EP1965461A2 - Textilmaterial mit einem Schaltungsmodul und einer Antenne - Google Patents

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EP1965461A2
EP1965461A2 EP08002839A EP08002839A EP1965461A2 EP 1965461 A2 EP1965461 A2 EP 1965461A2 EP 08002839 A EP08002839 A EP 08002839A EP 08002839 A EP08002839 A EP 08002839A EP 1965461 A2 EP1965461 A2 EP 1965461A2
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EP
European Patent Office
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textile material
electrically conductive
material according
antenna
textile
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EP08002839A
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English (en)
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EP1965461A3 (de
EP1965461B1 (de
Inventor
Anatoli Stobbe
Norman Maaß
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Astra Gesellschaft fuer Asset Management mbH and Co KG
Original Assignee
Astra Gesellschaft fuer Asset Management mbH and Co KG
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Publication of EP1965461A3 publication Critical patent/EP1965461A3/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/273—Adaptation for carrying or wearing by persons or animals
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D1/00—Woven fabrics designed to make specified articles
    • D03D1/0011—Woven fabrics for labels
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D1/00—Woven fabrics designed to make specified articles
    • D03D1/0088—Fabrics having an electronic function
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D13/00—Woven fabrics characterised by the special disposition of the warp or weft threads, e.g. with curved weft threads, with discontinuous warp threads, with diagonal warp or weft
    • D03D13/002—With diagonal warps or wefts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
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    • D03D15/00—Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole
    • H01Q9/40—Element having extended radiating surface
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/16—Physical properties antistatic; conductive

Definitions

  • the invention relates to a textile material with a circuit module and an antenna according to the preamble of claim 1.
  • transponder circuit module and antenna are used, which are superior in terms of readability and data volume and security against manipulation usual barcodes.
  • transponders is also aimed at textile goods, but because of their flexible nature and the need for cleaning in hot and / or chemically aggressive media but higher demands.
  • the transponder must not impair the intended use of the textile goods, must be resistant to mechanical, thermal and chemical influences and still work physically reliably.
  • a textile material with a circuit module and an antenna is already out of the WO 2005/071605 A2 known.
  • the antenna disclosed therein is designed as an E-field emitter for a working frequency in the UHF or microwave range and consists entirely of electrically conductive components of the textile material itself in the form of electrically conductive thread structures, which are mechanically within the textillinger industrial manufacturing process weaving to form antenna structures are processable.
  • weaving antenna structures can be formed by meander structures of a continuous electrically conductive weft thread, which is guided parallel to the warp threads between each shot over a plurality of weft yarn thickness corresponding distance at the respective selvedge.
  • Such a dipole antenna with a connected to the centrally split dipole circuit module is in Fig. 1a of the WO 2005/071605 A2 shown.
  • WO 2005/071605 A2 From the WO 2005/071605 A2 is also known that in the manufacturing process broadband weaving, so when weaving with a weaving machine, the antenna structures a variety of side by side lying, electrically conductive weft threads to form two electrically conductive surfaces. Between the surfaces mentioned, the circuit module is arranged, which is electrically connected to these electrically conductive warp threads which extend across all weft threads of the electrically conductive surfaces.
  • Such a patch antenna with a centrally connected circuit module is in Fig. 1d of the WO 2005/071605 A2 shown.
  • the invention is therefore based on the object to provide an antenna structure in a textile material with electrically conductive thread constructions, which can be produced with conventional weaving machines together with the textile material.
  • the antenna structures are formed by asymmetrical meander structures in the narrow band weaving production process. These include a continuous one electrically conductive weft thread which runs in sections parallel and / or obliquely to the warp threads and between the sections transversely to the warp threads to the effective edge back and immediately returned.
  • Such an antenna structure can be produced in a simple manner with high production speed on a conventional narrow-band weaving machine together with the textile material. For this purpose, no costly conversion measures are required.
  • the continuous electrically conductive weft thread as a thread system at a predetermined point first in a predetermined shed to the effective edge, which can also be referred to as crocheted edge, registered, fixed there and returned directly to the starting point of the weft insertion.
  • the predetermined location may be located anywhere in the textile material spaced from the effective edge. The location may, for example, be close to the selvedge facing selvage, centered or anywhere between the effective edge and the aforementioned selvage. The position is determined by opening a corresponding shed.
  • the section between these two starting points runs parallel to the warp threads. Otherwise, the section would be oblique to the warp threads.
  • the section is formed by the continuous electrically conductive weft thread entrained outside the textile material.
  • various antenna structures can be created by asymmetrical meander structures which can be optimally adapted to the existing conditions, for example the size of the textile material.
  • Known narrow-band weaving need not be rebuilt for this purpose advantageous consuming.
  • a development of the invention provides that the electrically conductive weft thread is insulated.
  • the E-field emitter can be further mechanically shortened by the insulation of the electrically conductive weft thread. This is particularly advantageous for small-area textile materials that offer little space for the E-field emitter. This additionally ensures that a possible short circuit between the active edge and the immediately returned electrically conductive weft thread is avoided. Such a short circuit would have the consequence that the corresponding branch of the E-field emitter, which is formed by the electrically conductive weft yarn guided back and forth again to the active edge, would completely fail.
  • the sections are formed the same and / or different lengths.
  • the location of the entry of the continuous electrically conductive weft thread can be specified.
  • the distance, that is, the distance, between two entries of the continuous one can be advantageous specify electrically conductive weft thread.
  • further antenna structures can be created by asymmetrical meander structures which can be optimally adapted to the existing conditions, such as space requirements, antenna gain or bandwidth.
  • Known narrow-band weaving need not be rebuilt for this purpose advantageous consuming.
  • the textile material is an end-folded textile label, wherein the antenna structure extends over the entire length of the textile label, so that the antenna structure is arranged twice in the end fold.
  • Narrow web weaving usually produces numerous interlinked textile labels without interruption.
  • the textile labels are bounded by the active edge, on the other side by the selvedge.
  • the antenna structure is formed by a continuous electrically conductive weft thread, which runs in the narrow band weaving without interruption from a textile label to the next textile label, etc.
  • the textile labels are cut individually, ie separated from each other.
  • the textile labels are usually cut hot to fringe-proof the cutting edges.
  • the antenna structure thus extends according to the invention over the entire length of the textile label. Since the cutting edges are formed relatively sharp, the textile labels are folded, so folded left and right.
  • the antenna structure is arranged twice in the end fold. This ensures that the antenna receives a larger bandwidth.
  • the continuous electrically conductive weft thread must therefore advantageously have no exact length. As a result, the textile processing on standard cutting and folding machines can advantageously also take place.
  • a development of the invention provides that at least one insulated, electrically conductive warp thread is provided, which traverses the electrically conductive weft threads and / or that at least one insulated or non-insulated, electrically conductive warp thread is provided, which is arranged contactlessly next to the antenna structure.
  • one or more such warp threads allow a mechanical shortening of the E-field emitter. This is particularly advantageous for small-area textile materials that offer little space for the E-field emitter.
  • At least one further textile weft thread to be guided back and forth directly to the active edge together with the electrically conductive weft thread in the shed provided for the electrically conductive weft leading back to the effective edge.
  • the antenna structures comprise a plurality of electrically conductive stubs spaced apart from one another.
  • the stubs are each formed by at least one, preferably by a plurality of electrically conductive weft threads, wherein the weft threads forming the stubs are interwoven with at least one, preferably with a plurality of electrically conductive warp threads for the production of conductive connections.
  • Such an antenna structure can be produced in a simple manner with an extraordinarily high production speed on a conventional weaving machine together with the textile material. These are advantageous no consuming Reconstruction required.
  • the electrically conductive weft threads are conductively connected by means of one or more electrically conductive warp threads, a mechanically shortened E-field emitter is generated in a simple manner.
  • the number of stubs, the number of each weft forming a weft threads, the distance between the stubs with each other and the location and number of electrically conductive warp threads are predetermined depending on the desired antenna structure.
  • the textile material is produced in broadband weaving by means of a weaving machine in a known manner.
  • at least one, preferably a plurality of juxtaposed electrically conductive weft threads are entered at predetermined, spaced-apart locations.
  • the one or more electrically conductive weft threads introduced at these spaced locations then form a so-called stub at each location.
  • the weft threads forming the stubs are interwoven at a predetermined location with at least one, preferably with a plurality of electrically conductive warp threads arranged side by side to produce conductive connections.
  • the antenna structures according to the invention do not change when the spaced-apart stubs are not formed by one or more electrically conductive weft threads but by one or more electrically conductive warp threads, and Accordingly, if the stubs forming warp threads with at least one, preferably with a plurality of juxtaposed electrically conductive weft threads for the production of conductive compounds are interwoven.
  • each textile label has the already mentioned antenna structure according to the invention after being cut.
  • a further development of the invention provides that the electrically conductive weft threads are interwoven with the one or more electrically conductive warp threads.
  • At least one electrically conductive insulated warp thread is provided, which traverses the stubs.
  • one or more such warp threads allow a mechanical shortening of the E-field emitter. This is particularly advantageous for small-area textile materials that offer little space for the E-field emitter.
  • the electrically conductive thread (s) are selected from the group consisting of a metal coated plastic thread, a plastic thread wrapped with a metal wire or a metal strand, a plastic thread with an integrated metal wire or integrated metal strand, and a graphite thread.
  • the selection depends on which type of electrically conductive threads can be processed with the respective production process narrow band weaving or broadband weaving, which type of electrically conductive threads have sufficient electrical conduction properties, how contacting with the circuit module is carried out and whether and which chemical influences are exerted become.
  • the one or more electrically conductive insulated filaments are preferably selected from the group consisting of a plastic filament with an integrated insulated metal wire, a plastic filament with an integrated insulated metal strand, an insulated metal wire and an insulated metal strand.
  • the circuit module may be contact-connected to the antenna structure.
  • Antenna terminals of the circuit module may be connected to the radiator by crimps, welds, solder joints or adhesive bonds with conductive adhesive.
  • Crimp connections have the advantage that, in conjunction with the attachment of the circuit module, they establish the electrical contact between the antenna connections and the radiator connections.
  • the connection is made by mechanical stress and is therefore also possible between conductive materials that can not be electrically connected to each other by welding or soldering.
  • Crimped connections allow the circuit module to be simultaneously mechanically fixed to the textile material if several threads can be enclosed, which then together provide the necessary tensile strength. These may be electrically conductive and / or non-conductive threads.
  • Weld joints and solder joints can be made between conductive materials of metals.
  • the circuit module itself and its antenna terminals are enclosed by a potting compound and the potting compound is simultaneously connected to the region of the textile material adjacent to the circuit module.
  • the circuit module is fixed by the potting compound on the textile material, since the potting compound penetrates deeply into the textile material due to the capillary action. A separation is only possible through destruction, so that manipulations are recognizable.
  • the circuit module is protected against mechanical and chemical influences by the potting compound.
  • the additional integration of the antenna connections ensures protection of the contacts and at the same time provides strain relief for the emitter ends, which reduces the risk of breakage at the antenna terminals of the circuit module.
  • potting compound has proven to be particularly suitable a silicone composition that allows both the protection and the fixation of the circuit module on the textile material.
  • the circuit module is non-contact coupled into the antenna.
  • a contactless coupling of the circuit module is achieved by a coupling element which inductively and / or capacitively couples into the antenna.
  • a coupling element which inductively and / or capacitively couples into the antenna.
  • an electronic chip module is arranged together with the coupling element on the contactless circuit module.
  • the antenna itself is - as previously described - Designed as an E-field emitter and requires no electrical connection to the chip module and coupling element.
  • the combination of the correspondingly tuned coupling element and the antenna also leads to an increase in the bandwidth of the overall system, whereby operation at different but adjacent frequencies due to different national provisions without structural changes and adjustments is possible.
  • the coupling element is arranged at a location of the electric antenna, in which a minimum standing wave ratio occurs.
  • the inventive design of the electric antenna as a dipole allows a resonant tuning to the operating frequency and an antenna gain over an isotropic radiator.
  • the arrangement of the coupling element at a location of the electric antenna, in which a minimum standing wave ratio occurs, results in an optimal adjustment and range.
  • the contactless circuit module can be connected to the textile material by a reversibly detachable or irreversibly unsolvable fastening means.
  • the contactless circuit module z. B. be removed after a manufacturing, transport or sales process, if the information is then no longer needed or should not be used by unauthorized persons.
  • the fastener may be formed as at least one mandrel attached to the contactless circuit module and penetrating the fabric and a button receiving one end of the mandrel and disposed on the opposite side of the fabric from the contactless circuit module.
  • This embodiment of the fastener allows a positive connection and is therefore very safe.
  • removal can only be possible with a special tool in order to prevent unauthorized removal.
  • the fastener may also be formed as a weld or bonding or lamination or lamination or gluing or crimping or adhesive film or by means of a heat and pressure made patch connection.
  • the fastening means may be formed as a thermal or reactive adhesive.
  • a thermal adhesive is particularly preferred since known weaving machine usually comprise a heatable roller. This can be used accordingly to connect the contactless circuit module with the textile material.
  • the fastening means may be formed of discrete connection points or very fine, perforated adhesive film.
  • the fastening means may also be formed from weaving yarns which are laid over the contactless circuit module in the area of the contactless circuit module and woven with the fabric of the textile material outside the contactless circuit module.
  • connection can be made within the textilübate industrial manufacturing process weaving.
  • the fastening means may also be designed as a Velcro fastener.
  • the contactless circuit module may be sealed with a coating.
  • This coating can effectively protect the contactless circuit module against mechanical and chemical influences.
  • Fig. 1 is a plan view of the back of a textile material in the form of an unfolded narrow-band textile label 10 with an antenna 12 shown.
  • the illustrated Textile label 10 was cut from a series of linked textile labels. The cuts are schematically represented by the meandering lines shown on the left and right sides of the textile label 10.
  • the antenna 12 is designed as a mechanically shortened E-field emitter.
  • the antenna structures are formed by asymmetrical meander structures which comprise a continuous electrically conductive weft thread 14, which extends in sections parallel to the warp threads, not shown here, and is fed back and forth between the sections 16 transversely to the warp threads (not shown) to the active edge 18.
  • the active edge 18 is also referred to as a crocheted edge.
  • Such an antenna structure can be produced in a simple manner with high production speed on a conventional narrow-band weaving machine together with the textile material.
  • Fig. 2 is a plan view of the back of a textile material in the form of an unfolded narrow-band textile label 10 with an antenna 12 shown.
  • the antenna 12 is designed as a mechanically shortened E-field emitter.
  • the antenna structures are formed by asymmetrical meander structures which comprise a continuous electrically conductive weft thread 14, which extends in sections parallel and / or obliquely to the warp threads, not shown here and between the sections 16 transversely to the warp threads, not shown here to the effective edge 18 back and forth is returned.
  • the continuous electrically conductive weft thread 14 will enter at predetermined locations somewhere in the textile material.
  • the relative position of two adjacent locations specifies whether the section 16 formed by the continuous electrically conductive weft thread 14 extends parallel or obliquely to the warp threads, not shown here.
  • the antenna structure receives a trim function.
  • FIG. 3 shows a plan view of the back of a textile material in the form of an end folded narrow-band textile label 10 with an antenna 12 and a contactless circuit module 20 of electronic chip module and coupling element.
  • the antenna 12 is designed as a mechanically shortened E-field emitter.
  • the antenna structures are formed by asymmetrical meander structures which comprise a continuous electrically conductive weft thread 14, which extends in sections parallel and obliquely to the warp threads, not shown here, and is fed back and forth between the sections 16 transversely to the warp threads (not shown) towards the active edge 18 ,
  • Fig. 3 clearly shows that the lengths of the sections 16 can be specified. The further away or the later the following entry of the electrically conductive weft thread 14 following entry of the electrically conductive weft thread 14, the longer the sections 16.
  • FIG. 3 For example, an antenna structure is shown, which widens from above the middle of the textile label 10 to both sides, ie, to the left and right, over the entire length of the textile label 10 in a trumpet shape downwards.
  • an antenna structure By such an antenna structure, an optimum bandwidth is obtained.
  • the length of the sections 16 becomes smaller the further they move away from the center of the textile label 10.
  • Fig. 3 also shows that the textile label 10 is folded, ie folded left and right. Since the antenna structure extends over the entire length of the textile label 10, the bandwidth of the antenna 12 is further increased by the fact that the antenna structure is arranged twice in the end fold 22.
  • the circuit module 20 is contactlessly coupled into the antenna 12.
  • the illustrated arrangement of the circuit module 20 in the upper middle of the textile label between two entries of the continuous electrically conductive weft thread 14 has proven particularly useful.
  • Fig. 4 shows a plan view of the back of an end folded Narrow-band textile labels 10 having an antenna 12 in asymmetrical meander structures and a contact-type circuit module 24.
  • a contact-type circuit module 24 is provided. This is arranged centrally between two entries of the continuous electrically conductive weft thread 14 and galvanically connected to these weft threads 14 extending transversely to the warp threads, not shown here.
  • the galvanic connection can be a solder connection, for example.
  • FIG. 2 shows a plan view of the back side of a broad-band textile label 26 with an E-field emitter 12 in the form of spaced-apart stubs 28, each formed by at least one, preferably several, electrically conductive weft threads 30.
  • the weft threads 30 forming the stubs 28 are interwoven with at least one, preferably with a plurality of electrically conductive warp threads 32 for the production of conductive connections 34.
  • connection 34 is in Fig. 5 shown enlarged.
  • the electrically conductive weft threads 30 are interwoven with the electrically conductive warp threads 32 in a single-wall weave. By such a weaving several electrically conductive threads 30, 32, the contact input - or recording between the electrically conductive weft-30 and warp threads 32 is substantially improved.
  • a circuit module 20 of electronic chip module and coupling element is provided, which couples into the antenna 12 in a contactless manner.
  • At least one insulated, electrically conductive warp thread 36 is provided which traverses the electrically conductive weft threads 30 or the stubs 28.
  • Fig. 5 shows the textile label produced by means of a weaving machine 26 in the cut state on all sides.
  • Some electrically non-conductive textile weft 38 and warp threads 40 are also shown by way of example. It can be clearly seen that the electrically non-conductive, textile weft threads 38 hold the stubs 28 at a distance from each other. This ensures that no patch but a shortened dipole antenna 12 is formed in the textile label 26.
  • Fig. 6 shows a plan view of a plurality of in Fig. 5 illustrated, produced by a weaving machine textile label 26 in the uncut state.
  • Fig. 6 also shows very clearly that you would not come to any other antenna structure if you would replace the warp against the weft and at the same time the weft against the warp threads. Therefore, the invention is to be understood here and below as meaning that the claimed variant also includes the second variant.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Textilmaterial mit einem Schaltungsmodul (20, 24) und einer Antenne (12), wobei die Antenne (12) als E-Feld-Strahler für eine Arbeitsfrequenz im UHF- oder Mikrowellenbereich ausgebildet ist und vollständig aus Bestandteilen des Textilmaterials selbst in Form elektrisch leitfähiger Fadenkonstruktionen besteht, die maschinell innerhalb des textilüblichen industriellen Fertigungsprozesses Weben zur Bildung von Antennenstrukturen verarbeitbar sind. Erfindungsgemäß sind beim Fertigungsprozess Schmalbandweben die Antennenstrukturen durch unsymmetrische Mäanderstrukturen gebildet, die einen durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfaden (14) umfassen, der abschnittsweise parallel und/oder schräg zu den Kettfäden verläuft und zwischen den Abschnitten (16) quer zu den Kettfäden zur Wirkkante (18) hin- und unmittelbar zurückgeführt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Textilmaterial mit einem Schaltungsmodul und einer Antenne nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Zur Identifikation von Waren bei Produktion, Logistik, Vertrieb und Reparatur werden zunehmend Transponder aus Schaltungsmodul und Antenne eingesetzt, die hinsichtlich Lesbarkeit und Datenvolumen sowie Manipulationssicherheit üblichen Barcodes überlegen sind. Der Einsatz von Transpondern wird auch bei textilen Waren angestrebt, wegen ihres flexiblen Charakters und der Notwendigkeit der Reinigung in heißen und/oder chemisch aggressiven Medien werden aber höhere Anforderungen gestellt. So darf der Transponder den bestimmungsgemäßen Gebrauch der textilen Waren nicht beeinträchtigen, muss gegen mechanische, thermische und chemische Einflüsse resistent sein und trotzdem physikalisch zuverlässig arbeiten.
  • Ein Textilmaterial mit einem Schaltungsmodul und einer Antenne ist bereits aus der WO 2005/071605 A2 bekannt. Die dort offenbarte Antenne ist als E-Feld-Strahler für eine Arbeitsfrequenz im UHF- oder Mikrowellenbereich ausgebildet und besteht vollständig aus elektrisch leitfähigen Bestandteilen des Textilmaterials selbst in Form elektrisch leitfähiger Fadenkonstruktionen, die maschinell innerhalb des textilüblichen industriellen Fertigungsprozesses Weben zur Bildung von Antennenstrukturen verarbeitbar sind.
  • Bei der Unterbringung des E-Feld-Strahlers in kleinflächigen Textilmaterialien, beispielsweise Textiletiketten, ist üblicherweise eine mechanische Verkürzung des E-Feld-Strahlers erforderlich. Bei einer Arbeitsfrequenz im UHF-Bereich und bei einer Arbeitsfrequenz im Mikrowellenbereich ist zumindest im UHF-Bereich eine elektrische Verlängerung des mechanisch verkürzten E-Feld-Strahlers nötig, um seine Resonanzfrequenz auf die Arbeitsfrequenz abzustimmen.
  • Die WO 2005/071605 A2 lehrt ganz allgemein, sofern ein mechanischer verkürzter E-Feld-Strahler in Resonanz mit der Arbeitsfrequenz durch Induktivitäten gebracht werden muss, dass deren Geometrie kompatibel mit dem textilüblichen industriellen Fertigungsprozess gestaltet sein muss.
  • So ist aus der WO 2005/071605 A2 bekannt, dass beim Fertigungsprozess Weben Antennenstrukturen durch Mäanderstrukturen aus einem durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfaden gebildet sein können, der zwischen jedem Schuss über eine mehrere Schussfadenstärken entsprechende Strecke an der jeweiligen Webkante parallel zu den Kettfäden geführt ist. Eine derartige Dipol-Antenne mit einem an den mittig aufgetrennten Dipol angeschlossenen Schaltungsmodul ist in Fig. 1a der WO 2005/071605 A2 dargestellt.
  • Aus der WO 2005/071605 A2 ist außerdem bekannt, dass beim Fertigungsprozess Breitbandweben, also beim Weben mit einer Breitwebmaschine, die Antennenstrukturen eine Vielzahl nebeneinander liegender, elektrisch leitfähiger Schussfäden zur Bildung von zwei elektrisch leitfähigen Flächen umfassen. Zwischen den genannten Flächen ist das Schaltungsmodul angeordnet, das über elektrisch leitfähige Kettfäden, welche quer über alle Schussfäden der elektrisch leitfähigen Flächen verlaufen, mit diesen galvanisch verbunden ist. Eine derartige Patch-Antenne mit einem mittig angeschlossenen Schaltungsmodul ist in Fig. 1d der WO 2005/071605 A2 dargestellt.
  • Es hat sich nun herausgestellt, dass Textilmaterialien mit den genannten Antennenstrukturen nur mit Webmaschinen herstellbar sind, die entweder aufwendig umgebaut oder mit entsprechenden Zusatzmodulen ausgestattet neu angeschafft werden müssen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Textilmaterial mit elektrisch leitfähigen Fadenkonstruktionen eine Antennenstruktur zu schaffen, die mit konventionellen Webmaschinen gemeinsam mit dem Textilmaterial herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Textilmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den rückbezogenen Unteransprüchen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind beim Fertigungsprozess Schmalbandweben die Antennenstrukturen durch unsymmetrische Mäanderstrukturen gebildet. Diese umfassen einen durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfaden, der abschnittsweise parallel und/oder schräg zu den Kettfäden verläuft und zwischen den Abschnitten quer zu den Kettfäden zur Wirkkante hin- und unmittelbar zurückgeführt ist.
  • Eine derartige Antennenstruktur lässt sich auf einfache Weise mit hoher Produktionsgeschwindigkeit auf einer konventionellen Schmalband-Webmaschine gemeinsam mit dem Textilmaterial herstellen. Dazu sind vorteilhaft keine aufwendigen Umbaumaßnahmen erforderlich.
  • Die Herstellung des Textilmaterials erfolgt beim Schmalbandweben mittels einer Nadelwebmaschine in bekannter Weise. Zur Bildung der erfindungsgemäßen Antennenstruktur wird erfindungsgemäß der durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden als Fadensystem an vorgegebener Stelle zunächst in ein vorgegebenes Webfach bis zur Wirkkante, die auch als Häkelkante bezeichnet werden kann, eingetragen, dort fixiert und unmittelbar zum Ausgangspunkt des Schusseintrags zurückgeführt. Die vorgegebene Stelle kann irgendwo im Textilmaterial beabstandet von der Wirkkante liegen. Die Stelle kann beispielsweise nahe der der Wirkkante gegenüberliegenden Webkante, mittig oder irgendwo zwischen der Wirkkante und der genannten Webkante liegen. Die Stelle wird durch Öffnen eines entsprechenden Webfaches festgelegt. Nachdem der durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden unmittelbar zum Ausgangspunkt des Schusseintrags zurückgeführt wurde, erfolgt über eine vorgegebene Strecke kein weiterer Eintrag des durchlaufenden elektrisch leitfähigen Schussfadens. Das Textilmaterial wird in bekannter Weise weitergewebt und der durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden außerhalb des Textilmaterials mitgeführt. An einer nächsten vorgegebenen Stelle wird der mitgeführte durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden wieder in ein vorgegebenes Webfach bis zur Wirkkante eingetragen, dort fixiert und unmittelbar zum Ausgangspunkt des Schusseintrags zurückgeführt.
  • Befindet sich der Ausgangspunkt dieses Fadenschusseintrags auf gleicher Höhe wie der Ausgangspunkt des vorherigen Eintrags des durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfadens so verläuft der Abschnitt zwischen diesen beiden Ausgangspunkten parallel zu den Kettfäden. Andernfalls würde der Abschnitt schräg zu den Kettfäden verlaufen. Der Abschnitt wird durch den außerhalb des Textilmaterials mitgeführten durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfaden gebildet.
  • Nachdem der durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden unmittelbar zum zweiten Ausgangspunkt des Schusseintrags zurückgeführt wurde, erfolgt über eine vorgegebene Strecke wiederum kein weiterer Eintrag des elektrisch leitfähigen Schussfadens. Das Textilmaterial wird in bekannter Weise weitergewebt und der durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden außerhalb des Textilmaterials mitgeführt. An einer nächsten vorgegebenen Stelle wird der mitgeführte durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden wieder in ein vorgegebenes Webfach bis zur Wirkkante eingetragen, dort fixiert und unmittelbar zum Ausgangspunkt des Schusseintrags zurückgeführt. Das Verfahren setzt sich in dieser Weise fort.
  • Dadurch, dass die Stelle des Eintrags des durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfadens vorgegeben werden kann, lassen sich im Rahmen der Erfindung diverse Antennenstrukturen durch unsymmetrische Mäanderstrukturen schaffen, die optimal den vorliegenden Gegebenheiten, beispielsweise der Größe des Textilmaterials, angepasst werden können. Bekannte Schmalband-Webmaschinen brauchen zu diesem Zweck vorteilhaft nicht aufwendig umgebaut werden.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der elektrisch leitfähige Schussfaden isoliert ist.
  • Es hat sich gezeigt, dass sich der E-Feld-Strahler durch die Isolierung des elektrisch leitfähigen Schussfadens noch weiter mechanisch verkürzen lässt. Dies ist insbesondere bei kleinflächigen Textilmaterialen, die wenig Platz für den E-Feld-Strahler bieten, von Vorteil. Dadurch wird zusätzlich erreicht, dass ein möglicher Kurzschluss zwischen dem zur Wirkkante hin- und dem unmittelbar zurückgeführten elektrisch leitfähigen Schussfaden vermieden wird. Ein solcher Kurzschluss hätte zur Folge, dass der entsprechende Ast des E-Feld-Strahlers, welcher durch den zur Wirkkante hin- und unmittelbar wieder zurückgeführten elektrisch leitfähigen Schussfaden gebildet ist, komplett ausfallen würde.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abschnitte gleich und/oder unterschiedlich lang ausgebildet sind.
  • Wie bereits oben ausgeführt, kann die Stelle des Eintrags des durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfadens vorgegeben werden. Genauso lässt sich vorteilhaft auch die Strecke, also die Entfernung, zwischen zwei Einträgen des durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfadens vorgeben. Im Rahmen der Erfindung lassen sich mithin weitere Antennenstrukturen durch unsymmetrische Mäanderstrukturen schaffen, die optimal den vorliegenden Gegebenheiten, wie Platzbedarf, Antennengewinn oder Bandbreite, angepasst werden können. Bekannte Schmalband-Webmaschinen brauchen zu diesem Zweck vorteilhaft nicht aufwendig umgebaut werden.
  • Weiterhin ist vorgesehen, dass das Textilmaterial ein endgefaltetes Textiletikett ist, wobei die Antennenstruktur über die gesamte Länge des Textiletiketts verläuft, so dass die Antennenstruktur doppelt in der Endfalte angeordnet ist.
  • Beim Schmalbandweben werden üblicherweise ohne Unterbrechung zahlreiche miteinander verbundene Textiletiketten hergestellt. An einer Seite sind die Textiletiketten durch die Wirkkante, an der anderen Seite durch die Webkante begrenzt.
  • Wie bereits ausgeführt, wird die Antennenstruktur durch einen durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfaden gebildet, der beim Schmalbandweben ohne Unterbrechung von einem Textiletikett zum nächsten Textiletikett usw. verläuft.
  • Nach dem Schmalbandweben werden die Textiletiketten einzeln geschnitten, also voneinander getrennt. Die Textiletiketten werden üblicherweise heiß geschnitten, um die Schneidekanten fransenfest zu versiegeln. Die Antennenstruktur verläuft somit erfindungsgemäß über die gesamte Länge des Textiletiketts. Da die Schneidkanten relativ scharfkantig ausgebildet sind, werden die Textiletiketten endgefaltet, also links und rechts gefaltet.
  • Es hat sich nun als vorteilhaft herausgestellt, dass die Antennenstruktur doppelt in der Endfalte angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Antenne eine größere Bandbreite erhält. Der durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden muss deshalb vorteilhaft keine exakte Länge haben. Dadurch kann vorteilhafterweise auch die textile Weiterverarbeitung auf Standardschneid- und -faltmaschinen erfolgen.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein isolierter, elektrisch leitfähiger Kettfaden vorgesehen ist, der die elektrisch leitfähigen Schussfäden überquert und/oder dass wenigstens ein isolierter oder nicht isolierter, elektrisch leitfähiger Kettfaden vorgesehen ist, der kontaktlos neben der Antennenstruktur angeordnet ist.
  • Es hat sich gezeigt, dass ein oder mehrere derartige Kettfäden eine mechanische Verkürzung des E-Feld-Strahlers ermöglichen. Dies ist insbesondere bei kleinflächigen Textilmaterialen, die wenig Platz für den E-Feld-Strahler bieten, von Vorteil.
  • Besonders zweckmäßig ist es, dass jeweils in das für den zur Wirkkante hin- und unmittelbar zurückgeführten elektrisch leitfähigen Schussfaden vorgesehene Webfach wenigstens ein weiterer textiler Schussfaden gemeinsam mit dem elektrisch leitfähigen Schussfaden zur Wirkkante hin- und unmittelbar zurückgeführt ist.
  • Durch den Eintrag wenigstens eines weiteren, nicht elektrisch leitfähigen textilen Schussfadens, der im gleichen Webfach wie der elektrisch leitfähige Schussfaden zur Wirkkante hin- und unmittelbar zurückgeführt ist, wird ein zusätzlicher Abstand zwischen dem hin- und wieder zurückgeführten elektrisch leitfähigen Schussfaden erzeugt. Dadurch, dass der zur Wirkkante hingeführte elektrisch leitfähige Schussfaden von dem unmittelbar zurückgeführten elektrisch leitfähigen Schussfaden durch den oder die textilen Schussfäden beabstandet ist, lässt sich vorteilhaft auch der E-Feld-Strahler insgesamt mechanisch verkürzen.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird bei einem Textilmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 auch durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.
  • Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den rückbezogenen Unteransprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass beim Fertigungsprozess Breitbandweben die Antennenstrukturen mehrere voneinander beabstandete, elektrisch leitfähige Stubs umfassen. Die Stubs sind jeweils durch wenigstens einen, vorzugsweise durch mehrere elektrisch leitfähige Schussfäden gebildet, wobei die die Stubs bildenden Schussfäden mit wenigstens einem, vorzugsweise mit mehreren elektrisch leitfähigen Kettfäden zur Herstellung von leitfähigen Verbindungen verwoben sind.
  • Eine derartige Antennenstruktur lässt sich auf einfache Weise mit außerordentlich hoher Produktionsgeschwindigkeit auf einer konventionellen Breitwebmaschine gemeinsam mit dem Textilmaterial herstellen. Dazu sind vorteilhaft keine aufwendigen Umbaumaßnahmen erforderlich. Durch die voneinander beabstandeten Stubs, deren elektrisch leitfähige Schussfäden mittels eines oder mehrerer elektrisch leitfähiger Kettfäden leitend verbunden sind, wird auf einfache Weise ein mechanisch verkürzter E-Feld-Strahler erzeugt.
  • Die Anzahl der Stubs, die Anzahl der jeweils einen Stub bildenden Schussfäden, der Abstand der Stubs untereinander sowie die Lage und Anzahl der elektrisch leitfähigen Kettfäden sind je nach gewünschter Antennenstruktur vorgebbar.
  • Die Herstellung des Textilmaterials erfolgt beim Breitbandweben mittels einer Breitwebmaschine in bekannter Weise. Zur Bildung der erfindungsgemäßen Antennenstrukturen werden an vorgegebenen, voneinander beabstandeten Stellen wenigstens ein, vorzugsweise mehrere nebeneinander angeordnete elektrisch leitfähige Schussfäden eingetragen. Der oder die an diesen voneinander beabstandeten Stellen eingetragenen elektrisch leitfähigen Schussfäden bilden dann an jeder Stelle einen so genannten Stub. Zur Bildung der erfindungsgemäßen Antennenstrukturen werden der oder die die Stubs bildenden Schussfäden an einer vorgegebenen Stelle mit wenigstens einem, vorzugsweise mit mehreren nebeneinander angeordneten elektrisch leitfähigen Kettfäden zur Herstellung von leitfähigen Verbindungen verwoben.
  • Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich die erfindungsgemäßen Antennenstrukturen nicht ändern, wenn die voneinander beabstandeten Stubs nicht durch ein oder mehrere elektrisch leitfähige Schussfäden, sondern durch ein oder mehrere elektrisch leitfähige Kettfäden gebildet sind, und wenn dementsprechend die Stubs bildenden Kettfäden mit wenigstens einem, vorzugsweise mit mehreren nebeneinander angeordneten elektrisch leitfähigen Schussfäden zur Herstellung von leitfähigen Verbindungen verwoben sind.
  • Dies ist lediglich eine Frage der Betrachtungsweise. Ein Vertauschen der Bedeutung von Schuss- und Kettfäden führt somit nicht zu einer anderen Antennenstruktur. Daher soll die Erfindung hier und im Folgenden auch in dieser Weise verstanden werden.
  • Beim Breitbandweben werden üblicherweise zahlreiche Textiletiketten in einem Fertigungsprozess hergestellt, die zu allen Seiten mit benachbarten Textiletiketten verbunden sein können. Nach dem Breitbandweben werden diese Textiletiketten zunächst zu schmalen Bändern geschnitten und später vereinzelt und gefaltet. Heiß- oder Ultraschallschnitt sorgen für fransenfeste Schneidekanten.
  • Die Anordndung der elektrisch leitfähigen Schuss- und Kettfäden beim Breitbandweben ist derart, dass jedes Textiletikett nach dem Schneiden die erfindungsgemäße bereits genannte Antennenstruktur aufweist.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die elektrisch leitfähigen Schussfäden mit dem oder den elektrisch leitfähigen Kettfäden leinwandbindig miteinander verwoben sind.
  • Durch ein derartiges Verweben wird die Kontaktgabe zwischen den elektrisch leitfähigen Schuss- und Kettfäden wesentlich verbessert.
  • Zweckmäßigerweise ist zusätzlich wenigstens ein elektrisch leitfähiger isolierter Kettfaden vorgesehen, der die Stubs überquert.
  • Es hat sich gezeigt, dass ein oder mehrere derartige Kettfäden eine mechanische Verkürzung des E-Feld-Strahlers ermöglichen. Dies ist insbesondere bei kleinflächigen Textilmaterialen, die wenig Platz für den E-Feld-Strahler bieten, von Vorteil.
  • Vorzugsweise sind der oder die elektrisch leitfähigen Fäden aus der Gruppe ausgewählt, die einen mit Metall beschichteten Kunststofffaden, einen mit einem Metalldraht oder einer Metalllitze umwickelter Kunststofffaden, einen Kunststofffaden mit einem integrierten Metalldraht oder einer integrierten Metalllitze und einen Grafitfaden umfasst.
  • Die Auswahl richtet sich danach, welche Art von elektrisch leitfähigen Fäden mit dem jeweiligen Fertigungsprozess Schmalbandweben oder Breitbandweben verarbeitbar sind, welche Art von elektrisch leitfähigen Fäden ausreichende elektrische Leiteigenschaften aufweisen, auf welche Art eine Kontaktierung mit dem Schaltungsmodul vorgenommen wird und ob und welche chemischen Einflüsse ausgeübt werden.
  • Der oder die elektrisch leitfähigen isolierten Fäden sind vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die einen Kunststofffaden mit einem integrierten isolierten Metalldraht, einen Kunststofffaden mit einer integrierten isolierten Metalllitze, einen isolierten Metalldraht und eine isolierte Metalllitze umfasst.
  • Das Schaltungsmodul kann kontaktbehaftet mit der Antennenstruktur verbunden sein.
  • Antennenanschlüsse des Schaltungsmoduls können durch Krimpverbindungen, Schweißverbindungen, Lötverbindungen oder Klebeverbindungen mit leitfähigem Kleber mit dem Strahler verbunden sein.
  • Beim Fertigungsprozess wird das Textilmaterial zunächst ohne das Schaltungsmodul gefertigt. Anschließend wird das Schaltungsmodul mit dem Strahler verbunden. Krimpverbindungen haben den Vorteil, dass sie gemeinsam mit dem Anbringen des Schaltungsmoduls den elektrischen Kontakt zwischen den Antennenanschlüssen und den Strahleranschlüssen herstellen. Die Verbindung erfolgt durch mechanische Verspannung und ist daher auch zwischen leitfähigen Materialien möglich, die sich nicht durch Schweißen oder Löten miteinander elektrisch verbinden lassen.
  • Durch Krimpverbindungen lässt sich das Schaltungsmodul auch gleichzeitig mechanisch am Textilmaterial fixieren, wenn mehrere Fäden umschlossen werden können, die dann gemeinsam für die nötige Zugfestigkeit sorgen. Dies können elektrisch leitfähige und/oder nicht leitfähige Fäden sein.
  • Schweißverbindungen und Lötverbindungen können zwischen leitfähigen Materialien aus Metallen hergestellt werden.
  • Schließlich sind noch Klebeverbindungen mit leitfähigem Kleber für Materialien möglich, die weder für Krimpverbindungen, Schweißverbindungen und Lötverbindungen geeignet sind.
  • Vorzugsweise sind das Schaltungsmodul selbst und deren Antennenanschlüsse durch eine Vergussmasse eingeschlossen und die Vergussmasse ist gleichzeitig mit dem dem Schaltungsmodul benachbarten Bereich des Textilmaterials verbunden. Das Schaltungsmodul ist so durch die Vergussmasse am Textilmaterial fixiert, da die Vergussmasse aufgrund der Kapillarwirkung tief in das Textilmaterial eindringt. Eine Trennung ist nur durch Zerstörung möglich, so dass Manipulationen erkennbar sind. Ferner wird durch die Vergussmasse das Schaltungsmodul auch gegen mechanische und chemische Einflüsse geschützt. Die zusätzliche Einbindung der Antennenanschlüsse sorgt für einen Schutz der Kontakte und bietet gleichzeitig eine Zugentlastung der Strahlerenden, wodurch eine Bruchgefahr an den Antennenanschlüssen des Schaltungsmoduls vermindert ist. Als Vergussmasse hat sich als besonders geeignet eine Silikonmasse erwiesen, die sowohl den Schutz als auch die Fixierung des Schaltungsmoduls auf dem Textilmaterial ermöglicht.
  • Besonders bevorzugt ist das Schaltungsmodul kontaktlos in die Antenne eingekoppelt.
  • Eine kontaktlose Kopplung des Schaltungsmoduls wird durch ein Koppelelement, das induktiv und/oder kapazitiv in die Antenne einkoppelt, erreicht. Dazu ist ein elektronisches Chipmodul zusammen mit dem Koppelelement auf dem kontaktlosen Schaltungsmodul angeordnet. Die Antenne selbst ist - wie zuvor beschrieben - als E-Feld-Strahler ausgeführt und benötigt keinerlei galvanische Verbindung zum Chipmodul und Koppelelement.
  • Die Kombination aus dem entsprechend abgestimmten Koppelelement und der Antenne führt außerdem zu einer Erhöhung der Bandbreite des Gesamtsystems, wodurch ein Betrieb auf unterschiedlichen, aber benachbarten Frequenzen aufgrund unterschiedlicher nationaler Bestimmungen ohne konstruktive Änderungen und Abstimmungen möglich ist.
  • Vorzugsweise ist das Koppelelement an einem Ort der elektrischen Antenne angeordnet, bei dem ein minimales Stehwellenverhältnis auftritt.
  • Die erfindungsgemäße Ausbildung der elektrischen Antenne als Dipol ermöglicht eine resonante Abstimmung auf die Arbeitsfrequenz und einen Antennengewinn gegenüber einem isotropen Strahler. Durch die Anordnung des Koppelelements an einem Ort der elektrischen Antenne, bei dem ein minimales Stehwellenverhältnis auftritt, ergibt sich eine optimale Anpassung und Reichweite.
  • Das kontaktlose Schaltungsmodul kann mit dem Textilmaterial durch ein reversibel lösbares oder irreversibel unlösbares Befestigungsmittel verbunden sein.
  • Bei reversibel lösbaren kontaktlosen Schaltungsmodulen kann das kontaktlose Schaltungsmodul z. B. nach einem Fertigungs-, Transport- oder Verkaufsvorgang entfernt werden, wenn die Informationen anschließend nicht mehr benötigt werden oder nicht durch Unbefugte verwendet werden sollen.
  • Bei irreversibel unlösbar verbundenen kontaktlosen Schaltungsmodulen sollen die Informationen dauerhaft mit dem Textilmaterial verknüpft bleiben. Dadurch sind Manipulationen erschwert und ohne Zerstörung des Verbundes aus Textilmaterial einerseits und kontaktlosem Schaltungsmodul andererseits nicht möglich.
  • Das Befestigungsmittel kann als wenigstens ein am kontaktlosen Schaltungsmodul angebrachter und das Textilmaterial durchdringender Dorn und einem ein Ende des Dorns aufnehmender, dem kontaktlosen Schaltungsmodul auf der gegenüberliegenden Seite des Textilmaterials angeordneter Knopf ausgebildet sein.
  • Diese Ausführung des Befestigungsmittels ermöglicht eine formschlüssige Verbindung und ist damit besonders sicher. Bei reversibel lösbarer Ausführung kann ein Entfernen auch nur mit einem Sonderwerkzeug möglich sein, um ein unbefugtes Entfernen zu verhindern.
  • Das Befestigungsmittel kann auch als Schweißung oder Bondierung oder Kaschierung oder Laminierung oder Klebung oder Krimpen oder Klebefolie oder mittels einer unter Wärme und Druck hergestellten Patch-Verbindung ausgebildet sein.
  • Dabei kann das Befestigungsmittel als Thermo- oder Reaktionskleber ausgebildet sein.
  • Ein Thermokleber ist besonders bevorzugt, da bekannte Webmaschine üblicherweise eine beheizbare Walze umfassen. Diese kann entsprechend genutzt werden, um das kontaktlose Schaltungsmodul mit dem Textilmaterial zu verbinden.
  • Ferner kann das Befestigungsmittel aus diskreten Verbindungspunkten oder sehr feiner, perforierter Klebefolie ausgebildet sein.
  • Durch die Beschränkung auf diskrete Verbindungspunkte oder eine sehr feine, das heißt dünne und flexible, perforierte Klebefolie wird eine Versteifung der verbundenen Lagen aus dem kontaktlosen Schaltungsmodul und dem Textilmaterial vermieden.
  • Das Befestigungsmittel kann auch aus Webgarnen gebildet sein, die im Bereich des kontaktlosen Schaltungsmoduls über das kontaktlose Schaltungsmodul gelegt und außerhalb des kontaktlosen Schaltungsmoduls mit dem Gewebe des Textilmaterials verwebt sind.
  • Hierdurch wird eine integrale Befestigung des kontaktlosen Schaltungsmoduls innerhalb eines Gewebes des Textilmaterials ermöglicht. Die Verbindung kann dabei innerhalb der textilüblichen industriellen Fertigungsprozesses Weben vorgenommen werden.
  • Das Befestigungsmittel kann auch als Klettverschluss ausgebildet sein.
  • Hierdurch ist eine schnelle Befestigung und Lösung des kontaktlosen Schaltungsmoduls möglich.
  • Das kontaktlose Schaltungsmodul kann mit einem Überzug versiegelt sein.
  • Dieser Überzug kann das kontaktlose Schaltungsmodul gegen mechanische und chemische Einflüsse wirksam schützen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf die Rückseite eines ungefalteten Schmalband-Textiletiketts mit einem E-Feld-Strahler in unsymmetrischen Mäanderstrukturen, wobei der durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden abschnittsweise nur parallel zu den Kettfäden verläuft,
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf die Rückseite eines ungefalteten Schmalband-Textiletiketts mit einem E-Feld-Strahler in unsymmetrischen Mäanderstrukturen, wobei der durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden abschnittsweise parallel und schräg zu den Kettfäden verläuft,
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf die Rückseite eines endgefalteten Schmalband-Textiletiketts mit einem E-Feld-Strahler in unsymmetrischen Mäanderstrukturen und einem kontaktlosen Schaltungsmodul, wobei der durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden verschieden lange Abschnitte aufweist, die parallel und schräg zu den Kettfäden verlaufen,
    Fig. 4
    eine Draufsicht auf die Rückseite eines endgefalteten Schmalband-Textiletiketts mit einem E-Feld-Strahler in unsymmetrischen Mäanderstrukturen und einem kontaktbehafteten Schaltungsmodul, wobei der durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden verschieden lange Abschnitte aufweist, die parallel und schräg zu den Kettfäden verlaufen,
    Fig. 5
    eine Draufsicht auf die Rückseite eines Breitband-Textiletiketts mit einem E-Feld-Strahler in Form voneinander beabstandeter Stubs, die mittels wenigstens eines Kettfadens elektrisch leitend verbunden sind, sowie einem kontaktlosen Schaltungsmodul und
    Fig. 6
    eine Draufsicht auf eine Vielzahl des in Fig. 5 dargestellten Textiletiketts im ungeschnittenen Zustand.
  • In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die Rückseite eines Textilmaterials in Form eines ungefalteten Schmalband-Textiletiketts 10 mit einer Antenne 12 dargestellt. Das dargestellte Textiletikett 10 wurde aus einer Reihe miteinander verbundener Textiletiketten herausgeschnitten. Die Schnitte sind durch die an der linken und rechten Seite des Textiletiketts 10 gezeigten Schlängellinien schematisch dargestellt. Die Antenne 12 ist als mechanisch verkürzter E-Feld-Strahler ausgebildet. Die Antennenstrukturen sind durch unsymmetrische Mäanderstrukturen gebildet, die einen durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfaden 14 umfassen, der abschnittsweise parallel zu den hier nicht dargestellten Kettfäden verläuft und zwischen den Abschnitten 16 quer zu den hier nicht dargestellten Kettfäden zur Wirkkante 18 hin- und unmittelbar zurückgeführt ist. Die Wirkkante 18 wird auch als Häkelkante bezeichnet.
  • Eine derartige Antennenstruktur lässt sich auf einfache Weise mit hoher Produktionsgeschwindigkeit auf einer konventionellen Schmalband-Webmaschine gemeinsam mit dem Textilmaterial herstellen.
  • In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Rückseite eines Textilmaterials in Form eines ungefalteten Schmalband-Textiletiketts 10 mit einer Antenne 12 dargestellt. Die Antenne 12 ist als mechanisch verkürzter E-Feld-Strahler ausgebildet. Die Antennenstrukturen sind durch unsymmetrische Mäanderstrukturen gebildet, die einen durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfaden 14 umfassen, der abschnittsweise parallel und/oder schräg zu den hier nicht dargestellten Kettfäden verläuft und zwischen den Abschnitten 16 quer zu den hier nicht dargestellten Kettfäden zur Wirkkante 18 hin- und unmittelbar zurückgeführt ist.
  • Wie bereits an anderer Stelle ausgeführt, wird der durchgehende elektrisch leitfähige Schussfaden 14 an vorgegebenen Stellen irgendwo im Textilmaterial eintragen. Die relative Lage zweier benachbarter Stellen gibt vor, ob der durch den durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfaden 14 gebildete Abschnitt 16 parallel oder schräg zu den hier nicht dargestellten Kettfäden verläuft.
  • Dadurch können im Rahmen der Erfindung diverse Antennenstrukturen realisiert werden, ohne dass die Schmalband-Webmaschine aufwendig umgebaut werden muss.
  • Dadurch, dass der durchgehende leitfähige Schussfaden 14 in einigen Abschnitten 16, wie dargestellt, schräg zu den hier nicht dargestellten Kettfäden verläuft, erhält die Antennenstruktur eine Trimmfunktion.
  • Eine weitere Realisierung einer Antennenstruktur ist in Fig. 3 dargestellt. Diese zeigt eine Draufsicht auf die Rückseite eines Textilmaterials in Form eines endgefalteten Schmalband-Textiletiketts 10 mit einer Antenne 12 und einem kontaktlosen Schaltungsmodul 20 aus elektronischem Chipmodul und Koppelelement. Die Antenne 12 ist als mechanisch verkürzter E-Feld-Strahler ausgebildet. Die Antennenstrukturen sind durch unsymmetrische Mäanderstrukturen gebildet, die einen durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfaden 14 umfassen, der abschnittsweise parallel und schräg zu den hier nicht dargestellten Kettfäden verläuft und zwischen den Abschnitten 16 quer zu den hier nicht dargestellten Kettfäden zur Wirkkante 18 hin- und unmittelbar zurückgeführt ist.
  • Fig. 3 zeigt deutlich, dass auch die Längen der Abschnitte 16 vorgegeben werden können. Je weiter weg bzw. je später der einem vorherigen Eintrag des elektrisch leitfähigen Schussfadens 14 folgende Eintrag des elektrisch leitfähigen Schussfadens 14 erfolgt, desto länger werden die Abschnitte 16.
  • Dadurch lassen sich im Rahmen der Erfindung zahlreiche weitere Antennenstrukturen realisieren. In Fig. 3 ist beispielsweise eine Antenstruktur dargestellt, die sich von oberhalb der Mitte des Textiletiketts 10 zu beiden Seiten, also nach links und rechts, über die gesamte Länge des Textiletiketts 10 trompetenförmig nach unten aufweitet. Durch eine derartige Antennenstruktur wird eine optimale Bandbreite erhalten. Dabei wird die Länge der Abschnitte 16 umso kleiner, je weiter sie sich von der Mitte des Textiletiketts 10 entfernen.
  • Fig. 3 zeigt auch, dass das Textiletikett 10 endgefaltet, also links und rechts gefaltet ist. Da die Antennenstruktur über die gesamte Länge des Textiletiketts 10 verläuft, wird die Bandbreite der Antenne 12 noch dadurch erhöht, dass die Antennenstruktur doppelt in der Endfalte 22 angeordnet ist.
  • Das Schaltungsmodul 20 ist kontaktlos in die Antenne 12 eingekoppelt. Die dargestellte Anordnung des Schaltungsmoduls 20 in der oberen Mitte des Textiletiketts zwischen zwei Einträgen des durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfadens 14 hat sich besonders bewährt.
  • Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Rückseite eines endgefalteten Schmalband-Textiletiketts 10 mit einer Antenne 12 in unsymmetrischen Mäanderstrukturen und einem kontaktbehafteten Schaltungsmodul 24.
  • Der allgemeine Aufbau des dargestellten Textiletiketts 10 mit der Antenne 12 entspricht dem in Fig. 3 dargestellten Textiletikett 10, so dass zwecks Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen zu Fig. 3 verwiesen wird. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen hierbei gleiche Teile.
  • Anstelle eines kontaktlosen Schaltungsmoduls ist in Fig. 4 jedoch ein kontaktbehaftetes Schaltungsmodul 24 vorgesehen. Dieses ist mittig zwischen zwei Einträgen des durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfadens 14 angeordnet und mit diesen quer zu den hier nicht dargestellten Kettfäden verlaufenden Schussfäden 14 galvanisch verbunden. Die galvanische Verbindung kann beispielsweise eine Lötverbindung sein.
  • In Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Rückseite eines Breitband-Textiletikett 26 mit einem E-Feld-Strahler 12 in Form von voneinander beabstandeter Stubs 28 dargestellt, die jeweils durch wenigstens einen, vorzugsweise durch mehrere elektrisch leitfähige Schussfäden 30 gebildet sind. Die die Stubs 28 bildenden Schussfäden 30 sind mit wenigstens einem, vorzugsweise mit mehreren elektrisch leitfähigen Kettfäden 32 zur Herstellung von leitfähigen Verbindungen 34 verwoben.
  • Eine solche Verbindung 34 ist in Fig. 5 vergrößert dargestellt. Hierbei sind die elektrisch leitfähigen Schussfäden 30 mit den elektrisch leitfähigen Kettfäden 32 leinwandbindig miteinander verwoben. Durch ein derartiges Verweben mehrer elektrisch leitfähiger Fäden 30, 32 wird die Kontaktgabe - bzw. -aufnahme zwischen den elektrisch leitfähigen Schuss-30 und Kettfäden 32 wesentlich verbessert.
  • Zentral zwischen den der Mitte am nächsten positionierten Stubs 28 ist ein Schaltungsmodul 20 aus elektronischem Chipmodul und Koppelelement vorgesehen, welches kontaktlos in die Antenne 12 einkoppelt.
  • Weiterhin ist wenigstens ein isolierter, elektrisch leitfähiger Kettfaden 36 vorgesehen, der die elektrisch leitfähigen Schussfäden 30 bzw. die Stubs 28 überquert. Dadurch wird praktisch eine mechanische Verkürzung des E-Feld-Strahlers 12 ermöglicht.
  • Fig. 5 zeigt das mittels einer Breitwebmaschine hergestellte Textiletikett 26 im allseitig geschnittenen Zustand. In Fig. 5 sind auch beispielhaft einige elektrisch nicht leitfähige, textile Schuss- 38 und Kettfäden 40 dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass die elektrisch nicht leitfähigen, textilen Schussfäden 38 die Stubs 28 auf Abstand zueinander halten. Dadurch wird erreicht, dass sich keine Patch-, sondern eine verkürzte Dipolantenne 12 im Textiletikett 26 ausbildet.
  • Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf eine Vielzahl des in Fig. 5 dargestellten, mittels einer Breitwebmaschine hergestellten Textiletiketts 26 im ungeschnittenen Zustand.
  • Beim Breitbandweben werden üblicherweise zahlreiche Textiletiketten 26 in einem Fertigungsprozess hergestellt, die zu allen Seiten mit benachbarten Textiletiketten 26 verbunden sein können. Nach dem Breitbandweben werden diese Textiletiketten 26 einzeln heiß geschnitten, um die Schneidekanten 42 fransenfest zu versiegeln.
  • Die Anordndung der elektrisch leitfähigen Schuss- und Kettfäden 30, 32 beim Breitbandweben ist derart, dass jedes Textiletikett 26 nach dem Schneiden die erfindungsgemäße bereits in Fig. 5 dargestellte Antennenstruktur aufweist.
  • Fig. 6 zeigt auch ganz deutlich, dass man zu keiner anderen Antennenstruktur käme, wenn man die Kett- gegen die Schuss- und gleichzeitig die Schuss- gegen die Kettfäden austauschen würde. Daher soll die Erfindung hier und im Folgenden so verstanden werden, dass die beanspruchte eine Variante auch die zweite Variante umfasst.
  • Hinsichtlich der Beschreibung der einzelnen Textiletiketten 26 wird zwecks Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung zu Fig. 5 verwiesen, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen.
    • Bezugszeichenliste (ist Bestandteil der Beschreibung)
    • 10
    Schmalband-Textiletikett
    12
    Antenne
    14
    durchgehender elektrisch leitfähiger Schussfaden
    16
    Abschnitt
    18
    Wirkkante
    20
    kontaktloses Schaltungsmodul
    22
    Endfalte
    24
    kontaktbehaftetes Schaltungsmodul
    26
    Breitband-Textiletikett
    28
    Stub
    30
    elektrisch leitfähiger Schussfaden
    32
    elektrisch leitfähiger Kettfaden
    34
    leitfähige Verbindung
    36
    isolierter, elektrisch leitfähiger Kettfaden
    38
    elektrisch nicht leitfähiger, textiler Schussfaden
    40
    elektrisch nicht leitfähiger, textiler Kettfaden
    42
    Schneidkante

Claims (25)

  1. Textilmaterial mit einem Schaltungsmodul (20, 24) und einer Antenne (12), wobei die Antenne (12) als E-Feld-Strahler für eine Arbeitsfrequenz im UHF- oder Mikrowellenbereich ausgebildet ist und vollständig aus Bestandteilen des Textilmaterials selbst in Form elektrisch leitfähiger Fadenkonstruktionen besteht, die maschinell innerhalb des textilüblichen industriellen Fertigungsprozesses Weben zur Bildung von Antennenstrukturen verarbeitbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass beim Fertigungsprozess Schmalbandweben die Antennenstrukturen durch unsymmetrische Mäanderstrukturen gebildet sind, die einen durchgehenden elektrisch leitfähigen Schussfaden (14) umfassen, der abschnittsweise parallel und/oder schräg zu den Kettfäden verläuft und zwischen den Abschnitten (16) quer zu den Kettfäden zur Wirkkante (18) hin- und unmittelbar zurückgeführt ist.
  2. Textilmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Schussfaden (14) isoliert ist.
  3. Textilmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (16) gleich oder unterschiedlich lang ausgebildet sind.
  4. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Textilmaterial ein endgefaltetes Textiletikett (10) ist, wobei die Antennenstruktur über die gesamte Länge des Textiletiketts (10) verläuft, so dass die Antennenstruktur doppelt in der Endfalte (22) angeordnet ist.
  5. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein isolierter, elektrisch leitfähiger Kettfaden vorgesehen ist, der die elektrisch leitfähigen Schussfäden (14) überquert, oder dass wenigstens ein isolierter oder nicht isolierter, elektrisch leitfähiger Kettfaden vorgesehen ist, der berührungslos neben der Antennenstruktur angeordnet ist.
  6. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils in das für den zur Wirkkante (18) hin- und unmittelbar zurückgeführten elektrisch leitfähigen Schussfaden (14) vorgesehene Webfach wenigstens ein weiterer textiler Schussfaden zur Wirkkante (18) hin- und unmittelbar zurückgeführt ist.
  7. Textilmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Fertigungsprozess Breitbandweben die Antennenstrukturen mehrere voneinander beabstandete elektrisch leitfähige Stubs (28) umfassen, die jeweils durch wenigstens einen, vorzugsweise durch mehrere elektrisch leitfähige Schussfäden (30) gebildet sind, wobei die die Stubs (28) bildenden Schussfäden (30) mit wenigstens einem, vorzugsweise mit mehreren elektrisch leitfähigen Kettfäden (32) zur Herstellung von leitfähigen Verbindungen (34) verwoben sind.
  8. Textilmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Fertigungsprozess Breitbandweben die Antennenstrukturen mehrere voneinander beabstandete elektrisch leitfähige Stubs umfassen, die jeweils durch wenigstens einen, vorzugsweise durch mehrere elektrisch leitfähige Kettfäden gebildet sind, wobei die die Stubs bildenden Kettfäden mit wenigstens einem, vorzugsweise mit mehreren elektrisch leitfähigen Schussfäden zur Herstellung von leitfähigen Verbindungen verwoben sind.
  9. Textilmaterial nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Schussfäden (30) mit dem oder den elektrisch leitfähigen Kettfäden (32) leinwandbindig miteinander verwoben sind.
  10. Textilmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich wenigstens ein elektrisch leitfähiger isolierter Kettfaden (36) vorgesehen ist, der die Stubs (28) überquert.
  11. Textilmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich wenigstens ein elektrisch leitfähiger isolierter Schussfaden vorgesehen ist, der die Stubs überquert.
  12. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die elektrisch leitfähigen Fäden (14, 30, 32) aus der Gruppe ausgewählt sind, die einen mit Metall beschichteten Kunststofffaden, einen mit einem Metalldraht oder einer Metalllitze umwickelter Kunststofffaden, einen Kunststofffaden mit einem integrierten Metalldraht oder einer integrierten Metalllitze und einen Grafitfaden umfasst.
  13. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die elektrisch leitfähigen isolierten Fäden (14, 36) aus der Gruppe ausgewählt sind, die einen Kunststofffaden mit einem integrierten isolierten Metalldraht, einen Kunststofffaden mit einer integrierten isolierten Metalllitze, einen isolierten Metalldraht und eine isolierten Metalllitze umfasst.
  14. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltungsmodul (24) kontaktbehaftet mit der Antennenstruktur gekoppelt ist.
  15. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltungsmodul (20) kontaktlos in die Antenne eingekoppelt ist.
  16. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne als Dipol ausgebildet ist.
  17. Textilmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem kontaktlosen Schaltungsmodul (20) ein elektronisches Chipmodul und ein Koppelelement angeordnet ist, wobei das Koppelelement induktiv und/oder kapazitiv in die Antenne (12) des Textilmaterials einkoppelt.
  18. Textilmaterial nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das kontaktlose Schaltungsmodul (20) mit dem Textilmaterial durch ein reversibel lösbares oder irreversibel unlösbares Befestigungsmittel befestigt ist.
  19. Textilmaterial nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel als wenigstens ein am kontaktlosen Schaltungsmodul (20) angebrachter und das Textilmaterial durchdringender Dorn und einem ein Ende des Dorns aufnehmender, dem kontaktlosen Schaltungsmodul (20) auf der gegenüberliegenden Seite des Textilmaterials angeordneter Knopf ausgebildet ist.
  20. Textilmaterial nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel als Schweißung oder Bondierung oder Kaschierung oder Laminierung oder Klebung oder Krimpen oder Klebefolie oder mittels einer unter Wärme und Druck hergestellten Patch-Verbindung ausgebildet ist.
  21. Textilmaterial nach Anspruch 18 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel als Thermo- oder Reaktionskleber ausgebildet ist.
  22. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 18, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel aus diskreten Verbindungspunkten oder sehr feiner, perforierter Klebefolie ausgebildet ist.
  23. Textilmaterial nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel aus Webgarnen ausgebildet ist, die im Bereich des kontaktlosen Schaltungsmoduls (20) über das kontaktlose Schaltungsmodul (20) gelegt und außerhalb des kontaktlosen Schaltungsmoduls (20) mit dem Gewebe des Textilmaterials verwebt sind.
  24. Textilmaterial nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das kontaktlose Schaltungsmodul (20) mit einem Überzug versiegelt ist.
  25. Textilmaterial nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug gleichzeitig eine Klebefläche bildet.
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