專利名稱:帶袖具有智能的全成形衣服的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種全成形織造方法,用于生產(chǎn)可以接納和包括袖子的單件機(jī)織衣服。該衣服僅由一個(gè)單件整體的織物制成,沒(méi)有間斷或接縫。另外,該衣服可以包括與其成整體的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)用于收集、處理、傳送和接受信息,給予它處理信息的智能。
背景技術(shù):
在織造中,分別稱為經(jīng)線和緯線的兩組紗在織造機(jī)器或織機(jī)上互相成直角編織。傳統(tǒng)的織造技術(shù)一般生產(chǎn)兩維的織物。由這樣機(jī)織的織物加工成三維的衣服傳統(tǒng)地需要織物的剪裁和縫紉。
管狀織造是傳統(tǒng)織造的特殊變型,其中在織機(jī)上生產(chǎn)織物管。但是,直到目前管狀織造還不能生產(chǎn)全成形的機(jī)織衣服,例如襯衫,因?yàn)樗荒苋菁{衣服中的間斷處,例如不需要剪裁和縫紉的袖籠或袖子。
Jayaraman等人的美國(guó)專利6,145,551號(hào)公開(kāi)了用于生產(chǎn)有袖籠的機(jī)織衣服的全成形織造方法。該衣服是單個(gè)整件,其中沒(méi)有間斷或接縫,和袖籠是由織造方法本身產(chǎn)生,不是通過(guò)剪裁或縫紉。但是,Jayaraman專利的方法并不提供全成形有袖衣服的織造。
因此需要一種生產(chǎn)會(huì)成形有袖織造衣服的方法,它不需要剪裁和縫紉織物各部分以便加工成形衣服。本發(fā)明主要導(dǎo)向在于這樣的方法和產(chǎn)品。當(dāng)采用本發(fā)明全成形織造方法時(shí),避免了兩維織物需要的縫紉側(cè)邊接縫和袖子的附加步驟。
另外,Jayaraman等人在1999年3月19日提交的待審申請(qǐng)U.S.S.N09/273,175號(hào)公開(kāi)了一種織物或衣服,它包括用于收集、處理、傳送和接受信息的成整體的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。該衣服的功能如“可穿著的母板”,通過(guò)應(yīng)用導(dǎo)電纖維的互相連接,它將許多收集數(shù)據(jù)的傳感器集成到衣服中而不需要多根獨(dú)立使用的導(dǎo)線或電纜??蓪⑿畔⑼ㄟ^(guò)單根導(dǎo)線或收發(fā)報(bào)機(jī)發(fā)送到幾個(gè)監(jiān)測(cè)裝置中。
應(yīng)用本發(fā)明的織造技術(shù)和共同待審的Jayaraman的申請(qǐng)所提議的導(dǎo)電纖維或光纖或兩者的互相連接,有可能生產(chǎn)帶袖的全成形機(jī)織衣服,它織入收集、處理、傳送和接受信息的成整體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)帶袖的全成形機(jī)織衣服的織造方法,該衣服只是單個(gè)整件的和沒(méi)有間斷和接縫。
本發(fā)明另一個(gè)目的是加工可以接納袖子的衣服,例如襯衫,而不需織物的剪裁和縫紉,除了襯領(lǐng)的成圓或后處理,如果這樣的處理需要的話。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供帶袖的全成形衣服,該衣服可以包括處理信息的智能,如能監(jiān)測(cè)一個(gè)或幾個(gè)身體物理特征和/或衣服的穿透,和制作這樣衣服的方法。
在本發(fā)明全成形機(jī)織衣服中,使用三種不同的織造結(jié)構(gòu)一種是管狀結(jié)構(gòu)段;第二是雙層結(jié)構(gòu)段和第三是自接縫層結(jié)構(gòu)段。不象機(jī)織織物制成的普通襯衫的結(jié)構(gòu),其中需要將前、后面和袖子縫在一起制成“一件”衣服,本發(fā)明的織物在織造過(guò)程中是以整體的帶袖的“一件”衣服出現(xiàn)。在機(jī)織織物的管狀段中,在前面和后面螺旋地和不間斷地只編織一根或一組線。這個(gè)方法描述在U.S.S.N 09/157,607號(hào)中,將它的內(nèi)容整個(gè)并入這里作為參考,好象全部是這里提出的那樣。
將經(jīng)線分成兩組,一組用于衣服的主體和另一組用作兩個(gè)袖子。在本發(fā)明機(jī)織織物主體的管狀結(jié)構(gòu)段穿綜圖中,交替地使用兩組不同的經(jīng)線—一個(gè)用于織物的前面而另一個(gè)用于織物的后面。提綜圖提供綜運(yùn)動(dòng)的順序。按交替代表織物前面和后面的提綜圖指示提升織機(jī)的綜。因?yàn)檫@是雙層布結(jié)構(gòu),將前面和后面兩種經(jīng)線都放在織機(jī)筘的相同筘齒中。
雖然管狀織物的緯線只需要一組連續(xù)的線,但本發(fā)明的全成形機(jī)織衣服,當(dāng)有袖子時(shí)需要兩組線。這是因?yàn)橐路p層結(jié)構(gòu)段的革新特性。在自接縫結(jié)構(gòu)段中,用兩組緯線與經(jīng)線的前面和后面組機(jī)織在一起形成袖子的閉合。
我們?nèi)尚螜C(jī)織衣服的一個(gè)革新方面在于通過(guò)自接縫層結(jié)構(gòu)段與雙層結(jié)構(gòu)段的組合形成袖子。不象管狀結(jié)構(gòu)段,在衣服的雙層結(jié)構(gòu)段中,有兩組線,和為衣服的前面和后面分別使用雙層結(jié)構(gòu)。由于在管狀結(jié)構(gòu)段使用兩組線,所以從管狀結(jié)構(gòu)段可以連續(xù)地織造自接縫層段與雙層結(jié)構(gòu)段組合的織物。然后從這種組合的自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段可以織造單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段。單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段可以連續(xù)地由另一個(gè)組合的自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段跟著。類似地,從這個(gè)組合的自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段可以連續(xù)地織造管狀結(jié)構(gòu)段。以這種方式,例如,通過(guò)如描述那樣連續(xù)織造第一管狀結(jié)構(gòu)段,跟著的組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段,然后由組合的自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段跟著的單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段和從組合的自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段接著的第二管狀結(jié)構(gòu)段,可以制成全成形機(jī)織的衣服。也可以制造連續(xù)織造的管狀結(jié)構(gòu)、自接縫結(jié)構(gòu)段和雙層結(jié)構(gòu)段的其他組合。還有,本發(fā)明的全成形織造方法并不局限于有袖子的衣服的制造,而是通??蓱?yīng)用到可能需要類似附件的任何全成形衣服的制造。
在一個(gè)特定的實(shí)施例中,為了完成這樣機(jī)織的衣服,例如,可以使用8綜的織機(jī)。將織機(jī)的8個(gè)綜分成兩組。每組4個(gè)綜。在每組的4個(gè)綜中,衣服的前層使用兩個(gè)綜,背層使用另二個(gè)綜。因?yàn)橐路蓜t的升降順序是相同的,在雙層結(jié)構(gòu)段的兩側(cè)將會(huì)同時(shí)形成袖子。以這種方式,因而生產(chǎn)出有袖子的單個(gè)連續(xù)機(jī)織的衣服。
在另一個(gè)實(shí)施例中,按照本發(fā)明制造的機(jī)織衣服可以加工成具有處理信息智能的衣服。該衣服可以裝設(shè)監(jiān)側(cè)一項(xiàng)或多項(xiàng)身體生命信號(hào),如血壓、心跳速率、體溫,以及用于監(jiān)測(cè)衣服的穿透的機(jī)構(gòu)。單件有袖的結(jié)構(gòu)允許在病人的臂下監(jiān)測(cè)生命的信號(hào)。由于它的無(wú)縫設(shè)計(jì),有袖的衣服對(duì)臥床幾乎很少移動(dòng)的病人特別有用。
此機(jī)織衣服包括基礎(chǔ)織物(“舒適組分”),和至少一個(gè)傳感組分。傳感組分可以是穿透?jìng)鞲胁牧辖M分,或?qū)щ姴牧辖M分,或兩者都有。優(yōu)選的穿透?jìng)鞲薪M分是塑料光纖(POF)。優(yōu)選的導(dǎo)電組分或者是上述涂料帶有聚乙烯、尼龍、或其他絕緣的鞘的無(wú)機(jī)纖維,或者是綱的計(jì)量金屬線有聚乙烯的鞘??蛇x擇地,根據(jù)需求和應(yīng)用,織物可以包括貼身組分,如SPANDAX纖維,或靜電耗散組分,如NEGA-STAT。每種這些組分都可并入到本發(fā)明的全成形織造方法中和從而插入到全成形衣服中。
在其他組分中的傳感組分,可以起到下述兩種主要的功能 (1)它可以幫助檢測(cè)發(fā)生的穿透;和(ii)它可以用作“數(shù)據(jù)總線”或“母板”用于傳送信息或數(shù)據(jù)到同其通訊的其他裝置或接受來(lái)自該其他裝置的信息。可以一起或分別使用這些能力。導(dǎo)電纖維可以幫助攜帶從傳感器(安裝在人體/動(dòng)物身體上或織入到織物結(jié)構(gòu)中)到監(jiān)測(cè)裝置的信息以便監(jiān)測(cè)心跳速率、呼吸速率、聲音和/或任何其他需要的身體物理特性。因此本發(fā)明將創(chuàng)造出一種柔軟的帶袖衣服,它具有可穿著的信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)將有助于“插入”用于收集/處理有關(guān)它的穿著者信息的裝置,使用在待審的U.S.S.N 09/273,175號(hào)中描述的導(dǎo)電纖維的互相連接,將待審專利的整個(gè)內(nèi)容插入這里作為參考,好象全部是這里提出的那樣。代替插入兩種POF和導(dǎo)電纖維,織物或衣服可以只插入導(dǎo)電纖維而沒(méi)有POF,或者相反,取決于所需的最終用途的應(yīng)用??梢愿淖働OF的數(shù)目、長(zhǎng)度和節(jié)矩(線間距離)以便適應(yīng)所需的最終用途的需要。相似地,可以改變導(dǎo)電纖維的數(shù)目、長(zhǎng)度和節(jié)矩(線間矩離)以便適應(yīng)最終用途的需要。
可以應(yīng)用下面描述的互相連接的技術(shù)將連接器附連到織物。傳感器可以裝入到織物中和/或安裝在人或動(dòng)物身上和插入到裝設(shè)在織物中的連接器。可以使用傳感器監(jiān)測(cè)一項(xiàng)或幾項(xiàng)人體物理特性,如生命信號(hào)。因此,本發(fā)明的織物或衣服作用為用于信息處理的有用的和靈活的信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。通過(guò)適當(dāng)?shù)胤纸尤牒线m的導(dǎo)電纖維,將創(chuàng)造出所需的監(jiān)測(cè)能力??晒┻x擇的,代替或除了導(dǎo)電纖維的各種應(yīng)用之外,另一種是POF或其他傳感組分可以用作“數(shù)據(jù)總線”。
從這里描述的我們的發(fā)明中可以看以,提供了一種全成形織造的方法,通過(guò)它可以制成全成形帶袖的機(jī)織衣服,該衣服容納衣服中的間斷處,如袖子而不需剪裁和縫紉,和通過(guò)它可以制成有處理信息智能的衣服。在閱讀下面與所附各圖一起的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)之后,本發(fā)明這些和其他的目的優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
圖1說(shuō)明有成整體袖子的全成形衣服的結(jié)構(gòu)。(提供W/發(fā)明的公開(kāi))圖2說(shuō)明圖1衣服的穿綜圖。
圖3說(shuō)明圖1衣服的提綜圖。
圖4說(shuō)明本發(fā)明的另一實(shí)施例,具有處理信息智能衣服的形式。
圖5說(shuō)明圖4衣服的傳感器的互相連接。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考上面的各圖,其中在各圖中相同的參考數(shù)字代表相同的部件,將詳細(xì)描述本發(fā)明的全成形織造方法和產(chǎn)品。
A.本發(fā)明全成形織造方法和衣服如圖1中說(shuō)明的那樣,是按照本發(fā)明制造的全成形機(jī)織衣服。使用三種不同的織造結(jié)構(gòu)一種是管狀結(jié)構(gòu)用于衣服的身體;第二是雙層結(jié)構(gòu)和第三是自接縫層結(jié)構(gòu)?!白越涌p”層結(jié)構(gòu)與雙層結(jié)構(gòu)組合這里參考作為“自接縫—雙層結(jié)構(gòu)組合,使用該組合構(gòu)成衣服中沒(méi)有任何接縫的袖子。創(chuàng)造無(wú)接縫衣服的能力獲得更加舒適、通用的衣服。
為了幫助描述本發(fā)明,現(xiàn)在將參考一種衣服,如圓領(lǐng)的有袖襯衫類似于針織的短袖圓領(lǐng)衫,由本發(fā)明的全成形織造方法加工。但是,應(yīng)該認(rèn)識(shí)到本發(fā)明并不局限于這樣的衣服。
1.該衣服身體段的描述不象由機(jī)織織物制成的普通襯衫,其中前面、后面和袖子需要縫紉在一起以便制成“一件”衣服,在本發(fā)明全成形機(jī)織方法中,本發(fā)明衣服的結(jié)構(gòu)是以整體的“一件”有袖衣服出現(xiàn)的。在前面和后面螺旋地和連續(xù)地只編織一根或一組線,用于制作織物的管狀段和由其加工的任何衣服。
圖2表示該衣服的穿綜圖。穿綜圖指示經(jīng)線在綜框上分布的經(jīng)線布置的圖案。在穿綜圖交替地中使用兩組不同的線一個(gè)用作衣服的前面F和另一個(gè)用作衣服的后面B。圖3的提綜圖定義每次連續(xù)插入投梭或緯線時(shí)提升或降低綜的選擇。由代表衣服的前面和后面的提綜圖交替提升織機(jī)的綜。因?yàn)檫@是雙層布結(jié)構(gòu),將前面和后面兩種經(jīng)線都放在織機(jī)筘的相同筘齒中。
按照?qǐng)D3中經(jīng)線的提升順序(也記作A段)生產(chǎn)圖1中衣服的A段。在由組2的經(jīng)線形成的衣服的身體段的任意一側(cè)產(chǎn)生袖子時(shí)使用組1的經(jīng)線(在圖3中表示在組2的任意一側(cè))。
雖然管狀織物的緯線僅需要一組連續(xù)的線,但是本發(fā)明的全成形機(jī)織衣服的一個(gè)實(shí)施例中使用兩組線。這是由于成整體的袖子的創(chuàng)新的特性。
2.衣服袖子的描述我們?nèi)尚螜C(jī)織衣服的一個(gè)創(chuàng)新方面在于通過(guò)衣服的目接縫層結(jié)構(gòu)段與雙層結(jié)構(gòu)段組合生成袖子。不象管狀結(jié)構(gòu)段,在衣服的雙層結(jié)構(gòu)段中有兩組紗,對(duì)衣服的前面和后面分別使用雙層結(jié)構(gòu)。由于在管狀結(jié)構(gòu)段使用兩組紗,所以從管狀結(jié)構(gòu)段可以連續(xù)地織造自接縫層段與雙層結(jié)構(gòu)段組合的織物。然后從這種組合的自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段可以織造單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段。單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段可以連續(xù)地由另一個(gè)組合的自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段接著。
按照?qǐng)D3中經(jīng)線的提升順序(也記作B段)生產(chǎn)圖1中衣服的B段和這得到形成袖子閉合的組合的自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段,袖子由圖3的提升順序記為C段的生成。衣服的袖子和身體在圖1中也記作C段,它是單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段。圖1中衣服的D段與B段相同并是由圖3的提升順序記作D段的而生成,從而獲得衣服袖子的閉合。
管狀織造是傳統(tǒng)織造的一種特殊變型,應(yīng)用它在織機(jī)上生產(chǎn)織物管。這種技術(shù)已經(jīng)在傳統(tǒng)的織造中被選擇來(lái)生產(chǎn)我們的全成形機(jī)織衣服,因?yàn)檫@將避免對(duì)織物進(jìn)行剪裁和縫紉(例如,除了加工現(xiàn)代襯衫時(shí)所需的襯領(lǐng)的成圓或后處理),而得到的結(jié)構(gòu)將類似于普通的有袖汗衫,即在兩側(cè)沒(méi)有任何接縫。對(duì)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng)該理解可以對(duì)衣服進(jìn)一步加工連接上衣領(lǐng)。
織物的基本結(jié)構(gòu)優(yōu)選地是平紋組織(但是,取決于應(yīng)用也可使用其他組織)。將織機(jī)上的整經(jīng)順序給定為“塊狀組織”,從而在必要時(shí)可以降下所需組的紗。使用組合的自接縫—雙層結(jié)構(gòu)以便形成在衣服中沒(méi)有任何接縫的袖子。
能生產(chǎn)這樣機(jī)織衣服的織機(jī)是AVL Compu-Dobby可以操作在手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式的一種有梭織機(jī)。它也可以接有計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面,從而使用設(shè)計(jì)軟件產(chǎn)生的設(shè)計(jì)程序可以直接下載到梭口控制機(jī)構(gòu)中。另一種是,也可以使用提花織機(jī)。因?yàn)橐呀?jīng)使用多臂織機(jī),下面將描述在這樣的織機(jī)上織造織物的生產(chǎn)。生產(chǎn)機(jī)織衣服的一種織機(jī)構(gòu)造如下
可以跟隨下面的各個(gè)步驟生產(chǎn)按照我們的發(fā)明有袖的機(jī)織衣服。
1.進(jìn)入設(shè)計(jì)軟件中的該機(jī)織圖案并把它下載到AVL Compu-Dobby。
2.為2英寸間隔的分條經(jīng)軸準(zhǔn)備160個(gè)緯線管。
3.將經(jīng)線纏繞到分條經(jīng)軸上22英寸寬。
4.安裝所需數(shù)目的停經(jīng)片。
5.穿經(jīng)1600根通過(guò)停經(jīng)片。
6.按照定義的機(jī)織圖案用特定的順序穿經(jīng)1600根通過(guò)24綜的綜片。
7.將1600根穿過(guò)筘。
8.將各根紗在織軸的每一端打結(jié)。
9.為有兩個(gè)梭的緯線準(zhǔn)備8個(gè)筒管。
將織機(jī)的24綜分成兩組。每組有12個(gè)綜。在每組的12個(gè)綜中,6個(gè)用作衣服的前層和另外6個(gè)用作衣服的后層。由于對(duì)衣服的兩側(cè)穿經(jīng)的順序是相同的,將同時(shí)在衣服的兩側(cè)生成袖子。
對(duì)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),將很清楚按照我們發(fā)明的機(jī)織衣服的生產(chǎn)并不局限于使用24綜的織機(jī)。例如,48綜織機(jī)或400鉤提花織機(jī)也可以使用。
機(jī)織衣服可用任何傳統(tǒng)機(jī)織織物所用的紗制成。紗材料的選擇普通將由織物的最終用途決定和將按照對(duì)紗的舒適性、貼身、織物手感、透氣性、水份吸收率、和該紗的結(jié)構(gòu)特性的考察決定。合適的紗包括,但不局限于,棉花、聚酯/棉混紡紗、微旦聚酯/棉混紡紗和聚丙烯纖維如Meraklon(由Dawtex Industries公司制造)。
B.按照本發(fā)明的處理信息智能除了避免剪裁和縫紉的優(yōu)點(diǎn)之外,本發(fā)明的機(jī)織衣服和方法還可為帶處理信息智能的有袖衣服提供基礎(chǔ)。因此,該衣服可以裝設(shè)用于監(jiān)測(cè)身體物理特征。如血壓、心跳速率、脈博和體溫,以及監(jiān)測(cè)衣服的穿透的機(jī)構(gòu)。有這樣處理信息智能的衣服包括如下組件織物的底層或“舒適組分”,和信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組分。此外,如果需要,可以包括貼身組分和靜電耗散組分。
信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組分可以包括如下組件的任意一個(gè)或全部、單獨(dú)或任何的組合穿透?jìng)鞲薪M分、導(dǎo)電組分、傳感器、處理器、或無(wú)線發(fā)送裝置。信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組分能夠從目標(biāo)獲取、處理和發(fā)送信息到本地或遠(yuǎn)方的監(jiān)測(cè)裝置。
圖4表示本發(fā)明衣服20一種代替性的設(shè)計(jì)。它包括如上述機(jī)織和加工的單件衣服和類似于普通的短袖圓領(lǐng)衫。圖中的邊印表示2段衣服各種結(jié)構(gòu)組分的紗的相對(duì)分布。
舒適組分22是織物的底層。舒適組分通常將是與穿著者的皮屑直接接觸和為衣服提供必需的舒適特性。因此,所選擇的材料應(yīng)該提供與一般汗衫可比較的至少相同水平的舒適性和貼身,如良好的織物手感、透氣性、水份吸收率和拉伸性。
舒適組分可包括任何能應(yīng)用在常規(guī)機(jī)織織物的紗。紗材料的選擇普通將由織物的最終用途決定和將按照對(duì)紗的舒適性、貼身、織物手感、透氣性、水份吸收率和該紗的結(jié)構(gòu)特性的考察決定。合適的紗包括,但不局限于,棉花、聚酯/棉混紡紗、微旦聚酯/棉混紡紗和聚丙烯纖維如MERAKLON(由Dawtex Industries公司制造)。
特別適合用作舒適組分的主要纖維是MERAKLON,和包括微旦聚酯/棉的聚酯/棉的混紡紗。MERAKLON是改性的聚丙烯纖維以便克服與純的聚丙烯纖維相關(guān)聯(lián)的某些缺點(diǎn)。根據(jù)性能需要它的關(guān)鍵特征是(a)良好的毛細(xì)管性和舒適性;(b)膨松無(wú)重量;(c)很快干燥;(d)良好的機(jī)械特性和著色堅(jiān)牢度;(e)無(wú)過(guò)敏和抗菌特征;和(f)無(wú)味并能防止細(xì)菌生長(zhǎng)。微旦聚酯/棉混紡紗是極其通用的纖維和其特征在于(a)良好的手感,即手觸感;(b)良好的水份吸收率;(c)良好的機(jī)械特性和耐磨性;和(d)容易處理。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到滿足這樣性能要求的其他纖維也是合適的。微旦聚酯/棉混紡纖維從北卡羅來(lái)納州的Hamby TextileResearch有售。在混紡紗中使用的微旦纖維從DuPont(杜邦)公司有售。MERAKLON紗從加拿大,多倫多的Dawtex,Inc。公司有售。在圖2中,在織物的經(jīng)線和緯線兩個(gè)方向表示MERAKLON。
衣服的傳感組分可以包括檢測(cè)衣服穿透的材料24,或者檢測(cè)一項(xiàng)或幾項(xiàng)身體物理特征的材料25,或者兩者都有。這樣材料在織造織物的舒適組分時(shí)織造在一起。在衣服的加工完成之后,可以將這些材料連接到監(jiān)測(cè)器(稱為“個(gè)人狀態(tài)監(jiān)測(cè)器”或“PMS”),它將從傳感材料中取出讀數(shù),監(jiān)視這些讀數(shù)和根據(jù)讀數(shù)及對(duì)監(jiān)測(cè)器所需的給定發(fā)出警報(bào),如下面將要詳細(xì)描述的那樣。
提供穿透?jìng)鞲泻蛨?bào)警的合適材料包括硅基光纖、塑料光纖、硅橡膠光纖。合適的光纖包括有填充介質(zhì)的那些光纖,填充介質(zhì)的帶寬可以支持要傳送的所需信號(hào)和所需的數(shù)據(jù)流。已經(jīng)設(shè)計(jì)硅基光纖用于很高的帶寬、長(zhǎng)距離的應(yīng)用。它們極其小的硅芯和低的數(shù)值孔(NA)提供很大的帶寬(高至500mhz*km)和低的衰減率(低至0.5dB/km)。但是,這樣的纖維并不是優(yōu)選的因?yàn)榘惭b需要很高的勞動(dòng)成本和有纖維率碎裂的危險(xiǎn)。
塑料光纖(POF)提供許多玻璃(硅基)纖維有的許多相同的優(yōu)點(diǎn),但是重量輕和成本低。在某些纖維的應(yīng)用中,如在某些傳感器和醫(yī)療應(yīng)用中,所用的纖維長(zhǎng)度是這樣的短(小于幾米),從而使光纖的損失和耗散可以不予考慮。相反,良好的光學(xué)透明、適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度,和柔軟性是所需的特性,所以塑料或聚合物的纖維是優(yōu)選的。還有,塑料光纖不象玻璃纖維那樣碎裂,所以可以比玻璃纖維更安全地用在襯套中。
對(duì)相對(duì)短的長(zhǎng)度,POF比玻璃纖維具有幾個(gè)固有的優(yōu)點(diǎn)。POF有相對(duì)較高的數(shù)值孔(NA),這使它們能傳送更大的功率。此外,較高的NA使POF對(duì)由纖維彎曲和撓曲造成的光的損失的靈敏度降低。在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的傳送是相對(duì)高于光譜中別的地方。這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn),因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)的醫(yī)療傳感器中是由光譜中可見(jiàn)光范圍內(nèi)的波長(zhǎng)激勵(lì)起動(dòng)變換器。因?yàn)樗墓鈱W(xué)傳送特性,POF提供與玻璃纖維同樣高的帶寬能力和相同的電磁抗擾性。除了相對(duì)便宜之外,可以使用熱板技術(shù)終止POF,熱板熔化多余的纖維使之有光學(xué)質(zhì)量的終端面。這種簡(jiǎn)單的終止與POF連接系統(tǒng)的快速-鎖定設(shè)計(jì)相組合能在一分鐘之內(nèi)完成節(jié)的終止,這種POF連接系統(tǒng)可以是常規(guī)的連接系統(tǒng)。這轉(zhuǎn)變成極其低的安裝成本。還有,POF可以承受在相對(duì)不友好的環(huán)境中所表現(xiàn)的更粗糙的機(jī)械處理。需要便宜和耐用的光纖在短距離內(nèi)進(jìn)行可見(jiàn)波長(zhǎng)傳導(dǎo)的應(yīng)用,目前被由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或苯乙烯基的聚合物制成的POF主導(dǎo)。
硅橡膠光纖(SROF),第三類光纖,提供優(yōu)良的彎曲特性如彈性復(fù)原。但是,它們相對(duì)較厚(5mm數(shù)量級(jí))和有高度信號(hào)衰減的缺點(diǎn)。還有,它們受高濕度的影響并在市場(chǎng)上還沒(méi)有銷售。所以,雖然這些纖維不是制作本發(fā)明衣服優(yōu)選的,但可以使用它們。那些纖維可以從田納西州Oak Ridge的Oak Ridge國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Lab,Oak Ridge,Tennessee)獲得。
在圖4中,在織物的緯線方向表示傳感組分、這里是POF,24,盡管它不需要被僅限制在緯線方向。為了在機(jī)織織物中并入檢測(cè)穿透率的組分材料,該材料優(yōu)選地是塑料光纖(POF),在全成形織造織物生產(chǎn)過(guò)程中將該材料螺旋地與該結(jié)構(gòu)成一整體。該P(yáng)OF并不在袖籠處終止。由于上述在織造方法中的修改,POF連續(xù)地穿過(guò)該織物而沒(méi)有任何間斷。這獲得只有一件單個(gè)整體的織物和在POF考濾的范圍內(nèi)沒(méi)有接縫。優(yōu)選的塑料光纖是從組約的Toray Industries公司購(gòu)得,特別是產(chǎn)品碼PGU-CD-501-10-E的光纖線??梢詰?yīng)用的另一種POF是產(chǎn)品碼PGS-GB250光纖線,從Toray Industries公司有售。
另一種,或附加地,傳感組分可以包括導(dǎo)電材料組分(ECC)25。導(dǎo)電纖維優(yōu)選地其阻抗從約0.07×10-3到10kohms/cm(千歐姆/厘米)。可以使用ECC25通過(guò)身體上的傳感器和連接到個(gè)人體質(zhì)監(jiān)測(cè)器(PSM)監(jiān)測(cè)一項(xiàng)或幾項(xiàng)身體生命信號(hào),包括心跳速率、脈博速率、體溫和血壓。合適的材料包括,但不局限于,下面描述的三類本身導(dǎo)電的聚合物、上述涂料的無(wú)機(jī)纖維和金屬纖維。
傳導(dǎo)電流無(wú)需加上導(dǎo)電材料(無(wú)機(jī))的聚合物已知稱為“本身導(dǎo)電聚合物”(ICP)。導(dǎo)電的聚合物有共軛的結(jié)構(gòu),即在主鏈的碳原子之間交替地成單鍵和雙鍵。在70年代后期發(fā)現(xiàn)可以將聚乙炔制備成有很高導(dǎo)電性的形式,和通過(guò)化學(xué)氧化可以進(jìn)一步增強(qiáng)其導(dǎo)電性。隨后,有共軛碳主鏈(交替單鍵和雙鍵)的許多其他聚合物表現(xiàn)出相同的行為,如聚噻吩和聚吡咯。開(kāi)始時(shí),人們相信可將傳統(tǒng)聚合物的可加工性和發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)電性結(jié)合在一起。但是,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電聚合物在空氣中不太穩(wěn)定,機(jī)械特性很差和不能很容易地加工。還有,所在本身導(dǎo)電的聚合物在任何溶劑中都不溶解,和它們沒(méi)有熔點(diǎn)或其他軟化的行為。因此,它們不能以與正常的熱塑聚合物相同的方式加工和通常使用各種分散方法加工。由于這些缺點(diǎn),工業(yè)上還沒(méi)有全部由導(dǎo)電聚合物制成具有良好機(jī)械特性的纖維,因此,雖然可以使用它們,對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用目前不是優(yōu)選的。
還有另一類導(dǎo)電纖維,包括用有無(wú)機(jī)或金屬顆粒的涂料涂抹的那些纖維。這類纖維的導(dǎo)電性如果它們充分地涂抹有金屬顆粒的涂料,那么會(huì)是相當(dāng)高的,但這將使纖維柔軟性差。如果將它們適當(dāng)絕緣的話可以使用這樣的纖維將信息從傳感器傳送到監(jiān)測(cè)裝置。
還可以使用金屬纖維,如用聚乙烯或聚氯乙烯絕緣的銅和不銹鋼纖維作為織物中的導(dǎo)電纖維。它們具有優(yōu)越的載流能力,所以鋼和不銹鋼纖維比任何涂抹涂料的聚合物纖維更加有效。還有,金屬纖維很強(qiáng)壯,它們能很好地抵抗拉長(zhǎng)、縮頸、蠕變、裂紋和斷裂。所以,非常小直徑(0.1mm數(shù)量級(jí))的金屬纖維將足夠攜帶信息從傳感器到監(jiān)測(cè)裝置。即使帶有絕緣,纖維的直徑還將小于0.3mm,因?yàn)檫@些纖維將是非常柔軟和可以很容易織入到織物中。還有,將金屬纖維安裝和連接到PSM裝置將很簡(jiǎn)單和將不需要特殊的連接器、工具、復(fù)合膏和方法。
適合這個(gè)目的高度導(dǎo)電紗的一個(gè)例子是Bekinox,它以佐治亞州Marietta的Bekaert Corporarion公司有售,該公司是比利時(shí)Wetteren,Bekintex NV的子公司,該紗是由不銹鋼纖維制成和有阻抗60歐姆-米。這種紗的彎曲剛度可與聚酰胺高阻抗紗相比較和可很容易織入我們發(fā)明的數(shù)據(jù)總線中。
所以,用于本發(fā)明衣服傳感組分優(yōu)選的導(dǎo)電材料是(i)有聚乙烯、尼龍或其他絕緣鞘的涂料涂抹的無(wú)機(jī)纖維;(ii)絕緣的不銹鋼纖維;和(iii)有聚乙烯鞘的細(xì)銅線。所有這些纖維都可以很容易地織入衣服中和可以用作彈性印刷電路板的元件,如下所述。涂料涂沫的無(wú)機(jī)纖維現(xiàn)有的一個(gè)例子是涂抹尼龍(T66)的X抗靜電絲(涂銀的耐綸長(zhǎng)絲),由南卡羅來(lái)納州的Sauquoit Industries公司生產(chǎn)。細(xì)銅導(dǎo)線的一個(gè)現(xiàn)有的例子是佐治亞州的亞特蘭大市的ACK Electronics公司生產(chǎn)的24規(guī)格絕緣銅導(dǎo)線。
導(dǎo)電組分纖維25可用兩種方式織入到機(jī)織織物中(a)作為傳感元件作用的有規(guī)則地間隔的紗;和(b)精確定位的紗用于從傳感器傳送信號(hào)給PSM。它們可以在機(jī)織織物中分布在經(jīng)線和緯線兩個(gè)方向。
貼身組分(FFC)26對(duì)穿著者提供貼身材料,如果需要的話。更重要的是,在運(yùn)動(dòng)時(shí)它將傳感器保持在穿著者的身體上。因此,選擇的材料應(yīng)該有高度伸展的能力以便提供所需的貼身和同時(shí)又有與衣服其他組分選擇的材料相容。任何滿足這些要求的纖維都是合適的。優(yōu)選的貼身組分是SPANDEX纖維,有尿烷官能團(tuán)的嵌段聚合物。它在斷裂范圍的伸長(zhǎng)從500到600%,從而可以為衣服提供所需的貼身。它的彈性回復(fù)也是極其高(從2-5%伸長(zhǎng)回復(fù)99%)和它的強(qiáng)度是在0.6-0.9格令(grain)/旦尼爾的范圍。它耐化學(xué)品和能承受重復(fù)的機(jī)洗和出汗。在線性密度的范圍內(nèi)可供出售。
在圖4中緯線方向表示的SPANDEX帶26是FFC,用于管狀機(jī)織織物,提供所需的貼身。這些帶的行為象“皮帶”,但不引人注目和很好地在織物中成一整體。所以不需要穿著者捆扎一些東西以便保證衣服良好的貼身。還有,在正常呼吸時(shí)SPANDEX帶將如穿著者胸部擴(kuò)張和收縮那樣擴(kuò)張和收縮。SPANDEX纖維可從特拉華州,Wilmington,杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours)獲得。
靜電耗散組分(SDC)28的目的是迅速消散任何在使用處理信號(hào)智能衣服時(shí)累積的靜態(tài)電荷。這樣的組分可能不是總是需要的。但是,在某些條件下可能產(chǎn)生幾千伏的電壓,這可能損害在PSM裝置中敏感的電子組件。因此,選擇的材料必須在織物中提供適當(dāng)?shù)撵o電放電保護(hù)(ESD)功能。
NEGA-STAT,一種杜邦公司生產(chǎn)的雙組分纖維是靜電耗散組分(SDC)的優(yōu)選材料。它有三葉狀的導(dǎo)電芯并帶或者聚酯或者尼龍的鞘。這種獨(dú)特的三葉導(dǎo)電芯通過(guò)感應(yīng)中和基礎(chǔ)材料上的表面電荷和通過(guò)空氣離子化和傳導(dǎo)消耗電荷。NEGA-STAT纖維的不導(dǎo)電聚酯或尼龍表面控制從線的表面釋放電荷,從而按照特定的終端用途的需要在接地或不接地的應(yīng)用中提供有效的材料的靜電控制。聚酯或尼龍的外殼保證高效的穿著抗磨壽命并有高度的清洗和磨損的耐久性和對(duì)酸和輻射的保護(hù)作用。也可以使用可以有效地耗散電并能作為可穿著的可清洗的衣服的一種組分的其他材料。
再參考圖4,在織物的經(jīng)線方法,沿著襯衫的高度行走的NEGA-STAT纖維28是靜電耗散組分(SDC)。對(duì)所需程度的靜電排放建議的間距是合適的。對(duì)機(jī)織的管狀衣服。一般在織物的經(jīng)線方向引入它,但不是必需這樣。
參考圖5,可以使用連接器,如T-連接器(類似于衣服中使用的“按鈕夾”),將身體傳感器32連接到PSM去的導(dǎo)電纖維。通過(guò)本發(fā)明衣服(使用這些連接器)設(shè)計(jì)的模件化,可以獨(dú)立于衣服制造傳感器本身。這是適應(yīng)不同的體形。連接器使得將傳感器附連到導(dǎo)線相對(duì)比較容易。將傳感器本身與衣服分離的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,當(dāng)洗衣服時(shí)它們不需承受清洗,從而使任何對(duì)它們的傷害最小化。但是,應(yīng)該認(rèn)識(shí)到傳感器32也可以織造到結(jié)構(gòu)中。
在生產(chǎn)本發(fā)明處理信息智能的衣服中使用的優(yōu)選材料的規(guī)格如下
根據(jù)采用內(nèi)衣一般所用的紗的尺寸進(jìn)行的初始試驗(yàn),已經(jīng)選擇上面的紗的支數(shù)。也可以使用其他紗的支數(shù)。圖4還表示用于管狀機(jī)織織物的規(guī)格。這個(gè)實(shí)施例織物的重量是約10盎司/碼2(0.2/yd2)或更小。盡管上述材料是用于生產(chǎn)我們衣服的優(yōu)選材料,但讀完這個(gè)說(shuō)明書(shū)后按照我們的發(fā)明將很容易認(rèn)識(shí)到可以使用其他的材料代替這些優(yōu)選的材料和仍可提供有感覺(jué)的衣服。
C.該衣服的處理信息智能現(xiàn)在討論衣服裝配體的操作以便說(shuō)明它的穿透警報(bào)和生命信號(hào)監(jiān)測(cè)能力。
穿透警報(bào)1.通過(guò)與傳感衣服成整體的POF發(fā)送精確定時(shí)的脈沖。
2.如果POF沒(méi)有斷裂,接受器收到信號(hào)脈沖并將“應(yīng)答”送給PSM裝置指示沒(méi)有穿透。
3.如果光纖由于穿透在任何一點(diǎn)斷裂,信號(hào)脈沖從碰撞點(diǎn)即斷裂點(diǎn)彈回到第一發(fā)送器。在信號(hào)脈沖發(fā)送和應(yīng)答之間占用的時(shí)間指示信號(hào)已經(jīng)通過(guò)的長(zhǎng)度直到它到達(dá)斷裂點(diǎn),這樣識(shí)別穿透的精確地點(diǎn)。
4.PSM裝置通過(guò)發(fā)送器發(fā)出穿透警報(bào)指定穿透的位置。
物理特征監(jiān)測(cè)1.從傳感器通過(guò)衣服的導(dǎo)電組分(ECC)發(fā)出信號(hào)到PSM裝置。
2.如果從傳感器來(lái)的信號(hào)在正常的范圍內(nèi)和如果PSM裝置沒(méi)有收到穿透警報(bào),那么PSM裝置記錄物理特征讀數(shù)用于以后的處理。
3.但是,如果讀數(shù)偏離正常值,或者如果PSM裝置已經(jīng)收到穿透警報(bào),就用該發(fā)送器發(fā)送物理特征讀數(shù)。
因此,建議的處理信息智能的衣服很容易推廣應(yīng)用和滿足所有監(jiān)測(cè)身體物理特征和/或穿透的功能要求。通過(guò)光學(xué)時(shí)間范疇的反射儀(Optical Time Domain Reflectometer)可以確定在POF中實(shí)際穿透位置的檢測(cè)。
雖然本發(fā)明以它優(yōu)選的形式已經(jīng)公開(kāi),但對(duì)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),將很清楚其中可以進(jìn)行許多修改、補(bǔ)充和刪除而不會(huì)背離如在下面權(quán)利要求書(shū)中所提出的本發(fā)明的宗旨和范疇以及它們的等階條款。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)織造有整體袖子的全成形衣服的方法,包括如下各步驟提供至少兩組交替使用的經(jīng)線,一組用于衣服的前面而另一組用于衣服的后面;提供至少兩組緯線;用緯線和經(jīng)線織造衣服的管狀結(jié)構(gòu)段;連續(xù)地從所述管狀結(jié)構(gòu)段織造組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段;從所述組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段織造單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段;和接著從所述單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段織造組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段;和各結(jié)構(gòu)段一個(gè)接著另一個(gè)連續(xù)地織造從而形成衣服。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于織造管狀結(jié)構(gòu)段的步驟包括在衣服的前面和后面螺旋地和連續(xù)地編織一根線或一組線。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,還包括織進(jìn)傳感組分纖維的步驟用于提供監(jiān)測(cè)身體生命信號(hào)或衣服穿透的能力。
4.如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于傳感組分纖維選自或者是光纖和導(dǎo)電纖維或者兩者的組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法,還包括織進(jìn)貼身組分纖維的步驟。
6.如權(quán)利要求1所述的方法,還包括織進(jìn)靜電耗散組分纖維的步驟。
7.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于交替織造組合自接縫—雙層段與單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段的步驟在所述段衣服的每一側(cè)形成袖子。
8.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于從管狀結(jié)構(gòu)連續(xù)織造組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段,從組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段連續(xù)織造單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段,和從單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段連續(xù)織造第二組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段。
9.一種有整體袖子的機(jī)織衣服,包括(a)管狀結(jié)構(gòu)段;(b)從該管狀結(jié)構(gòu)連續(xù)織造的組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段;(c)從該組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段連續(xù)織造的單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段;和(d)從該單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段連續(xù)織造的第二組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段;和(e)各結(jié)構(gòu)段一個(gè)接著另一個(gè)連續(xù)地織造從而形成衣服。
10.如權(quán)利要求9所述的機(jī)織衣服,其特征在于由交替以單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段的兩個(gè)組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段構(gòu)成的段包括在衣服每一側(cè)的袖子。
11.如權(quán)利要求9所述的機(jī)織衣服,其特征在于管狀結(jié)構(gòu)段包括在衣服的前面和后面螺旋地和連續(xù)地編織的一根紗或一組紗。
12.如權(quán)利要求9所述的機(jī)織衣服,還包括傳感組分纖維,用于提供監(jiān)測(cè)身體生命信號(hào)或衣服穿透的能力。
13.如權(quán)利要求12所述的機(jī)織衣服,其特征在于傳感組分選自包括或者光纖和導(dǎo)電纖維或者兩者的組。
14.如權(quán)利要求9所述的機(jī)織衣服,還包括貼身組分纖維。
15.如權(quán)利要求9所述的機(jī)織衣服,還包括靜電耗散組分纖維。
16.如權(quán)利要求9所述的機(jī)織衣服,其特征在于從管狀結(jié)構(gòu)連續(xù)織造組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段,從組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段連續(xù)織造單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段,和從單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段連續(xù)織造第二組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段。
17.一種有整體袖子的機(jī)織衣服,包括(a)機(jī)織結(jié)構(gòu),包括如下各段管狀結(jié)構(gòu)段;組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段;單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段;和第二組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段;和(b)傳感組分纖維,選自包括或者光纖、導(dǎo)電纖維、或者兩者的組。
18.一種有整體袖子的機(jī)織衣服,包括(a)機(jī)織機(jī)構(gòu),包括管狀結(jié)構(gòu)段;從管狀結(jié)構(gòu)連續(xù)織造的組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段;從組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段連續(xù)織造的單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段;和從單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段連續(xù)織造的第二組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段,各段一個(gè)接著另一個(gè)連續(xù)地織造從而形成衣服;和(b)傳感組分纖維,選自包括或者光纖、導(dǎo)電纖維、或者兩者的組。
19.一種連續(xù)織造有整體袖子的全成形衣服的方法,包括生產(chǎn)如下各段的步驟管狀結(jié)構(gòu)段,組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段;單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段;和第二組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段。
20.一種連續(xù)織造有整體袖子的全成形衣服的方法,包括如下各步驟織造衣服的舒適組分,包括如下步驟,織造一管狀結(jié)構(gòu)段;從管狀結(jié)構(gòu)連續(xù)織造組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段;從組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段連續(xù)織造單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段;和從單獨(dú)的雙層結(jié)構(gòu)段連續(xù)織造第二組合自接縫—雙層結(jié)構(gòu)段,各段一個(gè)接著另一個(gè)連續(xù)地織造從而形成衣服;和將選自包括或者光纖、導(dǎo)電纖維、或者兩者的組的傳感組分纖維織進(jìn)衣服的舒適組分中。
全文摘要
本發(fā)明包括用于生產(chǎn)可以容納和包括袖子的機(jī)織衣服的全成形織造方法。僅有一件單個(gè)整體織物制成的衣服,沒(méi)有間斷或接縫。另外,該衣服可以包括處理信息的智能,如能臨測(cè)一項(xiàng)或幾項(xiàng)生命信號(hào),或衣服的穿透,或者兩者通過(guò)在衣服的織造中包括所選擇的傳感組分或幾個(gè)組分。
文檔編號(hào)D06Q1/00GK1486376SQ01821999
公開(kāi)日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2001年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月14日
發(fā)明者S·亞亞拉曼, S 亞亞拉曼, S·帕克 申請(qǐng)人:佐治亞科技研究公司