CZ20031087A3 - Vlákno s elektrickým odporem závislým na teplotě - Google Patents

Vlákno s elektrickým odporem závislým na teplotě Download PDF

Info

Publication number
CZ20031087A3
CZ20031087A3 CZ20031087A CZ20031087A CZ20031087A3 CZ 20031087 A3 CZ20031087 A3 CZ 20031087A3 CZ 20031087 A CZ20031087 A CZ 20031087A CZ 20031087 A CZ20031087 A CZ 20031087A CZ 20031087 A3 CZ20031087 A3 CZ 20031087A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fiber
core
matrix
conductive
filament
Prior art date
Application number
CZ20031087A
Other languages
English (en)
Inventor
Alfred R. Deangelis
Earle Wolynes
Original Assignee
Milliken & Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Milliken & Company filed Critical Milliken & Company
Publication of CZ20031087A3 publication Critical patent/CZ20031087A3/cs

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D11/00—Other features of manufacture
    • D01D11/06—Coating with spinning solutions or melts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/38—Threads in which fibres, filaments, or yarns are wound with other yarns or filaments, e.g. wrap yarns, i.e. strands of filaments or staple fibres are wrapped by a helically wound binder yarn
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/441—Yarns or threads with antistatic, conductive or radiation-shielding properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2922—Nonlinear [e.g., crimped, coiled, etc.]
    • Y10T428/2924—Composite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2927—Rod, strand, filament or fiber including structurally defined particulate matter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2929—Bicomponent, conjugate, composite or collateral fibers or filaments [i.e., coextruded sheath-core or side-by-side type]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2929—Bicomponent, conjugate, composite or collateral fibers or filaments [i.e., coextruded sheath-core or side-by-side type]
    • Y10T428/2931—Fibers or filaments nonconcentric [e.g., side-by-side or eccentric, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Description

Oblast techniky
Předložený vynález se obecně týká elektrických vodivých vláken, zejména elektricky vodivých vláken s odporem, který se mění v závislosti na teplotě.
Dosavadní stav techniky
Elektricky vodivé prvky jsou používány jako topné prvky v textiliích jako jsou pletené nebo tkané látky. Do textilie jsou zabudovány elektricky vodivé prvky, přičemž těmito elektricky vodivými prvky prochází elektrický proud. Z těchto důvodů zde vyvstává potřeba elektricky vodivých prvků, jako jsou vlákna, pro použití v materiálech jako jsou textilie.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 představuje pohled na zvětšený příčný řez jedním provedením podle předloženého vynálezu, znázorněným j ak vlákno s proměnným odporem v závislosti na teplotě.
Obr. 2 znázorňuje graf závislosti proudu ha napětí, na jednom palci délky, u jednoho provedení vlákna podle předloženého vynálezu a
Obr. 3 ukazuje graf, znázorňující rozdílnou teplotní závislosti elektrického odporu jednoho provedení vlákna, vyrobeného podle předmětného vynálezu a „běžných“ vodivých materiálů,které
ÍI, by bylo možné použít v tkaninách.
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněno vlákno 10 s elektrickým odporem, závislým na teplotě, představující jedno provedení předmětného vynálezu. Vlákno 10 obecně zahrnuje jádro 100 vlákna 10 a plášť 200 s kladným teplotním koeficientem odporu (PTCR). Jak je z obr. 1 zřejmé, vlákno 10 s proměnným teplotním koeficientem, má kruhový příčný průřez, předpokládá se však, že vlákno 10 může mít i jiné příčné průřezy, které jsou vhodné pro zabudování do textilií, jako například oválný, plochý apod.
Jádro 100 vlákna 10 je z jakéhokoliv materiálu, poskytujícího pružnost a pevnost textilnímu vláknu. Jádro 100 vlákna 10 může být vytvořeno jako syntetické vlákno z polyesteru, nylonu, akrylátu, rayonu, Kevlaru, Nomexu, skla ,nebo může být vytvořeno z přírodních materiálů jako bavlna, vlna, hedvábí, len a podobně. Jádro 100 vlákna 10 může být vytvořeno z jednoho vlákna, více vláken nebo střiže. Dále ještě navíc jádro 100 vláknalO může být ploché, předené nebo jiných typů, které jsou používány v textiliích. U jednoho provedení je jádro 100 z nevodivého materiálu.
Plášť 200 s kladným teplotním součinitelem odporu (PTCR) je z materiálu, který vykazuje zvýšený elektrický odpor za zvýšené teploty. U provedení podle předmětného vynálezu, znázorněného na obr.l, plášť 200 s kladným teplotním součinitelem odporu obecně zahrnuje jednotlivé elektrické vodiče 210 navzájem promísené uvnitř tepelně roztažné základní hmoty 220 s nízkou elektrickou vodivostí (TELČ).
Jednotlivé elektrické vodiče 210 vytvářejí elektrickou vodivou cestu skrz plášť 200 s kladným teplotním koeficientem (PTCR). Jednotlivé elektrické vodiče jsou tvořeny s výhodou částicemi 210 materiálu resp. částicemi 210 z vodivého materiálu, jako vodivě povlečené kuličky, vodivé šupinky, vodivá vlákna a podobně. Vodivé částečky vlákna nebo šupinky mohou být z takových materiálů jako je uhlík, tuha, zlato, Stříbro, měď, nebo některý další z podobných vodivých materiálů. Vodivé kuličky mohou být tvořeny kuličkami z materiálů jako je sklo, keramika, měď, jenž jsou pokryty takovými vodivými materiály jako je uhlík, tuha, stříbro nebo podobné vodivé materiály. Kuličky jsou vytvořeny jako mikrokuličky,přičemž u jednoho provedení, podle vynálezu, jsou použity kuličky, mající průměr mezi 10 gm a asi 100 pm.
Tepelně roztažná základní hmota 220 s nízkou elektrickou vodivostí (TELČ), má vyšší koeficient tepelné roztažnosti než mají elektricky vodivé částice 210 .
Materiál tepelně roztažné základní hmoty 220 je vybrán tak, aby expandoval s teplotou, a tím aby se jednotlivé vodivé částice 210 v základní hmotě 220 oddělovaly. Vzájemné oddělení vodivých částic 210 zvýší elektrický odpor pláště 200 s kladným teplotním koeficientem odporu. Tepelně roztažená základní hmota 220 s nízkou tepelnou roztažnosti (TELČ) je také pružná v rozsahu, potřebném pro zabudování do vlákna. U jednoho provedení je základní hmotou 220 s nízkou tepelnou roztažnosti (TELČ) ethylen ethylakrylát (EEA) nebo kombinace ethylakrylátu s polyethylenem. Ostatní materiály, které by mohly splňovat požadavky na materiály používané jako základní hmota 220 s nízkou tepelnou roztažnosti, zahrnují polyethylen, polyolefiny, halogenderiváty polyethylenu, termoplastové a termosetrické materiály.
• ·
9 9 9 • · · · • · · ··· ····
9 9 909 99 9 99 99 :
Plášť 200 s kladným tepelným koeficientem odporu může být vytvořen na jádru 100 vytlačováním, potahováním nebo jakoukoliv jinou metodou vhodnou pro vytváření vrstvy z materiálu na jádře 100 vlákna 10. Výběr jednotlivých typů jednotlivých elektrických vodičů210 (například šupinek, vláken, kuliček atd.) může propůjčit různé vlastnosti co se týká závislosti elektrického odporu na teplotě a rovněž i mechanických vlastností pláště 200 s kladným teplotním koeficientem. Základní hmota 220 s nízkou tepelnou roztažností může být vytvořena tak, aby odolávala nebo zabraňovala měknutí nebo tavení při pracovních teplotách. Bylo stanoveno, že hodnota vhodného odporu vlákna 10 by se měla měnit, v rozsahu asi Ο,ΓΩ/palec do asi 2500 Ώ/palec a to v závislosti na požadovaném použití.
Popis vlastností materiálu, který by mohl být vhodný jako plášť 200 s kladným teplotním koeficientem odporu, lze také nalézt v US patent č. 3,243,753, uděleném 29. března 1966 Fredu Kehlerovi, kde je uveden v celé své šíři a s konkrétními odkazy.. Popis vlastností jiného materiálu, který by byl vhodný pro plášť 200 s kladným teplotním koeficientem odporu, je také uveden v dalším Us patent č. 4,818,439, uděleném 4. dubna 1984 na jméno Blackledge a kol. Je zde rovněž uveden v celé šíři s příslušnými odkazy.
U jednoho provedení předloženého vynálezu, tepelně roztažná základní hmota 220 s nízkou elektrickou vodivostí, může být vytvrzena zesítněním materiálu, například zářením, po vytvoření jádra 100. U jiného provedení tepelně roztažná základní hmota 220 s nízkou elektrickou vodivostí, může být vytvrzena, přičemž tepelně roztažnou základní hmotou 220 s nízkou elektrickou vodivostí je termosetický polymer. U dalšího provedení předloženého vynálezu, tepelně roztažná základní hmota 220 s nízkou elektrickou vodivostí, může být ponechána ve takovém stavu, aby při konkrétní teplotě měkla a vytvářela tak zabudovanou „pojistku“, která přeruší vodivost tepelně roztažné základní hmoty 220 s nízkou elektrickou vodivostí v dané oblasti zvolené teploty.
Izolátor 300 je z elektricky nevodivého materiálu, který vyhovuje pružnosti vlákna. U jednoho z provedení vynálezu, je jeho koeficient tepelné roztažností blízký základní hmotě 220 s nízkou elektrickou vodivostí. Izolátor 300, může být z termoplastu, termosetu nebo, termoplastu, který se na základě zpracování změní na termoset, jako například polyethylen. Vhodné materiály pro izolátor 300 zahrnují polyethylen, polyvinylehlorid a podobné materiály. Izolátor 300 může být vytvořen na plášti 200 s kladným teplotním koeficientem odporu vytlačováním, nanášením, nabalením nebo ovinutím a ohřátím materiálu 300.
• · · ···· · · ···· • · · · · · · ··· ··· ···· ·· ···· ·· · ·· ··
I
Napětí přivedené napříč vlákna 10 vyvolá elektrický proud, protékající pláštěm 200 s kladným teplotním součinitelem odporu. Pokud se teplota vlákna 10 se zvyšuje, odpor pláště 200 s kladným teplotním součinitelem se zvyšuje. Zvýšení odporu vlákna 10 je způsobeno roztažením základní hmoty 220 s nízkou elektrickou vodivostí, při kterém dojde k oddělení vodivých částic 210 v základní hmotě 220 s nízkou elektrickou vodivostí, čímž se přeruší vodivé mikrocestičky podél délky vlákna 10 a zvětší se celkový odpor pláště 200 s kladným teplotním součinitelem odporu. Konkrétní vztah mezi teplotou a elektrickou vodivostí je dán jinou přihláškou. Například elektrická vodivost může vzrůstat pomalu do dané hodnoty a vzrůst rychle u teploty, kdy dojde k přerušení mikrospojů.
Příklady provedení
Předložený vynález bude dále osvětlen s odkazy na následující příklady.
*
Přikladl
Vlákno s teplotně závislým odporem je vytvořen z jádra vlákna z vícevláknového polyesteru o jemnosti 500 denier s pláštěm s kladným teplotnímsoučinitelem odporu s padesáti procenty (50%) ethylen ethylakrylátu EEA. Průměrná velikost vlákna byla asi 40 mils s jemností 8100 denier .Před vytlačením pláště, s kladným tepelným součinitelem odporu na jádro vlákna, byl materiál pláště vysušován při teplotě 165° F po dobu nejméně dvacet čtyři (24) hodin. Vlákno bylo vytvořeno vytlačováním tepelně roztažné základní hmoty (TELČ), vytvářející povlak na jádru vlákna při teplotě asi 430° F skrze otvor asi 47 mils a tlaku kolem 6600 psi. Potažené jádro vlákna bylo ochlazeno ve vodě při teplotě asi 85° F. Odpor vlákna byl asi 3500 Ώ/palec při teplotě asi 72° F. Výsledné vlákno mělo pevnost v tahu asi 9,3 lb a prodloužení při přetržení asi 12% a tuhost 4,3 g/denier %.
Příklad 2
Vlákno z příkladu 1 bylo potaženo izolační vrstvou z polyethylenu. Polyethylenem byl
Tenite 812 A od Eastman Chemicals. Polyethylen byl vytlačován na vlákno při teplotě asi 230° F, při tlaku asi 800 psi a byl ochlazen vodou při teplotě asi 75° F. Konečný průměr izolovaného vlákna byl asi 53 mils. A měl jemnost asi 13,250 denier. Odpor izolovaného vlákna byl asi 400 Ώ/palec při teplotě asi 75° F.
·· 4444
4 4 4 4 4 · 44 4
4 4.4 4 4 4 4 4
4 444 4 4 4 4
4444 44 4 44 44
Příklad 3 ,
Vlákno z příkladu 1 bylo potaženo izolační vrstvou z polyethylenu Dow 9551 od spol.Dow
Plastics. Polyethylen byl vytlačován na vlákno při teplotě asi 230 0 F a při tlaku asi 800 psi. Byl ochlazen vodou při teplotě asi 75 0 F. Výsledný průměr izolovaného vlákna byl asi 83 mils a mělo jemnost asi 13,250 denier. Odpor izolovaného vlákna byl asi 400 Ώ/palec při asi 75 °F.
Příklad 4
Vlákno s elektrickým odporem, závislým na teplotě, bylo vytvořeno z jádra z mnoho vláknového polyesteru o jemnosti 500 denier s pláštěm PTCR s kladným teplotním součinitelem. Odpor s padesáti procenty (50%) vodivých uhlíkových částic a padesáti procenty (50%) ethylen ethylakrylátu (EEA). Průměrná velikost vlákna byla asi 46 mils. Před vytlačením pláště s kladným teplotním součinitelem odporu, byl materiál pláště s kladným teplotním součinitelem předsoušen při teplotě 165 0 F po dobu alespoň dvacet čtyři (24) hodin. Vlákno bylo vytvořeno vytlačováním potahu základní hmoty s nízkou elektrickou vodivostí (TELČ) na jádro vlákna při teplotě asi 430 0 F otvorem asi 59 mils, při tlaku asi 5600 psi. Potažené jádro bylo potom schlazeno vodou při teplotě asi 70 0 F. Elektrický odpor jádra byl asi 250 Ώ/palec při teplotě 72 0 F.
Příklad 5
Vlákno s elektrickým odporem, závislým na teplotě bylo vytvořeno z jádra, z mnohovláknového Kevlaru o jemnosti 1000 denier s pláštěm PTCR s kladným teplotním součinitelem složeným z padesáti procent (50%) vodivých uhlíkových částic a padesáti procent (50%) ethylen ethylakrylátu.EEA. Průměrná velikost vlákna byla asi 44 mils. Před vytlačením pláště s kladným teplotním součinitelem na jádro vlákna, byl materiál pláště s kladným teplotním součinitelem odporu předsoušen při 165 °F po dobu alespoň dvacet čtyři (24) hodin. Vlákno bylo vytvořeno vytlačováním základní hmoty s nízkou elektrickou vodivostí (TELČ) na jádro při teplotě asi 415 °F otvorem asi 47 mils. při tlaku asi 3900 psi. Potažené jádro bylo schlazeno vodou o teplotě asi 70 0 F. Elektrický odpor vlákna byl asi 390 Ώ/palec při teplotě 72 0 F.
Příklad 6
Vlákno s elektrickým odporem, závislým na teplotě bylo vytvořeno z jádra, z mnohovláknového Kevlaru o jemnosti 1000 denier s pláštěm PTCR s kladným teplotním součinitelem složeným z padesáti procent (50%) vodivých uhlíkových částic a padesáti procent (50%) ethylen ethylakrylátu EEA. Průměrná velikost vlákna byla asi 32 mils. Před vytlačením pláště s kladným teplotním součinitelem na jádro vlákna, byl materiál pláště s kladným teplotním součinitelem odporu předsoušen při 165 0 F po dobu alespoň dvacet čtyři (24) hodin.;Vlákno bylo vytvořeno vytlačováním základní hmoty s nízkou elektrickou vodivostí (TELČ) na jádro při teplotě asi 415 °F otvorem asi 36 mils. při tlaku asi 3700 psi. Potažené jádro bylo schlazeno vodou o teplotě asi 70 0 F. Elektrický odpor vlákna byl asi 1000 Ώ/palec při teplotě 72 0 F.
Na obr 2 je graf, znázorňující závislost elektrického proudu na napětí na 1 palci délky vlákna podle 1 příkladu provedení. Pro přívod stejnosměrného, neustále se zvyšujícího napětí do vlákna, umístěného v okolní atmosféře, bylo použito uspořádání se čtyřmi sondami.Elektrické napětí napříč vláknem a elektrický proud, protékající vláknem o délce 1 palec, byly sledovány a vynesenz v obr.2. Obr.2 ukazuje, že vlákno podle tohoto vynálezu lze využít k omezení celkového průtoku elektrického proudu. Omezení průtoku proudu reguluje jak vývin tepla, tak pomáhá zabránit tepelným pnutím na vlákně a tak snižuje možnost přetržení tepelných prvků. Jak je znázorněno, tok elektrického proudu byl omezen asi na 15 mA na jedno vlákno. Vlákno o větším průměru by mohlo vést větší elektrický proud, stejně jako elektricky vodivějšívlákno. Naopak vlákna o menším průměru a nebo s menší vodivostí, by vedla menší elektrický proud.
Na obr. 3 je znázorněn graf, ukazující různou teplotní závislost elektrického odporu vlákna, vytvořeného podle předloženého vynálezu a „běžného“vodivého materiálu, který by mohl být zabudován do tkaniny. “TDER vlákno“ je vlákno z příkladu 1. “Měděný vodič „je běžně dostupný 14ti žilový vodič. „Stříbrem pokrytý nylon“ je nylonové vlákno s jemností 30 denier,-povlečené stříbrem, dodávané Instrument Specialites-Sanguoct of Scrartor, Pennsylvania.“ „Vlákno z nerezové oceli“, je polyesterové vlákno se 4 vlákny z nerezové oceli stočenými kolem jeho vnější strany, které dodává Bekaert? Fibre Technologies z Marietty Georgia. Na obr. 3 značí pojem relativní odpor,odpor materiálu vzhledem k jeho hodnotě při 100° F. Všechny uvedené běžné materiály vykazují velmi malé tepelné součinitele, kdežto odpor vlákna TDER se mění více než faktor 6 při 250 0 F. Jako typický příklad pro polymemí materiály pro plášť s kladným teplotním součinitelem odporu platí, že další ohřev bude snižovat elektrický odpor. Pří skutečném použití, mohou být výrobky navrženy tak, že nedosahují tohoto teplotního rozsahu během své činnosti.
Tabulka 1 dále uvádí přehled teplotních součinitelů pro každý z materiálů v rozsahu 150 0 F až 200 °F. Z posledního sloupečku je zřejmé,že vlákno TDER má padesátkrát nebo vícekrát větší teplotní součinitel než ostatní typické, dosažitelné vodivé materiály pro textilie.
'9 9 ··♦· • « · · 9 9 ·· ··· ·
9 9 9 9 9 9 9 9 9 '99 9999 99 9 99 99
Tabulka 1
Materiál Teplotní součinitel (ohm/ohmÁC Součinitel vztažený ί k vláknu TDER 1
Měděný drát 0,00067 0,0092 '
Nylonové vlákno pokryté stříbrem -0,0012 -0,016
Vlákno z nerezové oceli 0,0015 0,021
TDER vlákno 0,073

Claims (40)

1. Vlákno s tepelně závislým elektrickým odporem zahrnující: jádro vlákna, plášť s kladným tepelným součinitelem elektrického odporu, přičemž plášť zahrnuje: základní hmotu, množství samostatných elektrických vodičů, vzájemně promísených se základní hmotou.
2. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že má příčný průřez kruhový..
3. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že má příčný průřez oválný.
4. Vlákno podle nárokul, vyznačující se tím, že má příčný průřez plochý.
5. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím,že jádro vlákna zahrnuje syntetická vlákna.
6. Vlákno podle nároku 5, vyznačující se tím,že jádro vlákna obsahuje materiál vybraný ze skupiny polyester,nylon, akrylát, rayon nebo sklo.
7. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že jádro vlákna zahrnuje přírodní soukané vlákno
8. Vlákno podle nároku 7, vyznačující se tím, že jádro vlákna obsahuje materiál vybraný ze skupiny bavlna, vlna, hedvábí nebo len.
9. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že jádro vlákna zahrnuje monofilní vlákno.
10. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že jádro vlákna zahrnuje polyfilní vlákno.
11. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že jádro vlákna zahrnuje ploché vlákno.
·» •••β «» ···· * * * * · · · »'·,.· • · β · · η · · · ·
9 9 9 9Λ9 «· Ο ·· ·>
12. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že jádro vlákna zahrnuje vlákno z předené příze.
13. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že jádro vlákna zahrnuje staplové vlákno.
t.
14. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že jádro vlákna zahrnuje nevodivé vlákno.
15. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že elektrické vodiče zahrnují vodivé částice.
16. Vlákno podle nároku 15, vyznačující se tím, vodivé části zahrnují jeden z materiálů: uhlík, grafit, zlato, stříbro nebo měď.
17. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že elektrické vodiče zahrnují elektricky vodivé šupinky.
18. Vlákno podle nároku 17, vyznačující se tím, že vodivé šupinky zahrnují jeden z následujících materiálů: uhlík grafit, zlato, stříbro nebo měď.
19. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že elektrické vodiče zahrnují vodivá vlákna.
20. Vlákno podle nároku 19, vyznačující se tím, že vodivá vlákna zahrnují jeden z následujících materiálů: uhlík, grafit, tuhu, zlato, stříbro nebo měď.
21. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že elektrickými vodiči jsou elektricky vodivě potažené kuličky.
22. Vlákno podle nároku 21, vyznačující se tím, že elektrické vodiče jsou kuličky potažené elektricky vodivým materiálem.
23. Vlákno podle nároku 22, vyznačující se tím, že kuličky zahrnují jeden z materiálů ze skupiny sklo, keramika nebo měď.
UL ·· $· • 4 · 4 • 4 4
4 4· • · a «4 ·»♦· ·· 4««9 '4 · 4 • · · • · · • 44 • 4 · ·♦ *··· • 4 «
4 · 4 • · · · · · · ·· ··
24. Vlákno podle nároku 22, vyznačující se tím, že vodivé materiály zahrnují jeden z materiálů ze skupiny uhlík, grafit, zlato,stříbro nebo měď. !
25. Vlákno podle nároku 21, vyznačující se tím, že kuličky mají rozměr mezi 10 pm-a asi 100 pm.
26. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že základní hmota má vyšší součinitel tepelné roztažnosti než elektrické vodiče.
27. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že základní hmota zahrnuje materiál, který expanduje s rostoucí teplotou.
28. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že základní hmota zahrnuje ethylen ethylakrylát.
29. Vlákno podle nároku 28, vyznačující se tím, že základní hmota dále obsahuje polyethylen.
30. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že základní hmota zahrnuje jeden ze skupiny materiálů : polyethylen, polyolefin, halogenderiváty polyethylenu.
31. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že základní hmota zahrnuje termoplastický materiál.
32. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že základní hmota zahrnuje termosetický materiál.
33. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, žé hodnota elektrického odporu vlákna je od asi Ο,ΙΏ/palec do asi 2500 Ώ/palec.
34. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že základní hmota je zesíťovaná.
1·· ·· ·· • · · • · • · ' · • · ···· ·· ©β·© • · · ·· • t ···· * · · · · · ϊ © · · © • © « · ·© ··
35. Vlákno podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje izolátor, pokrývající plášť.
36. Vlákno podle nároku 35, vyznačující se tím, že součinitel roztažnosti izolátoru je v podstatě stejný jako součinitel roztažnosti základní hmoty pláště. í
I
37. Vlákno podle nároku 35, vyznačující se tím, že izolátor zahrnuje termoplast.
38. Vlákno podle nároku 35, vyznačující se tím, že izolátor zahrnuje termoset. í
39. Vlákno podle nároku 35, vyznačující se tím, že izolátor zahrnuje polyethylen.
40. Vlákno podle nároku 35, vyznačující se tím, že izolátor zahrnuje polyvinylchlorid.
CZ20031087A 2000-09-21 2001-09-19 Vlákno s elektrickým odporem závislým na teplotě CZ20031087A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/667,065 US6497951B1 (en) 2000-09-21 2000-09-21 Temperature dependent electrically resistive yarn

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20031087A3 true CZ20031087A3 (cs) 2003-10-15

Family

ID=24676655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20031087A CZ20031087A3 (cs) 2000-09-21 2001-09-19 Vlákno s elektrickým odporem závislým na teplotě

Country Status (19)

Country Link
US (4) US6497951B1 (cs)
EP (1) EP1322812A2 (cs)
JP (1) JP2004510067A (cs)
KR (1) KR20030059146A (cs)
CN (1) CN1461364A (cs)
AU (1) AU2001291137A1 (cs)
BG (1) BG107742A (cs)
BR (1) BR0114019A (cs)
CA (1) CA2422227A1 (cs)
CZ (1) CZ20031087A3 (cs)
EE (1) EE200300115A (cs)
HU (1) HUP0302952A2 (cs)
IL (1) IL154887A0 (cs)
MX (1) MXPA03002308A (cs)
NO (1) NO20031283D0 (cs)
NZ (1) NZ524756A (cs)
PL (1) PL360628A1 (cs)
RU (1) RU2003111152A (cs)
WO (1) WO2002024988A2 (cs)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6967309B2 (en) * 2000-06-14 2005-11-22 American Healthcare Products, Inc. Personal warming systems and apparatuses for use in hospitals and other settings, and associated methods of manufacture and use
US6933469B2 (en) * 2000-06-14 2005-08-23 American Healthcare Products, Inc. Personal warming systems and apparatuses for use in hospitals and other settings, and associated methods of manufacture and use
AU6687401A (en) * 2000-06-14 2001-12-24 Inc American Healthcare Produc Heating pad systems, such as for patient warming applications
US6497951B1 (en) * 2000-09-21 2002-12-24 Milliken & Company Temperature dependent electrically resistive yarn
WO2002034988A2 (en) * 2000-10-27 2002-05-02 Milliken & Company Thermal textile
US6666235B2 (en) * 2001-10-26 2003-12-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Lightweight denim fabric containing high strength fibers and clothing formed therefrom
US7493278B2 (en) * 2002-09-30 2009-02-17 Goldman Sachs & Co. Method and system for analyzing a capital structure for a company
DE10307174B4 (de) * 2003-02-20 2017-05-24 Reifenhäuser GmbH & Co. KG Maschinenfabrik Mehrschicht-Monofilament
US20050067405A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Deangelis Alfred R. Flexible heater
US7049557B2 (en) * 2003-09-30 2006-05-23 Milliken & Company Regulated flexible heater
US7064299B2 (en) * 2003-09-30 2006-06-20 Milliken & Company Electrical connection of flexible conductive strands in a flexible body
US20050170177A1 (en) * 2004-01-29 2005-08-04 Crawford Julian S. Conductive filament
WO2005100651A1 (en) * 2004-03-23 2005-10-27 Solutia, Inc. Bi-component electrically conductive drawn polyester fiber and method for making same
ITMI20042430A1 (it) * 2004-12-20 2005-03-20 Fond Dopn Carlo Gnocchi Onlus Elemento conduttore elastico particolarmente per realizzare collegamenti elettrici a distanza variabile
US7180032B2 (en) * 2005-01-12 2007-02-20 Milliken & Company Channeled warming mattress and mattress pad
US7193179B2 (en) * 2005-01-12 2007-03-20 Milliken & Company Channeled under floor heating element
US20060150331A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-13 Child Andrew D Channeled warming blanket
US7038170B1 (en) 2005-01-12 2006-05-02 Milliken & Company Channeled warming blanket
US7034251B1 (en) 2005-05-18 2006-04-25 Milliken & Company Warming blanket
US7189944B2 (en) * 2005-05-18 2007-03-13 Milliken & Company Warming mattress and mattress pad
US7193191B2 (en) 2005-05-18 2007-03-20 Milliken & Company Under floor heating element
JP4894420B2 (ja) * 2006-03-16 2012-03-14 日産自動車株式会社 通気量可変布帛、吸音材、車両用部品
JP2010040169A (ja) * 2006-11-10 2010-02-18 Toyota Motor Corp 燃料電池および燃料電池の製造方法
US20110068098A1 (en) * 2006-12-22 2011-03-24 Taiwan Textile Research Institute Electric Heating Yarns, Methods for Manufacturing the Same and Application Thereof
JP2008213547A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Nissan Motor Co Ltd 騒音制御装置
CL2008000704A1 (es) * 2007-03-12 2008-09-12 Lma Medical Innovations Ltd Procedimiento para calentar un fluido intravenoso que comprende unir un elemento calefactor, electricamente resistor, a una linea suministradora de fluido, acoplar electricamente una fuente de energia al elemento calefactor, electricamente resistor;
US20090018407A1 (en) * 2007-03-30 2009-01-15 Searete Llc, A Limited Corporation Of The State Of Delaware Computational user-health testing
DE102007042644A1 (de) * 2007-09-07 2009-03-12 Benecke-Kaliko Ag Elektrisch leitfähiges, flexibles Flächengebilde
BRPI0909113B1 (pt) 2008-03-17 2019-10-01 Y.G.K Co., Ltd. Linha de pesca de estrutura núcleo-revestimento compreendendo fibra curta
CN102912510A (zh) * 2008-05-28 2013-02-06 瑟尔瑞株式会社 导电垫及其制造方法
EP2442081A1 (de) * 2010-10-18 2012-04-18 Sefar Ag Temperatursensor
US9408939B2 (en) 2013-03-15 2016-08-09 Medline Industries, Inc. Anti-microbial air processor for a personal patient warming apparatus
CN110073732B (zh) 2016-12-12 2020-11-06 阿莫绿色技术有限公司 柔性电磁波屏蔽材料、电磁波屏蔽型电路模块及电子设备
KR20180083220A (ko) * 2017-01-12 2018-07-20 주식회사 소프트로닉스 압력 측정이 가능한 직물 및 이를 이용한 압력 측정 장치
CN106906641B (zh) * 2017-02-21 2019-04-23 杜英 电磁屏蔽级无机增强超微细导电纤维及其制备方法
JP7529202B2 (ja) * 2018-09-27 2024-08-06 サンコ テキスタイル イスレットメレリ サン ベ ティク エーエス 導電特性を有する繊維製品を提供するためのプロセスと導電性複合繊維製品
JP2021172188A (ja) * 2020-04-23 2021-11-01 豊田合成株式会社 車両内装部材
DE102023100766B4 (de) 2023-01-13 2025-08-28 Swarotex-Seiba Gmbh Gewebtes flexibles Heizgewebe und Verfahren zur Herstellung eines solchen Heizgewebes

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3243753A (en) 1962-11-13 1966-03-29 Kohler Fred Resistance element
US3412358A (en) 1966-09-09 1968-11-19 Gulton Ind Inc Self-regulating heating element
US3591526A (en) 1968-01-25 1971-07-06 Polyelectric Corp Method of manufacturing a temperature sensitive,electrical resistor material
BE790254A (fr) 1971-10-18 1973-04-18 Ici Ltd Matieres textiles conductrices
JPS5015918B2 (cs) * 1972-06-08 1975-06-09
DE2513362C3 (de) 1974-03-29 1981-06-04 Shin Misato Saitama Kiyokawa Verfahren zur Herstellung eines flachen Heizelementes
US4058704A (en) 1974-12-27 1977-11-15 Taeo Kim Coilable and severable heating element
ZA761096B (en) 1975-03-03 1977-02-23 Ici Ltd Fibres
US4200973A (en) 1978-08-10 1980-05-06 Samuel Moore And Company Method of making self-temperature regulating electrical heating cable
US4198562A (en) 1978-08-22 1980-04-15 Fieldcrest Mills, Inc. Electrically heated bedcover with overheat protective circuit
US4309596A (en) 1980-06-24 1982-01-05 Sunbeam Corporation Flexible self-limiting heating cable
US4474825A (en) 1982-03-08 1984-10-02 Northern Telecom Limited Monitoring temperature of wire during heating
US4554439A (en) 1982-10-04 1985-11-19 Westinghouse Electric Corp. Two wire heater regulator control circuit having continuous temperature sensing excitation independent of the application of heater voltage
CA1235450A (en) 1983-05-11 1988-04-19 Kazunori Ishii Flexible heating cable
JPS62100968A (ja) 1985-10-29 1987-05-11 東レ株式会社 糸状発熱体及びその製造方法
US4818439A (en) 1986-01-30 1989-04-04 Sunbeam Corporation PTC compositions containing low molecular weight polymer molecules for reduced annealing
FR2614130B1 (fr) 1987-04-15 1992-01-17 Lorraine Carbone Materiau ayant une resistivite a coefficient de temperature positif
US5138133A (en) 1988-11-16 1992-08-11 Think Corporation Heating sheet having far infrared radiator attached and various equipments utilizing heating sheet
EP0452533B1 (de) 1990-04-21 1994-10-26 I.G. Bauerhin GmbH elektro-technische Fabrik Anordnung von einer oder mehreren Anschlussauflagen für auf der folienkaschierten Innenseite von Bezugsstoffen angebrachten, durch verschweisste oder verklebte weitere Folien abdichtend verbundene elektrische Widerstandsheizung
US5484983A (en) 1991-09-11 1996-01-16 Tecnit-Techische Textilien Und Systeme Gmbh Electric heating element in knitted fabric
US5451747A (en) 1992-03-03 1995-09-19 Sunbeam Corporation Flexible self-regulating heating pad combination and associated method
TW222668B (cs) * 1992-03-19 1994-04-21 Minnesota Mining & Mfg
DE4232969A1 (de) 1992-10-01 1994-04-07 Abb Research Ltd Elektrisches Widerstandselement
GB2285729B (en) 1993-12-24 1997-10-22 British Tech Group Int Electrically conductive resistance heater
US5723186A (en) 1994-09-09 1998-03-03 Precision Fabrics Group, Inc. Conductive fabric and process for making same
US5700573A (en) 1995-04-25 1997-12-23 Mccullough; Francis Patrick Flexible biregional carbonaceous fiber, articles made from biregional carbonaceous fibers, and method of manufacture
US5556576A (en) * 1995-09-22 1996-09-17 Kim; Yong C. Method for producing conductive polymeric coatings with positive temperature coefficients of resistivity and articles made therefrom
US5597649A (en) * 1995-11-16 1997-01-28 Hoechst Celanese Corp. Composite yarns having high cut resistance for severe service
US5698148A (en) * 1996-07-26 1997-12-16 Basf Corporation Process for making electrically conductive fibers
US5824996A (en) 1997-05-13 1998-10-20 Thermosoft International Corp Electroconductive textile heating element and method of manufacture
US5916506A (en) 1996-09-30 1999-06-29 Hoechst Celanese Corp Electrically conductive heterofil
US5861610A (en) 1997-03-21 1999-01-19 Micro Weiss Electronics Heater wire with integral sensor wire and improved controller for same
JPH11214132A (ja) 1998-01-24 1999-08-06 Kin Ryushutsu 自由形状型面状発熱体の製造方法及び自由形状型面状発熱体
JPH11214123A (ja) 1998-01-24 1999-08-06 Kin Ryushutsu 面状発熱体
JPH11354261A (ja) 1998-06-04 1999-12-24 Hiroshi Sakurai 面状発熱体
JP2001052902A (ja) 1999-08-10 2001-02-23 Ryushutsu Kin Ｐｔｃ特性を有する導電性糸による面状発熱体およびその製造方法
JP2001076852A (ja) 1999-08-31 2001-03-23 Shuho Kk 面状発熱体
JP2001076848A (ja) 1999-08-31 2001-03-23 Shuho Kk 面状発熱成型物
JP2001085142A (ja) 1999-09-13 2001-03-30 Shuho Kk 面状発熱体
US6146759A (en) * 1999-09-28 2000-11-14 Land Fabric Corporation Fire resistant corespun yarn and fabric comprising same
JP2001110552A (ja) 1999-10-08 2001-04-20 Shuho Kk 折り畳み可能な面状発熱体
US6497951B1 (en) * 2000-09-21 2002-12-24 Milliken & Company Temperature dependent electrically resistive yarn

Also Published As

Publication number Publication date
CA2422227A1 (en) 2002-03-28
US20030124349A1 (en) 2003-07-03
IL154887A0 (en) 2003-10-31
EP1322812A2 (en) 2003-07-02
US6497951B1 (en) 2002-12-24
WO2002024988A3 (en) 2003-02-06
US6680117B2 (en) 2004-01-20
EE200300115A (et) 2005-04-15
RU2003111152A (ru) 2004-09-20
PL360628A1 (en) 2004-09-20
MXPA03002308A (es) 2003-06-24
NO20031283L (no) 2003-03-20
NZ524756A (en) 2003-08-29
US20030203198A1 (en) 2003-10-30
BG107742A (en) 2004-04-30
US6855421B2 (en) 2005-02-15
US20030207107A1 (en) 2003-11-06
NO20031283D0 (no) 2003-03-20
KR20030059146A (ko) 2003-07-07
JP2004510067A (ja) 2004-04-02
BR0114019A (pt) 2003-07-22
CN1461364A (zh) 2003-12-10
HUP0302952A2 (en) 2003-12-29
AU2001291137A1 (en) 2002-04-02
WO2002024988A2 (en) 2002-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6497951B1 (en) Temperature dependent electrically resistive yarn
US7151062B2 (en) Thermal textile
CN101180423B (zh) 导电弹性复合股线及其制品和使用
CN100523341C (zh) 导电纱线
EP0929701B1 (en) Electrically conductive heterofil
US12110879B2 (en) Artificial muscle actuators
CN101331794B (zh) 扁平的加热元件
RU2003115618A (ru) Термоткань
JP4147290B2 (ja) 温度ヒューズケーブル
JP3180964B2 (ja) コード状温度ヒューズと面状温度ヒューズ
JP7779045B2 (ja) 導電性繊維並びにそれを用いた繊維製品及び電気・電子機器
HK1058953A (en) Temperature dependent electrically resistive yarn
TWM458829U (zh) 穿戴式直流電暖裝置
JP4360783B2 (ja) 温度ヒューズケーブル
JPH01307186A (ja) 低温抵抗発熱体
HK1059416A (en) Thermal textile