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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen textilen Leiter.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 102 42 785 A1 sind elektrisch leitende, elastische Verbundgarne bekannt, die einen elastischen Kern und zumindest einen, um den Kern gewundenen, elektrisch leitfähigen Faden aufweisen. Aus den genannten Verbundgarnen können elektrisch leitfähige Gewebe gefertigt werden.
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Die
DE 198 26 120 A1 offenbart ein leitendes Textilgewebe, in das zusätzlich zu nichtleitenden Kett- und Schussfäden leitfähige Kettfäden eingewoben werden können. Diese elektrisch leitfähigen Kettfäden bestehen aus einem thermoplastischen Kunststoff, der mit einem die Leitfähigkeit erhöhenden Zusatz oder einer entsprechenden Beschichtung ausgestattet ist. Unter Wärmeeinwirkung schrumpfen solche Thermoplasten.
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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.
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Ein textiler Leiter sollte daher über Bereiche verfügen, in denen auf einfache Weise ein elektrischer Kontakt zu einer weiteren elektrisch leitfähigen Komponente des leitfähigen Textils hergestellt werden kann. In den weit überwiegenden Bereichen des textilen Leiters, in denen keine Kontaktierung erforderlich ist, muss der textile Leiter aber elektrisch isoliert ausgestattet sein, damit es zu keinen Kurzschlüssen mit anderen elektrisch leitfähigen Komponenten des Textils kommen kann. Daneben muss er selbstverständlich das Erfordernis einer textilen Haptik und einer textilen Optik erfüllen.
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Aus der
US 4 664 158 A ist in diesem Zusammenhang ein textiler Leiter in Form eines Gewebes bekannt. Das Gewebe umfasst nicht leitfähige Schussfäden sowie zwei Arten von Kettfäden, wobei eine Art von Kettfaden elektrische Leitfähigkeit aufweist und die andere Art von Kettfaden keine elektrische Leitfähigkeit besitzt. Die elektrisch leitfähigen Kettfäden weisen Ausschlaufungen auf, die über die Ebene des textilen Leiters hinausragen. Diese Ausschlaufungen der elektrisch leitfähigen Kettfäden können durch das Haar eines Trägers in Kontakt mit dessen Haut treten. Die Ausschlaufungen der elektrisch leitfähigen Kettfäden gemäß
US 4 664 158 A bilden sich ausschließlich bei Verwendung von unelastischen Kettfäden, da elastische Fäden nach Dehnung in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren, ohne Ausschlaufungen zu bilden.
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Die Ausbildung von Bereichen, in denen auf einfache Weise ein elektrischer Kontakt zu einer weiteren elektrisch leitfähigen Komponente hergestellt werden kann, neben elektrisch isolierten Bereichen ist von der
US 4 664 158 A nicht befriedigend gelöst. Es besteht daher weiter ein Bedarf an textilen Leitern, die neben einer guten textilen Haptik und Optik in vorgewählten Bereichen leicht zu kontaktieren sind und deren übrige Oberfläche elektrisch isoliert ausgestattet ist.
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Darstellung der Erfindung
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Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zu Grunde, einen textilen Leiter bereitzustellen, der einen textilen Charakter aufweist, in vorgewählten Bereichen einfach zu kontaktieren ist und dessen übrige Oberfläche elektrisch isoliert ausgestattet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den textilen Leiter gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Details, Aspekte und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung, den Beispielen und den Zeichnungen.
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Der erfindungsgemäße textile Leiter umfasst nicht leitfähige Schussfäden und zumindest zwei Arten von Kettfäden, wobei zumindest eine Art Kettfaden elektrische Leitfähigkeit und zumindest eine Art Kettfaden keine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Die elektrisch nicht leitfähigen Kettfäden weisen zumindest in einem Teilbereich des textilen Leiters Ausschlaufungen auf, die über die durch den Verlauf der elektrisch leitfähigen Kettfäden definierte Ebene des textilen Leiters hinausragen. Bei zumindest einer Art von elektrisch leitfähigem Kettfaden handelt es sich um ein elastisches, elektrisch leitfähiges Kombinationsgarn.
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Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen sind gemäß der vorliegenden Erfindung keine zusätzlichen isolierenden Elemente zur Vermeidung elektrischer Kurzschlüsse im Textil erforderlich. Die Isolierung ist in extrem einfacher Weise bereits in den textilen Leiter integriert. Die an sich elektrisch leitfähigen Bereiche der erfindungsgemäßen textilen Leiter verfügen an der nach oben bzw. unten zeigenden Seite komplett oder nur teilweise über Ausschlaufungen der elektrisch nicht leitfähigen Kettfaden. Diese über die Textiloberfläche hinausragenden Schlaufen zeigen ein Erscheinungsbild wie Frottierstoff. Aus diesen schlaufigen Bereichen werden die Bereiche, in denen eine Kontaktierung beabsichtigt ist, ausgespart.
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Die über die Textiloberfläche hinausragenden Schlaufen sind dem Fachmann als Flottungen bekannt. Die Bildung der Schlaufen ist auf verschiedene Arten möglich, die alle von der vorliegenden Erfindung umfasst sein sollen. Beispielsweise können nach dem Weben bestimmte Fäden ein kurzes Stück aus dem gewebten Material herausgezogen werden, wodurch es zur Bildung der Ausschlaufungen kommt.
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Wegen der Bedeutung der Ausschlaufungen für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung soll eine weitere Methode zur Bildung der Schlaufen näher erläutert werden, wobei die vorliegende Erfindung aber nicht auf dieses Verfahren beschränkt sein soll. Wie bereits erwähnt umfasst der erfindungsgemäße textile Leiter nicht leitfähige Schussfäden und zumindest zwei Arten von Kettfäden. Dabei weist zumindest eine Art Kettfaden elektrische Leitfähigkeit auf und zumindest eine Art Kettfaden weist keine elektrische Leitfähigkeit auf.
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Zur Herstellung der Ausschlaufungen mit der nachfolgend beschriebenen Methode ist es erforderlich, dass die elektrisch nicht leitfähigen Kettfäden im Wesentlichen unelastisch sind, während die elektrisch leitfähigen Kettfaden elastisch sind. Beim Weben des textilen Leiters werden die elastischen, elektrisch leitfähigen Kettfäden unter Spannung gesetzt und dadurch gedehnt, während die elektrisch nicht leitfähigen, unelastischen Kettfäden ohne Spannung verwoben werden. Ein unelastischer Kettfaden wird nun beispielsweise derart verwoben, dass er abwechselnd über 3 Schussfäden, unter einem Schussfaden, über 3 Schussfäden, unter einem Schussfaden, usw. geführt wird. Benachbart wird ein elastischer Kettfaden unter Spannung beispielsweise derart verwoben, dass er abwechselnd über 2 Schussfäden, unter 2 Schussfäden, über 2 Schussfäden, unter 2 Schussfäden, usw. geführt wird.
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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 wird die Strecke, die der nicht elastische Kettfaden bei seinem Weg über 3 Schussfäden zu überwinden hat, geringer. Da die Länge des nicht elastischen Kettfadens selbstverständlich nicht beeinflusst wird und konstant bleibt, kommt es zwangsläufig 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.
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Das beschriebene Webmuster, bei dem der nicht elastische Kettfaden abwechselnd über 3 Schussfäden und unter einem Schussfaden geführt wird, 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, da der Kettfaden ja nur unter einem Schussfaden geführt wird.
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Will man eine Schlaufenbildung auf beiden Seiten des textilen Leiters erreichen, so ist dies auf zwei Arten möglich. Der unelastische Kettfaden kann zum einen abwechselnd über 3 Schussfäden, unter 3 Schussfäden, über 3 Schussfäden, unter 3 Schussfäden, usw. geführt werden oder es wird ein unelastischer Kettfaden abwechselnd über 3 Schussfäden, unter einem Schussfaden, über 3 Schussfäden, unter einem Schussfaden, usw. geführt und der benachbarte Kettfaden wird abwechselnd über einem Schussfaden, unter 3 Schussfäden, über einem Schussfaden, unter 3 Schussfäden, usw. geführt. In beiden Fällen kommt es in den Bereichen, in denen der nicht elastische Kettfaden über oder unter 3 Schussfäden geführt wird, zu einer Schlaufenbildung. Die Ausschlaufungen befinden sich also in beiden Fällen sowohl auf der Oberseite wie auch auf der Unterseite des textilen Leiters.
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Wie erwähnt ist es zur Herstellung der Ausschlaufungen gemäß der beschriebenen Methode erforderlich, dass die elektrisch nicht leitfähigen Kettfäden im Wesentlichen unelastisch sind, während die elektrisch leitfähigen Kettfäden elastisch sind. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich daher bei zumindest einer Art elektrisch leitfähiger Kettfaden um elastische, elektrisch leitfähige Kettfäden. Insbesondere bevorzugt sind Ausführungsform, bei denen zudem zumindest eine Art im Wesentlichen nicht elastische, elektrisch nicht leitfähige Kettfäden verwendet werden.
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Eine mit dem erfindungsgemäßen textilen Leiter ausgestattete Heizjacke vermittelt einen textilen Eindruck. Die Heizjacke ist komplett maschinenwaschbar. 10 Maschinenwäschen bei 30°C und 400 UPM Schleuderdrehzahl überstehen die textilen Leiter ohne spürbare Einbußen in der Heizleistung.
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Bei dem textilen Leiter handelt es bevorzugt um Gewirke oder um Gewebe. Bei Gewirken und Geweben gestaltet sich die Herstellung der Ausschlaufungen des textilen Leiters besonders einfach.
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Erfindungsgemäß handelt es sich bei zumindest einem elektrisch leitfähigen Kettfaden des textilen Leiters um ein elastisches, elektrisch leitfähiges Kombinationsgarn. Besonders bevorzugt handelt es sich bei sämtlichen elektrisch leitfähigen Kettfäden um elektrisch leitfähige Kombinationsgarne. Wie nachfolgend geschildert, weist diese Art von Garnen eine große Vielfalt an Variationsmöglichkeiten im Hinblick auf Position, Länge und Anzahl der textilen Leiter im fertigen Textilprodukt auf. Die textilen Leiter können daher an die spezielle Tragesituation des elektrisch leitfähigen Textils angepasst werden.
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Textile Leiter müssen mechanisch beständig, waschbeständig, korrosionsbeständig und einfach zu kontaktieren sein. Diese Eigenschaften werden besonders gut durch die Verwendung von Kombinationsgarnen erreicht. Die textilen Anteile in den Kombinationsgarnen sorgen für Flexibilität und Reißfestigkeit. Metallische Anteile sorgen für dauerhafte, waschbeständige Leitfähigkeit.
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Eine geeignete Gruppe dieser Kombinationsgarne sowie Verfahren zu deren Herstellung sind beispielsweise in der
DE 103 42 787 A1 angegeben. Ganz allgemein hat sich die Verwendung von solchen Umwindegarnen als elektrisch leitfähige Kettfäden 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, elastischen Kerngarn, einer ersten Umwindung aus metallischen Fäden und einer zweiten, gegenläufig zur ersten Umwindung aufgebrachten textilen Umwindung.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein elektrisch leitfähiges Kombinationsgarn daher zumindest einen elastischen Kernfaden, zumindest einen, um den Kernfaden gewundenen elektrisch leitfähigen Faden und zumindest einen, um den Kernfaden gewundenen Umwindefaden.
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Als Kerngarne der elektrisch leitfähigen Kombinationsgarne haben sich 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 Kettfäden werden auch starre textile Kerngarne wie z. B. Multifilament-Palyestergarne eingesetzt. Besonders bevorzugt besteht der Kernfaden aus einem Elastomer, Naturgummi, Synthesegummi, Polyester-Elastan, Polyether-Elastan, modifiziertem Polyester, nachvernetztem Thermoplast, Polyester-Polyurethan-Elastomer und/oder Polyether-Polyurethan-Elastomer.
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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 und/oder Edelstahlfasern verwendet. Besonders bevorzugt werden Drähte aus Edelstahl, versilbertem Kupfer oder reinem Silber verwendet.
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Daneben können aber auch andere Metalle bzw. zusätzliche Beschichtungen in vorteilhafter Weise zum Einsatz kommen. Die Drähte können nicht nur als Monofilament sondern auch im Bündel, z. B. als Litze eingesetzt werden. In diesem Fall umfasst das elektrisch leitfähige Kombinationsgarn zumindest einen Kernfaden, zumindest ein, um den Kernfaden gewundenes elektrisch leitfähiges Multifilamentgarn und zumindest einen, um den mit dem elektrisch leitfähigen Multifilamentgarn umwundenen Kernfaden gewundenen äußeren Umwindefaden, wobei das elektrisch leitfähige Multifilamentgarn aus wenigstens zwei im Wesentlichen parallel laufenden Einzelfilamenten besteht.
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Besonders bevorzugt umfasst das elektrisch leitfähige Multifilamentgarn metallisierte, textile Multifilamentgarne, metallisch beschichtete Synthesefilamente, silberbeschichtete Filamente, silberbeschichtete Nylonfilamente, Edelstahlfilamente und/oder metallische Filamente. Besonders bevorzugt werden Litzen aus Edelstahl, versilbertem Kupfer oder reinem Silber verwendet.
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Die Durchmesser der monofilen Drähte liegen zwischen 10 μm und 100 μm, wobei der Bereich zwischen 20 μm und 80 μm bevorzugt ist. Die Einzelfilamente eines elektrisch leitfähigen Multifilamentgarns weisen einen Durchmesser zwischen 10 μm und 100 μm, bevorzugt zwischen 20 μm und 60 μm, besonders bevorzugt zwischen 30 μm und 50 μm auf.
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Durch die Verwendung eines leitfähigen Multifilamentgarns ergeben sich die Vorteile eines geringen Widerstands des textilen Leiters und einer großen metallischen Oberfläche. Besonders bevorzugt umfasst das elektrisch leitfähige Multifilamentgarn daher wenigstens 3, wenigstens 4, wenigstens 5, wenigstens 10, wenigstens 15, wenigstens 20, wenigstens 25, wenigstens 35 und besonders bevorzugt wenigstens 50 Einzelfilamente.
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Weist das elektrisch leitfähige Multifilamentgarn eine ausreichende Leitfähigkeit auf, so kann schon aus wirtschaftlichen Erwägungen auf weitere zusätzliche leitfähige Einzelfilamente verzichtet werden. Besonders bevorzugt umfasst das elektrisch leitfähige Multifilamentgarn daher maximal 500, maximal 400, maximal 300, maximal 250, maximal 200, maximal 150, maximal 125, maximal 100 und besonders bevorzugt maximal 75 Einzelfilamente.
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Die leitfähige Komponente des leitfähigen Kettfadens soll im Fall einer Kontaktstelle des textilen Leiters einfach mit einem zweiten textilen Leiter in elektrischen Kontakt gebracht werden können. Eine genügend große Oberfläche der leitfähigen Bestandteile ist daher erforderlich. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elektrisch leitfähige Multifilamentgarn daher pro Meter Garn mindestens 250-mal, bevorzugt mindestens 500-mal, besonders bevorzugt mindestens 1000-mal um den Kernfaden gewickelt.
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Die äußere Umwindung der 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 metallischen Komponenten des leitfähigen Kettfadens werden also zumindest an den Stellen, an denen eine textile Kontaktierung des textilen Leiters erfolgen soll, nicht bzw. nicht vollständig abgedeckt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Umwindefaden pro Meter Garn daher maximal 1000-mal, bevorzugt maximal 500-mal, besonders bevorzugt maximal 250-mal um das elektrisch leitfähige Multifilamentgarn gewickelt.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der elektrisch leitfähige Faden und der Umwindefaden gegensinnig um den elastischen Kernfaden gewickelt. Im Falle der Verwendung als Kettfaden 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 die Verarbeitung zu einem textilen Leiter in vorteilhafter Weise sicher gestellt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegendes Erfindung umfasst der textile Leiter parallel zueinander verlaufende Streifen, die entweder elektrische Leitfähigkeit aufweisen oder aber elektrisch isolierend wirken. Bevorzugt umfasst der textile Leiter daher einen ersten isolierenden Bereich, der ausschließlich elektrisch nicht leitfähige Kettfäden umfasst, und einen zweiten elektrisch leitfähigen Bereich mit zumindest zwei elektrisch leitfähigen Kettfäden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der textile Leiter einen dritten isolierenden Bereich, der ausschließlich elektrisch nicht leitfähige Kettfäden umfasst, wobei der leitfähige Bereich zwischen den beiden isolierenden Bereichen angeordnet ist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der textile Leiter also drei parallele Streifen mit der Abfolge elektrisch isolierender Nährand, elektrisch leitender Streifen und elektrisch isolierender Nährand auf. Beide Ränder des textilen Leiters werden also durch Bereiche gebildet, die ausschließlich elektrisch nicht leitfähige Kettfäden umfassen. Dadurch sind textile Leiter mit isolierten Rändern zugänglich, die in einfacher Weise in beliebigen Textilien verarbeitet werden können.
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In einer besonders bevorzugten Form weist der textile Leiter abwechselnd Bereiche mit ausschließlich elektrisch nicht leitfähigen Kettfäden und Bereiche mit zumindest zwei elektrisch leitfähigen Kettfäden auf. Beispielsweise besteht der textile Leiter gemäß einer solchen besonders bevorzugten Ausführungsform aus 5 parallelen Streifen in der Abfolge elektrisch isolierender Nährand, elektrisch leitender Streifen, elektrisch isolierender Mittelstreifen, elektrisch leitender Streifen und elektrisch isolierender Nährand. Bei der Verwendung des textilen Leiters als Zuleitung zu beispielsweise einem Sensor sind häufig mehrere elektrisch leitfähige Verbindungen erforderlich. Diese werden durch den beschriebenen textilen Leiter in einfacher Weise bereitgestellt.
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Alle genannten Streifen bestehen ihrerseits aus mehreren parallel zueinander angeordneten Einzelgarnen. Bevorzugt umfasst zumindest ein elektrisch nicht leitfähiger Bereich des textilen Leiters zumindest 3, bevorzugt zumindest 4, zumindest 5, zumindest 6, zumindest 7, zumindest 8, zumindest 9 und besonders bevorzugt zumindest 10 textile Kettfäden. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen zumindest ein elektrisch leitfähiger Bereich des textilen Leiters zumindest 3, bevorzugt zumindest 4, zumindest 5, zumindest 6, zumindest 7, zumindest 8, zumindest 9 und besonders bevorzugt zumindest 10 elektrisch leitfähige Kettfäden umfasst.
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In den elektrisch leitfähigen Bereichen des textilen Leiters ist zwischen den elektrisch leitfähigen Kettfäden zumindest ein elektrisch nicht leitfähiger Kettfaden eingewoben oder eingewirkt. Die in den an sich elektrisch leitfähigen Bereichen des textilen Leiters anwesenden elektrisch nicht leitfähigen Kettfäden werden mit den bereits beschriebenen Ausschlaufungen versehen, die eine elektrische Isolierung von Teilbereichen der elektrisch leitfähigen Bereiche des textilen Leiters bewirken. Daneben werden auch die textilen Eigenschaften des textilen Leiters verbessert und an die Tragesituation angepasst.
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Bevorzugt verlaufen in zumindest einem elektrisch leitfähigen Bereich des textilen Leiters zumindest 2, zumindest 3, zumindest 4, zumindest 5, zumindest 6, zumindest 7, zumindest 8, zumindest 9 und besonders bevorzugt zumindest 10 elektrisch leitfähige Kettfäden benachbart zueinander. Die aneinander grenzenden elektrisch leitfähigen Einzelgarne eines Streifens stehen untereinander lateral in elektrischem Kontakt. Durch die Gesamtzahl an elektrisch leitfähigen Kettfäden kann die Gesamtleitfähigkeit des textilen Leiters variiert werden. Selbstverständlich steigt die Leitfähigkeit des textilen Leiters mit zunehmender Zahl an elektrisch leitfähigen Kettfäden.
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In den elektrisch leitfähigen Bereichen des textilen Leiters sind also immer elektrisch leitfähige Kettfäden und zumindest ein elektrisch nicht leitfähiger Kettfaden anwesend. Die Abfolge, in der die beiden verschiedenen Arten von Kettfäden in dem textilen Leiter vorliegen, ist grundsätzlich beliebig. Beispielsweise kann eine Abfolge leitfähiger Kettfaden, nicht leitfähiger Kettfaden, leitfähiger Kettfaden, nicht leitfähiger Kettfaden, usw. gewählt werden. Es können aber auch mehrere leitfähige Kettfäden nebeneinander verwendet werden. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform stehen solche benachbart verlaufende Kettfäden mit elektrischer Leitfähigkeit in elektrischen Kontakt miteinander. Eine solche Anordnung kann Vorteile bei der Kontaktierung zweier textiler Leiter bieten.
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Die Kontaktierung zwischen den elektrisch leitfähigen Elementen erfolgt mittels textiler Nähtechniken. Dabei kommen insbesondere Näh-, Stick- und Riegeltechniken zum Einsatz.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen 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. Es zeigen
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1a eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den in 2 dargestellten textilen Leiter entlang der Linie I-I;
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1b eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch den in 2 dargestellten textilen Leiter entlang der Linie II-II;
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2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen textilen Leiter;
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3 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen textilen Leiter;
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4 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen textilen Leiter.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Beispiel 1: Elektrisch beheizbare Jacke
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Zur Verbindung eines Heizleiters mit einer Stromversorgung weist die Heizjacke ein textiles Zuleitungsband auf. Das in 2 dargestellte textile Zuleitungsband weist einen Leiter aus Reinsilberlitze auf, wobei das Bandgewebe teilweise durch Ausschlaufungen abgedeckt ist.
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Das Zuleitungsband weist einen leitfähigen Bereich 4 auf, der von zwei nicht leitfähigen Bereichen 3 und 5 begrenzt wird.
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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
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Der Kettbaum weist symmetrisch um die 6 elastischen leitfähigen Kettfäden in der Mitte (Bereich 4) jeweils 8 nicht leitfähige Kettfäden links (Bereich 3) und rechts (Bereich 5) auf. Im Bereich 4 der leitfähigen Garne sind weitere relativ dünne, unelastische, nicht leitfähige Polyester-Kettfäden (110 dtex) eingebracht. Diese stören den Kontakt zwischen den leitfähigen Garnen untereinander nicht. Die Bänder werden auf einem Bandwebstuhl gewebt.
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Die Oberseite des leitfähigen Bereiches 4 des Bandes ist an vorbestimmten Stellen 9 glatt ausgeführt (siehe 1a, 1b). Die leitfähigen Drähte können direkt kontaktiert werden. Die Unterseite 8 des Bandes zeigt im Bereich 4 der leitfähigen Garne Ausschlaufungen 2 der Kettfäden, die eine direkte Kontaktierung der leitfähigen Drähte verhindern. Die Ausschlaufungen 2 bestehen aus nicht leitfähigen Polyestermultifilament-Kettfäden.
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Zur Herstellung der Ausschlaufungen werden die elastischen, elektrisch leitfähigen 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.
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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.
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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.
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Zwei der beschriebenen Bänder können in einfacher Weise miteinander in elektrischen Kontakt gebracht werden. Dazu werden bei beiden Bändern bestimmte Stellen 9 der elektrisch leitfähigen Bereiche 4 der Bänder nicht mit Ausschlaufungen 2 ausgestattet (siehe 4). An diesen Stellen 9 sind die leitfähigen Drähte direkt zugänglich. Die beiden entsprechend ausgestatteten Bänder müssen nun nur mit zueinander weisenden Oberseiten aufeinander gelegt werden, wobei darauf geachtet werden muss, dass jeweils nicht mit Ausschlaufungen 2 ausgestattete Stellen beider Bänder aufeinander zu liegen kommen. Die beiden Bänder können mit Hilfe von nicht leitfähigen Garnen miteinander vernäht werden, wodurch sich ein gut leitender, beständiger elektrischer Kontakt zwischen den beiden Bändern ergibt, der nach außen elektrisch isoliert ist.
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Eine mit den beschriebenen Zuleitungsbändern ausgestattete Heizjacke vermittelt einen komplett textilen Eindruck. Die Heizleiter, die Zuleitungsbänder und die Kontaktstellen zwischen zwei Bändern sind von außen nicht zu sehen und nicht zu spüren. Die Jacke ist komplett maschinenwaschbar. 10 Maschinenwäschen bei 30°C und 400 UPM Schleuderdrehzahl überstehen die textilen Leiter ohne spürbare Einbußen in der Heizleistung.
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Beispiel 2: Elektrisch beheizbare Jacke
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Zur Verbindung eines Heizleiters mit einer Stromversorgung weist die Heizjacke ein textiles Zuleitungsband auf. Bei dem in den 3 und 4 dargestellten textilen Zuleitungsband handelt es sich um ein Bandgewebe mit einem Leiter aus Reinsilberlitze, wobei das Bandgewebe teilweise durch Ausschlaufungen abgedeckt ist.
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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
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Der Kettbaum weist von links nach rechts betrachtet folgende Fadenfolge auf (siehe 4):
- • Bereich 3:
8 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
- • Bereich 4:
6 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
- • Bereich 6:
10 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
- • Bereich 7:
6 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex nicht vollständig abdeckend
- • Bereich 5:
8 Kettfäden – Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex
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Im Bereich der elastischen leitfähigen Kettfäden den sind weitere relativ dünne, unelastische, nicht leitfähige Polyester Kettfäden (110 dtex) eingebracht. Diese stören den Kontakt zwischen den leitfähigen Garnen untereinander nicht. Die Bänder werden auf einem Bandwebstuhl gewebt.
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Die Oberseite der leitfähigen Bereiche 4 und 7 ist an vorbestimmten Stellen glatt ausgeführt (siehe 4, 1a, 1b). Die leitfähigen Drähte können direkt kontaktiert werden. Die Unterseite 8 des Bandes zeigt im Bereich 4 der leitfähigen Garne Ausschlaufungen 2 der Kettfäden, die eine direkte Kontaktierung der leitfähigen Drähte verhindern. Die Ausschlaufungen 2 bestehen aus nicht leitfähigen Polyestermultifilament-Kettfäden.
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Die Herstellung der Ausschlaufungen erfolgt wie für das Beispiel 1 beschrieben.
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Zwei der beschriebenen Bänder können in einfacher Weise miteinander in elektrischen Kontakt gebracht werden. Dazu werden bei beiden Bändern bestimmte Stellen 9 der elektrisch leitfähigen Bereiche 4, 7 der Bänder nicht mit Ausschlaufungen 2 ausgestattet (siehe 4). An diesen Stellen 9 sind die leitfähigen Drähte direkt zugänglich. Die beiden entsprechend ausgestatteten Bänder müssen nun nur mit zueinander weisenden Oberseiten aufeinander gelegt werden, wobei darauf geachtet werden muss, dass jeweils nicht mit Ausschlaufungen 2 ausgestattete Stellen beider Bänder aufeinander zu liegen kommen. Die beiden Bänder können mit Hilfe von nicht leitfähigen Garnen miteinander vernäht werden, wodurch sich ein gut leitender, beständiger elektrischer Kontakt zwischen den beiden Bändern ergibt, der nach außen elektrisch isoliert ist.
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Eine mit den beschriebenen Zuleitungsbändern ausgestattete 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 textilen Leiter ohne spürbare Einbußen in der Heizleistung.
