TWM494171U - 具消減電磁波及強化結構之導電纖維 - Google Patents

Description

具消減電磁波及強化結構之導電纖維

本創作係有關導電纖維之結構，特別係指一種具消減電磁波及強化結構之導電纖維。

以金屬纖維做為軟性的電熱元件，除了利用其高電阻在通電時產生的焦耳熱，同時也因金屬容易加工成微細長條狀，而或以100~600條金屬絲，經假撚成單股或多股，而有較佳的可撓性，實務上其應用而使用的產品大都屬動態的性質，例如汽車座墊、靠墊、床墊、衣物、護具等，須承受人體的重量與不同方向的拉扯與應力的發生，特別是記憶效應，若無法消除或減少，重覆的彎折，使應力或彎折點集中，同時在電與熱的雙重效應下，使功率持續衰減，或局部電弧發生，或燒毀或斷路，導致品質與壽命的不穩定性，針對前述問題，進一步解決的手段如下述。

首先，金屬纖維與合成長纖如聚脂纖維，以織布手段，或經向或緯向，編織成布，以補強金屬纖維的抗拉力，此一方式結構，在形成電熱元件的同時，接點的取出與固定成形造成困難，容易脫落分離，在以高分子薄膜如聚胺脂樹脂上下貼合，做絕緣處理時，其是無法真正貼合，受到熱與外力時，極易剝離； 或以金屬纖維做為芯材，以押出方式而披覆如聚氯乙烯或矽膠的絕緣層，再以適當的設計，迂迴成電熱組件，雖解決了絕緣問題，但芯材依舊承受外力，特別在彎折處，應力容易集中，成為斷線主因。

或有直接將金屬纖維佈置在橡膠或塑膠等高分子薄膜中央，以三明治方式熱壓成型，或中央夾以耐熱或多孔性材質補強，但此結構生產製造方式，效率低，成本高，無法連續生產，且喪失了柔軟性與舒適性。

如中華民國專利M344348號、中華民國M350198號、中華民國專利I338060號(200827502)、美國專利第6548789號及美國專利第545253號等，其係使用多束金屬纖維細線形成之電熱紗線，並多股絞合方式結合成複數條支撐電熱細線強度，再將電熱導電紗以傳統紡織編織技術形成可撓性電熱紡織品，前述技術均尚未同時解決電熱線不耐彎折及降低電磁波之問題。又日本特開2000-150120號專利揭示一種面狀發熱體之電磁波消除之設計，其技術係利用電發熱線之上部份及下部份以一定間隔分離並互相反向電流達到消除電磁波功能，但利用電發熱線之上部份及下部份排列方式並不易量產加工，且電發熱線轉彎處在重覆擠壓後會有斷裂之問題。

本創作之主要目的係提供一種具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其具有較佳可撓性，並兼顧柔軟性與容易加工 定型。

本創作之次一目的係提供一種具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其耐反復拉扯、衝擊、扭轉，且無記憶效應。

本創作之再一目的係提供一種具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其可降低或消除電磁效應。

緣是，為了達成上述目的，本創作係提供一種具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其至少包含一不導電芯材、一纏繞層及一不導電被覆層，該不導電芯材係具有一適當長度之纖維，該纏繞層係包含至少一對適當長度之金屬纖維，彼此有間隔地以螺旋狀方式纏繞於該芯材外側面，其中該對金屬纖維之一端係導電性連接，該不導電被覆層係披覆於該芯材及該纏繞層。

以下，茲就本創作一較佳實施例配合圖式做更進一步說明如后。

(12)‧‧‧芯材

(14)‧‧‧纏繞層

(16)‧‧‧披覆層

(42)‧‧‧金屬纖維

(421)‧‧‧端子

(S)‧‧‧電力

第一圖係本創作實施例之正視示意圖。

第二圖係本創作實施例之立體示意圖。

第三圖係本創作實施例之橫斷面示意圖。

請參閱第一圖、第二圖及第三圖，本創作所揭一種具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其至少包含有一不導電芯材(12)、一纏繞層(14)及一不導電披覆層(16)。

該不導電芯材(12)係具有一適當長度之線體，該芯材 (12)係聚丙烯、聚乙烯、聚醯胺或芳香族聚醯胺所形成高分子纖維，其具有較佳強度結構，並具備軟化溫度點高、不燃性、較高張力強度、抗拉、耐熱老化。

該纏繞層(14)係包含至少一對適當長度之金屬纖維(42)，該對金屬纖維(42)彼此有間隔地如1.5~2mm平行方式及以螺旋狀方式纏繞於該芯材(12)外側面，其中該對金屬纖維(42)之一端係導電性連接如以一端子(421)連接，該對金屬纖維(42)另一端導入電力(S)而成一電熱迴路，由於各該金屬纖維(42)電流強度相同而方向相反，則其產生的電磁波相互抵消或抵減；該金屬纖維(42)係至少包含有鎳、鐵、鉻、鋁不同比例的合金或不同金屬絲所構成，每一金屬纖維(42)係由90~1000條金屬絲，假撚2~6股而成，每一金屬絲係以抽絲或押延方式而成，其直徑係5~15μm之間，因合金比例的不同及直徑與股數差異，每一金屬纖維(42)電阻值約介於2Ω/m~61Ω/m之間；該纏繞層(14)亦可包含二對、三對、或四對等之偶數條金屬纖維(42)，以前述方式纏繞於該芯材(12)外側面，則亦具有消除電磁波的功效。

該不導電被覆層(16)係披覆於該芯材(12)及該纏繞層(14)上，例如披覆1.2mm厚的矽膠，該被覆層(16)的材料亦可為聚脂或聚氯乙烯者，該被覆層(16)用以定位螺旋狀之各該金屬纖維(42)在熱脹冷縮時不致發生位移而短路，另一方面提供電氣特性的安全保護。

在製程上以連續押出為主，將該芯材(12)強力引拉， 以偶數條該金屬纖維(42)，間距至少維持1.5mm螺旋狀方式纏繞於該芯材(12)，進入T型模頭，披覆該不導電被覆層(16)。

例如選用一對金屬纖維(42)，每一金屬纖維(42)(12Ω/m)具2股金屬絲，以2mm間距螺旋纏繞於該芯材(12)並披覆厚1.2mm的矽膠絕緣層，以間距20mm，佈置成600mm x 600mm的電熱片；因該芯材(12)直接與該金屬纖維(42)接觸，同時又支撐與承受外力，若直接引拉該芯材(12)，因該金屬纖維(42)係呈螺旋狀包覆該芯材(12)外層，則該金屬纖維(42)並未受外力，該金屬纖維(42)與該芯材(12)在長度的比值約1.2~3之間，本創作同時具備柔軟性與耐久性。

前述本創作具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中該金屬纖維(42)亦可設為漆包金屬絲或線如漆包銅線或漆包金屬線(絲)，例如至少包含有鎳、鐵、鉻、鋁不同比例的合金或同或不同金屬絲所構成漆包金屬線(絲)，則本創作在製做過程上，可避免各該金屬纖維(42)之間的短路，而提升本創作的製造良率及使用壽命。

(12)‧‧‧芯材

(14)‧‧‧纏繞層

(16)‧‧‧披覆層

(42)‧‧‧金屬纖維

Claims (12)

1. 一種具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其至少包含有：一不導電芯材，其係具有一適當長度之線體；一纏繞層，其係包含至少一對適當長度之金屬纖維，彼此有間地以螺旋狀方式纏繞於該芯材外側面，其中該對金屬纖維之一係導電性連接；一不導電被覆層，其係披覆於該芯材及該纏繞層。
2. 如請求項1所述具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中該對金屬纖維係彼此平行。
3. 如請求項1所述具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中該對金屬纖維係至少包含有鎳、鐵、鉻、鋁不同比例的合金或不同金屬絲或至少包含有鎳、鐵、鉻、鋁不同比例的合金或同或不同金屬絲所構成漆包金屬線。
4. 如請求項2所述具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中該對金屬纖維係至少包含有鎳、鐵、鉻、鋁不同比例的合金或不同金屬絲或至少包含有鎳、鐵、鉻、鋁不同比例的合金或同或不同金屬絲所構成漆包金屬線。
5. 如請求項3所述具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中每一金屬纖維係由90~1000條金屬絲，假撚2~6股而成，每一金屬絲直徑係5~15μm。
6. 如請求項4所述具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中每一金屬纖維係由90~1000條金屬絲，假撚2~6股而成，每一金 屬絲直徑係5~15μm。
7. 如請求項3所述具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中每一金屬絲係以抽絲或押延方式所形成。
8. 如請求項4所述具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中每一金屬絲係以抽絲或押延方式所形成。
9. 如請求項5所述具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中每一金屬絲係以抽絲或押延方式所形成。
10. 如請求項6所述具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中每一金屬絲係以抽絲或押延方式所形成。
11. 如請求項1至10任一項所述具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中該芯材係聚丙烯、聚乙烯、聚醯胺或芳香族聚醯胺所形成高分子纖維。
12. 如請求項1至10任一項所述具消減電磁波及強化結構之導電纖維，其中該被覆層的材料係聚脂、聚氯乙烯或矽膠。