EP4262532A1 - Verbundbauteil mit einem materialstück aus schaum- oder elastomermaterial - Google Patents

Verbundbauteil mit einem materialstück aus schaum- oder elastomermaterial

Info

Publication number
EP4262532A1
EP4262532A1 EP21839198.5A EP21839198A EP4262532A1 EP 4262532 A1 EP4262532 A1 EP 4262532A1 EP 21839198 A EP21839198 A EP 21839198A EP 4262532 A1 EP4262532 A1 EP 4262532A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piece
film
sensor
composite component
component according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21839198.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marc-Stephan Weiser
Martin Hüttner
Klas-Moritz Kossel
Marco Ahlswede
Thorsten KRÄMER
Daniel Baasner
Bjarne Muth
Eike Wilhelm Kottkamp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Deutschland AG
Innome GmbH
Original Assignee
Covestro Deutschland AG
Innome GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Covestro Deutschland AG, Innome GmbH filed Critical Covestro Deutschland AG
Publication of EP4262532A1 publication Critical patent/EP4262532A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
    • A61B5/6833—Adhesive patches
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/263—Bioelectric electrodes therefor characterised by the electrode materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0531—Measuring skin impedance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/251—Means for maintaining electrode contact with the body
    • A61B5/257—Means for maintaining electrode contact with the body using adhesive means, e.g. adhesive pads or tapes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/065—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/40—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyurethanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/04—Constructional details of apparatus
    • A61B2560/0406—Constructional details of apparatus specially shaped apparatus housings
    • A61B2560/0412—Low-profile patch shaped housings
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/164—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted in or on a conformable substrate or carrier
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/18—Shielding or protection of sensors from environmental influences, e.g. protection from mechanical damage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/02—Organic
    • B32B2266/0214—Materials belonging to B32B27/00
    • B32B2266/0278—Polyurethane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2274/00—Thermoplastic elastomer material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/72—Density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242—Non-permeable
    • B32B2307/7246—Water vapor barrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2535/00—Medical equipment, e.g. bandage, prostheses or catheter

Definitions

  • the present invention relates to a composite component with a piece of material made of a foam material or an elastomeric material or a silicone, which has (at least) one sensor for detecting one or more parameters, in particular parameters of a human or animal body, and a sensor unit with such a composite component.
  • sensor units with sensors on the market.
  • sensor units which are attached to the human or animal body and with which various body parameters can be recorded, such as the electrical activities of the heart or the brain.
  • these sensor units have—in addition to one or more suitable sensors—an electronics unit that includes a power supply, with which the respective sensor is operated and which can store and/or evaluate and/or forward the measurement results.
  • the known sensor units are generally bulky, since the electronics unit has to be or is housed in a rigid plastic container to protect it from environmental influences. This is not only a nuisance, but particularly so in the above-mentioned use of such sensor units in the medical field, since the person to whose body the sensor unit is attached can perceive them as irritating, for example. There is a need to make sensor units thinner or less bulky on the one hand and less rigid on the other hand, so that they are perceived as less of a nuisance, for example in the above-mentioned application.
  • a composite component according to the invention has a piece of material made of a foam material or an elastomeric material or a silicone, the piece of material being in particular permanently connected to a film sensor for measuring one or more parameters, in particular parameters of a human or animal body, which is covered by a piece of film with at least an electrical line arranged on this, and at least one sensor, preferably arranged on the piece of film, which is electrically conductively connected to the electrical line.
  • such a composite component allows it to be integrated as a sensor part in a sensor unit or used as a component of such a sensor unit in such a way that the sensor unit has a particularly flat structure.
  • This can be, for example, a sensor unit for attachment to a human or animal body, in particular to the skin of the body, with which one or more body parameters can be measured.
  • the use specifically of the piece of material made of foam material or elastomer material or silicone as the carrier material for the film sensor is particularly advantageous.
  • this foam material can be produced inexpensively in almost any shape, at the same time has a comparatively low weight and also - depending on the material - can be made flexible or resilient, which not least ensures good comfort when wearing a sensor unit manufactured with it can provide.
  • foam material in particular can usually absorb (undesirable) liquids, for example bodily liquids etc., can advantageously be used.
  • the piece of film of the film sensor can be connected inseparably or firmly to the piece of material, in particular in a materially bonded manner. In particular with an outer surface thereof.
  • the connection can be made, for example, by gluing, particularly preferably by means of a piece of adhesive material that is adhesive on both sides.
  • the piece of film could also be laminated onto the piece of material.
  • connection variants are conceivable here.
  • the material for the piece of material can be, for example, any material that a person skilled in the art would use to cushion impacts.
  • the elastic piece of material is preferably made of a material which is of little to no cytotoxicity.
  • the material is preferably selected from the group consisting of a gel, a hydrogel, a foam or a combination of both.
  • the material is preferably a thermoplastically deformable foam.
  • the foam material is preferably selected from the group consisting of a silicone, a polystyrene (PS), a polypropylene (PP), a polyvinyl chloride (PVC), a polyurethane (PU), a thermoplastic polyurethane (TPU), a chloroprene, a natural rubber, an acrylonitrile butadiene rubber or a combination of at least two thereof.
  • the foam material includes a thermoplastic polyurethane.
  • the foam material is preferably produced by mixing a first polyurethane dispersion (A) with at least one second polyurethane dispersion (B), optionally with the addition of further additives, foaming and then drying the mixture, the polyurethane dispersion (A) being obtainable in which
  • organic polyisocyanates A2) organic polyisocyanates A2) polymeric polyols with number-average molecular weights of 400 to 8000 g/mol, preferably 400 to 6000 g/mol, or preferably 600 to 3000 g/mol, and OH functionalities of 1.5 to 6, preferably 1.8 to 3 , or preferably from 1.9 to 2.1, and
  • the prepolymers are reacted with amino-functional, anionic or potentially anionic hydrophilizing agents with chain extension and the prepolymers are dispersed in water before, during or after step B), any potentially anionic groups present being converted into the anionic form by partial or complete reaction with a neutralizing agent , and wherein the second polyurethane dispersion (B) is obtainable by reactively reacting at least the following components:
  • an amino-functional chain extender component with at least 2 isocyanate-reactive amino groups containing at least one amino-functional compound C1., which has no ionic or ionogenic groups and/or an amino-functional compound C2., which has ionic or ionogenic groups,
  • E optionally hydroxy-functional compounds with a molecular weight of 62 to 399 mol/g
  • F optionally other polymeric polyols, which are different from
  • G a compound that has exactly one isocyanate-reactive group, or a compound that has more than one isocyanate-reactive group, where only one of the isocyanate-reactive groups reacts under the chosen reaction conditions with the isocyanate groups present in the reaction mixture and
  • H optionally an aliphatic polyisocyanate component having an average isocyanate functionality of >2.6 and ⁇ 4, where components B. and F. together contain ⁇ 30% by weight of component F., preferably ⁇ 20% by weight of component F., or preferably ⁇ 10% by weight of component F., based on the total mass of components B. and F.
  • foam material examples of the production, possible compositions and properties of the foamed article, referred to here as foam material, which are produced from the reactive reaction of the first polyurethane dispersion (A) from the prepolymer A) from the components A1) to A4) and B1), B2), with the second polyurethane dispersion (B) from components A. to H., can be found in publication WO 2020/173760, in particular pages 2 to 23.
  • the composite part is intended to be attached to a body, for example if it is part of the above-mentioned sensor unit or the sensor unit is attached to the body, the composite part or the sensor unit can preferably be glued to the skin of the body.
  • the film sensor preferably the piece of film of the film sensor (at least a part of it in each case), can be glued to the skin.
  • the material for bonding preferably comprises a non-cytotoxic adhesive or is designed as such.
  • the adhesive is preferably selected from the group consisting of acrylic adhesive, a (thermoplastic) polyurethane adhesive, an epoxy resin adhesive, a silicone adhesive, a rubber adhesive or a mixture of at least two of these. Preferred one of the polyurethane adhesives is used as described in the publications relating to EP 3 502 156 A1 or US 2019/0233691 A1.
  • the adhesives described above can also be used to bond other components of the composite component or the sensor unit, for example an electronic part having an electronic unit for operating the film sensor. These can either be applied directly to the components or used as adhesive tapes, single or double-sided.
  • the foam material of the piece of material can be a plastic foam, in particular a polyurethane foam.
  • a first section of the piece of foil of the foil sensor can be arranged on a first side of the piece of material and in particular connected to it (preferably in a non-detachable manner).
  • a second section of the piece of foil of the foil sensor can be arranged on a second side of the piece of material parallel to the first side at least in one area and can be connected (preferably undetachably) to it.
  • a flexible, elastic film in or for the composite component, in particular for or as the flexible piece of film.
  • the film preferably has a polymer selected from the group consisting of polyethylene, low-density polyethylene (LDPE), polypropylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyurethane, thermoplastic polyurethane or a mixture or combination of at least two of these.
  • LDPE low-density polyethylene
  • polypropylene polyethylene terephthalate
  • polybutylene terephthalate polyurethane
  • thermoplastic polyurethane thermoplastic polyurethane or a mixture or combination of at least two of these.
  • the film preferably has a permeability to water vapor in a range from 2 to 100 g/24 h*m 2 , preferably 3 to 50 g/24 h*m 2 , particularly preferably from 5 to 20 g/24 h*m 2 (determination according to DIN 53122-1-2001 at climate B (38°C and 90% relative humidity) and was measured on 150 ⁇ m films unless otherwise specified).
  • the film for example in the form of a membrane film, as a water vapor barrier.
  • the film should have a profile of mechanical properties have that it is suitable for use in a composite part or a sensor unit with such a composite part that can be subjected to mechanical stress, such as by the movement of a person or animal to which the composite part or the sensor unit can be attached.
  • the film is preferably weldable, flexible at low temperatures and resistant to surfactants or other media influences such as occur in the daily life of humans or animals.
  • the film should preferably be capable of being treated or finished antistatically.
  • the film in particular of the membrane film, can preferably be achieved in that the film has a single-layer or multi-layer structure, with at least one layer preferably having or consisting of a thermoplastic polyurethane (TPU).
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • TPUs whose longer-chain diol component is a polyester or polyether and which have a Shore hardness of preferably 75-95 A, particularly preferably 85-95 A, determined according to DIN 53 505.
  • TPUs with a polyether diol component are particularly preferred.
  • TPU ether and TPU ester layers in a multilayer film are preferred.
  • thermoplastic polyurethanes are, for example, under the trade names Desmopan® and Texin® (Bayer Materialscience AG, Leverkusen, DE), Elastollan® (Elastogran GmbH, Lemförde, DE), Estane® (Lubrizol Advanced Materials Inc., Cleveland, OH, USA) or Morthane® (Morton International, Inc., Chicago, III, USA).
  • the film in at least one layer, in particular in the layer formed from thermoplastic polyurethanes, preferably additionally has customary additives, which are from the group consisting of
  • the total proportion of the additives I to IV mentioned is preferably between 0% by weight and 30% by weight.
  • the outer layer in particular the TPU layer, preferably contains up to 30% by weight of an antistatic agent.
  • Additives contained in the preferred films are described, for example, by Gachter and Müller in: Plastics Additives, Carl Hanser Verlag Kunststoff, 4th edition (1996).
  • An at least three-layer structure of a multilayer film is preferably characterized in that at least one layer based on a polyethylene (PE), preferably a soft polyethylene, also called “low-density” polyethylene (LDPE), is located between two layers composed of thermoplastic polyurethane.
  • PE polyethylene
  • LDPE low-density polyethylene
  • Suitable polyethylenes preferably have a density in a range from 0.915 to 0.935 g/l.
  • the polyethylene preferably has an average molecular mass in a range from 5000 to 20,000 g/mol, more preferably in a range from 7000 to 15,000 g/mol.
  • the film preferably has at least a five-layer structure, with TPU being present in the two outer layers.
  • a middle layer based on a polyethylene is preferably provided, which is connected to the two TPU outer layers via intermediate layers, so-called adhesion promoter layers, which are formed from a copolymer-based adhesion promoter.
  • Copolymer-based adhesion promoters are characterized by gradations of both polar and non-polar molecular components. Olefin-based polymer adhesion promoters are particularly preferred.
  • the group of olefin-based polymer adhesion promoters includes, in particular, ethylene-vinyl acetate copolymers and ethylene-acrylate copolymers with a Comonomer content lower than olefin content. Olefin-based copolymers with comonomer fractions of 15 to 30% by weight are particularly preferred.
  • the thickness of the individual layers of thermoplastic polyurethanes is preferably in a range from >20 to ⁇ 350 ⁇ m
  • the thickness of the polyethylene layer is in a range from >5 to ⁇ 50 ⁇ m
  • that of the adhesion promoter layers is preferably in one range from > 5 to ⁇ 200 pm.
  • the film preferably consists of at least two outer layers of TPU and an inner layer of polyethylene, in particular soft polyethylene.
  • the usual thermal forming processes for processing plastics to form single-layer or multi-layer sheet materials are particularly suitable for producing the single-layer or multi-layer film.
  • Production by (co)extrusion should be mentioned here, which is preferably carried out using the blown film process. Because of the better bond adhesion that can be achieved, coextrusion is particularly preferred among the suitable manufacturing processes for multilayer thermoplastic sheet structures.
  • thermoplastic resins for example, by Wortberg, Mahlke and Effen in: Kunststoffe, 84 (1994) 1131-1138, by Pearson in: Mechanics of Polymer Processing, Elsevier Publishers, New York, 1985 or by Davis standard described in: Paper, Film & Foil Converter 64 (1990) pp. 84-90.
  • Tools for forming the melt into films are explained by Michaeli in: Extrusions-Tools, Hanser Verlag, Kunststoff 1991, among others.
  • the at least one electrical line of the composite part attached to the piece of film this can be printed on, preferably as a conductor track, using known printing methods or using (other) thin-film techniques for electronic circuits.
  • the (at least one) sensor for example an electrode
  • the piece of film is applied to the piece of film using one of these techniques.
  • print one or more electronic (semiconductor) components such as resistors, transistors, capacitors or the like, that may be additionally required on the piece of film using printing or thin-film techniques, or to apply them using thin-film techniques.
  • the printing could be done, inter alia, by inkjet printers or screen printers using plastic-based "inks” which are known per se and which are enriched with electrically conductive particles.
  • inkjet printers or screen printers using plastic-based "inks” which are known per se and which are enriched with electrically conductive particles.
  • application processes of conductive “inks” or materials with membrane functions are possible using a dispenser process.
  • the two sections of the piece of film can be connected to one another, in particular in one piece, by a connecting section of the piece of film, which forms a folded-over area in which the connecting section rotates in particular by 180°, preferably in a U-shape, around an edge of a preferably plate-shaped Edge region of the piece of material is turned over, is guided from the first side to the second side of the piece of material.
  • the senor can be arranged on the second section of the film piece of the film sensor.
  • the (at least one) electrical line can preferably be applied to an outside of the piece of film facing away from the piece of material, in particular by means of an additive printing process.
  • an electrically insulating insulator material layer can be arranged on the second side of the piece of material, in particular in contact with this second side, which layer covers the electrical line to the outside.
  • the insulating material layer can cover the entire second section of the foil piece with the exception of the sensor or sensors.
  • the piece of film in particular the first section of the piece of film arranged on the first side of the piece of material, can have one or more electrical contact elements for contacting the film sensor.
  • contact elements of an electronics part or an electronics unit of an electronics part could be or become connected to these contact elements if they are or are assembled to form a sensor unit.
  • the senor of the composite part is arranged on the second side of the piece of material, in particular on the above-mentioned second section of the piece of film.
  • the film sensor in particular the second section of the film piece of the film sensor arranged on the second side of the piece of material, can also have one or more such sensors, namely at least one temperature sensor and/or a conductivity sensor and/or a pressure sensor and/or an impedance sensor.
  • a sensor unit that has a composite component according to the invention could record corresponding measured values, on the basis of which the body parameters to be recorded are then determined.
  • the piece of material has a passage opening extending in particular from the first side to the second side.
  • an electro-optical detection device preferably including an (electronic) camera, assigned to an electronic part of one or the sensor unit and arranged, for example, on a printed circuit board of the electronic unit of the electronic part, could extend through this.
  • the passage opening could be covered by a transparent protective layer arranged in particular on the first and/or on the second side, which could protect the camera, for example.
  • the second side of the piece of material can also have one or more elevations protruding in relation to at least one other, in particular planar area of this second side, with the or each sensor being arranged on such an elevation.
  • the composite component can be designed and provided overall in such a way that it interacts with an electronic part, which has an electronic unit for operating the film sensor, to form a sensor unit, in particular a sensor unit for attachment to a human or animal body, in particular to the Skin of the body, and in particular to be detachably connected to the electronics part, in particular with a preferably detachable, electrically conductive connection of the contact element or elements of the composite component to the electronics unit of the electronics part.
  • the piece of material of the composite component can have an indentation, preferably introduced by embossing, which is delimited by a bottom wall and by a side wall which is integrally connected to the bottom wall and laterally surrounds the indentation, in particular by an indentation in which the electronics part of the Sensor unit can be arranged.
  • the indentation can be made in the first side of the piece of material, wherein the first section of the film piece of the film sensor can be arranged on the (inner) side of the bottom wall of the indentation facing the indentation.
  • the composite part can preferably have a length and/or a width of between 20 mm and 200 mm, particularly preferably between 30 mm and 100 mm.
  • the (construction) height can preferably be between 4 mm and 20 mm, particularly preferably between 6 mm and 15 mm.
  • the (outer) contour or (outer) shape can, in particular in plan, preferably be round, square or rectangular.
  • the sensor unit can preferably have a length and/or a width between 20 mm and 200 mm, particularly preferably between 30 mm and 100 mm.
  • the (assembly) height can preferably be between 4 mm and 30 mm, particularly preferred between 6mm and 20mm.
  • the (outer) contour or (outer) shape can, in particular in plan, preferably be square or rectangular.
  • the electronics part can preferably have a length and/or a width of between 20 mm and 80 mm, particularly preferably between 30 mm and 60 mm.
  • the (construction) height can preferably be between 4 mm and 15 mm, particularly preferably between 6 mm and 12 mm.
  • the (outer) contour or (outer) shape can preferably be round, in particular in plan.
  • the above-mentioned (construction) height of the sensor unit means the dimension of the same that would determine the extent of the entire sensor unit perpendicular or at least approximately perpendicular to the skin surface when the sensor unit was attached to the skin of the body as intended.
  • the (structural) height of the composite part insofar as it is part of such a sensor unit, or the height of the electronic part means their respective corresponding dimension in the same direction of extension as defined above, but only in relation to the sensor part or the electronic part itself, ie possibly in a (possibly hypothetical) state separated from the respective other component.
  • 1a shows a sectional view of a first embodiment of a sensor unit made from the composite part according to the invention and an electronic part, in the (still) unconnected state of the individual parts forming the sensor unit
  • 1b shows the sectional representation corresponding to FIG. 1a, in the connected or assembled state of the individual parts forming the sensor unit
  • FIG. 2a shows a sectional view of a second embodiment of a sensor unit made from the composite part according to the invention and an electronic part, in the unconnected state of the individual parts forming the sensor unit,
  • FIG. 2b shows the sectional representation corresponding to FIG. 2a, in the connected state of the individual parts forming the sensor unit
  • FIG. 3a shows a sectional view of a third embodiment of a sensor unit made from the composite part according to the invention and an electronic part, in the unconnected state of the individual parts forming the sensor unit,
  • FIG. 3b shows the sectional view corresponding to FIG. 3a, in a largely connected state of the individual parts forming the sensor unit
  • FIG. 4a shows a sectional view of a fourth embodiment of a sensor unit made from the composite part according to the invention and an electronic part, in the unconnected state of the individual parts forming the sensor unit,
  • FIG. 4b shows the sectional representation corresponding to FIG. 4a, in the connected state of the individual parts forming the sensor unit
  • FIG. 5a shows a sectional view of a fifth embodiment of a sensor unit made from the composite part according to the invention and an electronic part, in the unconnected state of the individual parts forming the sensor unit,
  • FIG. 5b shows the sectional representation corresponding to FIG. 5a, in the connected state of the individual parts forming the sensor unit
  • Fig. 6 is an exploded view of the fifth embodiment shown in Figs. 5a and 5b.
  • a sensor unit 10 according to the invention with a sensor part 11 and an electronics part 17 is described below, the sensor part 11 being designed as a composite part according to the invention.
  • the sensor unit 10 shown in FIGS. 1a-5b is intended and designed to be attached to a human (or animal) body in order to detect body parameters.
  • body parameters can be, for example, electrical activities of the heart or the brain.
  • detection of various other body parameters is also conceivable.
  • the sensor unit 10 of each embodiment comprises the sensor part (or the composite part) 11 with a film sensor 12 with a plurality of sensors 13 in the present case (it goes without saying that one sensor 13 can also suffice) and an electronics part 17 which is detachably connected to the sensor part 11 in the present case and has a Electronics unit 18 for operating the film sensor 12.
  • the measuring sensors 13 are arranged on a flexible piece of film 14 of the film sensor 12 of the sensor part 11, which serves as a carrier for them, or are firmly connected to this piece of film 14, specifically on a side of the piece of film 14 that faces away from the electronics part 17.
  • the measuring sensors 13 are electrically conductively connected by means of electrical lines 15 arranged on the film piece 14 to (electrical) contact elements 16 which are also located on the film piece 14 and serve to contact the film sensor 12 .
  • the sensors 13, the electrical lines 15 and/or the contact elements 16 can be applied to the piece of film 14 by means of additive printing technology, for example. It goes without saying that it is also within the scope of the present invention to arrange the measuring sensors 13 and/or the contact elements 16 outside the piece of film 14, for example directly adjacent to it.
  • the sensor unit 10 or the sensor part 11 of the sensor unit 10 is attached to the skin of the person whose body parameters are to be recorded in such a way that the sensors 13 are in direct contact with the skin.
  • flat, skin-friendly, double-sided adhesive material pieces 21 can be used to attach the sensor unit 10 to the respective body, one side corresponding to be adhesively connected to the side of the sensor part 11 facing the body and to the skin of the respective body with its other side.
  • an insulating layer 23 is also provided on the side of the film piece 14 or film sensor 12 of the sensor part 11 that faces away from the electronics part 17, namely on the side that faces the body when the arrangement is intended, which in particular protects the electrical lines 15 to the outside or covered towards the body and electrically insulated.
  • the electronics unit 18 of the electronics part 17 has an electronic measurement unit 34 which is arranged on a printed circuit board 20, which is flexible in the present case, to which the sensors 13 of the sensor part 11 are electrically connected and which receives the (measurement) signals from the sensors 13 and possibly evaluated.
  • a transmission unit 35 embodied as a radio module is arranged on the printed circuit board 20 for the wireless transmission of signals from the sensors 13 or information based thereon to a corresponding (not shown) remote receiving unit.
  • Electronics unit 18 also includes an energy or voltage supply 36, in the present case designed as a battery, for the individual components of electronics unit 18 or foil sensor 12.
  • the aforementioned components are each arranged or fastened on a first side of the circuit board 20 facing away from the sensor part 11 .
  • the latter On the opposite side of the guide plate 20, the side facing the sensor part 11, the latter has electrical contact elements 19 which are electrically conductively connected to the electrical contact elements 16 of the film sensor 12.
  • one double-sided piece of adhesive material 22 is provided here, which rests (also) on the contact elements 19 on the one hand with the dem sensor part 11 is connected or glued to the side of the circuit board 20, on the other hand (also) in contact with the contact elements 16 with the circuit board 20 or the electronics part 17 facing side of the film piece 14 of the film sensor 12.
  • the adhesive of the double-sided piece of adhesive material 22 is selected in such a way that the electronics part 17 can be detached from the sensor part 11 if necessary.
  • a non-detachable connection of these components is also within the scope of the present invention.
  • the double-sided piece of adhesive material 22 is electrically conductive, so that the electrically conductive connection between the contact elements 16 of the foil sensor 12 and the contact elements 19 of the electronics unit 18 is effected via this.
  • the sensor unit 10 can also be constructed very flat overall or have a low (construction) height due to the flat construction of the electronics part 17 and the sensor part 11 .
  • the height of sensor unit 10 corresponds to the dimension that determines the extension of sensor unit 10 from bottom to top or, in this case, the distance between the (outside) side of sensor unit 10 or sensor part 11 arranged on the body and the from the (outside) side of the sensor unit 10 or the electronic part 17 facing away from the body.
  • FIGS. 1a, 1b has no further components and/or special features than the components described above.
  • the electronic part 17 additionally has a protective casing 24, in which the electronic unit 18 is integrated and which completely or partially protectively surrounds the components of the electronic unit.
  • FIGS. 3a, 3b differs from the embodiment of FIGS. 1a, 1b in that the sensor part 11 also has a piece of material 25 made of plastic foam, such as PU foam, to which the film sensor 12 is presently connected materially, for example glued is. It goes without saying that the invention also extends to various other types of connection between the film sensor 12 and the sensor part 11 .
  • plastic foam such as PU foam
  • a first section 14a of the film piece 14 of the film sensor 12 is assigned to a first side of the material piece 25 of the sensor part 11 facing the electronic part 17 or arranged on it and firmly connected to this side.
  • a second section 14b of the film piece 14 of the film sensor 12 is associated with or arranged on one or the opposite, body-facing second side of the material piece 25 of the sensor part 11 and is firmly connected to it.
  • the two sections 14a, 14b of the piece of film 14 are connected to one another in one piece by a connecting section 14c of the piece of film 14, with the formation of a fold-over area 26, in which the connecting section 14c is rotated by 180°, here approximately U-shaped, around an edge 27 of a here plate-shaped edge region 28 of the piece of material 25 of the sensor part 11 is turned over and is guided in this way from the first side to the second side of the piece of material 25 of the sensor part 11 .
  • the protective casing 24 of the electronics part 17 is formed from a piece of material 29 made of plastic foam material, such as PU foam, or a silicone or an elastomer material, similar to the piece of material 25 of the sensor part 11.
  • the electronics unit 18 is fully or partially embedded in the piece of material 29 .
  • a recess 30 is introduced into the piece of material 25 of the sensor part 11, for example by means of an embossing process, in which the electronic part 17 sits and is held or fastened there by the piece of double-sided adhesive material 22.
  • the depression 29 of the piece of material 25 of the sensor part 11 is delimited (toward the bottom) by a bottom wall 31 formed by the piece of material 25 and (to the side) by a depression 30 which is integrally connected to this bottom wall 31 and is also formed by the piece of material 25 laterally surrounding side wall 32.
  • the electronic part 17 or the piece of material 29 closes the depression 30 of the sensor part 11 on an (otherwise open) side, namely on the (upper) side, which is opposite the side of the bottom wall 31 pointing to the depression 30 .
  • the piece of material 29 of the electronics part 17 and the depression 30 are preferably matched to one another—but this is not absolutely necessary—that the piece of material 29 is connected to the side wall 32 of the depression 30 in a non-positive manner.
  • the piece of material 29 of the electronics part 17 is introduced into the depression 30 with a lateral oversize, with a force-locking bearing on the side wall 32 .
  • FIGS. 4a and 4b the outside of the bottom wall 31 facing away from the depression 30 has an elevation 38 protruding in relation to the adjacent, flat area of the outside, on which a/the measuring sensor 13 is arranged in order to of the sensor unit 10 on the respective body to improve the attachment of the sensor 13 to the body.
  • the embodiment of FIGS. 5a, 5b has a electronic camera 37. Specifically, this is present on the printed circuit board 20 of the electronic unit 18 placed. With this camera 37, for example, the skin of the body of the respective person can be optically recorded.
  • Both the electronics part 17 and the sensor part 11 each have an opening which together form a passage opening 33 through which the main viewing direction of the camera 33 is directed and which, when the sensor unit 11 is used as intended, extends to the outside of the sensor part 11 arranged on the body extends.
  • This passage opening 33 can preferably also be covered by a transparent protective layer or a corresponding transparent protective part arranged in particular on the first and/or on the second side of the piece of material 25 of the sensor part 11 .
  • the piece of material 29 of the electronics part 17 is provided with a (thin) film on two opposite sides, namely on the side facing away from the sensor part 11 and on the side facing the sensor part 11 .
  • This can be a TPU film, for example.
  • the piece of material 25 of the sensor part 11 is also provided with such a film, namely the first and the second side of the piece of material 25, also in particular with a TPU film.
  • Composite component according to one or more of the preceding exemplary embodiments characterized in that the foam material of the piece of material (25) is a plastic foam, in particular a polyurethane foam.
  • Composite component according to exemplary embodiment 4 characterized in that the two sections of the piece of film (14) are connected to one another, in particular in one piece, by a connecting section of the piece of film (14), which forms a fold-over area in which the connecting section rotates in particular by 180°, preferably u -shaped, wrapped around an edge of a preferably plate-shaped edge region of the piece of material (25), is guided from the first side to the second side of the piece of material (25).
  • Composite component according to one or more of the preceding exemplary embodiments characterized in that the electrical line is applied to an outside of the piece of film (14) facing away from the piece of material (25), in particular by means of an additive printing process.
  • Composite component according to exemplary embodiment 8 characterized in that the insulating material layer covers the entire second section of the film piece (14) with the exception of the sensor or sensors (13).
  • Composite component according to one or more of the preceding exemplary embodiments, characterized in that the piece of film (14), in particular the first section of the piece of film (14) arranged on the first side of the piece of material (25), has one or more electrical contact elements for contacting the film sensor (12).
  • Composite component according to one or more of the preceding exemplary embodiments, characterized in that the film sensor (12), in particular the second section of the film piece (14) of the film sensor (12) arranged on the second side of the material piece (25), has one or more sensors (13), namely at least one temperature sensor and/or a conductivity sensor and/or a pressure sensor and/or an impedance sensor.
  • Composite component according to one or more of the preceding exemplary embodiments characterized in that the piece of material (25) has a passage opening which extends in particular from the first side to the second side. 14.
  • Composite component according to one or more of the preceding exemplary embodiments, characterized in that the second side of the piece of material (25) has one or more elevations (38) protruding in relation to at least one other, in particular flat area of this second side, and that the, several or each sensor (13) is placed on such a bump (38).
  • the composite component according to one or more of the preceding exemplary embodiments, characterized in that the composite component is designed to interact with an electronics part (17), which has an electronics unit for operating the film sensor (12), to form a sensor unit and, in particular, to be detachable with the To be connected to the electronics part (17), in particular with a preferably detachable, electrically conductive connection of the contact element or elements of the composite component to the electronics unit of the electronics part (17).
  • an electronics part (17) which has an electronics unit for operating the film sensor (12), to form a sensor unit and, in particular, to be detachable with the To be connected to the electronics part (17), in particular with a preferably detachable, electrically conductive connection of the contact element or elements of the composite component to the electronics unit of the electronics part (17).
  • Composite component according to one or more of the preceding exemplary embodiments characterized in that the piece of material (25) has a depression (30), preferably introduced by embossing, which is laterally connected by a bottom wall and by a depression (30) integrally connected to the bottom wall surrounding side wall is limited, in particular by a recess (30) in which the electronics part (17) of the sensor unit can be arranged.
  • Sensor unit with a composite component according to one or more of the preceding exemplary embodiments and with an electronics part (17) which can be connected in particular detachably to the composite component and has an electronics unit for operating the film sensor (12) of the composite component.
  • Sensor unit according to exemplary embodiment 20 further characterized by one or more features of exemplary embodiments 1-19.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbundbauteil mit einem insbesondere elastischen Materialstück (25), aus einem Schaummaterial oder einem Elastomermaterial oder einem Silikon, wobei das Materialstück (25) insbesondere unlösbar verbunden ist mit einem Foliensensor (12) zur Messung ein oder mehrerer Parameter, insbesondere von Parametern eines menschlichen oder tierischen Körpers, der ein Folienstück (14) mit mindestens einer an diesem Folienstück (14) angeordneten elektrischen Leitung aufweist sowie mindestens einem, vorzugsweise an dem Folienstück (14) angeordneten Messfühler (13), der mit der elektrischen Leitung elektrisch leitend verbunden ist.

Description

Verbundbauteil mit einem Materialstück aus Schaum- oder Elastomermaterial
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbundbauteil mit einem Materialstück aus einem Schaummaterial oder einem Elastomermaterial oder einem Silikon, das (mindestens) einen Messfühler aufweist zur Erfassung eines oder mehrerer Parameter, insbesondere von Parametern eines menschlichen oder tierischen Körpers sowie eine Sensoreinheit mit einem solchen Verbundbauteil.
Es existieren diverse Sensoreinheiten mit Messfühlern am Markt. Beispielsweise im Medizinbereich sind unter anderem Sensoreinheiten bekannt, die am menschlichen oder tierischen Körper befestigt werden und mit denen verschiedene Körperparameter erfasst werden können, wie etwa die elektrischen Aktivitäten des Herzens oder des Gehirns. In der Regel verfügen diese Sensoreinheiten - neben ein oder mehreren geeigneten Messfühlern - über eine eine Energieversorgung umfassende Elektronikeinheit, mit der der jeweilige Messfühler betrieben wird und die die Messergebnisse speichern und/oder auswerten und/oder weiterleiten kann.
Die bekannten Sensoreinheiten bauen in der Regel stark auf, da die Elektronikeinheit zum Schutz vor Umgebungseinflüssen in einen starren Kunststoffbehälter eingehaust werden muss bzw. wird. Dies stört nicht nur, aber insbesondere bei dem oben erwähnten Einsatz solcher Sensoreinheiten im Medizinbereich, da sie dort beispielsweise von der jeweiligen Person, an deren Körper die Sensoreinheit befestigt wird, als störend empfunden werden kann. Es besteht ein Bedürfnis, Sensoreinheiten zum einen dünner bzw. weniger aufbauend zu gestalten und zum anderen weniger starr, sodass sie beispielsweise bei dem oben genannten Einsatzzweck als weniger störend empfunden werden.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil mit einem Messfühler anzugeben, das Bestandteil einer Sensoreinheit sein kann und es dabei ermöglicht, die Sensoreinheit vergleichsweise dünn und/oder vergleichsweise nachgiebig auszubilden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verbundbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bzw. des Ausführungsbeispiels 1 sowie eine Sensoreinheit mit einem solchen Verbundbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 16, bzw. des Ausführungsbeispiels 20.
Entsprechend weist ein erfindungsgemäßes Verbundbauteil ein Materialstück aus einem Schaummaterial oder einem Elastomermaterial oder einem Silikon auf, wobei das Materialstück insbesondere unlösbar verbunden ist mit einem Foliensensor zur Messung ein oder mehrerer Parameter, insbesondere von Parametern eines menschlichen oder tierischen Körpers, der über ein Folienstück mit mindestens einer an diesem angeordneten elektrischen Leitung verfügt sowie über mindestens ein, vorzugsweise an dem Folienstück angeordneten Messfühler, der mit der elektrischen Leitung elektrisch leitend verbunden ist.
Ein solches Verbundbauteil erlaubt es durch die Verwendung eines von Haus aus flachen bzw. dünnen Foliensensors, es als Sensorteil in eine Sensoreinheit so zu integrieren bzw. als Bestandteil einer solchen Sensoreinheit derart einzusetzen, dass die Sensoreinheit einen besonders flachen Aufbau erhält. Diese kann beispielsweise eine Sensoreinheit zur Befestigung an einem menschlichen oder tierischen Körper sein, insbesondere an der Haut des Körpers, mit der ein oder mehrere Körperparameter gemessen werden können. Die Nutzung speziell des Materialstücks aus Schaummaterial oder Elastomermaterial oder Silikon als Trägermaterial für den Foliensensor ist besonders vorteilhaft. Unter anderem, da dieses Schaummaterial in nahezu beliebiger Form kostengünstig herstellbar ist, gleichzeitig vergleichsweise geringes Gewicht aufweist und zudem - je nach Material - ggf. flexibel bzw. nachgiebig ausgebildet sein kann, was nicht zuletzt für einen guten Komfort beim Tragen einer damit hergestellten Sensoreinheit sorgen kann. Schließlich kann vorteilhafterweise nutzbar gemacht werden, dass insbesondere Schaummaterial in der Regel beispielsweise (unerwünschte) Flüssigkeiten aufnehmen kann, beispielsweise Körperflüssigkeiten etc.
Was die Verbindung des Foliensensors mit dem Materialstück betrifft, so kann das Folienstück des Foliensensors, insbesondere stoffschlüssig, unlösbar bzw. fest mit dem Materialstück verbunden sein. Insbesondere mit einer Außenfläche desselben. Die Verbindung kann beispielsweise durch Verklebung erfolgen, besonders bevorzugt mittels eines doppelseitig klebenden Klebematerialstücks. Alternativ könnte das Folienstück auch auf das Materialstück auflaminiert sein. Verschiedene Verbindungsvarianten sind hier denkbar.
Bei dem Material für das Materialstück kann es sich beispielsweise um jedes Material handeln, das der Fachmann zum Abpuffern von Stößen einsetzen würde. Bevorzugt ist das elastische Materialstück aus einem wenig bis nicht zytotoxischen Material. Bevorzugt ist das Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Gel, einem Hydrogel, einem Schaum oder einer Kombination aus beiden.
Bevorzugt ist das Material ein thermoplastisch verformbarer Schaum. Das Schaummaterial ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Silikon, einem Polystyrol (PS), einem Polypropylen (PP), einem Polyvinylchlorid (PVC), einem Polyurethan (PU), einem thermoplastischen Polyurethan (TPU), einem Chloropren, einem Naturkautschuk, einem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt beinhaltet das Schaummaterial ein thermoplastisches Polyurethan.
Bevorzugt ist das Schaummaterial hergestellt durch Mischen einer ersten Polyurethan- Dispersion (A) mit wenigstens einer zweiten Polyurethan-Dispersion (B), gegebenenfalls unter Zusatz weiterer Additive, Aufschäumen und anschließendem Trocknen der Mischung, wobei die Polyurethan-Dispersion (A) erhältlich ist, indem
A) isocyanatfunktionelle Prepolymere aus
A1) organischen Polyisocyanaten A2) polymeren Polyolen mit zahlenmittleren Molekulargewichten von 400 bis 8000 g/mol, vorzugsweise 400 bis 6000 g/mol, oder bevorzugt von 600 bis 3000 g/mol, und OH-Funktionalitäten von 1 ,5 bis 6, bevorzugt 1 ,8 bis 3, oder bevorzugt von 1 ,9 bis 2, 1 , und
A3) gegebenenfalls hydroxyfunktionellen Verbindungen mit Molekulargewichten von 62 bis 399 g/mol, und
A4) gegebenenfalls isocyanatreaktiven, anionischen oder potentiell anionischen und gegebenenfalls nichtionischen Hydrophilierungsmitteln, hergestellt, und
B) deren freie NCO-Gruppen dann ganz oder teilweise
B1) gegebenenfalls mit aminofunktionellen Verbindungen mit Molekulargewichten von 32 bis 400 g/mol und
B2) mit aminofunktionellen, anionischen oder potentiell anionischen Hydrophilierungsmitteln unter Kettenverlängerung umgesetzt werden und die Prepolymere vor, während oder nach Schritt B) in Wasser dispergiert werden, wobei gegebenenfalls enthaltene potentiell anionische Gruppen durch teilweise oder vollständige Umsetzung mit einem Neutralisationsmittel in die anionische Form überführt werden, und wobei die zweite Polyurethan-Dispersion (B) erhältlich ist durch reaktive Umsetzung wenigstens folgender Komponenten:
A. einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 1,8 und < 2,6,
B. einer polymeren Polyether-Polyol-Komponente;
C. einer aminofunktionellen Kettenverlängerer-Komponente mit mindestens 2 isocyanatreaktiven Aminogruppen, enthaltend wenigstens eine aminofunktionelle Verbindung C1., die keine ionischen oder ionogenen Gruppen aufweist und/oder eine aminofunktionelle Verbindung C2., die ionische oder ionogene Gruppen aufweist,
D. gegebenenfalls weiteren hydrophilierenden Komponenten, die unterschiedlich sind von C2.,
E. gegebenenfalls hydroxyfunktionellen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 399 mol/g, F. gegebenenfalls weiteren polymeren Polyolen, welche unterschiedlich sind von
B.,
G. einer Verbindung, die genau eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, oder einer Verbindung, die mehr als eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, wobei nur eine der isocyanatreaktiven Gruppen unter den gewählten Umsetzungsbedingungen mit den in der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen reagiert und
H. optional einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 2,6 und < 4, wobei die Komponenten B. und F. zusammen < 30 Gew.-% an Komponente F., bevorzugt < 20 Gew.-% an Komponente F., oder bevorzugt < 10 Gew.-% an Komponente F., bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten B. und F. enthalten.
Beispiele für die Herstellung, mögliche Zusammensetzungen und Eigenschaften des geschäumten Artikels, hier als Schaummaterial bezeichnet, die aus der reaktiven Umsetzung der ersten Polyurethan-Dispersion (A) hergestellt aus dem Prepolymer A) aus den Komponenten A1) bis A4), sowie B1), B2), mit der zweiten Polyurethan- Dispersion (B) aus den Komponenten A. bis H. entsteht, können der Publikation WO 2020/173760 entnommen werden, insbesondere den Seiten 2 bis 23.
Falls eine Befestigung des Verbundteils an einem Körper vorgesehen ist, beispielsweise wenn es ein Bestandteil der oben erwähnten Sensoreinheit ist bzw. eine Befestigung der Sensoreinheit an dem Körper, so kann das Verbundteil bzw. die Sensoreinheit bevorzugt mit der Haut des Körpers verklebt sein. Insbesondere kann dabei der Foliensensor, vorzugsweise das Folienstück des Foliensensors (mindestens jeweils ein Teil desselben), mit der Haut verklebt sein.
Als Material für die Verklebung des Verbundteils bzw. des Foliensensors, insbesondere des Folienstücks, mit der Haut des Körpers kann jedes Material eingesetzt werden, das der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt umfasst das Material zur Verklebung einen nicht zytotoxischen Klebstoff oder ist als solcher ausgebildet. Der Klebstoff ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylklebstoff, ein (thermoplastischer) Polyurethanklebstoff, ein Epoxidharz-Klebstoff, ein Silikonklebstoff, ein Kautschukklebstoff oder eine Mischung aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt wird einer der Polyurethanklebstoffe verwendet wie er in den Publikationen zu EP 3 502 156 A1 oder US 2019/0233691 A1 beschrieben ist.
Auch zur Verklebung anderer Komponenten des Verbundbauteils oder der Sensoreinheit, beispielsweise eines eine Elektronikeinheit zum Betreiben des Foliensensors aufweisenden Elektronikteils, können die zuvor beschriebenen Klebstoffe verwendet werden. Diese können entweder direkt auf die Bauteile aufgebracht werden oder als Klebebänder, ein -oder doppelseitig verwendet werden.
Das Schaummaterial des Materialstücks kann dabei ein Kunststoffschaum sein, insbesondere ein Polyurethanschaum.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann ein erster Abschnitt des Folienstücks des Foliensensors an einer ersten Seite des Materialstücks angeordnet und insbesondere mit dieser (bevorzugt unlösbar) verbunden sein. Ein zweiter Abschnitt des Folienstücks des Foliensensors kann dabei an einer insbesondere zu der ersten Seite mindestens in einem Bereich parallelen zweiten Seite des Materialstücks angeordnet und insbesondere mit dieser (bevorzugt unlösbar) verbunden sein.
Bevorzugt ist es, in oder für das Verbundbauteil, insbesondere für oder als das flexible Folienstück, eine flexible, elastische Folie einzusetzen. Die Folie weist bevorzugt ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, weiches Polyethylen (LDPE), Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyurethan, thermoplastisches Polyurethan oder eine Mischung oder Kombination aus mindestens zwei hiervon auf.
Die Folie weist bevorzugt eine Durchlässigkeit gegenüber Wasserdampf in einem Bereich von 2 bis 100 g/24 h * m2, bevorzugt 3 bis 50 g/24 h * m2, besonders bevorzugt von 5 bis 20 g/24 h * m2 (Bestimmung nach DIN 53122-1-2001 bei Klima B (38°C und 90 % relativer Luftfeuchte) und wurde an 150 pm Folien gemessen, wenn nichts anderes gefordert wurde) auf.
Es ist bevorzugt die Folie, beispielsweise in Form einer Membranfolie, als Wasserdampfbarriere einzusetzen. Die Folie sollte neben einer geringen Durchlässigkeit für Wasser und Wasserdampf ein mechanisches Eigenschaftsprofil aufweisen, das sie für den Einsatz in einem Verbundteil oder einer Sensoreinheit mit einem solchen Verbundteil eignet, das mechanischen Belastungen ausgesetzt sein kann, etwa durch die Bewegung eines Menschen oder Tieres, an dem das Verbundteil bzw. die Sensoreinheit befestigt sein kann. Bevorzugt ist die Folie schweißbar, kälteflexibel und beständig gegen Tenside oder andere Medieneinflüsse, wie sie im täglichen Leben eines Menschen oder Tieres auftreten. Vorzugsweise sollte die Folie antistatisch ausrüstbar bzw. ausgerüstet sein.
Diese vorgenannten Eigenschaften der Folie, insbesondere der Membranfolie können bevorzugt dadurch erreicht werden, dass die Folie ein- oder mehrschichtig aufgebaut ist, wobei bevorzugt mindestens eine Schicht ein thermoplastisches Polyurethan (TPU) aufweist oder daraus besteht.
Erfindungsgemäß bevorzugt werden TPU eingesetzt, deren längerkettige Diolkomponente ein Polyester oder Polyether ist, und die eine Shore-Härte von vorzugsweise 75 - 95 A, besonders bevorzugt 85 - 95 A, bestimmt nach DIN 53 505, aufweisen. Besonders bevorzugt sind TPU mit Polyether-Diolkomponente (TPU-Ether).
Bevorzugt ist die Kombination von TPU-Ether- und TPU-Ester-Schichten in einer Mehrschichtfolie.
Geeignete thermoplastische Polyurethane sind beispielsweise unter den Handelsnamen Desmopan® und Texin® (Bayer Materialscience AG, Leverkusen, DE), Elastollan® (Elastogran GmbH, Lemförde, DE), Estane® (Lubrizol Advanced Materials Inc., Cleveland, OH, USA) oder Morthane® (Morton International, Inc., Chicago, III, USA) erhältlich.
Bevorzugt weist die Folie in mindestens einer Schicht, insbesondere in der aus thermoplastischen Polyurethanen gebildeten Schicht, zusätzlich gebräuchliche Additive auf, die aus der Gruppe umfassend
I. Antiblockmittel, anorganische oder organische Abstandshalter,
II. Gleit- oder Entformungsmittel,
III. Pigmente oder Füllstoffe und
IV. Stabilisatoren oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon ausgewählt werden. Der Anteil der genannten Additive I bis IV liegt in Summe bevorzugt zwischen 0 Gew.- % und 30 Gew.-%.
Bevorzugt enthält die äußere Schicht, insbesondere die TPU-Schicht bis zu 30 Gew.-% eines Antistatikums.
Additive, die in den bevorzugten Folien enthalten sind, sind beispielsweise bei Gächter und Müller beschrieben in: Plastics Additives, Carl Hanser Verlag München, 4. Ausgabe (1996).
Ein mindestens dreischichtiger Aufbau einer Mehrschichtfolie ist bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schicht auf Basis eines Polyethylens (PE), bevorzugt eines weichen Polyethylens, auch „low-density“ Polyethylen (LDPE) genannt, zwischen zwei aus thermoplastischem Polyurethan aufgebauten Schichten liegt.
Geeignete Polyethylene weisen bevorzugt eine Dichte in einem Bereich von 0,915 bis 0,935 g/l auf. Bevorzugt weist das Polyethylen eine mittlere Molekulare Masse in einem Bereich von 5000 bis 20 000 g/mol, weiter bevorzugt in einem Bereich von 7000 bis 15000 g/mol auf.
Weiterhin bevorzugt weist die Folie einen mindestens fünfschichtigen Aufbau auf, wobei TPU in den beiden Außenschichten vorliegt. Bevorzugt ist eine Mittelschicht auf Basis eines Polyethylens vorgesehen, die über Zwischenschichten, sog. Haftvermittlerschichten, die aus einem Copolymer-basierenden Haftvermittler gebildet werden, mit den beiden TPU Außenschichten verbunden ist.
Copolymer-basierende Haftvermittler sind durch Abstufungen sowohl polarer als auch unpolarer Molekülbestandteile gekennzeichnet. Besonders bevorzugt sind Olefin- basierende Polymer-Haftvermittler.
Zu der Gruppe der Olefin-basierenden Polymer-Haftvermittler gehören insbesondere Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und Ethylen-Acrylat-Copolymere mit einem Comonomer-Anteil niedriger als der Olefin-Anteil. Besonders bevorzugt sind Olefin- basierende Copolymere mit Comonomer-Anteilen von 15 bis 30 Gew.-%.
Bevorzugt sind Folien mit einer Gesamtdicke in einem Bereich von > 50 bis < 1000 pm, weiter bevorzugt von > 70 bis < 900 pm, besonders bevorzugt von > 90 bis < 800 pm.
Bei einer mehrschichtigen Folie liegen die Dicke der Einzelschichten aus thermoplastischen Polyurethanen bevorzugt in einem Bereich von > 20 bis < 350 pm, die Dicke der Polyethylen-Schicht in einem Bereich von > 5 bis < 50 pm und die der Haftvermittler-Schichten bevorzugt in einem Bereich von > 5 bis < 200 pm.
Bevorzugt besteht die Folie aus mindestens zwei außen liegenden Schichten TPU und einer innen liegenden Schicht Polyethylen, insbesondere weichem Polyethylen.
Zur Herstellung der Ein- oder Mehrschichtfolie eignen sich besonders die gängigen thermischen Umformverfahren zur Verarbeitung von Kunststoffen zu ein- oder mehrschichtigen Flächengebilden. Hier wäre die Herstellung durch (Co-)Extrusion zu nennen, die bevorzugt nach dem Blasfolienverfahren erfolgt. Aufgrund der besseren erzielbaren Verbundhaftung ist die Coextrusion unter den geeigneten Herstellungsverfahren von mehrschichtigen thermoplastischen Flächengebilden im besonderen Maß bevorzugt.
Die im Rahmen der nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschriebenen Folien wurden durch Blasfoliencoextrusion hergestellt. Die zum Aufschluss thermoplastischer Harze geeigneten Schneckenwerkzeuge sind in ihrem Aufbau z.B. von Wortberg, Mahlke und Effen in: Kunststoffe, 84 (1994) 1131-1138, von Pearson in: Mechanics of Polymer Processing, Elsevier Publishers, New York, 1985 oder der Fa. Davis-Standard in: Paper, Film & Foil Converter 64 (1990) S. 84 - 90 beschrieben. Werkzeuge zum Ausformen der Schmelze zu Folien sind u.a. von Michaeli in: Extrusions-Werkzeuge, Hanser Verlag, München 1991 erläutert.
Was die mindestens eine, auf dem Folienstück angebrachte elektrische Leitung des Verbundteils betrifft, so kann diese, vorzugsweise als Leiterbahn, mittels bekannter Druckverfahren oder durch (andere) Dünnschichttechniken für elektronische Schaltungen aufgedruckt sein. Weiter ist denkbar, dass auch der (mindestens eine) Messfühler, beispielsweise eine Elektrode, durch eine dieser Techniken auf das Folienstück aufgebracht ist. Es ist auch vorstellbar, mittels der Druck- oder Dünnschichttechniken einen oder mehrere eventuell zusätzlich auf dem Folienstück benötigte elektronische (Halbleiter-)Bauelemente, wie etwa Widerstände, Transistoren, Kondensatoren oder dergleichen, aufzudrucken oder mittels der Dünnschichttechniken aufzubringen.
Das Aufdrucken könnte unter anderem durch Inkjet-Drucker oder Siebdrucker mittels an sich bekannter kunststoffbasierter "Tinten" erfolgen, die mit elektrisch leitfähigen Partikeln angereichert sind. Zudem sind Aufbringungsprozesse von leitfähigen „Tinten“ oder Materialien mit Membranfunktionen durch einen Dispenserprozess möglich.
Auch ist denkbar, die (mindestens eine) elektrische Leitung und/oder den (mindestens einen) Messfühler und/oder den oder die weiteren elektronischen (Halbleiter-)Bauelemente mittels 3D-Druckern aufzubringen.
Was die oben erwähnten beiden Abschnitte des Folienstücks betrifft, so können diese durch einen Verbindungsabschnitt des Folienstücks insbesondere einstückig miteinander verbunden sein, der unter Ausbildung eines Umschlagbereichs, in dem der Verbindungsabschnitt insbesondere um 180°, bevorzugt u-förmig, um eine Kante eines vorzugsweise plattenförmigen Kantenbereichs des Materialstücks umgeschlagen ist, von der ersten Seite zur zweiten Seite des Materialstücks geführt ist.
Dabei kann der Messfühler an dem zweiten Abschnitt des Folienstücks des Foliensensors angeordnet sein.
Was die (mindestens eine) elektrische Leitung betrifft, so kann diese vorzugsweise auf eine von dem Materialstück abgewandte Außenseite des Folienstücks aufgebracht sein, insbesondere mittels eines additiven Druckverfahrens.
Weiter kann an der zweiten Seite des Materialstücks, insbesondere unter Anlage an diese zweite Seite, eine elektrisch isolierende Isolatormaterialschicht angeordnet sein, die die elektrische Leitung nach außen hin überdeckt. Die Isolatormaterialschicht kann den gesamten zweiten Abschnitt des Folienstücks mit Ausnahme des oder der Messfühler überdecken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Folienstück, insbesondere der an der ersten Seite des Materialstücks angeordnete erste Abschnitt des Folienstücks, ein oder mehrere elektrische Kontaktelemente zur Kontaktierung des Foliensensors aufweisen. Mit diesen Kontaktelementen könnten beispielsweise Kontaktelemente eines Elektronikteils bzw. einer Elektronikeinheit eines Elektronikteils verbunden sein oder werden, wenn diese zu einer Sensoreinheit zusammengesetzt sind oder werden.
In diesem Fall kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Messfühler des Verbundteils an der zweiten Seite des Materialstücks angeordnet ist, insbesondere an dem oben bereits erwähnten zweiten Abschnitt des Folienstücks.
Der Foliensensor, insbesondere der zweite Abschnitt des an der zweiten Seite des Materialstücks angeordneten Folienstücks des Foliensensors, kann im Übrigen ein oder mehrere solcher Messfühler aufweisen, und zwar mindestens einen Temperatursensor und/oder einen Leitfähigkeitssensor und/oder einen Drucksensor und/oder einen Impedanzsensor. Mit ein oder mehreren dieser oder anderer Sensoren könnte eine Sensoreinheit, die ein erfindungsgemäßes Verbundbauteil aufweist, entsprechende Messwerte erfassen, auf Basis derer dann die zu erfassenden Körperparameter bestimmt werden.
Weiter kann vorgesehen sein, dass das Materialstück eine sich insbesondere von der ersten Seite bis zur zweiten Seite erstreckende Durchtrittsöffnung aufweist. Durch diese könnte sich beispielsweise die Hauptblickrichtung einer einem Elektronikteil einer oder der Sensoreinheit zugeordneten, beispielsweise auf einer Leiterplatte der Elektronikeinheit des Elektronikteils angeordneten, elektrooptischen, vorzugsweise eine (elektronische) Kamera umfassenden Erfassungseinrichtung erstrecken.
Die Durchtrittsöffnung könnte dabei durch eine insbesondere an der ersten und/oder an der zweiten Seite angeordnete, transparente Schutzschicht überdeckt sein, die beispielsweise die Kamera schützen könnte. Die zweite Seite des Materialstücks kann im Übrigen ein oder mehrere, gegenüber mindestens einem anderen, insbesondere ebenen Bereich dieser zweiten Seite hervorstehende Erhebungen aufweisen, wobei der oder jeder Messfühler auf einer solchen Erhebung angeordnet ist.
Wie oben bereits angedeutet, kann das Verbundbauteil insgesamt derart ausgebildet und dazu vorgesehen sein, mit einem Elektronikteil, das eine Elektronikeinheit zum Betreiben des Foliensensors aufweist, zur Bildung einer Sensoreinheit zusammenzuwirken, insbesondere einer Sensoreinheit zur Befestigung an einem menschlichen oder tierischen Körper, insbesondere an der Haut des Körpers, und dabei insbesondere lösbar mit dem Elektronikteil verbunden zu werden, insbesondere unter bevorzugt lösbarer, elektrisch leitender Verbindung des oder der Kontaktelemente des Verbundbauteils mit der Elektronikeinheit des Elektronikteils.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Materialstück des Verbundbauteils eine bevorzugt durch Prägung eingebrachte Vertiefung aufweisen, die durch eine Bodenwand und durch eine mit der Bodenwand einstückig verbundene, die Vertiefung seitlich umgebende Seitenwand begrenzt ist, insbesondere durch eine Vertiefung, in der das Elektronikteil der Sensoreinheit anordenbar ist.
Die Vertiefung kann dabei in die erste Seite des Materialstücks eingebracht sein, wobei der erste Abschnitt des Folienstücks des Foliensensors an der der Vertiefung zugewandten (Innen-)Seite der Bodenwand der Vertiefung angeordnet sein kann.
Was die Abmessungen des Verbundteils betrifft, so kann das Verbundteil bevorzugt eine Länge und/oder eine Breite zwischen 20 mm und 200 mm aufweisen, besonders bevorzugt zwischen 30 mm und 100 mm. Die (Aufbau-)Höhe kann vorzugsweise zwischen 4 mm und 20 mm betragen, besonders bevorzugt zwischen 6 mm und 15 mm. Die (Außen-)Kontur oder (Außen-)Form kann, insbesondere im Grundriss, bevorzugt rund, quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein.
Was die Abmessungen der oben erwähnten Sensoreinheit betrifft, so kann die Sensoreinheit bevorzugt eine Länge und/oder eine Breite zwischen 20 mm und 200 mm aufweisen, besonders bevorzugt zwischen 30 mm und 100 mm. Die (Aufbau- )Höhe kann vorzugsweise zwischen 4 mm und 30 mm betragen, besonders bevorzugt zwischen 6 mm und 20 mm. Die (Außen-)Kontur oder (Außen-)Form kann, insbesondere im Grundriss, bevorzugt quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein.
Was die Abmessungen des Elektronikteils betrifft, so kann das Elektronikteil bevorzugt eine Länge und/oder eine Breite zwischen 20 mm und 80 mm aufweisen, besonders bevorzugt zwischen 30 mm und 60 mm. Die (Aufbau-)Höhe kann vorzugsweise zwischen 4 mm und 15 mm betragen, besonders bevorzugt zwischen 6 mm und 12 mm. Die (Außen-)Kontur oder (Außen-)Form kann, insbesondere im Grundriss, bevorzugt rund ausgebildet sein.
Es versteht sich, dass mit der oben genannten (Aufbau-)Höhe der Sensoreinheit die Abmessung derselben gemeint ist, die bei bestimmungsgemäßer Befestigung der Sensoreinheit an der Haut des Körpers die Erstreckung der gesamten Sensoreinheit senkrecht oder zumindest annähernd senkrecht zur Hautoberfläche bestimmen würde.
Mit der (Aufbau-)Höhe des Verbundteils, soweit es Bestandteil einer solchen Sensoreinheit ist, oder mit der Höhe des Elektronikteils ist deren jeweilige entsprechende Abmessung in derselben Erstreckungsrichtung wie vorstehend definiert gemeint, allerdings jeweils nur bezogen auf das Sensorteil bzw. das Elektronikteil selbst, also ggf. in einem (möglicherweise hypothetisch) von dem jeweils anderen Bauteil separierten Zustand.
Was schließlich den oben bereits erwähnten zweiten Abschnitt des Folienstücks des Foliensensors betrifft, so kann dieser an einer Seite der Bodenwand angeordnet sein, die der der Vertiefung zugewandten Seite der Bodenwand gegenüberliegt.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigt:
Fig. 1a eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Sensoreinheit aus dem erfindungsgemäßen Verbundteil und einem Elektronikteil, in (noch) unverbundenem Zustand der die Sensoreinheit bildenden Einzelteile, Fig. 1b die Schnittdarstellung entsprechend Fig. 1a, in verbundenem bzw. zusammengesetztem Zustand der die Sensoreinheit bildenden Einzelteile,
Fig. 2a eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Sensoreinheit aus dem erfindungsgemäßen Verbundteil und einem Elektronikteil, in unverbundenem Zustand der die Sensoreinheit bildenden Einzelteile,
Fig. 2b die Schnittdarstellung entsprechend Fig. 2a, in verbundenem Zustand der die Sensoreinheit bildenden Einzelteile,
Fig. 3a eine Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform einer Sensoreinheit aus dem erfindungsgemäßen Verbundteil und einem Elektronikteil, in unverbundenem Zustand der die Sensoreinheit bildenden Einzelteile,
Fig. 3b die Schnittdarstellung entsprechend Fig. 3a, in weitgehend verbundenem Zustand der die Sensoreinheit bildenden Einzelteile,
Fig. 4a eine Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsform einer Sensoreinheit aus dem erfindungsgemäßen Verbundteil und einem Elektronikteil, in unverbundenem Zustand der die Sensoreinheit bildenden Einzelteile,
Fig. 4b die Schnittdarstellung entsprechend Fig. 4a, in verbundenem Zustand der die Sensoreinheit bildenden Einzelteile,
Fig. 5a eine Schnittdarstellung einer fünften Ausführungsform einer Sensoreinheit aus dem erfindungsgemäßen Verbundteil und einem Elektronikteil, in unverbundenem Zustand der die Sensoreinheit bildenden Einzelteile,
Fig. 5b die Schnittdarstellung entsprechend Fig. 5a, in verbundenem Zustand der die Sensoreinheit bildenden Einzelteile,
Fig. 6 eine Explosionszeichnung der in den Fig. 5a und 5b gezeigten fünften Ausführungsform. Nachfolgend wird eine erfindungsgemäße Sensoreinheit 10 mit einem Sensorteil 11 und einem Elektronikteil 17 beschrieben, wobei das Sensorteil 11 dabei als erfindungsgemäßes Verbundteil ausgebildet ist.
Die in den Fig. 1a-5b gezeigte Sensoreinheit 10 ist dazu vorgesehen und ausgebildet, an einem menschlichen (oder tierischen) Körper befestigt zu werden, um Körperparameter zu erfassen. Bei solchen Körperparametern kann es sich beispielsweise um elektrische Aktivitäten des Herzens oder des Gehirns handeln. Auch die Erfassung diverser anderer Körperparameter ist naturgemäß denkbar.
Im Weiteren werden zunächst die Bauteile einer solchen Sensoreinheit 10 beschrieben, die sämtliche der in Fig. 1a-5b gezeigten Ausführungsformen aufweisen. Anschließend wird auf die Unterschiede der einzelnen Ausführungsformen eingegangen.
Die Sensoreinheit 10 jeder Ausführungsform umfasst das Sensorteil (bzw. das Verbundteil) 11 mit einem Foliensensor 12 mit vorliegend mehreren Messfühlern 13 (es versteht sich, dass auch ein Messfühler 13 genügen kann) sowie ein mit dem Sensorteil 11 vorliegend lösbar verbundenes Elektronikteil 17 mit einer Elektronikeinheit 18 zum Betreiben des Foliensensors 12.
Die Messfühler 13 sind dabei an einem für diese als Träger dienenden, flexiblen Folienstück 14 des Foliensensors 12 des Sensorteils 11 angeordnet bzw. mit diesem Folienstück 14 fest verbunden, und zwar auf einer von dem Elektronikteil 17 abgewandten Seite des Folienstücks 14.
Weiter sind die Messfühler 13 mittels auf dem Folienstück 14 angeordneter elektrischer Leitungen 15 mit ebenfalls auf dem Folienstück 14 befindlichen, zur Kontaktierung des Foliensensors 12 dienenden (elektrischen) Kontaktelementen 16 elektrisch leitend verbunden.
Die Messfühler 13, die elektrischen Leitungen 15 und/oder die Kontaktelemente 16 können beispielsweise mittels additiver Drucktechnik auf das Folienstück 14 aufgebracht sein. Es versteht sich im Übrigen, dass es auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt, die Messfühler 13 und/oder die Kontaktelemente 16 außerhalb des Folienstücks 14 anzuordnen, beispielsweise unmittelbar benachbart zu diesem.
In der Regel wird die Sensoreinheit 10 bzw. das Sensorteil 11 der Sensoreinheit 10 derart an der Haut der Person, deren Körperparameter erfasst werden soll, befestigt, dass die Messfühler 13 unmittelbar an der Haut anliegen.
Wie (nur) anhand der Ausführungsformen der Fig. 1a-3b explizit gezeigt, können dabei zur Befestigung der Sensoreinheit 10 an dem jeweiligen Körper beispielsweise flächige, hautverträgliche, doppelseitig klebende Klebematerialstücke 21 (doppelseitiges Klebeband) verwendet werden, die mit ihrer einen Seite entsprechend mit der dem Körper zugewandten Seite des Sensorteils 11 klebend verbunden werden und mit ihrer anderen Seite mit der Haut des jeweiligen Körpers.
Zur elektrischen Isolierung ist des Weiteren auf der von dem Elektronikteil 17 abgewandten Seite des Folienstücks 14 bzw. des Foliensensors 12 des Sensorteils 11, nämlich auf der bei bestimmungsgemäßer Anordnung dem Körper zugewandten Seite, eine Isolationsschicht 23 vorgesehen, die insbesondere die elektrischen Leitungen 15 nach außen bzw. zum Körper hin überdeckt und elektrisch isoliert.
Was die Elektronikeinheit 18 des Elektronikteils 17 betrifft, so verfügt diese über eine auf einer im vorliegenden Fall flexiblen Leiterplatte 20 angeordnete Messelektronikeinheit 34, an die die Messfühler 13 des Sensorteils 11 elektrisch angeschlossen sind und die die (Mess-)Signale der Messfühler 13 empfängt und ggf. auswertet.
Auf der Leiterplatte 20 ist des Weiteren eine vorliegend als Funkmodul ausgebildete Sendeeinheit 35 angeordnet zum drahtlosen Senden von Signalen der Messfühler 13 bzw. von auf diesen basierenden Informationen an eine entsprechende (nicht dargestellte) entfernte Empfangseinheit.
Weiter umfasst die Elektronikeinheit 18 eine vorliegend als Batterie ausgebildete Energie- bzw. Spannungsversorgung 36 für die einzelnen Bauteile der Elektronikeinheit 18 bzw. des Foliensensors 12. Die vorgenannten Bauteile sind jeweils auf einer ersten, von dem Sensorteil 11 abgewandten Seite der Leiterplatte 20 angeordnet bzw. befestigt.
Auf der gegenüberliegenden, dem Sensorteil 11 zugewandten Seite der Leitplatte 20 verfügt diese über elektrische Kontaktelemente 19, die mit den elektrischen Kontaktelementen 16 des Foliensensors 12 elektrisch leitend verbunden sind.
Zur lösbaren Befestigung des Elektronikteils 17 an dem Sensorteil 11 ist - ähnlich wie zur Befestigung der Sensoreinheit 10 an dem Körper der entsprechenden Person - vorliegend (mindestens) ein doppelseitiges Klebematerialstück 22 vorgesehen, das unter Anlage (auch) an die Kontaktelemente 19 einerseits mit der dem Sensorteil 11 zugewandten Seite der Leiterplatte 20 verbunden bzw. verklebt ist, andererseits (auch) unter Anlage an die Kontaktelemente 16 mit der der Leiterplatte 20 bzw. dem Elektronikteil 17 zugewandten Seite des Folienstücks 14 des Foliensensors 12.
Der Klebstoff des doppelseitigen Klebematerialstück 22 ist derart ausgewählt, dass das Elektronikteil 17 bei Bedarf von dem Sensorteil 11 lösbar ist. Aber auch eine unlösbare Verbindung dieser Bauteile liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung.
Das doppelseitige Klebematerialstück 22 ist elektrisch leitend ausgebildet, sodass über dieses die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktelementen 16 des Foliensensors 12 und den Kontaktelementen 19 der Elektronikeinheit 18 bewirkt wird.
Die Sensoreinheit 10 kann erfindungsgemäß durch einen bzw. den flachen Aufbau des Elektronikteils 17 sowie des Sensorteils 11 insgesamt ebenfalls sehr flach aufgebaut sein bzw. eine geringe (Aufbau-)Höhe aufweisen. In den Fig. entspricht die Höhe der Sensoreinheit 10 derjenigen Abmessung, die die Erstreckung der Sensoreinheit 10 von unten nach oben bestimmt bzw. vorliegend der Distanz zwischen der an dem Körper angeordneten (Außen-)Seite der Sensoreinheit 10 bzw. des Sensorteils 11 und der von dem Körper abgewandten (Außen-)Seite der Sensoreinheit 10 bzw. des Elektronikteils 17.
Die Ausführungsform der Fig. 1a, 1b weist über die vorstehend beschriebenen Bauteile keine weiteren Bauteile und/oder Besonderheiten auf. Bei der Ausführungsform der Fig. 2a, 2b dagegen weist das Elektronikteil 17 zusätzlich eine Schutzumhüllung 24 auf, in die die Elektronikeinheit 18 integriert ist und die die Bauteile der Elektronikeinheit ganz oder teilweise schützend umgibt.
Die Ausführungsform der Fig. 3a, 3b unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 1a, 1b dadurch, dass das Sensorteil 11 zusätzlich ein Materialstück 25 aus Kunststoffschaum, etwa PU-Schaum, aufweist, mit dem der Foliensensor 12 vorliegend stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verklebt ist. Es versteht sich, dass sich die Erfindung auch auf diverse andere Verbindungsarten zwischen Foliensensor 12 und Sensorteil 11 erstreckt.
Wie erkennbar ist, ist ein erster Abschnitt 14a des Folienstücks 14 des Foliensensors 12 einer dem Elektronikteil 17 zugewandten, ersten Seite des Mate rial Stücks 25 des Sensorteils 11 zugeordnet bzw. an dieser angeordnet und mit dieser Seite fest verbunden.
Ein zweiter Abschnitt 14b des Folienstücks 14 des Foliensensors 12 ist einer bzw. der gegenüberliegenden, dem Körper zugewandten zweiten Seite des Materialstücks 25 des Sensorteils 11 zugeordnet bzw. an dieser angeordnet und mit dieser fest verbunden.
Die beiden Abschnitte 14a, 14b des Folienstücks 14 sind durch einen Verbindungsabschnitt 14c des Folienstücks 14 einstückig miteinander verbunden, und zwar unter Ausbildung eines Umschlagbereichs 26, in dem der Verbindungsabschnitt 14c vorliegend um 180°, hier etwa u-förmig, um eine Kante 27 eines hier plattenförmigen Kantenbereichs 28 des Materialstücks 25 des Sensorteils 11 umgeschlagen ist und auf diese Weise von der ersten Seite zur zweiten Seite des Materialstücks 25 des Sensorteils 11 geführt ist.
Alternativ ist naturgemäß auch denkbar, den Verbindungsabschnitt 14c durch eine geeignete Durchgangsöffnung in dem Materialstück 25 von der ersten zur zweiten Seite zu führen. In der Ausführungsform der Fig. 4a, 4b ist die Schutzumhüllung 24 des Elektronikteils 17 - ähnlich wie das Materialstück 25 des Sensorteils 11 - aus einem Materialstück 29 aus Schaummaterial aus Kunststoff, etwa PU-Schaum, oder auch einem Silikon oder einem Elastomermaterial gebildet. Die Elektronikeinheit 18 ist dabei ganz oder teilweise in das Materialstück 29 eingebettet.
In das Materialstück 25 des Sensorteils 11 ist zudem eine Vertiefung 30 eingebracht, beispielsweise durch ein Prägeverfahren, in der das Elektronikteil 17 sitzt und dort durch das doppelseitige Klebematerialstück 22 gehalten bzw. befestigt ist.
Die Vertiefung 29 des Materialstücks 25 des Sensorteils 11 ist (nach unten hin) durch eine durch das Materialstück 25 gebildete Bodenwand 31 begrenzt sowie (zur Seite hin) durch eine mit dieser Bodenwand 31 einstückig verbundene, ebenfalls durch das Materialstück 25 gebildete, die Vertiefung 30 seitlich umgebende Seitenwand 32.
Wie erkennbar ist, verschließt das Elektronikteil 17 bzw. das Materialstück 29 die Vertiefung 30 des Sensorteils 11 zu einer (ansonsten offenen) Seite hin, nämlich zu der (oberen) Seite, die der zu der Vertiefung 30 zeigenden Seite der Bodenwand 31 gegenüberliegt.
Das Materialstück 29 des Elektronikteils 17 und die Vertiefung 30 sind bevorzugt derart aufeinander abgestimmt - dies ist aber nicht zwingend erforderlich-, dass das Materialstück 29 kraftschlüssig mit der Seitenwand 32 der Vertiefung 30 verbunden ist. Beispielsweise, indem das Materialstück 29 des Elektronikteils 17 unter kraftschlüssiger Anlage an die Seitenwand 32 mit seitlichem Übermaß in die Vertiefung 30 eingebracht ist.
Erkennbar ist in den Fig. 4a und 4b des Weiteren, dass die von der Vertiefung 30 abgewandte Außenseite der Bodenwand 31 eine gegenüber dem angrenzenden, ebenen Bereich der Außenseite hervorstehende Erhebung 38 aufweist, auf der ein/der Messfühler 13 angeordnet ist, um bei Anordnung der Sensoreinheit 10 an dem jeweiligen Körper die Anlage des Messfühlers 13 an dem Körper zu verbessern.
Im Vergleich zu der Ausführungsform der Fig. 4a, 4b verfügt schließlich die Ausführungsform der Fig. 5a, 5b über eine dem Elektronikteil 17 zugeordnete, elektronische Kamera 37. Konkret ist diese vorliegend auf der Leiterplatte 20 der Elektronikeinheit 18 platziert. Mit dieser Kamera 37 kann beispielsweise die Haut des Körpers der jeweiligen Person optisch erfasst werden.
Sowohl das Elektronikteil 17 als auch das Sensorteil 11 weisen dabei jeweils eine Öffnung auf, die zusammen eine Durchtrittsöffnung 33 bilden, durch die die Hauptblickrichtung der Kamera 33 gerichtet ist und die sich bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Sensoreinheit 11 bis zur am Körper angeordneten Außenseite des Sensorteils 11 erstreckt.
Bevorzugt kann diese Durchtrittsöffnung 33 noch durch eine insbesondere an der ersten und/oder an der zweiten Seite des Materialstücks 25 des Sensorteils 11 angeordnete, transparente Schutzschicht bzw. ein entsprechendes transparentes Schutzteil überdeckt sein.
Nur in der Fig. 6 ist erkennbar, dass das Materialstück 29 des Elektronikteils 17 auf zwei gegenüberliegenden Seiten, nämlich auf der von dem Sensorteil 11 abgewandten Seite sowie auf der dem Sensorteil 11 zugewandten Seite, jeweils mit einem (dünnen) Film versehen ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen TPU-Film handeln.
In gleicher weise ist auch das Materialstück 25 des Sensorteils 11 mit einem solchen Film versehen, nämlich die erste und die zweite Seite des Materialstücks 25, ebenfalls insbesondere mit einem TPU-Film.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele:
1. Ein Verbundbauteil mit einem insbesondere elastischen Materialstück (25), insbesondere aus einem Schaummaterial oder einem Elastomermaterial, wobei das Materialstück (25) insbesondere unlösbar verbunden ist mit einem Foliensensor (12) zur Messung ein oder mehrerer Parameter, insbesondere von Parametern eines menschlichen oder tierischen Körpers, der ein Folienstück (14) mit mindestens einer an diesem Folienstück (14) angeordneten elektrischen Leitung aufweist sowie mindestens einem, vorzugsweise an dem Folienstück (14) angeordneten Messfühler (13), der mit der elektrischen Leitung elektrisch leitend verbunden ist. 2. Das Verbundbauteil gemäß Ausführungsbeispiel 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Folienstück (14) des Foliensensors (12), insbesondere stoffschlüssig, unlösbar bzw. fest mit dem Materialstück (25) verbunden ist, insbesondere mit einer Außenfläche desselben, bevorzugt durch Verklebung, besonders bevorzugt mittels eines doppelseitig klebenden Klebematerialstücks.
3. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaummaterial des Materialstücks (25) ein Kunststoffschaum ist, insbesondere ein Polyurethanschaum.
4. Verbundbauteil gemäß Ausführungsbeispiel 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abschnitt des Folienstücks (14) des Foliensensors (12) an einer ersten Seite des Materialstücks (25) angeordnet und insbesondere mit dieser (bevorzugt unlösbar) verbunden ist, und dass ein zweiter Abschnitt des Folienstücks (14) des Foliensensors (12) an einer insbesondere zu der ersten Seite mindestens in einem Bereich parallelen zweiten Seite des Materialstücks (25) angeordnet und insbesondere mit dieser (bevorzugt unlösbar) verbunden ist.
5. Verbundbauteil gemäß Ausführungsbeispiel 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschnitte des Folienstücks (14) durch einen Verbindungsabschnitt des Folienstücks (14) insbesondere einstückig miteinander verbunden sind, der unter Ausbildung eines Umschlagbereichs, in dem der Verbindungsabschnitt insbesondere um 180°, bevorzugt u-förmig, um eine Kante eines vorzugsweise plattenförmigen Kantenbereichs des Materialstücks (25) umgeschlagen ist, von der ersten Seite zur zweiten Seite des Materialstücks (25) geführt ist.
6. Verbundbauteil gemäß Ausführungsbeispiel 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (13) an dem zweiten Abschnitt des Folienstücks (14) des Foliensensors (12) angeordnet ist.
7. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung auf eine von dem Materialstück (25) abgewandte Außenseite des Folienstücks (14) aufgebracht ist, insbesondere mittels eines additiven Druckverfahrens. 8. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, mindestens gemäß Ausführungsbeispiel 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Seite des Materialstücks (25), insbesondere unter Anlage an diese zweite Seite, eine elektrisch isolierende Isolatormaterialschicht angeordnet ist, die die elektrische Leitung nach außen hin überdeckt.
9. Verbundbauteil gemäß Ausführungsbeispiel 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolatormaterialschicht den gesamten zweiten Abschnitt des Folienstücks (14) mit Ausnahme des oder der Messfühler (13) überdeckt.
10. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienstück (14), insbesondere der an der ersten Seite des Materialstücks (25) angeordnete erste Abschnitt des Folienstücks (14), ein oder mehrere elektrische Kontaktelemente zur Kontaktierung des Foliensensors (12) aufweist.
11. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, mindestens gemäß Ausführungsbeispiel 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (13) an der zweiten Seite des Materialstücks (25) angeordnet ist, insbesondere an dem zweiten Abschnitt des Folienstücks (14).
12. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass der Foliensensor (12), insbesondere der zweite Abschnitt des an der zweiten Seite des Materialstücks (25) angeordneten Folienstücks (14) des Foliensensors (12), ein oder mehrere Messfühler (13) aufweist, nämlich mindestens einen Temperatursensor und/oder einen Leitfähigkeitssensor und/oder einen Drucksensor und/oder einen Impedanzsensor.
13. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialstück (25) eine sich insbesondere von der ersten Seite bis zur zweiten Seite erstreckende Durchtrittsöffnung aufweist. 14. Verbundbauteil gemäß Ausführungsbeispiel 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung durch eine insbesondere an der ersten und/oder an der zweiten Seite angeordnete, transparente Schutzschicht überdeckt ist.
15. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Seite des Materialstücks (25) ein oder mehrere, gegenüber mindestens einem anderen, insbesondere ebenen Bereich dieser zweiten Seite hervorstehende Erhebungen (38) aufweist, und dass der, mehrere oder jeder Messfühler (13) auf einer solchen Erhebung (38) angeordnet ist.
16. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundbauteil ausgebildet ist, mit einem Elektronikteil (17), das eine Elektronikeinheit zum Betreiben des Foliensensors (12) aufweist, zur Bildung einer Sensoreinheit zusammenzuwirken und dabei insbesondere lösbar mit dem Elektronikteil (17) verbunden zu werden, insbesondere unter bevorzugt lösbarer, elektrisch leitender Verbindung des oder der Kontaktelemente des Verbundbauteils mit der Elektronikeinheit des Elektronikteils (17).
17. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialstück (25) eine bevorzugt durch Prägung eingebrachte Vertiefung (30) aufweist, die durch eine Bodenwand und durch eine mit der Bodenwand einstückig verbundene, die Vertiefung (30) seitlich umgebende Seitenwand begrenzt ist, insbesondere durch eine Vertiefung (30), in der das Elektronikteil (17) der Sensoreinheit anordenbar ist.
18. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele, mindestens gemäß Ausführungsbeispiel 4 oder Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (30) in die erste Seite des Materialstücks (25) eingebracht ist, und dass der erste Abschnitt des Folienstücks (14) des Foliensensors (12) an der der Vertiefung (30) zugewandten (Innen-)Seite der Bodenwand der Vertiefung (30) angeordnet ist.
19. Verbundbauteil gemäß Ausführungsbeispiel 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt des Folienstücks (14) des Foliensensors (12) an einer Seite der Bodenwand angeordnet ist, die der der Vertiefung (30) zugewandten Seite der Bodenwand gegenüberliegt.
20. Sensoreinheit mit einem Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungsbeispiele sowie mit einem mit dem Verbundbauteil insbesondere lösbar verbindbaren Elektronikteil (17), das eine Elektronikeinheit zum Betreiben des Foliensensors (12) des Verbundbauteils aufweist.
21. Sensoreinheit gemäß Ausführungsbeispiel 20, weiter gekennzeichnet durch ein oder mehrere Merkmale der Ausführungsbeispiele 1-19.
Bezugszeichenliste
10 Sensoreinheit 38 Erhebung
11 Sensorteil 39a Film
12 Foliensensor 39b Film
13 Messfühler 40a Film
14 Folienstück 40b Film
14a erster Abschnitt Folienstück
14b zweiter Abschnitt Folienstück
14c Verbindungsabschnitt Folienstück
15 elektrische Leitungen
16 Kontaktelemente Foliensensor
17 Elektronikteil
18 Elektronikeinheit
19 Kontaktelemente Elektronikeinheit
20 Leiterplatte
21 Klebematerialstück
22 elektrisch leitendes
Klebematerialstück
23 Isolationsschicht
24 Schutzumhüllung
25 Materialstück Sensorteil
26 Umschlagbereich
27 Kante
28 Kantenbereich
29 Materialstück Elektronikteil
30 Vertiefung
31 Bodenwand
32 Seitenwand
33 Durchtrittsöffnung
34 Messelektronikeinheit
35 Sendeeinheit
36 Energieversorgungseinheit
37 Kamera

Claims

Patentansprüche
1. Verbundbauteil mit einem insbesondere elastischen Materialstück (25), aus einem Schaummaterial oder einem Elastomermaterial oder einem Silikon, wobei das Materialstück (25) insbesondere unlösbar verbunden ist mit einem Foliensensor (12) zur Messung ein oder mehrerer Parameter, insbesondere von Parametern eines menschlichen oder tierischen Körpers, der ein Folienstück (14) mit mindestens einer an diesem Folienstück (14) angeordneten elektrischen Leitung aufweist sowie mindestens einem, vorzugsweise an dem Folienstück (14) angeordneten Messfühler (13), der mit der elektrischen Leitung elektrisch leitend verbunden ist.
2. Verbundbauteil gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Folienstück (14) des Foliensensors (12), insbesondere stoffschlüssig, unlösbar bzw. fest mit dem Materialstück (25) verbunden ist, insbesondere mit einer Außenfläche desselben, bevorzugt durch Verklebung, besonders bevorzugt mittels eines doppelseitig klebenden Klebematerialstücks.
3. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaummaterial des Materialstücks (25) ein Kunststoffschaum ist, insbesondere ein Polyurethanschaum.
4. Verbundbauteil gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abschnitt des Folienstücks (14) des Foliensensors (12) an einer ersten Seite des Materialstücks (25) angeordnet und insbesondere mit dieser (bevorzugt unlösbar) verbunden ist, und dass ein zweiter Abschnitt des Folienstücks (14) des Foliensensors (12) an einer insbesondere zu der ersten Seite mindestens in einem Bereich parallelen zweiten Seite des Materialstücks (25) angeordnet und insbesondere mit dieser (bevorzugt unlösbar) verbunden ist.
5. Verbundbauteil gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschnitte des Folienstücks (14) durch einen Verbindungsabschnitt des Folienstücks (14) insbesondere einstückig miteinander verbunden sind, der unter Ausbildung eines Umschlagbereichs, in dem der Verbindungsabschnitt insbesondere um 180°, bevorzugt u-förmig, um eine Kante eines vorzugsweise plattenförmigen Kantenbereichs des Materialstücks (25) umgeschlagen ist, von der ersten Seite zur zweiten Seite des Materialstücks (25) geführt ist.
6. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung auf eine von dem Materialstück (25) abgewandte Außenseite des Folienstücks (14) aufgebracht ist, insbesondere mittels eines additiven Druckverfahrens.
7. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mindestens gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Seite des Materialstücks (25), insbesondere unter Anlage an diese zweite Seite, eine elektrisch isolierende Isolatormaterialschicht angeordnet ist, die die elektrische Leitung nach außen hin überdeckt.
8. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (13) an der zweiten Seite des Materialstücks (25) angeordnet ist, insbesondere an dem zweiten Abschnitt des Folienstücks (14).
9. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Foliensensor (12), insbesondere der zweite Abschnitt des an der zweiten Seite des Materialstücks (25) angeordneten Folienstücks (14) des Foliensensors (12), ein oder mehrere Messfühler (13) aufweist, nämlich mindestens einen Temperatursensor und/oder einen Leitfähigkeitssensor und/oder einen Drucksensor und/oder einen Impedanzsensor.
10. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialstück (25) eine sich insbesondere von der ersten Seite bis zur zweiten Seite erstreckende Durchtrittsöffnung aufweist.
11. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundbauteil ausgebildet ist, mit einem Elektronikteil (17), das eine Elektronikeinheit zum Betreiben des Foliensensors (12) aufweist, zur Bildung einer Sensoreinheit zusammenzuwirken und dabei insbesondere lösbar mit dem Elektronikteil (17) verbunden zu werden, insbesondere unter bevorzugt lösbarer, elektrisch leitender Verbindung des oder der Kontaktelemente des Verbundbauteils mit der Elektronikeinheit des Elektronikteils (17).
12. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialstück (25) eine bevorzugt durch Prägung eingebrachte Vertiefung (30) aufweist, die durch eine Bodenwand und durch eine mit der Bodenwand einstückig verbundene, die Vertiefung (30) seitlich umgebende Seitenwand begrenzt ist, insbesondere durch eine Vertiefung (30), in der das Elektronikteil (17) der Sensoreinheit anordenbar ist.
13. Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (30) in die erste Seite des Materialstücks (25) eingebracht ist, und dass der erste Abschnitt des Folienstücks (14) des Foliensensors (12) an der der Vertiefung (30) zugewandten (Innen-)Seite der Bodenwand der Vertiefung (30) angeordnet ist.
14. Verbundbauteil gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt des Folienstücks (14) des Foliensensors (12) an einer Seite der Bodenwand angeordnet ist, die der der Vertiefung (30) zugewandten Seite der Bodenwand gegenüberliegt.
15. Sensoreinheit mit einem Verbundbauteil gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche sowie mit einem mit dem Verbundbauteil insbesondere lösbar verbindbaren Elektronikteil (17), das eine Elektronikeinheit zum Betreiben des Foliensensors (12) des Verbundbauteils aufweist.
*****
EP21839198.5A 2020-12-18 2021-12-17 Verbundbauteil mit einem materialstück aus schaum- oder elastomermaterial Pending EP4262532A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20215564.4A EP4014841A1 (de) 2020-12-18 2020-12-18 Verbundbauteil mit einem materialstück aus schaum- oder elastomermaterial
PCT/EP2021/086388 WO2022129464A1 (de) 2020-12-18 2021-12-17 Verbundbauteil mit einem materialstück aus schaum- oder elastomermaterial

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4262532A1 true EP4262532A1 (de) 2023-10-25

Family

ID=74045377

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20215564.4A Withdrawn EP4014841A1 (de) 2020-12-18 2020-12-18 Verbundbauteil mit einem materialstück aus schaum- oder elastomermaterial
EP21839198.5A Pending EP4262532A1 (de) 2020-12-18 2021-12-17 Verbundbauteil mit einem materialstück aus schaum- oder elastomermaterial

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20215564.4A Withdrawn EP4014841A1 (de) 2020-12-18 2020-12-18 Verbundbauteil mit einem materialstück aus schaum- oder elastomermaterial

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240050011A1 (de)
EP (2) EP4014841A1 (de)
CN (1) CN116829071A (de)
WO (1) WO2022129464A1 (de)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3882853A (en) * 1973-02-15 1975-05-13 Cardiodynamics Biomedical electrode
DE102010019597B4 (de) * 2010-05-05 2014-05-28 Cortec Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenstruktur sowie Elektrodenstruktur für eine neuronale Schnittstelle
US9730593B2 (en) * 2013-09-25 2017-08-15 Bardy Diagnostics, Inc. Extended wear ambulatory electrocardiography and physiological sensor monitor
US10062958B2 (en) * 2014-11-21 2018-08-28 Qualcomm Incorporated Wearable electronic patch with antenna enhancement
EP3478738A1 (de) 2016-06-30 2019-05-08 Covestro Deutschland AG Klebstoff auf basis eines speziellen polyurethanharnstoffs sowie dessen herstellung und anwendung
US10976207B2 (en) * 2017-01-10 2021-04-13 Cornell University Sensors with elastomeric foams and uses thereof
EP3502156A1 (de) 2017-12-21 2019-06-26 Covestro Deutschland AG Klebstoff auf basis eines polyurethanharnstoffs enthaltend carbonsäuregruppen und deren vernetzung
US11088066B2 (en) * 2018-03-19 2021-08-10 Tactotek Oy Multilayer structure and related method of manufacture for electronics
WO2019236993A1 (en) * 2018-06-08 2019-12-12 Georgia Tech Research Corporation Multifunctional biopatch for wireless monitoring of health conditions and methods thereof
WO2020173760A1 (de) 2019-02-28 2020-09-03 Covestro Intellectual Property Gmbh & Co. Kg Thermoplastischer schaum hergestellt aus zwei speziellen polyurethandispersionen
DE102019205149A1 (de) * 2019-04-10 2020-10-15 Robert Bosch Gmbh Elektronisches Modul und Verfahren zu dessen Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
CN116829071A (zh) 2023-09-29
EP4014841A1 (de) 2022-06-22
US20240050011A1 (en) 2024-02-15
WO2022129464A1 (de) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1279181B1 (de) Sensormatte für fahrzeugsitz
EP0430282B1 (de) Mehrschichtige Ausweiskarte mit langer Lebensdauer
EP1283005B1 (de) Kombiniertes sensor- und heizelement
EP2684227B1 (de) Schichtverbund mit elektroaktiven schichten
DE69738424T2 (de) Laminierte Struktur
EP3894260B1 (de) Gewölbte funktionsfolienstruktur und verfahren zur herstellung derselben
WO2019051519A1 (de) Akkumulator
WO2019051520A1 (de) Akkumulator
EP1310823A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines lichtdurchlässigen Scheibenaufbaus für Fahrzeuge und lichtdurchlässiger Scheibenaufbau
EP2322345A1 (de) Schichtverbund mit elektrischen und/oder elektronischen Funktionselementen
EP2062771A1 (de) Sitzheizungs- und Sicherheitsgurtwarnsystem
EP4262539A1 (de) Sensoreinheit zur befestigung an einem menschlichen oder tierischen körper
WO2022069524A1 (de) Kühlvorrichtung für eine wiederaufladbare batterie
DE3444981A1 (de) Verbindungsstruktur des anschlussbereiches einer druckschaltungskarte
EP4262532A1 (de) Verbundbauteil mit einem materialstück aus schaum- oder elastomermaterial
DE102008022016B4 (de) RFID-Inlays für elektronische Identifikationsdokumente und Herstellungsverfahren hierfür
EP1640156B1 (de) Polycarbonat-Mehrschichtfolie
DE102012107855B4 (de) Gurt zur Herzratenmessung
DE102019115478A1 (de) Akkumulator
DE102006061388B3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kunststoffhaut mit Folienschaltung
DE112019005181T5 (de) Thermometer von haftungsausführung
AT514326B1 (de) Batteriezelle
WO2022069521A1 (de) Kühlvorrichtung für eine wiederaufladbare batterie
EP3273490B1 (de) Mehrschichtige rückseitenfolie für solarmodule, solarmodul sowie verfahren zur herstellung der folie und des moduls
DE68903381T2 (de) Kunststoffarmband.

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230524

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20250408