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DE60307063T2 - Leitfähige faser - Google Patents

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DE60307063T2 DE2003607063 DE60307063T DE60307063T2 DE 60307063 T2 DE60307063 T2 DE 60307063T2 DE 2003607063 DE2003607063 DE 2003607063 DE 60307063 T DE60307063 T DE 60307063T DE 60307063 T2 DE60307063 T2 DE 60307063T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine leitfähige Faser. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine flexible leitfähige Siliziumfaser zur Verwendung mit tragbaren elektronischen Einrichtungen und Sensoreinrichtungen, welche mit der Haut in Kontakt kommen.
  • Die Verwendung von leitfähigen Fasern in unterschiedlichen genähten oder gewebten Stoffen, die als leitfähige Spuren, Biosensoren, Elektroden und als weitere tragbare elektronische Einrichtungen eingesetzt werden, ist hinreichend bekannt. Es ist außerdem allgemein bekannt, leitfähiges Silizium in diese verschiedenen Stoffe zu integrieren, um die leitfähigen Fasern, welche typischerweise mindestens ein Metall einschließen, daran zu hindern, in direkten Kontakt mit der Haut zu treten. Die Verwendung von Silizium stellt Flexibilität bereit und unterstützt dabei, die negativen Effekte auszuschalten, die mit Metall bei direktem Kontakt mit der Haut verbunden sind. Ein Nachteil von Silizium liegt allerdings darin, dass es dazu neigt, glitschig zu werden, wenn es Feuchtigkeit (z.B. Schweiß) ausgesetzt ist. Infolgedessen besteht Bedarf an einer leitfähigen Faser, welche die nützlichen Eigenschaften von leitfähigem Silizium ohne allerdings den vorstehend angeführten Nachteil aufweist. Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung entsprechen diesem Bedarf.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte leitfähige Faser für direkten Hautkontakt zu schaffen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche leitfähige Faser zu schaffen, die für einen verlängerten Kontakt mit der Haut ausgelegt ist.
  • Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche leitfähige Faser zu schaffen, die gewebt, gestrickt, und/oder mit herkömmlichen Verfahren genäht werden kann.
  • Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche leitfähige Faser zu schaffen, die für die Verwendung mit unterschiedlichen tragbaren elektronischen Einrichtungen und/oder Sensoren eingerichtet ist.
  • Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche leitfähige Faser zu schaffen, die für die Verwendung mit zahlreichen Textilelementen einschließlich elektrischer Instrumente, wie beispielsweise medizinische Instrumente, Elektroden und Sensoren eingerichtet ist.
  • Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche leitfähige Faser zu schaffen, die den Komfort verbessert und die negativen Nebeneffekte vermindert, die aus einem Langzeitkontakt mit der Haut entstehen.
  • Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch eine erste bevorzugte Ausführungsform der leitfähigen Faser der vorliegenden Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, erreicht. Die leitfähige Faser kann in einem Fasernetz oder einem Faseraufbau verwendet werden, die vorzugsweise eine oder mehrere rutschfeste Fasern und eine oder mehrere leitfähige Fasern aufweisen, die mit der einen oder mehreren rutschfesten Fasern miteinander verwoben sind. Diese rutschfesten und leitfähigen Fasern werden durch Verwendung von irgendeinem bekannten herkömmlichen Verfahren zum Weben, Nähen oder Stricken miteinander verwoben.
  • Die vorliegende Erfindung ist besser unter Bezugnahme auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den nachstehenden aufgeführten Zeichnungen zu verstehen. Es zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf ein Fasernetz oder einen Faseraufbau gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 2 eine Längsschnittansicht einer ersten leitfähigen Faser des Fasernetzes der bevorzugten Ausführungsform von 1.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 ist ein verbessertes Fasernetz oder einen Faseraufbau gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, die im Allgemeinen durch Bezugszeichen 1 dargestellt sind. Vorzugsweise weist der Faseraufbau 1 eine oder mehrere rutschfeste Fasern 5 und eine oder mehrere leitfähige Fasern 10 auf. Die eine oder mehrere leitfähige Fasern 10 werden mit der einen oder mehreren rutschfesten Fasern 5 durch Verwendung von irgendeinem bekannten herkömmlichen Verfahren zum Weben, Nähen oder Stricken miteinander verwoben.
  • Jede rutschfeste Faser 5 weist vorzugsweise Eigenschaften auf, die eine angenehme Kontaktaufnahme mit der Haut vermitteln. Es kann beispielsweise eine Gummi extrudierte Faser verwendet werden. Die rutschfesten Fasern 5 können vorzugsweise auch unterschiedliche Formen oder Größen aufweisen, sodass der Faseraufbau 1 verschiedene Ausgestaltungen aufweisen kann, um für unterschiedliche Verwendungen eingesetzt zu werden.
  • Unter Bezugnahme auf 2 weist jede leitfähige Faser 10 einen leitfähigen fadenartigen Kern oder Faserkern 15 auf, der von einer leitfähigen halbflüssigen Hülle 20 umschlossen ist. Vorzugsweise sind der Kern 15 und die Hülle 20 so ausgelegt, dass sie sicher ineinander eingreifen. Vorzugsweise ist die Hülle 20 mit dem Kern 15 durch Ultraschallschweißen verbunden. Allerdings können auch weitere Verbindungsverfahren verwendet werden.
  • Vorzugsweise weist jede leitfähige Faser 10 eine große Dehnungsfestigkeit und ein Gewicht und eine Beschaffenheit eines Materials auf, das einen hohen Grad an Flexibilität bei der Herstellung und beim Tragen bereitstellt. Jede leitfähige Faser 10 unterstützt vorzugsweise außerdem eine elektrische Verbindung zwischen einer (nicht dargestellten) elektrischen Stromquelle und einem Faseraufbau 1. Ein (nicht dargestellter) Verbinder stellt vorzugsweise ein Medium zur elektrischen Verbindung zwischen der elektrischen Stromquelle und dem Faseraufbau 1 bereit. Der Verbinder kann irgendeine geeignete Konfiguration aufweisen, um die Mittel oder Wege für diese elektrische Verbindung bereitzustellen. Die leitfähigen Fasern 10, ähnlich den rutschfesten Fasern 5, können vorzugsweise auch unterschiedliche Formen oder Größen aufweisen, sodass der Faseraufbau 1 verschiedene Ausgestaltungen aufweisen kann, um für unterschiedliche Verwendungen eingesetzt zu werden.
  • Vorzugsweise kann der Kern 15 verschiedene Leitfähigkeiten aufweisen. Der Kern 15 kann aus irgendeinem geeigneten leitfähigen Material hergestellt sein, einschließlich beispielsweise einer metallisierten Folie, eines leitfähigen Polymers oder einer grafitierten oder metallisierten Faser oder eines Garns.
  • Die Hülle 20 ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Siliziumgel hergestellt. Allerdings kann außerdem irgendein Material verwendet werden, das eine ähnliche Leitfähigkeit und Viskosität wie Siliziumgel aufweist. Die Viskosität von Hülle 20 unterstützt vorzugsweise die Adhäsion an Kern 15. Die Hülle 20 unterstützt die elektrische Verbindung zwischen der leitfähigen Faser 10 und der Haut. Diese elektrische Verbindung unterstützt vorzugsweise die Durchführung zahlreicher Vorgänge. Derartige Vorgänge können beispielsweise selektive elektronische Massagetherapie, selektive Erfassung und Aufzeichnung von elektronischen Daten und/oder Bereitstellung von selektiver elektrischer Stimulation einschließen.
  • Infolgedessen bildet der Faseraufbau 1 einen leitfähigen Stoff aus, der vorzugsweise zur Verwendung mit unterschiedlichen tragbaren elektronischen Einrichtungen und/oder Sensoren ausgelegt ist, die in direkten Kontakt mit der Haut treten. Vorzugsweise können die leitfähigen Fasern 10 zu einer Vielzahl von unterschiedlichen Mustern verwoben werden, um verschiedene Anwendungen beim Gebrauch zu unterstützen.

Claims (7)

  1. Leitfähige Faser (10) umfassend: einen leitfähigen Kern (15); und eine leitfähige halbflüssige Hülle (20) um den leitfähigen Kern (15) herum.
  2. Leitfähige Faser (10) nach Anspruch 1, wobei der leitfähige Kern (15) angepasst ist, um in die leitfähige halbflüssige Hülle (20) einzugreifen.
  3. Leitfähige Faser (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der leitfähige Kern (15) aus einem leitfähigen Polymer, leitfähigen metallisierten Fasern, leitfähiger grafitierter Faser oder leitfähiger metallisierter Folie hergestellt ist.
  4. Leitfähige Faser (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die leitfähige halbflüssige Hülle (20) eine Viskosität aufweist, um die Adhäsion an dem leitfähigen Kern (15) zu unterstützen.
  5. Leitfähige Faser (10) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die leitfähige halbflüssige Hülle (20) per Ultraschall an den leitfähigen Kern (15) geschweißt ist.
  6. Leitfähige Faser (10) nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die leitfähige halbflüssige Hülle (20) aus Siliziumgel hergestellt ist.
  7. Leitfähiger Faseraufbau (1), umfassend: eine rutschfeste Faser (5); und die rutschfeste Faser (5) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die rutschfeste Faser (5) und die leitfähige Faser (10) miteinander zu einem leitfähigen rutschfesten Netz verwoben sind.
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