TWI720278B - 溫控記憶織物及使用其製成的穿戴物 - Google Patents

Abstract

一種溫控記憶織物具有多條第一導信紗與多條合金紗。多條第一導信紗作為溫控元件。多條合金紗的溫度係被多條第一導信紗所控制，以透過溫度來改變多條合金紗的形狀與尺寸，從而使得溫控記憶織物改變其形狀與尺寸。

Description

溫控記憶織物及使用其製成的穿戴物

本發明有關於一種織物，且特別是一種溫控記憶織物及使用其製成的穿戴物，其中透過溫度的控制，可以使溫控記憶織物變形或恢復其原始形狀。

隨著科技的進步，目前有不少業者開始嘗試在穿戴物(例如，衣服、褲子或鞋子等)中加入電子元件，以形成智慧穿戴物。不論是現行的一般穿戴物或智慧穿戴物，其尺寸與形狀都無法隨意地變化，故缺少了使用上的彈性或增加額外購入不同尺寸之穿戴物的購買成本。舉例來說，小孩於童年時期的成長可能較快，故一般家長會購買較大尺寸的穿戴物，但較大尺寸的穿戴物又可能有不合身的問題。然而，若家長購買尺寸合身的穿戴物給小孩，則可能又會有需要常常購買穿戴物的購買成本。

基於本發明的至少一個實施例，本發明提供一種溫控記憶織物，其透過溫度的控制，可以變形或恢復原始形狀。因此，在使用上可以比較有彈性，或者能夠減少購買不同尺寸之穿戴物的購買成本。另外，使用溫控記憶織物形成的穿戴物可以具有觸控織物，且觸控織物可以作為溫度控制的控制開關，以藉此改變穿戴物的形狀或尺寸。

本發明實施例提供一種溫控記憶織物，且溫控記憶織物包括多條第一導信紗與多條合金紗。多條第一導信紗作為溫控元件。多條合金紗的溫度係被多條第一導信紗所控制，以透過溫度來改變多條合金紗的形狀與尺寸，從而使得溫控記憶織物改變其形狀與尺寸。。

可選地，溫控記憶織物直接由多條第一導信紗與多條合金紗編織而成。

可選地，溫控記憶織物還包括多條第一一般紗，其中溫控織物由多條第一導信紗與多條第一一般紗編織而成，合金紗織物由多條合金紗編織而成，以及溫控記憶織物由合金紗織物與溫控織物面對面縫合而成。

可選地，第一導信紗包括、第一短織纖、第一片狀導體與絕緣層。第一短織纖的強度係為26至40支之間，且第一短織纖用以作為第一撐材。第一片狀導體以螺旋行進方式圍繞第一短織纖的周遭表面。絕緣層環繞第一短織纖的周遭表面，以包覆第一片狀導體與第一短織纖。

可選地，第一片狀導體對應於螺旋行進方式的橫向截面的長寬比例約為10至30之間，且較佳地約為20。

可選地，合金紗包括記憶合金線與絕緣纖，其中絕緣纖以螺旋行進方式圍繞記憶合金線的周遭表面。

可選地，第一片狀導體的材質選自銅鎳合金、銅鎳矽合金、銅鎳鋅合金、銅鎳錫合金、銅鉻合金、銅銀合金、鎳黃銅合金、磷青銅合金、鈹銅合金、鎳鉻合金、鎢合金與不銹鋼的其中一者。

可選地，絕緣層的材質選自聚四氟乙烯、氟塑膜、聚氯乙烯、與聚乙烯的其中一者。

可選地，將導體線進行軋輥以提供第一片狀導體，其中導體線的圓形截面的直徑為X，第一片狀導體之橫向截面的長度約為4X，以及第一片狀導體之橫向截面的寬度約為X/5。

本發明實施例提供一種穿戴物，其包括上述其中一種溫控記憶織物與控制器，其中控制器電性連接溫控記憶織物。

可選地，穿戴物更包括觸控織物，其中觸控織物電性連接控制器，且包括多條第二一般紗與多條第二導信紗。觸控織物由多條第二一般紗與多條第二導信紗編織而成。第二導信紗包括第二短織纖與第二片狀導體。第二短織纖的強度係為26至40支之間，且第二短織纖並用以作為第二撐材。第二片狀導體以螺旋行進方式圍繞第二短織纖的周遭表面。

可選地，第二片狀導體對應於螺旋行進方式的橫向截面的長寬比例約為10至30之間，且較佳地約為20。

綜上所述，本發明實施例提供一種溫控記憶織物與使用其製造成的穿戴物，其透過溫度的控制，可以變形或恢復原始形狀。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

本發明實施例提供一種能夠透過溫度控制來改變其形狀與尺寸的記憶織物，其係具有導信紗與合金紗。舉例來說，可以透過將導信紗與合金紗以特定間隔與特定比例(數量上的比例)來編織形成記憶織物；或者，可以將導信紗與一般紗編織成溫控織物，並將合金紗編織成合金紗織物後，面對面地將其縫合以形成記憶織物。

一般來說，記憶合金具有兩個可轉換的相態，其低溫相態稱為馬氏體相，而其高溫相態則稱為奧氏體相。在馬氏體相時，記憶合金可變形為設計的形狀，然而，當加熱到轉換溫度時，記憶合金可恢復到原來的形狀。通過反復加熱和迅速冷卻的過程，可以形成記憶合金中之不同晶格結構之間的關係，且一旦過程完成，記憶合金就會保持其新的形狀。簡單地說，在馬氏體相，記憶合金可任意變形，但當加熱後則會恢復到原來的形狀。記憶合金還表現出超彈性，當運用小的作用力或負荷時會產生變形，當作用力或負荷去除時材料自動恢復到原來的形狀。另外，目前有多種合金可作為記憶合金，如鎳鈦銅合金、銅鋅鋁合金、塑性鋼、高鋁鋼、高鎳鋼、鐵鎳錳合金或其他類型的記憶合金。

於本發明實施例中，合金紗是由記憶合金線作為撐材，而絕緣纖以螺旋行進方式環繞記憶合金線的周遭表面，其中絕緣纖可以是短織或長織的絕緣纖，且本發明不以此為限制。與合金紗一同編織的導信紗或靠近合金紗的導信紗可以作為溫控元件，其透過傳遞於導信紗的電能，使得導信紗可以對合金紗進行加熱或降溫，從而改變溫控記憶織物的尺寸與形狀。

另外，用於作為溫控元件的導信紗包括短織纖、片狀導體與絕緣層，其中短織纖作為撐材，片狀導體以螺旋行進方式環繞於短織纖的周遭表面上，以增加抗拉扯的強度，以及絕緣層包覆短織纖的周遭表面與片狀導體。另外，為了更進一步地增加抗拉扯的強度，以使導信紗不易在編織與水洗的過程中斷裂，於本發明實施例中，作為撐材的短織纖的強度設計為26至40支之間(例如，26、28、30與40支)，以及片狀導體對應於螺旋行進方式的橫向截面的長寬比例設計成約為10至30之間，且較佳地約為20。舉例來說，經過連續10天的水洗測試(一般的測試標準是7天)，上述導信紗還不會有斷裂的問題，以及透過張力測試的實驗結果，上述導信紗可以承受約15公斤重的拉力(一般的標準是3公斤重)。

另外，本發明實施例還提供使用溫控記憶織物製成的穿戴物(例如，衣服、褲子、襪子、裙子與鞋子等)。穿戴物包括了控制器與溫控記憶織物，其中控制器電性連接溫控記憶織物，用以提供電能給溫控記憶織物，以使溫控記憶織物隨溫度改變。除此之外，穿戴物還可以包括觸控織物，其中觸控織物電性連接控制器，其可以作為控制開關使用，以進行溫度的控制，例如作為關閉與打開溫控功能的開關、調升或調降溫度的開關。

上述觸控織物的一種實現方式是將不具有絕緣層的導信紗與一般紗以特定間隔與比例進行編織。控制器將掃描信號送至不具有絕緣層之導信紗的一端，以及控制器接收不具有絕緣層之導信紗的另一端傳送之觸控感測信號，以判斷是否有觸碰物(例如，手指或其他觸碰物)觸碰到觸控織物。

再者，考量到穿戴者的使用者感受，上述導信紗與合金紗的尺寸大概與一般紗的尺寸相差不大，且上述溫控記憶織物與觸控織物之硬度不高，故不會讓穿戴者感受到異物感，從而提升穿戴者的使用者感受。

另一方面，前述片狀導體的材質可以為合金，例如銅鎳合金、銅鎳矽合金、銅鎳鋅合金、銅鎳錫合金、銅鉻合金、銅銀合金、鎳黃銅合金、磷青銅合金、鈹銅合金、鎳鉻合金、銅鎢合金、不銹鋼與其他商用的導電合金的其中一者，但本發明不以此為限制。

除此之外，短織纖與絕緣纖的材質為聚酯類、聚醯胺類、聚丙烯腈類、聚乙烯類、聚丙烯類、纖維素類、蛋白質類、彈性纖維類、聚全氟乙烯類、聚對苯撐苯並雙口惡唑類、聚醚酮類、碳素類與玻璃纖維類的其中一者，以及絕緣層的材質為聚四氟乙烯、氟塑膜、聚氯乙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯與其他高分子絕緣材質的其中一者，但本發明不以此為限制。

以下將配合圖式，進一步地說明本發明不同實施例的溫控記憶織物及使用其製成的穿戴物。

首先，請參照圖1，圖1是本發明實施例之使用溫控記憶織物製成的穿戴物的使用狀態示意圖。如圖1所示，穿戴物1(例如，童衣)的形狀可以在加熱到一定溫度後，恢復到原始形狀，因此使得穿戴物1的尺寸可以由大變小。再者，當要使穿戴物1變形到設計的形狀，則可以將穿戴物1降溫，以使穿戴物1的尺寸可以由小變大。另外，本發明不限制穿戴物1的類型為童衣，其可以是任何孩童、寵物或成人的衣服、鞋子、裙子或襪子等。

接著，請參照圖2，圖2是本發明實施例之穿戴物的功能方塊示意圖。穿戴物1包括溫控記憶織物2、控制器3與觸控織物4，其中控制器3電性連接溫控記憶織物2與觸控織物4，例如透過具有絕緣層的導信紗與一般沙編織形成的導信織物來進行電性連接，但本發明不此為限制。

溫控記憶織物2具有合金紗與作為溫控元件的導信紗(具有絕緣層)，其中透過控制器3的控制，導信紗可以加熱或降溫合金紗，以使合金紗產生形狀變化，從而使得溫控記憶織物2的形狀與尺寸跟著產生變化。觸控織物4可以作為控制開關使用，以進行溫度的控制，例如作為關閉與打開溫控功能的開關、調升或調降溫度的開關。簡單地說，控制器3可以判斷觸控織物4是否被觸控，並產生相對應的控制信號來進行溫度的控制。在此請注意，於其他實施例中，穿戴物1亦可以不具有觸控織物4，而是使用其他的控制開關來實現穿戴物1。

接著，請參照圖3，圖3是本發明實施例之溫控記憶織物的平面示意圖。於此實施例中，溫控記憶織物2可以由導信紗5與合金紗6所編織構成，其中每隔5條合金紗 ，編織有1條導信紗5。然而，本發明不此為限制，導信紗5與合金紗6之比例以及合金紗6(或合金紗6與導信紗5)之間的間隔係由實際應用而決定。再者，在其他實施例，亦可以將一般紗編織於溫控記憶織物2之中，亦即溫控記憶織物2亦可由導信紗5、合金紗6與一般紗編織而成。

接著，請參照圖4與圖5，圖4是本發明實施例之導信紗的立體示意圖，以及圖5是本發明實施例之導信紗的剖面示意圖。導信紗5包括短織纖51、片狀導體52與絕緣層53。短織纖51用以作為撐材，以支撐圍繞其之片狀導體52。片狀導體52以螺旋行進方式圍繞短織纖51的周遭表面。片狀導體52以螺旋行進方式圍繞短織纖51的周遭表面之方式可以增加導信紗5之抗拉扯的強度。絕緣層53環繞短織纖51的周遭表面，以包覆片狀導體52與短織纖51。

可選地，還能夠透過對短織纖51之強度的選擇與/或片狀導體52對應於螺旋行進方式的橫向截面之長寬比例的選擇來更進一步地增加導信紗5之抗拉扯的強度。於此實施例中，短織纖51之強度選擇為30支，以及片狀導體52對應於螺旋行進方式的橫向截面之長寬比例選擇成約為20，但本發明不以此為限制。舉例來說，短織纖51的強度可以選為26、28或40支，或者，片狀導體52對應於螺旋行進方式的橫向截面之長寬比例可選擇成約為10至30之間。

於此實施例中，短織纖51的材質為聚酯類、聚醯胺類、聚丙烯腈類、聚乙烯類、聚丙烯類、纖維素類、蛋白質類、彈性纖維類、聚全氟乙烯類、聚對苯撐苯並雙口惡唑類、聚醚酮類、碳素類與玻璃纖維類的其中一者，且本發明不以此為限制。短織纖51的材質可以依照實際需求來選擇。

於此實施例中，片狀導體52的材質可為合金，例如選自銅鎳合金、銅鎳矽合金、銅鎳鋅合金、銅鎳錫合金、銅鉻合金、銅銀合金、鎳黃銅合金、磷青銅合金、鈹銅合金、鎳鉻合金、銅鎢合金、不銹鋼與其他商用的導電合金的其中一者，但本發明不以合金的類型為限制。

絕緣層53的材質為聚四氟乙烯、氟塑膜、聚氯乙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯與其他高分子絕緣材質的其中一者，且本發明不以此為限制。片狀導體52與絕緣層53的材質可以根據實際的應用，而有不同的選擇。舉例來說，導信紗5可以作為溫控記憶織物中的溫控元件，故片狀導體52可以選擇電阻值較大的合金作為其材質，以及絕緣層3可以選擇耐熱性較高的絕緣材質(例如，聚四氟乙烯)。

請參照圖6，圖6是本發明實施例之片狀導體的實現方式的示意圖。於此實施例中，片狀導體52之橫向截面的長度與寬度分別約為4X與X/5，其中X可以是導體線52’之圓形截面的直徑。導體線52’經軋鋼機軋輥而形成片狀導體52。然而，片狀導體52的形成方式並非用以作為本發明的限制。換言之，亦有不同的實施方式製成本發明實施例之片狀導體52。

接著，請參照圖7，圖7是本發明實施例之合金紗的立體示意圖。合金紗6可以由記憶合金線61作為撐材，並以絕緣纖62螺旋行進方式環繞記憶合金線61的周遭表面來形成。絕緣纖62可以是短織或長織的絕緣纖，且本發明不以此為限制。記憶合金線61可以根據溫度而改變形狀或恢復至原始形狀，因此，溫控記憶織物2可以因為溫度而改變形狀或恢復至原始形狀。記憶合金線61的材質為記憶合金，例如鎳鈦銅合金、銅鋅鋁合金、塑性鋼、高鋁鋼、高鎳鋼、鐵鎳錳合金或其他類型的記憶合金，且本發明不以此為限制。

接著，請參照圖8至圖10，圖8是本發明另一實施例之溫控記憶織物的立體示意圖，圖9是本發明實施例之溫控織物的平面示意圖，以及圖10是本發明實施例之合金紗織物的平面示意圖。溫控記憶織物2’的實施方式還可以是透過將合金紗織物8與溫控織物7面對面的縫合來實現。

如圖9，溫控織物7可以由導信紗5與一般紗9所編織構成，其中每隔5條一般紗9 ，編織有1條導信紗5。然而，本發明不此為限制，導信紗5與一般紗9之比例以及一般紗9(或一般紗9與導信紗5)之間的間隔係由實際應用而決定。如圖10，合金紗織物8則由多條合金紗6所編織而成。如圖8，透過溫控織物7對合金織物8的加熱或降溫，可以進一步地改變合金織物8的形狀與尺寸。

接著，進一步地說明觸控織物4的實現方式。請參照圖11，圖11是本發明實施例之觸控織物的平面示意圖。觸控織物4可以由不具有絕緣層的導信紗10與一般紗9所編織構成，其中每隔5條一般紗9 ，編織有1條導信紗10。然而，本發明不此為限制，導信紗10與一般紗9的比例以及一般紗9(或一般紗9與導信紗10)之間的間隔係由實際應用而決定。

導信紗10的一端接收控制器3傳送的掃描信號SCAN，而控制器3接收導信紗10的另一端傳送之觸控感測信號SENSE，以判斷是否有觸碰物11(例如，手指或其他觸碰物)觸碰到觸控織物4。由於，導信紗10不具有絕緣層包覆，因此，當觸碰物11觸碰到觸控織物4時，其產生的阻抗，將改變觸控感測信號SENSE，使得控制器3能夠判斷是否有觸碰物11觸碰到觸控織物4(即觸控織物4為電阻式的觸控感測元件)。

另外，不具有絕緣層的導信紗10的實現方式說明如下。請參照圖12與圖13，圖12是本發明另一實施例之導信紗的立體示意圖，以及圖13是本發明另一實施例之導信紗的剖面示意圖。如圖12與13所示，導信紗10包括短織纖51與片狀導體52。短織纖51用以作為撐材，以支撐圍繞其之片狀導體52。片狀導體52以螺旋行進方式圍繞短織纖51的周遭表面。片狀導體52以螺旋行進方式圍繞短織纖51的周遭表面之方式可以增加導信紗10之抗拉扯的強度。

可選地，還能夠透過對短織纖51之強度的選擇與/或片狀導體52對應於螺旋行進方式的橫向截面之長寬比例的選擇來更進一步地增加導信紗10之抗拉扯的強度。於此實施例中，短織纖51之強度選擇為30支，以及片狀導體52對應於螺旋行進方式的橫向截面之長寬比例選擇成約為20，但本發明不以此為限制。舉例來說，短織纖51的強度可以選為26、28或40支，或者，片狀導體52對應於螺旋行進方式的橫向截面之長寬比例可選擇成約為10至30之間。

綜上所述，本發明實施例所提供的一種溫控記憶織物與使用其製造的穿戴物，且所述溫控記憶織物能夠隨著溫度改變其形狀與尺寸，故能提供使用上的彈性，以及減少購買不同尺寸之穿戴物的購買成本。再者，所述溫控記憶織物與穿戴物中所使用的導信紗具有良好的強度，不易在水洗過程中斷裂。另外，所述溫控記憶織物與穿戴物不會讓使用者感受到有異物感，故能提供良好的使用者感受。另外，穿戴物更可以包括有觸控織物作為溫度控制的開關，故能提供使用者更方便的操作。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

1‧‧‧穿戴物2‧‧‧溫控記憶織物3‧‧‧控制器4‧‧‧觸控織物5‧‧‧導信紗51‧‧‧短織纖52‧‧‧片狀導體52’‧‧‧導體線53‧‧‧絕緣層6‧‧‧記憶合金紗61‧‧‧記憶合金線62‧‧‧絕緣紗7‧‧‧溫控織物8‧‧‧合金紗織物9‧‧‧一般紗10‧‧‧導信紗11‧‧‧觸碰物X‧‧‧導體線的直徑X/5‧‧‧橫向截面的寬度4X‧‧‧橫向截面的長度SCAN‧‧‧掃描信號SENSE‧‧‧觸碰感測信號

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例之使用溫控記憶織物製成的穿戴物的使用狀態示意圖。

圖2是本發明實施例之穿戴物的功能方塊示意圖。

圖3是本發明實施例之溫控記憶織物的平面示意圖。

圖4是本發明實施例之導信紗的立體示意圖。

圖5是本發明實施例之導信紗的剖面示意圖。

圖6是本發明實施例之片狀導體的實現方式的示意圖。

圖7是本發明實施例之合金紗的立體示意圖。

圖8是本發明另一實施例之溫控記憶織物的立體示意圖。

圖9是本發明實施例之溫控織物的平面示意圖。

圖10是本發明實施例之合金紗織物的平面示意圖。

圖11是本發明實施例之觸控織物的平面示意圖。

圖12是本發明另一實施例之導信紗的立體示意圖。

圖13是本發明另一實施例之導信紗的剖面示意圖。

2‧‧‧溫控記憶織物

5‧‧‧導信紗

6‧‧‧記憶合金紗

Claims (9)

1. 一種溫控記憶織物，包括：多條第一導信紗，作為一溫控元件；以及多條合金紗，其一溫度係被該等第一導信紗所控制，以透過該溫度來改變該等合金紗的一形狀與一尺寸，從而使得該溫控記憶織物改變其一形狀與一尺寸；其中，該等第一導信紗及該等合金紗係以特定的平行排列間隔與特定的數量比例編織。
2. 根據請求項第1項所述之溫控記憶織物，其中該溫控記憶織物直接由該等第一導信紗與該等合金紗編織而成。
3. 根據請求項第1至2項其中一項所述之溫控記憶織物，其中該第一導信紗包括：一第一短織纖，其一強度係為26至40支之間，並用以作為一第一撐材；一第一片狀導體，以一螺旋行進方式圍繞該第一短織纖的一周遭表面，其中該第一片狀導體對應於該螺旋行進方式的一橫向截面的一長寬比例約為10至30之間；以及一絕緣層，環繞該第一短織纖的該周遭表面，以包覆該第一片狀導體與該第一短織纖。
4. 根據請求項第3項所述之溫控記憶織物，其中該合金紗包括：一記憶合金線；一絕緣纖，以該螺旋行進方式圍繞該記憶合金線的一周遭表面。
5. 根據請求項第3項所述之溫控記憶織物，其中該第一片狀導體的一材質選自一銅鎳合金、一銅鎳矽合金、一銅鎳鋅合金、一銅鎳錫合金、一銅鉻合金、一銅銀合金、一鎳黃銅合金、一磷青銅合金、一鈹銅合金、一鎳鉻合金、一銅鎢合金與一不銹鋼的其中一者。
6. 根據請求項第3項所述之溫控記憶織物，其中該絕緣層的一材質選自一聚四氟乙烯、一氟塑膜、一聚氯乙烯、與一聚乙烯的其中一者。
7. 根據請求項第3項所述之溫控記憶織物，其中將一導體線進行軋輥以提供該第一片狀導體，其中該導體線的一圓形截面的一直徑為X，該第一片狀導體之該橫向截面的一長度約為4X，以及該第一片狀導體之該橫向截面的一寬度約為X/5。
8. 一種穿戴物，包括：如請求項第1至7項其中一項所述之溫控記憶織物；一控制器，電性連接該溫控記憶織物。
9. 根據請求項第8項所述之穿戴物，更包括：一觸控織物，電性連接該控制器，包括：多條第二一般紗與多條第二導信紗，其中該觸控織物由該等第二一般紗與該等第二導信紗編織而成，且該第二導信紗包括：一第二短織纖，其一強度係為26至40支之間，並用以作為一第二撐材；以及一第二片狀導體，以該螺旋行進方式圍繞該第二短織纖的一周遭表面，其中該第二片狀導體對應於該螺旋行進方式的一橫向截面的一長寬比例約為10至30之間。

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