專利名稱：具有導電部分的紡織品及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織品，尤其涉及具有導電部分的紡織品，以及用于生產(chǎn)這種紡織品的方法。
將電氣或電子元器件集成到衣服等中對于所謂的“可佩帶的電子設備”團體以及保健監(jiān)測和治療應用來說都很有意義。在衣服中布線并不是最佳解決方案，因為提供這種布線有損于衣服的外觀或懸掛。此外，在衣服中提供布線和相關(guān)的接插件等通常會涉及到在制衣行業(yè)中不常用的技術(shù)。
解決與上述事項有關(guān)的某些問題的一種方法是在衣服自身的織物中結(jié)合導電紗線，以提供導電軌跡等。這種軌跡通常需要絕緣或隱藏在特定區(qū)域內(nèi)，這可通過在傳統(tǒng)的“裁剪和縫制”方法中提供其它的織物層來實現(xiàn)。這種方法會以不合需要的方式改變衣服的外觀或懸掛，并在生產(chǎn)期間導致了額外的人工和費用。
本發(fā)明的一個目的是至少部分地解決上述問題。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種包括兩層或多層至少部分重疊的層的紡織品，其中第一層具有包括了導電材料的部分，而第二層具有包括了電絕緣材料的部分，其中包括電絕緣材料的部分設于包括有導電材料的部分的附近，從而至少部分地覆蓋了包括有導電材料的部分并因此使之電絕緣。第一層和第二層可由被折疊起來以提供重疊區(qū)域的普通整體部件形成。
第一和第二層可以是針織結(jié)構(gòu)。在這種情況下，這些層可以是圓筒型針織技術(shù)的產(chǎn)品。在采用圓筒型針織技術(shù)時，第一和第二層可由大致管形的部件形成，該部件隨后被折疊以使該部件的一個部分與其另一部分折在一起，從而分別提供了形成第一層的內(nèi)管形部分和形成第二層的外管形部分。
這樣就可以提供一種具有導電軌跡或電極的物品，該導電軌跡或電極包含在一個針織層中，其僅通過將該部件針織成所需的樣式并進行最少量的后續(xù)針織工作即可與另一相鄰層絕緣。與在未利用本發(fā)明優(yōu)點的情況下生產(chǎn)出來的物品相比，這種紡織品能夠以更低的制造成本生產(chǎn)出來。這種紡織品在外觀和懸掛方面也有好處，這是因為降低了將多個部件縫制在一起的需要，從而可以生產(chǎn)出簡單且舒適的衣服，而且沒有接縫或者接縫的數(shù)量很少。
本發(fā)明的這些和其它方面體現(xiàn)在所附權(quán)利要求中，權(quán)利要求供讀者參考，并通過引用結(jié)合于本文中。
下面將參考附圖來介紹本發(fā)明，其中

圖1是用于形成本發(fā)明紡織品的第一實施例的織物結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2是本發(fā)明紡織品的第一實施例的透視圖；圖3是織物材料的一部分的橫截面圖；圖4是折疊了一次的圖3所示材料；圖5是折疊了兩次的圖3所示材料。
應當注意的是，附圖都是示意性的，并未按比例繪制。為了清楚和方便起見，附圖中各部分的相關(guān)尺寸和比例已被放大或縮小。采用相同的標號來表示不同實施例中的相應或相似的特征。
參見圖1，紡織品10通過用圓筒型針織工藝(通常稱為無縫針織)來制造，形成了在方向T上大致呈管形或圓柱形狀的結(jié)構(gòu)11。該結(jié)構(gòu)11形成為單件物品，并包括第一部分11a和第二部分11b，當從大致處于管形結(jié)構(gòu)的一半長度處的分界線12處看去時，第二部分11b的形狀大致是第一部分11a形狀的鏡像。本示例的紡織品10是乳罩或女式上裝，雖然其結(jié)構(gòu)被描述成大致管形，然而通過選擇性地使用不同的縫合結(jié)構(gòu)和/或引入可彈性伸展的紗線(例如彈性纖維紗(elastaine))，就可以根據(jù)不同區(qū)域的需要而改變該結(jié)構(gòu)的直徑。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的那樣，可以控制針織花紋來生產(chǎn)出諸如開口13a，13b，14a，14b。針織結(jié)構(gòu)11由一條或多條大致電絕緣的紗線生產(chǎn)出來。然而，針織結(jié)構(gòu)11的兩個區(qū)域15包括導電紗線，以便使這些區(qū)域能夠?qū)щ?。這些區(qū)域用作電極，用于檢測穿戴者的與其脈搏相關(guān)的電信號。區(qū)域15設置在針織結(jié)構(gòu)的一部分中，使得在穿上該衣服10時，各導電區(qū)域均在低于胸部、朝向胸腔下部的位置處接觸到穿戴者的皮膚。實際上，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的那樣，如果仍可檢測到適當?shù)碾娦盘?，那么電極可能在其它位置接觸到穿戴者的皮膚。
導電區(qū)域是針織結(jié)構(gòu)11的一個整體部分，并根據(jù)需要通過在導電紗線中進行捻接來限定。捻接是指在針織區(qū)域中選擇性地引入紗線。各導電電極形成區(qū)域15都裝有從中引出的電連接的針織導電軌跡16，使得電極形成區(qū)域15所檢測到的信號能與用于進一步處理信號的裝置進行通訊，例如放大或者傳輸，這根據(jù)具體情況而定。通過以與用來生產(chǎn)導電電極形成區(qū)域15相同或類似的方法來提供導電軌跡16。
一旦已經(jīng)完成針織結(jié)構(gòu)11，就將第二部分11b提起來，以便在分界線12處折疊該針織結(jié)構(gòu)，使得第二部分11b形成了物品10的外層，而第一部分11a形成了物品10的內(nèi)層。開口13a與開口13b對齊，以形成第一手臂孔，開口14a與開口14b對齊，以形成第二手臂孔。由第一部分11a和第二部分11b所形成的內(nèi)、外層可通過縫合而相互間固定住，如圖2中的虛線17所示。然而，這種連接不是必需的，也可以采用可將內(nèi)、外層以所需的關(guān)系相互間固定住的其它技術(shù)。
可在導電紗線的區(qū)域15的周圍設置硅，以便在衣服的該區(qū)域與穿戴者的皮膚之間提供額外的夾持。這種額外的夾持減少了感應電極在電極形成區(qū)域15和皮膚上的運動，運動的減少導致了會在電極所提供的信號中引起電噪音的運動減少。已經(jīng)觀察到，在形式為針織區(qū)域15的情況中，存在于電極中心附近的一定量的導電濕氣改善了與用戶脈搏相關(guān)的電信號的感應。因此，可以提供硅來增強感應電極附近的排汗，或者在那些電極區(qū)域中保持濕度。在一種設置中，硅設置在乳罩的內(nèi)層上以形成通道，使得在使用期間，使用者的汗水被通道引導至電極的附近。硅可以設置在乳罩的內(nèi)層上以形成通道，使得在使用期間，使用者的汗水被通道引導而離開軌跡的附近區(qū)域。在一種特定的設置中，在使用期間，產(chǎn)生于胸部以下區(qū)域中的汗水經(jīng)由多條通道在重力的作用下而被引向電極。這些通道由設于內(nèi)層11a的內(nèi)表面上的多個硅制肋條形成，其壓在使用者的皮膚上。
通過應用所謂的“定形”或“成形”可對衣服進行能產(chǎn)生其它形狀的處理，在上述定形中將衣服保持為所需的形狀且同時施加熱量；這些熱量使得衣服能保持住該形狀。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的那樣，也可以使用其它的衣服構(gòu)造技術(shù)。
由第一部分11a和第二部分11b分別形成的內(nèi)、外層使得導電電極形成區(qū)域15成為內(nèi)層的一部分，但從外部來看則被外層隱藏起來，并且與外層接觸。這在圖2中通過由虛線示出的導電電極形成區(qū)域15來表示。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚，通過形成帶有選擇性的導電和絕緣區(qū)域的織物結(jié)構(gòu)，然后折疊該結(jié)構(gòu)，使得導電區(qū)域選擇性地暴露出來或者被隱藏起來，就可以生產(chǎn)出物品，這種生產(chǎn)物品的實踐允許生產(chǎn)出大量的裝置。例如，含有導電軌跡的層可通過設置絕緣層而與人體皮膚絕緣，該絕緣層使得導電軌跡保持為遠離皮膚。該絕緣層可在印制階段中設置，其中將沉積電絕緣材料。此外，在印制階段中也可設置導電區(qū)域，其中將沉積導電材料。
上述示例介紹了通過將結(jié)構(gòu)折疊一次以形成內(nèi)、外層而生產(chǎn)出來的織物。這在圖3和4中示意性示出。一部分織物材料30生產(chǎn)成使得導電區(qū)域32被電絕緣區(qū)域31a，31b所包圍。該材料可以折疊至如圖4所示的折疊狀態(tài)，使得部分31a在一側(cè)電屏蔽了導電部分32。然而，本發(fā)明并不限于僅將織物結(jié)構(gòu)折疊一次；可以進行一次或多次折疊。這顯示于圖5中，其中織物材料30的部分以蛇形的方式被折疊了兩次，使得第一絕緣部分31a屏蔽了導電部分32的一側(cè)，而第二絕緣部分31b屏蔽了導電部分32的另一側(cè)。因此，導電部分32被電絕緣部分31完全屏蔽起來。
紗線可以是復絲中的單絲。絕緣區(qū)域可以包括一種或多種類型的紗線。導電區(qū)域可以包括一種或多種類型的紗線。導電區(qū)域可以包括導電的和電絕緣的紗線。適當?shù)膶щ娂喚€材料包括碳纖維導電聚合物，或者是其它因其成分而具有導電性能的聚合物。其它適當?shù)膶щ姴牧习ㄖT如涂覆有導體的聚酰胺的絕緣體，導體例如為銅、鋁、金和銀的涂層。電鍍技術(shù)包括無電電鍍。紗線可以是金屬的。適當?shù)慕^緣材料包括尼龍、聚酰胺、醋酸纖維、棉和羊毛。實際上，可以使用任何適當?shù)目椢锊牧?，不管它是自然的還是人造的，只要可以將它們加工成本發(fā)明的物品即可。
在上文中已經(jīng)通過具體地參照乳罩或女式上裝形式的實施例來介紹了本發(fā)明。然而這只是示例性的，實際上，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，紡織品可采用其它的形式，包括男式上裝；某些其它的衣服、衣服附件、保健監(jiān)測設備、保健治療設備、體育訓練產(chǎn)品、可佩戴的計算裝置，或者用于一種或多種這些產(chǎn)品的部件。
通過閱讀本說明書，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知曉其它的變化。這些改變涉及到在紡織品的設計、制造、使用及其應用中已經(jīng)知曉的其它特征，它們可用來替代本文所介紹的特征，或者作為這些特征的附加。這些紡織品例如為衣服、衣服附件、保健監(jiān)測或治療設備、體育訓練產(chǎn)品、可佩戴的計算裝置。
權(quán)利要求
1.一種紡織品(10)，包括兩層或多層至少部分重疊的層，其中第一層(11a)具有包括導電材料的部分(15，32)，而第二層(11b)具有包括電絕緣材料的部分(11b，31)，其中，所述包括電絕緣材料的部分(31)設于所述包括導電材料的部分(32)的附近，從而至少部分地覆蓋了所述包括導電材料的部分，并因此使之電絕緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紡織品(10)，其特征在于，所述第一層和第二層由被折疊起來以提供重疊區(qū)域的普通的整體部件(11)形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紡織品(10)，其特征在于，所述第一和第二層為針織結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紡織品(10)，其特征在于，所述這些層為圓筒型針織技術(shù)的產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紡織品，其特征在于，所述第一和第二層由大致管形的部件(11)形成，所述部件隨后被折疊以使所述部件的一個部分(11a)與其另一部分(11b)折在一起，從而分別提供了形成所述第一層的內(nèi)管形部分和形成所述第二層的外管形部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紡織品，其特征在于，所述包括導電材料的部分(32)形成了電極(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項或多項所述的紡織品，其特征在于，所述包括導電材料的部分(32)形成了導電軌跡(16)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項或多項所述的紡織品，其特征在于，所述紡織品(10)是衣服、衣服附件、保健監(jiān)測設備、保健治療設備、體育訓練產(chǎn)品、可佩戴的計算裝置或用于一種或多種這些產(chǎn)品的部件中的一種。
9.一種用于制造具有根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項或多項所述的技術(shù)特征的紡織品的方法。
10.一種用于提供包括有兩層或多層至少部分折疊的層的紡織品(10)的方法，所述方法包括步驟提供第一層(11a)，其具有包括導電材料的部分(15，32)；提供第二層(11b)，其具有包括電絕緣材料的部分；對所述層進行設置，使得所述包括電絕緣材料的部分位于所述包括導電材料的部分(32)的附近，從而至少部分地覆蓋所述包括導電材料的部分，并因此使之電絕緣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一層和第二層通過折疊普通的整體部件(11)以提供重疊區(qū)域來形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述第一和第二層以針織結(jié)構(gòu)的形式來提供。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一和第二層通過執(zhí)行圓筒型針織技術(shù)來提供。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟從大致管形的部件(11)中形成第一和第二層；并且將所述部件折疊起來以使所述部件的一個部分(11a)與其另一部分(11b)折在一起，從而分別提供形成所述第一層的內(nèi)管形部分和形成所述第二層的外管形部分。
全文摘要
從利用圓筒型針織技術(shù)所形成的針織部件(11)中生產(chǎn)出形式為乳罩或女式上裝的紡織品，該部件(11)形成為包括有第一部分(11a)和第二部分(11b)的單件體，當從大致位于管形結(jié)構(gòu)一半長度處的分界線(12)處看去時，第二部分(11b)的形狀大致是第一部分(11a)形狀的鏡像。該針織結(jié)構(gòu)由電絕緣的紗線來生產(chǎn)。然而，針織結(jié)構(gòu)(11)的兩個區(qū)域包括用于形成電極(15)的導電紗線。導電紗線還用來產(chǎn)生從各電極(15)中引出的導電軌跡(16)。將第二部分(11b)提起以在分界線(12)處折疊該針織結(jié)構(gòu)，從而使第二部分(11b)形成了外層，而第一部分(11a)形成了內(nèi)層。這樣，導電電極形成區(qū)域(15)變成了內(nèi)層的一部分，它們被外層電絕緣。
文檔編號D04B1/22GK1652720SQ03810489
公開日2005年8月10日 申請日期2003年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月14日
發(fā)明者W·B·瓦倫蒂內(nèi), N·A·蒂伯里, P·C·瓦格納, I·阿爾徹, K·馬馬 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司