Vodivá plošná textília s perlinkovou väzbou

Číslo patentu: E 14077

Dátum: 13.10.2009

Autori: Maier Georg, Mauch Hans-peter, Nusko Robert

Je ešte 4 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predmetný vynález sa týka vodívej plošnej textílie s perlinkovou väzbou. Stav techniky0002 V rámci súčasného stavu techniky už sú známe elektricky vodivé textílie. Používajú sa napriklad na ohrievanie, prenos elektrického prúdu a dát, a využívajú sa tiež ako senzory. Podľa opisu uvedeného v dokumente EP 1 537 264 Bl sa napríklad dajú vyrobiť vodivé plošné textílie, do ktorých možno rozličným spôsobom začleniť rôzne vodivé materiály, napr. drôty alebo vodivú priadzu. Možno tak vyrobiť plošné textílie s rôznymi formami uskutočnenia.0003 V dokumente DE 10 2005 024 432 Al sa opisuje spôsob výroby vodivých textílií napríklad upevnením vodiča na textilný nosič prostredníctvom rozličných techník, napr. šitím, vyšívaním alebo obkladaním. Pri takomto postupe je výhodné, že nosná textília môže mať rozličnú podobu, ateda jej štruktúra môže byť aj veľmi ľahká aperforovaná. Vodiče upevnené na tkaninu možno napojiť priamo na zdroj, pričom nie sú potrebné dodatočné kontaktné miesta. Postupy opísané v dokumente DE 10 2005 024 432 Al sú však nevýhodné v tom, že sa spájajú s pomeme finančne nákladnou výrobou, ktorá pozostáva zviacerých naväzujúcich krokov. Produkty vyrobené podľa uvedených postupov majú navyše len obmedzenú odolnosť pri čistení. Okrem toho existuje spodná hranica, pokial ide o hrúbku produktov.0004 V rámci ďalších postupov, ktoré sú opísané napr. v dokumente DE 20 2006 011 524 Ul, sa elektrický vodič zapracúva do textilu už počas výroby plošnej textílie, a teda nie sú potrebné ďalšie pracovné kroky. Možno pri tom použiť rozličné postupy na výrobu plošných textílií, V rámci ktorých sa zapracúva alebo začleňuje prinajmenšom jeden elektrický vodič(môže byť prípadne pripojený k extemému zdroju elektrického prúdu).0005 Poznáme aj výrobné postupy, pri ktorých sa na výrobu plošnej textílie namiesto kovových drôtov používajú elektricky vodivé textilné priadze. Výslednú tkaninu možno čistiť a vzávislosti od konkrétneho spôsobu zapracovania elektrických vodičov aj rozpínať bez toho, aby sa daný výrobok poškodil. Takéto výrobné postupy (opísané napr. v dokumente DE 196 12 225 A 1 alebo DE 103 42 285 B 4) majú spoločné to, že sa nepoužívajú vnútorné kontakty s vodičom, ktorý privádza elektrický prúd. Predovšetkým pri vyhríevaní sa preto používa také prepojenie medzi vodivým textilom azdrojom elektrického prúdu, ktoré má formu pások, drôtov apod., pričom sa na danú tkaninu upevňuje dodatočne. Vmieste kontaktu predmetného materiálu s vodivým textilom často dochádza k poruchám. V dôsledku opotrebovania použitého materiálu alebo v dôsledku nekvalitného stykového kontaktu môže dochádzať k čiastkovému prerušeniu elektrického prepojenia. Takéto prerušenie môže spôsobiť zvýšenie prechodového odporu medzi textilom a prívodným káblom, čo môže viesťk miestnemu prehriatiu a dokonca existuje aj nebezpečenstvo vzniku požiaru. Okrem toho majú predmetné materiály výrazný vplyv aj na hrúbku textilu a predstavujú ďalší krok vo výrobnom procese daného textilu.0006 V dokumente DE 20 216 927 Ul sa opisujú elektricky vodivé textilné plochy, ktorých súčasťou sú zabudované prívodné vodiče. Zabudované vodiče dokážu navzájom vytvárať vnútorné kontakty, a tak sa privedený prúd prenáša ďalej. Kvalita prechodových kontaktov je mimoriadne dôležitá, a to predovšetkým vo vyhrievacích zariadeniach, pretože pri vyhrievaní je potrebná vysoká intenzita elektrického prúdu. Pri plošných textíliách, predovšetkým pri jednolícnom tenšom prevedení, sa dosiahnuteľná kvalita kontaktu (odpor a vodivosť) znižuje s klesajúcou hrúbkou vlákien, resp. so zväčšujúcou sa veľkosťou očiek. Pri voľnejších tkaninách a pleteninách s väčšími očkami nefungujú kontakty dostatočne spoľahlivo, pretože nepôsobí potrebná prítlačná sila. Pri dodatočnom mechanickom zaťažení, ktoré vzniká v dôsledku ďalšieho spracovania, používania alebo čistenia, sa kontakty ešte viac opotrebúvajú. Z uvedeného vyplýva, že pri vyhrievacích zariadeniach v súčasnosti neexistujespôsob na vytvorenie dlhodobo stabilných kontaktov.0007 V rámci ďalšieho výrobného postupu, ktorý sa opisuje napr. v dokumentoch DE 20 30 204 a DE 42 39 068 C 2, sa vykonáva dodatočné spevnenie voľných textilných štruktúr so zabudovanými vodičmi, ktoré sú vystavené mechanickej záťaži alebo sa používajú sa špecifické účely. Tieto procesy určené na vykonanie dodatočného spevnenia (napr. zlepenie väzných bodov alebo zaliatie do matrice) znova znamenajú, že do výrobného postupu treba pridať ďalší krok, a zároveň sa ohraničuje rozsah možností využitia daného textilu V praxi. Ak sa do textílie zabudujú drôtené materiály a využijú sa súvisiace spevňovacie opatrenia,nemožno na danom produkte docieliť charakteristické vlastnosti textilu, napr. pocit pri ohmataní, ak sa daný produkt vyrába v rámci odevnej výroby.0008 V dokumente US 3.472.289 sa opisuje elektricky vodivá plošná textília, ktorá sa využíva ako textilný ohrievač. Obsahuje dva prívodné vodiče, ktoré sú zabudované do plošnej štruktúry, a jeden ohrievací vodič, pričom dané prívodné vodiče sú velektricky vodivom kontakte sohrievacím vodičom. Ako ohrievací vodič slúži elektricky vodivá kombinovaná priadza, ktorú tvorí jadrová niť a elektricky vodivá niť, ktorá je navinutá okolo jadrovej nite. Jadrovou niťou môže byť umelé alebo sklené vlákno. Ohrievacie vodiče sa do tkaniny zapracúvajú pomocou perlinkovej väzby.0009 Pomocou známych výrobných postupov teda nemožno vyrobiť jednolícne textilné štruktúry s veľkou veľkosťou očiek, ktoré by bolo možné bez spevnenia zaťažiť, pričom sa zachová dobrá kvalita kontaktov určených na ohrievacie účely. Preto pri voľných elektricky vodivých textíliách s väčšou veľkosťou očiek doposiaľ nebolo možné docieliť typické vlastnosti textilu, napríklad mechanickú zaťažiteľnosť, odolnosť voči polámaniu, odolnosť pri čisteni, pocit textilu pri ohmataní a pod. Predovšetkým nebolo možné dosiahnuť, aby mal daný materiál elastické vlastnosti.0010 Preto je potrebné vyrobit elektricky vodivé textílie, v ktorých sa elektrické vodičezapracujú do textilu už počas výroby plošnej textílie, pričom medzi danými vodičmi sú veľmi kvalitné interné kontakty.0011 V nasledujúcom texte predstavíme predmetný vynález. Vynález tak, ako je vymedzený prostredníctvom nárokov, si kladie za úlohu vytvoriť plošnú textíliu, v ktorej sa elektricke vodiče zapracujú do textilu už počas výroby danej textílie, pričom medzi danými prívodnými vodičmi a ohrievacími vodičmi sú veľmi kvalitné elektrické kontakty.0012 Táto stanovená úloha sa podľa predmetného vynálezu vyriešila vytvorením elektricky vodivej plošnej textílie vymedzenej vnároku č. 1. Ďalšie prínosné podrobnosti, aspekty avyhotovenia predmetného vynálezu vyplývajú zpríslušných nárokov, opisu, príkladov aobrázku.0013 Elektricky vodivá plošná textília podľa predmetného vynálezu, ktorá sa má využiť ako textilný ohrievač, obsahuje dve prípojnice, ktoré sú v presne stanovenom odstupe včlenené do plošnej textílie vo forme priadze prívodových vodičov, aprinajmenšom jednu priadzu ohrievacieho vodiča, pričom obe prípojnice sú s prinajmenšom jedným ohrievacím vodičom spojené prostredníctvom elektricky vodivých kontaktov. Priadza ohrievacieho vodiča má vyšší elektrický odpor ako priadze prívodových vodičov. Čo sa týka spomínanej prinajmenšom jednej priadze ohrievacieho vodiča, ide o elektricky vodivú kombinovanú priadzu, ktorú tvorí prinajmenšom jedna jadrová niť a prinajmenšom jedna elektricky vodivá niť, ktorá je navinutá okolo jadrovej nite. Jadrová niť je vyrobená z elastoméru. Priadza ohrievacieho vodiča je s priadzami prívodových vodičov ñxne prepojená prostredníctvom perlinkovej väzby.0014 Na rozdiel bežnej tkanivovej väzby, kde sa prekrižuje len systém osnovných nití sútkovými niťami, perlinková väzba vrámci predmetného vynálezu znamená väzbu, pri ktorej sa navyše preväzujú aj osnovné nite navzájom.0015 Pri súčasných typoch strojov sa systém osnovných nití delí na dva podsystémy, napr. na stojaté osnovné nite a perlinkové (obtáčacie) nite. Podrobnejšie vysvetlenie daného systému poskytneme v nasledujúcom texte pomocou obr. č. 1. Na obr. č. 1 sú vo výreze znázomené dve osnovné nite 2, 3 tkaniny 5, ktoré sú pretkané perlinkovou väzbou. Perlinkovú väzbu tvorí stojatá niť 3, perlinková niť 2 a útkové nite 4. Stojaté osnovné nite 3 sa v tomto príklade nachádzajú vždy pod útkovými niťami 4, a preto pri tkaní tvoria spodnú zivu. Obtáčacie nite 2 tvoria vrchnú zívu a nachádzajú sa nad útkovými niťami 4.0016 Súdržnosť tkaniny sa docieli tak, že obtáčacia niť 2 sa V priesečníkoch útkových nití obtočí okolo stojatej nite raz sprava a raz zľava, a tak sa pretkajú oba systémy osnovných nití. Osobitná forma kríženia nití umožňuje pri perlinkových väzbách na všetkých typoch strojov vytvoriť protišmykové mriežkovité tkaninové štruktúry, pričom možno voľne nastaviť smer osnovných a útkových nití.0017 Podľa predmetného vynálezu možno elektrické vodiče vzásade včleníť do oboch systémov osnovných nití alebo aj v rámci útkových nití. Elektrický kontakt sa teda vytvorí prostredníctvom dvoch ľubovoľných systémov nití.0018 Perlinkove väzby sú obzvlášť vhodné na výrobu elektricky vodivých plošných textílií podľa predmetného vynálezu. Okrem spájania materiálov a kontaktnej plochy sú z hľadiska kvality kontaktov medzi jednotlivými vodičmi dôležité aj parametre kontaktného tlaku a priestorová nemennosť kontaktných bodov. Pod pojmom priestorová nemennosťkontaktných bodov sa vtomto texte rozumie vlastnosť kontaktného bodu medzi elektrickými vodičmi, vďaka ktorej pri bežnom mechanickom zaťažení nedochádza ku geometrickým zmenám daného textilu, prípadne sú tieto zmeny len nevýznamné. Pre kontaktný bod, ktorý je pod napätím (t.j. prechádza ním elektrický prúd), je škodlivé, ak dôjde k vzájomněmu oddialeniu vodičov, prípadne ak sa mení poloha jednotlivých vodičov. Narušenie polohy vedie k zmene kontaktnej plochy (forma, oxidácia), a teda k opotrebeniu kontaktu. Priestorová nemennosť kontaktu pod elektrickým napätím a mechanickým zaťažením je veľmi dôležitá z hľadiska životnosti elektrického spojenia.0019 Pri väčšine textilných väzieb nemožno vprípade priepustných, resp. pórovitých textílií dosiahnuť vysoký akonštantný kontaktný tlak. Predovšetkým sa nedarí dosiahnuť spoľahlivú priestorovú nemennosť kontaktných bodov. Použitie perlinkových väzieb na vytvorenie elektrických kontaktov medzi osnovnými a útkovými niťami v plošných textíliách vytvára pre elektrické kontakty potrebný kontaktný tlak. Perlinkové väzby sa vyznačujú mimoriadne pevným zakotvením vodiča prebiehajúceho V útkovom smere na vodič prebiehajúci v osnovnom smere. Toto pevné zakotvenie je v zásade výsledkom špeciálneho spôsobu kríženia, resp. vyššieho počtu prekrížených nití v rámci jedného väzbového celku. Určuje ho ťažná sila nite, súčiniteľ trenia medzi niťami a uhol ovinutia na miestach prekríženia nití. Na rozdiel od iných tkaninových väzieb, v tomto prípade obtáčacie a stojaté nite pevne zviažu útkovú niť, ktorú obopínajú, a tak útková niť drží pevne na svojom mieste. Tlak osnovných nití bráni vybočeniu V smere vlastnej osi a vybočeniu v smere osnovných nití bránia osnovné prekríženia pred a za útkom.0020 Takýmto spôsobom možno medzi vodičmi vytvoriť s oľahlivý kontaktný bod aj v priepustnejších, resp. pórovitejších tkaninových štruktúrach. alším prínosom z hľadiska kvality kontaktu je nastaviteľné zapracovanie osnovných aútkových nití na dosiahnutie stanovených vlastností, pokiaľ ide o ťažnosť textilu, prípadne na dosiahnutie stanovených podmienok na kontaktných bodoch pri zaťažení v ťahu.0021 Prítomnosť elektricky vodivej kombinovanej priadze v perlinkovej väzbe zabezpečuje stálosť kontaktného tlaku a priestorovú nemennosť kontaktných bodov. Priepustnejšie, resp. pórovitejšie textilné štruktúry tak možno využiť na rozličné účely.0022 Elektricky vodivý textil podľa predmetného vynálezu sa vyznačuje aj spoľahlivým a stálym elektrickým kontaktom medzi prívodovými vodičmi a ohrievacími vodičmi. Možno to dosiahnuť tak, že použijeme minimálne jednu elektricky vodivú kombinovanú priadzu ako ohrievací vodič, na ktorý prostredníctvom perlinkovej väzby napo j íme prívodové vodiče.0023 Ak použijeme perlinkovú väzbu, možno elektrické vodiče začleniť priamo do tvorby plošnej textílie, ateda netreba na to vrámci výrobného postupu použiť osobitný krok. Elektricky vodivá plošná textília podľa predmetného vynálezu sa bez dodatočnéhospevňovania vyznačuje vysokou zaťažiteľnosťou a charakteristickými vlastnosťami textilu,napr. pocit pri ohmataní.0024 Použitie elektricky vodivých kombinovaných priadzí podľa predmetného vynálezu vedie k optimalizovaniu faktorov, ktoré sa spomínajú v predchádzajúcom texte, a ktoré majú významný vplyv na kvalitu kontaktu (odpor a vodivosť) v textílnom priemysle - konkrétne ide o spájanie materiálov (povrchová plocha, tvrdosť, vodivosť, odolnosť voči korózii),kontaktnú plochu, tlak na kontaktnú plochu (intenzita a stálosť) apriestorovú nemennosť

MPK / Značky

MPK: D02G 3/32, D03D 19/00, D02G 3/44

Značky: vodivá, perlinkovou, plošná, textília, vazbou

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/12-e14077-vodiva-plosna-textilia-s-perlinkovou-vazbou.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Vodivá plošná textília s perlinkovou väzbou</a>

Podobne patenty