具有导电弹性体芯部的纱线、由该纱线构成的织物和衣物以及制造该纱线的方法技术

可拉伸导电纱线(1)包括一个或多个弹性纤维(4－6)制成的导电芯部(2)以及覆盖该导电芯部的绝缘护套(3)。一个或多个弹性芯部纤维可为弹性体材料(4)，且可与弹性较小纤维(5、6)组合，以控制导电弹性纤维的回复特性。还提供了使用该导电弹性纱线形成的织物、衣物和各种装置，其可用于执行各种电感测操作，以监测和测量穿戴者的各种身体机能和状态或表现。

Yarn with conductive elastomer core, fabric and clothing made of the yarn, and method for manufacturing the yarn

The stretchable conductive yarn (1) comprises a conductive core part (2) made of one or more elastic fibers (4-6) and an insulating sheath (3) covering the conductive core part. One or more elastic core fibers may be elastomeric materials (4) and may be combined with less elastic fibers (5, 6) to control the recovery characteristics of conductive elastic fibers. Fabrics, clothing and various devices formed by using the conductive elastic yarn are also provided, which can be used to perform various inductance measurement operations to monitor and measure the wearer's various physical functions and states or performances.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有导电弹性体芯部的纱线、由该纱线构成的织物和衣物以及制造该纱线的方法
本专利技术最一般地涉及纱线和纱线制造方法，且更具体地涉及具有可拉伸导电弹性体芯部和护套覆盖物的纱线，并涉及用这种纱线制造的织物和衣物。本专利技术还涉及包括导电弹性纱线和连接至所述导电纱线的处理器的系统。
技术介绍
在当今的衣物制造行业中，具有弹性体纱线的松紧类型织物已变得非常受欢迎和有用。存在许多用来形成弹性体纱线和松紧类型织物的方法。由这种纱线形成的衣物在运动装、体育制服和服装中非常受欢迎，但也发现其应用于各种其他类型的时尚服装，这是由于这些松紧类型织物产生贴身衣物、提供额外舒适度且在需要或希望紧身衣物的情况下非常有用。尽管存在许多可购得的松紧类型纤维和衣物，但它们中的许多缺乏良好的弹性。在许多情形中，织物和衣物弹性不足。各种其他材料随着时间推移而丧失其弹性且趋于松弛、裂开而变得失去功能性。由此，需要用于衣物的弹性更佳的材料。求助于当今快速发展的电子行业，许多感测装置被开发并用于监测各种身体机能、状态、活动和运动以及体育运动表现。例如，这些装置可用于监测穿戴者的步数、穿戴者行走或奔跑的速度，且这些装置可用于感测各种其他身体运动。在其他示例中，这些感测装置可用于监测各种新陈代谢状态。这些感测装置在整形外科和体育运动领域具有具体应用，体育运动诸如是体育训练，其中可能测量并评估穿戴者的体育运动表现的各方面。具有该性质的常规装置常常穿戴笨重且不舒适。常规装置典型地包含金属部件，这些金属部件必须由穿戴者穿戴且一般是不舒适的。这些装置通常在使用者的衣服上方或下方被束捆在使用者的身体上，且可包括刚硬部分。在许多示例中，装置本身限制使用者的灵活度，或者对使用者的表现具有不利影响。WO2003/060449中公开了此类装置的示例。该文献涉及一种通用目的效应发生应变仪装置，其包括在拉伸时电气特性会变化的可拉伸导电织物、响应于拉伸或放松装置的可拉伸织物而产生信号的调节电路。曾尝试通过使用涂覆有导电共轭聚合物的纤维和织物、通常使用聚吡咯和聚苯胺作为共轭聚合物来使得该装置可穿戴，然而该装置与纺织品不兼容。导电弹性纱线是已知的。EP1749301公开了一种具有导电弹性体结构的纤维，其包括弹性体聚合物，通过添加掺杂锑的氧化锡或散布在聚合物基质中的碳纳米管来使该弹性体聚合物导电。WO2015150682公开了弹性导电纱线，其中，通过围绕金属芯部纱线加捻合成纱线且随后通过围绕弹性芯部纱线加捻以上获得的纱线而获得导线特性。同样地，所得到的纱线不太适合用于衣物的织物中。导电纱线可在纺织物领域中用作传感器或传感器的一部分，这些传感器连接至处理器，以检测导电纱线的电气特性的变化。电气特性的变化可例如由纱线的导电部分的长度和/或截面积的变化所导致。因此，需要提供历经时间和使用而保持其弹性的松紧类型的纱线和织物。还期望提供由使用者舒适地穿戴的电子监测装置。还需要提供导电的松紧/弹性纱线，其在许多作业循环之后保持基本不变化的电气特性。作为示例，要保持基本不变化的电气特性是纱线的电阻以及在加载－卸载循环期间电阻的变化方式。通常在弹性导电纤维被拉伸时执行加载－卸载循环。
技术实现思路
以上问题通过本专利技术来解决，根据权利要求1，本专利技术提供了一种可拉伸导电纱线，该可拉伸导电纱线具有芯部和不导电护套，芯部具有导电和弹性特性，不导电护套覆盖芯部。优选地，芯部具有第一弹性纤维和第二弹性较小纤维，以控制导电弹性纤维的回复运动。根据权利要求13，本专利技术的另一目的在于一种包括上述纱线的织物和一种由该织物制成的衣物。根据权利要求23，本专利技术的另一目的在于一种用于形成弹性导电纱线的方法。本专利技术的另一方面是一种根据权利要求20的系统，该系统包括由导电弹性纱线形成的织物以及联接至织物的导电纱线的处理器。本公开涉及导电弹性纱线以及使用各种纱线制造工艺制造这种纱线，从而制造用于感测和其他应用的可拉伸导电纱线。导电弹性纱线包括一个或多个导电弹性纤维制成的导电芯部以及覆盖该导电芯部的绝缘护套。一个或多个导电纤维可为弹性体材料，导电颗粒已被添加到其中或其上，或者导电涂层已被施加到其上。可使用各种方法来形成导线芯部和覆盖这些芯部的绝缘护套。本公开还提供了由导电弹性纱线形成的织物以及使用具有导电弹性纱线的织物形成的各种衣物。导电弹性纱线可在机织和针织织物构造中用于经向和纬向。织物和衣物用作传感器或其他电子部件。本公开的另一方面是一种系统，该系统包括由导电弹性纱线形成的织物以及联接至织物的处理器。根据由于织物的拉伸或弯曲所导致的长度或宽度变化，处理器检测穿戴由该织物形成的衣物的使用者的身体运动。附图说明在结合所附非限制性附图阅读时，从以下详细描述中将最佳地理解本专利技术。要强调的是，根据常见做法，附图的各种特征不一定按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸可被任意地扩大或缩小。在整个申请文件和附图中，相同的附图标记标示相同的特征。图1A－1D是根据本公开的各种实施例的各种导电弹性体纱线的示意图；图2是根据本公开的实施例的导电弹性体纱线的制造方法的流程图；图3是根据本公开的实施例的系统的示意图，示出了从黏性聚合物溶液开始的可拉伸传感器芯部纱线的制造方法；图4是根据本公开的另外实施例的系统的示意图，示出了从黏性聚合物溶液开始的可拉伸传感器芯部纱线的制造方法；图5是根据本公开的实施例的适于制造导电弹性体纤维的装置的示意图；图6是根据本公开的其他实施例的适于制造导电弹性体纤维的装置的示意图；以及图7示出了根据本公开的由包括导电弹性体纱线的织物形成的衣物、即一条裤子，以及连接至该衣物的电子部件。具体实施方式本公开涉及导电弹性纱线以及使用各种纱线制造工艺制造这种纱线。导电弹性纱线包括一个或多个弹性纤维制成的导电芯部以及覆盖该导电芯部的绝缘护套。导电弹性纱线用于制造可拉伸导电织物，该可拉伸导电织物用于各种类型衣物和其他可穿戴器具和装置中的各种感测应用。导电弹性纱线可在机织和针织织物构造中用于经向和纬向。由可拉伸导电织物形成的衣物包括各种类型的衬衣、裤子、紧身衣、帽子、短裤、袜子以及各种其他类型的服装。可拉伸导电织物还可用于形成袖套、紧身袜或穿戴于穿戴者身体的各种位置上的各种带或其他器具或装置。可拉伸导电织物形成感测装置，且联接至合适的电子器件且可用作电传感器以测量或监测各种身体机能、状态和动作，以用于医学、整形外科、体育运动和其他领域中的各种应用。在一些实施例中，导电弹性纱线使用诸如热塑性弹性体和热塑性弹性聚氨酯(TPU)之类的用于弹性纤维的已知材料形成，这些材料具有提供特别弹性的软构建部段和硬构建部段的良好组合的结构。可使用被合称为弹性体纤维属(elastane)的各种弹性聚氨酯材料。在这些实施例中，两个部段可分别有利地基于具有低玻璃化转变温度Tg的聚醚和能够π－π堆叠的芳香族异氰酸酯。这些材料在本领域中是已知的且可商购得到的。在各种其他实施例中，使用其他弹性体材料和其他布置来形成纱线的导电弹性芯部纤维。用于弹性纤维的合适材料是：聚氨酯，诸如用于制造弹性体纤维属纤维(例如聚氨基甲酸酯弹性纤维(Lycra)、聚氨基甲酸乙酯纤维(Dorlastan))、聚氨酯弹性纤维属纤维(spandex)(瑞德希斯潘德克斯公司(RadicciS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可拉伸导电纱线(1)，包括芯部(2)和不导电护套(3)，所述芯部具有导电和弹性特性，所述不导电护套覆盖所述芯部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.05.04 EP 17169397.11.一种可拉伸导电纱线(1)，包括芯部(2)和不导电护套(3)，所述芯部具有导电和弹性特性，所述不导电护套覆盖所述芯部。2.根据权利要求1所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述芯部(2)包括纤维(4)，所述纤维由其中散布有导电颗粒的导电的弹性材料形成，所述弹性材料优选地是热塑性弹性体和热塑性聚氨酯中的一种。3.根据前述权利要求中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述芯部(2)包括第一导电弹性纤维(4)和第二弹性较小纤维(5、6)，所述第一导电弹性纤维和所述第二弹性较小纤维在所述纱线的所述芯部中组合和/或连接在一起。4.根据权利要求4所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述第一纤维(4)和所述第二纤维(5)被混纺或加捻在一起。5.根据权利要求1所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述第一弹性体纤维(4)和所述第二弹性体纤维(5)被机械地共挤出。6.根据权利要求1－5中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述第一纤维(4)和所述第二纤维(5)中的至少一者包括散布在其中的导电颗粒。7.根据权利要求2－7中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述第一纤维(4)包括热塑性聚氨酯，所述第一纤维上具有导电涂层，所述第一纤维中具有导电颗粒。8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线，其特征在于，所述导电颗粒包括ZnS颗粒、金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒或碳纳米颗粒中的至少一种，且所占重量范围为25－50％。9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述不导电护套(3)包括选自下列材料的短纤维：再生纤维素、大麻、亚麻、黄麻、洋麻、剑麻、香蕉、龙舌兰、竹子、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚(偏二氟乙烯)，聚酰胺6、聚酰胺66、聚丙烯、聚乙烯、聚(丙烯腈)和聚(丙交酯)。10.根据权利要求1－9中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述芯部(2)包括所述纤维(4、5、6)中的其上包括导电涂层的一个。11.根据权利要求1－5中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)，其特征在于，所述芯部(2)包括第一纤维和第二纤维(4、5、6)，所述第一纤维(4)是弹性体，且所述第二纤维(5)是卷曲变形的聚酯基共聚物。12.一种织物，包括根据权利要求1－11中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)。13.一种牛仔布衣物，包括根据权利要求1－11中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线(1)。14.一种织物(72)，包括可拉伸导电部分(74)，所述可拉伸导电部分包括根据权利要求1至11中任一权利要求所述的可拉伸导电纱线，所述纱线包括芯部(2)和不导电护套(3)，所述芯部具有导电和弹性特性，所述不导电护套覆盖所述芯部，所述芯部包括第一导电弹性纤维(4)和第二纤维(5)，所述可拉伸导电部分(74)的电气特征随着所述可拉伸导电部分(74)因所述织物的所述可拉伸导电部分的拉伸或弯曲所导致的长度或宽度的变化而变化。15.根据权利要求14所述的织物(72)，其特征在于，所述芯部(2)包括多个所述纤维(4、5、6)，多个所述纤维包括具有第一弹性的第一纤维、具有小于所述第一弹性的第二弹性的第二纤维。16.根据权利要求14所述的织物(72)，其特征在于，所述第一导电弹性纤维(4)和所述第二纤维(5)被混纺或加捻在一起。17.根据权利要求14所述的织物(72)，其特征在于，所述第一导电弹性纤维(4)和所述第二纤维(5)被共挤出。18.根据权利要求14至17中任一权...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·B·欧兹登，E·埃尔科斯，S·阿吉卡拉，E·埃弗兰，O·阿克德米尔，O·科巴诺鲁，
申请(专利权)人：尚科纺织企业工业及贸易公司，
类型：发明
国别省市：土耳其,TR