사를 상기 탄성 멤버 및 전도성 커버링 필라멘트와 꼬는 단계 ; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하는 단계.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 전기적으로 전도성인 탄성 복합사는 상기 탄성 멤버를 둘러싸는 제 2 비탄성 합성 폴리머사를 더 포함하고,
    다음의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 형성 방법:
    상기 제 2 비탄성 합성 폴리머사를 상기 탄성 멤버, 전도성 커버링 필라멘 트, 및 제 1 비탄성 합성 폴리머사와 꼬는 단계; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하는 단계.
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 느슨한 길이를 가지는 탄성 멤버; 및
    상기 탄성 멤버를 둘러싸는 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트
    를 포함하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사를
    다음의 단계를 포함하는 방법으로 형성하는 방법
    에어 젯(air jet)을 통하여 상기 탄성 멤버를 보내는 단계(forwarding);
    에어 젯 안에서, 상기 탄성 멤버를 상기 전도성 커버링 필라멘트로 커버링하는 단계 ; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하는 단계.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 전기적으로 전도성인 탄성 복합사는 상기 탄성 멤버를 둘러싸는 제 2 전도성 커버링 필라멘트를 포함하고,
    다음의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 형성 방법:
    에어 젯 안에서, 상기 탄성 멤버와 제 1 전도성 커버링 필라멘트를 제 2 전도성 커버링 필라멘트로 커버링하는 단계; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하는 단계.
  37. 제 35항에 있어서, 상기 전기적으로 전도성인 탄성 복합사는 상기 탄성 멤버를 둘러싸는 비탄성 합성 폴리머사를 더 포함하고,
    다음의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 형성 방법:
    에어 젯 안에서, 상기 탄성 멤버와 전도성 커버링 필라멘트를 비탄성 합성 폴리머사로 커버링하는 단계; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하는 단계.
  38. 제 37항에 있어서, 상기 전기적으로 전도성인 탄성 복합사는 상기 탄성 멤버를 둘러싸는 제 2 비탄성 합성 폴리머사를 더 포함하고,
    다음의 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적으로 전도성인 탄성 복합사 형성 방법:
    에어 젯 안에서, 상기 탄성 멤버, 전도성 커버링 필라멘트 및 제 1 비탄성 합성 폴리머사를 제 2 비탄성 합성 폴리머사로 커버링하는 단계; 및 이후에
    상기 탄성 멤버를 느슨하게 하는 단계.
  39. 복수의 전기적으로 전도성인 탄성 복합사를 포함하는 직물에 있어서,
    각각의 상기 전기적으로 전도성인 탄성 복합사는
    느슨한 단위 길이 L 및 드래프트된 길이 (N x L)을 가지는 탄성 멤버, 여기서 N은 1.0 내지 8.0이 범위임;
    상기 드래프트된 길이의 탄성 멤버보다 더 긴 길이를 가지며, 상기 탄성 멤버를 둘러싸는 하나 이상의 전도성 커버링 필라멘트; 및
    상기 탄성 멤버를 둘러싸는 비탄성 합성 폴리머사;
    를 포함하며,
    여기서 상기 비탄성 합성 폴리머 필라멘트사는 상기 전도성 커버링 필라멘트의 길이보다 더 짧은 전체 길이를 가져서,
    상기 복합사에 가해지는 연신 응력의 일부가 상기 비탄성 합성 폴리머사에 의하여 전달되는,
    복수의 전기적으로 전도성인 탄성 복합사를 포함하는 직물.
  40. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101384755B1 (ko) 2012-11-09 2014-04-21 경희대학교 산학협력단 건식 전극을 이용한 심전도 측정용 스포츠 브라

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE50303383D1 (de) * 2002-09-14 2006-06-22 Zimmermann Gmbh & Co Kg W Elektrisch leitfähiges garn
US7135227B2 (en) * 2003-04-25 2006-11-14 Textronics, Inc. Electrically conductive elastic composite yarn, methods for making the same, and articles incorporating the same
EP1815048B1 (en) * 2004-11-15 2009-09-30 Textronics, Inc. Elastic composite yarn, methods for making the same, and articles incorporating the same
JP4922941B2 (ja) * 2004-11-15 2012-04-25 テクストロニクス， インク． 機能性弾性複合ヤーン、それを作る方法およびそれを含む物品
ITMI20042430A1 (it) * 2004-12-20 2005-03-20 Fond Dopn Carlo Gnocchi Onlus Elemento conduttore elastico particolarmente per realizzare collegamenti elettrici a distanza variabile
US7308294B2 (en) 2005-03-16 2007-12-11 Textronics Inc. Textile-based electrode system
ATE483835T1 (de) * 2005-06-02 2010-10-15 Bekaert Sa Nv Elektrisch leitfähiges elastisches verbundgarn
US20060281382A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 Eleni Karayianni Surface functional electro-textile with functionality modulation capability, methods for making the same, and applications incorporating the same
US7413802B2 (en) * 2005-08-16 2008-08-19 Textronics, Inc. Energy active composite yarn, methods for making the same, and articles incorporating the same
DE102005041297B4 (de) * 2005-08-31 2008-06-26 Kufner Textilwerke Gmbh Elektrisch leitendes, elastisch dehnbares Hybridgarn
US20070078324A1 (en) 2005-09-30 2007-04-05 Textronics, Inc. Physiological Monitoring Wearable Having Three Electrodes
US8771831B2 (en) * 2005-12-23 2014-07-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Multi-functional yarns and fabrics having anti-microbial, anti-static and anti-odor characterisitics
US7576286B2 (en) * 2006-03-29 2009-08-18 Federal-Mogul World Wide, Inc. Protective sleeve fabricated with hybrid yarn having wire filaments and methods of construction
US8283563B2 (en) * 2006-03-29 2012-10-09 Federal-Mogul Powertrain, Inc. Protective sleeve fabricated with hybrid yard, hybrid yarn, and methods of construction thereof
US7878030B2 (en) 2006-10-27 2011-02-01 Textronics, Inc. Wearable article with band portion adapted to include textile-based electrodes and method of making such article
ES2428374T3 (es) * 2006-12-04 2013-11-07 Inventio Ag Cable de fibras sintéticas
AU2007339182B2 (en) 2006-12-26 2011-09-15 Asahi Kasei Fibers Corporation Extendable electric cord and production method thereof
KR100834974B1 (ko) * 2007-01-29 2008-06-03 한국생산기술연구원 하이브리드 금속을 이용한 고속 정보통신용 디지털사의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 디지털사
ATE489494T1 (de) * 2007-02-12 2010-12-15 Textilma Ag Elektrisch leitender, elastischer compoundfaden, insbesondere für rfid- textiletiketten, sowie seine verwendung und das herstellen eines gewebes,gewirkes oder geflechts damit
ES2908419T3 (es) * 2007-04-17 2022-04-29 Lycra Company Uk Ltd Hilos elásticos compuestos y tejidos fabricados con ellos, y métodos y equipos para fabricarlos
KR100895092B1 (ko) * 2007-07-31 2009-04-28 재단법인서울대학교산학협력재단 전력 공급 및 데이터 전송선으로 적용할 수 있는 스마트직물용 전기전도성 재봉사
FR2920995B1 (fr) * 2007-09-13 2010-02-26 Sperian Fall Prot France Element textile a absorption d'energie
DE102008003122A1 (de) * 2008-01-02 2009-07-09 Ofa Bamberg Gmbh Faden zur Ermittlung der Zugspannung, insbesondere in einem medizinischen Gestrick oder Gewirk
KR100982533B1 (ko) * 2008-02-26 2010-09-16 한국생산기술연구원 디지털 밴드를 이용한 디지털 가먼트 및 그 제조 방법
US8124001B1 (en) * 2008-05-21 2012-02-28 Clemson University Research Foundation Synthetic vascular tissue and method of forming same
KR100985330B1 (ko) * 2008-09-09 2010-10-04 실버레이 주식회사 도전성을 갖는 신축성 선형부재
WO2010033370A2 (en) * 2008-09-17 2010-03-25 National Ict Australia Limited (Nicta) Knitted catheter
JP5413561B2 (ja) * 2008-10-24 2014-02-12 学校法人立命館 感圧導電糸および生体情報測定用被服
KR100919467B1 (ko) * 2009-02-04 2009-09-28 정창욱 데님조 합성섬유 직물
HUE039515T2 (hu) * 2009-02-09 2019-01-28 Dsm Ip Assets Bv Vágással szemben ellenálló szövet
KR101127991B1 (ko) * 2009-05-20 2012-03-29 주식회사 아모그린텍 은합연사와 이를 이용한 기능성 원단 및 그 제조방법
KR101682429B1 (ko) * 2009-08-19 2016-12-05 쇼와 글로브 가부시키가이샤 작업용 장갑
US8443634B2 (en) 2010-04-27 2013-05-21 Textronics, Inc. Textile-based electrodes incorporating graduated patterns
JP2012087434A (ja) * 2010-10-20 2012-05-10 Toyota Boshoku Corp 発熱糸及びそれを用いた織編物
US9588582B2 (en) 2013-09-17 2017-03-07 Medibotics Llc Motion recognition clothing (TM) with two different sets of tubes spanning a body joint
US9582072B2 (en) 2013-09-17 2017-02-28 Medibotics Llc Motion recognition clothing [TM] with flexible electromagnetic, light, or sonic energy pathways
US10602965B2 (en) 2013-09-17 2020-03-31 Medibotics Wearable deformable conductive sensors for human motion capture including trans-joint pitch, yaw, and roll
US10716510B2 (en) 2013-09-17 2020-07-21 Medibotics Smart clothing with converging/diverging bend or stretch sensors for measuring body motion or configuration
US10321873B2 (en) 2013-09-17 2019-06-18 Medibotics Llc Smart clothing for ambulatory human motion capture
KR101982282B1 (ko) * 2012-07-31 2019-05-24 삼성전자주식회사 신축 전도성 복합사, 그 제조방법 및 이를 포함하는 신축 전도성 복합 방적사
US9043004B2 (en) 2012-12-13 2015-05-26 Nike, Inc. Apparel having sensor system
US9354413B2 (en) * 2013-01-18 2016-05-31 Cable Components Group, Llc Polymeric yarns for use in communications cables and methods for producing the same
RU2584662C1 (ru) 2013-02-13 2016-05-20 Хелсуотч Лтд. Способ ограничения растяжимости отдельных участков трикотажного полотна
EP3013166B1 (en) 2013-06-26 2018-02-07 IMEC vzw Methods for electrically connecting textile integrated conductive yarns
EP2867393B1 (en) * 2013-09-09 2020-12-02 Texhong Textile Group Limited Core spun elastic composite yarn and woven fabric thereof
CN103966718B (zh) * 2014-05-21 2016-03-23 苏州凯丰电子电器有限公司 双重混纺编织阻燃纤维纱
US9925900B2 (en) 2014-08-20 2018-03-27 Faurecia Autmotive Seating, LLC Vehicle seat cushion
US20160249685A1 (en) * 2015-02-26 2016-09-01 Silverskin Italia s.r.l. Form fitting garments and methods for making same
US10011925B2 (en) * 2015-05-14 2018-07-03 Gunze Limited Conductive stretchable knitted fabric and harness for conduction
DE102015117262B4 (de) 2015-10-09 2022-09-22 Tdk Electronics Ag Bauelement zur Erzeugung eines aktiven haptischen Feedbacks
SE539597C2 (sv) * 2015-12-22 2017-10-17 Inuheat Group Ab Elektriskt ledande garn och produkt innehållande detta garn
CN105792394A (zh) * 2016-03-15 2016-07-20 东华大学 一种纤维状可拉伸加热器及其制备方法
KR101847913B1 (ko) * 2016-03-21 2018-04-12 상명대학교산학협력단 전기신호 전송용 섬유밴드와 이를 이용한 스마트웨어
CN105908328A (zh) * 2016-04-18 2016-08-31 江阴芗菲服饰有限公司 丝织芳香型防静电面料
KR101900472B1 (ko) * 2016-10-11 2018-09-20 연세대학교 산학협력단 신축성 전도성 섬유 및 이의 제조방법
WO2018128584A1 (en) * 2017-01-04 2018-07-12 Mas Innovation (Private) Limited Conductive pathway
US11259747B2 (en) * 2017-06-30 2022-03-01 James A. Magnasco Adaptive compression sleeves and clothing articles
WO2019125311A1 (en) 2017-12-18 2019-06-27 Istanbul Teknik Universitesi Production method of conductive and stretchable thread
US10849557B2 (en) * 2018-03-28 2020-12-01 Apple Inc. Fabric-based items with stretchable bands
CN109853098A (zh) * 2019-03-13 2019-06-07 天津市嘉轩纺织有限公司 一种超保暖抗起球兔毛棉纤维混纺纱
US11891729B2 (en) * 2019-04-10 2024-02-06 Propel, LLC Machine-knittable conductive hybrid yarns
FR3096692B1 (fr) * 2019-06-03 2021-05-14 Thuasne Dispositif comprenant au moins une pièce textile élastique équipée d’un fil capteur d’élongation inductif, utilisation d’un tel dispositif et méthode de mesure de la variation de l’inductance d’une bobine magnétique créée par ledit fil capteur d’élongation inductif.
CN110387621B (zh) * 2019-06-24 2022-04-26 江苏大学 一种室温下可拉伸弹性导电线束及其制备方法及应用
JP7193697B2 (ja) * 2019-11-19 2022-12-21 ウラセ株式会社 複合糸及びその製造方法
DE102019132028B3 (de) 2019-11-26 2021-04-15 Deutsche Institute Für Textil- Und Faserforschung Denkendorf Piezoresistiver Kraftsensor
JP7419410B2 (ja) * 2021-01-15 2024-01-22 ユニチカトレーディング株式会社 導電性複合糸
CN113403721A (zh) * 2021-07-22 2021-09-17 绍兴市柯桥区东纺纺织产业创新研究院 一种变弹性导电纱线及其制备方法
CN114622317B (zh) * 2022-04-09 2023-02-28 东华大学 一种电阻式应变传感包覆纱及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020187345A1 (en) * 2001-04-10 2002-12-12 Andrews Gregory V. Composite yarn, intermediate fabric product and method of producing a metallic fabric

Family Cites Families (87)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3273978A (en) * 1962-05-09 1966-09-20 Kleber Colombes Reinforcing element
US3288175A (en) * 1964-10-22 1966-11-29 Stevens & Co Inc J P Textile material
US3336174A (en) * 1965-04-06 1967-08-15 Eastman Kodak Co Method of making a fibrous filter product
US3354630A (en) * 1965-12-03 1967-11-28 Duplan Corp Composite yarn structure and method for producing same
US3487628A (en) * 1966-09-30 1970-01-06 Du Pont Core-spun yarns,fabrics and process for the preparation thereof
JPS4841783B1 (ko) * 1969-10-08 1973-12-08
US3625809A (en) * 1970-02-24 1971-12-07 Owens Corning Fiberglass Corp Filament blend products
US4160711A (en) * 1974-05-24 1979-07-10 Marubishi Yuka Kogyo Kabushiki Kaisha Assembly of electrodes
US3979648A (en) * 1975-03-10 1976-09-07 Nohmi Bosai Kogyo Co., Ltd. System for operating fire prevention devices
US4239046A (en) * 1978-09-21 1980-12-16 Ong Lincoln T Medical electrode
US4228641A (en) * 1978-09-28 1980-10-21 Exxon Research & Engineering Co. Thermoplastic twines
FR2446336A1 (fr) * 1979-01-10 1980-08-08 Payen & Cie L Nouveau type de fil textile guipe et procede pour son obtention
US4234907A (en) * 1979-01-29 1980-11-18 Maurice Daniel Light emitting fabric
US4433536A (en) * 1981-09-23 1984-02-28 Exxon Research & Engineering Co. Spiral wrapped synthetic twine and method of manufacturing same
FR2515701B1 (fr) * 1981-11-02 1986-03-14 Pierre Payen Procede pour la fabrication de fil elasthane enrobe
DE3146233A1 (de) * 1981-11-21 1983-05-26 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verwendung metallisierter netzgewirke als augenschutz gegen mikrowellenstrahlung
US4583547A (en) * 1983-06-01 1986-04-22 Bio-Stimu Trend Corp. Garment apparatus for delivering or receiving electric impulses
US4544603A (en) * 1983-08-15 1985-10-01 The Goodyear Tire & Rubber Company Reinforcing element for elastomeric articles and elastomeric articles made
US4613219A (en) * 1984-03-05 1986-09-23 Burke Marketing Services, Inc. Eye movement recording apparatus
GB2156592A (en) * 1984-03-29 1985-10-09 Ask Manufacturing Limited Elastic electrically conductive components and radio antennas incorporating such components
JPH0340595Y2 (ko) * 1984-12-24 1991-08-27
US4651163A (en) * 1985-05-20 1987-03-17 Burlington Industries, Inc. Woven-fabric electrode for ink jet printer
US4777789A (en) * 1986-10-03 1988-10-18 Kolmes Nathaniel H Wire wrapped yarn for protective garments
US5632137A (en) * 1985-08-16 1997-05-27 Nathaniel H. Kolmes Composite yarns for protective garments
US4654748A (en) * 1985-11-04 1987-03-31 Coats & Clark, Inc. Conductive wrist band
US5288544A (en) * 1986-10-30 1994-02-22 Intera Company, Ltd. Non-linting, anti-static surgical fabric
JPS63237308A (ja) * 1987-03-25 1988-10-03 シャープ株式会社 異方性導電体
US4813219A (en) * 1987-05-08 1989-03-21 Coats & Clark Inc. Method and apparatus for making conductive yarn
JPS63303139A (ja) * 1987-05-30 1988-12-09 前田　専一 弾性カバリング糸の製造方法および装置
US4878148A (en) * 1987-07-22 1989-10-31 Jes, Lp Crocheted fabric elastic wrist bracelet bearing an interior conductive yarn
CA2045409C (en) * 1989-02-15 1995-07-11 Zoran Dordevic Textile fabric shielding electromagnetic radiation, and clothing made thereof
BR9007929A (pt) * 1989-12-21 1992-10-06 Monsanto Co Peliculas polimericas hidrossoluveis cataliticas para revestimentos metalicos
CN1056547A (zh) * 1990-05-15 1991-11-27 范文溥 非金属电热纤维线
FR2664621B1 (fr) * 1990-07-13 1994-08-26 Schappe Sa Fil hybride pour materiaux composites a matrice thermoplastique et procede pour son obtention.
WO1992005302A1 (en) * 1990-09-25 1992-04-02 Regal Manufacturing Company, Inc. Apparatus and method for forming elastic corespun yarn
DE4143217A1 (de) 1991-01-18 1992-07-23 Tech Wissenschaftliche Ges Thi Chipwiderstand und chip-leiterbahnbruecke in duennschichttechnik und verfahren zu deren herstellung
US5102727A (en) * 1991-06-17 1992-04-07 Milliken Research Corporation Electrically conductive textile fabric having conductivity gradient
US5440801A (en) * 1994-03-03 1995-08-15 Composite Optics, Inc. Composite antenna
US5503887A (en) * 1995-01-04 1996-04-02 Northrop Grumman Corporation Conductive woven material and method
FR2746690B1 (fr) 1996-03-26 1998-05-29 Spit Soc Prospect Inv Techn Appareil d'entrainement de tampon par masselotte a retour automatique en position du tir
JP2796708B2 (ja) * 1996-06-13 1998-09-10 株式会社麗光 伸縮性ある意匠糸
US6381482B1 (en) * 1998-05-13 2002-04-30 Georgia Tech Research Corp. Fabric or garment with integrated flexible information infrastructure
US6145551A (en) * 1997-09-22 2000-11-14 Georgia Tech Research Corp. Full-fashioned weaving process for production of a woven garment with intelligence capability
US5968854A (en) * 1997-10-03 1999-10-19 Electromagnetic Protection, Inc. EMI shielding fabric and fabric articles made therefrom
US5927060A (en) 1997-10-20 1999-07-27 N.V. Bekaert S.A. Electrically conductive yarn
JP3918289B2 (ja) * 1998-03-31 2007-05-23 東レ株式会社 制電性ダブルカバリング弾性糸およびそれを用いたストッキング
US5906004A (en) * 1998-04-29 1999-05-25 Motorola, Inc. Textile fabric with integrated electrically conductive fibers and clothing fabricated thereof
US6970731B1 (en) * 1998-09-21 2005-11-29 Georgia Tech Research Corp. Fabric-based sensor for monitoring vital signs
US6105224A (en) * 1998-09-28 2000-08-22 O'mara Incorporated Bulk yarns having improved elasticity and recovery, and processes for making same
US6581366B1 (en) * 1998-10-22 2003-06-24 World Fibers, Inc. Cut-resistant stretch yarn fabric and apparel
KR100654114B1 (ko) * 1998-10-30 2006-12-05 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 전자파 차단판
NO311317B1 (no) * 1999-04-30 2001-11-12 Thin Film Electronics Asa Apparat omfattende elektroniske og/eller optoelektroniske kretser samt fremgangsmåte til å realisere og/eller integrerekretser av denne art i apparatet
IT1313522B1 (it) * 1999-05-27 2002-07-24 Antonio Antoniazzi Tappeto trasportatore elastico con fibre conduttrici per lo scarico dielettricita'statica e macchina palissonatrice con detto tappeto.
AU5530900A (en) 1999-07-01 2001-01-22 N.V. Bekaert S.A. Garment comprising electrode
WO2001037366A1 (en) 1999-11-15 2001-05-25 Motorola, Inc. Deformable patch antenna
US6138336A (en) * 1999-11-23 2000-10-31 Milliken & Company Holographic air-jet textured yarn
GB9927842D0 (en) 1999-11-26 2000-01-26 Koninkl Philips Electronics Nv Improved fabric antenna
US6377216B1 (en) * 2000-04-13 2002-04-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Integral antenna conformable in three dimensions
US6738265B1 (en) * 2000-04-19 2004-05-18 Nokia Mobile Phones Ltd. EMI shielding for portable electronic devices
US6356238B1 (en) * 2000-10-30 2002-03-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Vest antenna assembly
JP2002170345A (ja) * 2000-11-29 2002-06-14 Internatl Business Mach Corp <Ibm> ヘッド・アセンブリ、ディスク・ドライブ装置、ハード・ディスク・ドライブおよびディスク・ドライブ装置の製造方法
GB0100775D0 (en) * 2001-01-11 2001-02-21 Koninl Philips Electronics Nv Garment antenna
US6341504B1 (en) * 2001-01-31 2002-01-29 Vivometrics, Inc. Composite elastic and wire fabric for physiological monitoring apparel
FI110915B (fi) 2001-02-19 2003-04-30 Polar Electro Oy Iholle asetettava sensori
US6519979B2 (en) * 2001-02-22 2003-02-18 Stanton A. Freedman Ottoman ribbed effect fabric using core spun elastomeric yarn and other fibers
JP2002280165A (ja) * 2001-03-16 2002-09-27 Shuichi Nakamura 電場発光体
CN2476567Y (zh) * 2001-04-30 2002-02-13 严伟滨 电磁屏蔽色织布
CN1390994A (zh) * 2001-06-08 2003-01-15 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所士兵系统研究中心 一种有机导电纤维
GB0114979D0 (en) 2001-06-19 2001-08-08 Koninkl Philips Electronics Nv Cable
US7288494B2 (en) * 2001-07-27 2007-10-30 3M Innovative Properties Company Electro-magnetic wave shield cover
US6701703B2 (en) * 2001-10-23 2004-03-09 Gilbert Patrick High performance yarns and method of manufacture
EP1449946B1 (en) * 2001-10-31 2009-01-07 Asahi Kasei Fibers Corporation Elastic knitting fabric having multilayer structure
GB2382822A (en) 2001-12-04 2003-06-11 Swiss Net Uk Plc Fabric with metallic threads
KR20040074120A (ko) * 2002-01-15 2004-08-21 트라이보텍, 인크. 다중 접촉식 직조형 커넥터
US6843078B2 (en) * 2002-01-25 2005-01-18 Malden Mills Industries, Inc. EMI shielding fabric
US6677917B2 (en) * 2002-02-25 2004-01-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Fabric antenna for tags
US7059714B2 (en) * 2002-04-09 2006-06-13 Eastman Kodak Company Ink printing method utilizing stabilized polymeric particles
GB0210888D0 (en) 2002-05-14 2002-06-19 Koninkl Philips Electronics Nv Textile article and method for producing the same
EP1367601A1 (de) * 2002-05-31 2003-12-03 Autoflug Gmbh Textiles Grundmaterial mit einer EMV-Abschirmung
US20040009731A1 (en) 2002-07-11 2004-01-15 Tefron Garment with discrete integrally-formed, electrically-conductive region and associated blank and method
DE10242785A1 (de) * 2002-09-14 2004-04-01 W. Zimmermann Gmbh & Co. Kg Elektrisch leitfähiges Garn
DE50303383D1 (de) 2002-09-14 2006-06-22 Zimmermann Gmbh & Co Kg W Elektrisch leitfähiges garn
US20040122422A1 (en) 2002-12-24 2004-06-24 Moshe Ein-Gal Medical device on helical support
US7135227B2 (en) * 2003-04-25 2006-11-14 Textronics, Inc. Electrically conductive elastic composite yarn, methods for making the same, and articles incorporating the same
GB0311320D0 (en) 2003-05-19 2003-06-25 Univ Manchester Knitted transducer devices
US7147904B1 (en) * 2003-08-05 2006-12-12 Evelyn Florence, Llc Expandable tubular fabric
US7413802B2 (en) * 2005-08-16 2008-08-19 Textronics, Inc. Energy active composite yarn, methods for making the same, and articles incorporating the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020187345A1 (en) * 2001-04-10 2002-12-12 Andrews Gregory V. Composite yarn, intermediate fabric product and method of producing a metallic fabric

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101384755B1 (ko) 2012-11-09 2014-04-21 경희대학교 산학협력단 건식 전극을 이용한 심전도 측정용 스포츠 브라

Also Published As

Publication number Publication date
EP1631711B1 (en) 2007-06-27
US7504127B2 (en) 2009-03-17
US20070054037A1 (en) 2007-03-08
CA2523421A1 (en) 2004-11-11
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EP1631711A1 (en) 2006-03-08
ES2287751T3 (es) 2007-12-16
AU2004235297B2 (en) 2009-02-26
US20040237494A1 (en) 2004-12-02
CN1813087B (zh) 2010-10-20
US7135227B2 (en) 2006-11-14
ATE365823T1 (de) 2007-07-15
US20090145533A1 (en) 2009-06-11
JP4773952B2 (ja) 2011-09-14
CN1813087A (zh) 2006-08-02
DE602004007266T2 (de) 2008-02-28
AU2004235297A1 (en) 2004-11-11
DE602004007266D1 (de) 2007-08-09
KR20060009868A (ko) 2006-02-01
US7926254B2 (en) 2011-04-19

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