專利名稱：導(dǎo)電紗線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬導(dǎo)電紗線和一種用于制造這種金屬導(dǎo)電紗線的方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電紗線在本領(lǐng)域內(nèi)是公知的。
導(dǎo)電紗線可以以非金屬導(dǎo)電材料(例如碳纖維)為基礎(chǔ)制成，也可以基于具有金屬性質(zhì)的纖維或金屬纖維制成。
如果要獲得較低的電阻，優(yōu)選采用長絲紗線。
這種長絲紗線可包括一組被加捻在一起的金屬長絲，例如不銹鋼長絲。但是，現(xiàn)有的這些紗線包括多根直徑大于100微米的長絲，這樣就使這些長絲紗線更像相對較細(xì)且堅硬的金屬繩。
另外，由直徑小于30微米的不銹鋼纖維構(gòu)成的不銹鋼纖維紗線也已經(jīng)是公知的。
由于不銹鋼具有較高的電阻率，因此電阻較小的紗線將具有比較粗的結(jié)構(gòu)(或者較高的細(xì)度，由Tex表示，單位為g/km)。這種粗紗線會因為紗線結(jié)構(gòu)的柔性而變得非常疏松。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬導(dǎo)電紗線，在這種導(dǎo)電紗線中，每延米的電阻值較小，而且其柔性至少與傳統(tǒng)的紡織紗相同。
作為本發(fā)明之主題的紗線包括多根不銹鋼纖維。這些不銹鋼纖維涂敷有一層金屬(在下文中稱之為“金屬涂層”)。該金屬涂層是由一種與制造不銹鋼纖維所用的不銹鋼合金一樣具有較小電阻率的金屬材料構(gòu)成的。
通過使作為本發(fā)明之主題的紗線具有一定的橫截面，而使金屬涂層的重量與該導(dǎo)電紗線總重量的百分比優(yōu)選小于50％(重量百分比)，最好小于40％(重量百分比)。金屬涂層與導(dǎo)電紗線總重量的百分比優(yōu)選大于1％(重量百分比)，最好大于5％(重量百分比)。
該金屬涂層的平均最大厚度優(yōu)選小于8微米，最好小于4微米。該金屬涂層的平均最大厚度最好大于0.01微米。如果平均最大厚度較小，那么就不能在作為本發(fā)明之主題的紗線的整個長度上形成可靠的電阻。
金屬涂層的最大厚度應(yīng)被理解為金屬層在作為本發(fā)明之主題的紗線的徑向橫截面內(nèi)的最大厚度。平均最大厚度可為理解為通過對作為本發(fā)明之主題的紗線的多個不同徑向橫截面進(jìn)行測量后，所測得的最大厚度的平均值，而所測橫截面具體數(shù)量決定于所采用的統(tǒng)計方法，例如MIL標(biāo)準(zhǔn)。
對于作為本發(fā)明之主題的紗線而言，最好在該導(dǎo)電紗線內(nèi)的每個不銹鋼纖維周圍都設(shè)置有一個厚度相同的金屬涂層，但這不是必須的。
該金屬涂層也可僅設(shè)置在這些纖維的面朝外的表面上，即設(shè)置在這種導(dǎo)電紗線的外側(cè)上?！懊娉獾谋砻妗睉?yīng)被理解為纖維的局部外覆表面，而不是面向該導(dǎo)電紗線中的其他纖維的表面。
該金屬涂層優(yōu)選由銅、鋁、銀、金、鎳、鈦、鎢、鋅、鉻、錫、鉑、銅合金、鋁合金、銀合金、金合金、鎳合金、鈦合金、鎢合金、鋅合金、鉻合金、錫合金、鉑合金及其組合物構(gòu)成。最好采用銅或銅合金。金屬涂層的電阻率優(yōu)選介于15至500Ω*mm2/km的范圍內(nèi)，但最好介于15至90Ω*mm2/km的范圍內(nèi)。
一種導(dǎo)電纖維包括多根不銹鋼纖維，這些不銹鋼纖維可以是由不銹鋼人造纖維制成的不銹鋼長絲。
作為本發(fā)明之主題的紗線包括一束以上的不銹鋼長絲。這些絲束包括多根不銹鋼長絲。這些絲束可以設(shè)置有涂層，之后，通過對這些帶涂層的絲束進(jìn)行加捻和/或合股而將其變成紗線?；蛘?，這些由不銹鋼細(xì)絲構(gòu)成的絲束可通過加捻和/或合股而形成紗線，利用金屬合金對該紗線進(jìn)行涂覆，這是本發(fā)明的主題。
作為一種替代結(jié)構(gòu)，作為本發(fā)明之主題的導(dǎo)電紗線可包括多根不銹鋼纖維，這些不銹鋼纖維都是人造纖維，而且首先被捻成單股導(dǎo)電紗線。接著，就可將多個單股導(dǎo)電紗線絞合成多股經(jīng)捻制而成的導(dǎo)電紗線。接下來，就可以利用金屬涂層對這種單股或多股導(dǎo)電紗線進(jìn)行涂覆，這就是本發(fā)明的主題所在。或者，也可對一束不銹鋼長絲進(jìn)行涂覆并將其破斷成多根帶涂層的不銹鋼纖維，然后利用合適的給紗方法將其捻成作為本發(fā)明之主題的單股或多股導(dǎo)電紗線。
這些不銹鋼纖維最好采用當(dāng)量直徑介于0.5至50微米之間的纖維，而且該當(dāng)量直徑最優(yōu)選介于1微米至25微米的范圍內(nèi)。纖維的當(dāng)量直徑應(yīng)被理解為一個假想圓的直徑，該假想圓與纖維之橫截面具有相同表面面積。
不銹鋼合金最好采用AISI300系列或AISI400系列的產(chǎn)品，例如AISI302、AISI316或AISI316L或AISI430。不銹鋼合金也可以是一種鐵-鉻-鋁合金(例如fecralloy)或鎳-鉻-鋁合金。電阻率最好介于500至900Ω*mm2/km的范圍內(nèi)。
不銹鋼纖維束或每個單股導(dǎo)電紗線其單位截面內(nèi)最好包括少于1000根的不銹鋼纖維，而每個導(dǎo)電紗線在單位截面內(nèi)的不銹鋼纖維數(shù)量最好少于3000根纖維。
根據(jù)絲束內(nèi)不銹鋼長絲的數(shù)量和涂層的厚度及涂層金屬合金的不同，可以得到作為本發(fā)明之主題的導(dǎo)電紗線，其線性電阻(Ω/m)優(yōu)選介于0.1至400Ω/m的范圍內(nèi)，最好小于400Ω/m或甚至小于100Ω/m，例如小于80Ω/m。線性電阻(Ω/m)優(yōu)選大于0.1Ω/m或甚至大于0.2Ω/m，例如0.2Ω/m，0.5Ω/m，2Ω/m，7Ω/m，14Ω/m。
與此相關(guān)，作為本發(fā)明之主題的導(dǎo)電紗線其單位重量上的電阻(Ω/g)可以減小到?jīng)]有涂層的不銹鋼導(dǎo)電紗線在單位細(xì)度(perfineness)上的電阻值的25％或10％。
可以利用多種涂覆方法將金屬涂層涂覆到不銹鋼纖維束上。
該金屬涂層最好利用電化學(xué)鍍覆方法來完成。但是，也可以采用浸漬、氣相涂覆或等離子涂覆方法。
作為本發(fā)明之主題的紗線例如可用于提供能夠進(jìn)行電加熱的紡織品或織物中的導(dǎo)電紗線。
由于作為本發(fā)明之主題的紗線具有良好的柔性，因此這些紗線可以被加工成不存在重大缺陷的機(jī)織織物、編織織物或針織織物。
另一方面，電阻可以很容易地進(jìn)行改變，因為金屬層的厚度可以通過多種容易的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。
這種導(dǎo)電紗線最好被應(yīng)用于紡織領(lǐng)域內(nèi)，例如用于可加熱的織物、服裝或毯子上，或者用于提供可加熱的汽車座椅和座套。該導(dǎo)電紗線例如還可以在機(jī)織織物或針織織物內(nèi)用于傳導(dǎo)電流和/或電信號。


下面將參照附圖對本發(fā)明加以詳細(xì)說明，其中圖1、2和3示意性地示出了作為本發(fā)明之主題的導(dǎo)電紗線的徑向橫截面。
具體實施例方式
作為實例，一個單股不銹鋼纖維束包括有275根當(dāng)量直徑為12微米的長絲，而且該纖維束還涂覆有一個銅層。這些不銹鋼長絲可由AISI316L制成，而且在每米長度上沿Z方向加捻100圈。這種紗線的細(xì)度為250Tex，其線性電阻為30Ω/m，單位重量的電阻為120Ω/g。
這種單股不銹鋼纖維束涂覆有一個銅涂層，該涂層的最大厚度為6微米，而且每米48毫克的銅利用電鍍法進(jìn)行涂覆。作為本發(fā)明之主題的導(dǎo)電紗線其細(xì)度為298Tex，線性電阻僅為4Ω/m。作為本發(fā)明之主題的這種導(dǎo)電紗線其單位重量的電阻值為13.4Ω/g。
圖1示意性地示出了作為本發(fā)明之主題的導(dǎo)電紗線11的徑向剖視圖。多根不銹鋼纖維12被絞合在一起，多根長絲13具有部分朝向遠(yuǎn)離該導(dǎo)電紗線并且面朝外的外覆表面14。銅涂層15被涂覆在這個面朝外的外覆表面上。該涂層的最大厚度為16。測得的平均最大厚度為6微米。
這種不銹鋼AISI316L纖維其電阻率為983Ω*mm2/km，而銅涂層的電阻率為17Ω*mm2/km。
圖2示出了作為本發(fā)明之主題的另一導(dǎo)電紗線的徑向剖視圖。上述的兩個導(dǎo)電紗線21(在圖1中由附圖標(biāo)記11表示)被絞合在一起，從而形成一個作為本發(fā)明之主題的雙股導(dǎo)電紗線22。這樣就形成了一種作為本發(fā)明之主題的導(dǎo)電紗線，該導(dǎo)電紗線的線性電阻約為2Ω/m。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例的橫截面。兩束不銹鋼纖維包括有275根當(dāng)量直徑為12微米的長絲并被絞合在一起，從而形成一個具有兩股的導(dǎo)電紗線。這種兩股導(dǎo)電紗線31涂覆有一層銅32。該層銅僅設(shè)置在纖維33的纖維外覆表面上，該外覆表面面向作為本發(fā)明之主題的導(dǎo)電紗線的外部。與圖2所示之實施例的區(qū)別在于在絲束面向外部的長絲的外覆表面帶有涂層。
這樣制成的紗線可被用作織造織物或針織織物中的加熱元件(電阻加熱)，從而被用作可加熱的織物，這樣就可以對汽車的座椅進(jìn)行加熱或?qū)τ糜诟采w汽車座椅的織物進(jìn)行加熱。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電紗線，其包括多根不銹鋼纖維，所述不銹鋼纖維具有一定的不銹鋼電阻率，其特征在于所述不銹鋼纖維涂覆有一個金屬涂層，所述金屬涂層由電阻率低于不銹鋼的金屬材料構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的導(dǎo)電紗線，其特征在于所述金屬涂層占所述導(dǎo)電紗線總重量的重量百分比小于50％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的導(dǎo)電紗線，其特征在于所述金屬涂層占所述導(dǎo)電紗線總重量的重量百分比大于1％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的導(dǎo)電紗線，其特征在于所述金屬涂層的最大厚度小于8微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的導(dǎo)電紗線，其特征在于所述金屬涂層的最大厚度大于0.01微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的導(dǎo)電紗線，其特征在于所述不銹鋼纖維具有落入0.5至50微米的范圍內(nèi)的當(dāng)量直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6的導(dǎo)電紗線，其特征在于所述金屬涂層由一種從下述這組材料中選出的元素構(gòu)成銅、鋁、銀、金、鎳、鈦、鎢、鋅、鉻、錫、鉑、銅合金、鋁合金、銀合金、金合金、鎳合金、鈦合金、鎢合金、鋅合金、鉻合金、錫合金、鉑合金及其組合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的導(dǎo)電紗線，其特征在于所述金屬涂層由銅或銅合金構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的導(dǎo)電紗線，其特征在于所述導(dǎo)電紗線在其每個截面內(nèi)包括小于3000根的不銹鋼纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9的導(dǎo)電紗線，其特征在于所述導(dǎo)電紗線的所述線性電阻小于400Ω/m。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10的導(dǎo)電紗線，其特征在于所述不銹鋼纖維為不銹鋼長絲。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10的導(dǎo)電紗線，其特征在于所述不銹鋼纖維為不銹鋼短纖維。
13.將根據(jù)上述權(quán)利要求之一的導(dǎo)電紗線應(yīng)用到一個可加熱的紡織品內(nèi)。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的導(dǎo)電紗線用于提供一個可加熱的汽車座椅或座套。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的導(dǎo)電紗線用于傳導(dǎo)電流或電信號。
全文摘要
一種導(dǎo)電紗線包括多根具有特定電阻率的不銹鋼纖維。這些不銹鋼纖維涂覆有一個金屬涂層，該金屬涂層由一種具有特定電阻率并且其電阻率小于不銹鋼之電阻率的金屬材料構(gòu)成。
文檔編號D02G3/44GK1653217SQ03810751
公開日2005年8月10日 申請日期2003年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月13日
發(fā)明者道格拉斯·瓦特松, 波爾·斯佩萊爾斯, 韋姆·韋布魯格 申請人:貝克特股份有限公司