DE102007014477A1

DE102007014477A1 - Smart Textile Products

Info

Publication number: DE102007014477A1
Application number: DE200710014477
Authority: DE
Inventors: Katharina Bobrowski; Veronika Daubmeier; Georg Dr. Maier; Robert Dr. Nusko
Original assignee: RENT A SCIENTIST GmbH; RENT-A-SCIENTIST GmbH
Current assignee: RENT A SCIENTIST GmbH; RENT-A-SCIENTIST GmbH
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2008-09-25

Abstract

Beschrieben werden textile Produkte und verschiedene Komponenten solcher textilen Produkte sowie Verfahren zur Herstellung der textilen Produkte und der Komponenten der textilen Produkte.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft „smart textile products", verschiedene Komponenten dieser „smart textile products" sowie Verfahren zu deren Herstellung.
Stand der Technik
Als Funktionstextilien werden Bekleidungs- und Heimtextilien bezeichnet, die durch einen High-rech-Prozess entstehen. Der funktionelle Mehrwert entsteht durch die Auswahl von Fasern, Garnen, die Art der Gewebekonstruktion sowie durch die Ausrüstung der Textilien.
Im Wäschebereich ist Funktionswäsche bekannt, die als unterste Schicht im Bekleidungssystem getragen wird. Es wird ein angenehmes Mikroklima auf der Haut erzeugt und Schweiß und Feuchtigkeit von der Hautoberfläche durch das Textil hindurch abtransportiert. Hierzu finden Fasern Verwendung, die für einen guten Feuchtetransport sorgen, also selbst nur wenig Feuchtigkeit aufnehmen. In Frage kommen synthetische Fasern wie Polyester, Polyamid und Polypropylen.
Unter "Smart Clothes" oder „smart textile products" versteht man Bekleidung mit intelligenten Funktionen, die in der Regel durch elektronische Komponenten (electronic wear) realisiert werden. Bereits bekannt sind Produkte, in denen diverse Anwendungen im Bereich Multimedia, Sicherheit und Komfort umgesetzt sind. All diese Produkte weisen zumindest einen der nachfolgenden Nachteile auf:

• Starre Konstruktionen
• Eingeschränkter textiler Charakter
• Eingeschränkte Waschbeständigkeit
• Eingeschränkte Korrosionsbeständigkeit
• Eingeschränkte mechanische Beständigkeit
• Verwendung von Maschinen, die in der Textil- und Bekleidungsindustrie unüblich sind

Darstellung der Erfindung
Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Es sollen textile Produkte und verschiedene Komponenten solcher textilen Produkte sowie Verfahren zur Herstellung der textilen Produkte und der Komponenten der textilen Produkte zur Verfügung gestellt werden.
Bei den genannten Komponenten der textilen Produkte handelt es sich beispielsweise um:

• An die speziellen Anforderungen der Produkte angepasste Anwendungen
• Integrierte textile Schnittstellen
• Adaptierte Kontaktierung von Leuchtdioden (LEDs) auf Textilien
• Integrierte Kontaktierung von Leuchtdioden (LEDs) auf Textilien
• Textile Fertigung
• Textile Überwindung der Schnittgrenzen
• Überschneidungen der leitfähigen Garnen
• Textile Taster
• Textile Schalter durch Druckknöpfe

Durch die von der vorliegenden Erfindung umfassten Komponenten und insbesondere durch die Kombination dieser Komponenten und deren spezieller Verknüpfung untereinander, können völlig textile, weitgehend wasch- und korrosionsbeständige „smart textile products" hergestellt werden.
Elektrisch leitfähige Garne
Den elektrisch leitfähigen Garnen kommt die Aufgabe der Versorgung der einzelnen Komponenten mit elektrischem Strom oder die Aufgabe der Datenübertragung zwischen den Komponenten zu. Zum Einsatz im Textil müssen sie überdies mechanisch beständig, waschbeständig, korrosionsbeständig und einfach zu kontaktieren sein. Diese Eigenschaften werden durch die Verwendung von Umwindegarnen erreicht. Textile Anteile in den Umwindegarnen sorgen für Flexibilität und Reißfestigkeit. Metallische Anteile sorgen für dauerhafte, waschbeständige Leitfähigkeit.
Eine geeignete Gruppe solcher Garne sowie Verfahren zu deren Herstellung sind beispielsweise in der DE 103 42 787 A1 angegeben. Die leitfähigen Kombinationsgarne der DE 103 42 787 A1 sind in allen dort beschriebenen Ausführungsformen im Rahmen der vorliegenden Erfindung als elektrisch leitfähige Garne einsetzbar. Im Allgemeinen handelt es sich unabhängig von der spezifischen Konstruktion um Garne mit textilem Kerngarn, einer ersten Umwindung aus metallischen Fäden und einer zweiten, gegenläufig zur ersten Umwindung aufgebrachten textilen Umwindung. Entsprechend dem jeweiligen Verwenduungszweck werden Garne mit einem elastischen oder nicht elastischen Kern verwendet.
Für nicht elastische Garne sind starre textile Kerngarne wie z. B. Multifilament-Polyestergarne geeignet. Als elastische Kerngarne haben sich besonders Elastomere wie z. B. Lycra in einer Stärke von 800 dtex bis 5000 dtex bewährt. Das Elastomer verleiht dem Garn Flexibilität, Elastizität und mechanische Beständigkeit gegen Zug, Druck und laterale Belastung.
Als leitfähige Komponente werden bevorzugt Drähte aus Edelstahl, versilbertem Kupfer oder reinem Silber eingesetzt. Andere Metalle bzw. zusätzliche Beschichtungen können ggf. vorteilhaft eingesetzt werden. Die Drähte können als Monofilament oder im Bündel, z. B. als Litze eingesetzt werden. Die Durchmesser bewegen sich zwischen 10 µm und 100 µm, wobei der Bereich zwischen 20 µm und 80 µm als typisch bezeichnet werden kann.
Die äußere Umwindung besteht bevorzugt aus synthetischen Multifilamenten. 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 äußere Umwindung nur partiell aufgebracht, so kann der metallische Leiter leichter von außen mittels textiler Verfahren kontaktiert werden. Wird die innere Umwindung vollständig abgedeckt, muss die äußere Umwindung vor einer textilen Kontaktierung entfernt werden. Daneben kann für die äußere Umwindung ein leitfähiges Material, z. B. Shieldex, verwendet werden.

Für die Umsetzung der Applikationen werden die folgenden Garnkonstruktionen verwendet:

Bezeichnung	Konstruktion	Experimenteller Widerstand Ω/m
6886-X	Kern Lycra 1880 dtex 1. Umwindung Cu/Ag 71 µm unlackiert 2. Umwindung PES text. 110/36/1 dtex, vollabgedeckt	15
6989-X	Kern Lycra 1880 dtex 1. Umwindung Cu/Ag 1 + 6 × 40 µm unlackiert PES text. 50/24/1 dtex, 2. Umwindung teilabgedeckt	5
7231-G	Kern PES text. 167/30/2 dtex 1. Umwindung Cu/Ag 40 µm unlackiert 2. Umwindung Shieldex 78/18/1 dtex, vollabgedeckt	24

Textile Zuleitungsbänder
Die elektrische Verbindung zwischen den leitfähigen Garnen und der vom Textil trennbaren Energiequelle wird über textile gewebte Zuleitungsbänder hergestellt. Für die Herstellung der Zuleitungsbänder werden Umwindegarne als Kettfäden mit hoher elektrischer Leitfähigkeit verwendet. Die innere leitende Umwindung besteht aus Feindrähten bzw. Litzen aus versilbertem Kupfer oder reinem Silber.
Als Kette werden abwechselnd leitende oder nicht leitende Garne angeordnet. Es bilden immer mehrere Fäden einen leitenden bzw. nicht leitenden Bereich.
Geeignete textile Zuleitungsbänder sind aus der DE 20 2006 001 384 bekannt. Die Bänder der DE 20 2006 001 384 sind in allen dort beschriebenen Ausführungsformen im Rahmen der vorliegenden Erfindung als textile Zuleitungsbänder mit elektrisch leitfähigen Bereichen und elektrisch nicht leitfähigen Bereichen einsetzbar. Als besonders geeignet im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben sich die in der DE 20 2006 001 384 beschriebenen Ausschlaufungen herausgestellt, durch die eine elektrische Isolierung von an sich elektrisch leitfähigen Bereichen der textilen Zuleitungsbänder erreicht werden kann.
Eine typische Konstruktion des Zuleitungsbandes ist in 1 dargestellt und besteht aus fünf Bereichen, die wie folgt angeordnet sind:

• Nährand 30 aus nicht leitenden Garnen
• elektrisch leitfähiger Bereich 31
• Nicht leitender Mittelstreifen 32
• elektrisch leitfähiger Bereich 31
• Nährand 30 aus nicht leitenden Garnen

Die leitenden Bereiche bestehen jeweils aus:

6 Kettfäden-Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex vollabgedeckt

Die Nähränder bestehen jeweils aus:

8 Kettfäden-Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex

Der Mittelstreifen besteht aus:

10 Kettfäden-Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex

Eine weitere typische Anordnung ist in 2 gezeigt und stellt sich folgendermaßen dar:

• Nährand 30 aus nicht leitenden Garnen
• elektrisch leitfähiger Bereich 31
• Nährand 30 aus nicht leitenden Garnen

Der leitende Bereich besteht aus:

10 Ketffäden-Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Litze 6 + 1 0,04 mm Silber, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex vollabgedeckt

Der Nährand besteht jeweils aus:

4 Ketffäden-Umwindegarn; Kern Lycra 1880 dtex, 1. Umspinnung Polyester 110 dtex, 2. Umspinnung Polyamid 110 dtex

Zur Vermeidung elektrischer Kurzschlüsse im Textil werden im Zuleitungsband zusätzliche Ketffäden aus nicht leitenden Muitifilamenten eingearbeitet, die an der Bandoberfläche Flottungen ausbilden. Auf Flottungen wird in den Bereichen des Bandes verzichtet, an denen eine Kontaktierung erfolgen soll.
Textile Leitungen
Die elektrisch leitfähigen Garne können mittels verschiedener Näh-, Stick- oder Belegtechniken auf ein Textil aufgebracht werden.
Ein elektrisch leitfähiges Garn kann erfindungsgemäß als Spulenfaden eingesetzt werden. Die Einarbeitung des Garnes als Spulenfaden einer Doppelsteppstichnaht empfiehlt sich hauptsächlich für elastische leitfähige Garne. Der Nadel- und der Spulenfaden müssen dabei möglichst spannungsfrei zugeführt werden. Die Stichbildung erfolgt wie in 3 dargestellt auf der Nähgutunterseite.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Befestigung eines elektrisch leitfähigen Garns an einem textilen Flächengebilde, wobei das elektrisch leitfähige Garn als Nadel- und Spulenfaden eingesetzt wird. Diese Verarbeitung der elektrisch leitfähigen Garne als Nadelfaden ist nur für nicht elastische Garne geeignet. Diese können auf allen gängigen Bekleidungsmaschinen verarbeitet werden, u. a. Doppelsteppstichschnellnäher, Riegelautomaten, Einfach- oder Doppelkettenstichmaschine und Zick-Zack-Maschine. Die Nähparameter werden wie bei der Verwendung von Standardnähgarnen entsprechend dem verwendeten Material gewählt.
Ebenfalls von der vorliegenden Erfindung umfasst ist die Befestigung eines elektrisch leitfähigen Garns an einem textilen Flächengebilde, wobei das elektrisch leitfähige Garn als drittes Fadensystem in eine Zick-Zack-Naht eingelegt wird. Diese Verarbeitungsvariante ist vor allem für elastische elektrisch leitfähige Garne geeignet. Wie in 4 dargestellt wird das leitfähige Garn als drittes Fadensystem zugeführt und in die Zick-Zack-Naht eingelegt.
Textile Heizflächen
Die textilen Heizflächen bestehen aus Heizleiter, Stickfaden und Trägertextil. Die Trägertextilien bestehen bevorzugt aus leichten, formbeständigen textilen Flächengebilden. Als besonders geeignet haben sich Vliese aus Polyester, sowie Polyester- und Mischgewebe herausgestellt.
Besonders geeignet für die Herstellung von textilen Heizflächen ist die oben beschriebene Sticktechnik, bei der die Heizleiter als drittes Fadensystem in eine Zick-Zack-Naht eingelegt werden.
Die vorliegende Erfindung umfasst daher auch Verfahren zur Herstellung einer textilen Heizfläche, wobei als Heizleiter ein elektrisch leitfähiger Faden verwendet wird. Der elektrisch leitfähige Faden wird als drittes Fadensystem in eine Zick-Zack-Naht eingelegt.
Textile Kontaktierungen
Damit verschiedene Anwendungen umgesetzt werden können, werden dauerhafte bzw. lösbare Kontaktierungen benötigt.
Lösbare Kontaktierungen sind z. B. für den Anschluss einer Energiequelle an eine textile Leitung unumgänglich, denn die Energiequelle muss zum Aufladen und Waschen des Textils abgenommen werden. Auch andere elektronische Elemente, die ebenfalls eine schlechte Waschbarkeit aufweisen, benötigen eine lösbare Kontaktierung, z. B. LEDs.
Dauerhafte Kontaktierungen werden dagegen z. B. zum Anschluss des Zuleitungsbands an eine textile Leitung benötigt.
Die Herstellung der Kontaktierungen erfolgt unter Verwendung von Bekleidungsmaschinen (Doppelsteppstichschnellnäher und Riegelautomat). Zur textilen Kontaktierung kommen die nachfolgend beschriebenen Techniken zum Einsatz.
Die vorliegende Erfindung umfasst eine lösbare Kontaktierung zweier elektrisch leitfähiger Elemente durch metallische Druckknöpfe. Wie in 5 gezeigt wird ein leitfähiges Garn auf ein Textil aufgenäht, was entweder durch die Verwendung als Spulenfaden oder durch Einlegen als drittes Fadensystem in einer Zick-Zack-Naht erfolgen kann. An der Position der Leitung, an der die Kontaktierung erfolgen soll, wird ein Druckknopf eingeschlagen. Die Strom- und Datenübertragung erfolgt durch den Berührungskontakt zwischen dem leitenden Garn auf den Druckknopf. Unter dem Druckknopf kann zusätzlich ein Kontaktriegel und/oder ein leitfähiges Vlies platziert werden, welche den Kontakt stabilisieren und ferner die textile Leitung vor mechanischer Belastung schützen. Das Gegenstück des Druckknopfes wird auf die gleiche Weise mit einer textilen Leitung kontaktiert. Wird der Druckknopf geschlossen, findet eine Strom- und Datenübertragung von einem Teil der Leitung über den Druckknopf zum zweiten Teil der Leitung statt.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die lösbare Kontaktierung zweier elektrisch leitfähiger Elemente durch ein Klettband. Wie in 6 dargestellt wird ein leitfähiges Garn als Spulenfaden auf ein Textil aufgenäht. An der Stelle, an welcher der Kontakt entstehen soll, wird auf der rechten Warenseite ein Klettband aufgenäht. Mit dem Riegelautomaten wird im Verlauf der textilen Leitung ein Kontaktriegel gesetzt. Mit Hilfe des Kontaktriegels erfolgt eine Strom- und Datenübertragung von der Leitung auf die rechte Warenseite. Das Gegenstück des Klettbandes wird auf die gleiche Weise an eine textile Leitung kontaktiert. Der Kontakt zwischen beiden Leitungen entsteht durch die Berührung beider Kontaktriegel, wenn die Klettbandhälften aufeinandergefügt werden.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die lösbare Kontaktierung zweier elektrisch leitfähiger Elemente durch Berührungsflächen. Wie in 7 gezeigt bildet das Herstellen von Kontaktflächen mit Riegeln aus 7231-G eine weitere Möglichkeit zur Strom- und Datenübertragung über Berührungsflächen. Diese Variante eignet sich vor allem für die Realisierung von textilen Kupplungen, um Steckverbindungen von Klinkensteckern verschiedener Größen und Bauformen umzusetzen. Für jede Kontaktfläche des Steckers muss eine entsprechende textile Kontaktfläche gesetzt werden. Abhängig von der Beschaffenheit des Textils empfiehlt sich die Verwendung eines rutschhemmenden Materials für die Gestaltung einer textilen Kupplung.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine dauerhafte Kontaktierung zwischen Zuleitungsband und leitfähigem Garn. Wie in 8 dargestellt wird ein leitfähiges Garn auf ein Textil aufgenäht, was entweder durch die Verwendung als Spulenfaden oder durch Einlegen als drittes Fadensystem in einer Zick-Zack-Naht erfolgen kann. Das Zuleitungsband wird an die textile Leitung geriegelt, wobei die isolierte Seite des Bandes zum Textil gerichtet ist. Für die Herstellung des Riegels wird ein leitfähiges Garn verwendet. Hierbei muss beachtet werden, dass durch den Riegel ein Kontakt zwischen der textilen Leitung und dem leitenden Bereich des Bandes geschaffen wird.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch die dauerhafte Kontaktierung zwischen zwei Zuleitungsbändern. Wie in 9 gezeigt werden die Zuleitungsbänder wie oben beschrieben an eine textile Leitung kontaktiert. Die Kontaktierung der Zuleitungsbänder miteinander erfolgt über einen mehrfachen Anfangs- und Endriegel, wobei die leitenden Bereiche der Bänder zueinander gerichtet sind. Für die Herstellung der Riegel wird ein Standardnähgarn verwendet.
Überbrückung von Schnittteilgrenzen
Aus schnitttechnischen Gründen ist es nicht zu vermeiden, dass Teilabschnitte einer textilen Leitung über mehrere Schnittteile verlaufen, die während des Nähprozesses zu einer Gesamtleitung verbunden werden müssen. Durch die Verbindung von Teilabschnitten einer Leitung darf der Strom- und Datenfluss nicht beeinträchtigt werden.
Die vorliegende Erfindung umfasst daher auch Verfahren zur elektrisch leitfähigen Überbrückung von Schnittteilgrenzen. Grundsätzlich gibt es zwei Varianten der Überbrückung von Schnittteilgrenzen. Zum einen können zwei Schnitteile durch eine Druckknopfkontaktierung lösbar miteinander verbunden werden. Eine dauerhafte Kontaktierung wird außerdem über einpolige Zuleitungsbänder erreicht, die durch entsprechende Riegel mit einem leiffähigen Garn oder einem weiteren Zuleitungsband verbunden werden.
Energieversorgung
Zur Energieversorgung des elektrisch beheizbaren Textils wird eine vom Textil trennbare Energieversorgungseinheit eingesetzt. Diese Einheit umfasst typischerweise:

• Energieversorgung in Form von wieder aufladbaren Akkus
• Anzeigeeinheit (z. B. Display, Summer, LED)
• Nach außen gerichtete Pole zur Kontaktierung
• Elektronik
• Tiefentladeschutz
• Gehäuse
• Steuereinheit

Textile Schalter
Für die Steuerung der Applikationen, die über eine externe Energiequelle versorgt werden, benötigt man textile Schalter oder Taster. Eine Ansteuerung von Applikationen über einen textilen Taster erfolgt durch eine programmierte Steuereinheit. Durch Betätigen des Tasters wird ein Impuls an die Steuereinheit gesendet und die Schaltung der Anwendungen ausgelöst. Ein textiler Schalter benötigt keine Steuereinheit. Die Steuerung erfolgt über eine lösbare Kontaktierung zwischen Energiequelle und textilem Leiter.
Beispiel 1: Sweatshirt
Zur Illustration der Erfindungen wird ein Sweatshirt beschrieben, das folgende Applikationen beinhaltet:

• Integrierte Heizung
• Adaptierte LEDs
• Energieversorgung
• Integrierte Datenleitung zur Audiosignalübertragung
• Adaptierter Lautsprecher zur Ausgabe der Audiosignale

Das Sweatshirt ist aus einem elastischen Material gefertigt und verfügt über eine abnehmbare Kapuze und einer aufgesetzten Eingrifftasche. In der Tasche ist eine Heizfunktion integriert. Zudem verfügt das Sweatshirt über adaptierte LEDs, die in allen Richtungen angebracht werden können. Die Energieversorgung der beiden Anwendungen erfolgt über vier NiMH-Akkus (AA) mit Tiefentladeschutz, welche im Saum untergebracht werden. Auf einem Ärmel befindet sich eine aufgesetzte Tasche für ein Musikwiedergabegerät. Die Datenleitung der Audiosignale erfolgt über integrierte leitfähige Garne zur Kapuze. In dieser sind die Lautsprecher zur Audiowiedergabe untergebracht.
Als Heizleiter der in 10 dargestellten integrierten Heizung wird das leitende Garn mit der Bezeichnung 6986-X verwendet. Die Heizung ist in der aufgesetzten Tasche integriert und besteht jeweils aus den o. g. Heizleitern und einem Trägertextil. Die Heizgarne werden als drittes Fadensystem in einer Zick-Zack-Naht auf der rechten Warenseite mit einem Polyesternähgarn aufgenäht. Die Energieversorgung erfolgt über eine externe Quelle mit einer Spannung von 4,8 V.
Die Länge des Heizgarnes wird so gewählt, dass mit dem Heizpad eine Temperatur von 33°C erreicht wird. Die Auslegung der Heizgarne steht in Abhängigkeit von der Größe des zu bestickenden Pads und der notwendigen Länge des Heizleiters.
Für die Stromversorgung werden die oben beschriebenen Zuleitungsbänder verwendet. Die dauerhafte Kontaktierung zwischen Zuleitungsband und leitfähigem Garn erfolgt durch einen Kontaktriegel.
Für die Anwendung „Leuchten" werden die in 11 gezeigten LEDs mit integriertem Vorwiderstand verwendet. Die Stromversorgung der LEDs erfolgt über eine elastische textile Leitung 6989-X, die als Spulenfaden in das Textil integriert worden ist. Die Kontaktierung der LEDs an die Stromversorgung des Sweatshirts erfolgt über eine Klettkontaktierung. Ein Teil des Klettbandes wird wie oben beschrieben auf eine textile Leitung kontaktiert. Auf dem Gegenstück des Klettbandes werden die Anode und die Kathode der LEDs mit einem Kontaktriegel angenäht. Für den Kontaktriegel wird das nicht elastische leitfähige Garn 7231-G verwendet.
Die LED wird mit Strom versorgt, wenn beide Teile des Klettbandes aufeinander gefügt sind und sich die Riegel berühren. Es ist zu beachten, dass die LED korrekt gepolt ist.
Für die in 12 dargestellte Energieversorgung werden vier NiMH Akkus (AA) mit je 1,2 V in Reihe geschalten, um eine Gesamtspannung von 4,8 V zu erhalten. Ein zu starkes Entladen der Akkus wird mit einem Tiefentladeschutz verhindert. Die Pole der Applikationen sind über angelötete Kabel nach Außen geführt. An deren Enden befinden sich Druckknöpfe, die eine Ansteuerung der Anwendungen ermöglichen. Für die Versorgung der Anwendungen werden zwei Plus- und ein gemeinsamer Minuspol benötigt.
Die einzelnen Anwendungen „Heizen" und „Leuchten" werden über ein Druckknopfbedienfeld angesteuert, dabei existieren folgende Steuerungsmöglichkeiten.

• Beleuchtung an/aus
• Heizung an/aus
• Alle Anwendungen an/aus

Die leitenden Garne für die Stromversorgung der Anwendungen „Heizen" und „Leuchten" werden über die oben beschriebene Druckknopfkontaktierung an die Stromquelle angeschlossen.
Mittels integrierter Datenleitungen wird eine Übertragung von MP3-Daten ermöglicht. Die Übertragung der Audiosignale von einem Musikwiedergabegerät auf die textilen Leitungen findet über einen Klinkenstecker statt, der mit einer textilen Kupplung an die textile Leitung kontaktiert wird. Für die Audiosignalübertragung wird ein Stereo-Klinkenstecker verwendet, so dass drei Leitungen mit einem Berührungskontakt ausgestattet werden müssen. Die Leitungen zur Audiosignalübertragung sind elastisch und werden als Spulenfaden in das Textil integriert. Für die Übertragung der Audiosignale müssen auf dem Sweatshirt und der Kapuze die leitfähigen Garne durch eine Druckknopfkontaktierung miteinander verbunden werden.
Die Ausgabe der Audiosignale erfolgt über in 13 gezeigte adaptierte Lautsprecher, die in die Kapuze des Sweatshirts eingebracht werden können. Die Übertragung der Audiosignale von den textilen Leitungen auf die Pole des Lautsprechers wird über einen oben beschriebenen Berührungskontakt realisiert. Der Lautsprecher wird in eine Schale eingelegt, die auf der linken Warenseite auf dem Textil angebracht ist. In der Schale ist ein Magnet eingeklebt, der den Lautsprecher zusätzlich in der Schale fixiert und den Berührungskontakt verstärkt.
Beispiel 2: Rucksack
Zur Illustration der Erfindungen wird ein Rucksack beschrieben, der folgende Applikationen beinhaltet:

• Integrierte LEDs
• Adaptierte Taschenlampe
• Textiler Taster mit Kontroll-LED
• Energieversorgung
• Integrierte Datenleitung zur Audiosignalübertragung

Der in den 14a und 14b dargestellte Rucksack verfügt über eine aktive und eine passive Beleuchtung. Die aktive Beleuchtung wird durch die Integration von LEDs umgesetzt. Auf dem Rucksack befinden sich zum einem LEDs, die nach hinten leuchten. Zum anderen befinden sich auf dem Schultergurt LEDs, die nach vorne leuchten. Die passive Beleuchtung wird durch Reflektormaterial umgesetzt, wobei der Rucksack angestrahlt werden muss. Alle Beleuchtungselemente werden über einen textilen Taster angesteuert, der auf einem Schultergurt positioniert ist. In diesem Schalter ist eine zusätzliche Kontroll-LED untergebracht, die die Aktivität der nach hinten strahlenden LEDs anzeigt.
Die Stromversorgung der Beleuchtungselemente und des textilen Tasters erfolgt über vier NiMH-Akkus (AA). Die Energiequelle wird im Boden des Rucksacks angeschlossen. Durch einen doppelten Boden entsteht ein Bodenfach, in dem die Akkubox untergebracht ist.
Im Inneren des Rucksacks befindet sich eine Eingrifftasche für ein Musikwiedergabegerät. Die Audiosignalausgabe erfolgt über Kopfhörer, die an einen Schultergurt angeschlossen werden können. Die Datenleitung der Audiosignale erfolgt über integrierte leitfähige Garne aus dem Rucksackinneren zum Schultergurt.
Wie in 15 dargestellt werden für die Umsetzung der Leuchtanwendungen zwei LED-Typen verwendet:

• Rücklicht: LEDs mit integriertem Vorwiderstand
• Abnehmbare Leuchte: LEDs ohne integrierten Widerstand, Regelung der Stromversorgung über den Controller

Für die Versorgung der LEDs werden textile Leitungen mit dem elastischen Garn 6989-X als Spulenfaden in das Textil integriert. Für die Kontaktierung der LEDs wird eine dauerhafte Kontaktierung über Kontaktriegel mit dem leitfähigen Garn 7231-G gewählt. Durch die Verwendung von einem leitfähigen Vlies wird die LEDs und der Kontakt zu der textilen Leitung stabilisiert.
Die in 16 gezeigte adaptierte Taschenlampe fungiert als Vorderlicht, wenn sie an die Stromversorgung des Rucksacks angeschlossen ist. Dazu wird sie über eine Klettkontaktierung an den Stromkreis angeschlossen. Wenn die Lampe von dem Stromkreis des Rucksackes getrennt wird, müssen die LEDs über eine eigene Stromquelle versorgt werden. Der Stromkreis zur Versorgung der LEDs über eine eigene Energiequelle wird durch eine Druckknopfkontaktierung geschlossen.
Der in den 17a und 17b dargestellte textile Taster ermöglicht die Ansteuerung der Beleuchtungselemente „Vorder-" und „Rücklicht". In den Taster ist zusätzlich eine Kontroll-LED integriert, die anzeigt, ob das Rücklicht in Betrieb ist. Durch das Betätigen das Tasters wird ein Impuls zu dem Controller gesendet, der in der Akkubox untergebracht ist. Über den Controller wird die Stromversorgung der Beleuchtungselemente gesteuert:

1. Drücken Vorderlicht
2. Drücken Rücklicht + Kontroll-LED
3. Drücken Vorderlicht + Rücklicht + Kontroll-LED
4. Drücken alle Beleuchtungselemente aus

Für die in 18 gezeigte Energieversorgung der Beleuchtungselemente werden vier NiMH Akkus (AA) mit je 1,2 V in Reihe geschalten, um eine Gesamtspannung von 4,8 V zu erhalten. Das Vorderlicht wird nur im adaptierten Zustand von dieser Stromquelle versorgt. Im Fall der Verwendung als Taschenlampe werden die LEDs über eine 3 V Knopfzelle versorgt.
Die vier NiMH Akkus sind in einer Box untergebracht, in der sich zusätzlich ein Controller befindet, der die Stromversorgung der Beleuchtungsapplikationen regelt und ein Piezopiepser, der ein Tonsignal ausgibt, wenn der textile Taster betätigt wird. Der Anschluss der Akkubox zur Versorgung der Beleuchtungselemente an die textilen Leitungen findet über eine Druckknopfkontaktierung statt. Zur Stabilisierung werden ein Kontaktriegel und ein leitfähiges Vlies eingesetzt.
Wie aus 19 zu ersehen verlaufen die für die Versorgung der Beleuchtungselemente benötigten textilen Leitungen über mehrere Schnittteile und müssen über eine dauerhafte Kontaktierung verbunden werden.
Wie in 20 dargestellt wird eine Übertragung von MP3-Daten mittels integrierter Datenleitungen ermöglicht. Die Übertragung der Audiosignale von einem Musikwiedergabegerät auf die textilen Leitungen findet über einen Klinkenstecker statt, der mit einer textilen Kupplung an die textile Leitung kontaktiert wird. Für die Audiosignalübertragung wird ein Stereo-Klinkenstecker verwendet, so dass drei Leitungen mit einem Berührungskontakt ausgestattet werden müssen.
Die Leitungen zur Audiosignalübertragung sind elastisch und werden als Spulenfaden in das Textil integriert. Für die Übertragung der Audiosignale müssen auf dem Schultergurt und dem Rückteil die leitfähigen Garne durch eine dauerhafte Kontaktierung miteinander verbunden werden.
Die Übertragung der Audiosignale an ein Ausgabegerät (Kopfhörer) erfolgt von den leitenden Garnen über eine zweite textile Kupplung an den Klinkenstecker des Ausgabegerätes.

1: Leitfähiges Garn
2: LED (licht emittierende Diode)
3: Riegel leitfähig
4: Riegel nicht leitfähig
5: Textil
6: Druckknopf
7: Zuleitungsband
8: Zuleitungsband leitende Seite
9: Zuleitungsband nicht leitende Seite
10: Leitfähiges Vlies
11: Klettband
12: Lautsprecher
13: Magnet
14: Schale
15: Standard-Nähgarn
16: Klinkenstecker
17: Rutschhemmendes Material
18: Akku
19: Batterie
20: Tiefentladeschutz
21: Kabel
22: Textile Kupplung
23: Ausgabegerät
24: Musikwiedergabegerät
25: Controller
26: Textiler Taster
27: Rücklicht
28: Vorderlicht
29: Abstandshalter
30: Nährand aus nicht leitenden Garnen
31: Elektrisch leitfähiger Bereich
32: Nicht leitender Mittelstreifen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10342787 A1 [0009, 0009]
- DE 202006001384 [0016, 0016, 0016]

Claims

Verfahren zur Befestigung eines elektrisch leitfähigen Fadens an einem textilen Flächengebilde, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Faden als Spulenfaden eingesetzt wird und die Befestigung in Form einer Doppelsteppstichnaht erfolgt.
Verfahren zur Befestigung eines elektrisch leitfähigen Fadens an einem textilen Flächengebilde, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Faden als Nadel- und Spulenfaden eingesetzt wird.
Verfahren zur Befestigung eines elektrisch leitfähigen Fadens an einem textilen Flächengebilde, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Faden als drittes Fadensystem in eine Zick-Zack-Naht eingelegt wird.
Verfahren zur Herstellung einer textilen Heizfläche, wobei als Heizleiter ein elektrisch leitfähiger Faden verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Faden als drittes Fadensystem in eine Zick-Zack-Naht eingelegt wird.
Verfahren zur dauerhaften Kontaktierung eines Zuleitungsbandes mit einem leitfähigen Garn umfassend die Schritte Aufnähen des leitfähigen Garns auf ein Textil, wobei das leitfähige Garn als Spulenfaden verwendet wird, und Anriegeln des Zuleitungsbandes an das als textile Leitung eingesetzte leitfähige Garn, wobei die isolierte Seite des Zuleitungsbandes zum Textil gerichtet ist.
Verfahren zur dauerhaften Kontaktierung eines Zuleitungsbandes mit einem leitfähigen Garn umfassend die Schritte Aufnähen des leitfähigen Garns auf ein Textil, wobei das leitfähige Garn als drittes Fadensystem in eine Zick-Zack-Naht eingelegt wird, und Anriegeln des Zuleitungsbandes an das als textile Leitung eingesetzte leitfähige Garn, wobei die isolierte Seite des Zuleitungsbandes zum Textil gerichtet ist.
Verfahren zur dauerhaften Kontaktierung von zwei Zuleitungsbändern durch Herstellung eines mehrfachen Anfangs- und Endriegels unter Verwendung eines Standardnähgarns, wobei die leitenden Bereiche der Zuleitungsbänder zueinander gerichtet sind.
Verfahren zur elektrisch leitfähigen Überbrückung von Schnittteilgrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt zwischen dem auf einem ersten Schnittteil angebrachten ersten elektrisch leitfähigen Element und dem auf einem zweiten Schnittteil angebrachten zweiten elektrisch leitfähigen Element durch einen zweiteiligen Druckknopf hergestellt wird, wobei der männliche Teil des Druckknopfes dauerhaft mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element auf dem ersten Schnittteil in Kontakt steht und der weibliche Teil des Druckknopfes dauerhaft mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element auf dem zweiten Schnittteil in Kontakt steht und zur elektrisch leitfähigen Überbrückung der Schnittteilgrenze die beiden Teile des Druckknopfes fest miteinander in Kontakt gebracht werden.
Verfahren zur elektrisch leitfähigen Überbrückung von Schnittteilgrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt zwischen dem auf einem ersten Schnittteil angebrachten ersten elektrisch leitfähigen Element und dem auf einem zweiten Schnittteil angebrachten zweiten elektrisch leitfähigen Element durch einen Riegel hergestellt wird.
Elektrisch leitfähiges Textil, umfassend zumindest zwei elektrisch leitfähige Elemente und zumindest einen zweiteiligen metallischen Druckknopf, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element durch den zweiteiligen Druckknopf hergestellt wird, wobei der männliche Teil des Druckknopfes dauerhaft mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element in Kontakt steht und der weibliche Teil des Druckknopfes dauerhaft mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element in Kontakt steht und zur Herstellung des elektrischen Kontakts zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element die beiden Teile des Druckknopfes fest aber lösbar miteinander in Kontakt gebracht werden.
Elektrisch leitfähiges Textil, umfassend zumindest zwei elektrisch leitfähige Elemente und zumindest ein zweiteiliges Klettelement, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element durch das zweiteilige Klettelement hergestellt wird, wobei der Hacken-tragende Teil des Klettelements dauerhaft mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element in Kontakt steht und der Ösen-tragende Teil des Klettelements dauerhaft mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element in Kontakt steht und zur Herstellung des elektrischen Kontakts zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element die beiden Teile des Klettelements fest aber lösbar miteinander in Kontakt gebracht werden.
Elektrisch leitfähiges Textil, umfassend zumindest zwei elektrisch leitfähige Elemente und zumindest einen zweiteiligen Riegel aus 7231-G, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element durch den zweiteilige Riegel aus 7231-G hergestellt wird, wobei der erste Teil des Riegels aus 7231-G dauerhaft mit dem ersten elektrisch leitfähigen Element in Kontakt steht und der zweite Teil des Riegels aus 7231-G dauerhaft mit dem zweiten elektrisch leitfähigen Element in Kontakt steht und zur Herstellung des elektrischen Kontakts zwischen dem ersten elektrisch leitfähigen Element und dem zweiten elektrisch leitfähigen Element die beiden Teile des Riegels aus 7231-G fest aber lösbar miteinander in Kontakt gebracht werden.
Textiles Produkt, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung des textilen Produkts ein Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9 eingesetzt wird.
Textiles Produkt, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Produkt zumindest ein elektrisch leitfähiges Textil nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 12 umfasst.
Textiles Produkt nach wenigstens einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem textilen Produkt um ein Sweatshirt handelt.
Textiles Produkt nach wenigstens einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem textilen Produkt um einen Rucksack handelt.