双重结构的金属丝及其制备方法、股线及并捻方法及面料 |
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| 申请号 | CN201280006249.2 | 申请日 | 2012-01-19 | 公开(公告)号 | CN103370460B | 公开(公告)日 | 2015-07-29 |
| 申请人 | 阿莫绿色技术有限公司; | 发明人 | 宋容卨; 金文会; 梁建哲; 石钟洙; 元民豪; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及包括由 银 形成的表 面层 和上述表面层的内部的中心金属层的双重结构的金属丝及其制备方法。按照本发明，具有以下优点：原样保持银的抗菌特性，并以低成本、高效率制备高强度的超细银丝，有利于大量生产抗菌 纤维 产品。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种银股线，其特征在于，将纤维丝用作卷曲丝覆盖双重结构的至少一股金属丝，上述金属丝包括由银形成的表面层和上述表面层的内部的中心金属层，上述纤维丝由天然纤维或合成纤维形成。 |
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| 说明书全文 | 双重结构的金属丝及其制备方法、股线及并捻方法及面料技术领域[0001] 本发明涉及一种双重结构的金属丝及其制备方法、利用其的股线及并捻方法及利用股线制备的面料，尤其，涉及一种原样保持抗菌特性等银的固有特性，并以低成本、高效率制备高强度的超细银丝，有利于大量生产含有银的面料和抗菌纤维产品的双重结构的金属丝及其制备方法、利用其的股线及并捻方法及利用股线制备的面料。 背景技术[0003] 现有的抗菌纤维是通过在普通丝或面料涂敷或含浸抗菌性物质的方法制备的，但最近，随着纳米银（Ag）成为焦点，市面上正在出售很多使用纳米银的产品。 [0004] 现有的银丝（Ag wire）的制备方法大致分为原丝混合法、涂敷法及通过拉拔工序制备金属丝的方法，其中，上述原丝混合法是将纳米银（nano-silver）投入至原丝的原料中，并混合后进行纺纱，从而使银粒子含浸在原丝中的方法，上述涂敷法是在织造的面料或原丝的表面利用粘结剂等涂敷银的方法。 [0005] 韩国公开专利第10-2009-0044003号中记载到，通过多步骤的拉拔工序将较粗的银线材制备成能够用作线的超细丝，线的整体都由纯银（pure Ag）形成，具有很好的抗菌力，且抗菌保持性比其他抗菌纤维更为优越。然而，深受持续上涨的银价的影响，且由于线本身由纯银形成，线的强度较弱，在将线纤维化时会受到很多阻碍。像这样较弱的强度导致在与普通丝进行并捻的工序中具有普通丝的生产速度的一半以下的生产率，而且即使施加极小的力量也容易发生断线，因此，在控制银丝时，要谨慎操作。并且，在进行机织时，纯银所具有的较弱的强度会造成生产率的低下。 [0006] 事实上，纯银丝由于强度较弱，因此，很难单独作为线来使用，同时，在为了向纯银丝赋予强度而与普通丝的并捻的工序中也会引发频繁的断线，因此，会造成生产率的低下。并且，即使成纤维化，也会因使用中的摩擦、洗涤引起的摩擦等，容易产生线圈和断线。 [0007] 以往，插入纯银丝的面料由于将纯银丝单独用作纬丝及经丝时强度太弱，因此，与普通丝进行并捻后，通过制备面料的工序来制成。 [0008] 查看一般纤维的制备工序，利用线或股线制备面料，并对该面料进行染色后进行适当的裁剪和缝纫，从而制备成品，而其中制备面料的工序根据产品的种类大致分为针织（knitting）和机织（weaving）两种工序。 [0009] 针织再分为经编（warp knitting）、纬编（flat knitting）及圆编（circular knitting），并由一个线向一个方向（经丝或纬丝方向）边形成环，边制成面料。并且，机织是线向经丝、纬丝方向相互交叉地形成组织，比起纬丝（weft），在经丝（warp）方向的线会有更多张力。因此，一般来说，纬丝使用单丝，经丝则使用将两股单丝捻丝而成的复丝。 [0010] 针织、机织两种工序都因技术的发达而能够进行高速化作业，随之也要求线具有较高的张力。图1示出了一般纤维的制备工序。 [0011] 像这样，在机织及针织纤维时，根据在何种条件下进行机织及针织，所需要的纤维的强度也不同。但相同的是，都需要能够实现面料的机织及针织的高速化，与筘、圈、环、针等部件发生摩擦，同时具有在这种摩擦中也不会发生断线的程度的强度。图2表示普通丝中具有代表性的聚酯丝的拉伸强度的KS（韩国工业标准）K1452:2007标准。 [0012] 使用纯银丝进行机织或针织的情况下，使用一般纤维的机织及针织用机械单独将纯银丝用作经丝、纬丝或针织用线的话，强度太弱。如果进行机织的情况下，虽然能够单独用作纬丝，但还需要制作适合机织作业的新的低速机械，这种机械的速度为一般织布机的1/100以下，因而使机织的效率性急剧降低。因此，为了向线赋予强度，能够考虑使用将普通丝与纯银丝并丝而成的股线。 [0013] 但是，在对纯银丝与普通丝进行并捻时，由于纯银丝的强度过弱，因此，与对普通丝与普通丝进行并捻的情况相比，在并捻工序的环境方面也表现出相当的差异。即，以所需的并捻速度（并捻速度决定股线的生产速度）对纯银丝与普通丝进行并捻时，会频繁发生断线。 [0014] 决定这种断线与否的就是股线中的线的强度。普通丝的情况下，花式丝和接结丝的筒子为了覆盖而大约以10000～20000rpm（每分钟转数）的转速旋转，并进行高速作业。纯银丝与普通丝相比，由于强度相当低，因此，在以10000～20000rpm的转速进行作业的普通丝的并捻条件下进行作业事实上是不可能的。因此，一般来说，使用纯银丝的情况下，降低纯银丝筒子的转速，缩小离心力，以便即使强度小也能耐于旋转产生的离心力，纯银丝的转速值为普通丝的1/2～1/4左右，即，4000～5000rpm。并且，即使在这一范围进行作业，也会根据筒子的卷绕状态容易发生断线，并且，即使受到很小的力也很容易受到损伤，因此，会频繁发生无法使用卷在筒子的全部数量的情况。 [0015] 作为实例，本发明人员委托普通的并捻专业公司，对有关将纯银丝用作花式丝的股线制备进行现场测试，结果发现，与普通丝相比，可作业性在50％以下，大大减少，且由于断线所发生的不合格率在26％左右。 [0016] 即使使用由此制备的股线来机织面料，在面料的使用过程中或进行洗涤时，纯银丝即使受到很小的力，也会容易超过弹性界限，而发生塑性变形，致使纯银丝拉长，因此，如图3及图4所示，产生线圈或这种线圈继续发展最终引起纯银丝的破损，即，断线。 [0018] 即，随着穿着用插入了纯银丝的面料缝制的衣服生活，发生穿着上发生的摩擦，以及在洗涤脏衣服时发生的基于洗涤的摩擦时，由于并捻时强度较弱的纯银丝在并捻过程中会拉长，会产生与芯丝及其他复丝之间的间隔不紧贴而脱落的部分，在这种部分由于穿着上的摩擦及洗涤时的摩擦而发生堆挤现象，并且，堆挤现象会马上发展成线圈，从而最终引起纯银丝的断线。 [0019] 并且，就算并捻得非常好，虽然初期会表现出良好的特性，但由于纯银丝的强度弱，随着时间的推移，纯银丝会拉长，而产生线圈，这是因为金属所具有的弹性界限比普通丝更小，因此，比普通丝更容易产生线圈。随着时间的推移，这种线圈会逐渐增加，最终发生断线。 [0020] 因此，一直致力于原样保持抗菌性及抗菌保持性等功能特性的同时还能解决较低的强度引起的可作业性变得棘手的现有纯银丝的问题。 [0021] 用于解决作为纯银丝的界限的强度问题，通过本申请人提出的韩国公开专利第10-2008-0082092号中公开了如下技术：将银和规定量的铜合金化，基于固溶强化增加强度，并通过方向性凝固进行铸造，最终与拉拔方向平行地配置晶界，来增加断裂强度。但是，按照这一技术，随着将纯银和Cu合金化，不得不一定程度上牺牲银本身固有的抗菌特性，并且，由于随着铜含量的增加，容易发生银发黄的黄化现象，因此，在实际商品化中，不容易发挥纯银丝的价格竞争力。 [0022] 甚至，通过方向性凝固，对晶界的排列状态进行人为调节方面存在技术性的界限，因此，实际工业获得的最小直径仅为70μm左右，即使借助调节良好的工序，也只停留于50μm左右，再往下，例如，工业性地大量生产30μm左右的超细线是极为困难的。 [0023] 另一方面，作为另一例，韩国公开专利第10-2009-0076507号中提出了通过无电解镀敷或溅射法等在尼龙等普通丝涂敷银等金属来制备出镀敷丝的技术。但是，通过这种方法制备的镀敷丝相对于普通丝的金属的粘结力较弱，因此，适用于衣物时，会因洗涤等使金属成分脱落，不仅污染环境，还在确保耐久性方面也存在很大的问题。 发明内容[0024] 技术问题 [0025] 本发明人员为了解决上述的问题不断进行努力研究的结果，研发出了双重结构的金属丝，其将软性与银相似但强度比银更高的金属用作内部的中心金属（core metal），并使银形成外部的表面层金属（surface metal），结果发现能够原样保持银固有的特性的同时，能够将高强度银丝容易地制备成超细的事实，最终完成本发明。 [0026] 因此，本发明的提出是用于解决上述现有技术的诸多问题的，其目的在于，提供一种高强度的双重结构的金属丝及其制备方法，上述金属丝由于没有断线的不良，因此，生产率高，且具有优秀的价格竞争力。 [0027] 本发明的另一目的在于，提供通过上述高强度双重结构的金属丝的并捻工序获得的股线及并捻方法。 [0028] 本发明的再一目的在于，提供通过对上述股线进行针织或机织的方法获得的机织布。 [0029] 本发明的又一目的在于，提供纤维产品，其利用上述机织布。 [0030] 技术方案 [0031] 为了实现上述目的，根据本发明，提供双重结构的金属丝，其包括由银（Ag）形成的表面层和上述表面层的内部的中心金属层。 [0033] 形成上述表面层的Ag可以是纯银或银合金，但优选地，由银合金形成上述表面层的情况下，在不丧失抗菌特性等银固有的功能特性的同时不会变色的范围内进行合金化。 [0034] 通过本发明获得的双重结构的金属丝是一种直径在15～50μm范围，优选为30μm左右的超细线。如果双重结构的金属丝的直径大于50μm，则由于金属固有的僵硬的特性，而无法拥有与一般纤维类似的柔软性，因此，在用作股线用原丝方面存在问题，相反，如果双重结构的金属丝的直径小于15μm，则由于过度的细线化，反而在股线的制备工序中发生断线的可能性高，因此，并不可取。 [0035] 本发明的双重结构的金属丝中，Ag层的厚度优选为0.1～3μm。形成表面层的Ag层的厚度小于0.1μm的情况下，在进行细线化拉拔过程中存在中心金属向外部露出的可能性，一旦这样，就会丧失银固有的功能特性。相反，表面部的Ag层的厚度大于3μm的情况下，混入金属丝中的Ag的量相对增加，致使产品价格上升，因此，最好避免。 [0036] 并且，根据本发明，提供双重结构的金属丝的制备方法，其包括以下步骤：步骤a），对用作中心金属的金属材料进行拉拔使其具有规定的直径；步骤b），准备用于形成表面层的银板（Ag plate）；步骤c），通过包覆工艺（cladding process）将上述中心金属和银板形成一体化，来获得银板相对于上述中心金属形成表面层的双重结构的丝线；以及步骤d），通过拉丝加工由上述双重结构的丝线获得超细线。 [0037] 并且，根据本发明，提供双重结构的金属丝的制备方法，其包括以下步骤：步骤a），对用作中心金属的金属材料进行拉拔使其具有规定的直径；步骤b），在盛有液体型Ag粉溶液的槽中通过浸渍工艺在上述中心金属的表面涂敷均匀厚度的Ag，来获得双重结构的丝线；步骤c），将上述双重结构的丝线烧结；以及步骤d），通过拉丝加工由上述双重结构的丝线获得超细线。 [0038] 并且，根据本发明，提供双重结构的金属丝的制备方法，其包括以下步骤：步骤a），对用作中心金属的金属材料进行拉拔使其具有规定的直径；步骤b），通过镀敷法在上述中心金属的表面镀银而形成表面层，来获得双重结构的丝线；以及步骤c），通过拉丝加工由上述双重结构的丝线获得超细线。 [0040] 在上述中心金属的表面镀银的方法没有特别限制，例如可利用电方法或化学方法，或者熔融法、渗透法、金属熔丝法、物理蒸镀法及化学蒸镀法等。 [0041] 并且，根据本发明，提供一种银股线，其特征在于，将纤维丝用作卷曲丝覆盖双重结构的至少一股金属丝，上述金属丝包括由银（Ag）形成的表面层和上述表面层的内部的中心金属层，上述纤维丝由天然纤维或合成纤维形成（包括再生纤维或半合成纤维，下同）。 [0042] 并且，根据本发明，提供一种银股线，其特征在于，将第一纤维丝用作芯丝，将双重结构的至少一股金属丝作为第一卷曲丝沿着第一方向覆盖，将第二纤维丝作为第二卷曲丝沿着与上述第一方向相反的方向覆盖，并进行并捻，其中，上述第一纤维丝由天然纤维或合成纤维形成，上述金属丝包括由银（Ag）形成的表面层和上述表面层的内部的中心金属层，上述第二纤维丝由天然纤维或合成纤维形成。 [0043] 并且，根据本发明，提供一种银股线，其特征在于，在双重结构的至少一股金属丝将纤维丝并丝后进行并捻，其中，上述纤纬丝由天然纤维或合成纤维形成，上述金属丝包括由银（Ag）形成的表面层和上述表面层的内部的中心金属层。 [0044] 并且，根据本发明，提供一种银股线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a），准备包括由银（Ag）形成的表面层和上述表面层的内部的中心金属层的双重结构的至少一股金属丝；以及步骤b），将第一纤维丝用作芯丝，将上述步骤a）中获得的至少一股金属丝作为第一卷曲丝沿着第一方向覆盖上述芯丝，来获得第一股线，其中，上述第一纤维丝由天然纤维或合成纤维形成。 [0045] 在上述步骤b）之后，还可包括如下步骤：将第二纤维丝用作第二卷曲丝沿着与上述第一方向相反的方向覆盖上述第一股线，来获得第二股线，其中，上述第二纤维丝由天然纤维或合成纤维形成。 [0046] 并且，根据本发明，在进行上述步骤b）之后，还可包括如下步骤：将第一股线用作芯丝，并将第二纤维丝用作卷曲丝覆盖上述第一股线，来制备第二股线，其中，上述第二纤维丝由天然纤维或合成纤维形成。 [0047] 上述天然纤维是选自韩纸、聚乳酸生物降解性纤维、棉、麻、毛、丝的一种以上，上述合成纤维是选自尼龙、聚酯类、聚氯乙烯类、聚丙烯腈类、聚酰亚胺类、聚烯烃类、聚氨基甲酸乙酯类、聚氟乙烯类、粘液丝、纤维素、莫代尔、乙酸酯的一种以上。 [0048] 并且，根据本发明，提供一种利用银股线的功能性面料，通过将如下制备的第一银股线用作原丝进行织造而成：将第一纤维丝用作芯丝，将双重结构的至少一股金属丝用作卷曲丝覆盖上述芯丝，来获得第一银股线，其中，上述金属丝包括由银（Ag）形成的表面层和上述表面层的内部的中心金属层。 [0049] 并且，根据本发明，提供一种利用银股线的功能性面料，其特征在于，通过将如下制备的第二股线作为原丝进行机织或针织而成：将第一纤维丝和双重结构的至少一股第一金属丝并丝后，进行并捻，来获得第一银股线，利用第二纤维丝覆盖上述第一银股线，来获得第二股线，其中，上述第一金属丝包括由银（Ag）形成的表面层和上述表面层的内部的中心金属层。 [0050] 并且，根据本发明，提供一种功能性面料，其特征在于，通过将如下制备的银股线进行机织或针织而成：在双重结构的至少一股金属丝覆盖纤维丝或将纤维丝并丝后进行并捻，来获得银股线，其中，上述金属丝包括由银（Ag）形成的表面层和上述表面层的内部的中心金属层，上述纤维丝由天然纤维或合成纤维形成。 [0051] 并且，根据本发明，提供一种利用银股线的功能性面料，其特征在于，通过将如下制备的银股线用作原丝进行机织或针织而成：将第一纤维丝用作芯丝，将双重结构的至少一股金属丝作为第一卷曲丝沿着第一方向覆盖，将第二纤维丝作为第二卷曲丝沿着与上述第一方向相反的方向覆盖并进行并捻，来获得银股线，其中，上述第一纤维丝由天然纤维或合成纤维形成，上述金属丝包括由银（Ag）形成的表面层和上述表面层的内部的中心金属层，上述第二纤维丝由天然纤维或合成纤维形成。 [0052] 并且，根据本发明，提供一种使用功能性面料的功能性纤维产品。 [0053] 发明的效果 [0054] 根据本发明，具有如下优点，即，原样保持抗菌特性等银固有的功能特性，并以低成本、高效率制备高强度的超细银丝的同时，能够减少插入了银丝的股线及面料的不合格率并提高生产率，有利于大量生产抗菌纤维产品。附图说明 [0055] 图1是用于制备一般纤维的工序图的一例。 [0056] 图2是普通丝的拉伸强度的基准表（聚酯丝机织物的品质标准-KS [0057] 图3是在穿着及洗涤时发生的现有纯银丝的线圈缺陷照片。 [0058] 图4是在穿着及洗涤时发生的现有纯银丝的断线缺陷照片。 [0059] 图5是对制备本发明的双重结构的金属丝的方法的种类进行例示的图表。 [0060] 图6是表示基于包覆（cladding）工艺制备本发明的双重结构的金属丝的方法的一例的工序图。 [0061] 图7是表示基于浸渍（dipping）工艺制备本发明的双重结构的金属丝的方法的一例的工序图。 [0062] 图8是表示基于镀敷工序（plating）制备本发明的双重结构的金属丝的方法的一例的的工序图。 [0063] 图9是表示基于Ag层厚度变化的双重结构的金属丝的拉伸强度的曲线图。 [0064] 图10是表示Ag层的厚度过小的情况下发生的表面不良的照片。 [0065] 图11是表示Ag层的厚度过大的情况下发生的表面不良的照片。 [0066] 图12是表示进行并捻时基于筒子的转速（rpm）的断线率的对比表。 [0067] 图13a及图13b是通过本发明的实施例1的方法制备的双重结构的金属丝的截面照片。 [0068] 图14是通过本发明的实施例2的方法制备的双重结构的金属丝的截面照片。 [0069] 图15a及图15b是通过本发明的实施例3的方法制备的双重结构的金属丝的截面照片。 [0070] 图16是通过本发明的实施例4制备的160旦尼尔（Denier）3股的照片。 [0071] 图17是通过本发明的实施例5制备的针织布的照片。 [0072] 图18是通过本发明的实施例6制备的75旦尼尔3股的照片。 [0073] 图19是通过本发明的实施例7制备的机织布的照片。 [0074] 图20a及图20b是表示将通过本发明的实施例5制备的针织布洗涤后将金属丝的形态变化与现有的金属丝（纯银丝及铜线（Cu wire））比较的图。 [0075] 图21是通过本发明的实施例7制备的机织布的磨损试验片的外形照片。 具体实施方式[0076] 查看通过本发明研发出的金属丝的双重结构，使用强度比银（Ag）高且延伸率与银类似的金属作为中心金属，并且，表面由Ag形成，因此，能够原样保持Ag的功能特性的同时，达成所需的强度和延伸。 [0077] 如果使用与Ag的延伸率差异较大的金属作为中心金属，在用于将金属丝纤维化的延伸工序，即拉丝作业中会发生各种问题，也无法具有均匀的功能特性，甚而发生无法生产的状况。因此，本发明中，作为能够作为中心金属来使用的金属，考虑Cu、Zn、Ag等金属或这些各个金属的合金。 [0078] 如果，使用只有强度高的材料，例如SUS304（304不锈钢）等金属的情况下，由于与Ag之间的延伸率差异大，表面的Ag和中心金属的延伸条件相异，会发生堆挤的现象。在此情况下，会发生形成表面层的Ag无法均匀地覆盖中心金属的情况，致使纤维丝的功能、结构特性发生变化，因此，没有商品价值，并且，因截面结构不均匀而会发生中心金属断开或只有表面的Ag延伸，因而随着依次进行细线化作业，会发生中心金属向外部露出的情况。因此，无法表现出现有纯银丝固有的功能特性。在本发明中，作为最优选的中心金属的例，使用了Cu。 [0079] 作为这种双重结构的金属丝的制备方法，能够考虑多种方案。图5例示了有关本发明的双重结构的金属丝形成中心金属和表面层金属的方法。作为这种制备双重结构的金属丝的方法有，包括用Ag板材来包覆中心金属的表面的包覆工艺、在Ag粉溶液中浸渍中心金属来在中心金属的表面涂敷Ag粉溶液的浸渍工艺以及通过电作用在中心金属的表面涂敷Ag离子的如电镀一样的镀敷工艺等。 [0080] 本发明使用上述的三种方法，在保持使用现有纯银丝时所获得的功能特性的同时，还解决纯银丝的低强度引起的作业上的多种问题。 [0081] 具体地，图6表示基于包覆法的工序图的一例，图7表示基于浸渍法的工序图的一例，以及图8表示基于镀敷法的工序图的一例。 [0082] 利用上述的各种方法所获得的金属丝的强度与现有的相比增加了约20％，并且，采用各种方法，在现有的生产纯银丝或使用纯银丝制备股线或利用插入了纯银丝的股线来制备纤维面料的工序中，随着容易的作业工序，能够期待高生产率，且由此带来的经济波及效果可以称得上是非常高的。 [0083] 对此进行更为具体的说明如下，首先对比拉拔工序，通过该拉拔工序制备出金属失去本身的刚性且表现出如纤维一样的柔韧特性的粗细，即直径30μm左右或以下的超细线，在该拉拔工序中，粗线材的情况下，即使只具有软性，也能够在不发生断线的情况下很好地拉伸，因此，能够制备的逐渐变细。但是，虽然根据向材料及线材施加的加工而有所不同，但在纯银丝的情况下，如果直径在0.1mm以下，由于强度过低，容易发生断线，由此引起的生产率低下会直接导致产品成本的上升。换言之，对于超细线的制备，线材强度的降低直接对生产率造成相当恶劣影响。 [0084] 根据本发明人的研究结果，通过本发明研发出的线材的情况下，制备超细的拉拔工序中，获得了将断线的不合格率从5～6％降低至1％以下的划时代的结果，并且，由于纯银丝较弱的强度，在现有的工序中是将生产速度降至200m/分钟进行了超细线拉拔，但根据本发明，即使将生产速度提升50％，即，以300m/min的生产速度进行拉拔，也不会发生断线的问题。 [0085] 但是，不能因为如此增加强度会提高生产率，而盲目使中心金属的比例过量以提高强度。将本发明的优选实施例中使用的Cu作为中心金属来使用，并对表面层的Ag厚度的断裂强度进行测定的结果如图9所示，表面层的厚度越小，双重结构的金属丝的强度越增加。但在此情况下，Ag的量相对减少，以致于银丧失固有的功能特性，因此，并不可取。其理由如下。 [0086] 首先，表面层的Ag的厚度变薄时，在进行阶段性拉拔的过程中，由于中心金属和表面层金属的延伸率的差异，导致中心金属，例如Cu向表面露出。图10中示出了中心金属的露出形态的一例。如此，在中心金属露出时，Ag的功能特性将消失，并在外观上发生变色，从而失去商品性。并且，由此露出的中心金属为Cu的情况下，会发生对人体有害的铜锈。 [0087] 就算通过拉拔制备出了超细的金属丝，如果Ag层过薄，也会因使用上的摩擦或洗涤时的摩擦而引起表面层的Ag容易磨损乃至脱离，从而降低耐久性，使中心金属Cu露出，最终发生如上问题。因此，只有保持适当的Ag的厚度，才能确保拉拔工序的稳定性，而且在使用方面也能原样发挥Ag的功能特性。 [0088] 相反，如果Ag层过厚，则如图9所示，会引起强度的低下，并在拉拔工序中，形成表面部的Ag向拉拔的线材的末端堆挤，使得线材拉拔不均匀。如表示这种不良形态的图11所示，相比表示计算上的预计厚度的虚线，Ag的厚度更厚，且形成表面层的Ag的厚度不均匀。 [0089] 综上所述，本发明的金属丝的直径在30μm的情况下，Ag层的优选厚度为0.1～3μm。表面层的Ag的厚度小于0.1μm的情况下，中心金属很容易向外部露出，从而失去银固有的功能特性，而表面部的Ag层的厚度大于3μm的情况下，不仅会发生上述问题，还因为金属丝中的Ag的量相对多，致使产品价格上升，因此，最好避免这种情况。 [0090] 然后，对本发明的利用双重结构金属丝的股线的制备工序的优点进行说明。 [0091] 与利用纯银丝制备股线的情况不同，具有双重结构的金属丝由于强度的增加，并捻时发生的断线的次数急剧减少，并且，作业速度上升至利用普通丝进行并捻的现有工序的并捻筒子的转速10000rpm的情况下，也不会发生断线。换言之，即使与普通丝一同进行并捻，也不会发生断线引起的生产率方面的问题。 [0092] 对基于并捻筒子转速的纯银丝和本发明双重结构的金属丝在进行并捻时所发生的短线频率的比较结果如图12所示。如图12所示，现有纯银丝的情况下，直到7000rpm为止，只发生几次断线，但转速超过7500rpm时，断线次数开始急剧增加，尤其在10500rpm以上时，由于频繁的断线，到了试验本身无法进行的程度。 [0093] 相反，本发明的情况下，在超过8500rpm的情况下也能继续进行稳定的并捻，而在到达12000rpm时，才发生1次断线。 [0094] 因此，利用本发明的双重结构的金属丝进行并捻作业的情况下，即使在对普通丝进行并捻的工序中不进行额外的工序修改，也不会发生由于频繁的断线引起的生产速度低下的问题。由此，与现有的使用纯银丝的并捻工序相比，对普通丝进行并捻的企业也能轻易并捻，并且，根据并捻速度的上升带来的生产率的增加，预计经济性的波及效果也相当大。数值上，一天的并捻生产率将增加约两倍以上，因此，本发明人预测，将带来使并捻工序的费用减少至约50％的效果。 [0095] 之后，对利用本发明的具有双重结构的金属丝的面料的制备工序上的优点进行说明。在面料机织时，与利用现有的纯银丝机织的情况相比，机织变得更加容易，并且，也减少了在机织作业时所发生的不合格率。这种不良的例子可举出因超越金属丝的弹性界限而发生塑性变形引发的线圈和该线圈的累积及发展引起的金属丝的断线。由此，随着使用具有双重结构的金属丝，对机织费用的减少和线圈及断线的不合格率的减少具有很大的效果。 [0096] 在利用这种双重结构的金属丝来制备产品的情况下，为了与现有的利用纯银丝的产品之间的特性进行比较，通过洗涤试验进行了抗菌试验，以确认产品的耐久性和功能特性的保持性。 [0097] 首先，为了比较洗涤的耐久性，分别以相同的条件对纯银丝、铜线（Cu wire）及本发明的双重结构金属丝进行并捻。利用由此制备的一股股线，再利用能够容易制备一般纤维产品的样品面料的方法，即，利用针织机（横机）制备试验用针织物（实施例5），来进行耐久性试验，结果发现，与现有的纯银丝不同，不轻易发生线圈及断线（参照图20）。 [0098] 现有的纯银丝的情况下，如图20所示，放入洗涤网中进行洗涤的情况下，从洗涤3次开始产生线圈，在洗涤20次的情况下出现断线，而在没有使用洗涤网进行洗涤试验的情况下，在洗涤7次时产生线圈，从洗涤10次开始出现断线，并且，继续进行洗涤的情况下，断线部位的数字增加。 [0099] 相反，本发明的双重结构金属丝的情况下，使用洗涤网的情况和未使用洗涤网的情况都没有发生线圈及断线。如此，利用本发明的金属丝制备产品的情况下，会提高产品的耐久性。 [0100] 然后，查看产品的功能特性之一的抗菌性及抗菌保持性就能了解到，与现有的纯银丝相比没有差异。 [0101] 利用实施例7制备的面料进行抗菌试验的结果，与使用现有纯银丝所获得的结果相同，获得了99.9％以上的抗菌成绩书，并且，将实施例7制备的面料洗涤50次后测定抗菌试验的结果，获得了99.9％以上的抗菌成绩书。通过这种结果能够确认，使用在中心金属的表面部具有Ag层的本发明的双重结构金属丝的情况下，会保持永久的抗菌性。 [0102] 像这样，如果想持续维持银固有的功能特性，就要防止包覆表面的Ag层磨损或脱离的剥离现象。利用实施例11的股线，如同实施例7一样制备机织布，并依据作为纤维的磨损试验的KS K0604:206、马丁代尔法，通过公认机关进行了试验。 [0103] 使用本发明的双重结构的金属丝制备的面料进行磨损试验，并对机织布的磨损部中存在的双重结构的金属丝的表面部进行观察的结果发现，在表面没有中心金属Cu的露出，并且，面料初期的表面能够观察到的Ag原样留在表面部。 [0104] 因此，通过本发明的制备工序制备的金属丝的情况下，能够原样保持使用现有纯银丝的目的，并且，与一般普遍使用的在现有的普通丝涂敷Ag不同，不会发生剥离现象。 [0105] 像这样，随着使用通过本发明研发的具有双重结构的金属丝，在进行拉拔、并捻及机织的工序时，有望大幅提高生产率，并且，由于现有纯银丝的功能特性原样保持，因此经济性、社会性波及效果很大。并且，对于原材料价格剧变，与使用现有纯银丝生产产品的时候不同，能够拟出稳定的生产图表。 [0106] 比较例：在一般并捻工厂中的并捻测试 [0107] 在一般并捻企业利用纯银丝制备股线时进行了现场试验。准备20锥直径为30μm的纯银丝，每一锥为约6km，而使用聚酯75旦尼尔芯丝和接结丝，并将纯银丝作为花式丝，来制备出3股的股线。 [0108] 一般来说，在普通丝的情况下，将花式丝及接结丝的转速设为大约10000～20000rpm进行作业。考虑到这一基准和纯银丝的低强度，初期以8000rpm的转速执行并捻的结果发现，由于纯银丝的拉伸强度无法承受筒子旋转时所发生的离心力，因此，继续发生断线，结果，将筒子的转速降至4500rpm制备出了股线。 [0109] 由此，对直径为30μm的纯银丝设定适当转速进行并捻时，也发生约26％的不合格率。由于纯银丝的强度过低，因此，在对筒子进行控制时，即使施加很小的力，纯银丝的损伤也会成为不合格率的原因。 [0110] 实施例1 [0111] 基于包覆法的金属丝的制备 [0112] 首先，将用作中心金属（中心丝）的材料拉拔成具有适当厚度的粗细。本实施例使用拉拔成具有2.4mm的直径的纯铜线（pure copper wire）。并且，通过压延准备厚度0.3mm、宽7.5mm的用于形成表面层的银板（Ag plate）。 [0114] 接着，使Ag板（Ag plate）通过U型辊，进行第一次弯曲，并一边在这一板材之间插入上述纯铜线一边使其通过形状模具，从而进行拉拔，最终将纯铜线和Ag板以2mm的直径进行第一次紧贴，之后，将如此准备的金属丝通过拉拔工序（drawing process）拉拔至直径为1.44mm为止，通过赋予截面减少率为30%以上的变形的机械压接结合金属丝，然后对金属丝进行热处理，使Ag和Cu相互扩散，并通过熔融结合完成结合。 [0115] 本实施例中的热处理是在比Ag和Cu的工序组成温度（780℃）略高的温度790℃的温度中执行10分钟。这是为了利用在基于扩散的工序组成区域，即，Ag和纯铜的边界面形成熔融结合的原理。 [0116] 将如此制备的金属丝通过细线及极细线工序制备出具有能够作为纤维来使用的粗细，即直径为30μm的金属丝。最后，为了清除进行极细线工序时发生的内应力，对金属丝使用作为线材的连续热处理炉的长度为3m的管热处理炉，至于热处理条件，使金属丝以100m/分钟的速度通过300℃的管的内部，从而进行连续的热处理。 [0117] 将如此制备的双重结构的金属丝的截面照片表示在图13a及图13b中。如图13a及图13b所示，Ag表面层以3μm的厚度均匀地覆盖，且Ag和Cu的接合界面通过扩散及熔融结合牢固结合在一起。 [0118] 实施例2 [0119] 基于浸渍法的金属丝的制备 [0120] 首先，将用作中心金属的材料拉拔成具有适当厚度的粗细。本实施例中，将纯铜线拉拔成具有90μm的直径来使用。为了在如此准备的纯铜线的表面均匀地涂敷液体型的Ag粉溶液使得接合变得容易，进行了通过脱脂、酸洗、水洗及干燥工序的预处理作业。在盛有平均直径为20nm的Ag粉的含量为40wt％的液体型Ag粉溶液的槽中将经过预处理作业的纯铜线浸渍5分钟，从而在纯铜线的表面以均匀的厚度涂敷Ag粉溶液。 [0121] 在60℃的烘箱中使涂敷Ag粉溶液的纯铜线干燥后，通过在250℃的热处理炉中保持10分钟的烧结热处理，使纯铜线表面的Ag熔融，从而使Ag均匀地涂敷在纯铜线的表面。将此过程反复进行3次之后，通过电子显微镜观察的结果发现，涂敷的厚度约为1.1μm。 [0122] 将如此制备的金属丝通过细线及极细线工序制备出具有能够作为纤维来使用的厚度，即直径为30μm的金属丝。最后，为了清除进行极细线工序时发生的内应力，对金属丝使用作为线材的连续热处理炉的长度为3m的管热处理炉，至于热处理条件，使金属丝以100m/分钟的速度通过300℃的管的内部，从而进行连续的热处理。 [0123] 将如此制备的双重金属的金属丝的截面照片表示在图14中。如图14所示，Ag层均匀地形成表面层，电子显微镜测定结果，厚度为0.365μm，并且，形成了整体上无缺陷的均匀的拉拔。 [0124] 实施例3 [0125] 基于镀敷法的金属丝的制备 [0126] 首先，将用作中心金属的材料拉拔成具有适当厚度的粗细。本实施例中，将纯铜线拉拔成具有0.77mm的直径来使用。为了容易电镀，通过脱脂、酸洗、水洗及干燥工序对纯铜线进行预处理作业。经过预处理作业的纯铜线供给到镀敷部，在纯铜线的表面镀敷5μm的厚度的Ag。镀敷时，将氰化银钾（KAgCN2）作为电解液来使用，并在阳极连接纯度为99.99％的银板，在阴极连接纯铜线，从而调节银板和纯铜线之间的电压和纯铜线经过电解液的时间，最终调节镀敷的厚度。 [0127] 将如此制备的镀敷金属丝通过细线及极细线工序制备成具有能够作为纤维来使用的厚度，即直径为30μm的金属丝。最后，为了清除进行极细线工序时发生的内应力，对金属丝使用作为线材的连续热处理炉的长度为3m的管热处理炉，至于热处理条件，使金属丝以100m/分钟的速度通过300℃的管的内部，从而进行连续的热处理。 [0128] 将由此制备的双重金属的金属丝的截面照片表示在图15a及图15b中。如图15a及图15b所示，Ag层均匀地形成表面层，电子显微镜测定结果，表面层的厚度为0.336μm。 [0129] 以下，将本发明中获得的双重结构的金属丝与现有的金属丝进行对比，为此执行了各种试验，并对此进行详细说明。 [0130] 拉伸试验根据KS K ISO 5079:2007，委托公认机关对通过实施例3制备的直径为30μm的金属丝和具有相同直径的纯银丝进行了拉伸及延伸试验，其结果表示在表1中。 [0131] 表1 [0132] 本发明的双重结构的金属丝与现有纯银丝的拉伸试验测定结果 [0133] [0134] [0135] 由表1的结果显示，现有纯银丝的断裂载荷为14.4gf，相反，本发明的金属丝的断裂载荷为17.4gf，由此可知，本发明的金属丝的强度高出大约20％。 [0136] 导电性的测定 [0137] 对通过实施例3制备的直径为30μm的金属丝的导电性进行了测定试验。测定设备利用的是台湾固纬（INSTEK）GOM-802（电阻测定仪）。首先，测定50cm股线的长度后，在两端夹上端子测定电阻，并且，为了减少误差，测定了7次。按将标准纯铜的导电率视为100％的国际退火铜标准（IACS，International Annealed Copper Standard）变换导电率的结果，并捻后的线中也表现出了IACS100％的高导电率。 [0138] 基于Ag层的厚度的强度试验 [0139] 对通过实施例3制备的具有双重结构的金属丝的拉伸强度进行了测定。拉伸试验使用带有线材拉伸试验用夹具的拉伸试验机（SHM-D-50：tensile Test Machine），以200mm的标距测定断裂载荷，在常温条件下每一个都测定10次后记录平均值，并将其结果在图9中表示。 [0140] 图9的结果显示，直到纯银层的厚度为0.1～0.5μm为止，强度值几乎类似，在0.5μm以上时，强度有点低下，但直到3μm为止，断裂载荷几乎类似。并且，在3μm以上时，断裂载荷急剧减少。 [0141] 基于并捻转速（rpm）的断线率的测定 [0142] 利用通过实施例3制备的具有双重结构的金属丝，将并捻工序中的断线次数及断线率与纯银丝进行相对比较，从而进行测定。本试验中，通过缩小一般的并捻工厂中使用的由128轴构成的并捻机制作使用了10轴的并捻机。 [0143] 利用如此制作出的并捻机，对直径为30μm的相同的纯银丝和具有双重结构的金属丝分别使用5轴进行试验。至于筒子的转速，直到4000～12000rpm为止，每次提升500rpm单位。进行时间为各个阶段24小时，一边并捻一边对5轴中发生的断线次数进行合计后计算出平均，并将其结果示在图12中。 [0144] 根据图12的结果，纯银丝的情况下，到7000rpm为止只发生了几次断线，但转速大于7500rpm时，断线次数开始急剧增加，并在10500rpm以上时，因频繁的断线，到了无法试验的程度。 [0145] 相反，具有双重结构的金属丝的情况下，在8500rpm以上的转速中也能继续进行稳定的并捻，直到转速达到12000rpm时发生了断线。这种程度的转速已经属于普通丝的并捻范围10000～20000rpm的范围内，因此，试验在此终结。 [0146] 实施例4 [0147] 160旦尼尔股线的制备 [0148] 利用通过实施例3制备的具有双重结构的金属丝，来制备股线。至于并捻的条件，以落在普通丝的并捻范围的转速10000rpm进行了作业。由此，股线的生产速度为15.4m/分钟。至于股线的结构，将聚酯75旦尼尔用作芯丝，将具有双重结构的直径为30μm的金属丝用作花式丝，并赋予650T/M，将聚酯75旦尼尔用作接结丝，并赋予450T/M，制备出这种结构的约160旦尼尔3股。由此，股线的生产速度为15.4m/分钟。图16是通过实施例4制备的160旦尼尔3股照片。 [0149] 实施例5 [0150] 插入了具有双重结构的金属丝的针织物的制备 [0151] 利用插入了通过实施例4制备的双重结构的金属丝的股线，来制备出针织布。针织物的制备一般可由一股线针织而成，并能轻易制备面料，因此，使用一种主要在样品面料的针织中所使用的称为横机的针织机，并且，量规以16锭针织机来制备。图17是通过实施例5制备的针织布的照片。 [0152] 实施例6 [0153] 75旦尼尔股线的制备 [0154] 利用通过实施例3制备的具有双重结构的金属丝制备股线。至于并捻的条件，以不会发生断线且落在普通丝的并捻范围的转速10000rpm进行了作业。由此，股线的生产速度为7.7m/分钟。至于股线的结构，将聚酯30旦尼尔用作芯丝，将具有双重结构的直径为30μm的金属丝用作花式丝，并赋予1300T/M，将聚酯30旦尼尔用作接结丝，并赋予1000T/M，制备出这种结构的约75旦尼尔3股。由此，股线的生产速度为7.7m/分钟。图18是通过实施例6制备的75旦尼尔3股的照片。 [0155] 实施例7 [0156] 插入了具有双重结构的金属丝的机织布的制备 [0157] 利用通过实施例6制备的75旦尼尔股线，来制备出聚酯装饰机织物。将股线用作纬丝用线，将聚酯和股线轮流使用，并且，纬丝中以4mm间隔插入股线。机织物组织以平织结构机织，而经丝密度以160根/英寸，纬丝密度以46根/英寸进行机织。图19是通过实施例7制备的机织布的照片。 [0158] 耐久性试验 [0159] 利用通过实施例5制备的针织物，进行在面料中金属丝的耐久性的比较试验。本试验中所使用的金属丝除了实施例5之外，为了比较，利用插入了相同直径的纯银丝及铜丝的股线另行制备了面料。 [0160] 用如此制备的3种面料，在相同的条件下进行洗涤试验。洗涤物的环境使用向洗涤网的内部插入后洗涤的方法和在洗涤网外部的洗涤槽中进行洗涤的方法这两种方法，洗涤条件以20分钟的洗涤→脱水→5分钟的漂洗→脱水工序的洗涤方法进行试验，洗涤次数最终实施20次，每次洗涤完都确认了金属丝的状态。确认的位置都相同地在面料的中心和末端部位标志四角形（1英寸×1英寸）的区域，并对这些部位进行测定。其结果在图20a及图20b中表示。 [0161] 由图20a及图20b的结果可知，在洗涤网外部的洗涤环境（图20b）中使用纯银丝的面料是从第7次开始产生线圈，在洗涤10次后发生切线的部分，并在洗涤20次后表现出切线部位增加的倾向。其余使用铜线和具有双重结构的金属丝的面料的情况下，在洗涤20次后也没有发生线圈及切线。 [0162] 并且，在洗涤网中的条件（图20a）下，使用纯银丝的面料到洗涤10次为止，只产生线圈，并在洗涤后20次发生了切线部位。在这种条件中，其余使用铜线和具有双重结构的金属丝的面料在洗涤20次后也完全没有发生线圈及切线。 [0163] 抗菌性试验 [0164] 使用通过实施例7制备的面料，来进行抗菌性试验。 [0165] 作为抗菌试验的测试细菌，将黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus ATCC6538）作为对象，对通过实施例7获得的试片的抗菌性进行试验的结果（试验方法：KS K 0693）发现，在培养基中接种细菌开始经过18小时后，将通过实施例7获得的纤维添加到培养基的情况下，细菌数的减少百分比为99.9％以上。 [0166] 抗菌保持性试验 [0167] 将通过实施例7制备的面料洗涤50次后，评价抗菌保持性。首先，根据洗涤试验方法（KS K ISO6330:2006，8B，洗涤温度40±3℃，晾衣绳干燥）洗涤50次后，根据相关抗菌产品的抗菌试验方法（KS K0693）进行抗菌性试验。 [0168] 首先，对清洗50次的机织物，作为测试细菌，将供试菌黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus ATCC6538）和肺炎菌（Klebsiella pneumoniae ATCC4352）作为对象，对抗菌性进行试验的结果发现，在培养基中接种细菌开始经过18小时后，将通过实施例7获得的纤维添加到培养基的情况下，两种大肠杆菌的细菌数的减少百分比都在99.9％以上。 [0169] 表2是对本发明实施例3的双重结构的金属丝和现有纯银丝的试验结果进行综合后用对比表形式示出的。 [0170] 表2 [0171] 本发明的金属丝与纯银丝的性能对比 [0172] [0173] [0174] ※生产成本：将纯银丝（pure Ag wire）的生产成本定为100。 [0175] 由表2可知，根据本发明，与使用现有纯银丝的情况相比，能够获得将生产成本大幅减少至1/5的划时代的结果。 [0176] Ag层的磨损试验 [0177] 使用通过实施例7制备的面料，进行了具有双重结构的金属丝的表面部Ag层的磨损试验。至于试验方法，利用实施例6的股线，来制备如同实施例7的机织布，从而根据作为纤维的磨损试验的KS K0604:2006、马丁代尔法，通过公认机关进行了试验，并将其结果表示在图21中。 [0178] 图21的结果显示，表面没有中心金属Cu的露出，且在面料初期的表面能够看到的Ag原样留在表面部。因此，能够了解到，具有双重结构的金属丝的结构为中心金属Cu不会露出的牢固的结构。 [0179] 产业上的可利用性 [0180] 通过本发明的银丝、银股线和利用它们的功能性面料（纤维）及其制备方法获得的股线和机织物具有抗菌性、灭菌性、电磁波屏蔽效果及静电防治效果，因此，能够在服装制造领域、产业用及大量消费用机织布及无纺布等多种纤维领域及服装领域中广为适用。 |
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