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Dokumentenidentifikation DE102006036406A1 09.08.2007
Titel Elektrisch leitfähiges Textil
Anmelder W. Zimmermann GmbH & Co. KG, 88171 Weiler-Simmerberg, DE
Erfinder Nusko, Robert, Dr., 93109 Wiesent, DE;
Mauch, Hans-Peter, 87509 Immenstadt, DE;
Maier, Georg, Dr., 93177 Altenthann, DE
Vertreter Zipse Habersack Kritzenberger, 93059 Regensburg
DE-Anmeldedatum 02.08.2006
DE-Aktenzeichen 102006036406
Offenlegungstag 09.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.08.2007
IPC-Hauptklasse D04B 1/14(2006.01)A, F, I, 20060802, B, H, DE
IPC-Nebenklasse D01F 1/09(2006.01)A, L, I, 20060802, B, H, DE   D02G 3/12(2006.01)A, L, I, 20060802, B, H, DE   D03D 15/02(2006.01)A, L, I, 20060802, B, H, DE   D03D 3/02(2006.01)A, L, I, 20060802, B, H, DE   D03D 3/06(2006.01)A, L, I, 20060802, B, H, DE   D04H 3/00(2006.01)A, L, I, 20060802, B, H, DE   D04H 1/42(2006.01)A, L, I, 20060802, B, H, DE   A41D 1/02(2006.01)A, L, I, 20060802, B, H, DE   B60N 2/56(2006.01)A, L, I, 20060802, B, H, DE   H05B 3/34(2006.01)A, L, I, 20060802, B, H, DE   
Zusammenfassung Beschrieben wird ein elektrisch leitfähiges Textil, umfassend zumindest zwei elektrisch leitfähige Elemente 1, 3 und zumindest ein Kontaktiergarn 4. Der elektrische Kontakt zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element 1 und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element 3 wird durch das das erste elektrisch leitfähige Element 1 und das zweite elektrisch leitfähige Element 3 kontaktierende elektrisch leitfähige Kontaktiergarn 4 hergestellt.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrisch leitfähige Textilien.

Stand der Technik

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.

Üblicherweise werden 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.

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.

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.

Darstellung der Erfindung

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.

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.

Das erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Textil umfasst zumindest zwei elektrisch leitfähige Elemente und zumindest ein Kontaktiergarn. 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.

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.

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.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das elektrisch leitfähige Textil zusätzlich 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.

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.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung 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.

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.

Bei dem textilen Träger handelt es sich bevorzugt um leichte, formbeständige textile Flächengebilde. Als besonders geeignet haben sich Vliese aus Polyester sowie Polyestergewebe und Mischgewebe herausgestellt.

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.

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.

Eine alternative Anordnung besteht aus drei parallelen Streifen

  • • elektrisch isolierender Nährand,
  • • elektrisch leitender Streifen,
  • • elektrisch isolierender Nährand.

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.

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.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter dem Begriff "elektrisch leitfähige Bänder" nicht nur Bandstrukturen an sich verstanden, sondern auch Seile, Kordeln, Schläuche, usw.

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.

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.

Eine geeignete Gruppe dieser Garne sowie Verfahren zu deren Herstellung sind beispielsweise in der DE 103 42 787 A1 angegeben. Ganz allgemein hat sich die Verwendung von Umwindegarnen als Kontaktiergarne hervorragend bewährt. Die Umwindegarne der DE 103 42 787 A1 enthalten metallische Drähte als elektrisch leitfähige Komponente. Dabei handelt es sich um Garne mit textilem Kerngarn, einer ersten Umwindung aus metallischen Fäden und einer zweiten, gegenläufig zur ersten Umwindung aufgebrachten textilen Umwindung.

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.

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.

Elektrisch leitfähige Kombinationsgarne können daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung einerseits als elektrisch leitfähiges Element und andererseits als Kontaktiergarn eingesetzt werden.

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.

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 &mgr;m und 100 &mgr;m, wobei der Bereich zwischen 20 &mgr;m und 80 &mgr;m bevorzugt ist. Die metallischen Komponenten werden zumindest an den Stellen, an denen eine textile Kontaktierung erfolgen soll, nicht bzw. nicht vollständig abgedeckt.

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.

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.

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.

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.

Die beiden beschriebenen Kontaktierungstechniken können auch zur Kontaktierung mehrerer als elektrisch leitfähige Komponenten verwendeter Bänder oder Garne untereinander eingesetzt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

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 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Wege zur Ausführung der Erfindung Beispiel 1: Elektrisch beheizbare Jacke

Als erstes elektrisch leitfähiges Element 1 weist die Heizjacke einen Heizleiter 1 auf. Zum Einsatz als Heizleiter 1 kommen dabei Umwindegarne mit folgendem Aufbau:

  • • Kern: Lycra, 1880 dtex
  • • Innere Umwindung: Edelstahlmonofilament, 50 &mgr;m Durchmesser
  • • Äußere Umwindung: Polyestermultifilamentgarn, 50 dtex

Die äußere Umwindung ist gegenläufig zur inneren aufgebracht. Sie deckt die innere Umwindung nur teilweise ab.

Außerdem weist die Heizjacke als zweites elektrisch leitfähiges Element ein textiles Zuleitungsband 3 auf. Die beiden elektrisch leitfähigen Elemente 1, 3 werden an einander gegenüberliegenden Oberflächen eines textilen Trägers 2 befestigt.

Bei dem textilen Zuleitungsband 3 handelt es sich um ein Bandgewebe mit einem Leiter aus Reinsilberlitze, wobei das Bandgewebe teilweise durch Ausschlaufungen (nicht dargestellt) abgedeckt ist.

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

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.

Die Unterseite des Bandes 3 ist glatt ausgeführt. Die leitfähigen Drähte können direkt kontaktiert werden. Die dem textilen Träger 2 zugewandte Oberseite des Bandes zeigt im Bereich der leitfähigen Garne Ausschlaufungen (nicht dargestellt), die eine direkte Kontaktierung der leitfähigen Drähte verhindern. Die Ausschlaufungen bestehen aus nicht leitfähigen Polyestermultifilament-Kettfäden.

Zur Herstellung der Ausschlaufungen werden elastische, elektrisch leitfähige Kettfäden beim Weben unter Spannung gesetzt und dadurch gedehnt, während die elektrisch nicht leitfähigen, unelastischen Polyestermultifilament-Kettfäden ohne Spannung verwoben werden. Die unelastischen Kettfäden 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.

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.

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.

Die Heizleiter 1 werden durch Vernähen mit einem leitfähigen Kontaktiergarn 4 in elektrischen Kontakt mit dem Zuleitungsband 3 gebracht. Der Heizleiter 1 ist auf dem Trägertextil 2 befestigt. Unter dem Trägertextil 2 befindet sich das textile Zuleitungsband 3. Die durch Ausschlaufungen abgedeckte Seite des Zuleitungsbandes 3 zeigt zum Trägertextil 2. Mittels eines elektrisch leitfähigen Kombinationsgarns als Kontaktiergarn 4 wird das Zuleitungsband 3 durch das Trägertextil 2 mit dem Heizleiter 1 vernäht.

Das leitfähige Kombinationsgarn 4 stellt den elektrischen Kontakt zwischen Zuleitungsband 3 und Heizleiter 1 her. Als leitfähiges Kombinationsgarn 4 wird ein Polyester/Silbergespinst verwendet. In 1 werden zur Verdeutlichung, dass das Kontaktiergarn bei einem maschinellen Nähprozess als Ober- und als Unterfaden eingesetzt wird, unterschiedliche Strichlierungen für Ober- bzw. Unterfaden verwendet.

Die beschriebene Heizjacke vermittelt einen komplett textilen Eindruck. Die Heizleiter 1 und die Zuleitungsbänder 3 sind von außen nicht zu sehen und nicht zu spüren. Das Knautschverhalten wird durch die Heizleiter 1 nicht verändert. Die beschriebene Jacke ist komplett maschinenwaschbar. 10 Maschinenwäschen bei 30°C und 400 UPM Schleuderdrehzahl übersteht die Kontaktstelle ohne spürbare Einbußen in der Heizleistung.

Beispiel 2: Elektrisch beheizbare Jacke

Als erstes elektrisch leitfähiges Element 1 weist die Heizjacke einen Heizleiter 1 auf. Zum Einsatz als Heizleiter kommen Umwindegarne mit folgendem Aufbau:

  • • Kern: Lycra, 1880 dtex
  • • Innere Umwindung: versilberter Kupferdraht, 70 &mgr;m Durchmesser
  • • Äußere Umwindung: Polyestermultifilamentgarn, 50 dtex

Die äußere Umwindung ist gegenläufig zur inneren aufgebracht. Sie deckt die innere Umwindung nur teilweise ab.

Sind mehrere Heizleiter 1 erforderlich, so liegen der jeweilige Anfang und das jeweilige Ende eines Heizleiters 1 knapp nebeneinander. Auf diese Weise können Anfang und Ende jeweils eines Heizleiters 1 beim textilen Kontaktieren gemeinsam von einem Kontaktiergarn 4 umschlungen werden.

Als zweites elektrisch leitfähiges Element 3 weist die Heizjacke ein textiles Zuleitungsband 3 auf. Die beiden elektrisch leitfähigen Elemente 1, 3 werden an einander gegenüberliegenden Oberflächen eines textilen Trägers 2 befestigt. Bei dem textilen Zuleitungsband 3 handelt es sich um ein Bandgewebe mit einem Leiter aus Reinsilberlitze, wobei das Bandgewebe teilweise durch Ausschlaufungen abgedeckt ist.

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

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

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.

Die Unterseite des Bandes 3 ist glatt ausgeführt. Die leitfähigen Drähte können direkt kontaktiert werden. Die dem textilen Träger 2 zugewandte Oberseite des Bandes zeigt im Bereich der leitfähigen Garne Ausschlaufungen (nicht dargestellt), die eine direkte Kontaktierung der leitfähigen Drähte verhindern. Die Ausschlaufungen bestehen aus nicht leitfähigen Polyestermultifilament-Kettfäden. Die Herstellung der Ausschlaufungen erfolgt wie für Beispiel 1 beschrieben.

Die Heizleiter 1 werden durch Vernähen mit einem leitfähigen Kontaktiergarn 4 in elektrischen Kontakt mit dem Zuleitungsband 3 gebracht. Der Heizleiter 1 ist auf dem Trägertextil 2 befestigt. Unter dem Trägertextil 2 befindet sich das textile Zuleitungsband 3. Die durch Ausschlaufungen abgedeckte Seite des Zuleitungsbandes 3 zeigt zum Trägertextil 2. Mittels eines elektrisch leitfähigen Kombinationsgarns als Kontaktiergarn 4 wird das Zuleitungsband 3 durch das Trägertextil 2 mit dem Heizleiter 1 vernäht. Das leitfähige Kombinationsgarn 4 stellt den elektrischen Kontakt zwischen Zuleitungsband 3 und Heizleiter 1 her. Als leitfähiges Kombinationsgarn 4 wird ein Polyester/Silbergespinst verwendet.

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.

Beispiel 3: Sitzheizung

Die Autositzheizung weist einen Heizleiter auf, der aus einem Umwindegarn mit einem Kern aus Lycra (1880 dtex), einem versilberten Kupfermonofilament (70 &mgr;m) 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.

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.

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.

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.

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.


Anspruch[de]
Elektrisch leitfähiges Textil, umfassend zumindest zwei elektrisch leitfähige Elemente (1, 3) und zumindest ein Kontaktiergarn (4), dadurch gekennzeichnet, dass 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. Elektrisch leitfähiges Textil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Textil zusätzlich zumindest einen textilen Träger (2) umfasst. Elektrisch leitfähiges Textil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass 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. Elektrisch leitfähiges Textil nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kontaktiergarne (4) anwesend sind, wobei das erste Kontaktiergarn (4) das erste elektrisch leitfähige Element (1) und das zweite Kontaktiergarn (4) das zweite elektrisch leitfähige Element (3) kontaktiert und die beiden Kontaktiergarne (4) in elektrischem Kontakt miteinander stehen. Elektrisch leitfähiges Textil nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem textilen Träger (2) um ein textiles Flächengebilde handelt, wobei das textile Flächengebilde ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyestervlies, Polyestergewebe und Mischgewebe. Elektrisch leitfähiges Textil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten elektrisch leitfähigen Element (1) um ein elektrisch leitfähiges Garn, ein elektrisch leitfähiges Band, eine elektrisch leitfähige Kordel, ein elektrisch leitfähiges Seil oder um einen elektrisch leitfähigen Schlauch handelt. Elektrisch leitfähiges Textil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem zweiten elektrisch leitfähigen Element (3) um ein elektrisch leitfähiges Garn, ein elektrisch leitfähiges Band, eine elektrisch leitfähige Kordel, ein elektrisch leitfähiges Seil oder um einen elektrisch leitfähigen Schlauch handelt. Elektrisch leitfähiges Textil nach wenigstens einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Band, die elektrisch leitfähige Kordel, das elektrisch leitfähige Seil und/oder der elektrisch leitfähige Schlauch zumindest ein elektrisch leitfähiges Garn umfassen. Elektrisch leitfähiges Textil nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Garn zumindest ein elektrisch leitfähiges Kombinationsgarn umfasst. Elektrisch leitfähiges Textil nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Garn aus einem elektrisch leitfähigen Kombinationsgarn besteht. Elektrisch leitfähiges Textil nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kontaktiergarn (4) zumindest ein elektrisch leitfähiges Kombinationsgarn oder ein Silbergespinst umfasst. Elektrisch leitfähiges Textil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kontaktiergarn (4) aus einem elektrisch leitfähigen Kombinationsgarn oder einem Silbergespinst besteht. Elektrisch leitfähiges Textil nach wenigstens einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Kombinationsgarn zumindest einen nicht elastischen Kernfaden und zumindest einen, um den Kernfaden gewundenen elektrisch leitfähigen Faden umfasst. Elektrisch leitfähiges Textil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernfaden aus einem Polyesterfaden oder einem Polyester-Multifilamentgarn besteht. Elektrisch leitfähiges Textil nach wenigstens einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrisch leitfähiger Faden ein monofiler Metalldraht, eine metallisch beschichtete Synthesefaser, monofile silberbeschichtete Fasern, ein metallisches Multifilamentgarn, ein silberbeschichtetes Multifilamentgarn, ein silberbeschichtetes Nylon-Multifilamentgarn und/oder Edelstahlfasern verwendet werden. Elektrisch leitfähiges Textil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Metalldraht aus Edelstahl, versilbertem Kupfer oder aus Silber besteht. Elektrisch leitfähiges Textil nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer um den Kernfaden gewundener elektrisch leitfähiger Faden vorgesehen ist, wobei die beiden Umwindefäden gegensinnig um den nicht elastischen Kernfaden gewickelt sind.






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