CZ308636B6 - Manufacturing a textile-based antenna and an antenna made this way - Google Patents
Manufacturing a textile-based antenna and an antenna made this way Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308636B6 CZ308636B6 CZ2019131A CZ2019131A CZ308636B6 CZ 308636 B6 CZ308636 B6 CZ 308636B6 CZ 2019131 A CZ2019131 A CZ 2019131A CZ 2019131 A CZ2019131 A CZ 2019131A CZ 308636 B6 CZ308636 B6 CZ 308636B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- antenna
- electrically conductive
- textile
- printing
- active part
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/273—Adaptation for carrying or wearing by persons or animals
Landscapes
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
Description
Způsob výroby antény na textilní bázi a anténa vyrobená tímto způsobemMethod of manufacturing a textile-based antenna and antenna made in this way
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká způsobu výroby a tímto způsobem vyrobené antény na textilním nosném substrátu pro příjem a vysílání rádiových vln.The invention relates to a method of manufacturing and an antenna made in this way on a textile support substrate for receiving and transmitting radio waves.
Dosavadní stav technikyPrior art
Anténa je zařízení, které slouží k přeměně elektrické energie na rádiové vlny a naopak. Je to v podstatě elektrický vodič, kterým protéká střídavý elektrický proud, čímž se okolo elektrického vodiče generuje elektromagnetické pole vyzařující rádiové vlny, anebo naopak, v případě, že na elektrický vodič dopadají rádiové vlny, indukuje se v elektrickém vodiči elektrický proud. Vhodným tvarem antény lze ovlivňovat její funkční parametry, mezi které např. patří rezonanční frekvence, směrovost a impedance.An antenna is a device that is used to convert electrical energy into radio waves and vice versa. It is essentially an electric conductor through which an alternating electric current flows, thereby generating an electromagnetic field emitting radio waves around the electric conductor, or vice versa, in the event that radio waves strike the electric conductor, an electric current is induced in the electric conductor. The suitable shape of the antenna can influence its functional parameters, which include, for example, resonant frequency, directivity and impedance.
Textilie je plošný výrobek z textilního vlákna, přičemž vlákno je ohebné těleso, jehož velikost délky signifikantně převažuje nad velikostí jeho průměru. Textilie mohou být pletené, tkané, či netkané, přičemž textilní vlákna mohou být vyrobeny z přírodních nebo z uměle připravených materiálů.The fabric is a flat product made of textile fiber, the fiber being a flexible body, the length of which significantly outweighs the size of its diameter. The fabrics may be knitted, woven or non-woven, and the textile fibers may be made of natural or man-made materials.
V současné době se vyskytují požadavky, aby na nosných textilních substrátech byly vytvořeny antény, které by plnily svoji funkci vysílačů nebo přijímačů rádiových vln, a současně přejímaly výhody textilního nosného substrátu, kterými jsou nízká hmotnost a nedestruktivní deformovatelnost znamenající odolnost při standardním používání textilie s anténou.Currently, there are requirements to provide antennas on carrier textile substrates to perform their function as radio wave transmitters or receivers, while taking over the advantages of textile carrier substrate, which are low weight and non-destructive deformability, which means resistance in standard use of antenna fabric. .
Ukázkou příkladného řešení výše uvedených požadavků je vynález z dokumentu EP 1630898 AI, který popisuje sendvičovou strukturu tvořenou textilním nosným substrátem a planámí anténou. Sendvičová struktura si zachovává některé vlastnosti nosné textilie, takže je ohebná, lehká a aplikovatelná v oděvech a v nábytkových doplňcích s textiliemi. Nevýhody vynálezu spočívají v komplikované výrobě sendvičové struktury, dále v tom, že sendvičová struktura vykazuje oproti zbývajícímu textilnímu nosnému substrátu jinou tloušťku, která může být v případě aplikace do oděvů pro uživatele nekomfortní.An example of an exemplary solution to the above requirements is the invention from EP 1630898 A1, which describes a sandwich structure consisting of a textile support substrate and a planar antenna. The sandwich structure retains some of the properties of the carrier fabric, so that it is flexible, light and applicable in clothing and furniture accessories with textiles. The disadvantages of the invention lie in the complicated production of the sandwich structure, and in that the sandwich structure has a different thickness than the remaining textile carrier substrate, which can be uncomfortable for the user when applied to clothing.
Jiným příkladným řešením je vynález z dokumentu US 2009/286055 AI, ve kterém je prezentována výroba elektroprvků v netkaných textiliích pomocí elektricky vodivého inkoustu. Elektricky vodivý inkoust je při potisku aplikován do textilních vláken netkané textilie, kde po přilnutí na textilní vlákna vytvoří elektricky vodivé dráhy mající funkci elektrického vodiče. Nevýhody vynálezu spočívají vtom, že je použitelný pouze na netkané textilie, kde jsou vlákna k sobě přidružena v dostatečné tloušťce a v dostatečné blízkosti. V případě nasazení vynálezu do ostatních textilií dojde při ohýbání textilie k lomům a k přerušení mezi drahami vodivého inkoustu vázaného na textilní vlákna, takže může dojít k omezení, nebo dokonce ke ztrátě elektrické funkce.Another exemplary solution is the invention of document US 2009/286055 A1, in which the production of electrical elements in nonwoven fabrics using electrically conductive ink is presented. During printing, the electrically conductive ink is applied to the textile fibers of the nonwoven fabric, where, after adhering to the textile fibers, it forms electrically conductive paths having the function of an electrical conductor. The disadvantages of the invention are that it is only applicable to nonwoven fabrics where the fibers are joined together in sufficient thickness and proximity. In the case of application of the invention to other textiles, the bending of the fabric results in breaks and interruptions between the paths of the conductive ink bound to the textile fibers, so that the electrical function may be reduced or even lost.
Dalším známým řešením je např. vynález z dokumentu EP 1377 947 AI, ve kterém jsou elektricky vodivá vlákna vetkaná, nebo všitá, do textilie pro vytvoření elektricky vodivých drah, či elektroprvků. Nevýhody spočívají v tom, že v rámci vetkávání, či všívání, elektricky vodivých vláken dochází k jejich deformaci, což má zejména u antén, kde záleží najejich tvaru negativní dopady na funkci. Navíc, při poškození vodivého vlákna může dojít k přerušení elektrické vodivosti a k vyřazení elektronického prvku vláknem vytvořeného, či k vodivému vláknu elektricky připojeného.Another known solution is, for example, the invention from EP 1377 947 A1, in which electrically conductive fibers are woven or sewn into a fabric to form electrically conductive paths or electrical elements. The disadvantages are that during the weaving or tufting of electrically conductive fibers, their deformation occurs, which has a particularly negative effect on the function, especially in the case of antennas, where their shape depends. In addition, if the conductive fiber is damaged, the electrical conductivity may be interrupted and the electronic element formed by the fiber or the electrically connected conductive fiber may be discarded.
- 1 CZ 308636 B6- 1 CZ 308636 B6
Do dosavadního stavu techniky rovněž patří vynález známý z dokumentu US 2017018843 A, který prezentuje počítačový návrh a následné vyšívání antény do textilního substrátu pomocí vodivých vláken.The prior art also includes the invention known from US 2017018843 A, which presents a computer design and subsequent embroidery of an antenna into a textile substrate using conductive fibers.
Dalšími známými řešeními antén na textilní bázi jsou vynález z dokumentu US 6377216 B, který prezentuje anténu integrovanou do kusu oblečení, dále vynález z dokumentu US 2017301979 A, který zveřejňuje anténu vyrobenou v textilii z polymemího materiálu vhodného pro výrobu textilního vlákna s elektrickou vodivostí, a dále z dokumentu EP 3160216 A, který popisuje koplanámí anténu integrovanou do textilie.Other known textile-based antenna solutions are the invention of US 6377216 B, which discloses an antenna integrated into a garment, and the invention of US 2017301979 A, which discloses an antenna made in a fabric of a polymeric material suitable for making a textile fiber with electrical conductivity, and further from EP 3160216 A, which describes a coplanar antenna integrated into a fabric.
Úkolem vynálezu je vytvoření způsobu výroby antény na textilní bázi, který by umožňoval vytváření antén s tvarovanou aktivní částí na textilním nosném substrátu, kde by aktivní část zůstávala tvarově stálá při nasazení v oděvech a jiných textilních doplňcích, a to, jak v průběhu standardního užívání, tak i po provádění standardní údržby oděvů, do které patří zejména praní, žehlení a skládání prádla, a dále které by měly nízké výrobní náklady, a které by si udržely svoji elektrickou funkci i při mírném mechanickém opotřebení nosného textilního substrátu spočívajícím ve zpřetrhání části elektricky vodivých textilních vláken v aktivní části antény, či v popraskání elektricky vodivého potisku v aktivní části antény.The object of the invention is to provide a method of manufacturing a textile-based antenna which allows the formation of antennas with a shaped active part on a textile support substrate, where the active part remains dimensionally stable when used in clothing and other textile accessories, both during standard use. even after performing standard maintenance of clothing, which includes in particular washing, ironing and folding of clothes, and which would have low production costs and which would retain their electrical function even with slight mechanical wear of the supporting textile substrate consisting in rupture of electrically conductive parts. textile fibers in the active part of the antenna, or in cracking of the electrically conductive print in the active part of the antenna.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Vytčený úkol je vyřešen vytvořením způsobu výroby antény na textilní bázi pro příjem a vysílání rádiových vln podle níže uvedeného vynálezu.This object is achieved by providing a method of manufacturing a textile-based antenna for receiving and transmitting radio waves according to the invention below.
Způsob výroby antény na textilní bázi pro příjem a vysílání rádiových vln zahrnuje spojení textilního nosného substrátu s elektricky aktivní části antény tak, aby elektricky aktivní část antény přejala vlastnosti textilního nosného substrátu, mezi které patří především nedestruktivní ohebnost. Způsob výroby zahrnuje tyto postupové kroky:A method of manufacturing a textile-based antenna for receiving and transmitting radio waves involves connecting a textile support substrate to an electrically active portion of the antenna so that the electrically active portion of the antenna assumes the properties of the textile support substrate, including non-destructive flexibility. The production method includes the following process steps:
a) Nejprve se vytvoří návrh aktivní části antény pro aplikaci na textilní nosný substrát. Aktivní část je ta část antény, která přijímá a vyzařuje rádiové vlny. Samotný tvar v návrhu aktivní části antény musí sloužit k navození správných provozních parametrů antény a současně musí být uzpůsoben konkrétnímu nasazení antény.a) First, a design of the active part of the antenna for application to a textile support substrate is created. The active part is the part of the antenna that receives and emits radio waves. The shape itself in the design of the active part of the antenna must serve to induce the correct operating parameters of the antenna and at the same time must be adapted to the specific deployment of the antenna.
b) Stanoví se souřadnice polohy umístění aktivní části antény na textilním nosném substrátu. Souřadnice se stanoví pro vyšívací stroj a pro tiskařský stroj, přičemž se souřadnice polohy aktivní části antény na textilním nosném substrátu pro vyšívací stroj a pro tiskařský stroj alespoň částečně překrývají. K překryvu by s výhodou vždy mělo docházet v oblasti předpokládaného největšího namáhání aktivní části antény.b) The coordinates of the position of the active part of the antenna on the textile support substrate are determined. The coordinates are determined for the embroidery machine and for the printing machine, the coordinates of the position of the active part of the antenna on the textile support substrate for the embroidery machine and for the printing machine at least partially overlapping. Preferably, the overlap should always occur in the area of the expected maximum stress of the active part of the antenna.
c) Po stanovení souřadnic z kroku b) se elektricky vodivá textilní nit, či příze, vyšije do polohy dle souřadnic pro vyšívací stroj aktivní část antény podle návrhu z kroku a).c) After determining the coordinates from step b), the electrically conductive textile thread or yarn is embroidered to the position according to the coordinates for the embroidery machine, the active part of the antenna according to the design from step a).
d) Po stanovení souřadnic z kroku b) se elektricky vodivou tiskovou formulací natiskne do polohy dle souřadnic pro tiskařský stroj aktivní část antény podle návrhu z kroku a).d) After determining the coordinates from step b), the electrically conductive printing formulation prints the active part of the antenna according to the design from step a) to the position according to the coordinates for the printing machine.
Je velice výhodné, že z hlediska postupu způsobu výroby antény na textilní bázi se při dodržení stanovených souřadnic polohy aktivní části podle kroku b) mohou postupové kroky c) a d) libovolně prohodit.It is very advantageous that, from the point of view of the process of the textile-based antenna manufacturing method, the process steps c) and d) can be reversed arbitrarily while observing the determined coordinates of the position of the active part according to step b).
Výhodou vynalezeného způsobu je to, že po stanovení souřadnic polohy umístění aktivní části antény na textilní nosný substrát může následovat v libovolném pořadí potisk a vyšití aktivní části antény. To usnadňuje výrobu a neklade to žádné nové nároky na již existující strojní vybavení. Tím jsou zaváděcí a výrobní náklady vynalezeného způsobu minimální. Navíc, pokud záleží z hlediskaThe advantage of the inventive method is that after determining the coordinates of the positioning of the active part of the antenna on the textile support substrate, the active part of the antenna can be printed and embroidered in any order. This simplifies production and does not impose any new demands on existing machinery. Thus, the introduction and production costs of the invented method are minimal. Plus, if it matters in terms of
-2 CZ 308636 B6 výsledného estetického dojmu, zejména v oblasti překryvu potisku a vyšívání aktivní části antény, na pořadí vyšívání nebo potisku, tato variabilita neklade žádnou překážku.-2 CZ 308636 B6 the resulting aesthetic impression, especially in the area of overlap of printing and embroidery of the active part of the antenna, on the order of embroidery or printing, this variability does not pose any obstacle.
Ve výhodném provedení způsobu výroby antény na textilní bázi podle vynálezu se postupový krok c) provádí na souřadnicovém vyšívacím stroji a postupový krok d) se provádí na tiskařském stroji umožňujícím alespoňjednu techniku tisku ze skupiny sítotisk, šablonový tisk, souřadnicemi řízený tisk pomocí disperse tiskové formulace, souřadnicemi řízený tisk tryskáním tiskové formulace. Je výhodné, že se jedná o existující stroje, které není potřeba zásadně modifikovat. Výsledek jejich činnosti v podobě aktivní části antény plně spadá do vynalezeného způsobu.In a preferred embodiment of the method for manufacturing a textile-based antenna according to the invention, process step c) is performed on a coordinate embroidery machine and process step d) is performed on a printing machine enabling at least one screen printing technique, stencil printing, coordinate controlled printing using a print formulation dispersion. coordinate controlled printing by blasting the print formulation. It is advantageous that these are existing machines that do not need to be substantially modified. The result of their operation in the form of the active part of the antenna fully falls within the inventive method.
V neposlední řadě je výhodné provedení způsobu výroby antény na textilní bázi podle vynálezu, ve kterém se v rámci postupového kroku d) použije elektricky vodivá tisková formulace na bázi elektricky vodivé polymemí pasty s obsahem alespoň jednoho druhu vodivých částic na bázi uhlíku nebo na bázi vodivých polymerů. Jedná se především o ekonomickou výhodu, neboť samotná elektricky vodivá formulace na bázi uhlíku či vodivých polymerů by z pohledu elektrické vodivosti v případě výskytu prasklin v natištěné aktivní části okamžitě omezila svoji elektrickou funkci. Proto se v současném stavu techniky používají vodivé pasty s částicemi na bázi mědi nebo stříbra, které jsou elektricky vodivější, ale o poznání nákladnější. Tím, že vynalezený způsob umožňuje používat v anténách na textilní bázi levnou tiskovou formulaci na bázi uhlíku či vodivých polymerů je dosaženo nesporné ekonomické výhody.Last but not least, it is advantageous to carry out the method for producing a textile-based antenna according to the invention, in which an electrically conductive printing formulation based on an electrically conductive polymer paste containing at least one kind of conductive particles based on carbon or based on conductive polymers is used in process step d). . This is primarily an economic advantage, as the electrically conductive formulation based on carbon or conductive polymers alone would immediately reduce its electrical function in terms of electrical conductivity in the event of cracks in the printed active part. Therefore, in the current state of the art, conductive pastes with copper or silver-based particles are used, which are more electrically conductive but much more expensive. The fact that the inventive method makes it possible to use a low-cost printing formulation based on carbon or conductive polymers in textile-based antennas has an indisputable economic advantage.
Součástí vynálezu je rovněž anténa na textilní bázi pro příjem a vysílání rádiových vln, která je vytvořená výše uvedeným způsobem. Anténa je vytvořena z textilního nosného substrátu a z elektricky vodivé aktivní části.Also part of the invention is a textile-based antenna for receiving and transmitting radio waves, which is formed in the above-mentioned manner. The antenna is made of a textile support substrate and an electrically conductive active part.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že elektricky vodivá aktivní část antény jez alespoň části současně tvořena kombinací elektricky vodivé textilní nitě, či příze, a elektricky vodivé formulace.The essence of the invention lies in the fact that the electrically conductive active part of the antenna is at least partly formed at the same time by a combination of an electrically conductive textile thread, or yarn, and an electrically conductive formulation.
Kombinace elektricky vodivé nitě, či příze, a elektricky vodivé formulace vykazuje nesporné výhody, mezi které patří lepší výsledná elektrická vodivost, a dále vzájemné odstranění nevýhod.The combination of an electrically conductive yarn or yarn and an electrically conductive formulation has undeniable advantages, including better resulting electrical conductivity, as well as mutual elimination of disadvantages.
To znamená, že v případě elektricky vodivých nití, či přízí, dochází při běžné údržbě textilie, např. při praní, ke zhoršení vodivosti, neboť vodivá nit, či příze, může popraskat, či se od sebe vzdalovat. Navíc při vyšívání dochází k deformaci tvaru aktivní části antény, a proto není možné přesně vytvořit požadovaný tvar aktivní části antény, přičemž vyplněná plocha není plně homogenní, nýbrž se skládá z jednotlivých nití, které jsou uspořádány blízko sebe, nebo se částečně překrývají. Proto je výhodné, pokud je plocha aktivní části antény přetištěna elektricky vodivou formulací, která plochu aktivní části homogenizuje a která bude mít přesně požadovaný tvar aktivní části antény.This means that in the case of electrically conductive threads or yarns, the conductivity deteriorates during routine maintenance of the fabric, e.g. during washing, because the conductive thread or yarn may crack or move away from each other. In addition, the shape of the active part of the antenna is deformed during embroidery, and therefore it is not possible to precisely create the desired shape of the active part of the antenna, and the filled surface is not fully homogeneous but consists of individual threads which are arranged close to each other or partially overlap. Therefore, it is advantageous if the surface of the active part of the antenna is overprinted with an electrically conductive formulation which homogenizes the surface of the active part and which will have exactly the desired shape of the active part of the antenna.
Co se týče tisku aktivní části antény, tak je možné pomocí tisku vytvořit aktivní část antény v přesném požadované tvaru, včetně homogenního vyplnění její plochy. Na druhou stranu při používání a údržbě textilie dochází ke vzniku prasklin, které způsobí zhoršení parametrů aktivní části antény a postupně i ztrátu její funkce. Tuto slabou stránku natištěné aktivní části antény odstraňuje kombinace s elektricky vodivými nitěmi, či přízemi, které slouží jako univerzální přemostění všech případných prasklin v rámci celé plochy aktivní části antény.As for the printing of the active part of the antenna, it is possible to create the active part of the antenna in the exact desired shape by means of printing, including a homogeneous filling of its area. On the other hand, during the use and maintenance of the fabric, cracks occur, which cause deterioration of the parameters of the active part of the antenna and gradually the loss of its function. This weak side of the printed active part of the antenna is removed by a combination with electrically conductive threads or yarns, which serve as a universal bridge of all possible cracks within the entire area of the active part of the antenna.
Ve výhodném provedení antény na textilní bázi podle vynálezu je elektricky vodivá textilní nit, či příze, tvořena polyesterovými vlákny seskanými s elektricky vodivými mikrodráty, nebo je elektricky vodivá textilní nit, či příze, tvořena seskanými elektrovodivě pokovenými polyamidovými vlákny. Oba druhy elektricky vodivých textilních nití, či přízí, jsou vhodné k vyšívání, a současně dobře odolávají namáhání, které je běžné při používání textilie ajejí údržbě.In a preferred embodiment of the textile-based antenna according to the invention, the electrically conductive textile thread or yarn is formed by polyester fibers spun with electrically conductive microwires, or the electrically conductive textile thread or yarn is formed by spun electrically conductive metallized polyamide fibers. Both types of electrically conductive textile threads, or yarns, are suitable for embroidery, and at the same time resist well the stress that is common in the use of fabric and its maintenance.
Navíc je výhodné, pokud má elektricky vodivá textilní nit, či příze, elektrický odpor v rozmezí od 1 Ω/m do 100 Ω/m. Elektricky vodivá textilní nit, či příze, spadající do tohoto rozsahuIn addition, it is preferable that the electrically conductive textile thread or yarn has an electrical resistance in the range of 1 Ω / m to 100 Ω / m. Electrically conductive textile thread or yarn falling within this range
-3 CZ 308636 B6 elektrického odporu na jednotky délky se v průběhu vývoje ukázala jako nej vhodnější pro kombinaci s elektricky vodivou tiskovou formulací na bázi uhlíku při realizaci antén s definovanými provozními parametry a s definovaným tvarem aktivní části.-3 CZ 308636 B6 electrical resistance per unit length during development proved to be the most suitable for combination with an electrically conductive carbon-based printing formulation in the implementation of antennas with defined operating parameters and with a defined shape of the active part.
Ve výhodném provedení antény na textilní bázi podle vynálezu obsahuje elektricky vodivá formulace elektrovodivé mikročástice na bázi uhlíku. To je výhodné, neboť uhlík je elektricky vodivý a je dostupnější, tím pádem i ekonomicky výhodnější, než používané stříbro a měď.In a preferred embodiment of the textile-based antenna according to the invention, the electrically conductive formulation comprises electrically conductive carbon-based microparticles. This is advantageous because carbon is electrically conductive and is more affordable, and therefore more economical, than the silver and copper used.
Navíc je výhodné, pokud má elektricky vodivá formulace elektrický odpor v rozmezí od 0,5 Ω/sq do 100 Ω/sq při uniformní tloušťce natištěné vrstvy 25 pm. Elektricky vodivé tiskové formulace spadající do tohoto rozsahu elektrického odporu se v průběhu vývoje ukázaly jako nejvhodnější pro kombinaci s elektricky vodivými textilními nitěmi, či přízemi.In addition, it is preferable that the electrically conductive formulation has an electrical resistance in the range of 0.5 Ω / sq to 100 Ω / sq at a uniform printed layer thickness of 25 μm. Electrically conductive printing formulations falling within this range of electrical resistance have proven during development to be the most suitable for combination with electrically conductive textile threads or yarns.
Mezi výhody kombinace technologií vyšívání a tisku podle vynálezu patří dodržení přesného tvaru a homogenní plochy aktivní části antény při výrobě, dále mezi výhody patří stabilita během provozu a při údržbě, a v neposlední řadě nižší ekonomické náklady na tisk díky použití tiskové formulace na bázi uhlíku. Kombinace technologií spojuje jejich výhody a vzájemně jim napomáhá vyrušit své nevýhody, jakožto doposud samostatně stojících a používaných technologií. Tisk dodržuje přesný tvar a homogenní výplň plochy tvaru, zatímco vyšívání poskytuje elektrické přemostění jinak popraskané vodivé tištěné vrstvy.The advantages of the combination of embroidery and printing technologies according to the invention include maintaining the exact shape and homogeneous area of the active part of the antenna during production, stability during operation and maintenance, and last but not least lower economic printing costs due to the use of carbon-based printing formulation. The combination of technologies combines their advantages and helps each other to eliminate their disadvantages, as previously independent and used technologies. The print maintains a precise shape and a homogeneous filling of the shape surface, while embroidery provides electrical bridging of the otherwise cracked conductive printed layer.
Objasnění výkresůExplanation of drawings
Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:The present invention will be further elucidated in the following figures, where:
obr. 1 znázorňuje planámí dipólovou anténu na textilní bázi, obr. 2 znázorňuje planámí meandrovou anténu na textilní bázi, obr. 3 znázorňuje planámí motýlkovou anténu na textilní bázi, obr. 4 znázorňuje planámí fraktální dipólovou anténu na textilní bázi.Fig. 1 shows a textile-based flame dipole antenna; Fig. 2 shows a textile-based flame meander antenna; Fig. 3 shows a textile-based flame butterfly antenna; Fig. 4 shows a textile-based flame fractal dipole antenna.
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití mtinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described and illustrated below are presented by way of illustration and not by way of limitation. Those skilled in the art will find or be able to provide, by routine experimentation, more or less equivalents to the specific embodiments of the invention described herein.
Textilní nosný substrát 1 je k dostání jako polotovar, přičemž jeho složení a textilní formát, např. pletenina, nebo tkanina, je volen podle výsledného produktu, který bude anténou na textilní bázi opatřen. Nosný textilní substrát není předmětem ochrany, neboť odborník bude schopen v současné tržní nabídce zvolit celou řadu alternativ.The textile support substrate 1 is available as a semi-finished product, its composition and textile format, e.g. knitted fabric or fabric, being chosen according to the final product to be provided with the textile-based antenna. The carrier textile substrate is not subject to protection, as the expert will be able to choose from a number of alternatives in the current market offer.
K vyšívání jsou použity běžně dostupné souřadnicové vyšívací stroje, které pracují podle počítačového návrhu tvaru vyšívané aktivní části 2 antény. K vytvoření tištěné aktivní části 3 antény jsou použity běžně dostupné tiskařské stroje, jako např. stroje pro sítotisk, šablonový tisk, souřadnicově řízený dispensing pomocí duté jehly, či stroje využívající technologii jetting aplikující bezkontaktně elektricky vodivé formulace pomocí piezoelektrických trysek. Odborník bude schopen v rámci rutinní činnosti libovolně volit technologie tisku.Commonly available coordinate embroidery machines are used for embroidery, which work according to the computer design of the shape of the embroidered active part 2 of the antenna. Commonly available printing machines are used to create the printed active part 3 of the antenna, such as machines for screen printing, stencil printing, coordinate-controlled dispensing by means of a hollow needle, or machines using jetting technology applying non-contact electrically conductive formulations by means of piezoelectric nozzles. The expert will be able to freely choose printing technologies within the routine activities.
-4 CZ 308636 B6-4 CZ 308636 B6
Příklad 1Example 1
Na obr. 1 je znázorněna planámí dipólová anténa, jejíž aktivní část je tvořena na nosném textilním substrátu 1 vyšívanou aktivní částí 2 antény a tištěnou aktivní částí 3 antény. Nejprve byla vytištěna tištěná aktivní část 3 antény, která byla posléze přešita vyšívanou aktivní částí 2 antény.Fig. 1 shows a flame dipole antenna, the active part of which is formed on the supporting textile substrate 1 by an embroidered active part 2 of the antenna and a printed active part 3 of the antenna. First, the printed active part 3 of the antenna was printed, which was then sewn with the embroidered active part 2 of the antenna.
Textilní substrát 1 je tvořen z 90 % bavlnou a z 10 % elastanem, kterýžto materiál se používá např. na výrobu pracovních triček a košil. K vytvoření vyšívané aktivní části 2 je použita elektricky vodivá šicí nit známá z užitného vzoru CZ 28 603 Ul. K vytvoření tištěné aktivní části 3 antény je použita tisková formulace tvořená polymemí pastou obsahující částice uhlíku. Tisková formulace je vytvrditelná UV zářením, nebo působením tepla.The textile substrate 1 is made of 90% cotton and 10% elastane, which material is used, for example, for the production of work T-shirts and shirts. An electrically conductive sewing thread known from the utility model CZ 28 603 U1 is used to form the embroidered active part 2. A printing formulation consisting of a polymer paste containing carbon particles is used to form the printed active part 3 of the antenna. The print formulation is curable by UV radiation or heat.
Délkový elektrický odpor vodivých nití použitých v příkladu 1 je v rozmezí od 25 Ω/m do 35 Ω/m a plošný elektrický odpor tiskové formulace o uniformní tloušťce natištěné vrstvy 25 pm byl v rozmezí od 85 Ω/sq do 95 Ω/sq.The longitudinal electrical resistance of the conductive yarns used in Example 1 is in the range of 25 Ω / m to 35 Ω / m, and the sheet electrical resistance of the printing formulation with a uniform printed layer thickness of 25 μm was in the range of 85 Ω / sq to 95 Ω / sq.
Příklad 2Example 2
Na obr. 2 je znázorněna planámí meandrová anténa, jejíž aktivní část je tvořena na nosném textilním substrátu 1 vyšívanou aktivní částí 2 antény a tištěnou aktivní části 3 antény. Nejprve byla vytištěna tištěná aktivní část 3 antény, která byla posléze přešita vyšívanou aktivní částí 2 antény.Fig. 2 shows a planar meandering antenna, the active part of which is formed on the supporting textile substrate 1 by the embroidered active part 2 of the antenna and the printed active part 3 of the antenna. First, the printed active part 3 of the antenna was printed, which was then sewn with the embroidered active part 2 of the antenna.
Textilní substrát 1 je tvořen ze 70 % bavlnou a z 30 % recyklovaným polyesterem, kterýžto materiál se používá např. na výrobu mikin. K vytvoření vyšívané aktivní části 2 je použita elektricky vodivá šicí nit na bázi polyesterových nekonečných vláken a kovových mikrodrátů z postříbřené mědi a z bronzu, přičemž v jedné niti je přítomno mezi 1 až 20 kovových mikrodrátů o průměru 20 pm až 50 pm. K vytvoření tištěné aktivní části 3 antény je použita tisková formulace tvořená polymemí pastou obsahující částice uhlíku. Tisková formulace je vytvrditelná UV zářením, nebo působením tepla.The textile substrate 1 is made of 70% cotton and 30% recycled polyester, which material is used, for example, for the production of sweatshirts. An electrically conductive sewing thread based on polyester filaments and silver-plated copper and bronze metal microwires is used to form the embroidered active part 2, with between 1 and 20 metal microwires with a diameter of 20 μm to 50 μm being present in one thread. A printing formulation consisting of a polymer paste containing carbon particles is used to form the printed active part 3 of the antenna. The print formulation is curable by UV radiation or heat.
Délkový elektrický odpor vodivých nití použitých v příkladu 2 je v rozmezí od 55 Ω/m do 70 Ω/m a plošný elektrický odpor tiskové formulace o uniformní tloušťce natištěné vrstvy 25 pm byl v rozmezí od 15 Ω/sq do 35 Ω/sq.The longitudinal electrical resistance of the conductive yarns used in Example 2 is in the range of 55 Ω / m to 70 Ω / m, and the sheet electrical resistance of the printing formulation with a uniform printed layer thickness of 25 μm was in the range of 15 Ω / sq to 35 Ω / sq.
Příklad 3Example 3
Na obr. 3 je znázorněna planámí motýlková (bikónická) anténa, jejíž aktivní část je tvořena na nosném textilním substrátu 1 vyšívanou aktivní částí 2 antény a tištěnou aktivní části 3 antény. Nejprve byla vytištěna tištěná aktivní část 3 antény, která byla posléze přešita vyšívanou aktivní částí 2 antény.Fig. 3 shows a flame butterfly (biconical) antenna, the active part of which is formed on the supporting textile substrate 1 by the embroidered active part 2 of the antenna and the printed active part 3 of the antenna. First, the printed active part 3 of the antenna was printed, which was then sewn with the embroidered active part 2 of the antenna.
Textilní substrát 1 je tvořen ze 100 % bavlny. K vytvoření vyšívané aktivní části 2 je použita elektricky vodivá šicí nit tvořená stříbrem pokoveným polyamidovým vláknem seskaným do podoby nitě. K vytvoření tištěné aktivní části 3 antény je použita tisková formulace tvořená polymemí pastou obsahující částice mědi a uhlíku. Tisková formulace je vytvrzena působením tepla.The textile substrate 1 is made of 100% cotton. To form the embroidered active part 2, an electrically conductive sewing thread is used, formed by a silver-plated polyamide fiber cut into the form of a thread. A printing formulation consisting of a polymer paste containing copper and carbon particles is used to form the printed active part 3 of the antenna. The print formulation is cured by heat.
Délkový elektricky odpor vodivých nití použitých v příkladu 3 je v rozmezí od 85 Ω/m do 100 Ω/m a plošný elektrický odpor tiskové formulace o uniformní tloušťce natištěné vrstvy 25 pm byl v rozmezí od 45 Ω/sq do 50 Ω/sq.The electrical electrical resistance of the conductive yarns used in Example 3 ranged from 85 Ω / m to 100 Ω / m, and the sheet electrical resistance of the print formulation with a uniform printed layer thickness of 25 μm ranged from 45 od / sq to 50 Ω / sq.
- 5 CZ 308636 B6- 5 CZ 308636 B6
Příklad 4Example 4
Na obr. 4je znázorněna planámí fraktálová dipólová anténa, jejíž aktivní částje tvořena na nosném textilním substrátu 1 vyšívanou aktivní částí 2 antény a tištěnou aktivní části 3 antény. Nejprve byla vyšita vyšívaná aktivní část 2 antény, která byla posléze přetištěna tištěnou aktivní částí 3 antény.Fig. 4 shows a planar fractal dipole antenna, the active part of which is formed on the supporting textile substrate 1 by the embroidered active part 2 of the antenna and the printed active part 3 of the antenna. First, the embroidered active part 2 of the antenna was embroidered, which was then overprinted with the printed active part 3 of the antenna.
Textilní substrát 1 je tvořen ze 100 % polyesteru. K vytvoření vyšívané aktivní části 2 je použita elektricky vodivá šicí nit na bázi polyesterových nekonečných vláken a kovových mikrodrátů z postříbřené mědi. K vytvoření tištěné aktivní části 3 antény je použita tisková formulace tvořená polymemí pastou obsahující částice uhlíku v podobě vloček a kuliček. Tisková formulace je vytvrzena působením UV záření.The textile substrate 1 is made of 100% polyester. An electrically conductive sewing thread based on polyester filaments and silver-plated metal microwires is used to form the embroidered active part 2. A printing formulation consisting of a polymer paste containing carbon particles in the form of flakes and beads is used to form the printed active part 3 of the antenna. The print formulation is cured by UV radiation.
Délkový elektricky odpor vodivých nití použitých v příkladu 4 je v rozmezí od 5 Ω/m do 10 Ω/m a plošný elektrický odpor tiskové formulace o uniformní tloušťce natištěné vrstvy 25 pm byl v rozmezí od 35 Ω/sq do 45 Ω/sq.The electrical electrical resistance of the conductive yarns used in Example 4 is in the range of 5 Ω / m to 10 Ω / m, and the sheet electrical resistance of the printing formulation with a uniform printed layer thickness of 25 μm was in the range of 35 Ω / sq to 45 Ω / sq.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Způsob výroby antény na textilní bázi a anténa vyrobená tímto způsobem podle vynálezu naleznou uplatnění v bezpečnostním průmyslu, zejména v oblasti monitorování přítomnosti osob a věcí, dále např. v zabezpečení textilií proti krádeži v obchodech, dále např. při výrobě chytrých textilií a chytrého nábytku.The method of manufacturing a textile-based antenna and the antenna produced by this method according to the invention find application in the security industry, in particular in monitoring the presence of people and objects, for example in securing textiles against theft in shops, as well as in the production of smart textiles and smart furniture.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019131A CZ308636B6 (en) | 2019-03-07 | 2019-03-07 | Manufacturing a textile-based antenna and an antenna made this way |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2019131A CZ308636B6 (en) | 2019-03-07 | 2019-03-07 | Manufacturing a textile-based antenna and an antenna made this way |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2019131A3 CZ2019131A3 (en) | 2020-09-16 |
| CZ308636B6 true CZ308636B6 (en) | 2021-01-20 |
Family
ID=72432581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2019131A CZ308636B6 (en) | 2019-03-07 | 2019-03-07 | Manufacturing a textile-based antenna and an antenna made this way |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ308636B6 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6377216B1 (en) * | 2000-04-13 | 2002-04-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Integral antenna conformable in three dimensions |
| US20170018843A1 (en) * | 2015-07-17 | 2017-01-19 | Ohio State Innovation Foundation | Stretchable and flexible electronics and methods of making and using the same |
| EP3160216A1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-26 | Nxp B.V. | Textile-based antenna system and energy harvesting system |
| US20170301979A1 (en) * | 2010-08-13 | 2017-10-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Conformable antenna using conducting polymers |
-
2019
- 2019-03-07 CZ CZ2019131A patent/CZ308636B6/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6377216B1 (en) * | 2000-04-13 | 2002-04-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Integral antenna conformable in three dimensions |
| US20170301979A1 (en) * | 2010-08-13 | 2017-10-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Conformable antenna using conducting polymers |
| US20170018843A1 (en) * | 2015-07-17 | 2017-01-19 | Ohio State Innovation Foundation | Stretchable and flexible electronics and methods of making and using the same |
| EP3160216A1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-26 | Nxp B.V. | Textile-based antenna system and energy harvesting system |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CHOW-YEN-DESMOND SIM, CHIH-WEI TSENG, HOANG-JYH LEU: "Embroidered wearable antenna for ultrawideband applications", MICROWAVE AND OPTICAL TECHNOLOGY LETTERS, JOHN WILEY & SONS, INC., US, vol. 54, no. 11, 24 November 2012 (2012-11-24), US, pages 2597 - 2600, XP055285588, ISSN: 0895-2477, DOI: 10.1002/mop.27133 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2019131A3 (en) | 2020-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8505474B2 (en) | Electrically conductive metal composite embroidery yarn and embroidered circuit using thereof | |
| Acti et al. | Embroidered wire dipole antennas using novel copper yarns | |
| US9704079B2 (en) | Method for producing a radio-frequency identification tag | |
| CN106650896A (en) | Clothing electronic tag and manufacturing method thereof | |
| WO2021100764A1 (en) | Composite yarn and method for manufacturing same | |
| CN103717123B (en) | The product and method of cloth electronization | |
| WO2010116935A1 (en) | Composite string and fabric with same | |
| JP7352839B2 (en) | Clothes-type electronic equipment and its manufacturing method | |
| US7759264B2 (en) | Textile sheet, method for manufacturing same, and use | |
| CN208183183U (en) | Protective cloth and protective garment | |
| US20030059609A1 (en) | Fabric with magnetic fibers | |
| CZ308636B6 (en) | Manufacturing a textile-based antenna and an antenna made this way | |
| CN203942658U (en) | A kind of Nano Silver long filament electrothermal cloth | |
| CN206879120U (en) | A kind of flexible sheet carbon fiber exothermic part | |
| CN101283847B (en) | Method for attaching a minute fur to a textile and clothes using the same | |
| KR20170096331A (en) | Electromagnetic shielding clothing and manufacturing method the same | |
| CZ32917U1 (en) | Textile-based antenna | |
| CN206312194U (en) | A kind of electronic tag for clothing | |
| KR20130108954A (en) | Napped electric line, manufacturing method threreof and planar element using it | |
| TW202118141A (en) | RFID-tagged flexible material, RFID-tagged article, and method for manufacturing RFID-tagged flexible material | |
| KR20190037721A (en) | Conductive embroidery thread, manufacturing method of conductive embroidery fabric and fiber type electronic device using the same | |
| Eike et al. | Technical considerations and specifications for conductive machine embroidery | |
| Vuohijoki et al. | Punch-Needled Passive UHF RFID Tag Dipole Antennas–Design, Fabrication, and Initial Wireless Evaluation | |
| JP2009218683A (en) | Sheet structured material for communication | |
| WO2020179172A1 (en) | Fusible interlining fabric |