WO2019175509A1 - Fil guipe compose d'une ame principale et d'au moins un fils de couverture et comprenant au moins un element filaire conducteur relie electriquement a au moins une puce electronique - Google Patents

Fil guipe compose d'une ame principale et d'au moins un fils de couverture et comprenant au moins un element filaire conducteur relie electriquement a au moins une puce electronique Download PDF

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WO2019175509A1
WO2019175509A1 PCT/FR2019/050564 FR2019050564W WO2019175509A1 WO 2019175509 A1 WO2019175509 A1 WO 2019175509A1 FR 2019050564 W FR2019050564 W FR 2019050564W WO 2019175509 A1 WO2019175509 A1 WO 2019175509A1
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WO
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wire
core
chip
conductive wire
yarn
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/050564
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Inventor
Daniele SETTE
Nicolas CARTEAUX
Christopher MACKANIC
Bernard Bancal
Original Assignee
Primo1D
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/441—Yarns or threads with antistatic, conductive or radiation-shielding properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08—Means for collapsing antennas or parts thereof
    • H01Q1/085—Flexible aerials; Whip aerials with a resilient base
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/18—Physical properties including electronic components

Definitions

  • the present invention relates to a textile yarn incorporating at least one electronic chip.
  • Such wires can find their applications in the field of RFID electronic labeling of objects (for
  • the electronic chip has radiofrequency transmission reception functions and is associated with an antenna which can be in wired form in order to integrate easily with the textile thread. These reception functions can be compatible with different standards, for example for a near-field or far-field interrogation.
  • the electronic chip can also have measurement functions and constitute a communicating sensor.
  • textile threads are meant threads that can be woven. The form factor and the flexible nature of such yarns incorporating at least one electronic chip are very advantageous, which extends their uses well beyond the weaving domain, and which makes it possible to integrate them into a wide variety of objects. , for their identifications, their monitoring, their administrations or the monitoring of their environments.
  • WO2016038342, WO2011161336, GB2472025, GB2472026, US20110147462 or WQ2008080245 are known from such documents. son. They may comprise at least one wire forming a core, and a wire element or a plurality of electrically conductive wire elements to which is assembled an electronic chip or a plurality of such chips.
  • the core and the conductive wire element provided with electronic chips are generally arranged collinearly with respect to each other.
  • At least one textile covering yarn is wound in turns around the assembly formed of the core and the conductive wire element according to a well known technique of covering.
  • the core wire passes through the hollow coil in a vertical direction by pulling it up or down.
  • the cover wire unwinds from the hollow coil and helically wraps around the core to form turns. It is common to wind a plurality of cover wires around the core, for example by arranging the two hollow coils one above the other and circulating the core through each of the driven coils. rotation in the same direction or in the opposite direction.
  • the core wire is then provided with a spiral winding of at least one cover wire.
  • a conductive wire element with electronic chips or when the core wire itself carries these chips
  • the cover wire encapsulates the electronic chips and protects them.
  • the soul and the conductive wire element are thus securely assembled together.
  • "Stretchable yarn” denotes a yarn having a high elongation and elastic return power, greater than 5% and typically greater than 50% or 100% of its length at rest. It can be a natural or synthetic rubber thread such as a polyurethane or elastane yarn.
  • the wired conductive element to which the chips are connected is generally not extensible. It is often a wire whose elongation power is less than 1%.
  • a gimped wire is likely to undergo, after its manufacture, longitudinal tensile forces that can be significant.
  • these efforts are applied, there is a risk of breaking the conductive wire element collinear to the core or disengaging the electronic chips of this wire element. In this case, the expected functions of the wire (electronic labeling, measurement, etc.) can no longer be used.
  • Document JP2013189718 also discloses a textile yarn composed of a core provided with disjointed conductive patterns which have been previously formed therein, for example by electro-catalytic deposition.
  • Two supports are respectively attached to the faces of an electronic component.
  • the electronic component is arranged and fixed between two conductive patterns of the core, via an adhesive substance.
  • Each support is wound on the core to respectively contact a conductive pattern.
  • the electronic component may be an RFID chip, and in this case, the conductive patterns of the core constitute the antennas.
  • the manufacture of such a wire is particularly complex: it requires forming on the one hand the conductive patterns on the core, to individually place the electronic components precisely between two patterns, and to fix it via a substance adhesive, then wrap the media one by one.
  • the present invention therefore aims to solve at least in part the problems associated with this state of the art.
  • the object of the invention proposes a wrapped textile yarn comprising a main core and at least a first primary covering thread wound in turns around the main core.
  • the first primary cover wire comprises at least one conductive wire element electrically connected to at least one electronic chip.
  • the primary covering wire comprises a secondary core, the conductive wire element being arranged collinearly with the secondary core, a wire secondary cover being wound in turns around the secondary core, the conductive wire element and the chip;
  • the conductive wire element has a non-homogeneous rigidity along its length, and the secondary core has a rigidity greater than the maximum rigidity of the conductive wire element;
  • the primary cover wire comprises a plurality of electronic chips assembled to the conductive wire element to form a chain of chips
  • the chip chain is encapsulated in a protective material
  • the conductive wired element and the chip are carried by a segment of a carrier core, a carrier covering wire being wound in turns around the conductive wire element, the chip and the carrier core segment to form a segmented wired device; the wired element is arranged coaxially with the segment of the carrying core;
  • the wire element is wound in a spiral around the carrier core segment;
  • the wrapped yarn comprises a plurality of segmented wire devices arranged along the secondary core in the winding winding of the secondary covering wire;
  • the primary cover wire comprises two conductive wire elements, the electronic chip or the plurality of electronic chips being assembled to each of the conductive wire elements;
  • the electronic chip or the plurality of electronic chips comprises a radiofrequency transmission-reception circuit
  • the wrapped textile yarn comprises a second textile primary covering yarn, wound in turns around the main core
  • the second cover wire covers the first primary cover wire
  • a plurality of secondary covering wires is wound in turns around the secondary core and the conductive wire element
  • the conductive wire element consists of a plastically deformable material.
  • the invention provides a method of manufacturing a textile yarn guiped, the method comprising steps for axially scrolling a main core and helically winding at least a first primary cover wire in turns around of the main soul.
  • the first cover wire primary element comprises at least one conductive wire element electrically connected to at least one electronic chip.
  • FIG. 1 represents a chain of electronic chips
  • FIGS. 2a to 2c respectively represent a wired device of a first type, a chain of such devices and a section of such a device
  • FIGS. 3a to 3c respectively represent a wired device of a second type, a section of such a device and a chain of these devices;
  • FIG. 4 represents a wrapped yarn according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a covered yarn according to a second embodiment of the invention
  • Figures 6a to 6d show the steps of manufacturing a covered yarn according to a third embodiment of the invention.
  • the present invention provides for the preparation of a chain 1 of electronic chips 2 (more simply referred to as "chips” in the rest of this description), that is to say a plurality of connected chips 2 between them by at least one conductive wire element 3.
  • chip is meant any integrated electronic component implementing one or more functions.
  • a chip can thus form a sensor, a transmitting device, have a data processing capacity or memory.
  • the conductive wired element 3 is electrically connected to the chips 2 and can contribute to implementing their functions. It can in particular make it possible to feed each chip and / or form an antenna when the chips 2 have transmission reception functions.
  • the invention is not limited to a particular chip, or implementing a particular function.
  • the chain 1 may comprise any number of wire elements connecting the chips 2 to each other. All the chips 2 of a chain 1 are not necessarily all identical with each other in the chain 1.
  • a first chip incorporating a reception function can be arranged contiguously in the chain to a second chip incorporating a function of FIG. sensor.
  • At least one wired element connecting the first and second chips can be used to transfer information between the two chips, for example a measurement established by the second chip for it to be transmitted by the first chip to a remote terminal.
  • the string of chips 1 can be exploited as such.
  • the chain 1 consists of RFID chips 2 interconnected by two wire elements, it will be possible to take segments of this chain so that the portions of the wire elements of each segment have an arrangement and a length adapted to form the antenna of the RFID chip 2 to which they are electrically connected.
  • Putting chips 2 in a chain 1 facilitates the handling of these chips, and the integration of segments to different types of objects, as was presented in introduction to this application.
  • Each segment may then comprise a chip 2 or a plurality of chips 2 and one or more sections of wire elements 3 (themselves forming wire elements) connected to the chips, constituting a segmented wire device.
  • the present invention is not limited to any particular technology for the preparation of the chipchain 1 and any assembly method for providing a chipchain 1 may be suitable.
  • the chipchain 1 is obtained via E-Thread TM technology, a detailed description of which can be found in US8471713, US8093617, US8723312, US2015318409, US8782880,
  • the chips 2 are provided with at least one longitudinal groove 5a, 5b.
  • the groove 5a, 5b may comprise a connection pad 4a, 4b connected to an input and / or an output of a functional circuit 4 of the chip 2.
  • the groove 5a, 5b is provided to house a portion of the wired element conduct 3a, 3b and thus assemble the chip 2 to this wire element 3a, 3b.
  • a wired element 3a, 3b is correctly housed in the groove 5a, 5b, it is brought into electrical contact with the connection pad 4a, 4b.
  • the wire element 3a, 3b can be held in the groove 5a, 5b simply by embedding, by means of an adhesive, or retained by welding, brazing or by any other means.
  • the insertion of the conductive wire element 3a, 3b in the longitudinal groove 5a, 5b of the chips 2 can be automated, for example by means of insertion equipment such as that described in the document US8782880 or in the application FR1750728 of 01/30/2017.
  • the chip chain 1 can be wound on a support, such as a coil, for storage, transport and subsequent use.
  • the invention is in no way limited to the preparation of a chip chain 1 by inserting a conductive wire element 3 in grooves carried by the chips 2.
  • two portions of conductive wire elements 3a, 3b inserted into two longitudinal grooves 5a, 5b of a chip 2 comprising a reception-receiving circuit 4 each extend on one side and on the other. other of the chip 2 to form a dipole antenna, as shown in Figure 2a.
  • the conductive portions 3a, 3b are connected to the transceiver circuit 4 via connection terminals 4a, 4b arranged in the grooves 5a, 5b in which these conductive portions 3a, 3b are accommodated.
  • the electrical connection can be promoted via a solder or solder 9.
  • a wired transmission-reception device is obtained by taking a segment 6 of a chain 1 shown in Figure 2b. To make the assembly robust, it may be provided to dispense an adhesive 8 in the grooves and on the longitudinal sections of the conductive wire elements exposed in these grooves 5a, 5b. It is also possible to encapsulate the chip 2 with a protective material 7, such as a resin, to protect the chip 2 mechanically and chemically. As an illustration, Figure 2c presents a section of a transmitting device of the first type. Note that for reasons of ease of manufacture, it is possible for a chain 1 to be composed of two collinear wire elements connecting each chip 2, these wire elements being selectively disconnected electrically at the level of the chips 2, for example by laser cutting, to form the dipole assembly of Figure 2b.
  • the second type of transmitting device comprises an antenna having a closed loop. This loop is obtained by connecting to each other a portion of the conductive wire elements 3a, 3b, as shown in FIG. 3a. These portions of wire elements are also connected to the transceiver circuit 4 via connection pads 4a, 4b as in the case of the first type of device. In this configuration, it is necessary to electrically isolate the two portions of wire elements 3a, 3b forming the loop, so it is expected to coat at least partially these portions and the chip 2 of an electrically insulating material 7 such than a resin.
  • Figures 3b, 3c respectively represent a section of the second type of transmitting device and a chain of such devices.
  • 3c also shows a segment 6 of the chain 1 constituting, after its removal from the chain 1, a wired transmission-reception device.
  • the antenna constituted by the wire elements 3a, 3b In order for the antenna constituted by the wire elements 3a, 3b to be well adapted to the transceiver circuit 4 of the chip 2, it is provided to electrically disconnect a portion of the wire element 3b at a cutout 10. .
  • the present invention exploits the chip chain 1 which has just been presented to form a textile yarn guiped 11.
  • the chip chain 1 is available in the form of a coil in order to integrate easily. in a wrapping equipment, for example similar to that briefly introduced introduction of the application.
  • the string of chips 1 may consist of a plurality of transmitting-receiving devices according to one or the other of the two types that have been presented, but this choice does not form a limitation of the invention.
  • a wrapped textile yarn according to the invention is of particular interest when the main core 12 of the wrapped yarn 11 has an extensibility greater than that of the conductive wire element 3 of the chip chain 1, but without this being the case. an essential characteristic of the invention.
  • FIG. 4 schematically represents a textile thread covered 11 in accordance with a first embodiment of the invention.
  • This yarn 11 comprises a main core 12, which may be an extensible yarn (for example natural or synthetic rubber such as a polyurethane or spandex yarn) or non-extensible yarn. It may be a metal wire or a textile yarn, or more generally a single-strand or multi-strand polymer yarn. To ensure the textile nature of the gimped thread 11, the core must have a reduced section, inscribed in a circle with a diameter of less than 2 mm. As with any textile yarn wrapped, the yarn
  • 11 of this first embodiment comprises at least one cover wire 13 wound in turns around the main core 12, here two cover wires 13a, 13b, continuously from one end to the other of the core primary
  • At least one first cover wire consists of a chain of chips 1.
  • the second primary cover yarn 13b is a textile yarn.
  • the turns of this textile yarn are arranged in the example shown to cover the turns of the chain 1 of chips 2 forming the first primary cover wire 13a.
  • the second cover wire 13b thus makes it possible to keep the chain 1 in a spiral against the main core 12. More than one second primary cover wire can be provided, so as to promote the retention of the chain 1 against the core main 12.
  • the second primary cover wire 13b may have contiguous turns and fully encapsulate the chip chain 1.
  • the first cover wire 13a consisting of the chip chain 1
  • the second cover wire 13b of textile nature. This allows in particular to isolate the chip chain 1 of the main core 12.
  • the first and the second son of covers 13a, 13b are wound on the main core 12 in opposite winding directions, so as to balance the stresses, in particular torsion , that they can generate in the wire 11.
  • a covered yarn conforming to this first embodiment does not require the presence of a second cover wire 13b, even if this may be advantageous for the reason of stress equilibration invoked previously.
  • the wired element 3 constituting the chain 1 of chips is made of a plastically deformable material, as it may be the case of a single-strand wire, the spiral winding of this wire element is naturally preserved by its plastic deformation, and it is then not no need to provide the winding of a second cover wire 13b to preserve this form.
  • the chip chain 1 can be provided to treat the chip chain 1 to encapsulate a protective material. It may be to extrude a material, for example plastic, on the chain 1, and more particularly on the wire element 3. In this way it is avoided to put in electrical contact two turns of the wire element 3, when the chip chain is wound in a spiral around the main core 12. And it is mechanically and chemically protected from its environment.
  • the chain 1 can be arranged on a holding wire and affix the protective material so that it encapsulates the chain 1 and the holding wire.
  • the wrapped thread 11 may undergo tensile or flexural forces exerted on the main core 12 and which are likely to deform elastically along its length.
  • the chain 1 being arranged spirally around the main core 12, the deformation of the main core 12 does not transfer the tensile or flexural forces longitudinally on the wire element 3. This avoids breaking this element, or to disassemble the chips 2 of this wired element, and to render ineffective the functions of a chip 2. It thus has a wrapped textile thread 11 which can undergo longitudinal stresses or bending while remaining functional, even when the main core 12 is extensible.
  • the string of chips 1 consists of a plurality of transceivers whose antennas are constituted by at least one conductive wire element 3a, 3b, it is important that the antenna
  • “Spiral” extends over an effective length of the main core wire 12 large enough to be functional.
  • this effective length of antenna is determined by the diameter of the main core 12 (which fixes the length of a turn) and by the pitch between two turns (which is fixed by the relative speeds of travel of the main core 12 and rotation of the coil carrying the chip chain 1 during the wrapping operation). Both of these parameters can therefore be used to form a gimped wire 11 comprising transmitting-receiving devices that can be functional.
  • the frequency response of the reception / reception devices carried by the covered wire 11 is dependent on this effective antenna length.
  • a covering method which can be perfectly used to produce a covered yarn 11 according to this first embodiment. It is thus possible to axially scroll the main core wire 12 through a hollow coil carrying the chip chain 1. This coil is unwound to helically wound the chip chain 1 around the main core wire 12 so as to make up the turns.
  • a second The bobbin may carry the textile yarn forming the second primary cover yarn 13b, which is wound on the main web 12 in a similar manner.
  • Several coils may be provided for winding up any number of covering wires 13 around the main core 12. However, the invention is in no way limited to such a manufacturing method and any other method of winding a coil cover wire around a soul may be suitable.
  • the gimped textile yarn 11 made in this way is wound on a final reel. Segments 6 of this wire 11, as shown for a chip chain 1, can be taken to constitute functional wire devices and allow their integration into different types of objects, such as clothing.
  • FIG. 5 shows a wrapped thread 11 according to a second embodiment of the invention.
  • the wrapped yarn 11 has a main core 12 similar to the main core of the first embodiment, and at least a first primary covering wire 13a comprising a chip chain 1.
  • a second textile primary cover wire 13b is arranged in overlapping of the first.
  • the first primary cover wire 13a is itself a guiped wire.
  • the primary covering wire 13a is formed of a chain of chips 1 associated collinearly with a secondary core 14, the chain 1 and the secondary core 14 being covered by minus one secondary cover wire 15 spirally wound.
  • a wire 11 to produce a wire 11 according to this second embodiment, one can successively pass the string of chips 1 twice through a wrapping equipment.
  • the secondary core 15 and the chain of chips 1 are collinearly disposed to each other, for example by unwinding them from their respective coils and by making them circulate jointly through one another. opening a hollow spool carrying the secondary covering yarn 15.
  • This secondary covering yarn 15 may be a textile yarn.
  • the secondary covering wire 15 is wound in turns around the secondary core 14 and the chip chain 1.
  • the wrapped wire 13a obtained from this first covering step is recovered in a coil. In this step of wrapping can be provided to wind in turns several secondary son of coverage.
  • the coil thus obtained is used as the first primary covering thread 13a of the main core 11 and the same operation as that described in the first embodiment of the invention is carried out to obtain the covered yarn 11 shown in FIG.
  • This second embodiment of the invention is advantageous in that it makes it possible to protect the chip line 1 with the help of the secondary covering wire 15.
  • the wire obtained at the end of the first step of wrapping easily integrates as a primary cover wire 13 in the covering equipment, which is not always the case for a chip chain 1, especially when it comprises a plurality of wire elements 3 connecting the chips 2 between them .
  • the insulating resin 7 so that it has a stiffness less than or equal to the material of which the secondary core 14 is constituted, to achieve an identical result. It should be noted that, by rigidity, the bending resistance of the chip chain 1 is more particularly designated.
  • the distance separating two chips 2 on the chain 1 is fixed during the manufacture of the chain 1.
  • the effective distance (along the core) separating two contiguous chips 2 from the chain 1 is fixed by the diameter of the main core 12 and the pitch separating two turns.
  • the third embodiment of a covered yarn 11 according to the invention aims to give more freedom of choice in the effective distance between two chips 2 along the covered wire 11. The steps of this third mode are shown in FIGS. 6a to 6d. In a first step shown in FIG.
  • the first wrapping step of the second embodiment is reproduced to obtain a wrapped yarn 17, composed of a carrying core 16, of a chain 1 of chips arranged collinearly with the carrier core 16, and a carrier cover wire 18 wound in turns around the carrier core 16 and the chain 1.
  • segmented wire 6 is cut into carrier wire 17 so as to define a plurality of segmented wire devices 6.
  • the chip chain 1 may consist of microchip chips.
  • the step segment cutting 6 of the covered gimped wire 16 aims to separate from the chain 1 functional wire devices 6, which will be designated in the following description by the term "segmented wire devices".
  • segmented wire devices 6 each formed of a segment of the carrying core 16 carrying at least one conductive wire element 3 electrically connected to at least one chip 2, and a carrier cover wire 18 wound in a spiral around the core segment 16, the wire element 3 and the chip 2.
  • a secondary covering wire 15 is wound in turns around a secondary core 14 to form a wrapped wire 13a.
  • the segmented wire devices 6 obtained at the same time. from the previous step to come and place them between the secondary core 14 and the secondary cover wire 15.
  • a wrapped yarn 13a comprising a plurality of segmented wire devices 6 arranged colinearly with the secondary core 14, the distance separating two devices 6 being perfectly controlled, and independent of the parameters of the chip chain 1.
  • This wrapped yarn 13a can be collected on a spool and used as the first primary covering thread 13a of a wrapped thread 11 comprising the main core 12, during a third wrapping step in accordance with what has been presented in relation with the first and the second mode of embodiment of the invention. This step is shown in Figure 6d.
  • a wrapped wire 11 comprising a main core 12 and a first cover wire 13a wound in turns around the main core.
  • the cover wire 13a comprises a secondary core 14 and a secondary cover wire 15 wound in a turn around the secondary core 14.
  • Segmented wire devices 6 are distributed along the primary cover wire 13a, collinearly to the secondary core 14 and held against this core 14 by the turns of the secondary cover wire 15.
  • Each segmented wire device 6 comprises at least one conductive wire element 3, and at least one chip 2 electrically connected to this wire element 3, carried by a segment of FIG. carrying core 16 and held against this core 16 by a carrier cover wire 18 wound in turns around the core 16, the wire element 3 and the chip 2.
  • this third embodiment it is possible to choose in the course of the first wrapping step, to wind the chip chain 1 around the carrying core 16 in turns, rather than to dispose it collinearly to this core. This makes it possible to give a spiral shape to the wire element 3, the diameter of the turns then being imposed by the diameter of the carrier core 16.
  • the material of the secondary core 14 it may be interesting to choose the material of the secondary core 14 so that it is electrically conductive.
  • the secondary core 14 can be electrically coupled to the wire element 3 when it forms an antenna of a transceiver device in order to adapt the impedance or, more generally, to improve performance.
  • a textile thread covered 11 according to the invention can find applications in many fields, for example by directly integrating this thread in the manufacture of objects, or by integrating sections taken from this thread in these objects.
  • the effective length of the antenna may be dependent on the degree of extension of the main core on which the device rests, as is for example the case of a gimped wire 11 according to the first embodiment of the invention.
  • the frequency and / or the power of the radio frequency interrogation signal of the RFID device can therefore be affected by this degree of extension. This phenomenon can also be exploited to establish a measure of the deformation, in its length, of the rope.
  • the wrapped textile yarn 11 can also be integrated into any object having a shape extending mainly in a longitudinal direction: cable, conduit, pipes, etc. It is thus possible to dispose such a wire in an electric cable, arranged along the wires conductors or integrated in the protective sheath of the cable.
  • Portions of the wrapped yarn 11 or this wrapped yarn itself can also find their applications to integrate with any deformable object to which it is desired to integrate advanced functions such as measurement functions and / or transmission functions.
  • the primary core wire 12 can be selected as an extensible textile yarn, and the gimped yarn 11 can then directly integrate as a yarn or portion thereof into stretch fabrics, such as medical or medical fabrics. technical. Naturally, the invention is not limited to the embodiments described and variations can be made without departing from the scope of the invention as defined by the claims.

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  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)

Abstract

L'invention porte sur un fil textile guipé (11) comprenant une âme principale (12) et au moins un premier fil de couverture primaire (13a) enroulé en spires autour de l'âme principale (12). Selon l'invention le premier fil de couverture primaire (13a) comprend au moins un élément filaire conducteur (3; 3a, 3b) relié électriquement à au moins une puce électronique (2). L'invention porte également sur un procédé de fabrication d'un tel fil.

Description

FIL GUIPE COMPOSE D'UNE AME PRINCIPALE ET D'AU MOINS UN FILS DE COUVERTURE ET COMPRENANT AU MOINS UN ELEMENT FILAIRE CONDUCTEUR RELIE ELECTRIQUEMENT A AU MOINS UNE PUCE
ELECTRONIQUE
DOMAINE DE L' INVENTION
La présente invention concerne un fil textile incorporant au moins une puce électronique. De tels fils peuvent trouver leurs applications dans le domaine de l'étiquetage électronique RFID d'objets (pour
« RadioFrequency IDentification » selon l'acronyme anglo- saxon consacré), notamment de produits textiles. Dans cette application, la puce électronique présente des fonctions d'émission réception radiofréquence et est associée à une antenne qui peut se présenter sous forme filaire afin de s'intégrer aisément au fil textile. Ces fonctions d'émission réception peuvent être compatibles avec différents standards, par exemple pour une interrogation à champ proche ou à champ éloigné. La puce électronique peut également présenter des fonctions de mesure et constituer un capteur communicant. Par « fils textiles », on désigne des fils qui peuvent être tissés. Le facteur de forme et le caractère flexible de tels fils incorporant au moins une puce électronique sont très avantageux, ce qui étend leurs usages bien au-delà du domaine du tissage, et ce qui permet de les intégrer à une de grande variété d'objets, pour leurs identifications, leurs suivis, leurs administrations ou la surveillance de leurs environnements.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L' INVENTION
On connaît des documents WO2016038342, WO2011161336, GB2472025, GB2472026, US20110147462 ou WQ2008080245 de tels fils. Ils peuvent comprendre au moins un fil formant une âme, et un élément filaire ou une pluralité d'éléments filaires électriquement conducteur ( s ) auquel est assemblée une puce électronique ou une pluralité de telles puces. L'âme et l'élément filaire conducteur muni de puces électroniques sont généralement disposés colinéairement l'un par rapport à l'autre. Au moins un fil textile de couverture est enroulé en spires autour de l'ensemble formé de l'âme et de l'élément filaire conducteur selon une technique bien connue de guipage.
Pour rappel, et selon cette technique, on tire le fil d'âme à travers une bobine creuse en rotation portant le fil de couverture. Le fil d'âme traverse la bobine creuse selon une direction verticale en le tirant vers le haut ou vers le bas. Le fil de couverture se dévide de la bobine creuse et s'enroule de façon hélicoïdale autour de l'âme pour former des spires. Il est fréquent d'enrouler une pluralité de fils de couverture autour de l'âme, par exemple en disposant les deux bobines creuses l'une au-dessus de l'autre et en faisant circuler l'âme à travers chacune des bobines entraînées en rotation dans un même sens ou dans un sens opposé.
Quelle que soit la méthode mise en œuvre pour former le fil guipé, le fil d'âme est alors muni d'un enroulement en spirale d'au moins un fil de couverture. Lorsqu'on a disposé colinéairement au fil d'âme un élément filaire conducteur muni de puces électroniques (ou lorsque le fil d'âme porte lui-même ces puces), le fil de couverture encapsule les puces électroniques et les protège. On assemble ainsi solidement ensemble l'âme et l'élément filaire conducteur . Dans certaines applications, il est avantageux de choisir un fil d'âme qui présente un caractère extensible. Par « fil extensible », on désigne un fil présentant un pouvoir d'élongation et de retour élastique élevé, supérieur à 5% et typiquement supérieur à 50% ou à 100% de sa longueur au repos. Il peut s'agir d'un fil de caoutchouc naturel ou synthétique tel qu'un fil de polyuréthane ou d' élasthanne . L'élément filaire conducteur auquel les puces électroniques sont connectées n'est généralement pas extensible. Il s'agit souvent d'un fil métallique dont le pouvoir d'élongation est inférieur à 1%.
Que l'âme présente des propriétés d'élasticité ou pas, un fil guipé est susceptible de subir, après sa fabrication, des efforts de traction longitudinaux qui peuvent être importants. Lorsque ces efforts sont appliqués, il existe un risque de rompre l'élément filaire conducteur colinéaire à l'âme ou de désolidariser les puces électroniques de cet élément filaire. Dans ce cas, les fonctions attendues du fil (étiquetage électronique, mesure...) ne peuvent plus être exploitées.
On connaît également du document JP2013189718 un fil textile composé d'une âme munie de motifs conducteurs disjoints qui y ont été préalablement formés, par exemple par dépôt électro catalytique. Deux supports sont respectivement attachés aux faces d'un composant électronique. Le composant électronique est disposé et fixé entre deux motifs conducteurs de l'âme, par l'intermédiaire d'une substance adhésive. Chaque support est enroulé sur l'âme pour respectivement entrer en contact avec un motif conducteur. Le composant électronique peut être une puce RFID, et dans ce cas, les motifs conducteurs de l'âme en constituent les antennes. La fabrication d'un tel fil est particulièrement complexe : elle nécessite de former d'une part les motifs conducteurs sur l'âme, de placer individuellement les composants électroniques précisément entre deux motifs, et de le fixer par l'intermédiaire d'une substance adhésive, puis d'enrouler les supports un à un.
OBJET DE L' INVENTION
La présente invention vise donc à résoudre au moins en partie les problèmes associés à cet état de la technique.
BREVE DESCRIPTION DE L' INVENTION
En vue de la réalisation de l'un de ces buts, l'objet de l'invention propose un fil textile guipé comprenant une âme principale et au moins un premier fil de couverture primaire enroulé en spires autour de l'âme principale. Selon l'invention, le premier fil de couverture primaire comprend au moins un élément filaire conducteur relié électriquement à au moins une puce électronique.
En guipant ainsi l'élément filaire conducteur, relié à la puce électronique, pour l'enrouler en spire autour de l'âme principale, on limite les efforts de traction longitudinaux qui s'appliquent sur cet élément filaire lorsque l'âme subit une déformation selon sa longueur et qui seraient susceptibles de mettre l'élément filaire conducteur en tension ou de le rompre. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable : - le fil de couverture primaire comprend une âme secondaire, l'élément filaire conducteur étant disposé colinéairement à l'âme secondaire, un fil de couverture secondaire étant enroulé en spires autour de l'âme secondaire, de l'élément filaire conducteur et de la puce ;
- l'élément filaire conducteur présente une rigidité non homogène sur sa longueur, et l'âme secondaire présente une rigidité supérieure à la rigidité maximale de l'élément filaire conducteur ;
- le fil de couverture primaire comprend une pluralité de puces électroniques assemblées à l'élément filaire conducteur pour former une chaîne de puces ;
- la chaîne de puce est encapsulée dans un matériau de protection ;
- l'élément filaire conducteur et la puce sont portés par un segment d'une âme porteuse, un fil de couverture porteur étant enroulé en spires autour de l'élément filaire conducteur, de la puce et du segment d'âme porteuse pour former un dispositif filaire segmenté ; - l'élément filaire est disposé colinérairement au segment d' âme porteuse ;
- l'élément filaire est enroulé en spire autour du segment d' âme porteuse ; - le fil guipé comprend une pluralité de dispositifs filaires segmentés disposés le long de l'âme secondaire dans l'enroulement en spire du fil de couverture secondaire ;
- le fil de couverture primaire comprend deux éléments filaires conducteurs, la puce électronique ou la pluralité de puces électroniques étant assemblée à chacun des éléments filaires conducteurs ;
- la puce électronique ou la pluralité de puces électroniques comprend un circuit d'émission-réception radiofréquence ; - le fil textile guipé comprend un deuxième fils de couverture primaire textile, enroulé en spires autour de l'âme principale ;
- le deuxième fil de couverture recouvre le premier fil de couverture primaire ;
- une pluralité de fils de couverture secondaires est enroulée en spires autour de l'âme secondaire et de l'élément filaire conducteur ;
- l'élément filaire conducteur est constitué d'un matériau plastiquement déformable.
Selon un autre aspect, l'invention propose un procédé de fabrication d'un fil textile guipé, le procédé comprenant des étapes visant à faire défiler axialement une âme principale et à enrouler de façon hélicoïdale au moins un premier fil de couverture primaire en spires autour de l'âme principale. Selon l'invention, le premier fil de couverture primaire comprend au moins un élément filaire conducteur relié électriquement à au moins une puce électronique.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée de l'invention qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquels : la figure 1 représente une chaîne de puces électroniques ; - les figures 2a à 2c représentent respectivement un dispositif filaire d'un premier type, une chaîne de tels dispositifs et une section d'un tel dispositif; les figures 3a à 3c représentent respectivement un dispositif filaire d'un deuxième type, une section d'un tel dispositif et une chaîne de ces dispositifs ;
La figure 4 représente un fil guipé conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ;
La figure 5 représente un fil guipé conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - Les figures 6a à 6d représentent les étapes de fabrication d'un fil guipé conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L' INVENTION Par souci de simplification de la description à venir, les mêmes références sont utilisées pour des éléments identiques ou assurant la même fonction dans les différents modes de mise en œuvre exposés de l'invention.
En référence à la figure 1, la présente invention prévoit la préparation d'une chaîne 1 de puces électroniques 2 (plus simplement désignées « puces » dans la suite de cette description), c'est-à-dire une pluralité de puces 2 reliées entre elles par au moins un élément filaire conducteur 3.
Par « puce », on désigne tout composant électronique intégré mettant en œuvre une ou plusieurs fonctions. Une puce peut ainsi former un capteur, un dispositif d'émission réception, présenter une capacité de traitement de données ou de mémoire. L'élément filaire conducteur 3 est électriquement connecté aux puces 2 et peut contribuer à mettre en œuvre leurs fonctions. Il peut notamment permettre d'alimenter chaque puce et/ou former une antenne lorsque les puces 2 présentent des fonctions d'émission réception. L'invention n'est pas limitée à une puce particulière, ou mettant en œuvre une fonction particulière. De même, la chaîne 1 peut comprendre un nombre quelconque d'éléments filaires reliant les puces 2 entre elles. Toutes les puces 2 d'une chaîne 1 ne sont pas nécessairement toutes identiques entre elles dans la chaîne 1. Par exemple, une première puce incorporant une fonction d'émission réception peut être disposée contigüement dans la chaîne à une deuxième puce incorporant une fonction de capteur. Dans cette configuration, au moins un élément filaire reliant la première et deuxième puce peut servir à transférer des informations entre les deux puces, par exemple une mesure établie par la deuxième puce pour qu'elle soit transmise par la première puce à un terminal distant. La chaîne de puces 1 peut être exploitée en tant que telle. Alternativement, il peut être parfois utile de n'exploiter qu'un segment de la chaîne 1 portant un nombre limité de dispositifs. Par exemple lorsque la chaîne 1 est constituée de puces 2 RFID reliées entre elles par deux éléments filaires, on pourra prélever des segments de cette chaîne de manière à ce que les portions des éléments filaires de chaque segment présentent une disposition et une longueur adaptées pour former l'antenne de la puce RFID 2 à laquelle ils sont électriquement reliés. Disposer les puces 2 dans une chaîne 1 facilite toutefois la manipulation de ces puces, et l'intégration de segments à différents types d'objets, comme cela a été présenté en introduction à cette demande.
Cette intégration de segments à différents types d'objet peut avantageusement être réalisée après que la chaîne de puces 2 ait été conditionnée sous la forme d'un fil textile, comme cela est le cas dans le cadre de la présente demande. Chaque segment peut alors comprendre une puce 2 ou une pluralité de puces 2 et un ou plusieurs tronçons d'éléments filaires 3 (formant eux-mêmes des éléments filaires) reliés aux puces, constituant un dispositif filaire segmenté.
La présente invention n'est pas limitée à une technologie particulière pour la préparation de la chaîne de puces 1 et tout procédé d'assemblage permettant de fournir une chaîne de puces 1 peut convenir. De manière préférée toutefois, la chaîne de puces 1 est obtenue par 1 ' intermédiaire de la technologie E-Thread™ dont on peut trouver une description détaillée dans les documents US8471713, US8093617, US8723312, US2015318409, US8782880,
US8814054 ou US2015230336. Selon cette approche, représentée sur les figures 2a à 2c et 3a à 3c, les puces 2 sont munies d'au moins une rainure longitudinale 5a, 5b. La rainure 5a, 5b peut comporter un plot de connexion 4a, 4b relié à une entrée et/ou une sortie d'un circuit fonctionnel 4 de la puce 2. La rainure 5a, 5b est prévue pour loger une portion de l'élément filaire conducteur 3a, 3b et ainsi assembler la puce 2 à cet élément filaire 3a, 3b. Lorsqu'un élément filaire 3a, 3b est correctement logé dans la rainure 5a, 5b, il est mis en contact électrique avec le plot de connexion 4a, 4b.
L'élément filaire 3a, 3b peut être maintenu dans la rainure 5a, 5b par simple encastrement, par l'intermédiaire d'un adhésif, ou retenu par soudure, par brasure ou par tout autre moyen .
L'insertion de l'élément filaire conducteur 3a, 3b dans la rainure longitudinale 5a, 5b des puces 2 peut être automatisé, par exemple à l'aide d'un équipement d'insertion tel que celui décrit dans le document US8782880 ou dans la demande FR1750728 du 30/01/2017. A l'issue de sa fabrication, la chaîne de puces 1 peut être enroulée sur un support, tel qu'une bobine, en vue de son stockage, son transport et son utilisation ultérieure. Comme on l'a noté précédemment, l'invention n'est toutefois nullement limitée à la préparation d'une chaîne de puces 1 par insertion d'un élément filaire conducteur 3 dans des rainures portées par les puces 2. On pourrait par exemple employer une technologie selon laquelle l'élément filaire 3 (ou une pluralité de tels éléments) est électriquement relié à un plot de connexion formé à la surface de la puce 2. La mise en œuvre d'une telle approche est notamment décrite dans le document W02013114009 ou la demande FR1753404 du 17 avril 2017. La présente invention trouve un intérêt tout particulier lorsque les puces 2 d'une chaîne 1, ou au moins une partie d'entre elles, présentent des fonctions d'émission-réception radiofréquence. Une telle puce 2 combinée à deux tronçons d'éléments filaires conducteurs 3a, 3b peut former un dispositif d'émission-réception radio fréquence. On trouvera une description plus détaillée de la réalisation d'une telle chaîne de puces 1 d'émission- réception, et de dispositifs d'émission-réception issus de cette chaîne, dans le document US8471773 et dans la demande FR1750728 du 30/01/2017, déjà cités.
Ce dernier document décrit notamment un procédé permettant de réaliser deux types différents de dispositifs d'émission-réception. Dans le premier type de dispositifs, deux portions d'éléments filaires conducteurs 3a, 3b insérés dans deux rainures longitudinales 5a, 5b d'une puce 2 comprenant un circuit d'émission réception 4 s'étendent chacun d'un côté et de l'autre de la puce 2 pour former une antenne en forme dipôle, comme cela est représenté sur la figure 2a. Les portions conductrices 3a, 3b sont reliés au circuit d'émission-réception 4 par l'intermédiaire de bornes de connexions 4a, 4b disposées dans les rainures 5a, 5b dans lesquelles ces portions conductrices 3a, 3b sont logés. La liaison électrique peut être favorisée par l'intermédiaire d'une soudure ou d'une brasure 9. Un dispositif filaire d'émission-réception est obtenu en prélevant un segment 6 d'une chaîne 1 représentée sur la figure 2b. Pour rendre l'ensemble robuste, il peut être prévu de dispenser un adhésif 8 dans les rainures et sur les tronçons longitudinaux des éléments filaires conducteurs exposés dans ces rainures 5a, 5b. On peut également prévoir d'encapsuler la puce 2 d'un matériau de protection 7, telle qu'une résine, permettant de protéger cette puce 2 mécaniquement et chimiquement. A titre d'illustration, la figure 2c présente une section d'un dispositif d'émission réception du premier type. On note que pour des raisons de facilité de fabrication, il est possible qu'une chaine 1 soit composée de deux éléments filaires colinéaires reliant chaque puce 2, ces éléments filaires étant sélectivement déconnectés électriquement au niveau des puces 2, par exemple par découpe laser, pour former le montage en dipôle de la figure 2b.
Le deuxième type de dispositif d'émission réception comporte une antenne présentant une boucle fermée. Cette boucle est obtenue en connectant l'une à l'autre une portion des éléments filaires conducteurs 3a, 3b, comme cela est représenté sur la figure 3a. Ces portions d'éléments filaires sont également connectées au circuit 4 d'émission-réception par l'intermédiaire de plots de connexion 4a, 4b comme dans le cas du premier type de dispositif. Dans cette configuration, il est nécessaire d'isoler électriquement les deux portions d'éléments filaires 3a, 3b formant la boucle, aussi il est prévu d'enrober au moins partiellement ces portions ainsi que la puce 2 d'un matériau électriquement isolant 7 tel qu'une résine. Les figures 3b, 3c représentent respectivement une section du second type de dispositif d'émission réception et une chaîne de tels dispositifs. On a également représenté sur la figure 3c un segment 6 de la chaîne 1 constituant, après son prélèvement de la chaîne 1, un dispositif filaire d'émission-réception. Pour que l'antenne constituée des éléments filaires 3a, 3b soit bien adaptée au circuit d'émission-réception 4 de la puce 2, on a prévu de déconnecter électriquement une portion de l'élément filaire 3b, au niveau d'une découpe 10.
La présente invention exploite la chaîne de puce 1 qui vient d'être présentée pour former un fil textile guipé 11. Avantageusement, la chaîne de puce 1 est disponible sous la forme d'une bobine afin de pouvoir s'intégrer aisément dans un équipement de guipage, par exemple similaire à celui brièvement présenté introduction de la demande.
La chaîne de puces 1 peut être constituée d'une pluralité de dispositifs d'émission-réception selon l'un ou l'autre des deux types qui ont été présentés, mais ce choix ne forme en aucun cas une limitation de l'invention.
Un fil textile guipé conforme à l'invention trouve un intérêt tout particulier lorsque l'âme principale 12 du fil guipé 11 présente une extensibilité supérieure à celui de l'élément filaire conducteur 3 de la chaîne de puces 1, mais sans que cela ne forme une caractéristique essentielle à 1 ' invention .
Premier mode de mise en œuyre
La figure 4 représente schématiquement un fil textile guipé 11 conforme à un premier mode de mise en œuvre de l'invention. Ce fil 11 comprend une âme principale 12, qui peut être un fil extensible (par exemple en caoutchouc naturel ou synthétique tel qu'un fils de polyuréthane ou d' élasthanne) ou non extensible. Il peut s'agir d'un fil métallique ou d'un fil textile, ou plus généralement un fil polymère monobrin ou multibrin. Pour assurer le caractère textile du fil guipé 11, l'âme doit présenter une section de taille réduite, inscrite dans un cercle de diamètre inférieure à 2mm. Comme pour tout fil textile guipé, le fil
11 de ce premier mode de mise en œuvre comprend au moins un fil de couverture 13 enroulé en spires autour de l'âme principale 12, ici deux fils de couverture 13a, 13b, continûment d'une extrémité à l'autre de l'âme principale
12. Selon ce premier mode de mise en œuvre, au moins un premier fil de couverture, désigné « fil de couverture primaire » 13a, est constitué d'une chaîne de puces 1. Dans le cas du fil guipé 11 représenté sur la figure 4 qui comporte deux fils de couverture, le deuxième fils de couverture primaire 13b est un fil textile. Les spires de ce fil textile sont disposées dans l'exemple représenté pour recouvrir les spires de la chaîne 1 de puces 2 formant le premier fil de couverture primaire 13a. Le deuxième fils de couverture 13b permet ainsi de bien maintenir en spiral la chaîne 1 contre l'âme principale 12. On peut prévoir plus d'un deuxième fils de couverture primaire, de manière à favoriser le maintien de la chaîne 1 contre l'âme principale 12. Le deuxième fil de couverture primaire 13b peut présenter des spires jointives et entièrement encapsuler la chaîne 1 de puces 2.
Alternativement, on peut prévoir que le premier fil de couverture 13a, constitué de la chaîne de puce 1, soit disposé pour recouvrir le deuxième fil de couverture 13b, de nature textile. Cela permet notamment de bien isoler la chaîne de puce 1 de l'âme principal 12.
Avantageusement, et quel que soit l'ordre de recouvrement choisi, le premier et le deuxième fils de couvertures 13a, 13b sont enroulés sur l'âme principal 12 dans des sens d'enroulement opposés, de manière à équilibrer les contraintes, notamment de torsion, qu'ils peuvent engendrer dans le fil 11.
On note qu'un fil guipé conforme à ce premier mode de mise en œuvre ne nécessite pas la présence d'un deuxième fil de couverture 13b, même si cela peut être avantageux pour la raison d'équilibrage de contrainte invoquée précédemment. Ainsi, lorsque l'élément filaire 3 constituant la chaîne 1 de puces est constitué d'un matériau plastiquement déformable, comme cela peut être le cas d'un fil métallique monobrin, l'enroulement en spiral de cet élément filaire est préservé naturellement par sa déformation plastique, et il n'est alors pas nécessaire de prévoir l'enroulement d'un deuxième fil de couverture 13b pour préserver cette forme.
On peut prévoir de traiter la chaîne de puces 1 pour l'encapsuler d'un matériau de protection. Il peut s'agir d' extruder une matière, par exemple plastique, sur la chaîne 1, et plus particulièrement sur l'élément filaire 3. De la sorte on évite de mettre en contact électrique deux spires de l'élément filaire 3, lorsque la chaîne de puce est enroulée en spire autour de l'âme principale 12. Et on la protège mécaniquement et chimiquement de son environnement. Pour faciliter l'application du matériau de protection, on peut disposer la chaîne 1 sur un fil de maintien et apposer le matériau de protection pour qu'il encapsule la chaîne 1 et ce fil de maintien.
En alternative, ou en complément, on peut également prévoir de traiter le fil guipé 11 lui-même pour l'enrober de ce matériau de protection, en employant les mêmes techniques, par exemple d'extrusion.
On note que dans la configuration de ce premier mode de réalisation, le fil guipé 11 peut subir des efforts de traction ou de flexion qui s'exercent sur l'âme principale 12 et qui sont susceptibles de la déformer élastiquement selon sa longueur. La chaîne 1 étant disposée en spirale autour de l'âme principale 12, la déformation de l'âme principale 12 ne transfère pas les efforts de traction ou de flexion longitudinalement sur l'élément filaire 3. On évite ainsi de rompre cet élément, ou de désassembler les puces 2 de cet élément filaire, et de rendre inopérantes les fonctions d'une puce 2. On dispose ainsi d'un fil textile guipé 11 pouvant subir des contraintes longitudinales ou de flexion tout en restant fonctionnel, même lorsque l'âme principale 12 est extensible.
Lorsque la chaîne de puces 1 est constituée d'une pluralité de dispositifs d'émission-réception dont les antennes sont constituées par au moins un élément filaire conducteur 3a, 3b, il est important que l'antenne
« spiralée » s'étende sur une longueur effective du fil d'âme principale 12 suffisamment grande pour être fonctionnelle. Lorsque la distance entre deux puces 2 contigües de la chaîne 1 est fixée, cette longueur effective d'antenne est déterminée par le diamètre de l'âme principale 12 (qui fixe la longueur d'une spire) et par le pas entre deux spires (qui est fixé par les vitesses relatives de défilement de l'âme principale 12 et de rotation de la bobine portant la chaîne de puces 1 lors de l'opération de guipage) . On pourra donc jouer sur l'un et l'autre de ces paramètres pour former un fil guipé 11 comportant des dispositifs d'émission- réception qui puissent être fonctionnels.
On note également que la réponse en fréquence des dispositifs d'émission réception portés par le fil guipé 11 est dépendante de cette longueur effective d'antenne.
On a présenté en introduction de la demande un procédé de guipage qui peut être parfaitement utilisé pour réaliser un fil guipé 11 conforme à ce premier mode de réalisation. On peut ainsi faire défiler axialement le fil d'âme principale 12 à travers une bobine creuse portant la chaîne de puces 1. On dévide cette bobine pour enrouler de façon hélicoïdale la chaîne de puces 1 autour du fil d'âme principale 12 de sorte à constituer les spires. Une deuxième bobine peut porter le fil textile formant le deuxième fil de couverture primaire 13b, qui est enroulé sur l'âme principale 12 de manière similaire. On peut prévoir plusieurs bobines, pour enrouler un nombre quelconque de fils de couverture 13 autour de l'âme principale 12. Mais l'invention n'est nullement limitée à un tel procédé de fabrication et toute autre méthode permettant d'enrouler en spire un fil de couverture autour d'une âme peut convenir. Le fil textile guipé 11 fabriqué de la sorte est enroulé sur une bobine finale. On pourra prélever des segments 6 de ce fil 11, comme on l'a montré pour une chaîne de puce 1, pour constituer des dispositifs filaires fonctionnels et permettre leur intégration dans différents types d'objets, tels que des vêtements.
Deuxième mode de réalisation La figure 5 représente un fil guipé 11 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Le fil guipé 11 présente une âme principale 12 similaire à l'âme principale du premier mode de réalisation, et au moins un premier fil de couverture primaire 13a comprenant une chaîne de puces 1. Dans cet exemple, un deuxième fil de couverture primaire 13b textile est disposé en recouvrement du premier. Toutefois, dans ce deuxième mode de mise en œuvre, le premier fil de couverture primaire 13a est lui-même un fil guipé. Comme cela est plus visible sur l'insert de la figure 5, le fil de couverture primaire 13a est formé d'une chaîne de puces 1 associée colinéairement a une âme secondaire 14, la chaîne 1 et l'âme secondaire 14 étant recouvertes par au moins un fil de couverture secondaire 15 enroulé en spirale. Pour réaliser un fil 11 conforme à ce deuxième mode de réalisation, on peut passer successivement la chaîne de puces 1 deux fois à travers un équipement de guipage. Au cours de la première étape de guipage, on dispose colinéairement l'une à l'autre l'âme secondaire 15 et la chaîne de puces 1, par exemple en les dévidant de leurs bobines respectives et en les faisant circuler conjointement à travers l'ouverture d'une bobine creuse portant le fil de couverture secondaire 15. Ce fil de couverture secondaire 15 peut-être un fil textile. De manière conventionnelle, on enroule le fil de couverture secondaire 15 en spires autour de l'âme secondaire 14 et de la chaîne de puces 1. On récupère le fil guipé 13a issu de cette première étape de guipage dans une bobine. On peut prévoir dans cette étape de guipage d'enrouler en spires plusieurs fils de couverture secondaires .
Au cours d'une seconde étape de guipage, on utilise la bobine ainsi obtenue comme premier fil de couverture primaire 13a de l'âme principale 11 et on réalise la même opération que celle décrite dans le premier mode de réalisation de l'invention pour obtenir le fil guipé 11 représenté sur la figure 5.
Ce deuxième mode de réalisation de l'invention est avantageux en ce qu'il permet de bien protéger la chaîne de puces 1 à l'aide du fil de couverture secondaire 15. Le fil obtenu à l'issue de la première étape de guipage s'intégre facilement comme fil de couverture primaire 13 dans l'équipement de guipage, ce qui n'est pas toujours le cas d'une chaîne de puces 1, notamment lorsque celle-ci comprend une pluralité d'éléments filaires 3 reliant les puces 2 entre elles . On pourra prévoir également dans ce mode de réalisation d'encapsuler la chaîne de puces 1 d'un matériau de protection, par exemple en extrudant ce matériau de protection lorsque la chaîne repose sur l'âme secondaire 14, avant ou après l'application du fil de couverture secondaire 15.
On a vu qu'il pouvait être parfois avantageux d'enrober une section des éléments filaires 3 d'une résine isolante 7 pour éviter qu'ils ne se contactent électriquement. Cette section enrobée de résine conduit à former une chaîne de puce 1 dont la rigidité n'est pas homogène sur sa longueur. Cette variabilité de rigidité peut affecter l'enroulement en spirale de la chaîne de puce 1 sur l'âme principale 12 au cours de la seconde étape de guipage, et notamment la régularité des pas de l'enroulement. Pour prévenir cela, on peut prévoir de choisir l'âme secondaire 14 en un matériau présentant une rigidité supérieure à la rigidité des sections les plus rigides de la chaîne 1. On masque ainsi, dans le fil de couverture primaire 13a de ce deuxième mode de réalisation, les variations de rigidité de la chaîne 1, ce qui facilite son enroulement en spires sur l'âme principale 11 au cours de la deuxième étape de guipage. Alternativement, on peut choisir la nature de la résine isolante 7 pour qu'elle présente une rigidité inférieure ou égale au matériau dont est constituée l'âme secondaire 14, pour aboutir à un résultat identique. On précise que par rigidité on désigne plus particulièrement la résistance à la flexion de la chaîne de puce 1.
D'une manière très générale, et quelle que soit la constitution de la chaîne de puces 1, lorsque l'élément filaire 3 qui la compose ou un segment 6 de cet élément filaire 3, présente une rigidité non homogène sur sa longueur, on choisira préférentiellement l'âme secondaire 14 pour qu'elle présente une rigidité supérieure à la rigidité maximale de l'élément filaire 3. Troisième mode de réalisation
D'une manière générale, la distance séparant deux puces 2 sur la chaîne 1 est fixée au cours de la fabrication de la chaîne 1. Lorsque la chaîne 1 est enroulée autour de l'âme principale 12, conformément à l'un des modes de réalisation décrits, la distance effective (le long de l'âme) séparant deux puces 2 contigües de la chaîne 1, est fixée par le diamètre de l'âme principale 12 et par le pas séparant deux spires. Le troisième mode de réalisation d'un fil guipé 11 conforme à l'invention vise à donner plus de liberté de choix dans la distance effective séparant deux puces 2 le long du fil guipé 11. Les étapes de ce troisième mode sont représentées sur les figures 6a à 6d. Dans une première étape représentée sur la figure 6a, on reproduit la première étape de guipage du deuxième mode de réalisation pour obtenir un fil guipé porteur 17, composé d'une âme porteuse 16, d'une chaîne 1 de puces disposée colinéairement à l'âme porteuse 16, et d'un fil de couverture porteur 18 enroulé en spires autour de l'âme porteuse 16 et de la chaîne 1.
Dans une seconde étape, représentée sur la figure 6b, on découpe en segment 6 ce fil guipé porteur 17 de manière à définir une pluralité de dispositifs filaires segmentés 6. À titre d'exemple, la chaîne de puces 1 peut être constituée de puces d'émission-réception visant à former des dispositifs d'émission-réception du premier ou du second type tel que cela a été présenté antérieurement en relation avec la description des figures 2a à 3c. Dans ce cas, l'étape de découpe en segments 6 du fil guipé porteur 16, vise à séparer de la chaîne 1 des dispositifs filaires fonctionnels 6, qui seront désignés dans la suite de cette description par l'expression « dispositifs filaires segmentés ». A l'issue de cette deuxième étape, on dispose donc d'une pluralité de dispositifs filaires segmentés 6 formés chacun d'un segment de l'âme porteuse 16 portant au moins un élément filaire conducteur 3 relié électriquement à au moins une puce 2, et un fil de couverture porteur 18 enroulé en spire autour du segment d'âme 16, de l'élément filaire 3 et de la puce 2.
Dans une étape suivante représentée sur la figure 6c, et au cours d'une deuxième étape de guipage, on enroule en spires un fil de couverture secondaire 15 autour d'une âme secondaire 14 pour former un fil guipé 13a. À des instants choisis pendant le défilement de l'âme secondaire 14 et de l'enroulement du fil de couverture secondaire 15, on introduit un à un, par l'intermédiaire de l'équipement de guipage, les dispositifs filaires segmentés 6 obtenus à l'issue de l'étape précédente pour venir les placer entre l'âme secondaire 14 et le fil de couverture secondaire 15.
On peut de la sorte former un fil guipé 13a comprenant une pluralité de dispositifs filaires segmentés 6 disposés colinéairement à l'âme secondaire 14, la distance séparant deux dispositifs 6 étant parfaitement contrôlée, et indépendante des paramètres de la chaîne de puces 1.
Ce fil guipé 13a peut être recueilli sur une bobine et utilisé comme premier fil de couverture primaire 13a d'un fil guipé 11 comprenant l'âme principale 12, au cours d'une troisième étape de guipage conforme à ce qui a été présenté en relation avec le premier et le deuxième mode de réalisation de l'invention. Cette étape est représentée sur la figure 6d.
A l'issue de cette dernière étape, on dispose d'un fil guipé 11 comprenant une âme principale 12 et un premier fil de couverture 13a enroulé en spires autour de l'âme principale. Le fil de couverture 13a comprend une âme secondaire 14 et un fil de couverture secondaire 15 enroulé en spire autour de l'âme secondaire 14. Des dispositifs filaires segmentés 6 sont répartis le long du fil de couverture primaire 13a, colinéairement à l'âme secondaire 14 et maintenu contre cette âme 14 par les spires du fil de couverture secondaire 15. Chaque dispositif filaire segmenté 6 comprend au moins un élément filaire conducteur 3, et au moins une puce 2 électriquement reliée à cet élément filaire 3, portés par un segment d'âme porteuse 16 et maintenus contre cette âme 16 par un fil de couverture porteur 18 enroulé en spires autour de l'âme 16, de l'élément filaire 3 et de la puce 2.
Dans une variante de ce troisième mode de réalisation, on peut choisir au cours de la première étape de guipage, d'enrouler en spires la chaîne de puce 1 autour de l'âme porteuse 16, plutôt que de la disposer colinéairement à cette âme. Cela permet de donner une forme en spirale à l'élément filaire 3, le diamètre des spires étant alors imposé par le diamètre de l'âme porteuse 16.
Dans ce troisième mode de réalisation, il peut être intéressant de choisir le matériau de l'âme secondaire 14 pour qu'elle soit conductrice électriquement. L'âme secondaire 14 peut se coupler électriquement à l'élément filaire 3 lorsque celui-ci forme une antenne d'un dispositif d'émission-réception afin d'en adapter l'impédance ou, d'une manière plus générale, d'en améliorer les performances. Exemples d'application
Un fil textile guipé 11 conforme à l'invention peut trouver des applications dans de nombreux domaines, par exemple en intégrant directement ce fil dans la fabrication d'objets, ou encore en intégrant des tronçons prélevés de ce fil dans ces objets.
Dans le domaine des cordages de toute nature (textile métallique...), on peut prévoir d'utiliser le fil guipé 11 tressé dans le cordage ou disposé de n' importe quelle manière dans celui-ci. Lorsque le fil guipé 11 intègre des puces 2 ayant des fonctions d'émission-réception RFID, on peut alors exploiter les propriétés de ce fil 11 pour fournir au cordage de nombreuses fonctionnalités qui vont bien au-delà de la simple identification ou localisation de ce cordage.
Ainsi, on peut compter, par interrogation radiofréquence, le nombre de puces 2 d'émission-réception inclus dans le cordage, afin d'en déterminer sa longueur.
Par mesure de déphasage du signal radiofréquence rétro propagé par les puces 2 RFID, on peut déterminer très précisément la distance séparant deux puces 2 le long de ce cordage. On peut donc surveiller, lorsque le cordage est exploité en tension, les déformations que celui-ci subit pour informer des déformations excessives qui conduiraient par exemple à sa déformation plastique, et qui pourraient le rendre susceptible de se rompre.
Lorsque l'élément filaire conducteur 3 formant l'antenne d'un dispositif filaire RFID est spiralé, la longueur effective de l'antenne peut être dépendante du degré d'extension de l'âme principale sur lequel le dispositif repose, comme c'est par exemple le cas d'un fil guipé 11 conforme au premier mode de réalisation de l'invention. La fréquence et/ou la puissance du signal radiofréquence d'interrogation du dispositif RFID peut donc être affectée par ce degré d'extension. On peut exploiter également ce phénomène pour établir une mesure de la déformation, dans sa longueur, du cordage.
Le fil textile guipé 11 peut également s'intégrer à tout objet présentant une forme s'étendant principalement selon une direction longitudinale : câble, conduit, tuyaux... On peut ainsi disposer un tel fil dans un câble électrique, disposés le long des fils conducteurs ou intégrés dans la gaine protectrice du câble.
Des portions du fil guipé 11 ou ce fil guipé lui- même peuvent également trouver leurs applications pour s'intégrer à tout objet déformable auquel on souhaite intégrer des fonctions avancées telles que des fonctions de mesures et/ou des fonctions d'émission réception. La résilience à la déformation d'un fil conforme à l'invention, notamment lorsqu'il est soumis à des efforts en flexion et/ou en traction, le rend en effet particulièrement adapté à ces applications. Il peut par exemple s'agir d'intégrer une portion du fil textile guipé 11 directement dans la matière d'objets à base de caoutchouc, comme des pneus ou des joints, ou à base de plastique, d'élastomère ou de matériaux composites. En s'appuyant sur les mêmes principes que ceux déjà exposés, les portions de fils peuvent par exemple servir à mesurer et transmettre l'état de fatigue de ces matériaux. On peut également envisager d'intégrer des fonctionnalités de mesure dans les circuits 4 de certaines au moins des puces 2, pour pouvoir déterminer et transmettre des informations plus riches sur le matériau de l'objet ou sur son environnement .
On peut choisir le fil d'âme primaire 12 comme un fil textile extensible, et le fil guipé 11 peut alors directement s'intégrer sous forme de fil ou de portion de ce fil dans des tissus extensibles, tels que des tissus à usage médical ou technique. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en œuvre décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.

Claims

REVENDICATIONS
1. Fil textile guipé (11) comprenant une âme principale (12) et au moins un premier fil de couverture primaire (13a, 13b) enroulé en spires autour de l'âme principale (12), le fil guipé (11) étant caractérisé en ce que le premier fil de couverture primaire (13a) comprend au moins un élément filaire conducteur (3 ; 3a, 3b) relié électriquement à au moins une puce électronique (2) .
2. Fil textile guipé (11) selon la revendication précédente dans lequel le fil de couverture primaire (13a) comprend une âme secondaire (14), l'élément filaire conducteur (3) étant disposé colinéairement à l'âme secondaire (14), un fil de couverture secondaire (15) étant enroulé en spires autour de l'âme secondaire (14), de l'élément filaire conducteur (3 ; 3a, 3b) et de la puce (2) .
3. Fil textile guipé (11) selon la revendication précédente, dans lequel l'élément filaire conducteur (3, 3a, 3b) présente une rigidité non homogène sur sa longueur, et l'âme secondaire (14) présente une rigidité supérieure à la rigidité maximale de l'élément filaire conducteur (3, 3a, 3b) .
4. Fil textile guipé (11) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le fil de couverture primaire (13a) comprend une pluralité de puces électroniques (2) assemblées à l'élément filaire conducteur (3 ; 3a, 3b) pour former une chaîne de puces (1) .
5. Fil textile guipé (11) selon la revendication précédente, la chaîne de puce (1) étant encapsulée dans un matériau de protection.
6. Fil textile guipé (11) selon l'une des revendications 2 et 3 dans lequel l'élément filaire conducteur (3 ; 3a,
3b) et la puce (2) sont portés par un segment d'une âme porteuse (16), un fil de couverture porteur (18) étant enroulé en spires autour de l'élément filaire conducteur
(3 ; 3a, 3b), de la puce (2) et du segment d'âme porteuse (16) pour former un dispositif filaire segmenté (6) .
7. Fil textile guipé (11) selon la revendication précédente dans lequel l'élément filaire conducteur (3) est disposé colinérairement au segment d'âme porteuse (16).
8. Fil textile guipé (11) selon la revendication 6, dans lequel l'élément filaire conducteur (3) est enroulé en spire autour du segment d'âme porteuse (16) .
9. Fil textile guipé (11) selon l'une des revendications 6 à 8, comprenant une pluralité de dispositifs filaires segmentés disposés le long de l'âme secondaire (14) dans l'enroulement en spire du fil de couverture secondaire
(15)
10. Fil textile guipé (11) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le fil de couverture primaire (13a) comprend deux éléments filaires conducteurs (3a,
3b), la puce électronique (2) ou la pluralité de puces électroniques (2) étant assemblée à chacun des éléments filaires conducteurs.
11. Fil textile guipé (11) selon la revendication précédente dans lequel la puce électronique (2) ou la pluralité de puces électroniques (2) comprend un circuit (4) d'émission-réception radiofréquence.
12. Fil textile guipé (11) selon l'une des revendications précédentes comprenant un deuxième fils de couverture primaire (13b) textile, enroulé en spires autour de l'âme principale (12) .
13. Fil textile guipé (11) selon la revendication précédente dans lequel le deuxième fil de couverture (13b) recouvre le premier fil de couverture primaire (13a) .
14. Fil textile guipé (11) selon l'une des revendications
2 à 9 dans lequel une pluralité de fils de couverture secondaires (15) est enroulée en spires autour de l'âme secondaire (14) et de l'élément filaire conducteur (3 ; 3a, 3b) .
15. Fil textile guipé (11) selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'élément filaire conducteur (3, 3a, 3b) est constitué d'un matériau plastiquement déformable .
16. Procédé de fabrication d'un fil textile guipé (11), le procédé comprenant des étapes visant à faire défiler axialement une âme principale (12) et à enrouler de façon hélicoïdale au moins un premier fil de couverture primaire (13a) en spires autour de l'âme principale (12), le procédé étant caractérisé en ce que le premier fil de couverture primaire (13a) comprend au moins un élément filaire conducteur (3 ; 3a, 3b) relié électriquement à au moins une puce électronique (2) .
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