DE102022104390A1

DE102022104390A1 - Method of electrical contacting, contacting yarn and use of the contacting yarn

Info

Publication number: DE102022104390A1
Application number: DE102022104390.8A
Authority: DE
Inventors: Valérie Bartsch; Sarah Kim; Simon König; Rolf Neupert
Original assignee: Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart; Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Denkendorf DITF
Current assignee: Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart; Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Denkendorf DITF
Priority date: 2022-02-24
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2023-08-24

Abstract

Das erfindungsgemäße Kontaktierungsgarn zum elektrischen Kontaktieren einer zu kontaktierenden Stelle in einem textilen Flächengebilde weist zumindest eine elektrisch leitfähige Faser und zumindest ein aus einem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen, Klebstoff hergestelltes Element auf, das zumindest teilweise entlang einer Längsrichtung des Kontaktierungsgarns angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zum elektrischen Kontaktieren umfasst ein Bereitstellen des erfindungsgemäßen Kontaktierungsgarns und ein mittels textilem Fügen Anbringen des Kontaktierungsgarns an der zu kontaktierenden Stelle des textilen Flächengebildes. Der Klebstoff im Kontaktierungsgarn wird anschließend zumindest an der zu kontaktierenden Stelle des textilen Flächengebildes nach dem Anbringen aktiviert.The contacting yarn according to the invention for electrically contacting a point to be contacted in a textile fabric has at least one electrically conductive fiber and at least one element made of a preferably electrically conductive adhesive, which is at least partially arranged along a longitudinal direction of the contacting yarn. The method according to the invention for making electrical contact comprises providing the contacting yarn according to the invention and attaching the contacting yarn to the point of the textile fabric to be contacted by means of textile joining. The adhesive in the contacting yarn is then activated at least at the point of the textile fabric to be contacted after attachment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Kontaktieren einer zu kontaktierenden Stelle in einem textilen Flächengebilde, ein Kontaktierungsgarn zum elektrischen Kontaktieren sowie eine Verwendung des Kontaktierungsgarns.The invention relates to a method for making electrical contact with a point to be contacted in a textile fabric, a contacting yarn for making electrical contact and a use of the contacting yarn.

In dem Bereich der sogenannten Smart Textiles, bei denen Textilien mit elektronischen Baugruppen, wie beispielsweise Sensoren, Aktuatoren, Beleuchtung, Sendern und/oder Empfängern, ausgestattet sind, werden bisher zumeist aus der Elektronikindustrie bekannte Kontaktierungsverfahren verwendet. Zum Beispiel kann ein elektrisches Kontaktieren durch Kleben, Löten, Schweißen oder Krimpen erreicht werden.In the field of so-called smart textiles, in which textiles are equipped with electronic assemblies such as sensors, actuators, lighting, transmitters and/or receivers, contacting methods known from the electronics industry have been used to date. For example, electrical contact can be achieved by gluing, soldering, welding, or crimping.

In der DE 10 2015 007 157 A1 wird ein flächiges Kontaktierungsband beschrieben, welches mit Hilfe eines Schmelzklebevlieses an die gewünschte flächige Stelle geklebt wird. Auch in der DE 10 2019 101 375 A1 wird eine flächige elektrische Kontaktierung und mechanische Verbindung zwischen einem textilen Schaltungsträger und einem elektrischen oder elektronischen Bauteile unter Verwendung eines Schmelzklebetextils vorgeschlagen.In the DE 10 2015 007 157 A1 a flat contacting strip is described which is glued to the desired flat location with the aid of a hot-melt adhesive fleece. Also in the DE 10 2019 101 375 A1 proposes a flat electrical contact and mechanical connection between a textile circuit carrier and an electrical or electronic component using a hot-melt adhesive textile.

Diese leitfähigen Kontaktierungsbänder weisen elektrisch leitfähige Garne auf, die den elektrischen Kontakt ausbilden, wenn die Kontaktierungsbänder aufgeklebt sind. Dabei ist jedoch der Kontaktierungswiderstand von der mechanischen Spannung des im Kontaktierungsband angeordneten leitfähigen Garns abhängig. Eine Relaxation der mechanischen Spannung des Garns kann somit zu einer Erhöhung des elektrischen Kontaktwiderstands führen, wohingegen eine Erhöhung der mechanischen Spannung umgekehrt zu einer Verringerung des elektrischen Kontaktwiderstands führen kann.These conductive contact strips have electrically conductive threads that form the electrical contact when the contact strips are glued on. However, the contacting resistance is dependent on the mechanical tension of the conductive yarn arranged in the contacting strip. A relaxation of the mechanical stress of the yarn can thus lead to an increase in the electrical contact resistance, whereas an increase in the mechanical stress, conversely, can lead to a decrease in the electrical contact resistance.

Bei einer Kontaktierung mithilfe von Schmelzklebevliesen, welche aus thermoplastischen, nicht leitfähigen Vliesen bestehen, wird in der DE 10 2015 007 157 A1 ein leitfähiges Textil oder eine leitfähige Paste aufgetragen. Durch das Einbringen von Wärme wird anschließend eine leitfähige Klebeverbindung hergestellt. Weil dabei die elektrische und mechanische Verbindung ausschließlich über eine Klebeverbindung erfolgt, kann es zu einer mechanischen Delamination, also einer Ablösung Klebeverbindung von der zu kontaktierenden Stelle der schichtweise aufgebauten Verbindung, kommen. In diesem Fall ändert sich ebenfalls der Kontaktwiderstand der elektrischen Verbindung. Darüber hinaus sind die Klebevliese nur für großflächige Kontaktierungen geeignet. Eine punktuelle Kontaktierung ist mit diesen Klebevliesen hingegen nicht möglich.When contacting using hot-melt adhesive nonwovens, which consist of thermoplastic, non-conductive nonwovens, in the DE 10 2015 007 157 A1 a conductive textile or conductive paste is applied. A conductive adhesive bond is then created by applying heat. Because the electrical and mechanical connection is made exclusively via an adhesive connection, mechanical delamination, i.e. a detachment of the adhesive connection from the point of the connection built up in layers, which is to be contacted, can occur. In this case, the contact resistance of the electrical connection also changes. In addition, the adhesive nonwovens are only suitable for large-area contacts. On the other hand, selective contacting is not possible with these adhesive fleeces.

In der DE 10 2019 126 607 A1 wird ein Garn zum rein mechanischen Verbinden von textilbewehrten Strukturmodulen beschrieben. Das Garn weist thermoplastische Fasern auf, die thermisch aktiviert werden können. Zusammen mit Trägerfasern, die zum Lastabtrag geeignet sind, wird aus den thermoplastischen Fasern und den Trägerfasern ein Hybridgarn ausgebildet.In the DE 10 2019 126 607 A1 describes a yarn for the purely mechanical connection of textile-reinforced structural modules. The yarn has thermoplastic fibers that can be thermally activated. Together with carrier fibres, which are suitable for load transfer, a hybrid yarn is formed from the thermoplastic fibers and the carrier fibres.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Ansätze zum elektrischen Kontaktieren erfüllen nicht die Anforderungen hinsichtlich der Belastbarkeit, der Flexibilität und der Zuverlässigkeit für eine elektrische Kontaktierung für Textilien, in denen elektrische Baugruppen integriert sind (Smart Textiles). Auf diesem Gebiet kann es zu hohen mechanischen Belastungen an den elektrischen Kontaktstellen kommen. Die herkömmlichen aus der Elektronik bekannten Kontaktierungsverfahren, wie Löten, Krimpen oder Schweißen, sind nur dazu geeignet, starre Kontaktierungsstellen auszubilden, die jedoch unter einer starken und häufig auftretenden Biegebelastung brechen können. Zudem sind Kontaktierungsstellen, die alleinig durch ein Klebeverfahren geschaffen werden, meist dünn und spröde. Diese Klebeverbindungen können den zum Teil hohen Belastungen auf dem Gebiet der Textilien nicht standhalten.The approaches to electrical contacting known from the prior art do not meet the requirements in terms of resilience, flexibility and reliability for electrical contacting for textiles in which electrical assemblies are integrated (smart textiles). In this area, high mechanical loads can occur at the electrical contact points. The conventional contacting methods known from electronics, such as soldering, crimping or welding, are only suitable for forming rigid contacting points, which, however, can break under a strong and frequently occurring bending load. In addition, contact points that are created solely by an adhesive process are usually thin and brittle. These adhesive bonds cannot withstand the sometimes high loads in the field of textiles.

Bei textilen Kontaktierungsverfahren, wie Stricken oder Nähen, kann sich zwar die Verbindungsnaht mit dem Stoff mitbewegen. Dies kann jedoch zu starken Schwankungen der mechanischen Spannung des zum textilen Kontaktieren verwendeten Garns führen. Durch eine mechanische Spannungsrelaxation des dielektrisch oder elektrisch leitfähigen Garns kann sich der Kontaktwiderstand mit der Zeit erhöhen oder die Kontaktierung insgesamt unsicher werden. Darüber hinaus bieten die textilen Kontaktierungsverfahren nur eine geringe Beständigkeit und Scheuerfestigkeit.In the case of textile bonding processes, such as knitting or sewing, the connecting seam can move with the fabric. However, this can lead to strong fluctuations in the mechanical tension of the yarn used for textile contacting. Mechanical stress relaxation of the dielectric or electrically conductive yarn can increase the contact resistance over time or make the contact unreliable overall. In addition, the textile contacting methods only offer a low level of durability and abrasion resistance.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, dass es ermöglicht, eine zuverlässige, lang anhaltende und flexible elektrische Kontaktierung für in einem Textil integrierte elektronische Baugruppen auszubilden.Proceeding from this, it is the object of the invention to provide a method that makes it possible to form a reliable, long-lasting and flexible electrical contact for electronic assemblies integrated in a textile.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren zum elektrischen Kontaktieren einer zu kontaktierenden Stelle in einem textilen Flächengebilde nach Anspruch 1 gelöst:This object is achieved with the method for electrically contacting a point to be contacted in a textile fabric according to claim 1:

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst Folgendes: Bereitstellen eines Kontaktierungsgarns, das zumindest eine elektrisch leitfähige Faser und ein aus einem schmelzfähigen Klebstoff hergestelltes Element aufweist, das zumindest teilweise entlang einer Längsrichtung der elektrisch leitfähigen Faser angeordnet ist; Anbringen des Kontaktierungsgarns mittels textilen Fügens zumindest an der zu kontaktierenden Stelle des textilen Flächengebildes; und Aktivieren des Klebstoffs zumindest an der zu kontaktierenden Stelle des textilen Flächengebildes nach dem Anbringen des Kontaktierungsgarns.The method of the present invention includes: providing a bonding yarn having at least one electrically conductive fiber and a member made of a meltable adhesive disposed at least partially along a longitudinal direction of the electrically conductive fiber; Attaching the contact yarn by means of textile joining at least at the point of the textile fabric to be contacted; and activating the adhesive at least at the location of the fabric to be contacted after attachment of the contacting yarn.

Hierdurch wird es möglich, eine elektrische Verbindung zu schaffen, die einen gewissen Grad an Flexibilität aufweist, d.h. nicht mechanisch starr ist. Außerdem ist es hierdurch ermöglicht, eine dauerhafte Verbindung zu schaffen, deren Übergangswiderstand auch unter hoher und häufig auftretender mechanischer Belastung unverändert und sicher bleibt. Durch die Verwendung des Kontaktierungsgarns kann so eine elektrische, flexible und zuverlässige Kontaktierung ausgebildet werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann an der zu kontaktierenden Stelle des textilen Flächengebildes eine formschlüssige, kraftschlüssige und stoffschlüssige Verbindung hergestellt werden.This makes it possible to create an electrical connection that has a certain degree of flexibility, i.e. is not mechanically rigid. In addition, this makes it possible to create a permanent connection whose contact resistance remains unchanged and safe even under high and frequently occurring mechanical stress. By using the contacting yarn, an electrical, flexible and reliable contact can be formed. With the method according to the invention, a positive, non-positive and material connection can be produced at the point of the textile fabric to be contacted.

Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in dem Bereitstellen, gegebenenfalls durch das Herstellen des Kontaktierungsgarns, und der Beschaffenheit des Kontaktierungsgarns. Das Kontaktierungsgarn enthält zumindest eine elektrisch leitfähige Faser, wobei ein bei Raumtemperatur fester, durch Erwärmung schmelzbarer Klebstoff zumindest teilweise entlang eine Längsrichtung des Kontaktierungsgarns angeordnet ist. Der schmelzfähige Klebstoff ist vorzugsweise ein thermoplastischer Kunststoff, zum Beispiel ein thermoplastisches Polymer, wie Polyurethan (PU), Polyethylen (PE), Polybutylenterephthalat (PBT), oder Polyamid (PA). Insbesondere ist der schmelzfähige Klebstoff elektrisch leitfähig. Dies ist insbesondere für die Qualität der elektrischen Verbindung zwischen der zu kontaktierenden Stelle und dem Kontaktierungsgarn von Vorteil. Die mindestens eine elektrisch leitfähige Faser ist vorzugsweise aus Metall, wie beispielsweise Kupfer, Silber, Gold oder Edelstahl, oder einem metallisierten Kunststoff, wie beispielsweise versilbertes oder vergoldetes Polyamid, hergestellt. Der Klebstoff kann beispielsweise durch den Eintrag von Wärme aktiviert (d.h. verflüssigt) werden. So wird es ermöglicht, das Kontaktierungsgarn an die zu kontaktierende Stelle durch textiles Fügen anzubringen, wodurch die elektrisch leitfähige Faser des Kontaktierungsgarns mit der zu kontaktierenden Stelle mechanisch in Kontakt steht und damit eine elektrische Verbindung zwischen der zu kontaktierenden Stelle und dem Kontaktierungsgarn ausgebildet wird, die anschließend durch das Aktivieren des Klebstoffs zumindest an der zu kontaktierenden Stelle des textilen Flächengebildes fixiert wird. Wenn der Klebstoff elektrisch leitfähig ist, wird durch das Aktivieren des Klebstoffs zumindest an der zu kontaktierenden Stelle des textilen Flächengebildes zwischen der elektrisch leitfähigen Faser des Kontaktierungsgarns und der zu kontaktierenden Stelle des textilen Flächengebildes ausgebildete elektrische Verbindung verbessert. Der elektrisch leitfähige Klebstoff kann dann als eine Art nicht metallisches Lot angesehen werden, das durch Erwärmung über eine Schmelztemperatur hinaus in eine flüssige, breiige, zähflüssige, gegebenenfalls auch kriechfähige Konsistenz überführbar ist. Die Schmelztemperatur liegt vorzugsweise über der Gebrauchstemperatur des Textils, d.h. z.B. über 80°C. Die mindestens eine elektrisch leitfähige Faser ist vorzugsweise aus einem formstabilen, leitfähigen Kunststoff, einer metallisierten Kunststofffaser oder einer metallischen Faser hergestellt. Er kann extrinsisch oder intrinsisch elektrisch leitfähig sein. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Faser aus einem Polymer, in welchen elektrisch leitende Füllstoffe wie Ruß, Kohlenstoff, Nanoröhren oder metallischen Partikeln, metallischen Nanopartikeln und/oder Nanoröhrchen eingebracht wurden (ein solcher Kunststoff ist extrinsisch leitfähig). Die elektrisch leitfähige Faser kann beispielsweise auch aus versilbertem Polyamid (PA) hergestellt sein. Ein intrinsisch leitfähiger Kunststoff kann zum Beispiel Poly-3,4-ethylendioxythiophen (PEDOT), dotiertes Polyacetylen (PAC), Polyanilin (PAni), Polyparaphenylen (PPP) oder dotiertes Polythiophen (PT) sein.A special feature of the method according to the invention lies in the provision, if necessary through the production of the contacting yarn, and the nature of the contacting yarn. The contacting yarn contains at least one electrically conductive fiber, wherein an adhesive which is solid at room temperature and can be melted by heating is arranged at least partially along a longitudinal direction of the contacting yarn. The meltable adhesive is preferably a thermoplastic, for example a thermoplastic polymer such as polyurethane (PU), polyethylene (PE), polybutylene terephthalate (PBT), or polyamide (PA). In particular, the hot-melt adhesive is electrically conductive. This is particularly advantageous for the quality of the electrical connection between the point to be contacted and the contacting yarn. The at least one electrically conductive fiber is preferably made of metal, such as copper, silver, gold or stainless steel, or a metalized plastic, such as silver-plated or gold-plated polyamide. The adhesive can be activated (i.e. liquefied) by applying heat, for example. This makes it possible to attach the contacting yarn to the point to be contacted by textile joining, whereby the electrically conductive fiber of the contacting yarn is in mechanical contact with the point to be contacted and thus an electrical connection is formed between the point to be contacted and the contacting yarn is then fixed by activating the adhesive at least at the point of the textile fabric to be contacted. If the adhesive is electrically conductive, the electrical connection formed between the electrically conductive fiber of the contacting yarn and the contact point of the fabric is improved by activating the adhesive at least at the point of the fabric to be contacted. The electrically conductive adhesive can then be regarded as a type of non-metallic solder which can be converted into a liquid, mushy, viscous, possibly also creepable consistency by heating above a melting temperature. The melting temperature is preferably above the service temperature of the textile, i.e. above 80°C, for example. The at least one electrically conductive fiber is preferably made from a dimensionally stable, conductive plastic, a metalized plastic fiber or a metallic fiber. It can be extrinsically or intrinsically electrically conductive. For example, the electrically conductive fiber can be made of a polymer into which electrically conductive fillers such as soot, carbon, nanotubes or metallic particles, metallic nanoparticles and/or nanotubes have been introduced (such a plastic is extrinsically conductive). The electrically conductive fiber can also be made of silver-plated polyamide (PA), for example. An intrinsically conductive plastic can be, for example, poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT), doped polyacetylene (PAC), polyaniline (PAni), polyparaphenylene (PPP) or doped polythiophene (PT).

Ein elektrisch leitfähiges Material weist beispielsweise eine Leitfähigkeit von mindestens 5 S/m, vorzugsweise von mindestens 7,5 S/m, bevorzugt von mindestens 8 S/m, besonders bevorzugt von mindestens 10·S/m auf.An electrically conductive material has, for example, a conductivity of at least 5 S/m, preferably at least 7.5 S/m, preferably at least 8 S/m, particularly preferably at least 10 S/m.

Vorzugsweise wird beim Anbringen des Kontaktierungsgarns an dem textilen Flächengebilde eine Naht erzeugt, die das Kontaktierungsgarn enthält. Durch die Naht können zu kontaktierende Stellen gezielt mit dem Kontaktierungsgarn verbunden werden. Die Nahtverbindung kann eine flexible, stabile und belastbare mechanische Verbindung zwischen dem Kontaktierungsgarn und der zu kontaktierenden Stelle erzeugen. Darüber hinaus kann die Naht vor dem Aktvieren des Klebstoffs einfach aufgetrennt werden, so dass der Kontaktierungspfad vor dem Aktivieren weiterhin veränderbar ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist sowohl eine flächige, als auch eine linienhafte oder auch eine nur punktuelle Kontaktierung möglich.Preferably, when attaching the contacting yarn to the fabric, a seam containing the contacting yarn is created. Points to be contacted can be specifically connected to the contacting yarn through the seam. The seam connection can create a flexible, stable and resilient mechanical connection between the contacting yarn and the point to be contacted. In addition, the seam can be easily separated before the adhesive is activated, so that the contacting path can still be changed before activation. With the method according to the invention, it is possible to make contact over a large area, as well as in a line, or also only at certain points.

Insbesondere wird beim Erzeugen der Naht das Kontaktierungsgarn als Ober- und/oder Unterfaden verwendet, wodurch Kontaktierungsstellen, die auf einer Oberseite und/oder auf einer Unterseite des textilen Flächengebildes angeordnet sind, gezielt kontaktiert werden können.In particular, when creating the seam, the contacting yarn is used as the upper and/or lower thread, whereby contacting points that are arranged on an upper side and/or on an underside of the textile fabric can be contacted in a targeted manner.

Es wird bevorzugt, das Aktivieren des Klebstoffs durch Erwärmung des Klebstoffs durchzuführen. Das Erwärmen kann das gesamte textile Flächengebilde oder auch einzelne Stellen des textilen Flächengebildes umfassen. Bevorzugt wird jedoch, dass zumindest die zu kontaktierende Stelle lokal erwärmt wird.It is preferable to carry out the activation of the adhesive by heating the adhesive. The heating can be the entire textile fabric or individual parts of the textile include fabric. However, it is preferred that at least the point to be contacted is heated locally.

Vorzugsweise erfolgt die Erwärmung durch einen der nachfolgenden Prozesse: Erwärmung des gesamten Textils, lokales oder flächiges Aufbringen von Heißluft; lokales oder flächiges Bestrahlen mit Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung; lokales oder flächiges Bestrahlen mit Laserlicht; lokale oder flächige dielektrische Erwärmung; Ultraschalleinwirkung mittels Sonotrode; lokales oder flächiges Thermopressen, z.B. mit einem Stempel, dessen Temperatur die Schmelztemperatur des Kontaktierungsgarns übersteigt.The heating is preferably carried out by one of the following processes: heating of the entire textile, local or area application of hot air; local or area irradiation with ultraviolet or infrared radiation; local or area irradiation with laser light; local or area dielectric heating; exposure to ultrasound by means of a sonotrode; Local or area thermopressing, e.g. with a stamp whose temperature exceeds the melting temperature of the contacting yarn.

Insbesondere umfasst das Verfahren ferner ein Aushärten des Klebstoffs nach dem Aktivieren. Das Aushärten kann beispielsweise durch ein aktives Abkühlen des Klebstoffs oder durch ein passives Abkühlenlassen erreicht werden.In particular, the method further includes curing the adhesive after activation. Curing can be achieved, for example, by actively cooling the adhesive or by allowing it to cool passively.

In einer Ausführungsform umfasst das Bereitstellen des Kontaktierungsgarns ein Herstellen des Kontaktierungsgarns, wobei das Herstellen folgende Schritte enthält:

- Herstellen einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Fasern; und
- Beschichten der Fasern mit dem Klebstoff.

In one embodiment, providing the contacting yarn includes producing the contacting yarn, the production including the following steps:

- preparing a plurality of electrically conductive fibers; and
- Coating the fibers with the adhesive.

Zusätzlich oder alternativ umfasst das Herstellen des Kontaktierungsgarns folgende Schritte:

- Herstellen einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Fasern; und
- Herstellen einer Vielzahl von Fasern aus dem Klebstoff.

Additionally or alternatively, the production of the contacting yarn includes the following steps:

- preparing a plurality of electrically conductive fibers; and
- Making a variety of fibers from the glue.

Vorzugsweise sind die elektrisch leitfähigen Fasern nicht mit dem Klebstoff beschichtet.Preferably, the electrically conductive fibers are not coated with the adhesive.

Alternativ oder zusätzlich umfasst das Herstellen des Kontaktierungsgarn folgende Schritte:

- Herstellen einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Fasern; und
- Herstellen einer Vielzahl von Mehrkomponentenfasern, deren Mantel den Klebstoff enthält;
- Herstellen einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Fasern.

Alternatively or additionally, the production of the contacting yarn includes the following steps:

- preparing a plurality of electrically conductive fibers; and
- preparing a multiplicity of multi-component fibers whose sheath contains the adhesive;
- Manufacture a variety of electrically conductive fibers.

Die Mehrkomponentenfasern sind vorzugsweise Bikomponentenfasern, deren Mantel den Klebstoff enthält.The multicomponent fibers are preferably bicomponent fibers whose sheath contains the adhesive.

Insbesondere umfasst das Herstellen des Kontaktierungsgarns ein Kombinieren der zuvor genannten Fasern zu einem Kontaktierungsgarn. Das Kombinieren kann beispielsweise ein Umwinden, Umzwirnen, verdrillen, oder Verspinnen umfassen.In particular, the production of the contacting yarn includes combining the aforementioned fibers into a contacting yarn. Combining can include, for example, twisting, twisting, twisting, or spinning.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Kontaktierungsgarn an der zu kontaktierenden Stelle beim Aktivieren auf eine Temperatur zwischen 60°C und 270°C erhitzt, vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 105°C und 220°C, weiter bevorzugt auf eine Temperatur 105° und 190°C sowie besonders bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 120°C und 160°C. In diesem Temperaturbereich kann der Klebstoff aktiviert werden, ohne dass die elektrisch leitfähigen Fasern erweichen.In a preferred embodiment, the contacting yarn is heated to a temperature between 60°C and 270°C at the point to be contacted during activation, preferably to a temperature between 105°C and 220°C, more preferably to a temperature of 105°C and 190°C C and particularly preferably at a temperature between 120°C and 160°C. The adhesive can be activated in this temperature range without the electrically conductive fibers softening.

Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem mit dem Kontaktierungsgarn zum elektrischen Kontaktieren der zu kontaktierenden Stelle nach Anspruch 12 gelöst:The object of the invention is also achieved with the contacting yarn for electrically contacting the point to be contacted according to claim 12:

Das erfindungsgemäße Kontaktierungsgarn weist zumindest eine elektrisch leitfähige Faser und zumindest ein aus einem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen, Klebstoff hergestelltes Element auf, das zumindest teilweise entlang einer Längsrichtung des Kontaktierungsgarns angeordnet ist.The contacting yarn according to the invention has at least one electrically conductive fiber and at least one element made from a preferably electrically conductive adhesive which is arranged at least partially along a longitudinal direction of the contacting yarn.

Sämtliche Merkmale und Vorteile, die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere bezüglich des Herstellens des Kontaktierungsgarns, beschrieben wurden, sind ebenso auf das erfindungsgemäße Kontaktierungsgarn anwendbar.All of the features and advantages that have been described with regard to the method according to the invention, in particular with regard to the production of the contacting yarn, are also applicable to the contacting yarn according to the invention.

Vorzugsweise ist das aus einem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen, Klebstoff bestehende Element des Kontaktierungsgarns wie folgt ausgestaltet:

- als eine Beschichtung der mindestens einen elektrisch leitfähigen Faser, wobei die Beschichtung zumindest teilweise entlang der Längsrichtung des Kontaktierungsgarns angeordnet ist; und/oder
- als eine Vielzahl von Fasern aus dem elektrisch leitfähigen Kunststoff; und/oder
- als eine aus dem Klebstoff hergestellte Ummantelung einer Vielzahl von Mehrkomponentenfasern, wobei die Ummantelung zumindest teilweise entlang einer Längsrichtung des Kontaktierungsgarns angeordnet ist.

The element of the contacting yarn, which consists of a preferably electrically conductive adhesive, is preferably configured as follows:

- as a coating of the at least one electrically conductive fiber, wherein the coating is arranged at least partially along the longitudinal direction of the contacting yarn; and or
- as a plurality of fibers of the electrically conductive plastic; and or
- as a sheath made from the adhesive of a plurality of multi-component fibers, the sheath being arranged at least partially along a longitudinal direction of the contacting yarn.

Es wird bevorzugt, dass die mindestens eine elektrisch leitfähige Faser eine Schmelztemperatur höher als die des Klebstoffs aufweist. Dies ermöglicht es den Klebstoff zu aktivieren, ohne dass die elektrisch leitfähige Faser forminstabil wird. Der elektrisch leitfähige Kunststoff kann alternativ auch ein intrinsisch leitfähiger Kunststoff sein. Der elektrisch leitfähige Klebstoff kann eine thermoplastische Primärmatrix mit elektrisch leitfähigen Füllstoffen enthalten.It is preferred that the at least one electrically conductive fiber has a melting temperature higher than that of the adhesive. This allows the adhesive to activate without the electrically conductive fiber becoming dimensionally unstable. The Alternatively, electrically conductive plastic can also be an intrinsically conductive plastic. The electrically conductive adhesive can contain a thermoplastic primary matrix with electrically conductive fillers.

Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch die Verwendung des Kontaktierungsgarns gemäß der obigen Art als elektrischer Leiter und/oder als Sensor gelöst, nachdem eine elektrische Kontaktstelle in einem textilen Flächengebilde mit dem Verfahren gemäß der obigen Art ausgebildet wurde.Furthermore, the object according to the invention is achieved by using the contacting yarn according to the above type as an electrical conductor and/or as a sensor after an electrical contact point has been formed in a textile fabric using the method according to the above type.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Weiterbildungen oder Details der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, der Beschreibung sowie aus den Ansprüchen. Es zeigen:

1a eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kontaktierungsgarns;
1b eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kontaktierungsgarns;
1c eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kontaktierungsgarns;
2a, 2b einen Querschnitt einer zu konvertierenden Stelle eines textilen Flächengebildes vor und nach dem aktivieren des Klebstoffs;
3a, 3b einen Querschnitt der zu kontaktierenden Stelle eines textilen Flächengebildes vor und nach dem Aktivieren des Klebstoffs;
4a, 4b einen Querschnitt eines weiteren Beispiels einer zu kontaktierenden Stelle in einem textilen Flächengebilde vor und nach dem Aktivieren des Klebstoffs;
5a eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels, bei welchem ein textiler Sensor in einem textilen Flächengebilde kontaktiert wird;
5b eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei welchem ein in ein textiles Flächengebilde eingewobener Draht kontaktiert wird.

Further details of advantageous developments or details of the invention result from the drawings, the description and the claims. Show it:

1a a schematic view of an embodiment of the contacting yarn according to the invention;
1b a schematic view of a further embodiment of the contacting yarn according to the invention;
1c a schematic view of a further embodiment of the contacting yarn according to the invention;
2a , 2 B a cross section of a point to be converted of a textile fabric before and after activating the adhesive;
3a , 3b a cross-section of the site to be contacted on a fabric before and after activation of the adhesive;
4a , 4b a cross section of another example of a point to be contacted in a fabric before and after activation of the adhesive;
5a a schematic view of an embodiment in which a textile sensor is contacted in a textile fabric;
5b a schematic view of a further embodiment in which a wire woven into a textile fabric is contacted.

1a zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktierungsgarns 3. Das Kontaktierungsgarn 3 weist eine Vielzahl von Fasern 18 auf, die miteinander verzwirnt sind. In 1a weist das Kontaktierungsgarn 3 acht Fasern 18 auf, die miteinander verzwirnt sind. Die Fasern 18 können aus einem elektrisch leitfähigen Klebstoff 11 hergestellt sein. In diesem Beispiel sind alle Fasern 18 des Kontaktierungsgarns 3 elektrisch leitfähige Fasern 4. Entlang der Längsrichtung L des Kontaktierungsgarns 3 können die Fasern mit einem elektrisch leitfähigen, bei Zimmertemperatur festen Klebstoff 11 zumindest teilweise beschichtet sein. In 1a weist jede der elektrisch leitfähigen Fasern 4 einen Beschichtung 14 aus elektrisch leitfähigem Klebstoff 11 auf. Die Anzahl der elektrisch leitfähigen Fasern 4, die mit einer Beschichtung 14 versehen sind kann variiert werden, wodurch es möglich ist, die Menge des elektrisch leitfähigen Klebstoffs zu dosieren. Beispielsweise kann von den elektrisch leitfähigen Fasern 4 nur die Hälfte, ein Viertel, ein Achtel oder ein sonstiger Bruchteil der Fasern mit einer Beschichtung 14 versehen sein. 1a shows an exemplary embodiment of the contacting yarn 3 according to the invention. The contacting yarn 3 has a multiplicity of fibers 18 which are twisted together. In 1a the contacting yarn 3 has eight fibers 18 which are twisted together. The fibers 18 can be made of an electrically conductive adhesive 11 . In this example, all fibers 18 of the contacting yarn 3 are electrically conductive fibers 4. Along the longitudinal direction L of the contacting yarn 3, the fibers can be at least partially coated with an electrically conductive adhesive 11 that is solid at room temperature. In 1a each of the electrically conductive fibers 4 has a coating 14 of electrically conductive adhesive 11 . The number of electrically conductive fibers 4 that are provided with a coating 14 can be varied, making it possible to dose the amount of electrically conductive adhesive. For example, only half, a quarter, an eighth or some other fraction of the fibers of the electrically conductive fibers 4 can be provided with a coating 14 .

In 1b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktierungsgarns 3 abgebildet. In diesem Beispiel weist das Kontaktierungsgarn 3 acht Fasern 18 auf, wobei vier der acht Fasern 18 elektrisch leitfähige Fasern 4 sind. Die übrigen vier Fasern 9 sind in diesem Beispiel aus dem elektrisch leitfähigen Klebstoff 11 hergestellt oder mit einem solchen versehen. Es ergibt sich in diesem Beispiel somit ein Verhältnis von elektrisch leitfähigen Fasern 4 zu aus dem elektrisch leitfähigen Klebstoff 11 hergestellten Fasern 9 von 1:1 (50 %). Dieses Verhältnis zwischen den beiden Typen von Fasern 18 kann je nach Anforderung an die Klebstoffmenge und die Leitfähigkeit verändert werden.In 1b another exemplary embodiment of the contacting yarn 3 according to the invention is shown. In this example, the contacting yarn 3 has eight fibers 18, four of the eight fibers 18 being electrically conductive fibers 4. In this example, the remaining four fibers 9 are made of the electrically conductive adhesive 11 or are provided with such an adhesive. In this example, the ratio of electrically conductive fibers 4 to fibers 9 produced from the electrically conductive adhesive 11 is 1:1 (50%). This ratio between the two types of fibers 18 can be varied depending on the amount of adhesive and conductivity required.

In 1c ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktierungsgarns 3 gezeigt. In diesem Beispiel weist das Kontaktierungsgarn 3 ebenfalls acht Fasern 18 auf. Von den acht Fasern 18 sind vier Fasern 4 elektrisch leitfähig ausgestaltet. Außerdem weist das Kontaktierungsgarn 3 aus 1c vier Mehrkomponentenfasern 10 auf. Die Mehrkomponentenfasern10 weisen eine Ummantelung 19 aus einem elektrisch leifähigen Klebstoff 11 auf. In diesem Beispiel handelt es sich somit bei den Mehrkomponentenfasern um Bikomponentenfasern. Auch hier ist die Anzahl der Fasern und somit das Verhältnis von elektrisch leifähigen Fasern 4 zu Mehrkomponentenfaser 10 veränderbar. Darüber hinaus kann die Anzahl der Mehrkomponentenfasern 10 verändert werden, die mit einer Ummantelung 19 aus elektrisch leitfähigem Klebstoff 11 versehen sind. Alternativ sind, wie im Beispiel aus 1a, nicht die Mehrkomponentenfasern 10 mit dem elektrisch leitfähigen Klebstoff 11 beschichtet, sondern die elektrisch leitfähigen Fasern 4. Ferner ist es möglich, sowohl zumindest einen Teil der Mehrkomponentenfasern 10 als auch zumindest einen Teil der elektrisch leitfähigen Fasern 4 mit einer Beschichtung oder Ummantelung aus elektrisch leitfähigen Klebstoff 11 zu versehen.In 1c another exemplary embodiment of the contacting yarn 3 according to the invention is shown. In this example, the contacting yarn 3 also has eight fibers 18 . Of the eight fibers 18, four fibers 4 are designed to be electrically conductive. In addition, the contacting yarn 3 1c four multi-component fibers 10 on. The multi-component fibers 10 have a sheath 19 made from an electrically conductive adhesive 11 . In this example, the multicomponent fibers are therefore bicomponent fibers. Here, too, the number of fibers and thus the ratio of electrically conductive fibers 4 to multi-component fibers 10 can be changed. In addition, the number of multi-component fibers 10 that are provided with a sheath 19 of electrically conductive adhesive 11 can be changed. Alternatively, as in the example 1a , not the multi-component fibers 10 coated with the electrically conductive adhesive 11, but the electrically conductive fibers 4. It is also possible to coat both at least part of the multi-component fibers 10 and at least part of the electrically conductive fibers 4 with a coating or sheathing of electrically conductive Adhesive 11 to provide.

2a zeigt einen Querschnitt einer zu kontaktierenden Stelle 2 in einem textilen Flächengebilde 1 vor dem Aktivieren VS3 des Klebstoffs 11. In diesem Beispiel ist die zu kontaktierende Stelle 2 ein Draht 12. Der Draht 12 verläuft an einer Oberseite 16 des textilen Flächengebildes 1. Das Kontaktierungsgarn 3 ist bereits an dem textilen Flächengebilde 1 angenäht (Verfahrensschritt VS2), wobei das Kontaktierungsgarn 3 als Oberfaden 7 in der beim Anbringen VS2 entstandenen Naht 6 verwendet wird. Das Kontaktierungsgarn 3 kann auch als Unterfaden 8 oder als Ober- und Unterfaden 7, 8 der beim Anbringen VS2 entstehenden Naht 6 verwendet werden, beispielsweise wenn der zu kontaktierende Draht 12 an einer Unterseite 17 des Flächengebildes 1 angeordnet ist. Im rechten oberen Bereich von 2a ist der dazugehörige Querschnitt Q des Kontaktierungsgarns 3 schematisch dargestellt. Das in diesem Beispiel verwendete Kontaktierungsgarn 3 weist sieben elektrisch leitfähige Fasern 4 auf, die eine Beschichtung 14 aus elektrisch leitfähigem Klebstoff 11 enthalten. 2a shows a cross section of a point 2 to be contacted in a textile fabric 1 before the activation VS3 of the adhesive 11. In this example, the point 2 to be contacted is a wire 12. The wire 12 runs on an upper side 16 of the textile fabric 1. The contacting yarn 3 is already sewn onto the textile fabric 1 (method step VS2), the contacting yarn 3 being used as the upper thread 7 in the seam 6 created during attachment VS2. The contacting yarn 3 can also be used as the lower thread 8 or as the upper and lower threads 7, 8 of the seam 6 created when the VS2 is attached, for example if the wire 12 to be contacted is arranged on an underside 17 of the fabric 1. In the upper right area of 2a the associated cross section Q of the contacting yarn 3 is shown schematically. The contacting yarn 3 used in this example has seven electrically conductive fibers 4 which contain a coating 14 of electrically conductive adhesive 11 .

In 2b ist das Beispiel aus 2a nach dem Aktivieren VS3 des Klebstoffs 11 abgebildet. Der elektrisch leitfähige Klebstoff 11 hat sich nun in einem Zwischenraum 15 zwischen dem Kontaktierungsgarn 3 und dem zu kontaktierenden Draht 12 angesammelt. Es ist nun eine elektrische Verbindung zwischen den elektrisch leitfähigen Fasern 4 des Kontaktierungsgarns 3 und dem Draht 12 ausgebildet. Im rechten oberen Bereich von 2b ist der dazugehörige Querschnitt Q des Kontaktierungsgarns 3 abgebildet. Der elektrisch leitfähige Klebstoff 11 aus der Beschichtung 14 der einzelnen elektrisch leitfähigen Fasern 4 ist mit einer Wärmebehandlung aktiviert worden, so dass der Klebstoff 11 zumindest während des Aktivierens VS3 verflüssig wurde. Nach dem Aktivieren VS3 des Klebstoffs 11 härtet der Klebstoff 11 aus. Dies kann beispielsweise durch ein aktives oder auch passives Abkühlen VS4, z.B. durch Auflegen oder Aufdrücken eines kühlen Gegenstandes auf die Stelle mit dem geschmolzenen Klebstoff 11 unterstützt werden. In 2b ist der Zwischenraum 15 zwischen dem elektrischen Draht 12 und dem Kontaktierungsgarn 3 mit ausgehärtetem elektrisch leitfähigen Klebstoff 11 gefüllt.In 2 B is the example off 2a after activation VS3 of the adhesive 11 shown. The electrically conductive adhesive 11 has now accumulated in a gap 15 between the contacting yarn 3 and the wire 12 to be contacted. An electrical connection is now formed between the electrically conductive fibers 4 of the contacting yarn 3 and the wire 12 . In the upper right area of 2 B the associated cross section Q of the contacting yarn 3 is shown. The electrically conductive adhesive 11 from the coating 14 of the individual electrically conductive fibers 4 has been activated with a heat treatment, so that the adhesive 11 was liquefied at least during the activation VS3. After the activation VS3 of the adhesive 11, the adhesive 11 hardens. This can be supported, for example, by active or passive cooling VS4, for example by placing or pressing a cool object on the spot with the melted adhesive 11. In 2 B the space 15 between the electric wire 12 and the contacting yarn 3 is filled with hardened electrically conductive adhesive 11 .

In 3a ist ein Querschnitt der zu kontaktierenden Stelle 2 eines textilen Flächengebildes 1 vor dem Aktivieren VS3 des Klebstoffs 11 abgebildet. Das Kontaktierungsgarn 3 ist in diesem Beispiel wieder als Oberfaden 7 beim Anbringen VS2 des Kontaktierungsgarns 3 verwendet worden. Der Oberfaden 7 und der Unterfaden 8 bilden zusammen die Naht 6. Das Kontaktierungsgarn 3 weist sieben Fasern 18 auf, von denen drei Fasern 9 aus einem elektrisch leitfähigen Klebstoff 11 hergestellt sind. Die vier weiteren Fasern sind elektrisch leitfähige Fasern 4. Im rechten oberen Bereich von 3a ist der dazugehörige Querschnitt Q des Kontaktierungsgarns 3 abgebildet.In 3a a cross-section of the point 2 of a textile fabric 1 to be contacted is shown before the adhesive 11 is activated VS3. In this example, the contacting yarn 3 has again been used as the upper thread 7 when the contacting yarn 3 is attached VS2. The upper thread 7 and the lower thread 8 together form the seam 6. The contacting yarn 3 has seven fibers 18, three of which fibers 9 are made of an electrically conductive adhesive 11. The four other fibers are electrically conductive fibers 4. In the upper right area of 3a the associated cross section Q of the contacting yarn 3 is shown.

In 3b zeigt das Beispiel aus 3a nach dem Aktivieren VS3 und Aushärten VS4 des Klebstoffs 11. Die Fasern 9, die aus dem elektrisch leitfähigen Klebstoff 11 hergestellt sind, wurden durch das Aktivieren VS3 verflüssigt, so dass der Klebstoff 11 in den Zwischenraum 15 zwischen Kontaktierungsgarn 3 und dem Draht 12 geflossen und ausgehärtet ist. Im rechten oberen Bereich von 3b ist der dazugehörige Querschnitt Q des Kontaktierungsgarns 3 abgebildet.In 3b shows the example 3a after activation VS3 and curing VS4 of the adhesive 11. The fibers 9, which are made of the electrically conductive adhesive 11, were liquefied by the activation VS3, so that the adhesive 11 flowed into the gap 15 between the contacting yarn 3 and the wire 12 and has hardened. In the upper right area of 3b the associated cross section Q of the contacting yarn 3 is shown.

In 4a ist ein weiterer Querschnitt einer zu kontaktierenden Stelle 2 in einem textilen Flächengebilde 1 vor dem Aktivieren VS3 des Klebstoffs 11 abgebildet. In diesem Beispiel weist das Kontaktierungsgarn 3 vier elektrisch leitfähige Fasern 4 auf. Zusätzlich weist das Kontaktierungsgarn 3 drei Mehrkomponentenfasern 10 auf, die eine Ummantelung 19 aus elektrisch leitfähigen Klebstoff 11 enthalten. Im rechten oberen Bereich von 4a ist der dazugehörige Querschnitt Q des Kontaktierungsgarns 3 abgebildet.In 4a Another cross section of a point 2 to be contacted in a textile fabric 1 before activation VS3 of the adhesive 11 is shown. In this example, the contacting yarn 3 has four electrically conductive fibers 4 . In addition, the contacting yarn 3 has three multi-component fibers 10 that contain a sheath 19 of electrically conductive adhesive 11 . In the upper right area of 4a the associated cross section Q of the contacting yarn 3 is shown.

In 4b ist der Querschnitt aus 4a abgebildet, nachdem der Klebstoff 11 aktiviert wurde und ausgehärtet ist (Verfahrensschritte VS3 und VS4). Der elektrisch leitfähige Klebstoff 11 aus der Ummantelung 19 der Mehrkomponentenfasern 10 ist in den Zwischenraum 15 zwischen Kontaktierungsgarn 3 und Draht 12 geflossen und ausgehärtet. Im rechten oberen Bereich von 4b ist der dazugehörige Querschnitt Q des Kontaktierungsgarns 3 abgebildet.In 4b the cross section is off 4a shown after the adhesive 11 has been activated and has cured (method steps VS3 and VS4). The electrically conductive adhesive 11 from the sheath 19 of the multi-component fibers 10 has flowed into the space 15 between the contacting yarn 3 and the wire 12 and has hardened. In the upper right area of 4b the associated cross section Q of the contacting yarn 3 is shown.

Bei allen vorbeschriebenen Beispielen kann das Kontaktierungsgarn 3 außer den genannten vier auch jede andere Anzahl elektrisch leitfähiger Fasern 4 aufweisen.In all the examples described above, the contacting yarn 3 can also have any other number of electrically conductive fibers 4 in addition to the four mentioned.

In 5a ist eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht, bei welchem ein textiler Sensor 13 in einem textilen Flächengebilde 1 eingearbeitet ist, beispielsweise durch Einweben oder Annähen. Der textile Sensor 13 weist zwei zu kontaktierende Stellen 2 auf. In 5a werden die zu kontaktierenden Stellen 2 des Sensors 13 zunächst mechanisch mit dem Kontaktierungsgarn 3 in Kontakt gebracht, indem mit dem Kontaktierungsgarn 3 eine Naht 6 an dem textilen Flächengebilde 1 angebracht wird (Verfahrensschritt VS2). Nach dem Anbringen VS2 des Kontaktierungsgarns 3 an der zu kontaktierenden Stelle 2 wird der im Kontaktierungsgarn 3 enthaltene Klebstoff 11 zumindest an der zu kontaktierenden Stelle 2 z.B. thermisch aktiviert (Verfahrensschritt VS3). Durch das Aktivieren VS3 wird die zu kontaktierende Stelle 2 des Sensors 13 elektrisch kontaktiert.In 5a a schematic view of an embodiment is illustrated, in which a textile sensor 13 is incorporated into a textile fabric 1, for example by weaving or sewing. The textile sensor 13 has two points 2 to be contacted. In 5a the points 2 of the sensor 13 to be contacted are first brought into mechanical contact with the contacting yarn 3 by a seam 6 being attached to the textile fabric 1 with the contacting yarn 3 (method step VS2). After the attachment VS2 of the contacting yarn 3 at the point 2 to be contacted, the adhesive 11 contained in the contacting yarn 3 is activated, for example thermally, at least at the point 2 to be contacted (method step VS3). The point 2 of the sensor 13 to be contacted is electrically contacted by the activation VS3.

In 5b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel abgebildet. Die zu kontaktierende Stelle 2 in 5b ist ein Draht 12, der in das textile Flächengebilde 1 eingewebt ist. In diesem Beispiel wird der Draht 12 durch eine Naht 6, die das Kontaktierungsgarn 3 aufweist, zunächst mechanisch angebracht (Verfahrensschritt VS2). Die Naht 6 kreuzt den zu kontaktierenden Draht 12. Nach dem Anbringen VS2 des Kontaktierungsgarns 3 durch das Herstellen der Naht 6 ist nun der elektrisch leitfähige Klebstoff 11, der Bestandteil des Kontaktierungsgarns 3 ist an der zu kontaktierenden Stelle 2 vorhanden. Der elektrisch leitfähige Klebstoff 11 kann anschließend aktiviert werden, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der elektrisch leifähigen Faser 4 des Kontaktierungsgarns 3 und dem elektrisch leitfähigen Draht 12 ausgebildet wird.In 5b another embodiment is shown. The location to be contacted 2 in 5b is a wire 12 which is woven into the textile fabric 1. In this example, the Wire 12 is first mechanically attached by a seam 6, which has the contacting yarn 3 (method step VS2). The seam 6 crosses the wire 12 to be contacted. After the attachment VS2 of the contacting yarn 3 by producing the seam 6, the electrically conductive adhesive 11 is now present, the component of the contacting yarn 3 is present at the point 2 to be contacted. The electrically conductive adhesive 11 can then be activated, as a result of which an electrical connection between the electrically conductive fiber 4 of the contacting yarn 3 and the electrically conductive wire 12 is formed.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen wird das Aktivieren des Klebstoffs des Kontaktierungsgarns 3 durch Erwärmung und zumindest bereichsweises Schmelzen und Wiedererstarren des Klebstoffs bewirkt, der in dem Kontaktierungsgarn 3 enthalten ist oder aus dem Kontaktierungsgarn 3 besteht. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass die Aktivierung des Klebstoffs durch anderweitige Einflussnahmen, z.B. durch lokales Aufbringen flüchtiger Lösungsmittel oder dergleichen erfolgt.In all of the described embodiments, the adhesive of the contacting yarn 3 is activated by heating and at least regionally melting and resolidifying the adhesive that is contained in the contacting yarn 3 or consists of the contacting yarn 3 . However, it can also be provided that the activation of the adhesive takes place through other influences, e.g. through the local application of volatile solvents or the like.

Das insoweit beschriebene Verfahren und das Kontaktierungsgarn 3 zum Kontaktieren einer zu kontaktierenden Stelle 2 in einem textilen Flächengebilde 1 arbeitet wie folgt:The method described so far and the contacting yarn 3 for contacting a point 2 to be contacted in a textile fabric 1 works as follows:

Das Kontaktierungsgarn 3 wird auf das textile Flächengebilde 1 genäht. Das textile Flächengebilde 1 kann beispielsweise ein Gestrick, ein Gewirk, ein Gewebe, ein Filz, ein Vlies, ein Tufting, ein Geflecht, ein Netz oder auch ein Bobinet sein, in welchem elektrische und/oder elektronische Bauteile integriert sind, wie Leiterbahnen, zum Beispiel als Drähte, Litze oder gedruckte Leiterbahnen oder elektrisch leitfähige Garne, Sensoren, Light-Emitting-Dioden (LED), aktive und passive Radio-Frequency-Identification (RFID) Transponder, Sendern und/oder Empfängern. Es ist außerdem möglich, dass mehrschichtige textile Flächengebilde 1 verwendet werden, bei welchen auf mehreren textilen Ebenen unterschiedliche elektronische Bauteile integriert sein können. Z.B. kann das textile Flächengebilde 1 Teil eines Bekleidungsprodukts sein, wie beispielsweise einer Feuerwehrjacke, einer Polizeijacke, einer Sportjacke oder dergleichen. Darüber hinaus kann das textile Flächengebilde 1 in medizinischen Produkten eingesetzt werden, beispielsweise als Teil eines Pflasters mit integrierter Sensorik (z.B. einem Feuchtigkeitssensor) oder als Teil eines Kompressionsstrumpfes mit integrierter Sensorik (z.B. mit integrierten Dehnmessstreifen). Bei allen vorgeschriebenen Ausführungsformen kann das Kontaktierungsgarn 3 als ein Garn, ein Faden, ein gezwirnter Faden, ein Zwirn, oder Flechtgebilde ausgebildet sein, welches zumindest eine elektrisch leitfähige Faser 4 und ein aus elektrisch leitfähigem Klebstoff 11 hergestelltes Element 5 aufweist. Das Kontaktierungsgarn 3 wird an dem textilen Flächengebilde 1 angenäht und der Klebstoff 11 in dem Kontaktierungsgarn 3 wird zumindest an der zu kontaktierenden Stelle 2 verflüssigt und anschließend ausgehärtet, so dass die Stelle 2 durch das Kontaktierungsgarn 3 elektrisch kontaktiert ist. Das Kontaktierungsgarn 3 kann nun als elektrischer Leiter verwendet werden, der an der elektrischen Kontaktstelle 2 angeschlossen ist. So kann nun die ausgebildete Kontaktstelle 2 über das Kontaktierungsgarn 3 mit elektrischen Spannungen und/oder Strömen beaufschlagt werden, beispielsweise um einen textilen Sensor 13 oder Transponder mit Betriebsspannung zu versorgen. Es ist auch möglich elektrische Spannungen und/oder Ströme über ein oder mehrere Kontaktierungsgarne 3 nach dem kontaktieren der elektrischen Stellen 2 abzugreifen, beispielsweise um Sensorsignale auszuwerten.The contacting yarn 3 is sewn onto the textile fabric 1 . The textile fabric 1 can be, for example, a knitted fabric, a knitted fabric, a woven fabric, a felt, a fleece, a tufting, a braid, a net or a bobbinet, in which electrical and/or electronic components are integrated, such as conductor tracks, for example Example as wires, strands or printed conductors or electrically conductive threads, sensors, light-emitting diodes (LED), active and passive radio frequency identification (RFID) transponders, transmitters and/or receivers. It is also possible that multi-layer textile fabrics 1 are used, in which different electronic components can be integrated on several textile levels. For example, the fabric 1 can be part of a clothing product such as a firefighter jacket, police jacket, sports jacket or the like. In addition, the textile fabric 1 can be used in medical products, for example as part of a plaster with integrated sensors (e.g. a moisture sensor) or as part of a compression stocking with integrated sensors (e.g. with integrated strain gauges). In all the prescribed embodiments, the contacting yarn 3 can be designed as a yarn, a thread, a twisted thread, a twine, or a braided structure, which has at least one electrically conductive fiber 4 and an element 5 made of electrically conductive adhesive 11 . The contacting yarn 3 is sewn onto the textile fabric 1 and the adhesive 11 in the contacting yarn 3 is liquefied at least at the point 2 to be contacted and then hardened, so that the point 2 is electrically contacted by the contacting yarn 3 . The contacting thread 3 can now be used as an electrical conductor that is connected to the electrical contact point 2 . Electrical voltages and/or currents can now be applied to the formed contact point 2 via the contacting yarn 3, for example in order to supply operating voltage to a textile sensor 13 or transponder. It is also possible to tap electrical voltages and/or currents via one or more contacting yarns 3 after contacting the electrical points 2, for example in order to evaluate sensor signals.

Das erfindungsgemäße Kontaktierungsgarn 3 zum elektrischen Kontaktieren einer zu kontaktierenden Stelle 2 in einem textilen Flächengebilde 1 weist zumindest eine elektrisch leitfähige Faser 4 und zumindest ein aus einem elektrisch leitfähigen Klebstoff 11 hergestelltes Element auf, das zumindest teilweise entlang einer Längsrichtung L des Kontaktierungsgarns angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zum elektrischen Kontaktieren umfasst ein Bereitstellen VS1 des erfindungsgemäßen Kontaktierungsgarns 3 und ein mittels textilem Fügen Anbringen VS2 des Kontaktierungsgarns an der zu kontaktierenden Stelle 2 des textilen Flächengebildes 1. Der Klebstoff 11 im Kontaktierungsgarn 3 wird anschließend zumindest an der zu kontaktierenden Stelle 2 des textilen Flächengebildes 1 nach dem Anbringen VS2 aktiviert (Verfahrensschritt VS3).The contacting yarn 3 according to the invention for electrically contacting a point 2 to be contacted in a textile fabric 1 has at least one electrically conductive fiber 4 and at least one element made of an electrically conductive adhesive 11, which is arranged at least partially along a longitudinal direction L of the contacting yarn. The method according to the invention for electrical contacting comprises providing VS1 the contacting yarn 3 according to the invention and attaching the contacting yarn VS2 by means of textile joining to the point 2 of the textile fabric 1 to be contacted. The adhesive 11 in the contacting yarn 3 is then applied at least to the point 2 to be contacted of the Textile fabric 1 activated after attachment VS2 (method step VS3).

BezugszeichenlisteReference List

11: textiles Flächengebildetextile fabric
22: zu kontaktierende Stelleplace to be contacted
33: Kontaktierungsgarncontacting yarn
44: elektrisch leitfähige Faserelectrically conductive fiber
55: aus einem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen, Klebstoff hergestelltes Element des Kontaktierungsgarnsan element of the contacting yarn made from a preferably electrically conductive adhesive
66: Nahtseam
77: Oberfaden einer Nahtupper thread of a seam
88th: Unterfaden einer Nahtlower thread of a seam
99: aus einem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen, Klebstoff hergestellte Fasermade of a preferably electrically conductive adhesive fiber
1010: Mehrkomponentenfaser (Bikomponentenfaser)Multi-component fiber (bi-component fiber)
1111: elektrisch leitfähiger Klebstoffelectrically conductive adhesive
1212: Drahtwire
1313: Textilsensortextile sensor
1414: Beschichtung einer elektrisch leitfähigen FaserCoating of an electrically conductive fiber
1515: Zwischenraum zwischen Kontaktierungsgarn und DrahtSpace between contacting yarn and wire
1616: Oberseite des textilen FlächengebildesTop of the textile fabric
1717: Unterseite des textilen FlächengebildesUnderside of the textile fabric
1818: Vielzahl von Fasern des KontaktierungsgarnsMultiplicity of fibers of the contacting yarn
1919: Ummantelung einer MehrkomponentenfaserCoating of a multi-component fiber
LL: Längsrichtung des KontaktierungsgarnsLongitudinal direction of the contacting yarn
QQ: Querschnitt des KontaktierungsgarnsCross section of the contacting yarn
VS1VS1: Herstellen eines KontaktierungsgarnsManufacturing a contacting yarn
VS2VS2: Anbringen des Kontaktierungsgarns mittels textilem Fügen (Annähen)Attachment of the contacting yarn by means of textile joining (sewing)
VS3VS3: Aktivieren des Klebstoffs (Erwärmung)Activating the adhesive (heating)
VS4vs4: Abkühlen des Klebstoffscooling of the adhesive

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102015007157 A1 [0003, 0005]DE 102015007157 A1 [0003, 0005]
DE 102019101375 A1 [0003]DE 102019101375 A1 [0003]
DE 102019126607 A1 [0006]DE 102019126607 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum elektrischen Kontaktieren einer zu kontaktierenden Stelle (2) in einem textilen Flächengebilde (1), umfassend: - Bereitstellen (VS1) eines Kontaktierungsgarns (3), das zumindest eine elektrisch leitfähige Faser (4) und ein aus einem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen, Klebstoff (11) hergestelltes Element (5) aufweist, das zumindest teilweise entlang einer Längsrichtung (L) des Kontaktierungsgarns (3) angeordnet ist; - Anbringen (VS2) des Kontaktierungsgarns (3) mittels textilem Fügen zumindest an der zu kontaktierenden Stelle (2) des textilen Flächengebildes (1); und - Aktivieren (VS3) des Klebstoffs (11) zumindest an der zu kontaktierenden Stelle (2) des textilen Flächengebildes (1) nach dem Anbringen (VS2) des Kontaktierungsgarns (3).Method for electrically contacting a point (2) to be contacted in a textile fabric (1), comprising: - Providing (VS1) a contacting yarn (3) which has at least one electrically conductive fiber (4) and an element (5) made from a preferably electrically conductive adhesive (11) which is at least partially aligned along a longitudinal direction (L) of the Contacting yarn (3) is arranged; - Attaching (VS2) of the contacting yarn (3) by means of textile joining at least at the point (2) of the textile fabric (1) to be contacted; and - Activation (VS3) of the adhesive (11) at least at the point (2) of the textile fabric (1) to be contacted after the attachment (VS2) of the contacting yarn (3).

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anbringen (VS2) des Kontaktierungsgarns (3) an dem textilen Flächengebilde (1) eine Naht (6) erzeugt wird, die das Kontaktierungsgarn (3) enthält.procedure after claim 1 , characterized in that when the contacting yarn (3) is attached (VS2) to the textile fabric (1), a seam (6) is produced which contains the contacting yarn (3).

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erzeugen der Naht (6) das Kontaktierungsgarn (3) als Oberfaden (7) und/oder Unterfaden (8) verwendet wird.procedure after claim 2 , characterized in that when the seam (6) is produced, the contacting yarn (3) is used as the upper thread (7) and/or lower thread (8).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivieren (VS3) des Klebstoffs (11) durch Erwärmung des Klebstoffs (11) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the activation (VS3) of the adhesive (11) takes place by heating the adhesive (11).

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung durch einen der nachfolgenden Prozesse erfolgt: - Aufbringen von Heißluft; - Bestrahlung mit Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung; - Bestrahlung mit Laserlicht; - dielektrische Erwärmung; - Ultraschallschweißen; oder - Thermopressen.procedure after claim 4 , characterized in that the heating is carried out by one of the following processes: - application of hot air; - irradiation with ultraviolet or infrared radiation; - irradiation with laser light; - dielectric heating; - ultrasonic welding; or - thermopressing.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: - Aushärten (VS4) des Klebstoffs (11) nach dem Aktivieren (VS3).A method according to any one of the preceding claims, further comprising: - Curing (VS4) of the adhesive (11) after activation (VS3).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen (VS1) des Kontaktierungsgarns (3) ein Herstellen des Kontaktierungsgarns (3) umfasst, wobei das Herstellen folgende Schritte enthält: - Herstellen einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Fasern (4); - Beschichten der Fasern (4) mit dem Klebstoff (11).Method according to one of the preceding claims, characterized in that the provision (VS1) of the contacting yarn (3) comprises a production of the contacting yarn (3), the production containing the following steps: - production of a multiplicity of electrically conductive fibers (4); - Coating the fibers (4) with the adhesive (11).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen (VS1) des Kontaktierungsgarns (3) ein Herstellen des Kontaktierungsgarns (3) umfasst, wobei das Herstellen folgende Schritte enthält: - Herstellen einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Fasern (4); - Herstellen einer Vielzahl von Fasern (9) aus dem Klebstoff (11).Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the provision (VS1) of the contacting yarn (3) comprises a production of the contacting yarn (3), the production containing the following steps: - production of a multiplicity of electrically conductive fibers (4); - Producing a plurality of fibers (9) from the adhesive (11).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen (VS1) des Kontaktierungsgarns (3) ein Herstellen des Kontaktierungsgarns (3) umfasst, wobei das Herstellen folgende Schritte enthält: - Herstellen einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Fasern (4). - Herstellen einer Vielzahl von Mehrkomponentenfasern (10), deren Mantel den Klebstoff (11) enthält;Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the provision (VS1) of the contacting yarn (3) comprises a production of the contacting yarn (3), the production containing the following steps: - Production of a multiplicity of electrically conductive fibers (4). - Producing a plurality of multi-component fibers (10) whose sheath contains the adhesive (11);

Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen des Kontaktierungsgarns (3) ferner folgenden Schritt umfasst: - Kombinieren der Fasern (4, 9, 10) zu einem Kontaktierungsgarn (3).Procedure according to one of Claims 7 until 9 , characterized in that the production of the contacting yarn (3) further comprises the following step: - combining the fibers (4, 9, 10) into a contacting yarn (3).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsgarn (3) an der zu kontaktierenden Stelle (2) beim Aktivieren (VS3) auf eine Temperatur zwischen 60°C und 270°C erhitzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the contacting yarn (3) at the point (2) to be contacted is heated to a temperature between 60°C and 270°C during activation (VS3).

Kontaktierungsgarn (3) zum elektrischen Kontaktieren einer zu kontaktierenden Stelle (2) in einem textilen Flächengebilde (1), das zumindest eine elektrisch leitfähige Faser (4) und zumindest ein aus einem, vorzugsweise elektrisch leitfähigen, Klebstoff (11) hergestelltes Element (5) aufweist, das zumindest teilweise entlang einer Längsrichtung (L) des Kontaktierungsgarns(3) angeordnet ist.Contacting yarn (3) for making electrical contact with a point (2) to be contacted in a textile fabric (1), which has at least one electrically conductive fiber (4) and at least one element (5) made from a preferably electrically conductive adhesive (11). which is arranged at least partially along a longitudinal direction (L) of the contacting yarn (3).

Kontaktierungsgarn (3) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das aus einem Klebstoff (11) hergestellte Element (5) wie folgt ausgestaltet ist: - als eine Beschichtung (14) der mindestens einen elektrisch leitfähigen Faser (4), die zumindest teilweise entlang der Längsrichtung (L) des Kontaktierungsgarns (3) angeordnet ist; und/oder - als eine Vielzahl von Fasern (9) aus dem Klebstoff (11); und/oder - als eine aus dem Klebstoff (11) hergestellte Ummantelung einer Vielzahl von Mehrkomponentenfasern (10), wobei die Ummantelung (19) zumindest teilweise entlang einer Längsrichtung (L) des Kontaktierungsgarns (3) angeordnet ist.Contacting yarn (3) according to claim 12 , characterized in that the element (5) made of an adhesive (11) is designed as follows: - as a coating (14) of the at least one electrically conductive fiber (4), which is at least partially along the longitudinal direction (L) of the contacting yarn (3) arranged; and/or - as a plurality of fibers (9) of the adhesive (11); and/or - as a sheath produced from the adhesive (11) for a multiplicity of multi-component fibers (10), the sheath (19) being arranged at least partially along a longitudinal direction (L) of the contacting yarn (3).

Kontaktierungsgarn nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine elektrisch leitfähige Faser (4) eine Schmelztemperatur höher als die des Klebstoffs (11) aufweist, wobei der Klebstoff (11) eine thermoplastische Polymermatrix mit elektrisch leitfähigen Füllstoffen enthält.contacting yarn claim 12 or 13 , characterized in that the at least an electrically conductive fiber (4) has a melting temperature higher than that of the adhesive (11), the adhesive (11) containing a thermoplastic polymer matrix with electrically conductive fillers.

Verwendung des Kontaktierungsgarns (3) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 als elektrischer Leiter nachdem eine elektrische Kontaktstelle (2) in einem textilen Flächengebilde (1) nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet wurde.Use of the contacting yarn (3) according to one of Claims 12 until 14 as an electrical conductor after an electrical contact point (2) in a textile fabric (1) by the method according to any one of Claims 1 until 11 was trained.