CN110574977A - 温控织物及使用其制成的可穿戴物 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种温控织物，其包括第一导电织布与第二导电织布。第一导电织布具有第一金属。第二导电织布具有不同于所述第一金属的第二金属。所述第一导电织布与所述第二导电织布具有厚度。所述第一导电织布的侧面接触所述第二导电织布的侧面，且所述第一导电织布电性连接所述第二导电织布，以形成两个连结处。当直流电源的正负两端分别电性连接所述第一导电织布的上下表面时，所述两个连结处形成冷端与热端。冷端与热端能用以针对不同环境与应用对活体或物品进行升温或降温。

Description

温控织物及使用其制成的可穿戴物

技术领域

本发明涉及一种织物，且特别是一种能够可以用来致冷的温控织物及使用其制成的可穿戴物。

背景技术

随着科技的进步，目前有不少业者开始尝试在衣服中加入电子组件，以形成智能衣。智能衣除了可以用来测量穿戴者(用户)的生理信号，还可以用来产生热能给穿戴者。多数的智能衣是由芯片、纱、电线(例如漆包线)与电阻构成，其中电线埋设或编织于在由纱编织成的织物中，并且连接到电阻与芯片。电线可以连接到外部的电源，并以使外部的电源供电给电阻与芯片。芯片可以包括控制器与用以量测生理信号的传感器。电阻在被供电时，会将电能转换成热能，以加热智能衣。如此一来，在寒冷的环境下，通过加热智能衣，智能衣可以使穿戴不会因此感冒或感觉到寒冷。

然而，在炎热的环境下，若要致冷，则目前多数作法是以特定材质来被动产生凉感的效果。另外，上述智能衣因为要加热的原因，更不会使用具有凉感效果的特定材质来作为智能衣的织物。因此，现有智能衣多数不具有致冷效果。

传统上致冷的方式有很多种，例如通过压缩机，压缩空气体积以降低气体温度，来达到致冷效果。然而，压缩机尺寸甚大，根本无法与织物或智能衣整合。另外一种致冷方式可以使用帕尔帖效应，且利用帕尔帖效应致冷的方式说明如下。

当电流流过两种不同导体的界面时，界面从外界吸收热量或向外界放出热量的效应称为帕尔帖效应(Peltier effect)。请参照图1A与图1B，图1A是利用帕尔帖效应的致冷装置的示意图，以及图1B是图1A的致冷装置的等效电路图。致冷装置1包括两片不同材质的金属11与12，其中金属11与12彼此接触连结，且直流电源VDC的正负两端分别电性连接金属11的两相对侧边。

由于金属11与12的材质不同，且通过直流电源VDC形成一个闭回路，因此帕尔帖效应会发生，导致金属11与12的两个连结处JN1与JN2(金属11与12的两侧界面)之间产生了温差，从而连结处JN1与JN2会分别吸收与放出热量，或者，连结处JN1与JN2会分别放出与吸收热量(何者放出与吸收热量系由金属11与12的塞贝克(Seebeck)系数所决定)。如此，连结处JN1与JN2中的其中一者为冷端，而其另一者为热端。

由于上述致冷装置不具有水洗与抗拉扯的特性，而是单纯地应用于刚性的装置中，故皆无法作为智能衣的温控织物使用。再者，若不考虑致冷装置是否具有水洗与抗拉扯的特性，而直接地上述致冷装置设置于智能衣，则形成的智能衣也会让穿戴者感受到异物感，从而导致穿戴者不佳的穿戴体验。

发明内容

基于本发明的至少一个实施例，本发明提供一种具有冷端与热端的温控织物，以通过冷端降低活体或物品进行冷却，或通过热端对活体或物品进行加热。

本发明提供一种温控织物，包括两个第一导电织布与第二导电织布。两个第一导电织布具有第一金属。第二导电织布具有不同于所述第一金属的第二金属。所述第二导电织布位于所述两个第一导电织布之间，并接触与电性连接所述两个第一导电布，以形成两个连结处。当直流电源的正负两端分别电性连接所述两个第一导电织布，所述两个连结处形成冷端与热端。

可选地，所述第二导电织布的上下表面分别接触一个第一导电织布的下表面与另一个第一导电织布的上表面。

可选地，所述温控织物还包括两个绝缘导热薄膜，且所述两个绝缘导热薄膜分别设于所述两个第一导电织布未接触所述第二导电织布的上下表面。

可选地，所述两个第一导电织布与所述第二导电织布的每一者包括多条导信纱，且所述导信纱包括短织纤与片状导体。短织纤的强度为26至40支之间，且短织纤并用以作为撑材。片状导体以螺旋行进方式围绕所述短织纤的周遭表面。所述第一导电织布的所述导信纱的所述片状导体的材质为所述第一金属，以及所述第二导电织布的所述导信纱的所述片状导体的材质为所述第二金属。

可选地，所述第二导电织布的两侧边分别接触一个第一导电织布的侧边与另一个第一导电织布的侧边。

可选地，所述两个第一导电织布与所述第二导电织布一体成形的一块织布，其中所述一体成形的织布包括多条复合导信纱，且所述复合导信纱包括短织纤与复合片状导体。短织纤的强度系为26至40支之间，且短织纤并用以作为撑材。复合片状导体以螺旋行进方式围绕所述短织纤的周遭表面。所述复合片状导体由所述第一金属的片状导体、所述第二金属的片状导体与所述第一金属的片状导体依序接合而成。

本发明提供另外一种温控织物，其包括第一导电织布与第二导电织布。第一导电织布具有第一金属。第二导电织布具有不同于所述第一金属的第二金属。所述第一导电织布与所述第二导电织布具有厚度。所述第一导电织布的侧面接触所述第二导电织布的侧面，且所述第一导电织布电性连接所述第二导电织布，以形成两个连结处。当直流电源的正负两端分别电性连接所述第一导电织布的上下表面时，所述两个连结处形成冷端与热端。

可选地，所述温控织物还包括两个绝缘导热薄膜，且所述两个绝缘导热薄膜分别设于所述第一导电织布与所述第二导电织布的上表面与所述第一导电织布与所述第二导电织布的下表面。

可选地，所述第一导电织布与所述第二导电织布是一体成形的一块织布，其中所述一体成形的织布包括多条复合导信纱，且所述复合导信纱包括短织纤与复合片状导体。短织纤的强度为26至40支之间，且短织纤并用以作为撑材。复合片状导体以螺旋行进方式围绕所述短织纤的周遭表面。所述复合片状导体由所述第一金属的片状导体与所述第二金属的片状导体依序接合而成。

本发明还提供一种可穿戴物，其具有上述温控织物。

综上所述，本发明实施例提供一种温控织物，其具有冷端与热端，故能用以针对不同环境与应用对活体或物品进行升温或降温。另外，上述温控织物不会让穿戴者感受到异物感，故使用温控织物作成的可穿戴物能够提供穿戴者较佳的穿戴体验。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A是利用帕尔帖效应的致冷装置的示意图；

图1B是图1A的致冷装置的等效电路图；

图2是本发明实施例的温控织物的***图；

图3是本发明实施例的温控织物应用于可穿戴物的示意图；

图4A是本发明实施例的导信纱的立体示意图；

图4B是本发明实施例的导信纱的截面剖面图；

图4C是本发明实施例的导信纱的片状导体的形成示意图；

图5是本发明另一个实施例的温控织物的平面图；

图6A是本发明实施例的复合导信纱的立体示意图；

图6B是本发明实施例的复合导信纱的截面剖面图；

图6C是本发明实施例的复合导信纱的复合片状导体的示意图；

图7A是本发明又一个实施例的温控织物的立体示意图；以及

图7B是本发明又一个实施例的温控织物的剖面示意图。

附图标记

1 致冷装置

11、12 金属

2、5、7 温控织物

21、23、51、53、71 第一导电织布

22、52、72 第二导电织布

24、25、73、74 绝缘导热薄膜

3 织物

4 导信纱

41、61 短织纤

42、621～623 片状导体

42’ 导体线

6 复合导信纱

62 复合片状导体

H 人手

JN1、JN2 连结处

T 厚度

VDC 直流电源

X 导体线的圆形截面的直径

4X 片状导体的截面的长度

X/5 片状导体的截面的宽度

具体实施方式

以下将配合附图，进一步地说明本发明实施例的虚拟货币的储存及交易装置。

本发明实施例提供一种温控织物，其具有可水洗与抗拉扯的特性，且能与其他织物缝合，以作为可穿戴物(例如，智能衣、智能鞋、智能裤、护腕或护膝)的一部分。再者，温控织物不仅能用来形成可穿戴物，且可以拿来进行农作物、电子设备、养殖动物或其他物品或活体的温控。

于本发明实施例中，温控织物具有至少一第一导电织布与第二导电织布，其中至少一第一导电织布具有第一金属，第二导电织布具有第二金属，且第一金属不同于第二金属(也就是具有不同的塞贝克(Seebeck)系数)。至少一第一导电织布与第二导电织布之间具有两个连结处，直流电源的正负端电性连接至少一第一导电织布，且直流电源的正负端对应两个连结处，以使得两个连结处作为冷端与热端。

于一个实施例中，第一导电织布的数量为两个。两个第一导电织布分别设置与接触于第二导电织布的上表面与下表面，且电性连接第二导电织布。当直流电源的正负两端分别电性连接两个第一导电织布，第二导电织布的上表面与下表面作为前述两个连结处，并且分别作为冷端与热端(或热端与冷端)，以分别吸收与放出热量(或放出与吸收热量)。第一导电织布与第二导电织布于此实施例中，由不同金属形成的导信纱编织而成。

于另一个实施例中，第一导电织布的数量为两个。两个第一导电织布的侧边分别设置成接触于第二导电织布的两相对侧边，且电性连接第二导电织布。当直流电源的正负两端分别电性连接两个第一导电织布，第二导电织布的两相对侧边作为前述两个连结处，并且分别作为冷端与热端(或热端与冷端)，以分别吸收与放出热量(或放出与吸收热量)。第一导电织布与第二导电织布于此实施例中，由不同金属形成的多条导信纱编织而成，或者，第一导电织布与第二导电织布一体成形，由具有不同金属形成的多条复合导信纱编织而成。

于又一个实施例中，第一导电织布的数量为一个。第一导电织布的侧面与第二导电织的侧面布彼此电性连接且接触，第一导电织布与第二导电织布具有一定厚度，例如，1毫米以上。当直流电源的正负两端分别电性连接第一导电织布的上下两侧时，第一导电织布的侧面(或第二导电织布的侧面)的上下处作为前述两个连结处，并且分别作为冷端与热端(或热端与冷端)，以分别吸收与放出热量(或放出与吸收热量)。第一导电织布与第二导电织布于此实施例中，由不同金属形成的多条导信纱编织而成，或者，第一导电织布与第二导电织布一体成形，由具有不同金属形成的多条复合导信纱编织而成。

接着，将进一步地依照图式说明前述温控织物的实现细节。然而，应该注意的是，下述实施例并非用以限制本发明，且图式的内容为示意图，其尺寸与材质等实现的方式亦非用来限制本发明。

请参照图2，图2是本发明实施例的温控织物的***图。温控织物2包括两个第一导电织布21、23、第二导电织布22以及两个绝缘导热薄膜24、25。于此实施例中，第一导电织布21的上表面接触第二导电织布22的下表面，且第一导电织布21电性连接第二导电织布22。第一导电织布23的下表面接触第二导电织布22的上表面，且第一导电织布23电性连接第二导电织布22。两个绝缘导热薄膜24、25分别设置与接触第一导电织布21的下表面与第一导电织布22的上表面。

第一导电织布21与23具有相同的金属，第二导电织布22具有的金属不同于第一导电织布21与23的金属。换言之，第一导电织布21与23的塞贝克(Seebeck)系数不同于第二导电织布22的塞贝克(Seebeck)系数。另外，第一导电织布21、23、第二导电织布22以及绝缘导热薄膜24、25可以通过黏合、缝合或其他方式以形成温控织织布2，且温控织物2可以再与其他物品或织物黏合、缝合或连接。

当直流电源VDC的正负两端分别电性连接第一导电织布21与23时，帕耳帖效应会发生，使得第一导电织布21、23与第二导电织布22形成的两个连结处可以作为冷端与热端(或热端与冷端)。于此实施例中，前述两个连结处即为第一导电织布21的上表面与第一导电织布23的下表面(或者，第二导电织布22的上下表面)，从而使得第一导电织布21与23整体可以分别作为吸热界面与放热界面(或放热界面与吸热界面)。附带说明的是，前述冷端与热端由第一导电织布21、23与第二导电织布22的塞贝克(Seebeck)系数与/或直流电源VDC的极性来决定。

于此实施例中，绝缘导热薄膜24、25可以是非必要的组件。然而，当使用温控织物3于活体时，若要使得冷端与热端的温差较大，则需要较大的电流的直流电源VDC，故此时仍建议设置绝缘导热薄膜24、25，以避免电流过大伤害到活体。

于此实施例中，第一导电织布21、23与第二导电织布22由不同金属形成的多条导信纱编织而成，而且导信纱的细节将于后面配合图4A至图4C的描述中说明，于此先省略不提。

接着，请参照图3，图3是本发明实施例的温控织物应用于可穿戴物的示意图。于此实施例中，可穿载物例如为智能衣，其具有温控织物2与织物3，其中织物3与温控织物4缝合。温控织物2的位置对应于人手H的腕部位置，如此一来，温控织物2的内侧(接触手腕那侧)可以设计为冷端，以及温控织物的外侧(非接触手腕那侧)可以设计为作为热端，以在炎热环境下让人体感觉清凉。相反地，在寒冷环境下，温控织物2的外侧(非接触手腕那侧)可以设计为冷端，以及温控织物2的内侧(接触手腕那侧)可以设计为作为热端，以让人体感觉温暖。前述冷端或热端的决定方式取决于图2中第一导电织布21、23与第二导电织布22的塞贝克(Seebeck)系数与/或直流电源VDC的极性来决定(若将直流电源VDC正负两端改成分别电性连接第一导电织布23与21，则冷端与热端的位置会对调)。

接着，请参照图4A与图4B，图4A是本发明实施例的导信纱的立体示意图，以及图4B是本发明实施例的导信纱的截面剖面图。导信纱4包括短织纤41与片状导体42。短织纤41用以作为撑材，以支撑围绕其的片状导体42。片状导体42以螺旋行进方式围绕短织纤41的周遭表面。片状导体42以螺旋行进方式围绕短织纤41的周遭表面的方式可以增加导信纱5的抗拉扯的强度。

可选地，还能够通过对短织纤41的强度的选择与/或片状导体42对应于螺旋行进方式的截面的长宽比例的选择来更进一步地增加导信纱4的抗拉扯的强度。于此实施例中，短织纤41的强度选择为30支，以及片状导体42对应于螺旋行进方式的截面的长宽比例选择成约为20，但本发明不以此为限制。举例来说，短织纤41的强度可以选为26、28或40支，或者，片状导体42对应于螺旋行进方式的截面的长宽比例可选择成约为10至30之间。

于此实施例中，短织纤41的材质为聚酯类、聚酰胺类、聚丙烯腈类、聚乙烯类、聚丙烯类、纤维素类、蛋白质类、弹性纤维类、聚全氟乙烯类、聚对苯撑苯并双口恶唑类、聚醚酮类、碳素类与玻璃纤维类的其中一者，且本发明不以此为限制。短织纤41的材质可以依照实际需求来选择。另外，片状导体52的材质为金属，以使其具有导电性。值得一提的是，前述图2中第一导电织布21、23与第二导电织布22所使用的导信纱的片状导体的金属彼此不相同。

再者，请参照图4C，图4C是本发明实施例的导信纱的片状导体的形成示意图。于此实施例中，片状导体42的截面的长度与宽度分别约为4X与X/5，其中X可以是导体线42’的圆形截面的直径。导体线42’经轧钢机轧辊而形成片状导体42。然而，片状导体42的形成方式并非用以作为本发明的限制。换言之，亦有不同的实施方式制成本发明实施例的片状导体42。

另外，请同时参照图5，图5是本发明另一个实施例的温控织物的平面图。温控织物5包括两个第一导电织布51、53与第二导电织布52，其中第一导电织布51与53的侧边分别接触第二导电织布52的两相对侧边，并且第一导电织布51与53电性连接第二导电织布52。第一导电织布51与53接触第二导电织布52的两侧边分别形成连结处JN1与JN2。当直流电源VDC的正负两端分别电性连接第一导电织布51与53时，连结处JN1与JN2可以分别作为冷端与热端(或热端与冷端)。

不同于图2的实施例，温控织物5中的连结处JN1与JN2系为直线，而非一整面。在使用时，温控织物5可以卷曲使用，使得第一导电织布51与53接触第二导电织布52的两侧边分别接触要进行温控的物品(或活体)与外界环境。另外，于此实施例中，还可以视其应用，选择性地设置绝缘导热薄膜。

于此实施例中，第一导电织布51、53与第二导电织布52分别由多条导信纱编织而成，且第一导电织布51、53与第二导电织布52再以缝合、黏合或其他方式形成温控织物5，其中第一导电织布51、53使用的导信纱的金属不同于第二导电织布52使用的导信纱的金属。另外，于此实施例中第一导电织布51、53与第二导电织布52也可以是一块一体成形的织布，其由具有不同金属的多条复合导信纱编织而成，且细节说明如后。

请接着参照图6A与图6B，图6A是本发明实施例的复合导信纱的立体示意图，以及图6B是本发明实施例的复合导信纱的截面剖面图。复合导信纱6包括短织纤61与复合片状导体62，其中短织纤61作为撑材，其材质与强度可以如前所述，以及复合片状导体62以螺旋行进方式围绕短织纤61的周遭表面。

接着，进一步地说明复合片状导体的细节。请参照图6C，图6C是本发明实施例的复合导信纱的复合片状导体的示意图。复合片状导体62可以是由片状导体621至623依序连结而形成的片状体来实现，其中片状导体621与623的金属相同，但不同于片状导体622的金属。片状导体621至623的位置定义了图5中第一导电织布51、第二导电织布52与第一导电织布53的位置。

接着，请参照图7A与图7B，图7A是本发明又一个实施例的温控织物的立体示意图，以及图7B是本发明又一个实施例的温控织物的剖面示意图。温控织物7包括第一导电织布71、第二导电织布72与两个绝缘导热薄膜73与74。第一导电织布71具有的金属不同于第二导电织布72的金属。第一导电织布71与第二导电织布72具有一定的厚度T，例如，等于大于1毫米。第一导电织布71的侧面接触第二导电织布72的侧面，且第一导电织布71电性连接第二导电织布72，以在彼此接触的侧面上形成两个连结处JN1与JN2。两个绝缘导热薄膜73与74分别设置在第一导电织布71与第二导电织布72的上表面与下表面。当直流电源VDC的正负两端分别电性连接第一导电织布71的上下表面时，连结处JN1与JN2可以分别作为冷端与热端(或热端与冷端)。

不同于图2的实施例，温控织物7的连结点JN1与JN2系为直线而非一整个面，再者，不同于图2与图5的实施例，第一导电织布71仅有一个。于此实施例中，第一导电织布71与第二导电织布72分别由多条导信纱编织而成，且第一导电织布71与第二导电织布72再以缝合、黏合或其他方式形成温控织物7，其中第一导电织布71使用的导信纱的金属不同于第二导电织布72使用的导信纱的金属。另外，于此实施例中第一导电织布71第二导电织布72也可以是一块一体成形的织布，其由具有不同金属的多条复合导信纱编织而成，且所述复合导信纱的实现方式类似于图6A至图6C的复合导信纱的实现方式，但是复合片状导体仅由两个不同金属的片状导体依序连结而成。

综上所述，本发明实施例所提供的温控织物可以由其至少一第一导电织布与第二导电织布所形成的连结处来作冷端与热端，从而达到对物品或活体进行温控的功能。由于本发明实施例的温控织物可以进行水洗，并具有良好的抗拉扯能力，故可作为可穿戴物的一部分，如此，可以方便使用者清洗可穿戴物。再者，由于本发明实施例的温控织物是织布形式，且不会让使用者感受到异物感，因此，使用本发明实施例的温控织物所作成的可穿戴物可以让穿戴者有更好的穿戴体验。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。

Claims (10)

1.一种温控织物，特征在于，所述温控织物包括：

两个第一导电织布，具有第一金属；以及

第二导电织布，具有不同于所述第一金属的第二金属，所述第二导电织布位于所述两个第一导电织布之间，并接触与电性连接所述两个第一导电布，以形成两个连结处；

其中当直流电源的正负两端分别电性连接所述两个第一导电织布，所述两个连结处形成冷端与热端。

2.根据权利要求1所述温控织物，其特征在于，所述第二导电织布的上下表面分别接触一个第一导电织布的下表面与另一个第一导电织布的上表面。

3.根据权利要求1所述温控织物，其特征在于，所述温控织物还包括：

两个绝缘导热薄膜，分别设于所述两层第一导电织布未接触所述第二导电织布的上下表面。

4.根据权利要求2所述温控织物，其特征在于，所述两个第一导电织布与所述第二导电织布的每一者包括多条导信纱，且所述导信纱包括：

短织纤，其强度为26至40支之间，并用以作为撑材；以及

片状导体，以螺旋行进方式围绕所述短织纤的周遭表面；

其中所述第一导电织布的所述导信纱的所述片状导体的材质为所述第一金属，以及所述第二导电织布的所述导信纱的所述片状导体的材质为所述第二金属。

5.根据权利要求1所述温控织物，其特征在于，所述第二导电织布的两侧边分别接触一个第一导电织布的侧边与另一个第一导电织布的侧边。

6.根据权利要求5所述温控织物，其特征在于，所述两个第一导电织布与所述第二导电织布是一体成形的一块织布，其中所述一体成形的织布包括多条复合导信纱，且所述复合导信纱包括：

短织纤，其强度为26至40支之间，并用以作为撑材；以及

复合片状导体，以螺旋行进方式围绕所述短织纤的周遭表面；

其中所述复合片状导体由所述第一金属的片状导体、所述第二金属的片状导体与所述第一金属的片状导体依序接合而成。

7.一种温控织物，特征在于，所述温控织物包括：

第一导电织布，具有第一金属；以及

第二导电织布，具有不同于所述第一金属的第二金属，所述第一导电织布与所述第二导电织布具有厚度，所述第一导电织布的侧面接触所述第二导电织布的侧面，且所述第一导电织布电性连接所述第二导电织布，以形成两个连结处；

其中当直流电源的正负两端分别电性连接所述第一导电织布的上下表面时，所述两个连结处形成冷端与热端。

8.根据权利要求7所述温控织物，其特征在于，所述温控织物还包括：

两个绝缘导热薄膜，分别设于所述第一导电织布与所述第二导电织布的上表面与所述第一导电织布与所述第二导电织布的下表面。

9.根据权利要求8所述温控织物，其特征在于，所述第一导电织布与所述第二导电织布是一体成形的一块织布，其中所述一体成形的织布包括多条复合导信纱，且所述复合导信纱包括：

短织纤，其强度为26至40支之间，并用以作为撑材；以及

复合片状导体，以螺旋行进方式围绕所述短织纤的所述周遭表面；

其中所述复合片状导体由所述第一金属的片状导体与所述第二金属的片状导体依序接合而成。

10.一种可穿戴物，特征在于，所述可穿戴物包括：

根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述温控织物。