WO2008110250A1 - Fabric in the form of a knitted, woven, or a nonwoven type of article of clothing or for a seat cover or for a textile surface or for an element made of a textile - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a fabric in the form of a knitted, woven or fleece-like clothing part or for a seat surface or for a textile surface or for a textile element with integrated therein or attached thereto or wholly or partially formed therefrom fibers or fiber bundles comprising a plurality of plastic filaments have, which carry on its surface a conductive coating.
- plastic fibers or filaments are used to an increasing extent, which are coated with a metal layer.
- This type of conductor primarily uses thermoplastics as a core to which a gold or silver overlay is applied. With these materials, it is possible to produce highly flexible, breakable and bendable conductors and strands that can be used as signal, power supply or heating conductors.
- conductors with diameters smaller than 20 ⁇ m achieve the flexibility and bendability of pure textile fibers.
- Conductor structures have the disadvantage that the use in textiles, which are exposed to higher temperatures, is only possible to a limited extent, since the plastics used are temperature stable only up to about 200 0 C. For applications in textiles exposed to high temperatures, for example in protective clothing against fire and in textiles for shielding against radiant heat, these conductors are therefore unsuitable.
- FEP fluorine-containing plastics
- PTFE PTFE
- FEP fluorine-containing plastics
- aramids could remedy this problem, the adhesion of a conductor material to the fiber surface of the aramid would be insufficient, so that the bending flexibility in conjunction with a constant electrical conductance can not be achieved.
- the raw steel filaments ie those without coating, are known from US 3,472,289; Such steel filaments reach at present time minimum diameter of up to 8 microns.
- the surrounding cladding material may be nickel, gold, silver or another conductive metal.
- the invention has the object to form a substance such that it does not have the disadvantages set forth in the prior art, and in particular in conjunction with in or can be used attached to textiles, electrical systems.
- Another object of the invention is to integrate flexible, metal-coated fibers in different types of fabrics for textiles and thereby adjust durability, life, temperature resistance and electrical properties so that use in a mechanically and thermally or optically highly loaded environment possible is.
- plastic filaments of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) are formed with a coating of a conductive layer.
- These conductive-coated plastic filaments can be combined into fiber bundles.
- Each fiber bundle comprises a corresponding number of plastic filaments of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole).
- Suitable coating materials which can be used are in principle all metals, but in particular silver or nickel, nickel having advantages in high-temperature applications and under electrochemical loading (electrocorrosion) in conjunction with salt solutions (sodium chloride). Such stresses mainly occur due to body sweat in clothing and seats, for example in motor vehicles.
- a plurality of fibers or fiber bundles are arranged so that they, not touching, are parallel to each other.
- the fibers or fiber bundles wavy, parallel to each other can be arranged.
- the fibers or fiber bundles of the plastic filaments which are formed from poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazoO filaments, can be embroidered on a base surface or acted upon in the meshes of such a base surface it is necessary to run the return and the return conductor separately and in parallel, as it must be ensured that they do not touch during movement.
- the fibers or fiber bundles can serve as electrical leads for electrical consumers integrated into clothing parts or seats.
- a particularly secure guidance of the fibers or fiber bundles can be achieved by means of embroidery technology, in which the sewing threads fix the fiber bundle on the textile.
- the fibers or fiber bundles can be designed as a heating conductor. This is possible because the coated fibers or fiber bundles can ensure a temperature stability at temperatures of up to 600 0 C.
- the terminals and thus the high number of individual filaments can be easily connected by means of soldering, since the melting temperature, for example, when Zrnn is used for soldering, far below the decomposition temperature of the poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) filaments.
- the fibers are suitable as heat conductor, supply line or in thinner form for transmitting data.
- the fibers or fiber bundles it is possible over the fibers or fiber bundles to provide both the supply of electrical consumers and an electrical data transmission to consumers.
- the metal-coated individual filaments can additionally be coated with an insulating lacquer layer.
- Suitable lacquers are those based on polyurethane or polyimide.
- lacquer layers of polyurethane can be removed in a hot solder bath at about 400 0 C, which at the same time all filaments are connected without destroying the fibers.
- the individual fibers or fiber bundles may carry an outer electrical insulation layer.
- an outer insulation layer can also be formed by a lacquer layer; preferably polyurethane is used for this purpose.
- the fibers or fiber bundles may be used to interconnect pressure sensors for seat occupancy or touch detection integrated into the seat or garments and may also serve as a connection to a main port.
- the fibers or fiber bundles may be used to interconnect ventilating fan motors attached to the seat or a garment, and also to serve as a connection to a main terminal.
- Fabrics as described above may be used as an integral part of firefighting, police or military clothing.
- such materials can be used as a shield against electromagnetic and electric fields for high temperature applications above 200 0 C.
- Such materials can be used as protection against fast-flying projectiles in environments exposed to ultraviolet radiation, in particular for protective vests or for vehicle armor. It has been found that a metal-coated fiber structure can effectively prevent the decomposition of the poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) filaments under UV light, such as is present in sunlight, for example, and thus the protective device is stable for a long time can hold.
- FIG. 1 shows a section of a surface heating element
- FIG. 2 shows an element with fibers or fiber bundles arranged in a lattice-like structure
- FIG. 3 shows a mat-shaped heating element with a meander-shaped heating conductor
- Figure 4 is a cross-section of a single filament with plastic filaments covered by a coating
- Figure 5 shows a cross section through a fiber bundle, which is surrounded by an insulating sheath.
- a surface heating element 1 is shown in the heating element 2 in the form of plastic filaments, which are made of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) and have a metallic coating, are forfeited and form a heating surface or heating mat 3.
- contact conductors 4, 5 which serve to supply and discharge current.
- These contact conductors 4, 5 are formed of fiber bundles, each fiber bundle composed of a plurality of fibers, each fiber of a plurality of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) filaments, also with a metallic coating. Both the heating conductors 2 and the contact conductors 4, 5 are thus in conductive contact with each other via the metallic coating.
- FIG. 2 shows a surface element 6 with fibers or fiber bundles 8 arranged in a lattice-like structure on a carrier 7, which are in electrical contact with one another via their metallic coating.
- This surface element can be used for example as a shielding part.
- FIG. 3 shows a mat-shaped heating element 9 with a meandering heating conductor 10, which is insulated by an insulation coating.
- FIG. 4 shows a single fiber 1 1 which has a core of a plurality of plastic filaments 12 which are formed from poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole).
- the plastic filaments 12 are each provided with a metal coating.
- the core or the filament bundle 12 is provided with an electrically non-conductive coating 13.
- FIG. 5 shows a fiber bundle 14 which is composed of a plurality of individual fibers 15, which are surrounded by a sheath 16 made of an electrically non-conductive material, for example a lacquer layer made of polyurethane.
- the individual fibers 15 may be those fibers which are shown in FIG. 4, that is to say those which are provided with an insulating layer 13; but it is also possible to use the individual fibers without a coating.
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Abstract
The invention relates to a fabric in the form of a knitted, woven, or a nonwoven type of article of clothing or for a seat cover or for a textile surface or for an element made of a textile, with fibers or bundles of fibers which are integrated therein or applied thereon or completely or partially formed thereby. Said fibers or bundles of fibers have a plurality of synthetic filaments which carry a conductive coating on the surface thereof, which fabric is characterized in that the synthetic filaments composed of poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) are formed with a coating composed of a conductive layer.
Description
STOFF IN FORM EINES GEWIRKTEN, GEWEBTEN ODER VLIESÄHNLICHEN KLEDUNGSTEILS FUR EINE1 SITZFLÄCHE ODER FÜR EINE TEXTILE FLÄCHE ODER FÜR EIN TEXTILES ELEMENTMATERIAL IN THE FORM OF A KNITTED, WOVEN OR SIMILAR FLEECE KLEDUNGSTEILS FOR A 1 SEAT OR FOR A TEXTILE SURFACE OR ON TEXTILES ELEMENT
Die Erfindung betrifft einen Stoff in Form eines gewirkten, gewebten oder vliesähnlichen Kleidungsteils oder für eine Sitzfläche oder für eine textile Fläche oder für ein textiles Element mit in diesem integrierten oder daran angebrachten oder ganz oder teilweise daraus gebildeten Fasern oder Faserbündeln, die eine Vielzahl von Kunststofffilamenten aufweisen, welche auf ihrer Oberfläche eine leitfähige Beschichtung tragen.The invention relates to a fabric in the form of a knitted, woven or fleece-like clothing part or for a seat surface or for a textile surface or for a textile element with integrated therein or attached thereto or wholly or partially formed therefrom fibers or fiber bundles comprising a plurality of plastic filaments have, which carry on its surface a conductive coating.
Zur Herstellung von elektrischen Leiterbahnen in Textilien werden in immer stärkerem Umfang Kunststofffasern oder -fäden verwendet, die mit einer Metallschicht ummantelt sind. Diese Art der Leiter verwendet in erster Linie thermoplastische Kunststoffe als Kern, auf denen eine Gold- oder Silberauflage aufgebracht wird. Mit diesen Materialien ist es möglich, hoch flexible, reiß- und biegewechselfähige Leiter und Litzen herzustellen, die als Signal-, Stromzuführungs- oder Heizleiter eingesetzt werden können.For the production of electrical conductors in textiles, plastic fibers or filaments are used to an increasing extent, which are coated with a metal layer. This type of conductor primarily uses thermoplastics as a core to which a gold or silver overlay is applied. With these materials, it is possible to produce highly flexible, breakable and bendable conductors and strands that can be used as signal, power supply or heating conductors.
Leiter, wie sie vorstehend beschrieben sind, sind in der DE 10 2004 011 514 A1 beschrieben.Conductors as described above are described in DE 10 2004 011 514 A1.
Insbesondere Leiter mit Durchmessern, die kleiner als 20 μm sind, erreichen die Flexibilität und Biegewechselfähigkeit von reinen textilen Fasern.In particular, conductors with diameters smaller than 20 μm achieve the flexibility and bendability of pure textile fibers.
Leiterstrukturen, der vorstehenden Art, haben den Nachteil, dass der Einsatz in Textilen, die höheren Temperaturen ausgesetzt sind, nur bedingt möglich ist, da die verwendeten Kunststoffe nur bis ca. 200 0C temperaturstabil sind. Für Anwendungen in Textilien, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, beispielsweise in Schutzbekleidungen gegen Feuer und in Textilien zur Abschirmung gegen Strahlungswärme, sind diese Leiter folglich ungeeignet.
Setzt man dagegen fluorhaltige Kunststoffe (FEP, PTFE) ein, die Temperaturen im Bereich von 300 bis 400 0C standhalten, so ergibt sich zwar eine verbesserte Temperaturstabilität, jedoch ist die Zugfestigkeit dieser Kunststoffe so gering, dass die gewünschte Lebensdauer in Textilien, die ständigen Bewegungen ausgesetzt sind, nicht erreicht werden kann. Die Verwendung von Aramiden könnte zwar dieses Problem beheben, allerdings würde die Haftung eines Leitermaterials auf der Faseroberfläche des Aramides ungenügend sein, so dass die Biegewechselfähigkeit in Verbindung mit einem konstanten elektrischen Leitwert nicht erreicht werden kann.Conductor structures, the above type, have the disadvantage that the use in textiles, which are exposed to higher temperatures, is only possible to a limited extent, since the plastics used are temperature stable only up to about 200 0 C. For applications in textiles exposed to high temperatures, for example in protective clothing against fire and in textiles for shielding against radiant heat, these conductors are therefore unsuitable. On the other hand, if one uses fluorine-containing plastics (FEP, PTFE), which withstand temperatures in the range of 300 to 400 0 C, although there is an improved temperature stability, but the tensile strength of these plastics is so low that the desired life in textiles, the permanent Movements are suspended, can not be achieved. Although the use of aramids could remedy this problem, the adhesion of a conductor material to the fiber surface of the aramid would be insufficient, so that the bending flexibility in conjunction with a constant electrical conductance can not be achieved.
Eine Lösung dieses Problems wird in der DE 102 06 336 A1 beschrieben, die sich mit elektrischen Heizelementen für Sitzheizungen und Lenkradheizungen befasst. Es werden unter anderem Heiz- und Zuleitungen angegeben, bei denen der Kern aus Stahl besteht, so dass ein solcher Leiter für höhere Temperaturen, wie beispielsweise für Heizleiter, einsetzbar ist. Derartige Drähte sind als Kern-Mantel-Drähte bekannt. Offensichtlich ist die Haftung zwischen dem Stahlkern und einem Leitermaterial, wie z.B. Kupfer, für Anwendungen ausreichend, bei denen diese Leiter zum Einsatz kommen, beispielsweise in tex- tilen Materialien, die ständigen Bewegungen ausgesetzt sind. Derartige Leiter sind allerdings, im Vergleich zu Leitern mit einem. Kunststoffkern, durch die sehr harten und wenig flexiblen Stahlkerne sowie die bei dieser Technik verwendeten Durchmesser der Einzelfäden nachteilig. Übliche Verfahren der Ziehtechnik, um Kem-Mantel-Drähten zu bilden, lassen kaum Durchmesser von weniger als 30 μm zu, so dass diese Art der Leiter wegen ihrem Durchmesser von minimal 30 μm nur bedingt geeignet ist. Besteht der Kern aus Metall, so ergibt sich weiterhin ein Problem aufgrund des recht hohen spezifischen Gewichts der Faser im Vergleich zu reinen textilen Strukturen, was gerade Anwendungen, die einen hohen Materialeinsatz fordern, problematisch macht.A solution to this problem is described in DE 102 06 336 A1, which deals with electrical heating elements for seat heaters and steering wheel heating. Amongst other things, heating and supply lines are specified in which the core is made of steel, so that such a conductor can be used for higher temperatures, for example for heating conductors. Such wires are known as core-sheath wires. Obviously the adhesion between the steel core and a conductor material, e.g. Copper, sufficient for applications in which these conductors are used, for example in textile materials, which are exposed to constant movements. However, such conductors are, compared to ladders with a. Plastic core, by the very hard and less flexible steel cores and the diameter of the monofilaments used in this technique disadvantageous. Conventional methods of drawing to form core-sheath wires, hardly allow diameter of less than 30 microns, so that this type of conductor is only partially suitable because of their diameter of at least 30 microns. If the core consists of metal, then there is still a problem due to the rather high specific weight of the fiber in comparison to pure textile structures, which makes problematic applications which demand a high material usage.
Eine andere Lösung sind galvanisch oder mittels Vakuumbedampfung ummantelte Stahl- filamente. Die rohen Stahlfilamente, d.h. solche ohne Beschichtung, sind dabei aus der US 3,472,289 bekannt; solche Stahlfilamente erreichen zum heutigen Zeitpunkt minimale Durchmesser von bis zu 8 μm. Das umgebende Mantel-Material kann Nickel, Gold, Silber oder ein anderes leitfähiges Metall sein. Zwar konnte die Flexibilität gegenüber einem Kern-Mantel-Leiter mit einem Durchmesser von 30 μm erheblich gesteigert werden, doch
ergeben sich durch den zähen Stahlkern und das recht hohe spezifische Gewicht immer noch gravierende Unterschiede zu reinen textilen Fasern.Another solution is galvanic or coated by vacuum vapor deposition steel filaments. The raw steel filaments, ie those without coating, are known from US 3,472,289; Such steel filaments reach at present time minimum diameter of up to 8 microns. The surrounding cladding material may be nickel, gold, silver or another conductive metal. Although the flexibility compared to a core-sheath conductor with a diameter of 30 microns could be significantly increased, but Due to the tough steel core and the rather high specific weight, there are still serious differences to pure textile fibers.
Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik, und insbesondere von einem Stoff der eingangs beschriebenen Art, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Stoff derart auszubilden, dass er die anhand des Stands der Technik dargelegten Nachteile nicht aufweist und insbesondere in Verbindung mit in oder an Textilien angebrachten, elektrischen Systemen einsetzbar ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, flexible, mit Metall beschichtete Fasern in unterschiedlichen Arten von Stoffen für Textilen zu integrieren und dadurch Haltbarkeit, Lebensdauer, Temperaturbeständigkeit und elektrische Eigenschaften so einzustellen, dass ein Gebrauch in einer mechanisch und thermisch oder optisch hoch belasteten Umgebung möglich ist.Based on the above-described prior art, and in particular of a material of the type described above, the invention has the object to form a substance such that it does not have the disadvantages set forth in the prior art, and in particular in conjunction with in or can be used attached to textiles, electrical systems. Another object of the invention is to integrate flexible, metal-coated fibers in different types of fabrics for textiles and thereby adjust durability, life, temperature resistance and electrical properties so that use in a mechanically and thermally or optically highly loaded environment possible is.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Stoff der eingangs genannten Art, dadurch gelöst, dass die Kunststofffilamente aus Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazol) mit einem Überzug aus einer leitfähigen Schicht gebildet sind. Diese Kunststofffilamente mit leitfähigem Überzug können zu Faserbündeln zusammengefasst werden. Jedes Faserbündel umfasst dabei eine entsprechende Anzahl an Kunststofffilamenten aus Poly(p-phenylene- 2,6-benzobisoxazol). Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazol), auch in abgekürzter Form als p-phenylene-2,6-benzobisoxazol, oder PBO, bezeichnet, hat einen fast doppelt so hohen Elastizitätsmodul wie übliche Aramidfasern. In Verbindung mit der hohen Zugfestigkeit von ca. 5,5 bis 6,0 GPA, was etwa der 10-fachen Zugfestigkeit von Stahl entspricht, können Stoffe, die ganz oder teilweise aus diesen Fasern gebildet sind, sehr vorteilhaft in mechanisch hoch belasteten Textilien eingesetzt werden. Geeignete Beschichtungsmaterialien, die eingesetzt werden können, sind prinzipiell alle Metalle, insbesondere aber Silber oder Nickel, wobei Nickel bei Hochtemperaturanwendungen und unter elektrochemischer Belastung (Elektrokorrosion) in Verbindung mit Salzlösungen (Natriumchlorid) Vorteile zeigt. Derartige Belastungen treten vor allem durch Körperschweiß in Kleidung und Sitzflächen, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, auf.This object is achieved, starting from a material of the type mentioned, in that the plastic filaments of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) are formed with a coating of a conductive layer. These conductive-coated plastic filaments can be combined into fiber bundles. Each fiber bundle comprises a corresponding number of plastic filaments of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole). Poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole), also abbreviated to p-phenylene-2,6-benzobisoxazole, or PBO, has almost twice the modulus of elasticity of conventional aramid fibers. In conjunction with the high tensile strength of about 5.5 to 6.0 GPA, which corresponds to about 10 times the tensile strength of steel, substances which are wholly or partly formed from these fibers, very advantageously used in mechanically highly stressed textiles become. Suitable coating materials which can be used are in principle all metals, but in particular silver or nickel, nickel having advantages in high-temperature applications and under electrochemical loading (electrocorrosion) in conjunction with salt solutions (sodium chloride). Such stresses mainly occur due to body sweat in clothing and seats, for example in motor vehicles.
Es wurde in überraschender Weise festgestellt, dass die Haftung von Metallen auf Poly(p- phenylene-2,6-benzobisoxazol)-Filamenten gegenüber Materialien wie Polyester oder Po- Iy- amid sehr stark verbessert ist und die Fasern somit widerstandsfähiger sind. Die Ursache hierfür wird hauptsächlich in der Oberflächenbeschaffenheit der Fasern und der gerin-
gen Bruchdehnung von ca. 4 % in Verbindung mit der Zugfestigkeit gesehen. Bei derart geringer Bruchdehnung erfolgt eine Ermüdung der Metallschicht und damit eine Rissbildung erheblich später.It has surprisingly been found that the adhesion of metals to poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) filaments is much improved over materials such as polyester or polyamide, and thus the fibers are more resistant. The reason for this is mainly due to the surface condition of the fibers and the low fracture elongation of about 4% seen in conjunction with the tensile strength. With such a low elongation at break fatigue of the metal layer and thus cracking occurs much later.
Weiterhin wird ein Nachteil der Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazol)-Filamente, nämlich die Zersetzung unter ultravioletter Strahlung, insbesondere durch die Metallschicht, wirksam verhindert.Furthermore, a disadvantage of the poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) filaments, namely the decomposition under ultraviolet radiation, in particular by the metal layer, effectively prevented.
In einer Ausgestaltung des Stoffs werden mehrere Fasern oder Faserbündel so angeordnet, dass sie, sich nicht berührend, parallel zueinander verlaufen. Hierbei können die Fasern oder Faserbündel wellenförmig, parallel zueinander verlaufend angeordnet werden.In one embodiment of the fabric, a plurality of fibers or fiber bundles are arranged so that they, not touching, are parallel to each other. Here, the fibers or fiber bundles wavy, parallel to each other can be arranged.
Die Fasern oder Faserbündel aus den Kunststofffilamenten, die aus Poly(p-phenylene-2,6- benzobisoxazoO-Filamenten gebildet sind, können auf einer Basisfläche aufgestickt oder in die Maschen einer solchen Basisfläche eingewirkt werden. Hierdurch können elektrische Zuleitungen realisiert werden, bei denen es notwendig ist, Hin- und Rückleiter getrennt und parallel zu führen, da sichergestellt werden muss, dass sich diese unter Bewegung nicht berühren.The fibers or fiber bundles of the plastic filaments, which are formed from poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazoO filaments, can be embroidered on a base surface or acted upon in the meshes of such a base surface it is necessary to run the return and the return conductor separately and in parallel, as it must be ensured that they do not touch during movement.
Die Fasern oder Faserbündel können als elektrische Zuleitungen für in Kleidungsteile oder Sitzflächen integrierte elektrische Verbraucher dienen.The fibers or fiber bundles can serve as electrical leads for electrical consumers integrated into clothing parts or seats.
Eine besonders sichere Führung der Fasern oder Faserbündel ist mittels Sticktechnik zu erreichen, bei der die Nähfäden das Faserbündel auf dem Textil fixieren.A particularly secure guidance of the fibers or fiber bundles can be achieved by means of embroidery technology, in which the sewing threads fix the fiber bundle on the textile.
Weiterhin können die Fasern oder Faserbündel als Heizleiter ausgelegt werden. Dies ist möglich, da die beschichteten Fasern oder Faserbündel eine Temperaturstabilität bei Temperaturen von bis zu 600 0C gewährleisten können. Die Anschlüsse und damit die hohe Zahl der Einzelfilamente können einfach mittels Löttechnik verbunden werden, da die Schmelztemperatur beispielsweise dann, wenn Zrnn zum Verlöten eingesetzt wird, weit unter der Zersetzungstemperatur der Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazol)-Filamente liegt.Furthermore, the fibers or fiber bundles can be designed as a heating conductor. This is possible because the coated fibers or fiber bundles can ensure a temperature stability at temperatures of up to 600 0 C. The terminals and thus the high number of individual filaments can be easily connected by means of soldering, since the melting temperature, for example, when Zrnn is used for soldering, far below the decomposition temperature of the poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) filaments.
Die Fasern sind je nach Querschnitt als Heizleiter, Zuleitung oder in dünnerer Form zum Übertragen von Daten geeignet. Somit ist es möglich, über die Fasern oder Faserbündel
sowohl die Versorgung elektrischer Verbraucher als auch eine elektrische Datenübertragung zu den Verbrauchern vorzunehmen.Depending on the cross section, the fibers are suitable as heat conductor, supply line or in thinner form for transmitting data. Thus, it is possible over the fibers or fiber bundles to provide both the supply of electrical consumers and an electrical data transmission to consumers.
Um Kurzschlüsse zu verhindern, können die mit Metall beschichteten Einzelfilamente zusätzlich mit einer isolierenden Lackschicht überzogen werden. Geeignete Lacke sind solche auf der Basis von Polyurethan oder Polyimid. Insbesondere Lackschichten aus Polyurethan können im heißen Lötzinnbad bei ca. 400 0C entfernt werden, wodurch gleichzeitig alle Filamente verbunden werden, ohne die Fasern zu zerstören.In order to prevent short circuits, the metal-coated individual filaments can additionally be coated with an insulating lacquer layer. Suitable lacquers are those based on polyurethane or polyimide. In particular, lacquer layers of polyurethane can be removed in a hot solder bath at about 400 0 C, which at the same time all filaments are connected without destroying the fibers.
Auch können für eine Isolation die einzelnen Fasern oder die Faserbündel eine äußere elektrische Isolationsschicht tragen. Eine solche äußere Isolationsschicht kann auch durch eine Lackschicht gebildet werden; vorzugsweise wird hierfür Polyurethan verwendet.Also, for isolation, the individual fibers or fiber bundles may carry an outer electrical insulation layer. Such an outer insulation layer can also be formed by a lacquer layer; preferably polyurethane is used for this purpose.
Da die geringe Dehnung der Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazol)-Filamente in der Regel unter der Dehnung von gängigen textilen Fasern liegt, ist es vorteilhaft, diese wellenförmig und parallel auf oder in der Ebene der textilen Fläche zu führen.Since the low elongation of the poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) filaments is generally below the elongation of conventional textile fibers, it is advantageous to guide them wavy and parallel on or in the plane of the textile surface.
Auch ist es möglich, die Fasern oder Faserbündel in einer engen, gitterähnlichen Struktur verlaufen zu lassen, so dass eine homogene, leitfähige Fläche gebildet wird. Ordnet man die leitfähigen Fasern in einer solchen Gitterstruktur an, können elektrische und elektromagnetische Felder wirksam abgeschirmt werden. Die Vorteile der beschichteten Poly(p- phenylene-2,6-benzobisoxazol)-Filamente sind in erster Linie eine flexible Abschirmung bei hohen Temperaturen, wie sie zum Beispiel in elektrisch gesteuerten oder überwachten Verbrennungsmaschinen auftreten.It is also possible to run the fibers or fiber bundles in a narrow, grid-like structure, so that a homogeneous, conductive surface is formed. By placing the conductive fibers in such a lattice structure, electrical and electromagnetic fields can be effectively shielded. The advantages of the coated poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) filaments are primarily a flexible shielding at high temperatures, such as occur in electrically controlled or monitored internal combustion engines.
Die Fasern oder Faserbündel können dazu eingesetzt werden, Drucksensoren für eine Sitzbelegungs- oder Berührungserkennung, die in die Sitzfläche oder in Kleidungsteile integriert sind, untereinander zu verbinden, und können auch als Verbindung mit einem Hauptanschluss dienen.The fibers or fiber bundles may be used to interconnect pressure sensors for seat occupancy or touch detection integrated into the seat or garments and may also serve as a connection to a main port.
Auch ist es möglich, dass die Fasern oder Faserbündel dazu einzusetzen, Lüftermotore zur Belüftung, die an dem Sitz oder einem Kleidungsteil angebracht sind, untereinander verbinden, und können auch als Verbindung mit einem Hauptanschluss dienen.
Stoffe, wie sie vorstehend beschrieben sind, können als integraler Bestandteil von Feuerwehr-, Polizei- oder Militärbekleidung verwendet werden.It is also possible for the fibers or fiber bundles to be used to interconnect ventilating fan motors attached to the seat or a garment, and also to serve as a connection to a main terminal. Fabrics as described above may be used as an integral part of firefighting, police or military clothing.
Auch können solche Stoffe als Abschirmung gegen elektromagnetische und elektrische Felder für Hochtemperaturanwendungen über 200 0C verwendet werden.Also, such materials can be used as a shield against electromagnetic and electric fields for high temperature applications above 200 0 C.
Schließlich sind solche Stoffe als Schutz gegen schnell fliegende Projektile in Umgebungen unter ultravioletter Bestrahlungsbelastung, insbesondere für Schutzwesten oder für Fahrzeugpanzerungen, einsetzbar. Es hat sich gezeigt, dass eine mit Metall beschichtete Faserstruktur die Zersetzung der Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazol)-Filamente unter UV-Licht, wie dieses zum Beispiel im Sonnenlicht vorhanden ist, wirksam unterbinden kann und so die Schutzeinrichtung langzeitstabil halten kann.Finally, such materials can be used as protection against fast-flying projectiles in environments exposed to ultraviolet radiation, in particular for protective vests or for vehicle armor. It has been found that a metal-coated fiber structure can effectively prevent the decomposition of the poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) filaments under UV light, such as is present in sunlight, for example, and thus the protective device is stable for a long time can hold.
Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigtFurther details and features will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing. In the drawing shows
Figur 1 einen Ausschnitt eines Flächenheizelements,FIG. 1 shows a section of a surface heating element,
Figur 2 ein Element mit in gitterförmiger Struktur angeordneten Fasern oder Faserbündeln,FIG. 2 shows an element with fibers or fiber bundles arranged in a lattice-like structure,
Figur 3 ein mattenformiges Heizelement mit einem mäanderförmigen Heizleiter,FIG. 3 shows a mat-shaped heating element with a meander-shaped heating conductor,
Figur 4 einen Querschnitt eines einzelnen Fadens mit Kunststofffilamenten, die durch einen Überzug umhüllt sind, undFigure 4 is a cross-section of a single filament with plastic filaments covered by a coating, and
Figur 5 einen Querschnitt, durch ein Faserbündel, das durch eine isolierende Hülle umgeben ist.Figure 5 shows a cross section through a fiber bundle, which is surrounded by an insulating sheath.
In Figur 1 ist ein Flächenheizelement 1 gezeigt, bei dem Heizleiter 2 in Form von Kunststofffilamenten, die aus Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazol) gebildet sind und einen metallischen Überzug aufweisen, verwirkt sind und eine Heizfläche oder Heizmatte 3 bilden. An den zwei gegenüberliegenden Randbereichen der Heizmatte 3 befinden sich Kontaktleiter 4, 5, die der Stromzu- und -abführung dienen. Diese Kontaktleiter 4, 5 sind
aus Faserbündeln gebildet, wobei jedes Faserbündel aus mehreren Fasern, jede Faser aus einer Vielzahl von Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazol)-Filamenten, auch mit einem metallischen Überzug, zusammengesetzt ist. Sowohl die Heizleiter 2 als auch die Kontaktleiter 4, 5 stehen somit über den metallischen Überzug in leitendem Kontakt miteinander.In Figure 1, a surface heating element 1 is shown in the heating element 2 in the form of plastic filaments, which are made of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) and have a metallic coating, are forfeited and form a heating surface or heating mat 3. At the two opposite edge regions of the heating mat 3 there are contact conductors 4, 5 which serve to supply and discharge current. These contact conductors 4, 5 are formed of fiber bundles, each fiber bundle composed of a plurality of fibers, each fiber of a plurality of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) filaments, also with a metallic coating. Both the heating conductors 2 and the contact conductors 4, 5 are thus in conductive contact with each other via the metallic coating.
Figur 2 zeigt ein Flächenelement 6 mit in gitterförmiger Struktur auf einem Trägerstoff 7 angeordneten Fasern oder Faserbündeln 8, die über deren metallischen Überzug in elektrischem Kontakt miteinamder stehen. Dieses Flächenelement kann beispielsweise als abschirmendes Teil eingesetzt werden.FIG. 2 shows a surface element 6 with fibers or fiber bundles 8 arranged in a lattice-like structure on a carrier 7, which are in electrical contact with one another via their metallic coating. This surface element can be used for example as a shielding part.
Figur 3 zeigt ein mattenformiges Heizelement 9 mit einem mäanderförmig verlaufenden Heizleiter 10, der durch einen Isolationsüberzug isoliert ist.FIG. 3 shows a mat-shaped heating element 9 with a meandering heating conductor 10, which is insulated by an insulation coating.
In Figur 4 ist eine einzelne Faser 1 1 dargestellt, die einen Kern aus mehreren Kuststofffi- lamenten 12, die aus Poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazol) gebildet sind, aufweist. Die Kunststofffilamente 12 sind jeweils mit einem Metallüberzug versehen. Der Kern bzw. das Filament-Bündel 12 ist mit einem elektrisch nicht leitfähigen Überzug 13 versehen.FIG. 4 shows a single fiber 1 1 which has a core of a plurality of plastic filaments 12 which are formed from poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole). The plastic filaments 12 are each provided with a metal coating. The core or the filament bundle 12 is provided with an electrically non-conductive coating 13.
Figur 5 zeigt ein Faserbündel 14, das aus mehreren einzelnen Fasern 15 zusammengesetzt ist, die durch eine Ummantelung 16 aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, beispielsweise einer Lackschicht aus Polyurethan, umgeben sind. Bei den einzelnen Fasern 15 kann es sich um solche Fasern handeln, die in Figur 4 dargestellt sind, also demnach solche, die mit einer Isolationsschicht 13 versehen sind; es ist aber auch möglich, die einzelnen Fasern ohne einen Überzug einzusetzen.
FIG. 5 shows a fiber bundle 14 which is composed of a plurality of individual fibers 15, which are surrounded by a sheath 16 made of an electrically non-conductive material, for example a lacquer layer made of polyurethane. The individual fibers 15 may be those fibers which are shown in FIG. 4, that is to say those which are provided with an insulating layer 13; but it is also possible to use the individual fibers without a coating.
Claims
1. Stoff in Form eines gewirkten, gewebten oder vliesähnlichen Kleidungsteils oder für eine Sitzfläche oder für eine textile Fläche oder für ein textiles Element mit in diesem integrierten oder daran angebrachten oder ganz oder teilweise daraus gebildeten Fasern oder Faserbündeln, die eine Vielzahl von Kunststofffilamenten aufweisen, welche auf ihrer Oberfläche eine leitfähige Beschichtung tragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffilamente aus Poly(p-phenylene-2,6- benzobisoxazol) mit einem Überzug aus einer leitfähigen Schicht gebildet sind.A fabric in the form of a knitted, woven or fleece-like garment or a seat or textile surface or a textile element having fibers or bundles of fibers integrated therein or attached thereto, or formed in whole or in part, comprising a plurality of plastics filaments, which carry on their surface a conductive coating, characterized in that the plastic filaments of poly (p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) are formed with a coating of a conductive layer.
2. Stoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere dieser Fasern oder Faserbündel sich nicht berührend parallel zueinander verlaufen.2. A fabric according to claim 1, characterized in that a plurality of these fibers or fiber bundles are not touching parallel to each other.
3. Stoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern oder Faserbündel wellenförmig verlaufen.3. A fabric according to claim 2, characterized in that the fibers or fiber bundles are wavy.
4. Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern oder Faserbündel aufgestickt sind.4. A fabric according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fibers or fiber bundles are embroidered.
5. Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern oder Faserbündel in Maschen eingewirkt sind.5. A fabric according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fibers or fiber bundles are acted in mesh.
6. Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern oder Faserbündel als elektrische Zuleitungen für in Kleidungsteile oder Sitzflächen integrierte elektrische Verbraucher dienen. 6. A fabric according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the fibers or fiber bundles serve as electrical leads for integrated in clothing parts or seats electrical consumers.
7. Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern oder Faserbündel als Heizleiter ausgelegt sind.7. A fabric according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the fibers or fiber bundles are designed as heating conductors.
8. Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über die Fasern oder Faserbündel sowohl die Versorgung elektrischer Verbraucher als auch eine elektrische Datenübertragung zu den Verbrauchern erfolgt.8. A fabric according to any one of claims 1 to 7, characterized in that on the fibers or fiber bundles both the supply of electrical consumers and an electrical data transmission to the consumers.
9. Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Fasern oder die Faserbündel eine elektrische Isolationsschicht tragen.9. A fabric according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the individual fibers or the fiber bundles carry an electrical insulation layer.
10. Stoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht durch eine Lackschicht gebildet ist.10. A fabric according to claim 9, characterized in that the insulating layer is formed by a lacquer layer.
11. Stoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackschicht aus Polyurethan gebildet ist.11. A fabric according to claim 10, characterized in that the lacquer layer is formed from polyurethane.
12. Stoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern oder Faserbündel wellenförmig und parallel zu oder in der Ebene des Stoffes verlaufen.12. A fabric according to claim 3, characterized in that the fibers or fiber bundles are wavy and parallel to or in the plane of the substance.
13. Stoff nach Anspruch 1.dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern oder Faserbündel in einer engen, gitterähnlichen Struktur verlaufen, so dass eine homogene, leitfähige Fläche gebildet ist.13. A fabric according to claim 1, characterized in that the fibers or fiber bundles run in a narrow, lattice-like structure, so that a homogeneous, conductive surface is formed.
14. Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Drucksensoren für eine Sitzbelegungs- oder Berührungserkennung, die in die Sitzfläche oder in Kleidungsteile integriert sind, über die Fasern oder Faserbündel untereinander verbunden sind und diese mit einem Hauptanschluss verbinden.14. A fabric according to any one of claims 1 to 13, characterized in that pressure sensors for a seat occupancy or touch detection, which are integrated in the seat or in clothing parts, are interconnected via the fibers or fiber bundles and connect them to a main terminal.
15. Stoff nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Lüfter- motore zur Belüftung, die an dem Sitz oder einem Kleidungsteil angebracht sind, über die Fasern oder Faserbündel untereinander verbunden sind und diese mit einem Hauptanschluss verbinden.15. A fabric according to any one of claims 1 to 14, characterized in that fan motors for ventilation, which are attached to the seat or a clothing part, are interconnected via the fibers or fiber bundles and connect them to a main terminal.
16. Verwendung von Stoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als integraler Bestandteil von Feuerwehr-, Polizei- oder Militärbekleidung.16. Use of substances according to one of claims 1 to 13 as an integral part of fire, police or military clothing.
17. Verwendung von Stoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Abschirmung gegen elektromagnetische und elektrische Felder für Hochtemperaturanwendungen über 200 0C.17. Use of substances according to one of claims 1 to 13 as a shield against electromagnetic and electric fields for high temperature applications above 200 0 C.
18. Verwendung von Stoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Schutz gegen schnell fliegende Projektile in Umgebungen unter ultravioletter Bestrahlungsbelastung, insbesondere für Schutzwesten oder für Fahrzeugpanzerungen. 18. Use of substances according to one of claims 1 to 13 as protection against fast-flying projectiles in environments exposed to ultraviolet radiation, in particular for protective vests or for vehicle armor.
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