專利名稱：具有整體式柔性信息結(jié)構(gòu)的織物或服裝的制作方法
發(fā)明的背景1、發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及織物或服裝，該織物或服裝包括用于收集、處理、發(fā)射、和接收信息的整體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
2、技術(shù)背景在此之前，已經(jīng)進行了許多努力，其目的在于產(chǎn)生包含用于監(jiān)視穿衣人的狀態(tài)(如EKG-心電圖)的電極或包含用于電磁屏蔽的導(dǎo)電纖維的織物或服裝。例如，授予Lowe的美國專利第4668545號和授予Dordevic的美國專利第5103504號公開的織物就包括用于電磁屏蔽和用于保護穿衣人不受磁輻射作用的纖維。
授予Granck等人的美國專利第4580572號公開的服裝用于傳送和接收電脈沖，這種服裝可以包含針織或編織成布的一種導(dǎo)電介質(zhì)，編織成布的導(dǎo)電絲，或編織成非導(dǎo)電布的導(dǎo)電布。
然而，這些專利沒能公開包含任何一種紡織纖維形式的信息結(jié)構(gòu)部件，這種信息結(jié)構(gòu)部件可以包括用于檢測織物的穿透性的織物穿透性檢測部件，或者包括用于收集或檢測該織物的穿衣人的物理狀態(tài)的織物導(dǎo)電部件，并且這種信息結(jié)構(gòu)部件可以是耐穿用的，并且可以按照和常規(guī)布料相同的方式手洗。
因此，需要一種具有整體式信息結(jié)構(gòu)的織物，這種織物可包含在可穿用的服裝內(nèi)，或者將其制作成可穿用的服裝，并且這種織物包括一個柔性結(jié)構(gòu)，用于收集、處理、發(fā)射、和接收關(guān)于服裝的穿衣人的信息。本發(fā)明的一個方面涉及的正是提供這樣一種具有一個整體式信息結(jié)構(gòu)的織物或服裝。
發(fā)明的概述因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種可加入服裝內(nèi)或可加工成服裝的織物，這種織物包括智能能力例如監(jiān)視一個或多個物理狀態(tài)(例如人體生命信息)和/或纖維的穿透性的能力。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種可穿用的織物，它包括用于提供這種智能能力的一個柔性信息結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一個附加的目的是能夠提供一種全成形的服裝和制作這樣一種服裝的方法，所說的全成形服裝可包括智能能力，例如監(jiān)視一個或多個人體生命信息和/或纖維的穿透性的能力。
本發(fā)明的織物是一種編織或針織的圓筒形織物，或是一種編織或針織的兩維的織物，其中包括用于收集、處理、發(fā)射、和接收信息的一個柔性結(jié)構(gòu)。這種織物可設(shè)有信息收集和處理裝置，用于監(jiān)視穿衣人的一個或多個物理狀態(tài)，并且用于監(jiān)視穿透性。物理狀態(tài)可包括人體生命信息(如心率或心電圖、脈搏、和體溫)，過敏反應(yīng)(例如對于蜜蜂叮刺的過敏性反應(yīng))，和聲音。該織物包括一個基本織物(“舒適織物“)和至少一個信號發(fā)送部件。在一個實施例中，信號發(fā)送部件可以是一個穿透性檢測部件，或是一個導(dǎo)電材料部件，或者兩者兼有。優(yōu)選的穿透性檢測部件是一個帶護套的塑料光纖(POF)。優(yōu)選的導(dǎo)電部件是具有導(dǎo)電的無機顆粒并用PVC護套絕緣的一種摻雜的尼龍纖維，絕緣的不銹鋼纖維，或具有聚乙烯護套的薄規(guī)格的銅絲。優(yōu)選地，穿透性檢測部件和導(dǎo)電部件都具有紡織纖維的特性。所謂的紡織纖維，我們意指一個單位的物質(zhì)，它的特性是具有在紡織領(lǐng)域應(yīng)用所需的柔性、精細性、高的長度與厚度之比、高的溫度穩(wěn)定性、和某個最小的強度和延伸性。任選地，織物可以包括形狀配接部件(如Spandex纖維)或靜電消散部件(如NegaStat)，這取決于需要和應(yīng)用場合。每一個這樣的部件都可整體式地結(jié)合在本發(fā)明的織物中，借此可將其加入到可穿用的智能織物中，或者將其制作成這種可穿用的智能織物。
“圓筒形”編織的織物可使用塑料光纖(POF)、或使用導(dǎo)電纖維、或者使用這兩者制成。POF除其它外具有如下所述的兩種主要功能(1)有助于檢測轟擊粒子的穿透性；和(2)起“數(shù)據(jù)總線“或“母板“的作用，向/自與其連通的其它設(shè)備傳輸信息。這些功能可一起使用，或者單個使用。導(dǎo)電纖維有助于攜帶來自于傳感器(裝在人體上或動物體上，或放入織物結(jié)構(gòu)內(nèi))的信息至監(jiān)視設(shè)備上以監(jiān)視心率、脈搏、聲音、和/或其它期望的人體物理性質(zhì)。于是，本發(fā)明將產(chǎn)生一種柔性的可穿用的信息結(jié)構(gòu)，這種信息結(jié)構(gòu)便于設(shè)備的“介入“，利用下面要描述的導(dǎo)電纖維的相互連接來收集/處理有關(guān)穿衣人的信息。不加入POF和導(dǎo)電纖維這兩者，則織物或服裝可以只加入導(dǎo)電纖維而不加入POF，或者只加入POF而不加入導(dǎo)電纖維，這取決于期望的最終應(yīng)用場合。POF的數(shù)量、長度、和間距(螺距)都可變化以適用于期望的最終應(yīng)用的需要。類似地，導(dǎo)電纖維的數(shù)量、長度、和間距(螺距)都可變化以適用于期望的最終應(yīng)用的需要。
通過任何適當(dāng)?shù)慕雍霞夹g(shù)，例如通過用尼龍搭扣、開口環(huán)、拉鏈、鈕扣、和類似物進行縫合、粘結(jié)、或者固定，可把這種織物“筒“整體式地構(gòu)成一種服裝結(jié)構(gòu)，例如襯衫或短袖圓領(lǐng)衫?？捎孟率龅南嗷ミB接技術(shù)把接插件固定到織物上。可把傳感器加入織物內(nèi)，和/或安裝在人或動物的身上，并且插入放在織物內(nèi)的接插件上?？捎脗鞲衅鞅O(jiān)視一個或多個身體物理信息，如生命信息。因此，本發(fā)明的織物或服裝可用作信息處理的有用的柔性信息結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的另一個實施例中，POF和/或?qū)щ娎w維可用于針織一個圓筒，將這個圓筒以類似的方式整體式地構(gòu)成在一個常規(guī)的針織服裝內(nèi)，從而產(chǎn)生這個結(jié)構(gòu)的另一種變型。
在本發(fā)明的下一個實施例中，把POF和/或?qū)щ娎w維編織或針織入一個普通的兩維織物。通過任何適當(dāng)?shù)慕雍霞夹g(shù)，例如通過用尼龍搭扣、鈕扣、拉鏈、和類似物進行縫合、粘結(jié)、或者固定，把這個織物片“整體式地構(gòu)入“一個三維的服裝結(jié)構(gòu)，例如一個短袖圓領(lǐng)衫或襯衫。通過適當(dāng)?shù)亟舆M合適的導(dǎo)電纖維，將產(chǎn)生所需的監(jiān)視能力。按另一種方式，POF可用作“數(shù)據(jù)總線“，以代替(或省去)導(dǎo)電纖維用于各種應(yīng)用場合。
從我們的發(fā)明在這里的描述可以看出，提供了一種織物，可將其加入一個可穿用的服裝內(nèi)或?qū)⑵渲谱鞒煽纱┯玫姆b，該織物包括一個整體式柔性結(jié)構(gòu)，用于收集、處理、發(fā)射、和接收有關(guān)這種服裝的穿衣人(但不限于此)的信息，因此可用作一個信息結(jié)構(gòu)或“可穿用的母板“。在結(jié)合附圖閱讀了下面的說明書和權(quán)利要求書后，本發(fā)明的這些目的和其目的都將變得更加清楚明白。
附圖簡述

圖1是一件服裝的前視圖，其中已經(jīng)加入了本發(fā)明的整體式信息結(jié)構(gòu)。
圖2是一件服裝的另一種變型的前視圖，其中已經(jīng)加入了本發(fā)明的整體式信息結(jié)構(gòu)。
圖3表示一件服裝的一部分，其中包括按照本發(fā)明的一個實施例的整體式信息結(jié)構(gòu)。
圖4表示一件服裝的一部分，其中包括按照本發(fā)明的第二實施例的整體式信息結(jié)構(gòu)。
圖5表示一件服裝的一部分，其中包括按照本發(fā)明的第三實施例的整體式信息結(jié)構(gòu)。
圖6表示一件服裝的一部分，其中包括按照本發(fā)明的第四實施例的整體式信息結(jié)構(gòu)。
圖7表示包括制作在可穿用的服裝內(nèi)的信息結(jié)構(gòu)下一個實施例。
圖8表示在圖7的服裝內(nèi)的傳感器的分布。
圖9表示本發(fā)明的另一方面，即，在要本發(fā)明的優(yōu)選實施例的織物中的交叉的導(dǎo)電纖維的相互連接。
圖10表示加入了本發(fā)明的織物的一件服裝，在織物上利用圖9的相互連接技術(shù)把一個T型接插件連接到導(dǎo)電纖維，并且一個EKG傳感器已經(jīng)固定到織物上。
圖11表示按照本發(fā)明利用T型接插件整體式構(gòu)成的具有一個溫度傳感器和拾音器的一件全成形服裝。
圖12表示使用本發(fā)明的圖9的相互連接技術(shù)的結(jié)果的一個詳細視圖。
圖13表示從加入圖10的服裝內(nèi)的一個EKG傳感器取出的EKG跟蹤曲線。
圖14表示圖7的織物的女性樣品。
圖15表示印刷彈性板形式的圖7的發(fā)明。
圖16表示由傳感器整體式構(gòu)成的本發(fā)明的一件女式織物。
圖17表示本發(fā)明的一件針織的樣品。
圖18表示圖17的服裝的一個有開口的視圖。
圖19表示按照本發(fā)明的一個實施例針織織物的前視圖。
圖20表示用于圖19的發(fā)明的固定縫合的一種方式。
圖21表示用于圖19的發(fā)明的固定縫合的另一種方式。
說明性實施例的詳細描述現(xiàn)在參照上述附圖，在幾個附圖中相似的標(biāo)號代表相似的部件，下面詳細描述本發(fā)明的織物，在織物中整體式構(gòu)成一個多功能信息結(jié)構(gòu)，用于信息的收集、處理、發(fā)射、和接收功能。
本發(fā)明的織物是可穿用的，因此可提供整體式構(gòu)成在織物中的一個可穿用的信息結(jié)構(gòu)，這種信息結(jié)構(gòu)至今一直是放在計算機中的。當(dāng)我們的可穿用的織物配接或連接到一個數(shù)據(jù)收集器(例如(但不限于)用于監(jiān)視身體的物理信息的一個傳感器)并且連接到如下面要詳細描述的數(shù)據(jù)發(fā)射器或處理單元時，我們的可穿用的織物可提供信息通路，允許傳感器向發(fā)射器或處理單元提供信息，反之亦然。在本文中，我們的織物發(fā)明的信息結(jié)構(gòu)可管理在傳感器和發(fā)射器或處理單元之間的數(shù)據(jù)傳輸。由于傳感器可被認為是一個“硬件外圍設(shè)備“，所以具有一個整體式信息結(jié)構(gòu)的可以制作成一件服裝的我們的可穿用的織物可以被當(dāng)成是一個“可穿用的母板“。當(dāng)我們使用術(shù)語“可穿用的母板“時，我們也就在使用本文中上邊剛剛介紹過的術(shù)語。
A、具有按照本發(fā)明整體式構(gòu)成的柔性信息結(jié)構(gòu)的織物如圖1和2概括所示，通過任何適當(dāng)?shù)慕雍霞夹g(shù)，例如通過用尼龍搭扣、鈕扣、拉鏈、和類似物進行縫合、粘結(jié)、或者固定，可把本發(fā)明的我們的織物整體式地構(gòu)成或制作成一種服裝結(jié)構(gòu)，例如襯衫或短袖圓領(lǐng)衫。在這些圖中所示的實施例中，分別把織物縫合成襯衫或短袖圓領(lǐng)衫。該織物提供了一個用于服裝的結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)用于收集、監(jiān)視、和/或跟蹤有關(guān)該服裝的穿衣人的物理狀態(tài)的數(shù)據(jù)(例如人體生命信息或聲音)，并且用于向遠處發(fā)射這些數(shù)據(jù)。織物可設(shè)有傳感器形式的裝置，或戴在身上的傳感器的接插件，用于監(jiān)視人體的物理信息或大氣照射量，例如心率或EKG、脈搏、聲音、和體溫，血液的氧氣水平，對于任何期望的化學(xué)藥品的化學(xué)照射水平，對于任何期望的生物試劑的生物試劑照射水平，大氣的煙塵水平，大氣的氧氣水平，輻射照射量等，并且于監(jiān)視穿透性。要監(jiān)視的特定的物理的或大氣的目標(biāo)的數(shù)量使用該織物的特定應(yīng)用場合，例如軍事、醫(yī)療、消防、駕駛、體育、登山、航天空間等。
具有整體式信息結(jié)構(gòu)的織物包括下述的部件一個基本部件或“舒適部件“和一個信息結(jié)構(gòu)部件?；静考梢允且粋€圓筒形編織或針織織物，或是一個兩維的編織或針織織物，在該織物中加入信息結(jié)構(gòu)部件。此外，如果期望，可包括形狀配接部件和靜電消散部件這兩者或其中之一。
信息結(jié)構(gòu)部件可包括下述部件的全部、其中之一、單獨一個、或任意的組合穿透性檢測部件、導(dǎo)電部件、傳感器、處理器、或無線電發(fā)射設(shè)備。
1、編織織物圖3表示本發(fā)明的織物的一個實施例，它包括一個由聚酯/棉紗構(gòu)成的編織舒適部件。通過在服裝的每一側(cè)把12根間隔開5毫米的相互絕緣的導(dǎo)電紗紡織成織物，整體式構(gòu)成一個數(shù)據(jù)/電源總線，用于攜帶傳感器數(shù)據(jù)或其它信息。此外，把一個Respitrace傳感器編織成織物，如圖3所示。來自于胸部高度的Respitrace傳感器信號和來自于腹部高度的Respitrace傳感器的另一個信號直接地或通過下面要詳細描述的一個PSM(個人狀態(tài)監(jiān)測器)提供給一個監(jiān)視設(shè)備，測量穿衣人的呼吸速率。對于溫度傳感器，所用的傳感器類型最好是一個標(biāo)準(zhǔn)的熱敏電阻型傳感器。對于聲音傳感器，最好使用佩帶式小型話筒。對于EKG傳感器，最好使用和典型的醫(yī)院設(shè)備配套使用的一種標(biāo)準(zhǔn)型的傳感器。
圖4-6表示由用于形狀配接的編織花紋圖案組成的我們的織物的附加實施例。下面給出用于這些花紋圖案的經(jīng)紗和緯紗。<
圖7表示本發(fā)明織物的另一個有代表性的花紋圖案。它由類似于普通無袖圓領(lǐng)衫的單片編織服裝組成。圖7中的印邊代表用于2″鏈段的織物的各種結(jié)構(gòu)部件的紗的相對分布。
舒適部件22是織物的基底，在一個實施例中舒適部件22可以是用作衣服的部件的一種標(biāo)準(zhǔn)織物。舒適部件通常與穿衣人的皮膚直接接觸，將為織物/服裝提供必要的舒適性。因此，和用于衣服的典型織物相比，所選的材料最好應(yīng)提供至少相同水平的舒適感和緊身性，例如好的織物手感、透氣性、吸濕性、拉伸性。
舒適部件可由適用于常規(guī)編織織物的任何紗構(gòu)成。用于紗的材料的選擇一般由織物的最終使用場合確定，并且這種選擇的基礎(chǔ)是對于舒適感、緊身性、織物手感、透氣性、吸濕性、和紗的結(jié)構(gòu)特性的綜合評價。適用的紗包括(但不限于)棉紗、聚酯/棉混紡紗、微旦聚酯/棉混紡紗、和聚丙烯纖維，如梅拉克綸(由Mawtex Industries制造)。
適用于舒適部件的優(yōu)選纖維是梅拉克綸和聚酯/棉混紡紗。梅拉克綸是一種改性的聚丙烯纖維，克服了和純聚丙烯有關(guān)的某些缺點。梅拉克綸的按照性能要求的關(guān)鍵特性是(1)良好的芯吸性和舒適感；(2)膨松無重量；(3)快速干燥；(4)好的機械和顏色牢度性能；(5)無過敏性和抗細菌特性；(6)無味和抗細菌生長。微旦聚酯/棉混紡紗是極其優(yōu)秀的纖維，它的特性是(1)良好的感覺，即手感好；(2)好的吸濕性；(3)好的機械性質(zhì)，并且耐磨；(4)容易加工。應(yīng)該認識到，滿足這些性能要求的其它纖維也是適用的。微旦聚酯/棉混紡纖維可以從Hamby TextileResearch of North Carolina得到。用在該混紡紗中的微旦纖維可從DuPont得到。梅拉克綸紗可從Dawtex，Inc.，Toronto，Canada得到。在圖7中，按該織物的經(jīng)紗和緯紗方向表示出梅拉克綸。
織物的信息結(jié)構(gòu)部件可以包括用于檢測織物20的穿透性的材料24，或用于檢測一個或多個人體生命信息的材料25，或者兩者兼有。在編織織物的舒適部件期間編織這些材料。在完成織物制作成服裝之后，可把這些材料連接到一個監(jiān)視器上(稱之為個人狀態(tài)監(jiān)視器或“PSM”)，這個監(jiān)視器從檢測材料取讀數(shù)，監(jiān)視這個讀數(shù)，并且根據(jù)該讀數(shù)和對于監(jiān)視器的期望調(diào)節(jié)值發(fā)出報警，對此下面再作更詳細的描述。
用于提供穿透性檢測和報警的適用的材料包括(但不限于)硅石基光纖，塑料光纖，和硅橡膠光纖。適用的光纖包括具有一種填充料介質(zhì)的那些光纖，其頻帶寬度可支持期望的要發(fā)射的信號和需要的數(shù)據(jù)流。所設(shè)計的硅石基光纖可用于高帶寬、長距離的應(yīng)用場合。它們的極小的硅石芯和低的數(shù)值孔徑(NA)提供一個大的帶寬(最高為500MHz*km)和低衰減(低到0.5dB/km)。然而，這樣的纖維當(dāng)前還不是優(yōu)選的，因為它的裝配勞動成本高并且有纖維裂開的危險。
塑料光纖(POF)具有許多玻璃纖維有的優(yōu)點，但只在低重量和成本方面。在某些纖維的應(yīng)用場合，如在某些傳感器和醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，所用的纖維長度很低(小于幾米)，以致于纖維的損耗和色散都不用介意。相反，好的透光性、足夠大的機械強度、和柔性卻是更加重要的性質(zhì)，并且優(yōu)選的纖維是塑料(或聚合物)纖維。況且，塑料光纖不像玻璃纖維那樣容易裂開，因此可以更加安全地用在除玻璃纖維以外的纖維中。
對于較短的纖維，和玻璃纖維相比，POF具有幾個固有的優(yōu)點。POF展示出相當(dāng)大的數(shù)值孔徑(NA)，使它們具備傳送更多能量的能力。較高的NA降低了POF對于纖維彎曲引起光損耗的敏感度。在可見光波長范圍內(nèi)的透射性明顯高于光譜中任何其它位置的透射性。這是有益的，因為在大多數(shù)醫(yī)用傳感器中，傳感器是由光譜中的可見光范圍的波長驅(qū)動的。由于POF的這種透光性，POF可提供和玻璃纖維類似的高帶寬能力以及和玻璃纖維相同的電磁抗擾性。使用一種熱板工藝可終止POF，所說的熱板工藝向后熔化多余的纖維，使其達到符合光學(xué)質(zhì)量要求的端部光潔度。這種簡單的終止收尾工藝再結(jié)合POF連接系統(tǒng)的連鎖設(shè)計，允許在一分鐘內(nèi)終止收尾一個節(jié)點。這折合成極低的組裝成本。此外，POF能夠承受在相當(dāng)惡劣的環(huán)境中進行的粗糙的機械處理。對于要求廉價和耐用的光纖并在可見光波長范圍的短距離的應(yīng)用，當(dāng)前度主要是采用由聚-甲基-甲基丙烯酸酯(PMMA)或苯乙烯基聚合物構(gòu)成的POF。
硅橡膠光纖(SROF)是第三類光纖，它提供優(yōu)秀的彎曲性能和彈性恢復(fù)性能。然而，它們是較粗的(5毫米量級)，并且信號衰減嚴(yán)重。還有，它們受高濕度的影響，并且現(xiàn)在還沒有在市場上銷售。因此，這些纖維在織物中應(yīng)用目前還不是優(yōu)選的。
在圖7中，所示的POF24在織物的緯紗方向，當(dāng)然POF24不只限于緯紗方向。為了在圓筒形編織織物內(nèi)加入穿透性檢測部件材料，最好是塑料光纖(POF)的材料在全成形編織織物制造過程中按螺旋形式整體式地構(gòu)成該結(jié)構(gòu)，如在共同的待審查的美國專利序列號09/157607所述的，在這里引用了該申請的全部內(nèi)容，就像在這里全部公開提出一樣。POF連續(xù)地穿過織物，沒有任何中斷。這導(dǎo)致的結(jié)果是只有一個單個的整體式構(gòu)成的織物，在服裝中不會出現(xiàn)任何接頭。優(yōu)選的塑料光纖來自于Toray，Industries，New York，特定的產(chǎn)品代碼是PGS-FB250光纖線。
按另一種方式，或增加一種方式，信息結(jié)構(gòu)部件可以由高或低導(dǎo)電性纖維的導(dǎo)電材料部件(ECC)25構(gòu)成。導(dǎo)電纖維的電阻率最好從0.07×103到千歐/厘米。可使用ECC25監(jiān)視一個或多個人體生命信息，如心率、脈搏、和身體上傳感器附近的溫度，并且用于連接到個人狀態(tài)監(jiān)視器(PSM)。適宜的材料包括分別摻有無機纖維和金屬纖維的三種類型的本身導(dǎo)電的纖維。
不用填加導(dǎo)電的(無機的)物質(zhì)就可傳導(dǎo)電流的聚合物稱之為“本身導(dǎo)電的聚合物“(ICP)。導(dǎo)電聚合物有一個共軛結(jié)構(gòu)，即，在主鏈的碳原子之間交替地出現(xiàn)單鍵和雙鍵。19世紀(jì)70年代后期，人們發(fā)現(xiàn)，可把聚乙炔制備成具有高導(dǎo)電性的形式，并且通過化學(xué)氧化可進一步提高這個導(dǎo)電性。在此之后，具有共軛結(jié)構(gòu)(交替地出現(xiàn)單鍵和雙鍵)的碳主鏈都表示出相同的行為，如聚噻吩和聚吡咯。一開始人們相信，可以把傳統(tǒng)的聚合物的可加工性與新發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)電性組合起來。但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電聚合物在空氣中十分不穩(wěn)定，機械性能很差，不容易加工。還有，所有的本身導(dǎo)電的聚合物在溶劑中都不可溶解，它們并且還有一個極高的熔點，并且?guī)缀醣憩F(xiàn)不出任何其它的軟化行為。因此，不可能用和普通的熱塑聚合物相同的方式處理它們，并且通常要使用各種色散方法來處理它們。由于有這些缺點，所以由機械性能好的全導(dǎo)電聚合物構(gòu)成纖維還沒有在市場上銷售，因此這種纖維在織物中的應(yīng)用在目前還不是優(yōu)選的。
下一類導(dǎo)電纖維由摻有無機的或金屬的顆粒的纖維構(gòu)成。如果摻有足夠多的金屬顆粒，這些纖維的導(dǎo)電性是十分高的，但這可能使纖維的柔性下降。如果對這些纖維進行合適的絕緣，那么就可以使用這些纖維攜帶信息從傳感器至監(jiān)視單元。
還可以使用諸如用聚氯乙烯絕緣的銅和不銹鋼纖維之類的金屬纖維作為織物中的導(dǎo)電纖維。銅和不銹鋼纖維在它們的不同尋常的電流攜帶能力方面比任何摻雜的聚合物纖維更加有效。還有，金屬纖維強壯結(jié)實，并且抗接伸、頸縮、蠕變、裂口、和裂紋的能力極佳。因此極細直徑的金屬纖維(0.1毫米量級)足以攜帶信息從傳感器至監(jiān)視單元。即使加上絕緣，纖維的直徑也要小于0、3毫米，這樣的纖維是極柔軟的，可以很容易地將其加入到織物中。還有，金屬纖維和PSM單元的絕緣和連接都很簡單，不需要特殘的接插件、工具、化合物、和工藝。適于這個目的的高導(dǎo)電紗的一個例子是可從Bekaert Corporation，Marietta，Georgia(BekintexNV，Wetteren，Belgium的一個子公司)得到的Bckinox，它是由不銹鋼纖維構(gòu)成的，電阻率為60歐-米。這種紗的彎曲剛性可以和聚酰氨高阻紗相比擬，并且能夠很容易地加入到本發(fā)明中我們的信息結(jié)構(gòu)中。
因此，用于織物的信息結(jié)構(gòu)部件的優(yōu)選導(dǎo)電材料是(1)摻有導(dǎo)電的無機顆粒的并由PVC護套絕緣的尼龍纖維；(2)絕緣的不銹鋼纖維；和，(3)具有聚乙烯護套的粗規(guī)格銅線。所有的這些纖維都能很容易地加入織物中，并且可以用作下面將要描述的彈性的印刷電路板的元件。一種可以利用的導(dǎo)電纖維的例子是X-Static，它涂敷尼龍，具有PVC絕緣層(T66)，來自于Sauquoit Industries，Scranton，Pennsylvannia。一種可利用的粗銅線的例子是24號絕緣銅線，來自于Ack E1ectronics，Atlanta.Georgia。
導(dǎo)電部件纖維25加入編織織物的方式有兩種(1)規(guī)則地分開用作傳感器元件的紗；和，(2)精確地定位用于攜帶從傳感器至PSM的信號的紗。它們可沿編織織物的經(jīng)紗和緯紗兩個方向分布。此外，包括信息結(jié)構(gòu)的織物或服裝可以針織，針織和編織是反向進行的，如圖17和18所示。
如果需要，形狀配接部件(FFC)26可向穿衣人提供形狀配接。更加重要的是，它可保持傳感器在運動期間在穿衣人的身體上就位。因此，所選的材料應(yīng)該可高度拉伸以提供所需的形狀配接，同時，所選的材料還應(yīng)該和織物內(nèi)其它的部件所選的材料相容。滿足這些要求的任何纖維都是適用的。優(yōu)選的形狀配接部件是斯潘德克斯纖維，一種帶有尿烷基的。在裂紋處它的伸長范圍從500％到600％，因此可對服裝提供發(fā)要的形狀配接。它的彈性恢復(fù)性能也是極高的(從2-5％的拉伸可恢復(fù)99％)，它的強度范圍是0.6-0.9克/旦。它能夠耐化學(xué)藥品，并可承受反復(fù)的機器清洗以及出汗的作用。這種纖維在線密度的范圍內(nèi)都可買到。
在圖4和6中的緯紗方向所示的斯潘德克斯纖維帶26是FFC，用于提供期望的形狀配接的圓筒形編織織物。這些帶26的功能很像“布帶“，但不伸出，并且完整地整體式構(gòu)成在織物中。穿衣人不需要系緊某種東西就可以保證對于服裝的良好配接。然而，斯潘德克斯纖維帶在穿衣人正常呼吸期間胸部脹縮時也將隨之脹縮。
靜電消散部件(SDC)28的作用在于迅速消散在織物使用期間任何積累的靜電電荷。這種部件可能不總是必要的。但在某些條件下，可能產(chǎn)生幾千伏的電壓，可能損壞在PSM單元中的靈敏的電子元件。因此，所選的材料必須在織物內(nèi)能提供足夠大的靜電放電保護(ESD)。
由DuPont提供的一種雙組分纖維Nega-Stat是用于靜電消散部件(SDC)的優(yōu)選材料。它有一個三葉形導(dǎo)電芯，這個導(dǎo)電芯具有由聚酯或尼龍制成的護套。這個獨特的三葉形導(dǎo)電芯借助于空氣電離和傳導(dǎo)作用，引起感應(yīng)和彌散，從而中和了基本材料上的表面電荷。Nega-Stat纖維的非導(dǎo)電聚酯或尼龍表面控制該線的表面電荷的釋放，以便按照特定的最終使用要求在接地的或非接地的應(yīng)用場合中對材料提供有效的靜電控制。聚酯或尼龍外層可保證有效的使用壽命性能，使其具有高的耐洗和耐磨性，并且可對酸和輻射提供保護。還可以使用可有效消散靜電電荷并且還具有耐磨耐洗服裝部件的功能的其它材料。
現(xiàn)在再次參照附圖7，Nega-Stat纖維28沿襯衫的高度方向延伸，它就是靜電消散部件(SDC)。推薦的間隔足夠維持期望的靜電消散程度。對于編織的圓筒形服裝，靜電消散部件通常(但不是必須)是沿織物的經(jīng)紗方向引入的。
現(xiàn)在參照附圖8，可以使用接插件(未示出)，例如T型接插件(類似于在衣服上使用的“鈕扣夾“)，把人體傳感器32和/或拾音器(未示出)連接到導(dǎo)線上，導(dǎo)線則一直連接到PSM。使織物20的設(shè)計模具化(其中使用這些接插件)，就可使傳感器32本身與織物20無關(guān)。這樣作可以適應(yīng)于不同的身體形狀。接插件使固定傳感器到導(dǎo)線上相當(dāng)容易。這示于圖11中，其中的拾音器33通過咬住T型接插件34固定到服裝上。圖11還表示出“插入“服裝內(nèi)的熱敏電阻傳感器32。把傳感器本身從服裝上分出來的的另一個好處是，在洗滌服裝時這些傳感器勿需經(jīng)受洗滌，從而將傳感器的損壞的可能性降至最小。然而，應(yīng)該認識到，也可以把傳感器32編織進該結(jié)構(gòu)中。
下面是我們在織物/服裝的制造過程中使用的優(yōu)選材料的說明<
<p>*Ne英制紗線支數(shù)；Tex特，細度單位。
紗支數(shù)是根據(jù)初始經(jīng)驗利用一般用在內(nèi)衣中的紗的尺寸選擇的。還可以使用其它的紗支數(shù)。圖7還表示出用于圓筒形編織織物的規(guī)定?？椢锏闹亓看蠹s為8盎司/碼。圖16表示出使用圖9和11所示的技術(shù)相互連接的并帶有整體式構(gòu)成的傳感器的圖7的織物。
2、針織織物<
上述表格表示用于制造本發(fā)明的我們的針織織物實施例的參數(shù)，所說的針織織物內(nèi)具有整體式構(gòu)成的信息結(jié)構(gòu)。圖17表示的是服裝的結(jié)構(gòu)，服裝的整個結(jié)構(gòu)連續(xù)嵌入塑料光纖(POF)24。因此，只有一個單個的POF穿過整個結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電紗25也嵌入結(jié)構(gòu)中。舒適部件梅拉克綸22形成1×1的肋，用作織物的基底。圖中還表示出該結(jié)構(gòu)中的電總線50。在這個實施例中，電總線50是單獨編織的，并且固定到該結(jié)構(gòu)上。
圖18表示圖17的單件式整體式構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的一個有開口的影像。圖19表示這個針織織物的前視圖。圖20表示用來粘合服裝的前片和后片的尼龍搭扣固定的一個近視特寫視圖。圖21表示用來粘合服裝的前片和后片的拉鏈的應(yīng)用。在圖20和21中所示的實施例中，單獨針織成電總線，并將其粘合到服裝的前片和后片上。除針織服裝外，圖20和21的實施例還可以按和上述相同的方式應(yīng)用到編織的服裝上。
B、在具有整體式構(gòu)成的信息結(jié)構(gòu)的織物或服裝中塑料光纖的保護某些塑料光纖可能有點堅硬，只允許有限的彎曲半徑，編織成我們的發(fā)明的織物可能比較困難。一種優(yōu)選的POF應(yīng)該有聚甲基甲基丙烯酸酯作它的芯部材料，芯部直徑約為225-255微米，一種氟化聚合物用作芯部的涂層材料，涂層的直徑約為235-265微米。優(yōu)選的POF的數(shù)值孔徑約為0.50毫米，拉伸強度(屈服點)約為0.3公斤，可允許的彎曲半徑約為9毫米，衰減約為0.18分貝/米(650nm)。
為了保護裸露的POF，并且為了保護穿衣人不受POF的影響，期望為POF提供護套。優(yōu)選的護套材料應(yīng)是柔軟的并且當(dāng)它與穿衣人的接觸時不會刺激穿衣人的皮膚。PVC是一種合適的護套材料。如果護套厚度為0.25毫米并且外徑為1.5毫米，則優(yōu)選的護套直徑等于POF的直徑加上0.5到1.5毫米。護套的材料可以是透明的，也可以是不透明的。透明的護套的優(yōu)點包括可以用肉眼識別出在使用和制造期間引起的沿POF方向的損傷點；可以監(jiān)視穿過POF發(fā)出的光的強度；如果在某些應(yīng)用中期望，可以觀察到POF的生長過程。
護套套在POF上可以連續(xù)地進行，也可以間斷地進行；可以手工進行，也可以機械方式進行。護套可以分段套上，每段的長度有所不同。
C、導(dǎo)電纖維的相互連接通過以下的操作順序可實現(xiàn)加入織物的導(dǎo)電纖維的相互連接1、在期望的交叉區(qū)軟化并除去導(dǎo)電纖維的絕緣層；2、在交叉區(qū)磨擦絕緣；3、在交叉區(qū)涂敷一種導(dǎo)電糊以在導(dǎo)電纖維之間建立相互連接；4、絕緣交叉區(qū)以防止不期望的短路；和5、如果期望，固定傳感器或接插件。
由于自動化對于織物或服裝的大規(guī)模生產(chǎn)是至關(guān)重要的，所以自動化的潛在可能性在相互連接工藝的開發(fā)過程中一直是一個關(guān)鍵的推動因素。還有，為使各個步驟可再現(xiàn)并可重復(fù)，最好采用自動化，以連續(xù)地產(chǎn)生一致的產(chǎn)品。現(xiàn)在討論各個步驟的細節(jié)。
1、軟化并除去導(dǎo)電纖維的絕緣層為了連接交叉的導(dǎo)電纖維，必須首先除去交叉點處的絕緣層。為此，可采用一系列方法中的任何一個。適用的除去方法包括化學(xué)蝕刻、機械式除去、和任何的點焊技術(shù)，例如超聲焊接、激光應(yīng)用、或其它局部加熱技術(shù)。優(yōu)選地作法是，用化學(xué)方法軟化相互連接區(qū)以有效地除去絕緣層，例如乙烯基護套。過程變量是(1)在過程中使用的化學(xué)制品；(2)化學(xué)制品的濃度；(3)涂敷的化學(xué)制品的量；(4)化學(xué)制品涂敷的持續(xù)時間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)丙酮是工作狀態(tài)極好的一種化學(xué)軟化劑。涂敷的丙酮只有幾滴。允許涂敷持續(xù)約10秒鐘，然后開始該過程的下一步驟。這些加工條件可保證導(dǎo)電紗本身不受損傷。還因為聚酯、棉、和斯潘德克斯纖維不和丙酮發(fā)生相互作用，因此在此過程中它們不會受損傷。在使用不銹鋼作為導(dǎo)電纖維的情況下，只用熱量就足以實現(xiàn)絕緣層的期望的軟化和去除。
2、磨擦絕緣如果需要，下一個步驟是磨掉已經(jīng)軟化的交叉區(qū)的絕緣。可以使用一個振動刷，最好是在3000赫茲振動的振動刷。這一步驟可有效地剝離相互連接區(qū)的絕緣。過程變量是(1)刷的振動頻率；(2)磨擦期間施加的壓力；(3)磨擦的持續(xù)時間。通過修改這些參數(shù)，有可能剝離不同類型的絕緣而不傷及導(dǎo)電紗本身。根據(jù)除去絕緣使用的方法，可以進行這個步驟，或不必進行這個步驟。某些除去絕緣的方法可以除去足夠大數(shù)量的絕緣，因此這個磨擦步驟就可能是不必要的。
3、涂敷導(dǎo)電糊通過涂敷導(dǎo)電糊閉合導(dǎo)電紗之間的電路可以建立已經(jīng)除去絕緣層的部位的導(dǎo)電紗之間的相互連接。過程變量是(1)在過程中使用的導(dǎo)電糊抓性質(zhì)；(2)涂敷到交叉區(qū)導(dǎo)電糊的數(shù)量。應(yīng)該對導(dǎo)電糊進行選擇，以使它只提供最小的電阻，能牢固地粘結(jié)到導(dǎo)電紗上，并且不會與導(dǎo)電紗起化學(xué)反應(yīng)。根據(jù)這些要求，Magnolia 3870是一種優(yōu)選的導(dǎo)電糊，它是一種填充銀的環(huán)氧樹脂并可在室溫下固化的導(dǎo)電糊。它的剪切強度在75°F時為2000psi(磅/平方英寸)，它的電阻率在75°F時為0.004歐姆-厘米。它在室溫下也能很好地固化，并且和聚酰氨導(dǎo)電紗不發(fā)生反應(yīng)?？梢允褂靡环N注油槍或類似的工具將其涂敷在交叉區(qū)處。
4、絕緣交叉區(qū)必須絕緣交叉區(qū)以防止它和存在的水發(fā)生短路?？墒褂镁埘?尿烷基樹脂來絕緣相互連接區(qū)。絕緣層不應(yīng)與導(dǎo)電糊起化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)該牢固地粘結(jié)到導(dǎo)電糊上，并且應(yīng)該提供足夠好的絕緣?？梢允褂靡环N刷子或其它涂敷工具將其涂敷在相互連接區(qū)。
5、固定傳感器或傳感器接插件此外，如果期望，可以固定傳感器或傳感器接插件(如一個T型接插件)至相互連接區(qū)。圖10、11、12表示的是一個T型接插件到織物的連接，接插件用于連接傳感器(如一個EKG傳感器或一個拾音器33)到織物上。圖13表示從EKG傳感器采集的EKG跟蹤曲線，這個傳感器固定到受試人穿載的圖11的服裝上。
如果期望，可使用這種相互連接技術(shù)和T型接插件在服裝的分段排列的結(jié)構(gòu)中安裝天線。由穿有安裝了天線的所說服裝的個體組成的各個組可形成一個大的分段排列，可用于跟蹤活動目標(biāo)，如飛機。
下一種改進是利用導(dǎo)電纖維本身或通過利用這種相互連接技術(shù)安裝在導(dǎo)電纖維上的傳感器在服裝內(nèi)提供鍵盤功能，使這種鍵盤可用作信息處理的輸入設(shè)備和插入本發(fā)明的我們的織物的監(jiān)視設(shè)備。
D、包芯紡紗技術(shù)包芯紡紗是剪切帶有護套纖維(如梅拉克綸或聚酯/棉)的芯紗(如POF或斯潘德克斯紗)的方法。對于本發(fā)明來說，不是在所有的情況下都需要這種方法的。只在信息結(jié)構(gòu)部件，或者是除了舒適部件以外的其它部件，不具備期望服裝具備的舒適性時才需要使用。包芯紡紗有兩種方式一是使用改進的環(huán)錠紡紗機，二是使用摩擦式紡紗機。環(huán)錠紡紗機是多用途的，可用來包芯紡紗細和粗這兩種支數(shù)的紗。然而，環(huán)錠紡紗機的生產(chǎn)率很低，并且卷裝尺寸極小。摩擦式紡紗機只可用于產(chǎn)生粗支數(shù)紗，但生產(chǎn)速率和卷裝尺寸都高于包芯紡紗。在所用的紗相當(dāng)粗的情況下，摩擦式紡紗技術(shù)對于包芯紡紗來說是優(yōu)選的。
下面介紹用于產(chǎn)生包芯紡紗的摩擦式紡紗機
在AVL-多臂織機上產(chǎn)生從我們的織物制作出來的一種服裝的四種全比例的樣品。此外，在一個臺式織機上制作出一個編織織物的兩個樣品。在圖14中表示出這些樣品的規(guī)格。這些樣品是用高導(dǎo)電性纖維42和低導(dǎo)電性纖維44設(shè)計的，兩種導(dǎo)電纖維間隔開通用的纖維之間的距離，起一個彈性的電路板40的作用。在圖15中表示出這個電路板的電路圖。這個圖表示出在電源44和地46之間以及在高導(dǎo)電性纖維42和低導(dǎo)電性纖維43之間的連接。圖中還表示出數(shù)據(jù)總線47，數(shù)據(jù)總線47用于從傳感器的隨機定位的相互連接點48向個人狀態(tài)監(jiān)視器1和2(PSM1和PSM2)傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)前優(yōu)選的PSM是由Sarcos Research Corporation of Salt LakeCity，Utah制造的客戶定制的PSM。
當(dāng)前優(yōu)選的PSM是一種重量輕的設(shè)備，它最好定位在穿衣人的臀部區(qū)，即在服裝的底部，并且定位在數(shù)據(jù)總線的端點。通過寬帶碼分多路轉(zhuǎn)換把PSM獲得的信息發(fā)送到遠處的控制中心，例如在軍事應(yīng)用情況下的醫(yī)務(wù)人員。發(fā)射機可固定到PSM上，或者定位在使用者的外衣的外部并使用導(dǎo)線偶合到PSM上。
向?qū)щ姴牧喜考峁╇娫床⑶覟榇┩感詸z測部件提供光源的模塊和連接雖然沒有明顯地表示在圖15，但已經(jīng)包括在彈性電路板中了。所制造的織物的一種形式是帶有檢測部件但不包括這樣的電源和光源，或者沒有所示的發(fā)射器和接收器，期望這些部件單獨提供，并且隨后再將它們連接到織物上。
E、具有整體式構(gòu)成的信息結(jié)構(gòu)的織物的操作現(xiàn)在討論具有整體式構(gòu)成的信息結(jié)構(gòu)的織物的操作，說明它的穿透性報警和人體生命信息監(jiān)視能力。
穿透性報警1、通過整體式構(gòu)成在服裝內(nèi)的POF發(fā)送精確定時脈沖。
2、如果沒有POF斷裂，該信號脈沖應(yīng)由一個收發(fā)兩用機收到，并且向PSM單元發(fā)出一個“應(yīng)答“，表示沒有穿透。
3、如果光纖因為穿透而斷裂，則信號脈沖從沖擊點即斷裂點反回到第一發(fā)射器。在信的發(fā)射和應(yīng)答之間經(jīng)過的時間就代表信號有到達斷裂點之前已經(jīng)行走的距離，從而可識別出確切的穿透點。在POF中的實際穿透位置在開始檢測穿透后由光時域反射計來確定。
4、PSM經(jīng)發(fā)射器發(fā)射一個穿透報警，指明穿透位置。
物理信息監(jiān)測1、通過織物的導(dǎo)電部件(ECC)向PSM或向監(jiān)視單元發(fā)送來自于傳感器的信號。
2、如果來自于傳感器的信號在正常的范圍內(nèi)，并且如果PSM單元沒有收到穿透報警，則通過PSM單元記錄人體生命信息讀數(shù)，留待后來處理。按另一種方式，可以向遠距離的監(jiān)視單元連續(xù)地發(fā)送人體生命信息讀數(shù)。
3、然而，如果該讀數(shù)要偏離正常值，或者如果PSM單元已經(jīng)收到一個穿透報警。則使用發(fā)射器發(fā)射人體生命信息讀數(shù)。
于是，我們的發(fā)明的織物是容易利用的，并且滿足用于監(jiān)視人體生命信息和/或穿透性的所有的功能要求。
雖然以上的描述適應(yīng)于所述的軍事方面的應(yīng)用，但具有整體式構(gòu)成的信息結(jié)構(gòu)的織物還可適用于許多其它的應(yīng)用。例如，在醫(yī)療應(yīng)用中，醫(yī)生可利用這種織物連續(xù)地或間歇式地監(jiān)視遠處病人的期望監(jiān)視的人體生命信息。此外，患有疾病的病人可以穿上這種服裝，借此醫(yī)務(wù)人員可以一直監(jiān)視著他們的物理狀態(tài)。這些可包括(但不限于)監(jiān)視和治療手術(shù)后恢復(fù)期的患者(如心臟外科)、老年性疾病患者、尤其是和城市比醫(yī)生-病人比極小的邊遠地區(qū)的患者、對疾病有較好認識的精神病患者(如慢性抑郁癥患者)、對SIDS(嬰兒猝亡綜合癥)、和易患過敏性反應(yīng)的人群(如對蜜蜂叮咬的過敏性反應(yīng))。
恰像家庭保安業(yè)一監(jiān)視和保護家庭的一個大型行業(yè)一樣，我們的具有整體式構(gòu)成的信息結(jié)構(gòu)的織物也有開拓成一個新行業(yè)的潛在的能性，這種織物可以用來可靠并有效地監(jiān)視家中的病人，改變家庭保健的交流方式。
其它的應(yīng)用包括治安、消防、采礦、和期望維持不斷更新有關(guān)人員的物理狀態(tài)和位置的其它的公共安全活動。通過組合實際的傳感器與GPS(全球定位系統(tǒng))，控制中心就可以一直監(jiān)視消防隊員或治安辦公室的位置和物理信號，借此提高安全性，并且提高這些人員在遠處的和/或受災(zāi)的狀態(tài)下的操作能力。此外，可以連續(xù)地監(jiān)視穿用我們的發(fā)明的織物的駕駛員(汽車、卡車、等)的生命信息，如果駕駛員打瞌睡，則要觸發(fā)一個報警。
可以使用我們的織物/服裝無阻擋地監(jiān)視航天空間的宇航員，從而可增加從航天的醫(yī)學(xué)實驗獲得的知識，導(dǎo)致新的發(fā)現(xiàn)和對空間的理解的進展。
運動員可利用我們的織物或服裝監(jiān)視他們的人體生命信息，因此可以監(jiān)視他們的現(xiàn)場表現(xiàn)。在團隊性質(zhì)的體育項目中，教練員可以跟蹤隊員的人體生命信息和現(xiàn)場表現(xiàn)，并且根據(jù)隊員的狀態(tài)使場上隊員產(chǎn)生期望的變化。
在各種其它場合中(例如監(jiān)獄、商店、高級保安區(qū)、登山/徒步探險、等)還可以利用我們的織物或服裝來監(jiān)視和跟蹤個體的移動和他們的人體生命信息。
此外，織物或服裝還可能發(fā)射由接收器接收的信號，而接收器偶合到數(shù)據(jù)總線或PSM。這些信號可以包括視頻信號，定位信號，有關(guān)一個組內(nèi)的其它成員的信息，等?？梢岳肂-CDMA或其它通信協(xié)議發(fā)送信息。例如，接收的信號可以是通過服裝發(fā)送到由使用者佩帶的耳機的聲音信號。視頻數(shù)據(jù)可以提供給偶合到服裝的一個顯示器上，或提供給固定到服裝的平直的屏幕顯示器上。如果對于接收的信號來說需要一定的帶寬，則織物或服裝可以利用分開的總數(shù)發(fā)送和接收信號。
在單個服裝中加入接收和發(fā)射功能部件的優(yōu)點是減少了用戶必須管理的設(shè)備的數(shù)量。例如，消防隊員的拾音器和無線電設(shè)備可使用一件衣服同時進行通信。這樣就減小了需要使用、維護、和跟蹤的設(shè)備的件數(shù)。其它的優(yōu)點包括由使用者攜帶的總重量較輕，這是因為不使用任何具有相關(guān)外殼的外部設(shè)備的緣故。
傳感器除了發(fā)送穿衣人的數(shù)據(jù)以外，還可用作通過織物或服裝(例如來自于PSM的)外部信號的接收器。可以利用這一特征根據(jù)需要修改傳感器的靈敏度。例如，可通過數(shù)據(jù)總線在遠處改變織物或服裝中的拾音器的靈敏度。
這種織物或服裝允許用一種新的方法定制信息處理設(shè)備以“適應(yīng)“穿衣人，這此要在服裝中選擇和插入(或去除)芯片/傳感器，從而產(chǎn)生一個可穿用的信息結(jié)構(gòu)。這將導(dǎo)致多個相互作用的由活動的信息處理器組成的人體網(wǎng)絡(luò)。例如，織物或服裝可以連接到互連網(wǎng)，并且即使在穿衣人活動時，也可搜尋穿衣人的信息(如在世界范圍內(nèi)尋找)，從織物或服裝到網(wǎng)頁下載或上載信息。
還可以使用織物或服裝跟蹤必須監(jiān)視其移動狀態(tài)的貴重物品和有危害的物質(zhì)。例如，銀行可以用它來包裹貨幣以便于對它們進行跟蹤(例如在掄劫銀行的事件中)。對于石油的重要信息的監(jiān)測也在這種織物的一系列應(yīng)用當(dāng)中的一種。
可以使用這種織物或服裝與環(huán)境發(fā)生相互作用，以改變周圍環(huán)境。例如，根據(jù)穿衣人的由其生命信息反映的心情，可以對周圍的環(huán)境(例如，照明、音樂、氣侯、等)進行改變以適合于使用者的愛好。因此，該織物或服裝開創(chuàng)出有自適應(yīng)性的并可進行應(yīng)答的紡織結(jié)構(gòu)(AFRTS)類型。這種織物的一種相關(guān)的應(yīng)用是與JavaTM或類似的啟動設(shè)備相互作用以完成特殊的任務(wù)，如接通咖啡壺、微波爐、等。
可以連續(xù)地監(jiān)視在使命重大或有損害的操作中涉及的個人的人體生命信息并且可采取適當(dāng)?shù)男袆印＠?，可定期監(jiān)視從事大型運輸和/或載重卡車的人員以防止或識別由操作人員的物理傷害引起的大病的根源(例如平面碰撞)。類似地，可從水表面可靠地監(jiān)視配有水下呼吸器的潛水員的人體生命信息，并且要求他們采取適當(dāng)?shù)男袆?如返回到表面)防止傷害和死亡事故的發(fā)生。
雖然以其優(yōu)選的形式公開了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見的是，在不偏離由下述的權(quán)利要求書提出的本發(fā)明的構(gòu)思和范圍及其等效物的條件下，還可進行許多的改進、增加、或減少。
權(quán)利要求
1.一種織物，包括一個舒適部件，用作織物的基底；和一個信息結(jié)構(gòu)部件，它整體式地構(gòu)成在舒適部件內(nèi)。
2.權(quán)利要求1的織物，其特征在于舒適部件是從下述組中選出的一種紗棉紗纖維、棉/聚酯混紡紗、微旦聚酯/棉混紡紗、聚丙烯、和它們的組合。
3.權(quán)利要求1的織物，其特征在于信息結(jié)構(gòu)部件包括一個穿透性檢測部件，或一個導(dǎo)電部件，或兩者兼有。
4.權(quán)利要求3的織物，其特征在于穿透性檢測部件是從下述組中選出來的硅石基光纖、塑料光纖、和硅橡膠光纖、和它們的組合。
5.權(quán)利要求3的織物，其特征在于導(dǎo)電部件是從下述組中選出來的絕緣的本身導(dǎo)電的聚合物，摻雜的纖維，金屬纖維，和它們的組合。
6.權(quán)利要求1的織物，其特征在于舒適部件是從下述的組中選出來的圓筒形編織和針織的織物，和兩維的編織和針織的織物。
7.權(quán)利要求1的織物，進一步包括一個形狀配接部件。
8.權(quán)利要求7的織物，其特征在于形狀配接部件是斯潘德克斯紗。
9.權(quán)利要求4的織物，其特征在于穿透性檢測部件是一種帶有護套的光纖，其芯部直徑從225到255微米，護套直徑等于芯部直徑加上0.5到1、0毫米。
10.權(quán)利要求9的織物，其特征在于穿透性檢測部件的彎曲直徑至少為9毫米。
11.權(quán)利要求1的織物，其特征在于所說的信息結(jié)構(gòu)部件進一步包括用于監(jiān)視從下述組中選出的物理方面的裝置心率、心電圖、脈搏、體溫、呼吸速率、過敏性反應(yīng)、聲音、和它們的組合。
12.權(quán)利要求1的織物，其特征在于把所說的織物制作成服裝。
13.一種相互連接交叉的導(dǎo)電紡織纖維的方法，包括如下的步驟軟化和除去導(dǎo)電紡織纖維在交叉點處的絕緣；向?qū)щ娂徔椑w維的交叉點涂敷導(dǎo)電糊；絕緣導(dǎo)電紡織纖維的交叉點。
14.權(quán)利要求13的方法，其特征在于除去絕緣的方式是化學(xué)蝕刻、機械式去除、點焊技術(shù)、激光、或局部加熱。
15.權(quán)利要求14的方法，其特征在于導(dǎo)電糊是一種在室溫下固化的填充銀的環(huán)氧樹脂導(dǎo)電糊。
16.權(quán)利要求13的方法，其特征在于進一步包括如下任選的步驟磨擦絕緣以幫助絕緣的去除，但要在涂敷導(dǎo)電糊的步驟之前。
17.權(quán)利要求13的方法，其特征在于用于絕緣交叉點的材料是聚酯/尿烷基的樹脂。
18.權(quán)利要求13的方法，進一步包括如下步驟在導(dǎo)電纖維的交叉點固定一個傳感器或一個傳感器接插件。
19.一種用于產(chǎn)生柔性的受保護光纖的方法，包括如下步驟提供一種芯部直徑約為225-255毫米的光纖；在一種柔性護套材料中給光纖加上護套，護套的直徑等于光纖直徑加上0.5到1.0毫米。
20.權(quán)利要求19的方法，其特征在于護套材料是PVC。
21.一種織物，包括一個舒適部件，用作織物的基底；和多個整體式構(gòu)成在舒適部件內(nèi)的信號發(fā)送通路。
22.權(quán)利要求21的織物，其特征在于所說的多個信號發(fā)送通路編織入所說的舒適部件。
23.權(quán)利要求21的織物，其特征在于所說的多個信號發(fā)送通路針織入所說的舒適部件。
24.權(quán)利要求21的織物，還包括至少一個傳感器，傳感器與至少一個信號發(fā)送通路偶合。
25.權(quán)利要求24的織物，其特征在于所說的至少一個傳感器包括一個織物穿透性傳感器。
26.權(quán)利要求24的織物，其特征在于；所說的至少一個傳感器包括用于監(jiān)視織物的穿衣人的物理狀態(tài)的監(jiān)視器。
27.權(quán)利要求21的織物，還包括一個形狀配接部件。
28.權(quán)利要求27的織物，其特征在于形狀配接部件是斯潘德克斯紗。
29.權(quán)利要求21的織物，其特征在于該織物可用作按單獨使用的方式或形成網(wǎng)絡(luò)的方式操作的、可穿用的、可活動的、柔性的信息結(jié)構(gòu)和個人信息處理器。
30.權(quán)利要求21的織物，其特征在于舒適部件是從下述組中選出的一種紗棉紗纖維、棉/聚酯混紡紗、微旦聚酯/棉混紡紗、聚丙烯、和它們的組合。
31.權(quán)利要求21的織物，其特征在于多個信號發(fā)送通路包括一個穿透性檢測部件，或一個導(dǎo)電部件，或兩者兼有。
32.權(quán)利要求31的織物，其特征在于穿透性檢測部件是從下述組中選出來的硅石基光纖、塑料光纖、和硅橡膠光纖、和它們的組合。
33.權(quán)利要求31的織物，其特征在于導(dǎo)電部件是從下述的組中選出來的絕緣的本身導(dǎo)電的聚合物，摻雜的纖維，金屬纖維，和它們的組合。
34.權(quán)利要求21織物，其特征在于舒適部件是從下述的組中選出來的圓筒形編織和針織的織物，和兩維的編織和針織的織物。
35.權(quán)利要求32的織物，其特征在于穿透性檢測部件是一種帶有護套的光纖，其芯部直徑從225到255微米，護套直徑等于芯部直徑加上0.5到1、0毫米。
36.權(quán)利要求35的織物，其特征在于穿透性檢測部件的彎曲直徑至少為9毫米。
37.權(quán)利要求21的織物，其特征在于把所說的織物制作成服裝。
全文摘要
一種織物,它是一種編織的或針織的織物形式,包括整體式構(gòu)成在織物內(nèi)的一個柔性信息結(jié)構(gòu),用于收集、處理、發(fā)射、和接收關(guān)于織物的穿衣人(但不限于此)的信息。該織物允許用新的方式定制信息處理設(shè)備以“適應(yīng)”穿衣人,為此在織物內(nèi)選擇、插入(或去除)芯片/傳感器,從而產(chǎn)生可按單獨使用的方式或形成網(wǎng)絡(luò)的方式操作的、可穿用的、可活動的、柔性的信息結(jié)構(gòu)。該織物可設(shè)有傳感器,用于監(jiān)視穿衣人的物理方面,例如人體生命信息,如心率、EKG、脈搏、呼吸速率、體溫、聲音、和過敏性反應(yīng),以及織物的穿透性。織物包括一個基底織物(“舒適部件”)和一個信息結(jié)構(gòu)部件,信息結(jié)構(gòu)部件可包括一個穿透性檢測部件,或一個導(dǎo)電部件,或者兩者兼有。優(yōu)選的穿透性檢測部件是一種帶有護套的光纖。信息結(jié)構(gòu)部件除導(dǎo)電紡織紗外還包括一個傳感器或用于傳感器的一個接插件。還提供一種用于在交叉的導(dǎo)電紗之間進行電的相互連接的方法。此外,還給出一種用于給塑料光纖加護套和保護它的方法。
文檔編號D04B1/14GK1274270SQ99801099
公開日2000年11月22日 申請日期1999年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月13日
發(fā)明者S·亞雅拉曼, S·帕克, R·拉雅馬尼坎, C·戈爾薩米 申請人:佐治亞科技研究公司