ES2642098T3 - Estructura de hilo compuesto - Google Patents
Estructura de hilo compuesto Download PDFInfo
- Publication number
- ES2642098T3 ES2642098T3 ES15169045.0T ES15169045T ES2642098T3 ES 2642098 T3 ES2642098 T3 ES 2642098T3 ES 15169045 T ES15169045 T ES 15169045T ES 2642098 T3 ES2642098 T3 ES 2642098T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- wire structure
- conductive
- component
- composite wire
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 19
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 18
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 15
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 14
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 5
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 claims description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoroethene Chemical group FC=C(F)F MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 2
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005483 Hooke's law Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000013047 polymeric layer Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920006149 polyester-amide block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- D02G3/32—Elastic yarns or threads ; Production of plied or cored yarns, one of which is elastic
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/60—Piezoelectric or electrostrictive devices having a coaxial cable structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/702—Piezoelectric or electrostrictive devices based on piezoelectric or electrostrictive fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/857—Macromolecular compositions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/877—Conductive materials
- H10N30/878—Conductive materials the principal material being non-metallic, e.g. oxide or carbon based
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
- D10B2401/00—Physical properties
- D10B2401/16—Physical properties antistatic; conductive
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
Description
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
DESCRIPCION
Estructura de hilo compuesto
La presente invencion versa acerca de una estructura de hilo compuesto, en particular acerca de una estructura piezoelectrica de hilo en los campos de ingenierfa de construccion textil y de ffsica de dispositivos flexibles.
La piezoelectricidad es la carga electrica que se genera en ciertos materiales en respuesta a un esfuerzo mecanico aplicado. En general, los materiales piezoelectricos desarrollan un potencial electrico a traves de capas definidas del material por presion, deformacion o impulsos o una combinacion de los mismos.
El efecto piezoelectrico es reversible, es decir, los materiales en los que se genera una carga electrica por un esfuerzo mecanico aplicado tambien exhiben la generacion interna de una deformacion mecanica resultante de un campo electrico aplicado. Los fenomenos piezoelectricos son conocidos y han sido estudiados durante mas de un siglo.
Se utilizan dispositivos piezoelectricos en muchos campos tecnicos, por ejemplo en valvulas y para aplicaciones de deteccion y de aprovechamiento de energfa. En particular, el aprovechamiento de energfa en textiles ha sido investigado activamente; con este fin se han proporcionado hilos piezoelectricos.
El documento WO 2014/161920 da a conocer un procedimiento para producir una fibra piezoelectrica y piroelectrica, en el que la fibra tiene un material de alma que comprende un material compuesto termoplastico flexible electricamente conductor que comprende al menos un polfmero y al menos un material de carga conductor. La fibra comprende, ademas, un material circundante fabricado de un polfmero polarizable permanentemente.
Por lo tanto, tal documento da a conocer un hilo que tiene un centro conductor rodeado por un polfmero en el que dicho hilo consigue caracterfsticas piezoelectricas.
El hilo piezoelectrico puede ser trenzado adicionalmente junto con un hilo conductor.
El documento EP 0187829 B1 da a conocer una estructura de cable que permite una respuesta piezoelectrica sensible en un cable coaxial piezoelectrico. Con este fin, el cable coaxial tiene un alma polimerica conductora que comprende un material polimerico en el que se proporcionan partfculas conductoras, una capa polimerica piezoelectrica que rodea el alma polimerica conductora y un conductor externo que rodea la capa polimerica piezoelectrica. El cable tambien esta dotado de una camisa externa de proteccion.
El documento GB 2516987 da a conocer un tejido que tiene una estructura separadora tridimensional, que comprende un material piezoelectrico que actua como un separador entre capas de tejido tricotado o de calada, para aprovechar energfa mediante la conversion de energfa mecanica en energfa electrica. Las capas de tejido comprenden fibras conductoras, mientras que los hilos separadores piezoelectricos de interconexion comprenden fibras piezoelectricas, que pueden ser monofilamentosas y/o multifilamentosas. De forma alternativa, las capas primera y segunda pueden comprender materiales de tejido resistentes o similares a una pelfcula.
En el documento US 6271621 se puede encontrar un ejemplo adicional de la tecnica anterior. Un problema comun de los tejidos piezoelectricos conocidos es que la intensidad del efecto piezoelectrico esta limitada. Para mejorar el aprovechamiento de energfa, se estan llevando a cabo varios estudios sobre las estructuras de tejido que podrfan mejorar la cantidad de energfa generada.
Un objetivo de la presente invencion es aumentar la produccion de energfa en un tejido que comprende hilos piezoelectricos.
Un objetivo adicional de la invencion es proporcionar un hilo piezoelectrico con un mayor efecto piezoelectrico.
Se consiguen estos y otros objetivos mediante una estructura de hilo que tiene las caracterfsticas enumeradas en la reivindicacion 1.
De forma general, la invencion versa acerca de una estructura de hilo compuesto que tiene un primer elemento que comprende un monofilamento flexible coaxial de dos componentes que incluye un componente conductor y un componente termoplastico que exhibe propiedades piezoelectricas; al menos un segundo elemento conductor dispuesto en torno a al menos parte del primer elemento para proporcionar un hilo piezoelectrico, caracterizado porque dicho hilo piezoelectrico tiene propiedades auxeticas.
Las realizaciones preferentes son el objeto de las reivindicaciones dependientes.
Con mas detalle, la invencion versa acerca de una estructura de hilo compuesto que tiene:
- un primer elemento que comprende un monofilamento flexible coaxial de dos componentes que incluye un componente conductor y un componente termoplastico que exhibe propiedades piezoelectricas,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
- al menos un segundo elemento trenzado en torno al primer elemento,
en la que el segundo elemento tiene una elasticidad menor con respecto a la elasticidad del primer elemento, de forma que, tras el alargamiento de la estructura de hilo en una primera direccion, la estructura de hilo se expande en una segunda direccion, por lo que se aumentan las dimensiones del hilo en las direcciones tanto primera como segunda para generar una fuerza adicional sobre dicho componente piezoelectrico del primer elemento.
El segundo elemento es un elemento conductor o comprende un elemento conductor para proporcionar el efecto piezoelectrico requerido. El segundo elemento puede ser inelastico, es decir, puede tener una capacidad limitada de estiramiento (alargamiento), inferior que las propiedades de estiramiento (alargamiento) del primer elemento; en otras palabras, el segundo elemento no se alarga o se alarga muy poco.
El comportamiento del hilo es comparable o identico al comportamiento de un hilo auxetico; teniendo elasticidad reducida la limitacion contra el alargamiento proporcionada por el segundo elemento o, en otras palabras, una rigidez elevada obliga que el primer elemento filamentoso se expanda transversalmente con respecto a la direccion del alargamiento, flexionandose y trenzandose en torno al segundo elemento estirado. En otras palabras, en una condicion no estirada del hilo compuesto de la presente invencion la forma del primer elemento tiene una forma sustancialmente rectilfnea; se trenza el segundo elemento en torno al primer elemento rectilfneo en una espiral.
Tras el estiramiento, se lleva el segundo elemento a una forma sustancialmente o casi rectilfnea, en la direccion de estiramiento - alargamiento, una vez que se ha traccionado el segundo elemento hasta una condicion sustancialmente rectilfnea, no puede ser estirado adicionalmente debido a sus propiedades inelasticas, es decir, debido a que el segundo elemento no puede ser alargado de la misma forma que el primer elemento. Este cambio de estado del segundo elemento no elastico del hilo de la presente invencion obliga que el primer elemento elastico cambie de su forma rectilfnea inicial hasta un estado helicoidal/sinusoidal en el que se trenza el primer elemento en torno al segundo elemento. El resultado es un aumento en las dimensiones generales del hilo, en concreto de la anchura total del hilo; por lo tanto, se puede decir que el hilo compuesto tiene propiedades auxeticas.
La invencion proporciona una nueva clase de estructuras de hilo que pueden crear, por medio de una combinacion de un efecto auxetico y uno piezoelectrico, una mayor diferencia de potencial electrico entre dos conductores.
Otro objeto de la invencion es un artfculo que aprovecha tal combinacion de los efectos auxeticos y piezoelectrico para aumentar la diferencia de potencial electrico creado en el artfculo. Los artfculos ejemplares son tejidos, prendas de vestir, ropa y cuerdas.
Otro objeto de la invencion es proporcionar un hilo textil y un tejido que incluye tales hilos textiles que pueden emplearse en una aplicacion, tales como sensores textiles.
Se conocen los materiales auxeticos desde finales de la decada de 1980. Los materiales auxeticos son materiales que aumentan de grosor y/o de anchura en una primera direccion, tras estirarse en una segunda direccion perpendicular a la primera direccion, al contrario que muchos materiales normales. Tambien se conoce el comportamiento contrario, en concreto el estrechamiento por presion, en vez de ensancharse como cabe esperar de materiales normales.
Se han empleado tejidos auxeticos en un numero limitado de usos especfficos, tales como sensores, filtros y vendajes inteligentes. Segun se ha mencionado, un efecto de la invencion es que cuando se somete a la estructura de hilo a una fuerza que actua en una direccion axial, toda la estructura tambien se expande en una direccion transversal, dando lugar a un efecto auxetico.
Dado que la estructura de hilo es piezoelectrica, la combinacion de las propiedades de auxeticidad y de piezoelectricidad en un unico hilo aumenta la presion producida sobre el material piezoelectrico por efecto de la expansion del hilo; por ende, se aumenta la diferencia de potencial electrico generado.
Segun una realizacion ejemplar de la invencion, tras el alargamiento de la estructura de hilo en una primera direccion, se estira el segundo elemento hasta una posicion casi rectilfnea y deforma el primer elemento de tal forma que se conforme el primer elemento de forma helicoidal en la segunda direccion, en torno al primer elemento.
Un efecto de esta realizacion es que cuando se utiliza la estructura de hilo en un tejido, el efecto auxetico aumenta la anchura de todos los hilos piezoelectricos en el tejido, un fenomeno que produce una presion adicional a traves de todos los componentes piezoelectricos, dando lugar a un desarrollo adicional de potencial entre conductores respectivos.
Otro aspecto de la invencion proporciona un material textil que comprende una pluralidad de estructuras de hilo compuesto, en el que dichas estructuras de hilo compuesto comprenden:
- un primer elemento que comprende un monofilamento flexible coaxial de dos componentes que incluye un componente conductor y un componente termoplastico que exhibe propiedades piezoelectricas,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
- un segundo elemento trenzado en torno al primer elemento,
en el que el segundo elemento es un elemento conductor o comprende un elemento conductor y tiene una menor elasticidad con respecto a la elasticidad del primer elemento, de forma que, tras el alargamiento de la estructura de hilo en una primera direccion, la estructura de hilo se expande en una segunda direccion, por lo que se aumentan las dimensiones del hilo en las direcciones tanto primera como segunda para generar una fuerza adicional sobre dicho componente piezoelectrico del primer elemento.
La direccion en la que se expande el primer elemento esta inclinada con respecto a la primera direccion, y puede ser sustancialmente perpendicular a la misma, segun una realizacion ejemplar.
Se describira ahora la invencion con mayor detalle, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos ejemplares y no limitantes, en los que los numeros similares denotan elementos similares, y en los que:
Las Figuras 1A y 1B muestran una estructura de hilo compuesto segun una primera realizacion de la invencion en una primera configuracion (1A) y en una segunda configuracion (1B);
la Figura 2 es una seccion a lo largo del plano A-A de la estructura de la Figura 1A.
La Figura 3 es una vista en seccion de una estructura de hilo que exhibe unicamente piezoelectricidad;
la Figura 4 es una vista en seccion de una estructura de hilo que exhibe propiedades de piezoelectricidad y auxeticidad;
la Figura 5 muestra una porcion de un tejido que comprende una pluralidad de estructuras de hilo compuesto segun una realizacion de la invencion;
la Figura 6 muestra una curva que representa un potencial electrico a traves de una resistencia electrica de terminacion de valor arbitrario, a traves de electrodos, como una funcion de una fuerza aplicada sobre la estructura de hilo en la configuracion de la Figura 1A;
la Figura 7 muestra una curva que representa un potencial electrico a traves de una resistencia electrica de terminacion de valor arbitrario, a traves de electrodos, como una funcion de una fuerza aplicada sobre la estructura de hilo en la configuracion de la Figura 1 B; y
la Figura 8 muestra una curva que representa un potencial electrico a traves de una resistencia electrica de terminacion de valor arbitrario, a traves de electrodos, como una funcion de fuerzas aplicadas sobre el tejido de la Figura 5.
La Figura 1A muestra una realizacion de la estructura 10 de hilo compuesto, segun la invencion, en dos configuraciones distintas.
La estructura 10 de hilo compuesto comprende un primer elemento 15 que comprende un monofilamento flexible coaxial de dos componentes que incluye un componente conductor 20 y un componente termoplastico 30 que exhiben propiedades piezoelectricas. Segun se ve en las Figuras 1-2, en una realizacion de la invencion, el componente termoplastico 30 rodea el componente conductor 10.
Los materiales adecuados para el componente conductor 20 son mezclas de polietileno de baja densidad (LDPE) o polietileno de alta densidad (HDPE) con nanotubos de carbono (CNT), grafito, nanolaminas de grafeno, negro de humo (carbono amorfo), polianilina (dopada), polipirrol (dopado).
Los materiales adecuados para el componente termoplastico 30 son un homopolfmero de fluoruro de polivinilideno (PVDF) y sus copolfmeros con trifluoroetileno P(VDF-co-TrFE) o tetrafluoroetileno P(VDF-co-TFE), poliamidas (PA) de numeros impares tales como PA5, PA7, PA11, etcetera.
Segun se ha mencionado anteriormente, los componentes 20 y 30, que forman el primer elemento 15, tienen propiedades elasticas y pueden ser alargados.
La estructura 10 de hilo compuesto comprende, ademas, un segundo elemento 40 trenzado en torno al primer elemento 15. El segundo elemento 40 tiene una mayor resistencia a la traccion que una resistencia a la traccion del primer elemento 15. Ademas, el segundo elemento 40 tiene una menor elasticidad con respecto a la elasticidad del primer elemento 15 o, en otras palabras, una mayor rigidez con respecto a la rigidez del primer elemento 15.
La Figura 1A muestra la disposicion del hilo compuesto de la invencion en una condicion sin estirar; en esta condicion, el primer elemento 15 se extiende en una direccion sustancialmente rectilfnea y se trenza el segundo elemento 40 en torno al primer elemento 30 para proporcionar una pluralidad de espiras. La diferencia en elasticidad entre los elementos primero y segundo es tal que, tras el estiramiento y el alargamiento de la estructura 10 del hilo
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
en una primera direccion (vease la fig. 1B), es decir en la direccion del eje del primer elemento, se deforma la forma inicial de la estructura 10 mediante el movimiento del segundo elemento 40; en concreto la estructura del hilo se expande en una segunda direccion que esta inclinada o sustancialmente perpendicular a la primera direccion, es decir, hacia la direccion de alargamiento del hilo, que corresponde a la direccion de la flecha F en las figuras 1 y 2.
Este fenomeno tiene como resultado la generacion de una fuerza adicional sobre dicho componente piezoelectrico 30 del primer elemento 15.
Tras el alargamiento de la estructura 10 de hilo, se alinea sustancialmente el segundo elemento 40 con la direccion de alargamiento y se expande el primer elemento 15 formando una serie de curvas en torno al segundo elemento 40. Tales curvas estan inclinadas con respecto a la direccion de alargamiento un angulo a comprendido entre 30° y 90°, preferentemente desde 30° hasta 80°, segun se muestra en la Figura 1B.
Como sabe el experto, una forma posible para medir la elasticidad es utilizar el modulo de Young, tambien conocido como el modulo de traccion o modulo de elasticidad, en concreto una medida de la rigidez de un material elastico definida como la relacion del esfuerzo (fuerza por area unitaria) a lo largo de un eje con respecto a la deformacion (relacion de deformacion con respecto a la longitud inicial) a lo largo de ese eje en el intervalo del esfuerzo en el que se cumple la ley de Hooke. La ley de Hooke, segun se conoce en la tecnica, afirma que la fuerza necesaria para extender o comprimir un material cierta distancia es proporcional a esa distancia.
En general, en una realizacion preferente la resistencia a la traccion del primer elemento se encuentra en el intervalo de 15 - 78 MPa. La resistencia a la traccion del segundo elemento se encuentra, preferentemente, en el intervalo de 0,5 - 2,0 GPa. La diferencia en resistencia a la traccion del segundo elemento al primero es de al menos 422 MPa. Se mide la resistencia a la traccion segun ASTM D638. Se pueden utilizar otros procedimientos para medir la resistencia a la traccion.
Los materiales adecuados para el segundo elemento son plata/cobre recubiertos con hilos de poliester/poliamida o con hilos de filamentos completamente metalicos; por ejemplo, fabricados de acero.
Segun una realizacion ejemplar de la invencion, el segundo elemento 40 puede estar fabricado de al menos un filamento metalico.
Por lo tanto, la estructura divulgada 10 de hilo compuesto puede ser utilizada como un sensor de hilo piezoelectrico flexible que tambien exhibe caracterfsticas auxeticas, para maximizar su rendimiento cuando se utiliza en una construccion de tejido o en otro artfculo fabricado de hilos.
Con mas detalle, segun puede verse en la Figura 1, cuando se somete la estructura 10 de hilo compuesto a una fuerza F mayor que cero en una direccion longitudinal, por ejemplo a lo largo del eje, del hilo compuesto, se produce una transformacion de forma de la estructura 10 de hilo compuesto. En concreto, se alarga la estructura 10 una longitud L pero, al mismo tiempo, la estructura 10 se expande transversalmente en una direccion perpendicular o inclinada con respecto a la direccion de la fuerza F. Segun es visible en las figuras, el hilo aumenta su anchura general despues de ser estirado mediante la fuerza F, partiendo desde una anchura inicial de X y alcanzando una mayor anchura de X + Y.
En otras palabras, en la estructura 10 de hilo compuesto, tras el alargamiento de la estructura 10 de hilo en una primera direccion, el segundo elemento 40 alarga y, al mismo tiempo, estira el primer elemento 15 de tal forma que se conforme el primer elemento 15 de una forma casi sinusoidal en la segunda direccion. En otras palabras, el hilo se expande transversalmente.
Por lo tanto, la aplicacion de fuerza F a la estructura 10 de hilo compuesto da lugar a un mayor desarrollo de potencial electrico entre el componente conductor 20 del primer elemento 15 y el segundo elemento 40. Tal potencial electrico puede ser aprovechado mediante una circuiterfa externa (no representada en aras de la sencillez), por ejemplo, en una aplicacion tal como sensores.
Considerando una estructura de tejido que comprende una pluralidad de estructuras 10 de hilo compuesto segun se ha descrito anteriormente, tambien se puede realizar un efecto piezo-auxetico sinergico por todo el tejido si al menos dos hilos compuestos de la invencion son adyacentes entre si, es decir, estan suficientemente cerca para polarizarse mutuamente por la etapa de expansion.
En la Figura 5 se representa una estructura ejemplar tal como la descrita anteriormente.
Se crea tal efecto piezo-auxetico sinergico en el tejido mediante dos componentes como sigue. El primer efecto es el hecho de que la estructura 10 de hilo exhibe caracterfsticas piezoelectricas gracias a la presion transversal a traves del material piezoelectrico creada tras el estiramiento, por ejemplo aplicando la fuerza F.
El segundo efecto es que esta presion es exponencialmente mayor en un tejido en comparacion con un unico hilo de la misma estructura, gracias al hecho de que se ensanchan los hilos piezoelectricos que forman el tejido, un
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
fenomeno que produce una presion adicional a traves de todos los componentes piezoelectricos, llevando a un desarrollo adicional de potencial entre conductores respectivos.
En cualquier caso, la estructura 10 de hilo compuesto puede crear una mayor diferencia de potencial entre dos conductores mediante la piezoelectricidad y exhibe una relacion negativa de Poisson, tras un estiramiento, por lo que se define la relacion de Poisson como el porcentaje de expansion dividido por el porcentaje de compresion en la direccion transversal de un material.
En una estructura de tejido de calada o una estructura 10 de cuerda, el hilo compuesto de la invencion, utilizando sus caracterfsticas auxeticas, produce una mayor diferencia de potencial electrico debido a fuerzas adicionales que se originan por el hecho de que las fibras individuales experimentan una mayor presion transversal en comparacion con los hilos que son piezoelectricos pero no auxeticos en la misma estructura tejida.
Estas fuerzas adicionales tienen distintas direcciones, por lo tanto, hay en uso distintas constantes piezoelectricas, tales como d33, en concreto el cambio de volumen cuando se somete a un material piezoelectrico a un campo electrico, en vez de d31.
Segun se conoce, las constantes piezoelectricas, tambien conocidas como coeficientes de piezoelectricidad, cuantifican el cambio de volumen cuando se somete a un material piezoelectrico a un campo electrico, o su polarizacion al aplicar un esfuerzo.
En las diversas realizaciones de la invencion, se traduce una porcion de estfmulos de traccion a estfmulos transversales en una construccion de tejido debido a la auxeticidad.
Esto significa que los estfmulos ffsicos cambian de direccion que, a su vez, significa que se utiliza un conjunto distinto de coeficientes piezoelectricos para generar una salida electrica.
Por la presente memoria, se proporciona una comparacion esquematica visual entre una estructura de hilo que exhibe unicamente piezoelectricidad (Figura 3) con una estructura de hilo que exhibe propiedades de piezoelectricidad y auxeticidad (Figura 4).
En la figura 3 no hay auxeticidad, la constante piezoelectrica utilizada es d1 unicamente, que es una constante de aprovechamiento de energfa dada por la formula d1 = V1/F1, en la que V1 es el potencial electrico generado y F1 es la fuerza longitudinal (Figura 3).
Cuando tambien se somete al primer elemento 15, es decir el elemento de dos componentes, a una presion hacia su centro, entonces entra en juego otra constante piezoelectrica como adicion, en concreto d2, dado por la formula d2 = V1/F1 + V2/F2, en la que V1 y V2 son potenciales electricos generados, F1 es la fuerza longitudinal y F2 es una fuerza perpendicular a F1 (Figura 4).
En el caso de estructuras de tejido o de cuerda (tales como la representada en la Figura 5) que estan fabricadas con una pluralidad de estructuras de hilo, segun las diversas realizaciones de la invencion, se puede definir una fuerza adicional F3.
La fuerza F3 define, ademas de las fuerzas F1 y F2, otro factor adicional de ganancia cuando se implementa el hilo en un tejido o en una cuerda.
Dado que cada hilo se alarga debido a su comportamiento auxetico, la fuerza F2 en la Figura 4 aumenta mas que en el caso de un hilo aislado.
En tal caso, la fuerza total que actua sobre el componente piezoelectrico 30 aumenta hasta un valor de F2+F3.
El valor F3 representa el valor de la fuerza que se origina del hecho de que los hilos colindantes en la estructura de tejido o de cuerda, que tambien podrfa ser auxetica, ejercen fuerzas adicionales uno contra el otro resistiendo su ensanchamiento debido al efecto auxetico.
Este fenomeno puede aumentar la presion total sobre el material piezoelectrico del componente 30. En un cierto intervalo, este fenomeno ayuda a obtener una mayor eficacia general del hilo final como un sensor de deformacion.
Un parametro adicional que debe tenerse en cuenta puede ser el angulo de trenzado del segundo elemento 40, que define el numero de espiras por longitud unitaria de todo el hilo. El angulo de trenzado esta definido, por ejemplo, por la ductilidad del bicomponente central y puede calibrarse en consecuencia: si el numero de espiras es mayor del necesario, entonces el comportamiento auxetico no estara presente, dado que el bicomponente central tendra suficiente resistencia mecanica contra su flexion.
Como norma general, y con referencia a la Figura 1, el numero de espiras debe ser suficiente para abarcar la longitud L1 de la estructura 10 de hilo en una configuracion no alargada y para permitir alcanzar la longitud L1 + L cuando la estructura de hilo se encuentra en una configuracion alargada. Si el numero de espiras es menor que el
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
necesario, entonces el coeficiente d2 no tendra un termino adicional significativo; por lo tanto, la ganancia adicional no sera tan grande como podna ser de otro modo.
Considerando el grosor de la capa piezoelectrica, su grosor se encuentra, normalmente, en el intervalo desde unos centenares de nanometros hasta unos centenares de micrometros radialmente, en concreto 100 nm hasta 800 mm medidos radialmente, tomando como centro el centro del primer elemento de dos componentes.
En una realizacion de la invencion, se pueden utilizar segundos elementos adicionales, siempre y cuando los segundos elementos adicionales sigan estrictamente el recorrido del segundo elemento conductor 40 para no destruir la geometna del hilo requerida para crear el fenomeno de auxeticidad.
En otras palabras, todos los segundos elementos opcionales de trenzado debenan estar en fase o sincronizados entre sf. Para crear tal estructura alternativa de filamento, se debena trenzar en primer lugar el segundo elemento conductor 40 y todos los segundos elementos adicionales posibles para crear un haz de filamentos de trenzado; entonces, se trenza el haz de filamentos de trenzado en torno al elemento central 15 de dos componentes. Los segundos elementos adicionales opcionales pueden ser conductores o aislantes.
Se han llevado a cabo simulaciones sobre las diversas realizaciones de la invencion.
Se explicara en la presente memoria el resultado de tales simulaciones con referencia particular a las Figuras 6-8.
La Figura 6 muestra una curva V que representa el potencial electrico como una funcion de una fuerza F aplicada a la estructura de hilo en la configuracion de la Figura 1A; en el caso de la Figura 6, se aplica una fuerza F relativamente pequena a la estructura 10 de hilo, dejandola sustancialmente en la configuracion representada en la Figura 1A. Por lo tanto, no hay presente una deformacion auxetica significativa.
En la Figura 6, la curva F representa (no a escala) la fuerza aplicada a la estructura 10 de hilo y la curva V el potencial electrico debido al efecto piezoelectrico que sigue una distribucion uniforme de potencial de tipo Landau en funcion del tiempo. Se debe hacer notar tambien que no se distorsiona la forma de la curva de potencial.
En cambio, la Figura 7 muestra una curva V' que representa un potencial electrico como una funcion de una fuerza mayor (curva F') aplicada a la estructura de hilo en la configuracion de la Figura 1B. En este caso, debido al fenomeno de auxeticidad se genera un desarrollo adicional (curva V') de potencial electrico y se anade al representado en la Figura 6.
Ademas, en la Figura 7 el desarrollo del potencial electrico en el tiempo es distinto del caso sin fenomeno auxetico, al igual que la distinta intensidad de potencial, llevando ambos fenomenos a una distorsion en la forma del desarrollo de potencial electrico. Tambien se debena hacer notar que las areas bajo las curvas V y V' representan la salida total de energfa generada, que es mayor en el caso de la Figura 7.
Finalmente, la Figura 8 muestra una curva V" que representa un potencial electrico como una funcion de fuerzas (curva F") aplicadas cuando se embebe la estructura de hilo en el tejido de la Figura 5.
En este caso, se incorpora una pluralidad de estructuras de hilo en una construccion de tejido o una estructura de cuerda o textil similar en la que cada estructura de hilo experimenta el efecto de hilos auxeticos colindantes y la presion creada por tales hilos colindantes. Este fenomeno distorsiona adicionalmente la forma (curva V") del potencial electrico debido a que las estructuras de hilo experimentan una tercera componente de la fuerza, en concreto F3. Se encuentra en uso una combinacion ponderada de los coeficientes piezoelectricos.
El area bajo la curva V" aumenta adicionalmente, lo que da lugar a una mayor salida de energfa para una fuerza fija F" dada, lo que, a su vez, significa mayor eficacia.
En la estructura 10 de hilo compuesto, el componente conductor 20 del primer hilo 10 puede estar fabricado de un material conductor elastico. Como ejemplo, el material conductor elastico del componente conductor 20 del primer elemento 10 puede ser un polfmero que incluye impurezas metalicas conductoras. Por ejemplo, tales impurezas metalicas conductoras pueden estar constituidas de plata o cobre.
Como alternativa, el material conductor elastico del componente conductor 20 del primer elemento 15 puede ser un polfmero intrmsecamente conductor. Por ejemplo, tales polfmeros intrmsecamente conductores pueden ser polianilina (PANI) o polipirrol (PPy). El componente termoplastico de la estructura 10 de hilo compuesto puede estar fabricado de fluoruro de polivinilideno (PVDF) o de cualquier otro polfmero termoplastico adecuado.
Para crear una fase piezoelectrica en el polfmero termoplastico, los componentes coaxiales extendidos son polarizados bajo un campo electrico intenso tras un calentamiento para alinear la cadena polimerica termoplastica. Se puede escoger una relacion de extension optima para realizar la extension, en ausencia de un campo electrico, de los componentes coaxiales para imponer la fase piezoelectrica en el polfmero termoplastico.
Las posibles aplicaciones de la estructura de hilo de la invencion son, entre otras,
i) tecnologfa de deteccion en prendas de vestir para una monitorizacion de la posicion del cuerpo en forma de tejido y
ii) monitorizacion de la traccion de cuerdas utilizadas en una variedad de aplicaciones desde alpinismo hasta 5 aplicaciones marinas industriales.
En algunas realizaciones de la invencion, el componente termoplastico 30 puede tener propiedades auxeticas per se, ademas del efecto auxetico proporcionado a toda la estructura 10 de hilo por el segundo elemento 40.
Aunque se ha presentado al menos una realizacion ejemplar en el sumario y en la descripcion detallada anteriores, se deberfa apreciar que existe un gran numero de variaciones. Tambien se deberfa apreciar que la realizacion 10 ejemplar o las realizaciones ejemplares son unicamente ejemplos, y no se concibe que limiten el alcance, aplicabilidad o configuracion de ninguna forma.
Mas bien, el sumario y la descripcion detallada anteriores proporcionaran a los expertos en la tecnica una hoja de ruta conveniente para implementar al menos una realizacion ejemplar, comprendiendose que se pueden realizar diversos cambios en la funcion y en disposiciones de los elementos descritos en una realizacion ejemplar sin 15 alejarse del alcance segun se define en las reivindicaciones adjuntas y en sus equivalentes legales.
Claims (17)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Una estructura (10) de hilo compuesto que tiene un primer elemento (15) que comprende un monofilamento flexible coaxial de dos componentes que incluye un componente conductor (20) y un componente termoplastico (30) que exhiben propiedades piezoelectricas; al menos un segundo elemento conductor (40) dispuesto en torno a al menos parte del primer elemento (15) para proporcionar un hilo piezoelectrico (10), caracterizada porque tanto el componente conductor (20) como el componente termoplastico (30) que forman el primer elemento (15) tienen propiedades elasticas y pueden alargarse de tal forma que dicho hilo piezoelectrico (10) exhiba propiedades auxeticas.
- 2. Una estructura (10) de hilo compuesto segun la reivindicacion 1, que comprende:- un primer elemento (15) que comprende un monofilamento flexible coaxial de dos componentes que incluye un componente conductor (20) y un componente termoplastico (30) que exhiben propiedades piezoelectricas,- al menos un segundo elemento (40) trenzado en torno al primer elemento (15),en la que el segundo elemento (40) tiene una menor elasticidad con respecto a la elasticidad del primer elemento (15), de forma que, tras el alargamiento de la estructura (10) de hilo en una primera direccion, la estructura (10) de hilo se expande en una segunda direccion, por lo que se aumentan las dimensiones del hilo en las direcciones tanto primera como segunda para generar una fuerza adicional sobre dicho componente piezoelectrico del primer elemento.
- 3. La estructura (10) de hilo compuesto segun la reivindicacion 2, en la que dicho segundo elemento (40) es un elemento conductor o comprende un elemento conductor.
- 4. La estructura de hilo compuesto de la reivindicacion 3, en la que tras el alargamiento de la estructura (10) de hilo en dicha primera direccion, el segundo elemento (40) conforma el primer elemento (15) de tal forma que proporcione un efecto auxetico.
- 5. La estructura de hilo compuesto de la reivindicacion 4, en la que dicho segundo elemento conforma el primer elemento (15) en una espiral en torno a dicho segundo elemento.
- 6. La estructura (10) de hilo compuesto segun cualquier reivindicacion precedente, en la que el componente conductor (20) del primer elemento (15) esta fabricado de un material conductor elastico.
- 7. La estructura (10) de hilo compuesto segun la reivindicacion 6, en la que el material conductor elastico del componente conductor del primer elemento (15) es un polfmero que incluye impurezas metalicas conductoras.
- 8. La estructura (10) de hilo compuesto segun la reivindicacion 6, en la que el material conductor elastico del componente conductor del primer elemento (15) es un material escogido entre mezclas de polietileno de baja densidad (LDPE) o polietileno de alta densidad (HDPE) con nanotubos de carbono (CNT), grafito, nanolaminas de grafeno, carbono amorfo, polianilina dopada o polipirrol dopado, o mezclas de los mismos.
- 9. La estructura (10) de hilo compuesto segun la reivindicacion 6, en la que el material conductor elastico del componente conductor del primer elemento (15) es un polfmero intrfnsecamente conductor.
- 10. La estructura (10) de hilo compuesto segun la reivindicacion 1, en la que la resistencia a la traccion del primer elemento (15) esta comprendida en el intervalo de 15 - 78 MPa y la resistencia a la traccion del segundo elemento (40) esta comprendida en el intervalo de 0,5 - 2,0 GPa.
- 11. La estructura (10) de hilo compuesto segun cualquier reivindicacion precedente, en la que el componente termoplastico (30) comprende un material escogido entre homopolfmero de fluoruro de polivinilideno (PVDF) y sus copolfmeros con trifluoroetileno P(VDF-co-TrFE) o tetrafluoroetileno P(VDF-co-TFE) o poliamidas (PA) de numeros impares.
- 12. La estructura (10) de hilo compuesto segun cualquier reivindicacion precedente, en la que el componente termoplastico (30) exhibe propiedades auxeticas.
- 13. La estructura (10) de hilo compuesto segun cualquier reivindicacion precedente, en la que el segundo elemento (40) comprende una pluralidad de filamentos, siendo al menos un filamento un filamento conductor, preferentemente un filamento metalico.
- 14. La estructura (10) de hilo compuesto segun cualquier reivindicacion precedente, en la que dichos componentes del primer elemento (15) estan coextrudidos.
- 15. Un artfculo que comprende al menos una estructura (10) de hilo compuesto segun cualquier reivindicacion precedente.
- 16. Un artfculo segun la reivindicacion 15, en el que al menos dos hilos segun cualquier reivindicacion 1 a 14 estan dispuestos adyacentes entre si para polarizarse mutuamente tras ser alargados.
- 17. Un artfculo segun la reivindicacion 15 o 16, seleccionandose dicho artfculo de un tejido, una prenda de vestir, ropa y una cuerda.5
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15169045.0A EP3096368B1 (en) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | A composite yarn structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2642098T3 true ES2642098T3 (es) | 2017-11-15 |
Family
ID=53191588
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES15169045.0T Active ES2642098T3 (es) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | Estructura de hilo compuesto |
ES16725460T Active ES2746298T3 (es) | 2015-05-22 | 2016-05-19 | Estructura de hilo de material compuesto |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES16725460T Active ES2746298T3 (es) | 2015-05-22 | 2016-05-19 | Estructura de hilo de material compuesto |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11437562B2 (es) |
EP (2) | EP3096368B1 (es) |
JP (1) | JP6952607B2 (es) |
CN (1) | CN107896497B (es) |
BR (1) | BR112017024870B1 (es) |
DK (2) | DK3096368T3 (es) |
ES (2) | ES2642098T3 (es) |
HK (1) | HK1250839B (es) |
PL (2) | PL3096368T3 (es) |
PT (2) | PT3096368T (es) |
WO (1) | WO2016188853A1 (es) |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10982381B2 (en) | 2014-10-06 | 2021-04-20 | Natural Fiber Welding, Inc. | Methods, processes, and apparatuses for producing welded substrates |
US10011931B2 (en) | 2014-10-06 | 2018-07-03 | Natural Fiber Welding, Inc. | Methods, processes, and apparatuses for producing dyed and welded substrates |
US10447178B1 (en) * | 2016-02-02 | 2019-10-15 | Brrr! Inc. | Systems, articles of manufacture, apparatus and methods employing piezoelectrics for energy harvesting |
MX2018010421A (es) | 2016-03-25 | 2019-05-20 | Natural Fiber Welding Inc | Metodos, procesos y aparatos para producir sustratos soldados. |
DE102016106074A1 (de) * | 2016-04-04 | 2017-10-05 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Gewebe mit mehreren Gewebelagen |
DE102016106071A1 (de) * | 2016-04-04 | 2017-10-05 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Gewebe mit mehreren Gewebelagen und Verfahren zu dessen Herstellung |
JP7114484B2 (ja) | 2016-05-03 | 2022-08-08 | ナチュラル ファイバー ウェルディング インコーポレーテッド | 染色及び溶着された基材を製造するための方法、プロセス、及び装置 |
WO2017212523A1 (ja) | 2016-06-06 | 2017-12-14 | 株式会社村田製作所 | 菌対策用圧電糸、菌対策用布、布、衣料、医療部材、生体作用圧電糸、および物質吸着用圧電糸 |
EP3536838A4 (en) | 2016-11-01 | 2020-07-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | ANTIBACTERIAL FLEECE, ANTIBACTERIAL FABRIC AND ANTIBACTERIAL UPHOLSTERY MATERIAL |
JP6842059B2 (ja) * | 2017-01-11 | 2021-03-17 | 帝人フロンティア株式会社 | 圧電構造体及びそれを用いたデバイス |
CN106971865B (zh) * | 2017-04-28 | 2019-01-15 | 东华大学 | 一种具有高比电容的聚苯胺/碳纳米管/棉织物复合柔性电极及其制备和应用 |
WO2018211817A1 (ja) * | 2017-05-19 | 2018-11-22 | 株式会社村田製作所 | 抗菌繊維、シート、およびシートカバー |
JP6932774B2 (ja) * | 2017-05-26 | 2021-09-08 | 岡本株式会社 | 繊維製品およびその製造方法 |
CN107254724B (zh) * | 2017-07-04 | 2019-04-09 | 东华大学 | 一种负泊松比纱的三轴系锥筒式复合纺纱装置与方法 |
CN107400947B (zh) * | 2017-07-04 | 2020-07-31 | 东华大学 | 一种环锭纺的负泊松比纱及其复合纺纱装置、方法与用途 |
JP6663085B2 (ja) * | 2017-08-09 | 2020-03-11 | 三井化学株式会社 | センサモジュール及びこれを備えた圧力分布センサ |
CN108166122A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-06-15 | 湖北枫树线业有限公司 | 具有拉伸膨胀性能的单复丝双股缝纫线及其制造方法 |
CN109267199A (zh) * | 2018-08-16 | 2019-01-25 | 吉祥三宝高科纺织有限公司 | 一种导电聚苯胺/碳纳米管纤维复合材料及其制备方法和用途 |
US10597798B1 (en) | 2018-12-28 | 2020-03-24 | Brrr! Inc. | Methods and compositions for cooling yarns and fabrics, and articles comprising same |
JP7475002B2 (ja) * | 2019-03-29 | 2024-04-26 | ユニチカ株式会社 | 圧電センサを用いた繊維構造体 |
EP3953508A4 (en) * | 2019-04-10 | 2022-12-21 | Propel, LLC | CONDUCTIVE HYBRID MACHINE-KNITTED YARNS |
CN109936306B (zh) * | 2019-04-19 | 2022-04-12 | 嘉兴学院 | 一种发电织物结构 |
CN110055647B (zh) * | 2019-05-06 | 2024-04-16 | 江南大学 | 一种反向双层包缠结构负泊松比复合纱线及其四通道空心锭纺纱装置和控制方法 |
JPWO2020241432A1 (ja) * | 2019-05-28 | 2021-10-21 | 帝人フロンティア株式会社 | 糸および布 |
CN110396743B (zh) * | 2019-07-10 | 2021-03-23 | 上海八达纺织印染服装有限公司 | 一种具有负泊松比效应的纱线及纺纱方法 |
CN111074417A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-04-28 | 江苏品创纺织科技有限公司 | 一种具备电磁屏蔽功能的面料的制备方法 |
CN111005126A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-14 | 正凯纺织有限公司 | 环保免染薄型绉格面料及其制备方法 |
EP4141155A4 (en) * | 2020-04-23 | 2024-04-17 | Seiren Co., Ltd. | CONDUCTIVE YARN AND ARTICLES WITH WIRING CABLE FORMED FROM THE CONDUCTIVE YARN |
US11905651B2 (en) * | 2020-06-18 | 2024-02-20 | Swift Textile Metalizing LLC | Auxetic fabric reinforced elastomers |
CN114438657B (zh) * | 2021-12-29 | 2023-08-01 | 东华大学 | 一种低成本摩擦发电针织间隔织物 |
FR3132915A1 (fr) * | 2022-02-18 | 2023-08-25 | Safran | Toron destiné à la formation d’une préforme fibreuse d’une pièce en matériau composite |
CN116145300B (zh) * | 2023-03-08 | 2024-04-30 | 苏州红旭新材料科技有限公司 | 一种具有负泊松比效应的电磁屏蔽功能弹性纱线 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1986000757A1 (en) | 1984-07-06 | 1986-01-30 | Raychem Corporation | Piezoelectric coaxial cable |
US4568851A (en) * | 1984-09-11 | 1986-02-04 | Raychem Corporation | Piezoelectric coaxial cable having a helical inner conductor |
US5334903A (en) | 1992-12-04 | 1994-08-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Composite piezoelectrics utilizing a negative Poisson ratio polymer |
US6271621B1 (en) * | 1998-08-05 | 2001-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Piezoelectric pressure sensor |
WO2004003273A2 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | North Carolina State University | Fabric and yarn structures for improving signal integrity in fabric based electrical circuits |
GB0307330D0 (en) * | 2003-03-29 | 2003-05-07 | Dow Corning Ltd | Improvements in and relating to composite materials and structures |
US20080099960A1 (en) * | 2004-08-31 | 2008-05-01 | Hidenori Okuzaki | Deformation Method of Polymer Film or Fiber, and Polymer Actuator |
AU2005335123B2 (en) * | 2004-11-09 | 2011-02-03 | Board Of Regents, The University Of Texas System | The fabrication and application of nanofiber ribbons and sheets and twisted and non-twisted nanofiber yarns |
GB2426255B (en) * | 2005-05-16 | 2009-09-23 | Univ Manchester | Operative devices |
CN103361811B (zh) * | 2012-06-26 | 2016-03-30 | 香港理工大学 | 一种负泊松比纱线结构及其制造方法 |
EP2908357B1 (en) | 2012-10-12 | 2018-08-29 | Teijin Limited | Piezoelectric element |
WO2014161920A1 (en) | 2013-04-03 | 2014-10-09 | Swerea Ivf Ab | Method of producing a piezoelectric and pyroelectric fiber |
CN104233579A (zh) * | 2013-06-20 | 2014-12-24 | 扬州思必得仪器设备有限公司 | 一种含芯压电纤维织物 |
GB201313911D0 (en) | 2013-08-02 | 2013-09-18 | Univ Bolton | Energy harvesting piezoelectric three-dimensional spacer structures |
KR101781680B1 (ko) * | 2014-12-02 | 2017-09-25 | 한양대학교 산학협력단 | 유연성 및 신축성이 우수한 압전 섬유 및 이의 제조방법 |
-
2015
- 2015-05-22 ES ES15169045.0T patent/ES2642098T3/es active Active
- 2015-05-22 EP EP15169045.0A patent/EP3096368B1/en active Active
- 2015-05-22 PL PL15169045T patent/PL3096368T3/pl unknown
- 2015-05-22 PT PT151690450T patent/PT3096368T/pt unknown
- 2015-05-22 DK DK15169045.0T patent/DK3096368T3/en active
-
2016
- 2016-05-19 PL PL16725460T patent/PL3298634T3/pl unknown
- 2016-05-19 JP JP2017560661A patent/JP6952607B2/ja active Active
- 2016-05-19 DK DK16725460.6T patent/DK3298634T3/da active
- 2016-05-19 US US15/575,017 patent/US11437562B2/en active Active
- 2016-05-19 BR BR112017024870-0A patent/BR112017024870B1/pt active IP Right Grant
- 2016-05-19 PT PT167254606T patent/PT3298634T/pt unknown
- 2016-05-19 WO PCT/EP2016/061264 patent/WO2016188853A1/en active Application Filing
- 2016-05-19 EP EP16725460.6A patent/EP3298634B1/en active Active
- 2016-05-19 CN CN201680029503.9A patent/CN107896497B/zh active Active
- 2016-05-19 ES ES16725460T patent/ES2746298T3/es active Active
-
2018
- 2018-08-02 HK HK18109970.5A patent/HK1250839B/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180151795A1 (en) | 2018-05-31 |
ES2746298T3 (es) | 2020-03-05 |
BR112017024870B1 (pt) | 2022-07-05 |
WO2016188853A1 (en) | 2016-12-01 |
CN107896497B (zh) | 2021-11-02 |
PT3096368T (pt) | 2017-10-04 |
PT3298634T (pt) | 2019-10-14 |
EP3096368A1 (en) | 2016-11-23 |
EP3298634A1 (en) | 2018-03-28 |
DK3298634T3 (da) | 2019-10-07 |
BR112017024870A2 (pt) | 2018-08-07 |
JP2018521501A (ja) | 2018-08-02 |
PL3298634T3 (pl) | 2020-01-31 |
PL3096368T3 (pl) | 2017-12-29 |
CN107896497A (zh) | 2018-04-10 |
US11437562B2 (en) | 2022-09-06 |
EP3298634B1 (en) | 2019-06-26 |
JP6952607B2 (ja) | 2021-10-20 |
HK1250839B (zh) | 2020-03-20 |
DK3096368T3 (en) | 2017-12-04 |
EP3096368B1 (en) | 2017-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2642098T3 (es) | Estructura de hilo compuesto | |
ES2801058T3 (es) | Tejido textil de calada | |
JP6590080B2 (ja) | 発電体、発電装置およびセンサ | |
KR101781680B1 (ko) | 유연성 및 신축성이 우수한 압전 섬유 및 이의 제조방법 | |
JP6723418B2 (ja) | 感知糸 | |
CN104233579A (zh) | 一种含芯压电纤维织物 | |
KR101730396B1 (ko) | 전기방사하여 얻은 나노섬유 웹 형태의 pla 압전소재를 이용한 압력측정 센서 | |
JP5659349B2 (ja) | 引張変形検知布 | |
KR101282848B1 (ko) | 모직형 에너지 포집소자 및 그 제조방법 | |
CN107618028B (zh) | 一种双向的人工肌肉 | |
JP2017125291A (ja) | 導電性伸縮糸、導電性伸縮布帛及び導電性伸縮編地 | |
KR101587696B1 (ko) | 전기에너지 발전을 위한 나선형태의 압전구조체 | |
US20240055154A1 (en) | Fiber Comprising Micro Devices and Metal Interconnects with Controlled Elasticity | |
KR20160112562A (ko) | 부하감지센서 | |
TW201708644A (zh) | 導電彈性織帶 | |
TWM516610U (zh) | 導電彈性織帶 |