DE102020110553A1

DE102020110553A1 - Flexible functional element

Info

Publication number: DE102020110553A1
Application number: DE102020110553.3A
Authority: DE
Inventors: Elias Uhlig; Andreas Neudeck
Original assignee: Textilforschungsinstitut Thueringen Vogtland TITV eV
Current assignee: Textilforschungsinstitut Thueringen Vogtland TITV eV
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein flexibles Funktionselement, enthaltend ein flexibles Substrat mit einer das flexible Substrat mindestens in einem Teilbereich bedeckenden Funktionsbeschichtung aus einem Funktionsmaterial, wobei die Funktionsbeschichtung eine laterale Strukturierung, bestehend aus eine gegebene Fläche ausfüllenden Strukturelementen und zwischen den Strukturelementen verlaufenden lateralen Zwischenbereichen aufweist. Ein Herstellungsverfahren für das flexible Funktionselement sieht das Aufbringen einer derart strukturierten Funktionsbeschichtung insbesondere mittels eines digitalen Druckverfahrens vor.

The invention relates to a flexible functional element containing a flexible substrate with a functional coating made of a functional material covering the flexible substrate at least in a partial area, the functional coating having a lateral structure consisting of structural elements filling a given area and lateral intermediate areas running between the structural elements. A manufacturing method for the flexible functional element provides for the application of a functional coating structured in this way, in particular by means of a digital printing method.

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles Funktionselement nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Funktionselementes nach Anspruch 17.The invention relates to a flexible functional element according to claim 1 and a method for producing a flexible functional element according to claim 17.

Derartige Funktionselemente bestehen aus einem flexiblen, insbesondere faltbaren, Substrat mit einer darauf aufgebrachten Funktionsbeschichtung. Das flexible Substrat ist insbesondere ein Textil oder eine Folie, die aufgebrachte Funktionsbeschichtung kann beispielsweise elektrisch leitfähig, magnetisch, leuchtend oder in anderer Weise ausgebildet sein.Such functional elements consist of a flexible, in particular foldable, substrate with a functional coating applied to it. The flexible substrate is, in particular, a textile or a film; the applied functional coating can be designed, for example, to be electrically conductive, magnetic, luminous or in some other way.

Bei den derzeit aus dem Stand der Technik bekannten flexiblen Funktionselementen besteht das Problem, dass die Funktionsbeschichtung die Eigenschaften des flexiblen Substrats in der Regel nicht oder nur ungenügend aufweist. Die Funktionsbeschichtung ist beispielsweise weniger flexibel als das Substrat oder es ist, insbesondere im Vergleich zu einem textilen Substrat, kaum oder überhaupt nicht atmungsaktiv. Durch dieses fehlende Zusammenspiel der Eigenschaften von Substrat und Funktionsbeschichtung weist das aus diesen Bestandteilen bestehende Funktionselement als Ganzes sehr oft Eigenschaften auf, bei denen vor allem die nachteiligen Eigenschaften von Substrat und Funktionsbeschichtung kombiniert sind. Das Funktionselement ist insbesondere als Ganzes nur ungenügend flexibel und eine zu starke Formänderung des Substrates führt dazu, dass die Funktionsbeschichtung bricht und somit beschädigt oder gar zerstört wird. Ist das flexible Substrat ein Textil, so weist es als Komponente eine gewisse Atmungsaktivität auf, die Funktionsbeschichtung aber beeinträchtigt gerade diese Atmungsaktivität in einem oftmals beträchtlichen Maße.The problem with the flexible functional elements currently known from the prior art is that the functional coating generally does not have the properties of the flexible substrate, or only inadequately. The functional coating is, for example, less flexible than the substrate or, in particular in comparison to a textile substrate, it is hardly or not at all breathable. As a result of this lack of interaction between the properties of the substrate and the functional coating, the functional element consisting of these components as a whole very often has properties in which, above all, the disadvantageous properties of the substrate and the functional coating are combined. In particular, the functional element as a whole is only insufficiently flexible and too great a change in shape of the substrate leads to the functional coating breaking and thus being damaged or even destroyed. If the flexible substrate is a textile, it has a certain breathability as a component, but the functional coating often impairs this breathability to a considerable extent.

Die genannten negativen Eigenschaftskombinationen schränken die Verwendbarkeit und die Einsatzbreite der flexiblen Funktionselemente in einem beträchtlichen Maße ein. Es müssen beispielsweise bestimmte Krümmungen oder Formgestaltungen vermieden werden, damit die Funktionsbeschichtung nicht bricht, oder das Funktionselement kann nicht großflächig für Bekleidungsstücke verwendet werden, weil die daraus gefertigte Bekleidung durch die mangelhafte Atmungsaktivität unpraktisch ist und unbequem zu tragen ist.The mentioned negative combinations of properties limit the usability and the range of application of the flexible functional elements to a considerable extent. For example, certain curvatures or shapes must be avoided so that the functional coating does not break, or the functional element cannot be used over a large area for items of clothing because the clothing made from it is impractical due to the inadequate breathability and is uncomfortable to wear.

Es besteht daher die Aufgabe, ein flexibles Funktionselement anzugeben, dessen Aufbau die genannte Kombination negativer Eigenschaften vermeidet und stattdessen die vorteilhaften Eigenschaften des Substrates mit den gewünschten Eigenschaften der Funktionsbeschichtung wirksam und umfänglich kombiniert. Es besteht weiterhin die damit verbundene Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für ein flexibles Funktionselement anzugeben, mit denen sich ein derartiges flexibles Funktionselement fertigen lässt.The object is therefore to specify a flexible functional element whose structure avoids the aforementioned combination of negative properties and instead effectively and extensively combines the advantageous properties of the substrate with the desired properties of the functional coating. There is also the associated task of specifying a manufacturing method for a flexible functional element with which such a flexible functional element can be manufactured.

Die Lösung der genannten Aufgabenstellungen erfolgt mit einem flexiblen Funktionselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Funktionselementes mit den Merkmalen des Anspruchs 17. Die Unteransprüche beinhalten zweckmäßige und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen des Funktionselementes bzw. des Verfahrens.The stated objectives are achieved with a flexible functional element with the features of claim 1 and a method for producing a flexible functional element with the features of claim 17. The subclaims contain expedient and / or advantageous embodiments of the functional element or the method.

Erfindungsgemäß enthält das flexible Funktionselement ein flexibles Substrat mit einer das flexible Substrat mindestens in einem Teilbereich bedeckenden Funktionsbeschichtung aus einem Funktionsmaterial. Die Funktionsbeschichtung weist eine laterale Strukturierung auf. Die laterale Strukturierung besteht aus eine gegebene Fläche ausfüllenden Strukturelementen und zwischen den Strukturelementen verlaufenden lateralen Zwischenbereichen.According to the invention, the flexible functional element contains a flexible substrate with a functional coating made of a functional material that covers the flexible substrate at least in a partial area. The functional coating has a lateral structure. The lateral structuring consists of structural elements filling a given area and lateral intermediate regions running between the structural elements.

Bei dem erfindungsgemäßen flexiblen Funktionselement ist die Funktionsbeschichtung somit so ausgeführt, dass diese nicht als eine geschlossene Schicht auf dem Substrat aufgebracht ist. Vielmehr besteht diese lateral aus einer Vielzahl von Einzelelementen, den so genannten Strukturelementen. Die Strukturelemente sind geometrisch so geformt, dass diese eine gegebene Fläche ausfüllen, d.h. lückenlos überdecken und quasi parkettieren. Zwischen den einzelnen Strukturelementen sind Zwischenbereiche vorgesehen, die die einzelnen Strukturelemente voneinander abtrennen und diese gleichzeitig eingrenzen. Die Funktionsbeschichtung ist somit lateral strukturiert. Dies bringt eine Flexibilisierung der Funktionsbeschichtung mit sich, wodurch diese an das flexible Substrat besser angepasst ist.In the flexible functional element according to the invention, the functional coating is thus designed in such a way that it is not applied as a closed layer on the substrate. Rather, it consists laterally of a large number of individual elements, the so-called structural elements. The structural elements are geometrically shaped in such a way that they fill a given area, i.e. cover them completely and virtually parquet them. Between the individual structural elements, intermediate areas are provided which separate the individual structural elements from one another and at the same time delimit them. The functional coating is thus structured laterally. This makes the functional coating more flexible, so that it is better adapted to the flexible substrate.

Das einzelne Strukturelement kann nun in verschiedener Weise ausgebildet sein.The individual structural element can now be designed in various ways.

Bei einer ersten Ausführungsform ist das Strukturelement jeweils ein das flexible Substrat bedeckender, aus dem Funktionsmaterial bestehender beschichteter Funktionsbereich. Der das Strukturelement umgebende Zwischenbereich ist in dieser Gestaltung als ein unbedeckter Substratbereich ausgebildet.In a first embodiment, the structural element is in each case a coated functional area that covers the flexible substrate and consists of the functional material. In this configuration, the intermediate area surrounding the structural element is designed as an uncovered substrate area.

Bei dieser Ausführungsform weist insbesondere das flexible Substrat im Bereich des unbedeckten Substratbereichs eine unbeeinflusste Flexibilität, insbesondere eine unbeeinflusste Biegsamkeit auf. Das bedeutet insbesondere, dass hier das Substrat unbeeinflusst von der mechanischen Beschaffenheit des Funktionsmaterials ist und gebogen, gefaltet oder auch geknickt werden kann, ohne dass das Funktionsmaterial als solches von diesen Verformungen beeinflusst wird.In this embodiment, in particular the flexible substrate in the area of the uncovered substrate area has an unaffected flexibility, in particular an unaffected flexibility. This means in particular that the substrate here is not influenced by the mechanical properties of the functional material and can be bent, folded or also kinked without this Functional material as such is influenced by these deformations.

In Fortbildung dieser Ausgestaltung bildet der unbedeckte Substratbereich eine mindestens abschnittsweise entlang mehrerer Funktionsbereiche über die Oberfläche des flexiblen Substrates hinweg verlaufende Falt- und Knicklinie, wobei das flexible Substrat unbeeinflusst von mechanischen Eigenschaften der Funktionsbeschichtung verformbar ist. Das heißt, dass das so gebildete flexible Funktionselement durchgehend praktisch beliebig gefaltet und geknickt werden kann und somit in beliebiger Größe auch um scharfe Ecken herum aufkaschiert werden kann, ohne dass die Funktionsbeschichtung hierdurch beeinflusst wird oder gar bricht. In a further development of this embodiment, the uncovered substrate area forms a fold and crease line running at least in sections along several functional areas over the surface of the flexible substrate, the flexible substrate being deformable without being influenced by mechanical properties of the functional coating. This means that the flexible functional element formed in this way can be folded and creased practically as desired throughout and can thus be laminated around sharp corners in any size without the functional coating being affected or even breaking.

Bei einer anderen Ausführungsform ist das Strukturelement jeweils ein das flexible Substrat nicht bedeckender Bereich. Dabei ist allerdings der das Strukturelement jeweils umgebende Zwischenbereich mit dem Funktionsmaterial bedeckt und bildet einen das jeweils einzelne Strukturelement eingrenzenden Funktionssteg. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für Funktionselemente, bei denen es nicht vordergründig auf eine hohe Knickfähigkeit ankommt, sondern bei denen ein möglichst großer Teil des flexiblen Substrates frei bleiben soll. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere bei einem textilen Substrat zweckmäßig, wenn dessen Atmungsaktivität genutzt werden soll.In another embodiment, the structural element is in each case an area that does not cover the flexible substrate. In this case, however, the intermediate area surrounding the structural element is covered with the functional material and forms a functional web that delimits the respective individual structural element. This embodiment is particularly suitable for functional elements in which a high degree of kinkability is not primarily important, but in which the largest possible part of the flexible substrate should remain free. Such an embodiment is particularly useful in the case of a textile substrate if its breathability is to be used.

Der vorhergehend geschilderte Grundaufbau kann in beiden Varianten zusätzlich vorteilhaft ergänzt werden.The basic structure outlined above can also be advantageously supplemented in both variants.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens eine Teilmenge der auf dem Substrat vorhandenen Funktionsbereiche und/oder der Funktionsstege zu mindestens einer über die Oberfläche des Substrates verlaufenden Funktionsmaterialstruktur zusammengefasst, insbesondere verschaltet. Hierdurch ist es möglich, die laterale Strukturierung durch die Strukturelemente für das Einbringen lateralen Strukturen in der Funktionsbeschichtung selbst zu nutzen.In an advantageous embodiment, at least a subset of the functional areas and / or the functional webs present on the substrate are combined, in particular interconnected, to form at least one functional material structure running over the surface of the substrate. This makes it possible to use the lateral structuring by the structural elements for introducing lateral structures in the functional coating itself.

Es ist auch möglich, dass mindestens eine Teilmenge der auf dem Substrat vorhandenen Funktionsbereiche entfernt und durch mindestens eine über die Oberfläche des Substrates verlaufende Funktionsstruktur ersetzt ist.It is also possible for at least a subset of the functional areas present on the substrate to be removed and replaced by at least one functional structure running over the surface of the substrate.

Die erwähnte Funktionsmaterialstruktur ist insbesondere mindestens abschnittsweise eine Mäanderstruktur.The aforementioned functional material structure is in particular a meandering structure, at least in sections.

Ebenso kann auch erwähnte die Funktionsstruktur mindestens abschnittsweise eine Mäanderstruktur sein.Likewise, the functional structure mentioned can also be a meandering structure, at least in sections.

In Abhängigkeit von der konkreten Gestaltung können das Funktionsmaterial, die Funktionsmaterialstruktur und/oder die Funktionsstruktur insbesondere elektrisch leitfähig und/oder nachleuchtend und/oder magnetisch sein. Hierdurch lässt sich eine hohe Variabilität des Funktionselementes erreichen.Depending on the specific design, the functional material, the functional material structure and / or the functional structure can in particular be electrically conductive and / or luminescent and / or magnetic. This enables a high degree of variability in the functional element to be achieved.

Das einzelne Strukturelement kann insbesondere eine viereckige, insbesondere eine rechteckige und/oder eine quadratische Form aufweisen.The individual structural element can in particular have a quadrangular, in particular a rectangular and / or a square shape.

Für das das einzelne Strukturelement ist es natürlich auch möglich, dass dieses eine trianguläre und/oder eine hexagonale Form aufweist.It is of course also possible for the individual structural element to have a triangular and / or a hexagonal shape.

Die laterale Ausdehnung des einzelnen Strukturelementes ist an sich nicht von vornherein festgelegt. Bei einer vorteilhaften Gestaltung weist das einzelne Strukturelement eine laterale Ausdehnung im Bereich von 1 µm bis 500 µm auf. Die Strukturierung ist in diesem Größenbereich hinreichend so fein, sodass das Funktionselement praktisch an einer beliebigen Stelle faltbar, knickbar und/oder atmungsaktiv ist, sodass sich hierdurch die vorteilhaften Eigenschaften des flexiblen Substrates mit der des Funktionsmaterials über die gesamte Oberfläche des Funktionselementes hinweg kombinieren lassen.The lateral extent of the individual structural element is not determined from the outset. In an advantageous design, the individual structural element has a lateral extent in the range from 1 μm to 500 μm. The structuring in this size range is sufficiently fine that the functional element can be folded, creased and / or breathable at practically any point, so that the advantageous properties of the flexible substrate can be combined with those of the functional material over the entire surface of the functional element.

Vorteilhaft ist die Funktionsbeschichtung mit der lateralen Strukturierung, bestehend aus den eine gegebene Fläche ausfüllenden Strukturelementen und den zwischen den Strukturelementen verlaufenden lateralen Zwischenbereichen auf das Substrat aufgedruckt.The functional coating with the lateral structuring, consisting of the structural elements filling a given area and the lateral intermediate regions running between the structural elements, is advantageously printed onto the substrate.

Die Funktionsbeschichtung kann dabei digital aufgedruckt sein, d.h. ohne eine physische Druckform, wie beispielsweise mittels eines Tintenstrahldruckverfahrens, eines Elektrophotographie-Verfahrens oder eines Laserdruckverfahrens. Sie kann aber natürlich auch nicht digital, d.h. unter Verwendung einer physischen Druckform, wie zum Beispiel eines Stempels, eines Siebes, einer Schablone und dergleichen Vorrichtungen, aufgedruckt sein.The functional coating can be digitally printed, i.e. without a physical printing form, such as by means of an inkjet printing process, an electrophotography process or a laser printing process. However, it can of course also not be printed digitally, i.e. using a physical printing form, such as a stamp, a screen, a stencil and similar devices.

Das flexible Substrat kann aus verschiedenen Materialien bestehen.The flexible substrate can be made of various materials.

Bei einer ersten Ausführungsform ist das flexible Substrat ein textiles Substrat.In a first embodiment, the flexible substrate is a textile substrate.

Bei einer zweiten Ausführungsform ist das flexible Substrat eine Folie.In a second embodiment, the flexible substrate is a film.

Ein Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Funktionselementes, enthaltend ein Beschichten eines flexiblen Substrats mit einer Funktionsbeschichtung, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass in einem Druckverfahren das Beschichten des flexiblen Substrates durch ein Aufdrucken einer Funktionsbeschichtung aus einem Funktionsmaterial erfolgt. Das Druckverfahren kann sowohl mit als auch ohne Verwendung einer physischen Druckform erfolgen. Dabei wird die Funktionsbeschichtung in einem Druckbild mit einer lateralen Strukturierung auf das flexible Substrat aufgebracht. Das Druckbild für die Strukturierung besteht aus eine gegebene Fläche geometrisch ausfüllenden Strukturelementen und zwischen den Strukturelementen verlaufenden lateralen Zwischenbereichen.A method for producing a flexible functional element, comprising coating a flexible substrate with a functional coating, is distinguished according to the invention in that in a printing process the The flexible substrate is coated by printing a functional coating made of a functional material. The printing process can be carried out either with or without the use of a physical printing form. The functional coating is applied to the flexible substrate in a printed image with a lateral structure. The print image for the structuring consists of structural elements that geometrically fill a given area and lateral intermediate regions running between the structural elements.

Bei einer ersten Ausführung des Verfahrens besteht das Druckbild aus einer Vielzahl von das flexible Substrat bedeckenden, aus dem Funktionsmaterial bestehenden beschichteten Funktionsbereichen, wobei die Funktionsbereiche voneinander durch einen umgebende Zwischenbereich abgetrennt sind. Dabei bleibt in dem Zwischenbereich das flexible Substrat unbedruckt.In a first embodiment of the method, the printed image consists of a multiplicity of coated functional areas consisting of the functional material and covering the flexible substrate, the functional areas being separated from one another by a surrounding intermediate area. The flexible substrate remains unprinted in the intermediate area.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens besteht das Druckbild aus einer Vielzahl von das flexible Substrat nicht bedeckenden Bereichen, wobei die nicht bedeckten Bereiche jeweils von einem Zwischenbereich umgeben und mit dem Funktionsmaterial bedeckt sind. Der Zwischenbereich wird dann als ein Netz aus die unbedeckten Bereiche eingrenzenden Funktionsstegen aufgedruckt.In one embodiment of the method, the printed image consists of a plurality of areas that do not cover the flexible substrate, the uncovered areas each being surrounded by an intermediate area and covered with the functional material. The intermediate area is then printed on as a network of functional webs delimiting the uncovered areas.

Das Druckverfahren ist in einer vorteilhaften Gestaltung des Verfahrens ein digitales Druckverfahren, insbesondere ein Tintenstrahldruckverfahren oder ein Elektrofotografieverfahren oder ein Laserdruckverfahren.In an advantageous embodiment of the method, the printing method is a digital printing method, in particular an inkjet printing method or an electrophotography method or a laser printing method.

Das flexible Funktionselement und das hierfür vorgesehene Herstellungsverfahren sollen nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Zur Erläuterung dienen die beigefügten 1 bis 15. Es werden für gleiche oder gleichwirkende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet.The flexible functional element and the production method provided for this will be explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments. The attached ones serve for explanation 1 until 15th . The same reference numerals are used for parts that are the same or have the same effect.

Es zeigt:

1 eine beispielhafte Ausführungsform von Strukturelementen in Form von beschichteten Funktionsbereichen in einer hexagonalen Form,
2 eine beispielhafte Ausführungsform von Strukturelementen in Form von beschichteten Funktionsbereichen in einer trigonalen Form,
3 eine beispielhafte Ausführungsform von Strukturelementen in Form von beschichteten Funktionsbereichen in einer viereckigen Form, insbesondere als eine Kombination aus Rechtecken und Quadraten,
4 eine beispielhafte Ausführungsform von Strukturelementen in Form von beschichteten Funktionsbereichen in Form von Parallelogrammen,
5 eine beispielhafte Darstellung von Falz- und Knicklinien,
6 eine beispielhafte Ausführungsform mit Strukturelementen in Form nicht bedeckter Bereiche und eingrenzenden Funktionsstegen,
7 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus 6, wobei einige der nicht bedeckten Bereiche modifiziert sind,
8 eine beispielhafte Ausführungsform einer mäanderförmigen Funktionsmaterialstruktur,
9 eine beispielhafte Detaildarstellung unverbundener Funktionsbereiche,
10 eine beispielhafte Detaildarstellung verbundener Funktionsbereiche in einer ersten Variante in einer Draufsicht und im Schnitt,
11 eine beispielhafte Detaildarstellung verbundener Funktionsbereiche in einer zweiten Variante in einer Draufsicht und im Schnitt,
12 eine beispielhafte Ausführungsform einer mäanderförmigen Funktionsstruktur,
13 eine beispielhafte Ausführungsform von zu einer Mäanderstruktur zusammengefassten Funktionsstegen,
14 eine beispielhafte Detaildarstellung von Funktionsstegen mit unbedeckten Strukturelementen in einer Draufsicht und im Schnitt,
15 eine beispielhafte Detaildarstellung von abschnittsweise Funktionsstegen mit unbedeckten Strukturelementen in einer Draufsicht und im Schnitt.

It shows:

1 an exemplary embodiment of structural elements in the form of coated functional areas in a hexagonal shape,
2 an exemplary embodiment of structural elements in the form of coated functional areas in a trigonal shape,
3 an exemplary embodiment of structural elements in the form of coated functional areas in a square shape, in particular as a combination of rectangles and squares,
4th an exemplary embodiment of structural elements in the form of coated functional areas in the form of parallelograms,
5 an exemplary representation of fold and crease lines,
6th an exemplary embodiment with structural elements in the form of uncovered areas and delimiting functional webs,
7th a modification of the embodiment 6th with some of the uncovered areas modified,
8th an exemplary embodiment of a meandering functional material structure,
9 an exemplary detailed representation of unconnected functional areas,
10 an exemplary detailed representation of connected functional areas in a first variant in a plan view and in section,
11 an exemplary detailed representation of connected functional areas in a second variant in a plan view and in section,
12th an exemplary embodiment of a meandering functional structure,
13th an exemplary embodiment of functional webs combined to form a meander structure,
14th an exemplary detailed representation of functional bars with uncovered structural elements in a plan view and in section,
15th an exemplary detailed representation of functional webs in sections with uncovered structural elements in a plan view and in section.

Die nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele erläuterte Erfindung betrifft den Aufbau von kleinstrukturierten Funktionsbeschichtungen auf flexiblen Substraten, beispielsweise auf Substraten, die als Folien und/oder Textilien ausgebildet sind. Die laterale Ausdehnung der nachfolgend erläuterten Strukturen beträgt hier beispielhaft maximal 3mm. Die nachfolgend erwähnten Funktionsbeschichtungen können u.a. leitfähig, magnetisch oder nachleuchtend sein. Allen nachfolgenden Ausführungsbeispielen ist gemein, dass die Beschichtung nicht vollflächig auf ein Substrat appliziert, sondern partiell auf dem flexiblen Substrat fixiert ist. Zwischen den beschichteten Bereichen auf dem flexiblen Substrat befinden sich Unterbrechungen, d.h. insbesondere unbeschichtete Bereiche, die als gas- und feuchtigkeitsdurchlässige Zwischenräume fungieren und eine Atmungsaktivität des Verbundes aus dem Substrat und der Beschichtung bewirken. Zusätzlich bewirken gezielt in die Beschichtung eingebrachte unterbrochene unbeschichtete Abschnitte eine Flexibilitätssteigerung des Verbundes aus dem Substrat und der Beschichtung durch so erzeugte Biegekanten, die ein Abwinkeln des beschichteten flexiblen Substrates erleichtern. Die beschichteten Bereiche können sowohl systematisch, als auch regellos auf dem flexiblen Substrat angeordnet sein. Bei den nachfolgend gezeigten Ausführungsbeispielen werden ohne Beschränkung der Allgemeinheit regelmäßige und periodische Strukturen erläutert.The invention explained below with reference to the exemplary embodiments relates to the construction of small-structured functional coatings on flexible substrates, for example on substrates which are designed as films and / or textiles. The lateral extent of the structures explained below is a maximum of 3 mm here, for example. The functional coatings mentioned below can be conductive, magnetic or luminescent, among other things. All the following exemplary embodiments have in common that the coating is not applied over the entire surface to a substrate, but rather is partially fixed on the flexible substrate. There are interruptions between the coated areas on the flexible substrate, ie in particular uncoated areas which function as gas and moisture-permeable gaps and cause the composite of the substrate and the coating to breathe. In addition, interrupted uncoated sections deliberately introduced into the coating increase the flexibility of the composite made up of the substrate and the coating by bending edges produced in this way, which make it easier to bend the coated flexible substrate. The coated areas can be arranged systematically or randomly on the flexible substrate. In the exemplary embodiments shown below, regular and periodic structures are explained without restricting the generality.

Die nachfolgend erläuterten Strukturen können sowohl digital als auch nicht-digital erzeugt werden.The structures explained below can be generated both digitally and non-digitally.

Digital bedeutet hier, dass diese Strukturen insbesondere in digital steuerbaren Verfahren, beispielsweise in einem Tintenstrahldruckverfahren oder in einem Laserdruckverfahren, auf das flexible Substrat aufgebracht werden. Es wird bei den digitalen Verfahren insbesondere keine physische Druckform verwendet. Das Druckbild wird stattdessen durch das gezielte Absetzen von Materialpunkten an vorgesehenen Stellen auf dem Substrat erzeugt.Digital means here that these structures are applied to the flexible substrate in particular in digitally controllable processes, for example in an inkjet printing process or in a laser printing process. In particular, no physical printing form is used in the digital process. Instead, the print image is created by deliberately placing dots of material at designated locations on the substrate.

Nicht-digital bedeutet hier, dass bei dem Druckverfahren eine physische Druckform zur Anwendung kommt, um das Druckbild und somit die Strukturen auf das Substrat zu übertragen. Beispiele hierfür sind Stempel, Siebdruckformen oder Schablonen. Die physische Druckform, d.h. insbesondere der Stempel, das Sieb oder die Schablone, können als solche natürlich computergestützt erzeugt werden. Der eigentliche Druckvorgang erfolgt als solcher dann jedoch nicht digital unter Verwendung dieser Druckformen.Non-digital here means that a physical printing form is used in the printing process in order to transfer the print image and thus the structures onto the substrate. Examples of this are stamps, screen printing forms or stencils. The physical printing form, i.e. in particular the stamp, the screen or the stencil, can of course be generated as such using a computer. However, the actual printing process as such then does not take place digitally using these printing forms.

Diese digital oder nicht-digital erzeugten Strukturen können insbesondere hexagonal und/oder rechteckig, insbesondere quadratisch, und/oder triangulär ausgebildet sein. Diese bilden insbesondere einzelne Zellen, deren Elemente nachleuchtend und/ oder magnetisch und/ oder elektrolumineszierend funktionalisiert sein können.These digitally or non-digitally generated structures can be designed in particular hexagonal and / or rectangular, in particular square, and / or triangular. These form, in particular, individual cells, the elements of which can be luminescent and / or magnetic and / or electroluminescent functionalized.

1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform von Strukturelementen in Form von beschichteten Funktionsbereichen in einer hexagonalen Form. 1 shows an exemplary embodiment of structural elements in the form of coated functional areas in a hexagonal shape.

Das hier gezeigte Funktionselement besteht aus einem flexiblen Substrat 1 und einer Funktionsbeschichtung 2 aus einem Funktionsmaterial. Die Funktionsbeschichtung ist lateral strukturiert, und zwar besteht diese aus hier hexagonal ausgebildeten Strukturelementen 3. Die Strukturelemente sind durch ebenso lateral verlaufende Zwischenbereiche 4 voneinander getrennt.The functional element shown here consists of a flexible substrate 1 and a functional coating 2 made of a functional material. The functional coating is structured laterally, and in fact it consists of structural elements that are formed here hexagonally 3 . The structural elements are created by intermediate areas that also run laterally 4th separated from each other.

Die Form der Strukturelemente 3 ist natürlich nicht auf die hexagonale Form festgelegt. Bei dem Ausführungsbeispiel in 2 sind die Strukturelemente 3 trigonal in Form gleichseitiger oder gleichschenkliger Dreiecke ausgebildet, bei den Ausführungsformen gemäß 3 und 4 sind die Strukturelemente 3 rechteckig und quadratisch sowie in Form von Parallelogrammen oder Rhomben ausgebildet. Die geometrische Form der Strukturelemente 3 ist so ausgeführt, dass diese eine gegebene Fläche lückenlos bedecken, d.h. parkettieren. Prinzipiell muss diese laterale Struktur nicht periodisch sein, es können beispielsweise auch so genannte Penrose-Parkettierungen als mathematische Strukturen zugrunde gelegt werden. Allerdings ist eine periodische Strukturierung natürlich vorteilhafter und aufwandsärmer zu fertigen.The shape of the structural elements 3 is of course not limited to the hexagonal shape. In the embodiment in 2 are the structural elements 3 Trigonal in the form of equilateral or isosceles triangles, in the embodiments according to 3 and 4th are the structural elements 3 rectangular and square as well as in the form of parallelograms or rhombuses. The geometric shape of the structural elements 3 is designed in such a way that they cover a given area without gaps, ie parquet. In principle, this lateral structure does not have to be periodic; for example, so-called Penrose tiling can also be used as a basis as mathematical structures. However, periodic structuring is of course more advantageous and less expensive to manufacture.

Auch bei den Ausführungsbeispielen aus den 2, 3 und 4 sind die Zwischenbereiche 4 nicht mit dem Funktionsmaterial bedeckt, das flexible Substrat 1 liegt somit in diesen Abschnitten frei. Weil die Strukturelemente 3 bei diesen Beispielen mit dem Funktionsmaterial bedeckt sind, bilden diese eine Gesamtheit aus Funktionsbereichen F aus, während die Zwischenbereiche 4 als unbedeckte Substratbereiche S ausgebildet sind.Also in the embodiments from the 2 , 3 and 4th are the intermediate areas 4th not covered with the functional material, the flexible substrate 1 is therefore exposed in these sections. Because the structural elements 3 are covered with the functional material in these examples, they form an entirety of functional areas F. off while the intermediate areas 4th as uncovered substrate areas S. are trained.

Die Oberfläche der Funktionselemente aus den 1 bis 4 weist somit unbedeckte und bedeckte Substratbereiche aus. Die unbedeckten Substratbereiche S zeigen die Eigenschaften des unbedeckten Substrates, sie sind dort insbesondere flexibel und je nach Art des Substrates atmungsaktiv. Die bedeckten Funktionsbereiche F hingegen sind funktionell wirksam.The surface of the functional elements from the 1 until 4th thus has uncovered and covered substrate areas. The uncovered substrate areas S. show the properties of the uncovered substrate, where they are particularly flexible and, depending on the type of substrate, breathable. The covered functional areas F. however, are functionally effective.

Gemäß der beispielhaften Darstellung aus 5 kann die Oberfläche des flexiblen Funktionselementes durch die Anordnung der Strukturelemente 3 eine Reihe von Falz- und Knicklinien 5 aufweisen. Die Falz- und Knicklinien 5 verlaufen in Richtung der unbedeckten Zwischenbereiche 4, d.h. entlang der unbedeckten Substratbereiche S. Die Falz- und Knicklinien 5 verlaufen durchgängig über die gesamte Oberfläche des flexiblen Substrates und sind in ihrer Länge somit grundsätzlich unbegrenzt. Es lassen sich somit flexible Funktionselemente aus einer größeren Substratbahn in jeweils erforderlichen Größen herausschneiden, bei denen die Falz- und Knicklinien 5 ebenso vorhanden sind.According to the exemplary illustration 5 the surface of the flexible functional element can be achieved through the arrangement of the structural elements 3 a series of fold and crease lines 5 exhibit. The fold and crease lines 5 run in the direction of the uncovered intermediate areas 4th , ie along the uncovered substrate areas S. . The fold and crease lines 5 run continuously over the entire surface of the flexible substrate and are therefore basically unlimited in length. Flexible functional elements can thus be cut out of a larger substrate web in the required sizes in each case, in which the fold and crease lines 5 are also available.

Bei dem Ausführungsbeispiel aus 5 ist die Lage der Falz- und Knicklinien in Abhängigkeit vom Ort auf der Oberfläche verschieden, gemäß der unterschiedlichen Form der hexagonalen bzw. rechteckigen Strukturelemente. Das so beschichtete Substrat kann an unterschiedlichen Stellen somit unterschiedlich geknickt und gefaltet werden. Durch eine unterschiedliche laterale Strukturierung der Funktionsbeschichtung lassen sich somit auch örtlich verschiedene Falz- und Knickeigenschaften realisieren.In the exemplary embodiment from 5 the position of the fold and crease lines is different depending on the location on the surface, according to the different shape of the hexagonal or rectangular structural elements. The substrate coated in this way can thus be bent and folded differently at different points. With a different lateral structuring of the functional coating, locally different folding and creasing properties can thus also be realized.

Die 6 und 7 zeigen beispielhafte Ausführungsformen mit Strukturelementen in Form nicht bedeckter Bereiche und eingrenzenden Funktionsstegen, sowie eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels, bei der einige der nicht bedeckten Bereiche modifiziert sind. Die Ausführungsformen aus den 6 und 7 stellen gewissermaßen ein invertiertes Gegenstück zu der Ausführungsform aus 1 dar.the 6th and 7th show exemplary embodiments with structural elements in the form of uncovered areas and delimiting functional webs, as well as a modification of the exemplary embodiment in which some of the uncovered areas are modified. The embodiments from the 6th and 7th represent to a certain extent an inverted counterpart to the embodiment 1 represent.

Das Substrat 1 ist auch hier als ein flexibles Substrat ausgebildet. Die Funktionsbeschichtung 2 ist durch die Strukturelemente 3 hier hexagonal strukturiert. Anstelle der hexagonalen Form können hier natürlich auch andere geometrische Formen zur Anwendung kommen. Bei der Ausführungsform in 6 sind die Strukturelemente 3 nicht mit dem Funktionsmaterial beschichtet, das flexible Substrat 1 liegt somit frei. Der die Strukturelemente 3 jeweils umgebende Zwischenbereich 4 ist hingegen mit dem Funktionsmaterial beschichtet. Der beschichtete Zwischenbereich bildet somit ein Netz aus Funktionsstegen FS aus. Die Funktionsstege können die gesamte Oberfläche des flexiblen Substrats 1 überziehen.The substrate 1 is also designed here as a flexible substrate. The functional coating 2 is through the structural elements 3 here structured hexagonally. Instead of the hexagonal shape, other geometric shapes can of course also be used here. In the embodiment in 6th are the structural elements 3 not coated with the functional material, the flexible substrate 1 is thus exposed. The structural elements 3 each surrounding intermediate area 4th however, is coated with the functional material. The coated intermediate area thus forms a network of functional webs FS the end. The functional bars can cover the entire surface of the flexible substrate 1 overlay.

Die so gebildete lateral strukturierte Funktionsbeschichtung erlaubt ein Höchstmaß an Atmungsaktivität für das flexible Substrat 1 und ist somit bei textilen Substraten von Vorteil, wenn die Beibehaltung atmungsaktiver Eigenschaften des Substrates von Bedeutung ist und mit der Funktionsbeschichtung kombiniert werden soll. Natürlich lässt sich eine derartige strukturierte Funktionsbeschichtung auch mit Foliensubstraten kombinieren.The laterally structured functional coating formed in this way allows maximum breathability for the flexible substrate 1 and is therefore of advantage in the case of textile substrates if the retention of breathable properties of the substrate is important and is to be combined with the functional coating. Such a structured functional coating can of course also be combined with film substrates.

Die in 6 freibleibenden Strukturelemente 3 können natürlich auch zumindest teilweise mit dem Funktionsmaterial verfüllt sein oder ein anderes zusätzliches Material aufweisen. Diese Möglichkeit ist in 7 verdeutlicht. Als Beispiel weisen hier einige der offenen Strukturelemente 3 eine Füllung mit einem Zusatzmaterial 6 auf. Das Zusatzmaterial kann zusätzliche Funktionalitäten beinhalten. Sofern das Funktionsmaterial der Funktionsstege FS beispielsweise ein leitfähiges Material ist, können die mit dem Zusatzmaterial 6 befüllten Strukturelemente 3 über die Funktionsstege elektrisch kontaktiert werden. Das Zusatzmaterial lässt sich hierdurch mit elektrischer Spannung beaufschlagen und beispielsweise zum Leuchten bringen.In the 6th Structural elements subject to change 3 can of course also be at least partially filled with the functional material or have another additional material. This possibility is in 7th made clear. As an example, here are some of the open structural elements 3 a filling with an additional material 6th on. The additional material can contain additional functionalities. If the functional material of the functional bars FS For example, a conductive material, can those with the additional material 6th filled structural elements 3 be electrically contacted via the functional webs. The additional material can thus be subjected to electrical voltage and, for example, made to glow.

8 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer mäanderförmigen Funktionsmaterialstruktur 7. Das in der Figur gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine Vielzahl von hier hexagonalen Strukturelementen 3, die jeweils als Funktionsbereiche F ausgebildet sind. Die Zwischenbereiche 4 bilden wie bei dem Beispiel aus 1 unbedeckte Substratbereiche S aus. Einige der Funktionsbereiche F sind zu Funktionsmaterialstrukturen 7 zusammengefasst. Dies erfolgt beispielsweise über eine Leiterbahn 8 oder eine andere Art der Verbindung. Diese Funktionsmaterialstruktur 7 kann insbesondere mäanderförmig über die lateral strukturierte Fläche des Funktionselementes verlaufen. Die Strukturelemente 3 und somit die einzelnen Funktionsbereiche F bilden somit ein eindeutig vorbestimmtes funktionelles Raster, über das sich Mäanderstrukturen, aber auch andere Strukturen, adressieren und definieren lassen. Es lassen sich somit auf einem zunächst undefinierten Funktionselement später zusätzliche Strukturen in einfacher Weise nachträglich einbringen, indem ausgewählte Funktionsbereiche in dem Raster miteinander in einer gewünschten Weise verschaltet oder verbunden werden und eine praktisch beliebig große laterale Struktur und Schaltung ausbilden, die sich als Ganzes aktivieren lässt. 8th shows an exemplary embodiment of a meandering functional material structure 7th . The exemplary embodiment shown in the figure shows a large number of structural elements which are here hexagonal 3 , each as functional areas F. are trained. The intermediate areas 4th train as in the example 1 uncovered substrate areas S. the end. Some of the functional areas F. are to functional material structures 7th summarized. This is done, for example, via a conductor track 8th or some other type of connection. This functional material structure 7th can in particular run in a meandering shape over the laterally structured surface of the functional element. The structural elements 3 and thus the individual functional areas F. thus form a clearly predetermined functional grid via which meander structures, but also other structures, can be addressed and defined. Additional structures can thus be added later in a simple manner to an initially undefined functional element by interconnecting or connecting selected functional areas in the grid in a desired manner and forming a lateral structure and circuit of practically any size that can be activated as a whole .

Die mäanderförmige Funktionsstruktur kann aus verbundenen Bereichen bestehen oder aus unverbundenen, aber mäanderförmig positionierten Funktionselementen zusammengesetzt sein. Es lassen sich hierdurch insbesondere Strukturen realisieren, die leitfähig und/oder nachleuchtend und/oder magnetisch beschichtet sind.The meandering functional structure can consist of connected areas or be composed of unconnected but meandering functional elements. In this way, in particular, structures can be implemented that are conductive and / or luminescent and / or magnetically coated.

Insbesondere die magnetischen und/oder permanent magnetischen Beschichtungen dieser Art können natürlich in einem digital gesteuerten Verfahren, also insbesondere einem Digitaldruckverfahren, erzeugt werden. Es lassen sich hierdurch Fixierungvorrichtungen an magnetischen Bauteilen erzeugen und sich somit unmagnetische flexible Substrate mit magnetischen Beschichtungen versehen, wobei die Flexibilität des Substrats selbst praktisch unbeeinflusst bleibt. Anstelle des digitalen Druckverfahrens können natürlich auch Druckverfahren zum Erzeugen derartiger Strukturen genutzt werden, bei denen physische Druckformen, insbesondere Stempel, Schablonen, Siebe und dergleichen Druckformen, zur Anwendung kommen.In particular, the magnetic and / or permanent magnetic coatings of this type can of course be produced in a digitally controlled process, that is to say in particular a digital printing process. In this way, fixation devices can be produced on magnetic components and thus non-magnetic flexible substrates can be provided with magnetic coatings, the flexibility of the substrate itself being practically unaffected. Instead of the digital printing method, printing methods can of course also be used to generate such structures in which physical printing forms, in particular stamps, stencils, screens and similar printing forms, are used.

Die 9, 10 und 11 zeigen beispielhaft mögliche Arten der Verschaltung einzelner durch Strukturelemente 3 definierter Funktionsbereiche F jeweils in einer Draufsicht und in einer Schnittdarstellung. Bei der Darstellung in 9 sind die Strukturelemente 3 durch die Zwischenbereiche 4 getrennt und befinden sich einzeln auf dem flexiblen Substrat 1. Sie sind somit nicht miteinander verbunden oder verschaltet.the 9 , 10 and 11 show examples of possible types of interconnection of individual structural elements 3 defined functional areas F. each in a plan view and in a sectional view. When shown in 9 are the structural elements 3 through the intermediate areas 4th separated and are individually on the flexible substrate 1 . They are therefore not connected or interconnected with one another.

Bei dem Beispiel aus 10 ist auf dem flexiblen Substrat 1 zunächst die Leiterbahn 8 aufgebracht. Anstelle der Leiterbahn lässt sich natürlich auch eine andere Struktur auf das Substrat aufbringen. Möglich ist insbesondere auch, dass das Substrat in diesen Bereichen eine zusätzliche Strukturierung, beispielsweise ein leitfähiges Garn oder eine eingestickte andere Struktur, aufweist.In the example 10 is on the flexible substrate 1 first the conductor track 8th upset. Instead of the conductor track, another structure can of course also be applied to the substrate. In particular, it is also possible for the substrate to have an additional structure in these areas, for example a conductive thread or another embroidered structure.

Bei dem Beispiel aus 11 ist zunächst die Strukturierung gemäß 9 vorgesehen, wobei die Leiterbahn 8 nachträglich auf diese Strukturierung aufgebracht worden ist und diese somit teilweise überdeckt. Dies entspricht einer nachträglichen Adressierung der einzelnen Funktionsbereiche F entlang der vorhandenen Strukturelemente 3. Die Leiterbahn 8 kann natürlich auch durch eine nicht leitfähige Verbindung ersetzt sein, die beispielsweise eine mechanische Stabilisierung, eine funktionelle Verbindung, ein Muster oder einen sonstigen Effekt erzeugt.In the example 11 is first the structuring according to 9 provided, the conductor track 8th has subsequently been applied to this structuring and thus partially covers it. This corresponds to a subsequent addressing of the individual functional areas F. along the existing structural elements 3 . The conductor track 8th can of course also be replaced by a non-conductive connection which, for example, generates mechanical stabilization, a functional connection, a pattern or some other effect.

12 zeigt eine andere Möglichkeit des Einbringens zusätzlicher Strukturen in die strukturierte Oberfläche des Funktionselementes. Die strukturierte Oberfläche des Funktionselementes besteht hier aus einer Vielzahl aus Funktionsbereichen F, die im Raster der Strukturelemente 3 angeordnet und durch die Zwischenbereiche 4 voneinander getrennt sind. 12th shows another possibility of introducing additional structures into the structured surface of the functional element. The structured surface of the functional element consists of a large number of functional areas F. that are in the grid of structural elements 3 arranged and through the intermediate areas 4th are separated from each other.

Einige der Strukturelemente 3 sind bei dem Beispiel aus 12 entfernt und durch eine Funktionsstruktur 9 ersetzt, die sich auf dem flexiblen Substrat befindet. Diese ist hier als eine Mäanderstruktur ausgebildet. Zusätzlich können einige der Strukturelemente 3 zu der oben erwähnten Funktionsmaterialstruktur 7 vereinigt sein, sodass die Oberfläche des Funktionselementes drei unterschiedliche laterale Bereiche aufweist: Der Bereich aus unverbundenen Funktionsbereichen F, den Bereich der Funktionsstruktur 9, in dem die Funktionselemente durch eine andere Struktur, beispielsweise eine Leiterbahn, ersetzt sind, und eine Funktionsmaterialstruktur 7, bei der Funktionsbereiche F vorhanden und miteinander verschaltet und funktionell zusammengefasst sind. An einem Kreuzungspunkt 10 können die Funktionsstruktur 9 und die Funktionsmaterialstruktur 7 miteinander kontaktiert oder in einer sonstigen Weise verbunden sein.Some of the structural elements 3 are off in the example 12th removed and through a functional structure 9 replaced, which is located on the flexible substrate. This is designed here as a meander structure. In addition, some of the structural elements 3 to the above-mentioned functional material structure 7th be combined so that the surface of the functional element has three different lateral areas: The area of unconnected functional areas F. , the area of the functional structure 9 , in which the functional elements are replaced by another structure, for example a conductor track, and a functional material structure 7th , in the functional areas F. are present and interconnected and functionally combined. At a crossing point 10 can the functional structure 9 and the functional material structure 7th contacted with each other or connected in some other way.

Es ist ebenso möglich, die Ausführungsform gemäß 6 in einer vergleichbaren Weise zu modifizieren. 13 zeigt ein entsprechendes Beispiel. Wie bereits in Verbindung mit 6 erläutert, sind die Strukturelemente 3 hier unbedeckte Substratbereiche, die durch Funktionsstege FS, als den hier bedeckten Zwischenbereichen 4 voneinander abgeteilt sind. Bei dem Beispiel in 13 ist ein Teil der Funktionsstege FS als modifizierte Funktionsstege 11 ausgebildet. Diese verlaufen in dem hier vorliegenden Beispiel mäanderförmig über die Oberfläche des Funktionselementes.
Die modifizierten Funktionsstege 11 können beispielsweise leitende Kontaktierungen sein, die verschiedene Funktionsstege FS verbinden und mit einer elektrischen Spannung beaufschlagen. Möglich ist aber auch eine Ausgestaltung der modifizierten Funktionsstege 11 als isolierende Komponenten, die verschiedene Abschnitte des Funktionselementes lateral voneinander abtrennen.It is also possible to use the embodiment according to 6th to modify in a comparable way. 13th shows a corresponding example. As already in connection with 6th explained are the structural elements 3 here uncovered substrate areas, which are covered by functional bars FS than the intermediate areas covered here 4th are separated from each other. In the example in 13th is part of the functional bars FS as modified functional bars 11 educated. In the present example, these run in a meandering shape over the surface of the functional element.
The modified functional bars 11 can for example be conductive contacts, the different functional webs FS connect and apply an electrical voltage. However, it is also possible to design the modified functional webs 11 as insulating components that laterally separate different sections of the functional element from one another.

Die 14 und 15 zeigen die Funktionsstege in unmodifizierter und modifizierter Form jeweils in einer Draufsicht und im Schnitt. In dem Beispiel aus 14 sind die unbedeckten Strukturelemente 3 und die Funktionsstege FS gezeigt. Im Schnitt zeigen sich diese als schmale Stege, die das flexible Substrat 1 in schmaler lateraler Ausdehnung bedecken.the 14th and 15th show the functional webs in unmodified and modified form, each in a plan view and in section. In the example 14th are the uncovered structural elements 3 and the functional bars FS shown. In the section, these show up as narrow webs that form the flexible substrate 1 cover in a narrow lateral extent.

Bei 15 ist ein Teil der Funktionsstege FS durch modifizierte Funktionsstege 11 ersetzt. Diese bilden zumindest teilweise die Umgrenzungen der unbeschichteten Strukturelemente 3.at 15th is part of the functional bars FS through modified functional bars 11 replaced. These at least partially form the boundaries of the uncoated structural elements 3 .

Die in den Ausführungsbeispielen erläuterten Strukturen lassen sich natürlich sinngemäß auch mit Strukturelementen realisieren, die nicht hexagonal gestaltet sind. Die mechanischen Eigenschaften des flexiblen Funktionselementes sowie weitere Eigenschaften, wie insbesondere dessen Atmungsaktivität, lassen sich über das Verhältnis der lateralen Abmessungen der Strukturelemente zu den lateralen Abmessungen der Zwischenbereiche einstellen. Bei bedeckten Strukturelementen 3, die somit als Funktionsbereiche F ausgeführt sind, und einem textilen, luftdurchlässigen Substrat 1 können dann atmungsaktive und hochflexible Funktionselemente erzeugt werden, wenn die unbedeckten Zwischenbereiche im Verhältnis zur lateralen Breite der Funktionselemente entsprechend breit ausgebildet werden. Bei unbedeckten Strukturelementen 3 mit einer Gestaltung der Zwischenbereiche 4 als Funktionsstege FS ist das entstehende Funktionselement tendenziell sehr gut atmungsaktiv. In einem solchen Fall kann die Flexibilität des Funktionselementes dadurch gesteigert werden, indem die Funktionsstege FS möglichst schmal ausgeführt werden.The structures explained in the exemplary embodiments can of course also be implemented analogously with structural elements that are not designed hexagonally. The mechanical properties of the flexible functional element and other properties, such as in particular its breathability, can be adjusted via the ratio of the lateral dimensions of the structural elements to the lateral dimensions of the intermediate regions. With covered structural elements 3 that are thus functional areas F. are executed, and a textile, air-permeable substrate 1 Breathable and highly flexible functional elements can then be produced if the uncovered intermediate areas are made correspondingly wide in relation to the lateral width of the functional elements. With uncovered structural elements 3 with a design of the intermediate areas 4th as functional bars FS the resulting functional element tends to be very breathable. In such a case, the flexibility of the functional element can be increased by adding the functional webs FS be made as narrow as possible.

Wie bereits ausgeführt, lässt sich das flexible Funktionselement besonders an den unbedeckten Zwischenbereichen leicht verformen, falten und knicken. Diese Verformbarkeit ist zwar zunächst auf die unbedeckten Zwischenbereiche und deren Verläufe beschränkt, sie kann aber praktisch dadurch kontinuierlich gestaltet werden, indem die Strukturelemente und das durch die Strukturelemente gebildete laterale Raster der Strukturierung der Funktionsbeschichtung mit einer hinreichenden Feinheit ausgeführt werden. Bei einer lateralen Ausdehnung der Strukturelemente von weniger als 500 µm beeinflusst die Rasterung der Funktionsbeschichtung die kontinuierliche Verformbarkeit des flexiblen Substrates praktisch nicht mehr und das flexible Funktionselement lässt sich praktisch in jeder beliebigen Richtung und an jeder beliebigen Stelle knicken und falten, zumal bei diesen geringen lateralen Ausdehnungen die technischen Krümmungsradien der Knickungen in der Regel größer als 500 µm sind und auch die Dicke des flexiblen Substrates deutlich darüber liegt. Insgesamt lässt sich hierdurch eine Anpassungsfähigkeit des flexiblen Funktionselementes an beliebige dreidimensionale geometrische Strukturen ermöglichen.As already stated, the flexible functional element can be easily deformed, folded and kinked, particularly in the uncovered intermediate areas. Although this deformability is initially limited to the uncovered intermediate areas and their courses, it can practically be designed continuously in that the structural elements and the lateral pattern of the structuring of the functional coating formed by the structural elements are executed with sufficient fineness. With a lateral extension of the structural elements of less than 500 µm, the grid of the functional coating practically no longer influences the continuous deformability of the flexible substrate and the flexible functional element can be bent and folded in practically any direction and at any point, especially with these small lateral ones Extensions, the technical radii of curvature of the kinks are usually greater than 500 µm and the thickness of the flexible substrate is also significantly higher. Overall, this enables the flexible functional element to be adapted to any three-dimensional geometric structures.

Durch die unbeschichteten lateralen Abschnitte in der Funktionsbeschichtung lässt sich außerdem eine Materialeinsparung erzielen. Strukturbedingt tritt auch eine gewisse Erhöhung der Festigkeit des flexiblen Substrates ein.Material savings can also be achieved through the uncoated lateral sections in the functional coating. Due to the structure, there is also a certain increase in the strength of the flexible substrate.

Das erfindungsgemäße flexible Funktionselement wurde anhand beispielhafter Ausführungsformen beschrieben. Im Rahmen fachmännischen Handelns sind weitere Ausgestaltungen möglich. Weitere Ausführungsformen ergeben sich auch aus den Unteransprüchen.The flexible functional element according to the invention has been described using exemplary embodiments. Further configurations are possible within the framework of professional action. Further embodiments result from the subclaims.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: flexibles Substratflexible substrate
22: FunktionsbeschichtungFunctional coating
33: StrukturelementStructural element
44th: ZwischenbereichIntermediate area
55: Falz- und KnicklinieFold and crease line
66th: ZusatzmaterialAdditional material
77th: FunktionsmaterialstrukturFunctional material structure
88th: LeiterbahnTrack
99: FunktionsstrukturFunctional structure
1010: KreuzungspunktCrossing point
1111: Modifizierter FunktionsstegModified functional bar
FF.: FunktionsbereichFunctional area
FSFS: FunktionsstegFunctional bridge
SS.: unbedeckter Substratbereichuncovered substrate area

Claims

Flexible functional element, containing a flexible substrate (1) with a functional coating (2) made of a functional material and covering the flexible substrate at least in a partial area, the functional coating (2) having a lateral structure consisting of structural elements (3) filling a given area and between the structural elements (3) running lateral intermediate regions (4).

Flexible functional element according to Claim 1 , characterized in that the structural element (3) is in each case a coated functional area (F) which covers the flexible substrate (1) and consists of the functional material, and the intermediate area (4) surrounding the structural element (3) is designed as an uncovered substrate area (S) is.

Flexible functional element according to Claim 2 , characterized in that the flexible substrate (1) in the area of the uncovered substrate area (S) has an unaffected flexibility, in particular an unaffected flexibility.

Flexible functional element according to Claim 2 and 3 , characterized in that the uncovered substrate area (S) forms a fold and kink line (5) running at least in sections along several functional areas (3) over the surface of the flexible substrate, in which the flexible substrate (1) is unaffected by mechanical properties of the Functional coating is deformable.

Flexible functional element according to Claim 1 , characterized in that the structural element (3) is in each case an area that does not cover the flexible substrate (1), the intermediate area (4) surrounding the structural element (3) being covered with the functional material and the respective individual structural element (3) delimiting functional web (FS) forms.

Flexible functional element according to one of the preceding claims, characterized in that at least a subset of the functional areas (3) and / or the functional webs (FS) present on the substrate are combined, in particular interconnected, to form at least one functional material structure (7) running over the surface of the substrate, is.

Flexible functional element according to one of the preceding claims, characterized in that at least a subset of the functional areas (F) present on the substrate is removed and replaced by at least one functional structure (9) extending over the surface of the substrate.

Flexible functional element according to Claim 6 , characterized in that the functional material structure (7) is at least partially a meander structure.

Flexible functional element according to Claim 7 , characterized in that the functional structure (9) is at least partially a meandering structure.

Flexible functional element according to one of the preceding claims, characterized in that the functional material, the functional material structure (7) and / or the functional structure (9) is electrically conductive and / or luminescent and / or magnetic.

Flexible functional element according to one of the Claims 1 , 2 and 5 , characterized in that the individual structural element (3) has a quadrangular, in particular a rectangular and / or a square shape.

Flexible functional element according to one of the Claims 1 , 2 and 5 , characterized in that the individual structural element (3) has a triangular and / or a hexagonal shape.

Flexible functional element according to one of the Claims 11 or 12th , characterized in that the individual structural element (3) has a lateral extent in the range from 1 µm to 500 µm.

Flexible functional element according to one of the preceding claims, characterized in that the functional coating (2) with the lateral structuring, consisting of the structural elements (3) filling the given area and the lateral intermediate regions (4) running between the structural elements (3) on the flexible Substrate (1) is printed.

Flexible functional element according to one of the preceding claims, characterized in that the flexible substrate (1) is a textile substrate.

Flexible functional element according to one of the Claims 1 until 14th , characterized in that the flexible substrate (1) is a film.

A method for producing a flexible functional element, comprising coating a flexible substrate (1) with a functional coating, characterized in that the flexible substrate (1) is coated in a printing process by printing a functional coating (2) made of a functional material, the Functional coating (2) is applied to the flexible substrate in a printed image with a lateral structure, consisting of structural elements (3) geometrically filling a given area and lateral intermediate regions (4) running between the structural elements (3).

Procedure according to Claim 17 , characterized in that the printed image consists of a plurality of coated functional areas (F) which cover the flexible substrate (3) and consist of the functional material, the functional areas (F) being separated from one another by a surrounding intermediate area (4), in which In between the flexible substrate remains unprinted.

Procedure according to Claim 17 , characterized in that the printed image consists of a plurality of areas not covering the flexible substrate (1), the areas not covering each being surrounded by an intermediate area (4) and covered with the functional material and the intermediate area being a network of the uncovered areas Areas delimiting function bars (FS) is printed.

Method according to one of the Claims 17 until 19th , characterized in that the printing process is a digital printing process, in particular an inkjet printing process or an electrophotography process or a laser printing process.