CN1105856C - 导电带条及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种导电带条及其制造方法，该导电元件包括至少一个细长的电导体部分(1)，在其上装有多个电气部件(2)，根据所述导电元件的使用发光运行或类似运行的电气部件，这些部件一个挨着一个沿纵向排列，然后用一种罩壳材料(3)将所形成的整体围绕起来，以对其保护。该导电元件由一基本上扁平的导体部分(1；1’)，例如一条带或类似物制造，条带内装有电气部件(2’)，例如试探电极、LEDs、电阻和/或类似物，在横剖面上看，其具有一罩壳材料(3’)，该罩壳材料通过一种连续的制造工艺，例如挤出等形成所述罩壳部分(3)。本发明还涉及用这种方法制造的导电元件。

Description

导电带条及其制造方法

本发明涉及一种生产导电元件的方法，该导电元件包括至少一个细长并基本上扁平的电导体部分，例如一条带、条或类似物，在其上装有多个电气部件，例如试探电极、发光二级管(LED)、电阻和/或类似根据导电元件的使用发光运行或类似运行的电气部件，这些部件一个挨着一个沿纵向排列，该导电元件还包括一罩部分，这种导电元件是这样制造的，排列导体部分和在它们之间的部件，使它们在一横剖面上看去完全被通过例如挤出等连续制造工艺形成所述罩部分的一种罩材料所围绕。

光操作的引导装置特指例如引导体育运动的装置，在这种装置中，以前公知的是利用例如多个灯，这些灯一个接着一个连接于一电导体，该电导体放入一透明管内，它根据一预先编好的程序引导运动员的动作。在这种情况下，运动员可以随着一个接一个点亮的灯保持预先限定的速度。上述传统的解决方案通常基于这样的引导装置，它们由单独的部件一个接着一个地完全拚装在一起，其中常常是用灯泡作为灯，这些灯泡串联连接于穿过透明管的电导体。在使用这种引导装置时要特别注意罩壳部分的密封性，当其用于潮湿环境下，例如在游泳池中时，不能使水进入引导装置。

另一方面，还公知某种类型的电引导装置或类似物，这种类型的引导装置一个个地制造，并且可以例如以上述方式将它们一个接着一个连接起来时使用。这种类型的引导装置通常是通过将其模塑到透明塑料内来生产，因此，当将这种引导装置彼此连接时，必须使用完全分离的连接导线，当然，在用于例如在有特殊要求的环境下的引导目的，例如在易燃或类似的场所中使用时，这些导线当然也必须单独地保护起来。因此，在这种装置的实际生产过程中，为了保护中间导线，需要精心的安装，并且需要辅助措施和部件，这一方面例如是为了防止火花向周围飞溅，另一方面是为了防止导线和发光装置本身不受周围的水或潮湿的影响。

还有，以前从美国专利第5496427号中还得知通过挤出来制造全胶囊密封的基于场致发光原理的发光带。这种纯粹基于场致发光的方案可以仅用细长导线和连续不变的中间条带(比照电缆)以完全传统的方法实施。此外，通过一种按照本发明基于印刷电路板技术的结构，能够获得一种导体条带，这种条带特别是也以动态操作，并且其中有例如一种沿着引导方向移动的光效应。这种方案无论如何也不能通过上述基于场致发光的美国专利的条带获得，因为它仅用开关原理操作。

另一方面，毫无疑问，以前在美国专利第5193895号中还公开了一种用于发光目的的细长条带的制造。但是在该专利中没有特别提供一种防潮的最后产品，而这种产品可能正好可以利用上述挤出方法获得。因此，这类方案基于至少两个分开的部件，在这种情况下，当水份进入部件层之间时，总要引起些问题。采用这种方案同样不能生产出如上所述的动态操作的导体条带，这种方案能够形成的导体条带总是以开关原理运行。

进而，在欧洲专利申请第760448号(该申请已经公开，但其公开日刚好在本申请的优先权日之后)中提出了一种方案，其首先基于两个或多个穿过整个条带的连续导体棒，发光二级管(LED)在其内沿纵向一个接一个连接。该申请中的第一个变异包括一种方案，其包括两个细长的导体棒，其内装有发光二级管(LED)，并且完全由一种适用的塑料基糊状物挤出，以获得一种嵌入式细长导体条带。本申请中的另一种变异为，除了导体棒，还将一种粘接条带供入挤出设备，该粘接条带从一卷轴上展开并在纵向上连续，在其顶上有单独的印刷电路板，其内安装了发光二级管(LED)。由于在这种变异中也采用了导体棒，这种导体棒在纵向上连续并借助于分开的压辊连接于在那些完全分开的印刷电路板上存在的接触面，所以这种方案无法获得上述导体条带的动态操作，而是仍然基于开关使用。

因此，这种方案的起点始终是导体条带包括至少两根或多根导体棒，它们连续地从导体条带的一端延伸到另一端，LEDs或者直接或者利用一种粘合剂连接在其内，装有LEDs的印刷电路板支撑在其上。从制造技术和结构上讲，这种方案不成比例地复杂构造，由于印刷电路板，与其相联系必须采用的首先还是在纵向上连续的导体棒，这些导体棒完全彼此电分离，以便将存在于它们之前的印刷电路板和LEDs连接起来，获得导体条带的至少一种静态操作。

本发明的方法的一个目的是提供一种对上述问题的决定性的补偿，从而显著地提高现有技术。为了实现这一目的，本发明的基本特征在于，导电元件的电气部件优选能够动态应用，它们优选借助于表面安装技术连接于一电导体层，例如基于所谓印刷电路板技术的导体部分上的一基本材料上的一铜涂层或类似物上，所述基本材料包括塑料，例如聚酰氨、聚酯、苯二甲酸酯等，电导体层在导体元件的整个长度上连续，基本上不间断，然后用一种罩盖材料围绕所形成的整体，这种罩盖材料基于塑料，例如PVC、聚氨基甲酸乙酯、稀烃和/或类似物。

本发明的方法的最基本的优点包括其简单和操作可靠性，与现行的导电元件相比，其显然更有利于生产制造。首先，按照本发明的方法能够制造很低的轮廓的导电元件，因此，按照本发明的导电元件可以与乙烯基地板连用，因为这种导电元件的高度低于2mm，所以它完全可以安装在与围绕着它的乙烯基地板面相同的水平面。按照本发明的方法还能够使导电元件防水防气，因此，按照本发明的方法所生产的导电元件既可用于有蒸汽或潮湿的室内/环境中，又可以用于例如易燃的环境中。按照本发明的方法可以制造一种具有非常坚固的表面的结构的导电元件，其中例如构造到地板内的导电元件在表面强度方面与围绕着它的本来的乙烯基地板面没有显著的差别。在原理上，按照本发明的方法基于非常一般的挤出技术，然而，当用于这方面时，它在由这种方法生产的导电元件的生产的最后尺寸方面产生了惊人的效果，其中只要在各工作阶段中进行必要的简单的技术变化，就很容易改变所制造的导电元件的尺寸、形状和电特性。通过利用按照本发明的方法，能够生产一种连续的挠性导电元件，它可以贮存在卷轴上，当然也可以生产出直棒状导电元件。本发明还能够生产出一种导电元件，由于导体部分的存在，通过印刷电路板技术利用了回路原理，所以这种导电元件是电牢固的。在这方面特别可以说，上述欧洲申请可能是有问题的，因为在这种方案中，导体棒被压到存在于导电的印刷电路板上的接触面上，在这种情况下，当弯曲导体条带时，其上的部件很可能被分离，从而使电接触短路。

本发明能够生产导电条带，其从可见点上看也与先前的方案不同，在按照本发明的制造方法中，向挤出装置喂入不同的涂敷颜色层。颜色层可以与背景的颜色相同，可以是自发光的，或者例如是反射式的。还可以与着色层结合设置多个透镜，将它们设置在发光二级管部件的表面。这样就可以在本发明的方案内结合光和反射/自发光颜色二者的智能效果。

从属权利要求描述了本发明的方法的优选实施例。

本发明还涉及由所述方法制造的一种导电元件，这在与其相关的独立权利要求的前序部分中详细做了限定。这种导电元件基本特征在该权利要求的特征部分中提出。

按照本发明的导电元件的最大的优点包括其生产、结构和使用的简单和操作可靠性。特别是利用所谓连续制造过程，即，所谓挤出，首先使按照本发明的导电元件可以长达甚至几百米。按照本发明的导电元件可以制成完全集成的结构，并且基本上可以是一种水密和气密并防潮湿的结构。按照本发明的导电元件的尺寸可以很小，在这种情况下，它可以与乙烯基地板结合使用，例如嵌入该地板中，在这种情况下，其表面强度和类似特征还要基本上相当于围绕其的乙烯基地板的特征。此外，由于导体部分由所谓印刷电路板技术电实施，所以这种导电元件可以用这样一种方式制造，即，它即可静态操作(没有方向变化)又可动态操作(具有方向变化)，在这种情况下，既使某些电气部件由于某种原因不工作，导电元件整体仍然运行。在导电元件需要修理时，只要更换导电元件中的零件即可，该零件的长度相当于导电元件的一个或多个部分，可以采用在连接点的钎焊或机械连接来进行这种零件的更换，然后再次用对应于例如条带的表面的塑料基质密封该接点。因此，按照本发明的导电元件可以用于最不同的方面和用途，例如公共场所、船只附属物、飞机、终端等，或用于常规的引导目的，用于紧急情况或安全发光目的，用于控制、引导用途、监视、测量和/或观察目的等；本发明的导电元件可以按照目前的LLL规格(低位发光)制造。

现在参照附图更详细地描述本发明，其中：

图1示出按照本发明的方法的有利的一般原理；和

图2a和2b示出由按照本发明的方法生产的一有利的导体条带的横剖面(图2a)和用于按照本发明的一导体条带的一覆盖带的俯视图(图2b)。

本发明涉及一种用于生产导电元件的方法，该导电元件包括至少一个细长并且基本扁平的电导体部分1；1’，例如一带、一条或类似物，其中装有多个电气部件，例如试探电极、发光二级管(LEDs)、电阻和/或类似物，这些电气部件根据所述导电元件的使用进行发光运行或类似运行，它们一个接一个沿纵向排列，所述导电元件还包括一罩部分3。这种导电元件这样制造，排列所述导体部分和位于这些导体部分之间的所述部件1；1’，2；2’，当从一横剖面上看去时，它们完全被一种罩盖材料3’所围绕，该罩盖材料通过一种连续制造过程，例如挤出等形成所述罩部分3。导电元件的电气部件2’优选也能够动态应用，它们优选借助于表面安装技术连接于基于所谓印刷电路板技术的导体部分1’上的一基本材料1’a上的电导体层1’b，例如一铜涂层等，所述基本材料1’a包括塑料，例如聚酰氨、聚酯、苯二甲酸酯等，电导体层1’b在整个导体元件的长度上基本连续不间断，然后用一种罩盖材料3’将所形成的整体围绕起来，这种罩盖材料基于塑料，例如PVC、聚氨基甲酸乙酯、稀烃和/或类似物。

进而，作为一优选实施例，在由一种连续的挠性印刷电路板构成的导体部分的电导体层1’b，例如铜涂层等的至少围绕着电气部件2’的部分上涂敷一种覆盖颜色、膜1’c等，然后再处理罩盖材料3’。

进而，作为本发明的方法的一个有利的实施例，特别是参见图1，在所述第一阶段I中，用表面处理技术将电气部件2’连接于挠性导体部分1’，该挠性导体部分优选从一卷轴上展开，然后，在第二阶段II中，至少将围绕着导体部分1’的至少所述电气部件2’的所述覆盖颜料、条带1’c或类似物连接于所述挠性导体部分，在第三阶段III中，挤出一种罩盖材料3’，所述罩盖材料基本上整个围绕着导体部分。当然，可以改变上述工作阶段，例如在覆盖条带1’c已经装好后再放置电气部件。

进而，作为本发明的方法的一有利的实施例，在导电元件的制造过程中采用共挤出技术，换句话说，例如使用三个平行的挤出嘴，特别是用于所生产的导电元件的纵向段着色时，也可以用于一相应的目的。

参照上述方法，在预制阶段设计并形成所需的导体部分1’的布置。然后从该布置形成所述膜，其尺寸例如为1500mm×600mm，然后从该膜形成丝网印制的丝网。然后借助于该丝网在导体部分的基本材料1’a上的电导体层1’b的顶部上形成保护色，然后进行导体部分1’的蚀刻，这样就得到了铜表面所需电布置。

用上述方法可以在同一预成形件上制造出具有同样连接的多个平行的导体部分，在上述步骤后可以相互切割这些导体部分，并在卷轴上驱动它们，然后继续上述工艺。这样就制成了不间断长度的连续的印刷电路板，例如用上述方法，甚至300m的导电元件也很容易制成。

因此，按照本发明的一种导电元件包括一细长的电导体部分1；1’，其具有多个连续的例如发光运行的电气部件2；2’，并且整体被一罩部分3；3’所包围，该罩部分保护该整体。优选借助于表面安装技术将导电元件的至少能够动态应用的电气部件2’连接于基于所谓印刷电路板技术的导体部分1’的一基本材料1’a上的一电导体层1’b，例如铜涂层等，所述基本材料包括一种塑料，例如聚酰氨、聚酯、苯二甲酸酯等，电导体层1’b在整个导体件的长度上连续，基本不间断，所述整体被一完全均匀的罩壳材料3’所包围，这种罩壳材料基于塑料，例如PVC、聚氨基甲酸乙酯、稀烃和/或类似物。

进而，作为一特别优选的实施例，特别是覆盖例如镀敷以铜的由连续的挠性印刷电路板构成的导体部分1’的外表面，在其顶部上至少围绕着电气部件2’的部分上布置有一覆盖颜料膜1’c或类似物。特别是当使用一如图2b所示的单独的覆盖膜时，该覆盖膜上在预制阶段制备有多个孔，这些孔位于与部件2’a、2’b连接于导体部分1’相对应的地方，在这种情况下，这种方案在如下方面很有利，即，通过采用适当的材料厚度，能够对导体部分的外表面进行均匀化处理，特别是在挤出阶段。在制造过程中可以将导体部分1’的外表面上的高度上的变化消除掉，例如通过在挤出时改变牵伸速度和/或挤出压力。

进而，作为与一安装到一乙烯基地板内的导电元件相关的一优选实施例，导电元件的总厚度V最大为2mm，而导体部分1’的最低部分的罩壳材料3’的厚度V优选0.1-0.3mm。

作为特别涉及在图1中示出的本发明的方法一般原理的一特别优选的实施例，导电部件由一种挠性导体部件制成，在这种情况下还可以将所制成的导电元件贮存在卷轴上。在另一方面，当用于已经完全存在的现有技术时，能够制造例如按照本发明的导电元件，其宽度例如为5-1500mm。在任何情况下，所提到的值都不会限制在此所用的方案，因为它与上述相比，通过非常简单的排列就可获得较小/较大的尺寸。

进而，作为一优选实施例，导电元件的导体部分1’包括至少两个或多个印刷电路板或印刷电路板层，它们叠置并且彼此电绝缘。因此，也可以制造例如一个这样的导电元件，在其印刷电路板的相对的两面上有彼此不同并且电绝缘的铜镀层。这种实施例在附图中未示出，因为通过只在各印刷电路板层的一侧设置导电涂层，它们在实践中很容易构成一种彼此电绝缘的实施例。通过这种形式的方案，可以引导/传递例如分离的组、通道穿过不同种类的建筑物。通过这种方式，能够增加由导体条带传递的信息，而基本上不会增加导电元件的总厚度。而且，导电元件的电气部件可以包括发光二级管基质，它们在纵向上一个接着一个，例如形成字母、图案或文字。此外，在某些实施例中可以采用多色LEDs作为电气部件，在这种情况下，根据情况，LEDs的颜色最适合于各运行目的(绿色/红色等)

显然，本发明不限于上面所描述或讨论的实施例，在本发明的基本概念的范围内可以对其进行甚至很大的改进。因此，如上所述，除了上述挠性导电元件外，当然能够制造细长的刚性结构。当导电元件例如与织物地板结合使用时，当然能够利用例如由塑料制成的基础棒，与同样在上面描述过的挠性结构连用，而当其特别是与石材地板结合使用，在该石材地板中又不能加工出凹槽时，则采用铝或钢材结构基本棒，结果导体元件可以建在地板中。同样显而易见，这样来按照本发明制造导电元件是有利的，即，使其具有某种长度的多个部分，导电元件可以按照该长度切割并在以后修理。也可以这样来利用按照本发明的方法，即，不是对导体条带涂敷或着色，而是与挤出结合采用一种罩盖材料，其上的所需部分例如是不透明的，而从某些点其又是透明或者说可看透的。由于本发明能够制造出防潮的结构，所以要注意在例如导电元件上一个接一个彼此连接的点上或者导电元件与控制单元/电源连接的点上的隔离潮湿，这点很重要，并且通过使用一种适用于这种连接的材料，例如可浇注的聚氨基甲酸乙酯来实现。

Claims (14)

1.一种导电带条，其包括至少一个细长并基本上扁平的电导体部分(1；1′)，在其上装有多个电气部件(2；2′)，这些部件一个挨着一个沿纵向(s)排列，所述导电带条还包括一罩部分(3)，所述导体部分和位于其上的所述导电部件(1；1′，2；2′)被布置成使得它们在一横剖面看上去完全被一种通过挤出形成所述罩部分(3)的罩盖材料(3′)所围绕，其特征在于：所述导电带条的电气部件(2′)能够动态应用，该电气部件优选借助于表面安装技术连接于电导体层(1′b)上，以位于由一种连续的挠性印刷电路板构成的所述导体部分(1′)的一基本材料(1′a)上，所述基本材料(1′a)由塑料构成，所述电导体层(1′b)在整个所述导电带条的长度上基本连续不间断，其整体被一种完全均匀的罩盖材料(3′)围绕起来，该罩盖材料基于塑料。

2.如权利要求1所述的导电带条，其特征在于：所述导体部分的电导体层(1′b)的至少围绕着所述电气部件(2′)的部分上涂敷有一种覆盖颜色或条(1′c)。

3.如权利要求1或2所述的导电带条，其特征在于：所述导电带条的总厚度(t)、当其组装于一乙烯基底板时最大为2mm，而所述导体部分(1′)的最低部分的所述罩盖材料(3′)的厚度(V)优选为0.1-0.3mm。

4.如权利要求1或2所述的导电带条，其特征在于：所述导电带条包括一可贮存在一卷轴上的挠性结构，其宽度(W)优选为5-1500mm。

5.如权利要求1或2所述的导电带条，其特征在于：所述导电带条的导体部分(1′)包括至少两个或多个印刷电路板层，它们叠置并且彼此电绝缘。

6.如权利要求1或2所述的导电带条，其特征在于：所述导电带条的电气部件(2)包括一个或多个字母或箭头形的文字类或相应的在纵向上一个挨着一个的发光二级管LED-基质，和/或一个或多个多色发光二级管，用于增加所述导电带条的信息值。

7.如权利要求1所述的导电带条，其特征在于：所述电气部件为试探电极、发光二级管(LED)、电阻和/或根据所述导电带条的使用发光运行的电气部件。

8.如权利要求1所述的导电带条，其特征在于：所述电导体层(1′b)为一铜涂层。

9.如权利要求1所述的导电带条，其特征在于：构成所述基本材料(1′a)的塑料为聚酰氨、聚酯或聚乙烯。

10.如权利要求1所述的导电带条，其特征在于：所述罩盖材料以之为基的塑料为PVC、聚氨基甲酸乙酯或烯烃。

11.一种制造导电带条的方法，包括以下步骤：

提供至少一个细长并基本上平的电导体部分(1；1′)；

提供多个电气部件(2；2′)；

提供一种挠性的电绝缘的罩盖材料(3′)；

将所述多个电气部件沿纵向一个挨着一个地排列在所述电导体部分上；以及

围绕着所述电导体部分和位于其上的所述多个电气部件将所述罩盖材料挤出；

其特征在于：

所述多个电气部件是通过表面安装技术而连接于所述电导体部分上的，该电导体部分优选从一卷轴上展开。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：在所述导体部分的电导体层(1′b)的围绕着电气部件(2′)的部分上涂敷一种覆盖颜色或条(1′c)，然后再安装罩盖材料(3′)。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于：还包括通过设置多个挤出喷嘴来在所述导电带条的制造过程中共挤出多色的罩盖材料，用于为导电带条的纵向段着色。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述罩盖材料被挤出成基本上整个围绕着所述电导体部分和电气部件。

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