DE102006036406B4 - Electrically conductive textile - Google Patents
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Abstract
Elektrisch leitfähiges Textil, umfassend zumindest zwei elektrisch leitfähige Elemente (1, 3), zumindest einen als textiles Flächengebilde ausgebildeten textilen Träger (2) und zumindest ein Kontaktiergarn (4), wobei zumindest ein erstes elektrisch leitfähiges Element (1) auf einer ersten Oberfläche des textilen Trägers (2) und zumindest ein zweites elektrisch leitfähiges Element (3) auf einer zweiten Oberfläche des textilen Trägers (2) angeordnet ist, wobei es sich um einander gegenüberliegende Oberflächen des textilen Trägers (2) handelt, wobei der elektrische Kontakt zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element (1) und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (3) durch das das erste elektrisch leitfähige Element (1) und das zweite elektrisch leitfähige Element (3) kontaktierende elektrisch leitfähige Kontaktiergarn (4) hergestellt wird.Electrically conductive textile, comprising at least two electrically conductive elements (1, 3), at least one textile support (2) formed as a textile fabric and at least one contacting yarn (4), wherein at least a first electrically conductive element (1) on a first surface of textile carrier (2) and at least one second electrically conductive element (3) is arranged on a second surface of the textile carrier (2), which are opposing surfaces of the textile carrier (2), wherein the electrical contact between the first electrically conductive element (1) and the second electrically conductive element (3) through which the first electrically conductive element (1) and the second electrically conductive element (3) contacting electrically conductive Kontaktiergarn (4) is produced.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrisch leitfähige Textilien.The present invention relates to electrically conductive textiles.
Stand der TechnikState of the art
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten elektrisch leitfähigen Textilien tritt das Problem auf, dass die elektrisch leitfähigen Bestandteile des Textils aus technischen und/oder wirtschaftlichen Erwägungen nicht aus einem Stück gefertigt werden. Dadurch wird eine elektrische Kontaktierung zwischen den verschiedenen elektrisch leitfähigen Komponenten des Textils erforderlich.In the case of the electrically conductive textiles known from the prior art, the problem arises that the electrically conductive components of the textile are not made of one piece for technical and / or economic reasons. As a result, an electrical contact between the various electrically conductive components of the textile is required.
Die
Die
Aus der
Üblicherweise werden also die beiden elektrisch leitfähigen Komponenten, die in elektrischen Kontakt miteinander gebracht werden sollen, benachbart zueinander auf einer Seite eines textilen Trägers befestigt und im Bereich der Kontaktierungsstelle mittels eines Garns mit dem Trägertextil vernäht. Durch den vom Nähfaden ausgeübten Druck wird der elektrische Kontakt zwischen den beiden elektrisch leitfähigen Komponenten hergestellt. Damit der elektrische Kontakt zwischen den beiden elektrisch leitfähigen Komponenten beständig sichergestellt werden kann, muss der Nähfaden in der Regel mit großer Kraft um die elektrisch leitfähigen Komponenten gewunden werden, wodurch es zu Einschnürungen und im Extremfall zu Bruch und Verlust der elektrischen Leitfähigkeit kommt.Usually, therefore, the two electrically conductive components, which are to be brought into electrical contact with each other, attached adjacent to each other on one side of a textile support and sewn in the region of the contact point by means of a yarn with the carrier fabric. By the pressure exerted by the sewing thread, the electrical contact between the two electrically conductive components is produced. So that the electrical contact between the two electrically conductive components can be consistently ensured, the sewing thread must be wound around the electrically conductive components usually with great force, which leads to constrictions and in extreme cases to breakage and loss of electrical conductivity.
Elektrisch leitfähige Textilien sind zudem grundsätzlich in Art und Ausmaß den gleichen mechanischen Belastungen ausgesetzt wie normale, elektrisch nicht leitfähige Textilen. Insbesondere müssen sämtliche Textilien eine hohe Waschbeständigkeit aufweisen. Im Bereich der Kontaktierungsstellen zwischen verschiedenen elektrisch leitfähigen Komponenten des Textils kommt es aufgrund dieser Belastungen immer wieder zu Beschädigungen, wodurch ein Verlust der elektrischen Leitfähigkeit eintreten kann.In addition, electrically conductive textiles are generally subjected to the same mechanical stresses in their type and extent as normal, electrically non-conductive textiles. In particular, all textiles must have a high resistance to washing. In the area of the contact points between different electrically conductive components of the textile, there are always damages due to these loads, whereby a loss of electrical conductivity can occur.
Es besteht daher ein Bedarf an elektrisch leitfähigen Textilien, deren elektrisch leitfähige Kontaktstellen neben einem textilen Charakter eine erhöhte Beständigkeit gegen die bei der alltäglichen Benutzung und insbesondere beim Waschen des Textils auftretenden Belastungen aufweisen.There is therefore a need for electrically conductive textiles whose electrically conductive contact points have, in addition to a textile character, increased resistance to the stresses occurring in everyday use and, in particular, during the washing of the textile.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zu Grunde, elektrisch leitfähige Textilien bereitzustellen, deren elektrisch leitfähige Kontaktstellen neben einem textilen Charakter eine erhöhte Beständigkeit gegen die bei der Benutzung des Textils auftretenden Belastungen aufweisen.This is where the invention starts. The invention, as characterized in the claims, is based on the object to provide electrically conductive textiles whose electrically conductive contact points in addition to a textile character have increased resistance to the loads occurring during use of the textile.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das elektrisch leitfähige Textil gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Details, Aspekte und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Beispielen.This object is achieved by the electrically conductive textile according to claim 1. Further advantageous details, aspects and embodiments of the present invention will become apparent from the dependent claims, the description and the examples.
Das erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Textil umfasst zumindest zwei elektrisch leitfähige Elemente, zumindest einen als textiles Flächengebilde ausgebildeten textilen Träger und zumindest ein Kontaktiergarn. Zumindest ein erstes elektrisch leitfähiges Element ist auf einer ersten Oberfläche des textilen Trägers und zumindest ein zweites elektrisch leitfähiges Element ist auf einer zweiten Oberfläche des textilen Trägers angeordnet, wobei es sich um einander gegenüberliegende Oberflächen des textilen Trägers handelt. Der elektrische Kontakt zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element wird durch das das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite elektrisch leitfähige Element kontaktierende elektrisch leitfähige Kontaktiergarn hergestellt.The electrically conductive textile according to the invention comprises at least two electrically conductive elements, at least one textile support formed as a textile fabric and at least one contacting yarn. At least one first electrically conductive element is disposed on a first surface of the textile carrier, and at least one second electrically conductive element is disposed on a second surface of the textile carrier, which are opposing surfaces of the textile carrier. The electrical contact between the first electrically conductive element and the second electrically conductive element is produced by the electrically conductive contacting yarn contacting the first electrically conductive element and the second electrically conductive element.
Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten textilen Kontaktierungen wird gemäß der vorliegenden Erfindung kein direkter Kontakt zwischen den beiden Elementen hergestellt, die miteinander in elektrischen Kontakt gebracht werden sollen. Erfindungsgemäß kommt zusätzlich eine dritte leitfähige Komponente zum Einsatz, nämlich ein elektrisch leitfähiges Kontaktiergarn. Untersuchungen haben gezeigt, dass die elektrische Kontaktierung zwischen erster und zweiter leitfähiger Komponente mit Hilfe einer dritten leitfähigen Komponente, nämlich einem Kontaktiergarn, im Vergleich zu einer direkten Kontaktierung der beiden leitfähigen Komponenten zu einer deutlichen Verbesserung bezüglich Leitfähigkeit und Beständigkeit der elektrischen Verbindung führt.In contrast to the textile contacts known from the prior art, according to the present invention, no direct contact is made between the two elements which are to be brought into electrical contact with each other. According to the invention, a third conductive component is additionally used, namely an electrically conductive contacting yarn. Studies have shown that the electrical contacting between the first and second conductive component by means of a third conductive component, namely a Kontaktiergarn, compared to a direct contacting of the two conductive components to a significant improvement in conductivity and resistance of the electrical connection leads.
Eine mit einem erfindungsgemäßen leitfähigen Textil ausgestattete Heizjacke vermittelt einen textilen Eindruck. Die Heizjacke ist komplett maschinenwaschbar. 10 Maschinenwäschen bei 30°C und 400 UPM Schleuderdrehzahl überstehen die Kontaktstellen ohne spürbare Einbußen in der Heizleistung.A heating jacket equipped with a conductive textile according to the invention gives a textile impression. The heating jacket is completely machine washable. 10 machine washes at 30 ° C and 400 rpm spin speed survive the contact points without noticeable losses in heating capacity.
Erfindungsgemäß umfasst das elektrisch leitfähige Textil zumindest einen textilen Träger. Es tritt zwar immer wieder der Fall auf, dass zwei elektrisch leitfähige Komponenten wie beispielsweise zwei Zuleitungsbänder direkt miteinander kontaktiert werden sollen, üblicherweise sind die beiden leitfähigen Komponenten aber an einem textilen Träger befestigt.According to the invention, the electrically conductive textile comprises at least one textile carrier. Although it is always the case that two electrically conductive components such as two supply lines to be contacted directly with each other, but usually the two conductive components are attached to a textile support.
Bei einer direkten Kontaktierung zweier leitfähiger Komponenten ist es im Übrigen unerheblich, ob die Komponenten an ihrer gesamten Oberfläche eine gute Leitfähigkeit aufweisen oder nur in bestimmten Raumrichtung. Im Fall von zwei Zuleitungsbändern kann z. B. eine sehr gute leitfähige Verbindung erreicht werden, wenn die Bänder mit ihren elektrisch isolierten Seiten aufeinandergelegt werden. Die leitfähigen Oberflächen der beiden Bänder sind also voneinander abgewandt. Das Kontaktiergarn stellt auch in diesem Fall eine ausgezeichnete leitfähige Verbindung her.In a direct contacting two conductive components, it is irrelevant, moreover, whether the components have a good conductivity on their entire surface or only in certain spatial direction. In the case of two feeder bands z. B. a very good conductive connection can be achieved when the bands are stacked with their electrically insulated sides. The conductive surfaces of the two bands are thus facing away from each other. The contacting yarn also provides an excellent conductive connection in this case.
Erfindungsgemäß ist zumindest ein erstes elektrisch leitfähiges Element auf einer ersten Oberfläche des textilen Trägers und zumindest ein zweites elektrisch leitfähiges Element auf einer zweiten Oberfläche des textilen Trägers angeordnet. Durch die Anordnung der beiden leitfähigen Elemente auf verschiedenen Seiten des textilen Trägers wird sichergestellt, dass das Kontaktiergarn mit beiden Elementen in ausreichenden elektrischen Kontakt treten kann. Die beiden auf verschiedenen Seiten des textilen Trägers angeordneten elektrisch leitfähigen Elemente werden von dem Kontaktiergarn kontaktiert und auf diese Weise elektrisch leitend miteinander verbunden.According to the invention, at least one first electrically conductive element is arranged on a first surface of the textile carrier and at least one second electrically conductive element is arranged on a second surface of the textile carrier. The arrangement of the two conductive elements on different sides of the textile carrier ensures that the Kontaktiergarn can come into sufficient electrical contact with both elements. The two arranged on different sides of the textile support electrically conductive elements are contacted by the Kontaktiergarn and connected electrically conductive in this way.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das elektrisch leitfähige Textil zwei Kontaktiergarne, wobei das erste Kontaktiergarn das erste elektrisch leitfähige Element und das zweite Kontaktiergarn das zweite elektrisch leitfähige Element kontaktiert und die beiden Kontaktiergarne in elektrischem Kontakt miteinander stehen. Dieser Fall liegt insbesondere dann vor, wenn das Kontaktiergarn als Ober- und als Unterfaden in einem maschinellen Nähprozess verwendet wird. Die beiden leitfähigen Komponenten werden in diesem Fall mit Hilfe des Kontaktiergarns an dem textilen Träger befestigt.According to a further preferred embodiment of the present invention, the electrically conductive textile comprises two contacting yarns, wherein the first contacting yarn contacts the first electrically conductive element and the second contacting yarn contacts the second electrically conductive element and the two contacting yarns are in electrical contact with one another. This case is especially true when the Kontaktiergarn is used as a top and bottom thread in a machine sewing process. In this case, the two conductive components are fastened to the textile carrier by means of the contacting yarn.
Bei dem als textiles Flächengebilde ausgebildeten textilen Träger handelt es sich bevorzugt um leichte, formbeständige textile Flächengebilde. Als besonders geeignet haben sich Vliese aus Polyester sowie Polyestergewebe und Mischgewebe herausgestellt.The textile carrier formed as a textile fabric is preferably lightweight, dimensionally stable textile fabric. Nonwovens made of polyester as well as polyester fabrics and blended fabrics have proven to be particularly suitable.
Bevorzugt handelt es sich bei den beiden elektrisch leitfähigen Elementen um elektrisch leitfähige Garne und um elektrisch leitfähige Bänder, wobei der elektrische Kontakt natürlich zwischen beliebigen Kombinationen dieser Elemente hergestellt werden kann, also zwischen zwei oder mehreren Garnen, zwei oder mehreren Bändern oder zwischen Garnen und Bändern in unterschiedlicher Anzahl.The two electrically conductive elements are preferably electrically conductive yarns and electrically conductive tapes, wherein the electrical contact can of course be made between any combination of these elements, ie between two or more yarns, two or more tapes or between yarns and tapes in different numbers.
Bei den elektrisch leitfähigen Bändern handelt es bevorzugt um Gewirke bzw. um Gewebe. Ein elektrisch leitfähiges Band besteht bevorzugt aus einer Abfolge paralleler Streifen. Eine typische Anordnung besteht aus 5 parallelen Streifen in der Abfolge
- • elektrisch isolierender Nährand,
- • elektrisch leitender Streifen,
- • elektrisch isolierender Mittelstreifen,
- • elektrisch leitender Streifen,
- • elektrisch isolierender Nährand.
- • electrically insulating nutrient sand,
- Electrically conductive strip,
- Electrically insulating central strip,
- Electrically conductive strip,
- • electrically insulating nutrient sand.
Eine alternative Anordnung besteht aus drei parallelen Streifen
- • elektrisch isolierender Nährand,
- • elektrisch leitender Streifen,
- • elektrisch isolierender Nährand.
- • electrically insulating nutrient sand,
- Electrically conductive strip,
- • electrically insulating nutrient sand.
Alle genannten Streifen bestehen ihrerseits aus mehreren parallel zueinander angeordneten Einzelgarnen. Die aneinander grenzenden elektrisch leitfähigen Einzelgarne eines Streifens stehen untereinander lateral in elektrischem Kontakt.All these strips in turn consist of several parallel to each other arranged single yarns. The adjoining electrically conductive single yarns of a strip are laterally in electrical contact with each other.
Zur Vermeidung elektrischer Kurzschlüsse im Textil können die elektrisch leitfähigen Bänder an der nach oben bzw. unten zeigenden Seite komplett oder nur teilweise über Ausschlaufungen elektrisch isolierender Fäden verfügen. Diese über die Textiloberfläche hinausragenden Schlaufen zeigen ein Erscheinungsbild wie Frottierstoff. Aus diesen schlaufigen Bereichen werden bevorzugt die Bereiche, in denen eine Kontaktierung beabsichtigt ist, ausgespart. In order to avoid electrical short circuits in the textile, the electrically conductive bands on the side pointing upwards or downwards can have wholly or only partially outlets of electrically insulating threads. These loops, which project beyond the textile surface, have the appearance of terry toweling. From these looped areas, the areas in which contacting is intended are preferably omitted.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter dem Begriff ”elektrisch leitfähige Bänder” nicht nur Bandstrukturen an sich verstanden, sondern auch Seile, Kordeln, Schläuche, usw.In the context of the present invention, the term "electrically conductive tapes" is understood to mean not only tape structures per se, but also cables, cords, hoses, etc.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das elektrisch leitfähige Garn und/oder das elektrisch leitfähige Band des elektrisch leitfähigen Textils zumindest ein Kombinationsgarn. Besonders bevorzugt besteht das elektrisch leitfähige Garn des elektrisch leitfähigen Textils aus einem Kombinationsgarn. Wie nachfolgend geschildert, weist diese Art von Garnen eine große Vielfalt an Variationsmöglichkeiten auf, wodurch die leitfähigen Garne und die leitfähigen Bänder an die spezielle Tragesituation des elektrisch leitfähigen Textils angepasst werden können.According to a preferred embodiment of the present invention, the electrically conductive yarn and / or the electrically conductive band of the electrically conductive textile comprises at least one combination yarn. Particularly preferably, the electrically conductive yarn of the electrically conductive textile consists of a combination yarn. As described below, this type of yarn has a wide variety of possible variations, whereby the conductive yarns and the conductive tapes can be adapted to the specific carrying situation of the electrically conductive textile.
Wie bereits erwähnt wird durch das Kontaktiergarn ein elektrischer Kontakt zwischen verschiedenen elektrisch leitfähigen Komponenten des Textils hergestellt. Zum Einsatz in Textilien müssen die elektrisch leitfähigen Elemente und das Kontaktiergarn mechanisch beständig, waschbeständig, korrosionsbeständig und einfach zu kontaktieren sein. Diese Eigenschaften werden durch die Verwendung von Silbergespinsten und Kombinationsgarnen erreicht. Die textilen Anteile in den Kombinationsgarnen sorgen für Flexibilität und Reißfestigkeit. Metallische Anteile sorgen für dauerhafte, waschbeständige Leitfähigkeit.As already mentioned, an electrical contact between different electrically conductive components of the textile is produced by the contacting yarn. For use in textiles, the electrically conductive elements and the contacting yarn must be mechanically resistant, washable, corrosion resistant and easy to contact. These properties are achieved through the use of silver threads and combination yarns. The textile parts in the combination yarns provide flexibility and tear resistance. Metallic components provide durable, washable conductivity.
Eine geeignete Gruppe dieser Garne sowie Verfahren zu deren Herstellung sind beispielsweise in der
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Kontaktiergarn daher zumindest ein elektrisch leitfähiges Kombinationsgarn oder ein Silbergespinst. Besonders bevorzugt besteht das Kontaktiergarn aus einem elektrisch leitfähigen Kombinationsgarn oder einem Silbergespinst. Besonders gut geeignete elektrisch leitfähige Kombinationsgarne umfassen zumindest einen nicht elastischen Kernfaden und zumindest einen, um den Kernfaden gewundenen elektrisch leitfähigen Faden. Gegebenenfalls ist ein weiterer, um den Kernfaden gewundener elektrisch leitfähiger Faden vorgesehen, wobei die beiden Umwindefäden bevorzugt gegensinnig um den Kernfaden gewunden vorliegen.According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the contacting yarn therefore comprises at least one electrically conductive combination yarn or a silver spun. Particularly preferably, the contacting yarn consists of an electrically conductive combination yarn or a silver spun. Particularly suitable electrically conductive combination yarns comprise at least one non-elastic core thread and at least one electrically conductive thread wound around the core thread. Optionally, another, electrically wound around the core thread electrically conductive thread is provided, wherein the two Umwindefäden preferably present in opposite directions around the core thread wound.
Besonders bevorzugt werden elektrisch leitfähige Kombinationsgarne als Kontaktiergarn verwendet, die als nicht elastischen Kernfaden einen Polyesterfaden oder ein Polyestermultifilamentgarn und als um den Kernfaden gewundenen elektrisch leitfähigen Faden ein Multifilamentgarn, besonders bevorzugt ein silberbeschichtetes Nylon-Multifilamentgarn oder eine Edelstahl-Stapelfaser aufweisen.Particularly preferably, electrically conductive combination yarns are used as Kontaktiergarn having as a non-elastic core thread a polyester thread or a polyester multifilament yarn and as wound around the core thread electrically conductive thread a multifilament yarn, particularly preferably a silver-coated nylon multifilament yarn or a stainless steel staple fiber.
Elektrisch leitfähige Kombinationsgarne können daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung einerseits als elektrisch leitfähiges Element und andererseits als Kontaktiergarn eingesetzt werden.Electrically conductive combination yarns can therefore be used in the context of the present invention, on the one hand as an electrically conductive element and on the other hand as Kontaktiergarn.
Werden die elektrisch leitfähigen Kombinationsgarne als elektrisch leitfähige Elemente eingesetzt, so haben sich als Kernfaden besonders Elastomere wie z. B. Lycra in einer Stärke von 800 dtex bis 5000 dtex bewährt. Der elastomere Kern verleiht dem Garn Flexibilität, Elastizität und mechanische Beständigkeit gegen Zug, Druck und lateraler Belastung. Für bestimmte leitfähige Elemente werden auch starre textile Kerngarne wie z. B. Multifilament-Polyestergarne eingesetzt. Besonders bevorzugt besteht der Kernfaden aus Naturgummi, Synthesegummi, Polyester-Elastan, Polyether-Elastan, modifiziertem Polyester, nachvernetztem Thermoplast, Polyester-Polyurethan-Elastomer und/oder Polyether-Polyurethan-Elastomer.If the electrically conductive combination yarns used as electrically conductive elements, so have as a core thread especially elastomers such. B. Lycra proven in a thickness of 800 dtex to 5000 dtex. The elastomeric core provides the yarn with flexibility, elasticity and mechanical resistance to tension, pressure and lateral load. For certain conductive elements and rigid textile core yarns such. B. multifilament polyester yarns used. The core thread particularly preferably consists of natural rubber, synthetic rubber, polyester-elastane, polyether-elastane, modified polyester, post-crosslinked thermoplastic, polyester-polyurethane-elastomer and / or polyether-polyurethane-elastomer.
Die leitfähige Komponente in den Kombinationsgarnen besteht aus einem Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Als elektrisch leitfähiger Faden der Kombinationsgarne werden daher bevorzugt monofile Metalldrähte, metallisch beschichtete Synthesefasern, monofile silberbeschichtete Fasern, metallische Multifilamentgarne, silberbeschichtete Multifilamentgarne und/oder Edelstahlfasern verwendet. Besonders bevorzugt werden Drähte bzw. Litzen aus Edelstahl, versilbertem Kupfer oder reinem Silber verwendet. Daneben können aber auch andere Metalle bzw. zusätzliche Beschichtungen in vorteilhafter Weise zum Einsatz kommen. Die Drähte können als Monofilament oder im Bündel, z. B. als Litze eingesetzt werden. Die Durchmesser der Drähte liegen zwischen 10 μm und 100 μm, wobei der Bereich zwischen 20 μm und 80 μm bevorzugt ist. Die metallischen Komponenten werden zumindest an den Stellen, an denen eine textile Kontaktierung erfolgen soll, nicht bzw. nicht vollständig abgedeckt.The conductive component in the combination yarns consists of a metal with high electrical conductivity. The electrically conductive thread of the combination yarns therefore preferably monofilament metal wires, metallic coated synthetic fibers, monofilament silver-coated fibers, metallic multifilament yarns, silver-coated multifilament yarns and / or stainless steel fibers are used. Particular preference is given to using wires or strands made of stainless steel, silver-plated copper or pure silver. In addition, however, it is also possible to use other metals or additional coatings in an advantageous manner. The wires may be monofilament or bundle, e.g. B. be used as a strand. The diameters of the wires are between 10 .mu.m and 100 .mu.m, the range between 20 .mu.m and 80 .mu.m being preferred. The metallic components are not or not completely covered at least at the points where a textile contacting is to take place.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der elektrisch leitfähige Faden und der Umwindefaden gegensinnig um den elastischen Kernfaden gewickelt. Im Falle des Kontaktiergarns ist es besonders wichtig, dass das Garn kein inneres Drehmoment aufweist, das zu einer Verdrillung des Garns führt. Durch ein gestrecktes Garn ohne inneres Drehmoment kann eine gute Kontaktierung in vorteilhafter Weise sicher gestellt werden. According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the electrically conductive thread and the binding thread are wound in opposite directions around the elastic core thread. In the case of the contacting yarn, it is particularly important that the yarn has no internal torque resulting in twisting of the yarn. By a stretched yarn without internal torque good contact can be ensured in an advantageous manner.
Die äußere Umwindung der als elektrisch leitfähige Komponente verwendeten Kombinationsgarne besteht bevorzugt aus synthetischen Multifilament-Garnen. Der Einsatz von Polyester im Bereich von 25 dtex bis 500 dtex ist bevorzugt. Die äußere Umwindung kann das darunter liegende Garn komplett oder teilweise abdecken. Ist die Abdeckung nur partiell aufgebracht, so kann der metallische Leiter leichter von außen kontaktiert werden.The outer wrap of the combination yarns used as the electrically conductive component is preferably made of synthetic multifilament yarns. The use of polyester in the range of 25 dtex to 500 dtex is preferred. The outer wrap may completely or partially cover the underlying yarn. If the cover is only partially applied, the metallic conductor can be contacted more easily from the outside.
Die Kontaktierung zwischen den elektrisch leitfähigen Elementen erfolgt mittels textiler Nähtechniken. Dabei kommen insbesondere Näh-, Stick- und Riegeltechniken zum Einsatz. Das Kontaktiergarn kann als Oberfaden und/oder als Unterfaden verwendet werden.The contacting between the electrically conductive elements by means of textile sewing techniques. In particular, sewing, embroidery and locking techniques are used. The contacting yarn can be used as an upper thread and / or as a lower thread.
Die leitfähige Naht kann in Richtung des elektrisch leitfähigen Elements oder in einem von der Senkrechte abweichenden Winkel verlaufen. Verläuft die Naht in Richtung des elektrisch leitfähigen Elements, so erfolgt das Anbringen der Naht bevorzugt durch Riegeln. Verläuft die Naht in einem von der Senkrechte abweichenden Winkel, so wird sie bevorzugt mittels einer Mehrfachnaht oder mittels eines geeigneten Stichs (z. B. Overlock, Zickzack) angebracht.The conductive seam may extend in the direction of the electrically conductive element or at an angle deviating from the vertical. If the seam runs in the direction of the electrically conductive element, the attachment of the seam is preferably carried out by locking. If the seam runs at an angle deviating from the vertical, it is preferably applied by means of a multiple seam or by means of a suitable stitch (eg overlock, zigzag).
Die beiden beschriebenen Kontaktierungstechniken können auch zur Kontaktierung mehrerer als elektrisch leitfähige Komponenten verwendeter Bänder oder Garne untereinander eingesetzt werden.The two contacting techniques described can also be used for contacting a plurality of bands or yarns used as electrically conductive components with one another.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Zur Illustration der Erfindung werden als Beispiele für elektrisch leitfähige Textilien zwei elektrisch beheizbare Jacken beschrieben. Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die angegebenen Beispiele beschränkt sein soll. Die
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention
Beispiel 1: Elektrisch beheizbare JackeExample 1: Electrically heated jacket
Als erstes elektrisch leitfähiges Element
- • Kern: Lycra, 1880 dtex
- • Innere Umwindung: Edelstahlmonofilament, 50 μm Durchmesser
- • Äußere Umwindung: Polyestermultifilamentgarn, 50 dtex
- • Core: Lycra, 1880 dtex
- • Inner wrap: stainless steel monofilament, 50 μm diameter
- • Outer wrap: polyester multifilament yarn, 50 dtex
Die äußere Umwindung ist gegenläufig zur inneren aufgebracht. Sie deckt die innere Umwindung nur teilweise ab.The outer wrap is applied in opposite directions to the inner. It covers the inner wrap only partially.
Außerdem weist die Heizjacke als zweites elektrisch leitfähiges Element ein textiles Zuleitungsband
Bei dem textilen Zuleitungsband
Im Detail besteht das textile Zuleitungsband aus:
- • 6 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
- • 16 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
- • weitere nicht leitfähige Polyestermultifilament-Kettfäden
- • Schussfaden Polyestermultifilamentgarn
- • 6 warp threads - wraparound yarn; Core Lycra 1880 dtex, 1st strand strand 6 + 1 0.04 mm silver, 2nd strand polyamide 110 dtex not completely covering
- • 16 warp threads - wraparound yarn; Core Lycra 1880 dtex, 1st spun polyester 110 dtex, 2nd spun polyamide 110 dtex
- • other non-conductive polyester multifilament warp threads
- • Weft polyester multifilament yarn
Der Kettbaum weist symmetrisch um die 6 leitfähigen Kettfäden in der Mitte jeweils 8 nicht leitfähige Kettfäden links und rechts auf. Im Bereich der leitfähigen Garne sind weitere relativ dünne nicht leitfähige Polyester-Kettfäden (110 dtex) eingebracht. Diese stören den Kontakt zwischen den leitfähigen Garnen untereinander nicht. Die Bänder werden auf einem Bandwebstuhl gewebt.The warp beam symmetrically has around the 6 conductive warp threads in the middle each 8 non-conductive warp threads left and right. In the field of conductive yarns, other relatively thin nonconductive polyester warp yarns (110 dtex) are incorporated. These do not interfere with the contact between the conductive yarns. The ribbons are woven on a ribbon loom.
Die Unterseite des Bandes 3 ist glatt ausgeführt. Die leitfähigen Drähte können direkt kontaktiert werden. Die dem textilen Träger
Zur Herstellung der Ausschlaufungen werden elastische, elektrisch leitfähige Kettfaden beim Weben unter Spannung gesetzt und dadurch gedehnt, während die elektrisch nicht leitfähigen, unelastischen Polyestermultifilament-Kettfäden ohne Spannung verwoben werden. Die unelastischen Kettfaden werden derart verwoben, dass sie abwechselnd über 3 Schussfäden, unter einem Schussfaden, über 3 Schussfäden, unter einem Schussfaden, usw. geführt werden. Benachbart wird ein elastischer, leitfähiger Kettfaden unter Spannung beispielsweise derart verwoben, dass er abwechselnd über 2 Schussfäden, unter 2 Schussfäden, über 2 Schussfäden, unter 2 Schussfäden, usw. geführt wird. Elastic, electrically conductive warp yarns are tensioned and stretched during weaving to form the thwarts, while the electrically nonconductive, inelastic polyester multifilament warp yarns are interlaced without tension. The inelastic warp threads are woven in such a way that they are alternately guided over 3 weft threads, under a weft thread, over 3 weft threads, under a weft thread, etc. Adjacent, an elastic, conductive warp thread under tension, for example, interwoven so that it is alternately over 2 weft threads, under 2 weft threads, over 2 weft threads, under 2 weft threads, etc. is performed.
Nach dem Weben entspannt sich der elastische Kettfaden und presst die von ihm umschlungenen Schussfäden enger zusammen bzw. schiebt die Schussfäden sogar leicht übereinander. Als Konsequenz dieses Zusammenpressens der Schussfäden kommt es zur Ausbildung von Ausschlaufungen des elektrisch nicht leitfähigen, im Wesentlichen unelastischen Kettfadens. Der elastische, elektrisch leitfähige Kettfaden zieht sich auf seine entspannte Länge zusammen, bildet aber, wie gewünscht, keine Schlaufen.After weaving, the elastic warp thread relaxes and presses the weft threads wrapped around it closer together or even slightly pushes the weft threads over one another. As a consequence of this compression of the weft threads it comes to the formation of Ausschlaufungen the electrically non-conductive, substantially inelastic warp thread. The elastic, electrically conductive warp thread contracts to its relaxed length, but forms no loops as desired.
Das beschriebene Webmuster bewirkt eine Schlaufenbildung auf einer Seite des textilen Leiters, nämlich auf der Seite, auf der der Kettfaden über 3 Schussfäden geführt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite erfolgt keine Schlaufenbildung.The weave pattern described causes a looping on one side of the textile conductor, namely on the side on which the warp thread is guided over 3 weft threads. There is no looping on the opposite side.
Die Heizleiter
Das leitfähige Kombinationsgarn
Die beschriebene Heizjacke vermittelt einen komplett textilen Eindruck. Die Heizleiter
Beispiel 2: Elektrisch beheizbare JackeExample 2: Electrically heated jacket
Als erstes elektrisch leitfähiges Element
- • Kern: Lycra, 1880 dtex
- • Innere Umwindung: versilberter Kupferdraht, 70 μm Durchmesser
- • Äußere Umwindung: Polyestermultifilamentgarn, 50 dtex
- • Core: Lycra, 1880 dtex
- • Inner wrap: silver plated copper wire, 70 μm diameter
- • Outer wrap: polyester multifilament yarn, 50 dtex
Die äußere Umwindung ist gegenläufig zur inneren aufgebracht. Sie deckt die innere Umwindung nur teilweise ab.The outer wrap is applied in opposite directions to the inner. It covers the inner wrap only partially.
Sind mehrere Heizleiter
Als zweites elektrisch leitfähiges Element
Im Detail besteht das textile Zuleitungsband aus:
- • 12 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
- • 26 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
- • weitere nicht leitfähige Polyestermultifilament-Kettfäden
- • Schussfaden Polyestermultifilamentgarn
- • 12 warp threads - wrapping yarn; Core Lycra 1880 dtex, 1st strand strand 6 + 1 0.04 mm silver, 2nd strand polyamide 110 dtex not completely covering
- • 26 warp threads - wraparound yarn; Core Lycra 1880 dtex, 1st spun polyester 110 dtex, 2nd spun polyamide 110 dtex
- • other non-conductive polyester multifilament warp threads
- • Weft polyester multifilament yarn
Der Kettbaum weist von links nach rechts betrachtet folgendes Fadenbild auf:
- • 8 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
- • 6 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
- • 10 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
- • 6 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
- • 8 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
- • 8 warp threads - wrapping yarn; Core Lycra 1880 dtex, 1st spun polyester 110 dtex, 2nd spun polyamide 110 dtex
- • 6 warp threads - wraparound yarn; Core Lycra 1880 dtex, 1st strand strand 6 + 1 0.04 mm silver, 2nd strand polyamide 110 dtex not completely covering
- • 10 warp threads - wraparound yarn; Core Lycra 1880 dtex, 1st spun polyester 110 dtex, 2nd spun polyamide 110 dtex
- • 6 warp threads - wraparound yarn; Core Lycra 1880 dtex, 1st strand strand 6 + 1 0.04 mm silver, 2nd strand polyamide 110 dtex not completely covering
- • 8 warp threads - wrapping yarn; Core Lycra 1880 dtex, 1st spun polyester 110 dtex, 2nd spun polyamide 110 dtex
Im Bereich der leitfähigen Garne sind weitere relativ dünne nicht leitfähige Polyester Kettfäden (110 dtex) eingebracht. Diese stören den Kontakt zwischen den leitfähigen Garnen untereinander nicht. Die Bänder werden auf einem Bandwebstuhl gewebt.In the field of conductive yarns, relatively thin nonconductive polyester warp yarns (110 dtex) are incorporated. These do not interfere with the contact between the conductive yarns. The ribbons are woven on a ribbon loom.
Die Unterseite des Bandes
Die Heizleiter
Die beschriebene Heizjacke vermittelt einen komplett textilen Eindruck. Die Heizleiter und die Bänder sind von außen nicht zu sehen und nicht zu spüren. Das Knautschverhalten wird durch die Heizleiter nicht verändert. Die beschriebene Jacke ist komplett maschinenwaschbar. 10 Maschinenwäschen bei 30°C und 400 UPM Schleuderdrehzahl überstehen die Kontaktstellen ohne spürbare Einbußen in der Heizleistung.The described jacket gives a completely textile impression. The heating conductors and the bands are not visible from the outside and can not be felt. The crush behavior is not changed by the heating conductors. The described jacket is completely machine washable. 10 machine washes at 30 ° C and 400 rpm spin speed survive the contact points without noticeable losses in heating capacity.
Beispiel 3: SitzheizungExample 3: Seat heating
Die Autositzheizung weist einen Heizleiter auf, der aus einem Umwindegarn mit einem Kern aus Lycra (1880 dtex), einem versilberten Kupfermonofilament (70 μm) und einem Polyestermultifilamentgarn (50 dtex) als äußere Umwindung besteht. Die äußere Umwindung ist gegenläufig zur inneren aufgebracht. Sie deckt die innere Umwindung nur teilweise ab.The car seat heater has a heat conductor consisting of a wraparound yarn having a core of Lycra (1880 dtex), a silver-plated copper monofilament (70 μm), and a polyester multifilament yarn (50 dtex) as an outer wrap. The outer wrap is applied in opposite directions to the inner. It covers the inner wrap only partially.
Zur Herstellung der Autositzheizung wird der Heizleiter zunächst in ein Gestrick eingearbeitet. Hierzu wird der textile Leiter während des Strickprozesses in gerader Linie zwischen die Maschenreihen hineingelegt. Die Maschen des Gestricks decken den Heizleiter ab. An den Stellen, an denen der Heizleiter kontaktiert werden soll, wird er einseitig nicht von den Maschen abgedeckt.To prepare the car seat heater, the heating element is first incorporated into a knit fabric. For this purpose, the textile conductor is placed in a straight line between the courses during the knitting process. The meshes of the knitted fabric cover the heating conductor. At the points where the heating element is to be contacted, it is not covered on one side by the mesh.
Der Heizleiter wird durch Vernähen mit einem leitfähigen Kontaktiergarn in elektrischen Kontakt mit einer verzinnten Kupferlitze gebracht. Das leitfähige Kontaktiergarn besteht aus einem nicht elastischen Polyester-Kernfaden und zwei gegensinnig um den Kernfaden gewickelten silberbeschichteten Nylon-Multifilamentgarnen. Die Kupferlitze wird auf die Rückseite des Gestricks gelegt. Mittels des leitfähigen Kontaktiergarns wird die Kupferlitze durch das Gestrick hindurch mit dem Heizleiter vernäht.The heat conductor is brought into electrical contact with a tinned copper strand by sewing with a conductive Kontaktiergarn. The conductive bonding yarn is composed of a non-elastic polyester core yarn and two silver-coated nylon multifilament yarns wound in opposite directions around the core yarn. The copper strand is placed on the back of the knit. By means of the conductive Kontaktiergarns the copper strand is sewn through the fabric with the heating conductor.
Durch das Kontaktiergarn wird eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Heizleiter und der Litze hergestellt. Die leitfähige Naht wird senkrecht zur Heizleiterrichtung als Vierfachnaht aufgebracht. Die verzinnte Kupferlitze wird so verlegt, dass alle zu kontaktierenden Stellen des Heizleiters darunter liegen.By Kontaktiergarn an electrically conductive connection between the heating element and the strand is made. The conductive seam is applied perpendicular to the heat conductor direction as a quadruple seam. The tinned copper strand is laid so that all points of the heating conductor to be contacted lie underneath.
Die verzinnte Kupferlitze wird mittels konventioneller Kupferkabel an eine aus dem Stand der Technik bekannte Sitzheizungsstromversorgung angeschlossen. Das Gestrick wird unter dem mit Schaumstoff kaschierten Oberstoff eingebracht.The tinned copper strand is connected by conventional copper cables to a seat heating power supply known in the art. The fabric is placed under the foam-laminated outer fabric.
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