TW202015597A - 具切口導電致熱纖維面料及其連接結構 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種具切口導電致熱纖維面料及其連接結構，具切口導電致熱纖維面料包含複數條以一第一方向排列之導電紗線以及複數條以一第二方向排列之第一紡織紗線與金屬導電線，複數條導電紗線與複數條第一紡織紗線、複數條金屬導電線交錯編織以形成具切口導電致熱纖維面料；複數條金屬導電線排列於具切口導電致熱纖維面料之兩側邊緣以形成第一導電側邊與第二導電側邊，且第一導電側邊與第二導電側邊具有複數個切口。

Description

具切口導電致熱纖維面料及其連接結構
本發明為一種具切口導電致熱纖維面料及其連接結構，具有節能省電之功效。
製備具保暖功效之機能性衣物、睡袋或是棉被等紡織品時，布料的特性或是紡織品的結構皆為影響保暖功效的重要因子。除了布料本身的固有特性外，於紡織品內部裝設具有加溫功效之物件，如於紡織品內部裝設電熱裝置，便可藉由使電熱裝置通電後發熱以製成具有保溫功效的紡織品，而降低此類產品之耗電量以及提高此類產品之使用安全性則為主要的研發方向。例如中國專利第CN 102450895 (A)號專利公開案，為一種超溫自動斷電的電熱毯，該電熱毯包括毯布、電熱絲、溫控開關、溫度傳感器；其特徵在於電熱絲按照一定密度固定在毯布內，溫度傳感器分布在電熱毯的毯布上，溫控開關與電熱絲相連，內部含有溫度檢測芯片；使用時溫度傳感器亦同時啟動，若感應到局部溫度超過警戒溫度時將自動發出警報，如無人工處理則會自動斷電，除了可節省電力外亦可提高使用安全性；但若是溫度傳感器無法正常運作時，則無法有效的控制電熱毯的溫度。
今，發明人有鑑於現今導電發熱之紡織品於實際實施時仍有多處缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。
本發明係關於一種具切口導電致熱纖維面料及其連接結構，具切口導電致熱纖維面料包含複數條以第一方向排列之導電紗線以及複數條以第二方向排列之第一紡織紗線與金屬導電線；複數條金屬導電線排列於具切口導電致熱纖維面料之兩側邊緣以形成第一導電側邊與第二導電側邊，且第一導電側邊與第二導電側邊分別具有複數個切口。將至少二具切口導電致熱纖維面料以串聯或並聯的方式電性連接，便構成一具切口導電致熱纖維面料的連接結構。其中，金屬導電線係為金線、銀線、銅線，鐵線、錫線或鋁線至少其中之一或其組合。
於本案之一實施例中，第一導電側邊具有奇數個切口，該第二導電側邊具有偶數個切口。
於本案之一實施例中，每一導電紗線包含複數條纖維絲與一微細金屬絲，且微細金屬絲係捲繞於複數條纖維絲外。
於本案之一實施例中，每一導電紗線係包含複數條纖維絲，一微細金屬絲與一不導電之微細纖維絲束，其中該微細金屬絲係捲繞於該複數條纖維絲外，且該不導電之微細纖維絲束係進一步以相反於該微細金屬絲之捲繞方向捲繞於該複數條纖維絲外，且該不導電之微細纖維絲束之直徑介於0.001~0.5公釐(mm)；其中複數條纖維絲與不導電之微細纖維絲束可為多根不導電長纖維、多根不導電短纖維或多根不導電長短纖混紡組合的纖維材料，多根不導電長纖維、多根不導電短纖維或多根不導電長短纖混紡組合的纖維材料可為人造合成纖維，包含尼龍、烯烴、丙烯酸、聚酯、氨綸、滌綸、奧綸、達克綸、腈綸、聚乙烯纖維、聚醚酮纖維、芳香聚醯胺纖維、蛋白質類、彈性纖維、碳纖維或玻璃纖維。
於本案之一實施例中，具切口導電致熱纖維面料進一步包含複數條以該第一方向排列之第二紡織紗線，且該複數條導電紗線與該複數條第二紡織紗線，與該複數條第一紡織紗線以及該複數條金屬導電線交錯編織以形成該具切口導電致熱纖維面料。
於本案之一實施例中，導電紗線與該第一排列方向之第二紡織紗線係以1:1~1:100之比例循環編織，以控制本案導電致熱纖維面料的物理定性溫度、柔軟度以及能量消耗量。
於本案之一實施例中，複數條纖維絲為不導電之纖維絲，且該微細金屬絲為金、銀、銅、鎢、鉛、鋅、鋁、鎳、鉑、鈀、鈦、鋯、鉭、鉬或以前述金屬不同組合混合之合金，或一合金材料，該合金材料包含黃銅、磷青銅、鉬合金、銅鎳合金、銅鎳鋅合金、銅鎳矽合金、銅鎳錫合金、銅鉻合金、銅銀合金、鎳鉻合金、鈹銅合金、銅鎢合金、鈦合金、鎳鉻鉬鎢合金、鎢合金、鋯合金、鎳合金或是不銹鋼，其中該微細金屬絲之直徑介於0.001~0.5公釐(mm)。
於本案之一實施例中，本案具切口導電致熱纖維面料進一步設置一電源供應單元。
於本案之一實施例中，電源供應單元連接一溫度控制器以調節具切口導電致熱纖維面料之溫度。
於本案之一實施例中，每一該切口係連接一絕緣單元，且該絕緣單元的面積大於缺口的面積。
藉此，本發明之具切口導電致熱纖維面料及其連接結構，具切口導電致熱纖維面料之導電側邊上所設有之切口可以提高電阻以使具切口導電致熱纖維面料發熱，並具有節能省電之功效。
為使審查委員對於本案之技術內容能有更完整之了解，本案發明人以下列之具體實施例詳細說明本案之整體技術特徵，並請參閱所搭配之圖式。
請參閱第一圖與第二圖，為本案具切口導電致熱纖維面料(1)局部示意圖，具切口導電致熱纖維面料(1)包含複數條以一第一方向排列之導電紗線(11)以及複數條以一第二方向排列之第一紡織紗線(12)與金屬導電線(13)，複數條導電紗線(11)與該複數條第一紡織紗線(12)、金屬導電線(13)交錯編織以形成具切口導電致熱纖維面料(1)；例如以導電紗線(11)做為緯線、第一紡織紗線(12)與金屬導電線(13)作為經線，進行編織以獲得本案具切口導電致熱纖維面料(1)；其中複數條金屬導電線(13)排列於具切口導電致熱纖維面料(1)之兩側邊緣以形成一第一導電側邊(131)與一第二導電側邊(132)，且第一導電側邊(131)與該第二導電側邊(132)分別具有複數個切口(14)。
再請參見第三圖，可將多塊具切口導電致熱纖維面料(1)設置於一固定襯布(2)之一側，並將各具切口導電致熱纖維面料(1)以電性方式串聯或並聯，例如第三圖之實施例中便是以電線(3)將具切口導電致熱纖維面料(1)並聯；進一步，串接之具切口導電致熱纖維面料(1)再透過電線(3)連接至一連接端口(4)，以形成一導電迴路，其中連接端口(4)可設置於固定襯布(2)上或是設置於固定襯布(2)外。本案進一步連接一電源供應單元(5)，電源供應單元(5)透過一輸出電線(51)連接至連接端口(4)，再將電力藉由電線(3)傳送至每一具切口導電致熱纖維面料(1)，並使具切口導電致熱纖維面料(1)發熱；電源供應單元(5)可再進一步連接一溫度控制器(6)以調整電源供應單元(5)所輸出的電力，進而控制具切口導電致熱纖維面料(1)的溫度。本案之電源供應單元(5)可為直流電源供應單元或是交流電源供應單元，且可提供3 V~48 V之電壓；而溫度控制器(6)可調整電源供應單元(5)輸出的電壓、電流、溫度與時間等等，以進一步控制具切口導電致熱纖維面料(1)的溫度，例如使具切口導電致熱纖維面料(1)之發熱溫度介於0~75℃，例如可為10℃、30℃、65℃等等。本案可進一步使用二外層布，將設置於固定襯布(2)上的具切口導電致熱纖維面料(1)與固定襯布(2)夾設於其中，此二外層布可為防風或防水布料。
請參閱第四圖，本案之一實施例中，導電紗線(11)包含複數條纖維絲(111)與一微細金屬絲(112)，且微細金屬絲(112)係捲繞於複數條纖維絲(111)外；請再參見第五圖，於本案之另一實施例中，導電紗線(11)係包含複數條纖維絲(111)、一微細金屬絲(112)與一不導電之微細纖維絲束(113)，微細金屬絲(112)係以一固定方向捲繞於複數條纖維絲(111)外，而不導電之微細纖維絲束(113)係進一步以相反於微細金屬絲(112)捲繞方向的方式，捲繞於複數條纖維絲(111)外，其目的在於保護導電紗線(11)上的微細金屬絲(112)，使微細金屬絲(112)不易脫落、斷裂或移位，並使本案之具切口導電致熱纖維面料(1)的結構更穩固；其中該不導電之微細纖維絲束(113)的直徑以介於0.001~0.5公釐(mm)為佳；又，微細金屬絲(112)捲繞於該複數條纖維絲(111)之捲繞密度以及不導電之微細纖維絲束(113)捲繞於該複數條纖維絲(111)之捲繞密度可以依照實際生產情形以及依照所需要的發熱溫度、能量消耗、柔軟度等需求，調整為每公分捲繞的卷數，例如於每公分複數條纖維絲(111)上纏繞50~80卷之微細金屬絲(112)或不導電之微細纖維絲束(113)，但不以此數字限定本案保護的範疇。
本案之具切口導電致熱纖維面料(1)係以導電紗線(11)做為緯線、第一紡織紗線(12)與金屬導電線(13)做為經線編織而成，導電紗線(11)包含複數條纖維絲(111)與一微細金屬絲(112)，且微細金屬絲(112)係捲繞於複數條纖維絲(111)外；然而為了減少本案導電致熱纖維面料耗電功率以及增加其柔軟度，以及控制本案物理定性溫度，請參見第六圖，可以在第一紡織紗線(12)與金屬導電線(13)基礎編織方法不變狀況下， 於導電紗線(11)與導電紗線(11)之間編織入第二紡織紗線(15)，並且將導電紗線(11)與第二紡織紗線(15)以比例X:Y的比例循環編織，且X:Y的比例較佳為1:1~1:100，但仍可依照所需要的使用功能進行調整；例如第六圖(A)，係於一條導電紗線(11)編入後，再編入一條第二紡織紗線(15)，之後再編入一條導電紗線(11)，也就是緯線中導電紗線(11)與第二紡織紗線(15)編入的條數比例為1:1；又，亦可如第六圖(B)所示，係於一條導電紗線(11)編入後，再編入二條第二紡織紗線(15)，之後再編入一條導電紗線(11)與二條第二紡織紗線(15)，即緯線中導電紗線(11)與第二紡織紗線(15)編入的條數比例X:Y等於1:2；此外，也可以如第六圖(C)所示，係於一條導電紗線(11)編入後，再編入三條第二紡織紗線(15)，即緯線中導電紗線(11)與第二紡織紗線(15)編入的條數比例X:Y等於1:3。進一步的，使用者可以依照需求改變緯線中導電紗線(11)以及第二紡織紗線(15)的比例，當導電紗線(11)與第二紡織紗線(15)條數比X:Y，當X為1時，Y的數值越大，所製得的具切口導電致熱纖維面料(1)越柔軟，且節能性越佳；此外，若欲降低具切口導導電致熱纖維面料(1)的製作成本時，也可以提高緯線中第二紡織紗線(15)的條數。
再請見第二圖與第七圖，本案具切口導電致熱纖維面料(1)藉由金屬導電線(13)與導電紗線(11)外的微細金屬絲(112)相連接，以構成一導電通路；微細金屬絲(112)為可導電的金屬細絲，材質可為金、銀、銅、鎢、鉛、鋅、鋁、鎳、鉑、鈀、鈦、鋯、鉭、鉬或以前述金屬不同組合混合之合金， 或一合金材料，其中該合金材料係包含黃銅、磷青銅、鉬合金、銅鎳合金、銅鎳鋅合金、銅鎳矽合金、銅鎳錫合金、銅鉻合金、銅銀合金、鎳鉻合金、鈹銅合金、銅鎢合金、鈦合金、鎳鉻鉬鎢合金、鎢合金、鋯合金、鎳合金或是不銹鋼，微細金屬絲(112)直徑範圍可介於0.001~0.5公釐(mm)，並以直徑介於0.01~0.12公釐(mm)為佳，但不以此數字限定本案保護的範疇。
此外，金屬導電線(13)可為金線、銀線、銅線，鐵線、錫線或鋁線至少其中之一或其組合，或是其他可導電的金屬線或是合金線，亦可以為上述材料的箔片，如金箔、銀箔、銅箔，鋁箔等金屬導電箔片製成；若以金屬導電箔片作為金屬導電線(13)，金屬導電箔片可以上下兩條夾設具切口導電致熱纖維面料(1)的兩側邊緣，也可以使用單條金屬導電箔片包覆住具切口導電致熱纖維面料(1)的兩側邊緣，以形成第一導電側邊(131)與第二導電側邊(132)，上下兩條或單條之金屬導電箔片，可以用超音波熱熔或雷射方式，將金屬導電箔片以點焊或是熱熔焊的方式，焊接於導電紗線(11)上的微細金屬絲(112)；第一紡織紗線(12)與第二紡織紗線(15)則為不導電之一般紗線。
請再參見第一圖、第二圖、第八圖與第九圖，本案具切口導電致熱纖維面料(1)中，複數條金屬導電線(13)係排列於具切口導電致熱纖維面料(1)的兩側，以形成第一導電側邊(131)與第二導電側邊(132)，且第一導電側邊(131)與第二導電側邊(132)分別具有複數個切口(14)，以中斷流經第一導電側邊(131)或第二導電側邊(132)的電流；切口(14)可切割為任意形狀，且切口(14)處可進一步縫製或黏貼一絕緣單元(16)，絕緣單元(16)的面積會大於切口(14)面積，以防止通電後的具切口導電致熱纖維面料(1)之切口(14)兩邊的金屬導電線(13)相互接觸而產生電路短路之情形。
請參見第二圖與第三圖，第一導電側邊(131)具有之切口數可為奇數，如1、3、5、7個切口(14)，第二導電側邊(132)的切口數為偶數個切口(14)，如2、4、6、8個切口(14)；如第二圖與第三圖之實施例中，第一導電側邊(131)具有3個切口(14)、而第二導電側邊(132)具有2個切口(14)。
於第三圖之實施例中，啟動電源供應單元(5)後，電流藉由輸出電線(51)傳送至連接端口(4)，再經由電線(3)將電流傳送至各具切口導電致熱纖維面料(1)的第一導電側邊(131)之第一端(133)導入、以第一電流方向(71)行進，遇到第一導電側邊(131)上的第一切口(141)後，電流會再經由導電紗線(11)、以第二電流方向(72)行進至第二導電側邊(132)、以第三電流方向(73)行進，當電流行進至第二導電側邊(132)的第二切口(142)後，會再依第四電流方向(74)行進，即電流係依照具切口導電致熱纖維面料(1)上所繪製空心箭頭所指之方向行進，最後再由第一導電側邊(131)之第二端(134)流出；綜上，本案之具切口導電致熱纖維面料(1)藉由第一導電側邊(131)與第二導電側邊(132)的切口(14)引導電流的行進方向，以於一塊具切口導電致熱纖維面料(1)內形成多數段的電路串聯狀態。以第三圖為例，本發明具切口導電致熱纖維面料(1)上的電流會依照圖繪製空心箭頭所指之方向行進，而形成6段串聯之電路。
由於本發明中提供最佳發熱溫度所使用之安全電壓為6 V~48 V，當電源供應單元(5)供應之總電壓為48 V時，又因具切口導電致熱纖維面料(1)上，因切口(14)而形成之6個串聯段，因此每個串聯段通過的電壓為8 V，故每個串聯段之具切口導電致熱纖維面料(1)的電壓是介於安全電壓的範圍，且亦能達到安全的發熱溫度，更具有節省電能之優點，且不會使微細金屬絲(112)產生過高溫度；反觀第十圖之無切口導電致熱纖維面料(8)，雖然無切口導電致熱纖維面料(8)亦以導電紗線(81)、紡織紗線(82)與金屬導電線(83)相互編織而成，但其導電側邊(831)不具有任何切口，因此導電後僅有一段電路產生，若以電源供應單元(5)提供總電壓48 V時，通過無切口導電致熱纖維面料(8)的電壓亦為48 V，會消耗更多瓦數的熱能，且更耗電。
因此，本發明具切口導電致熱纖維面料(1)內的串聯電路，能將較小的供應電壓(如第三圖的8 V)經過電路串聯的方式，以較低的電壓及電流驅使導電致熱纖維面料發熱，因此本發明具切口導電致熱纖維面料(1)與無切口導電致熱纖維面料(8)相比具有節能省電之功效。值得注意的是，本發明具切口導電致熱纖維面料(1)內所能形成的串聯電路數量，會依據電源供應單元(5)提供之總電壓量及每一串聯段之安全電壓而考量，使第一導電側邊(131)與第二導電側邊(132)之切口(14)數進行變化，並不局限於第三圖所示之六段串聯電路。
由上述之實施說明可知，本發明之具切口導電致熱纖維面料及其連接結構，將具切口導電致熱纖維面料結合於固定襯布上並以串聯或並聯方式串接，於通電後可使具切口導電致熱纖維面料的溫度提高；本案之具切口導電致熱纖維面料以導電紗線做為緯線、第一紡織紗線與金屬導電線做為經線編織而成，所製得之布匹柔軟性佳。此外本發明具切口導電致熱纖維面料之兩個導電側邊具有個複數個切口，切口的設置會阻斷電流並使整塊具切口導電致熱纖維面料通電後產生多數段的串聯電路，因此於導入固定電壓之電流後，能使本發明能以較少的電壓使本案之具切口導電致熱纖維面料達到預設的溫度，以達到能省電的目的。
綜上所述，本發明具切口導電致熱纖維面料及其連接結構，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
惟，上述所揭之說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇
(1):具切口導電致熱纖維面料(11):導電紗線
(111):纖維絲(112):微細金屬絲
(113):不導電之微細纖維絲束(12):第一紡織紗線
(13):金屬導電線(131):第一導電側邊
(132):第二導電側邊(133):第一端
(134):第二端(14):切口
(141):第一切口(142):第二切口
(15):第二紡織紗線(16):絕緣單元
(2):固定襯布(3):電線
(4):連接端口(5):電源供應單元
(51):輸出電線(6):溫度控制器
(71):第一電流方向(72):第二電流方向
(73):第三電流方向(74):第四電流方向
(8):無切口導電致熱纖維面料(81):導電紗線
(82):紡織紗線(83):金屬導電線
(831):導電側邊
第一圖：本案具切口導電致熱纖維面料之切口示意圖。
第二圖：本案具切口導電致熱纖維面料編織平面示意圖。
第三圖：本案具切口導電致熱纖維面料並聯連接示意圖。
第四圖：本案具切口導電致熱纖維面料之導電紗線示意圖(一)。
第五圖：本案具切口導電致熱纖維面料之導電紗線示意圖(二)。
第六圖：本案具切口導電致熱纖維面料之另一實施例編織平面示意圖。
第七圖：本案具切口導電致熱纖維面料編織立體圖。
第八圖：本案具切口導電致熱纖維面料之切口設置絕緣單元示意圖(一)。
第九圖：本案具切口導電致熱纖維面料之切口設置絕緣單元示意圖(二)。
第十圖：無切口導電致熱纖維面料示意圖。
(1):具切口導電致熱纖維面料
(132):第二導電側邊
(133):第一端
(134):第二端
(14):切口
(141):第一切口
(142):第二切口
(2):固定襯布
(3):電線
(4):連接端口
(5):電源供應單元
(51):輸出電線
(6):溫度控制器
(71):第一電流方向
(72):第二電流方向
(73):第三電流方向
(74):第四電流方向

Claims (11)

  1. 一種具切口導電致熱纖維面料，包含複數條以一第一方向排列之導電紗線以及複數條以一第二方向排列之第一紡織紗線與金屬導電線，該複數條導電紗線與該複數條第一紡織紗線、該複數條金屬導電線交錯編織以形成該具切口導電致熱纖維面料，該複數條金屬導電線排列於該具切口導電致熱纖維面料之兩側邊緣以形成一第一導電側邊與一第二導電側邊，且該第一導電側邊與該第二導電側邊係具有複數個切口。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具切口導電致熱纖維面料，其中該第一導電側邊具有奇數個切口，該第二導電側邊具有偶數個切口。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具切口導電致熱纖維面料，其中每一該導電紗線係包含複數條纖維絲與一微細金屬絲，且該微細金屬絲係捲繞於該複數條纖維絲外，其中該微細金屬絲之直徑介於0.001~0.5公釐(mm)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具切口導電致熱纖維面料，其中每一該導電紗線係包含複數條纖維絲，一微細金屬絲與一不導電之微細纖維絲束，其中該微細金屬絲係捲繞於該複數條纖維絲外，且該不導電之微細纖維絲束係進一步以相反於該微細金屬絲之捲繞方向捲繞於該複數條纖維絲外，且該微細纖維絲束之直徑介於0.001~0.5公釐(mm)，其中該複數條纖維絲及該不導電之微細纖維絲束為多根不導電長纖維，多根不導電短纖維或多根不導電長短纖混紡的纖維材料，其中該多根不導電長纖維，該多根不導電短纖維或該多根不導電長短纖維混紡的纖維材料係為人造合成纖維，包含尼龍、烯烴、丙烯酸、聚酯、氨綸、滌綸、奧綸、達克綸、腈綸、聚乙烯纖維、聚醚酮纖維、芳香聚醯胺纖維、蛋白質類、彈性纖維、碳纖維或玻璃纖維。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之具切口導電致熱纖維面料，進一步包含複數條以該第一方向排列之第二紡織紗線，且該複數條導電紗線與該複數條第二紡織紗線，與該複數條第一紡織紗線以及該複數條金屬導電線交錯編織以形成該具切口導電致熱纖維面料。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之具切口導電致熱纖維面料，其中該導電紗線與該第二紡織紗線係以1:1~1:100之比例循環編織。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之具切口導電致熱纖維面料，係進一步連結一電源供應單元。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之具切口導電致熱纖維面料，其中該電源供應單元進一步連接一溫度控制器以調節該具切口導電致熱纖維面料之溫度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之具切口導電致熱纖維面料，其中每一該切口係設置一絕緣單元，且該絕緣單元之面積大於該切口之面積。
  10. 一種具切口導電致熱纖維面料的連接結構，係包含一固定襯布與至少二具切口導電致熱纖維面料，該至少二具切口導電致熱纖維面料係結合於該固定襯布之一側，並以串聯或並聯方式電性連接，其中每一該具切口導電致熱纖維面料係包含複數條以一第一方向排列之導電紗線以及複數條以一第二方向排列之第一紡織紗線與金屬導電線，該複數條導電紗線與該複數條第一紡織紗線、該複數條金屬導電線交錯編織以形成該具切口導電致熱纖維面料，該複數條金屬導電線排列於該具切口導電致熱纖維面料之兩側邊緣以形成一第一導電側邊與一第二導電側邊，且該第一導電側邊與該第二導電側邊係具有複數個切口。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之具切口導電致熱纖維面料的連接結構，其中每一該導電紗線係包含複數條纖維絲與一微細金屬絲，且該微細金屬絲係捲繞於該複數條纖維絲外。
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