导电纤维、包含导电纤维的服装及包含导电纤维的电气制造技术

本发明专利技术提供不仅具有高的导电性、对变形的电气特性稳定性，而且具有优异的柔软性，特别是适合嵌入智能纺织品等布帛中的导电纤维、以及使用其的服装或电气

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电纤维、包含导电纤维的服装及包含导电纤维的电气
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电子设备


[0001]本专利技术涉及特别是适合嵌入智能纺织品等布帛中的导电纤维，及使用其的服装或电气
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电子设备。

技术介绍

[0002]近年来，在针织物、机织物等纺织品中嵌入各种器件、传感器、IC芯片等电子部件的智能纺织品的需求正在扩大。从运动用途到医疗用途，这些智能纺织品能够根据其目的进行设计，因此有望在各种场景下穿着。
[0003]在嵌入这些电子部件的智能纺织品中，对于成为器件的驱动源的电气的供电、来自传感器的电信号传导而言，需要电阻值低的电气布线。在该电气布线中使用通常的铜线的情况下，虽然在供电、信号传导上表现出充分的导电性，但是不能追随纺织品的弯折、伸缩等变形，存在嵌入服装时产生不适感的课题。
[0004]由于这样的背景，因此正在研究对导电纤维赋予针对变形的电气特性稳定性、柔软性的各种技术。例如，提出了下述技术：在使用弹性体的伸缩性纤维的表面侧内部附近形成由碘化铜形成的导电层的伸缩性导电纤维(参照专利文献1)；将导电纤维形成为弹簧状，赋予高伸缩性，从而制成耐久性优异的高伸缩性导电布线的技术(参照非专利文献1)。
[0005]并且，作为对具有卷曲的合成纤维赋予导电性的方法，提出了下述复合纤维：含有炭黑的导电层与具有纤维形成性的非导电层形成并列或偏心芯鞘复合，并且导电层形成纤维表面的至少一部分(参照专利文献2)等。
[0006]另外，作为其它在纤维上形成金属层而赋予功能性的技术，提出了下述电磁波屏蔽片：其包含附着于无纺布的构成纤维上的金属层，并且前述无纺布包含卷曲纤维及粘接纤维固化部(参照专利文献3)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2010
‑
209481号公报
[0010]专利文献2：日本特开2009
‑
46785号公报
[0011]专利文献3：日本特开2020
‑
17615号公报
[0012]非专利文献
[0013]非专利文献1：[online]、2015年2月25日、国立研究开发法人产业技术总合研究所、2020年6月29日检索、互联网<URL:https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/pr20150225/pr20150225.html>

技术实现思路

[0014]专利技术所要解决的课题
[0015]专利文献1的技术中，通过对使用不同的2种弹性体的芯鞘复合纤维的鞘部赋予导
电性，能够得到具有伸缩性、电气特性稳定性的导电纤维。但是，专利文献1的技术中，不仅为了使用弹性体而得到的纤维的纤维直径实质上变粗，而且由于弹性体特有的弹性行为而在弯曲部、伸长部产生反弹力，因此在将导电纤维嵌入服装的情况下，存在产生不适感的课题。
[0016]非专利文献1的技术中，通过将导电纤维形成弹簧状，从而能够得到伸缩性、耐久性优异的导电纤维。但是，成为弹簧状的纤维束的外径较粗，而且由于弹簧状构造体的弹性行为导致在弯曲部、伸长部产生反弹力，因此在将导电纤维嵌入服装的情况下，存在产生不适感的课题。
[0017]专利文献2的技术中，通过制成具有含有炭黑的导电层的卷曲纤维，从而可得到伸缩性优异的导电纤维。但是，所得到的纤维的体积电阻值高达1
×
10
‑1Ω
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cm以上，对于用于电气的供电、来自传感器的信号传导而言，导电性不充分，另外，由于导电性是由炭黑的分散性引起的，因此电阻值的不均容易变大，有时不能充分地确保电气特性稳定性。
[0018]在专利文献3的技术中，提出了在无纺布上附着金属层的电磁波屏蔽片。但是，在将裁剪该无纺布而用于电气布线的情况下，为了得到充分的导电性能而与导电纤维相比需要更多的导电层面积、由于是无纺布形状而难以织入或编入布帛等，因此作为智能纺织品的电气布线是不适当的。
[0019]因此，本专利技术的目的是鉴于上述情况而形成的，目的在于提供不仅具有高的导电性、对变形的电气特性稳定性，而且具有优异的柔软性，特别是适合嵌入智能纺织品等布帛中的导电纤维、及使用其的服装或电气
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电子设备。
[0020]用于解决课题的手段
[0021]本申请的专利技术人经过深入研究而确认到，作为嵌入电子部件的智能纺织品中的用于电气的供电、来自传感器的信号传导的导电纤维，重要的是不仅具有高的导电性、对变形的电气特性稳定性，而且具有像无不适感地追随纺织品的运动这样的优异的柔软性。
[0022]因此，本申请的专利技术人为了实现上述性能而进行了深入研究，结果发现，通过在具有特定卷曲数的纤维表面配置金属层，并将体积电阻率及总纤度设在特定范围，不仅能够呈现变形追随性、电气特性稳定性，而且能够呈现即使嵌入纺织品也不会产生不适感的优异的柔软性，从而完成了本专利技术。
[0023]本专利技术试图解决上述课题，本专利技术的导电纤维的平均卷曲数为2个/cm以上，并在纤维表面具有金属层，该导电纤维的体积电阻率为2
×
10
‑6～1
×
10
‑2Ω
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cm，并且总纤度为10～1000dtex。
[0024]根据本专利技术的导电纤维的优选方式，其平均单纤维直径为5～20μm。
[0025]根据本专利技术的导电纤维的优选方式，其由长纤维构成。
[0026]根据本专利技术的导电纤维的优选方式，其在纤维轴向上伸长10％时的体积电阻率为2
×
10
‑6～1
×
10
‑2Ω
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cm。
[0027]根据本专利技术的导电纤维的优选方式，其中，卷曲的形状为三维线圈形状。
[0028]另外，本专利技术的服装或电气
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电子设备的至少一部分由前述导电纤维构成。
[0029]专利技术的效果
[0030]根据本专利技术，能够得到不仅具有高的导电性、对变形的电气特性稳定性，而且具有优异的柔软性，特别是适合嵌入智能纺织品等布帛中的导电纤维，及使用其的服装或电
气
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电子设备。
具体实施方式
[0031]本专利技术的导电纤维的平均卷曲数为2个/cm以上，并在纤维表面具有金属层，该导电纤维的体积电阻率为2
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10
‑6～1
×
10
‑2Ω
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cm，并且总纤度为10～1000dtex。以下，针对其构成要素进行详细说明，但只要不超出本专利技术的主旨，则不限定于以下说明的范围。
[0032][导电纤维][0033]本专利技术的导电纤维优选金属层以外的部分由热塑性聚合物形成。通过金属层以外的部分由热塑性聚合物形成，由此通过使用熔融纺纱法，容易成型为纤维形状，成为在纤维轴向上具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.导电纤维，其平均卷曲数为2个/cm以上，并在纤维表面具有金属层，所述导电纤维的体积电阻率为2
×
10
‑6～1
×
10
‑2Ω
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cm，并且总纤度为10～1000dtex。2.如权利要求1所述的导电纤维，其平均单纤维直径为5～20μm。3.如权利要求1或2所述的导电纤维，其由长纤维构成。4.如权利要求1～3中任一项所述的导电纤维，其在...

【专利技术属性】
技术研发人员：胜田大士，须藤真史，武知慎吾，鹿野秀和，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：