集成至少两根互连导线的衣物和对应的互连方法与流程

1.本发明涉及一种衣物，其包括至少两根被配置成通过焦耳效应传输电信号和/或加热所述衣服的导线。这两根导线在服装上互连，以便产生电路。
2.本发明在形成一种新型服装方面具有特别有利的应用，该服装具有结合到服装中的加热网络或者具有结合到服装中的电路。
3.本发明的实际应用是众多的，并且覆盖了许多领域，例如冬季运动服、结合有光信号的服装、雨衣、潜水衣或冲浪衣、旨在生理分析的服装......
4.为了本发明的目的，一件衣物对应于旨在覆盖或连接到身体一部分的一件衣服。因此，衣物是指夹克、裤子、袜子、鞋以及旨在由使用者穿戴的包。


背景技术：

5.长期以来一直在寻找将导线结合到织物中的解决方案。
6.例如，在生理分析领域中，文献ep 0128103描述了结合生理传感器的游泳衣的制造。导线网络附接到游泳衣，以将来自生理传感器的信息传输到分析单元。导线放置在游泳衣上并通过非导电线附接到游泳衣。
7.这种附接导线的方法在不损坏导线的同时确保导线到服装的高效附接是特别难以实现的。
8.另外，这种附接方法通常降低了服装的美观，因为导线是没有结合到服装结构中的附加元件。
9.在服装装饰领域，使用金属线来在织物表面形成装饰图案。以相同的方式，这些装饰金属线通过附接到金属线的接缝附接。
10.用于通过服装排出静电荷的抗静电衣服的生产也是已知的。为此，文献jp 2009228161提出了用金属线代替织物的纬线和经线，以便在服装内形成静电电流的导电网络。
11.然而，这些金属线具有非常小的横截面，因为它们必须结合到织物的厚度中。因此，这些金属线仅可以传导少量电荷，例如静电荷，并且它们不适于传输电流。
12.另外，当将金属线插入织物中或当使用服装时，存在在金属线中产生微切口的高风险。
13.为了解决这个问题，文献jp 2009228161使用了大量金属线的冗余。
14.因此，导电网络的纬线和经线结构不适于产生局部化且绝缘的电路，而是产生允许静电放电的大接触表面。
15.另外，还期望能够在服装上在若干导线之间形成一个或多个互连。如我们从文献ep 1 506738中所知，这可以通过用形成在导线上的连结点连接裸露的导电线或通过将两个导电小球压在一起来实现。
16.然而，这些类型的互连不可以电连接覆盖有绝缘护套的导线。此外，当服装经受高应力时，例如在冬季运动服的情况下，导线可能相对于彼此移动，这可能导致互连断裂。
17.本发明的技术问题是获得一种在至少两根导线之间结合有互连的衣物，该互连抵抗衣物所经受的机械应力，对于衣物的穿戴者而言是电绝缘的，并且生产起来相对简单且快速，同时限制了衣物劣化的风险。


技术实现要素：

18.为了解决这个技术问题，本发明提出了在两根导线之间形成焊接部，其中至少一根导线结合在平缝内。在焊接之前，将下层织物结合到衣物，以在焊接过程期间保护衣物。该下层织物还与上层织物一起工作，以保护互连，以便使互连与服装的穿戴者电隔离，并且保护互连免受服装所经受的机械应力。
19.为此，根据第一方面，本发明涉及一种衣物，包括：至少两根导线，其适于传输电流，至少一根导线嵌入至少一个平缝中；和在所述至少两根导线之间的至少一个电互连。
20.本发明的特征在于，所述电互连结合了所述至少两根导线之间的焊接部；并且所述电互连由分别附接在所述电互连上方和下方的两层织物保护：下层织物，其结合到所述衣物，所述至少两根导线在下层织物上延伸；和上层织物，其结合到所述下层织物，以便与所述下层织物一起形成围绕所述电互连的保护屏障。
21.因此，本发明使得能够通过在互连的上方和下方放置两层织物来形成坚固的互连。
22.另外，底层织物的存在使得焊接部形成互连成为可能，因为底层织物能够保护衣物免于过热或免于焊料区域中可能的锡飞溅。
23.在本发明的意义上，用于描述下层织物与衣物之间的关系和/或上层织物与下层织物之间的关系的术语“结合”意味着可通过将两种织物胶合或混合而实现的多点结合。混合可以通过使用热熔织物层来实现，而结合可以通过应用粘合贴片来实现。
24.优选地，结合通过布置在织物层下面的粘合层来实现。例如，该粘合层可以通过加热织物层来活化。
25.另外，该多点连接可以被配置成至少部分地阻挡衣物在互连区域处的伸展能力。替代性地，通过使用具有类似于衣物的柔性特性的织物层，衣物能够在互连区域保持这些柔性特性。
26.该多点连接旨在形成围绕电互连的保护屏障。优选地，织物层是防水的，并且多点结合被配置成在电互连周围形成防水保护屏障。
27.为了增强围绕电互连的密封和/或电阻，优选使用放置在电互连上方以及下层织物与上层织物之间的附加保护元件。
28.这种附加保护可以是热熔套管或一片单面或双面胶带。双面胶带的使用允许在顶层织物结合到底层织物之前固定电互连的位置。
29.通过顶层织物和底层织物的存在，也提高了电互连的机械强度。为此，织物层的厚度优选在0.1至1mm之间，更优选在0.2至0.4mm之间。另外，还可以通过在焊接部之前或焊接部处的位置处将导线绞合在一起来提高电互连的机械强度。
30.本发明可以以大量变化来实现。例如，本发明可以用于在两根、三根、四根或五根电线之间进行互连。实际上，对可以与本发明的织物层提供的保护屏障互连的电线的数量没有限制。
31.在本发明的意义上，至少一根导线被结合到平缝中。互连的其它线也可以结合到相同或另一平缝中，或者可以对应于自由线，即，没有结合到衣物的线。
32.平缝可以在底层织物上方或下方延伸。当平缝在底层织物下方延伸时，该底层织物具有导线从中露出的开口。
33.根据一个实施例，所述至少一个平缝包括：至少两根大致平行的边界线；和至少一根结合线，其平且弯曲地放置在所述边界线之间；所述结合线具有交替地连接到所述边界线的弯曲部分；所述结合线对应于所述至少一根金属线。
34.实际上，平缝的结合线特别适合于放置导线，因为该结合线以正弦形状平放，该正弦形状的曲率足够大，以限制导线上的机械应力。
35.平缝在英语文献中也被称为“覆盖线缝”和“绷缝”、“覆盖链式线迹”或“锁边”。其由afenor iso 4915标准的600类定义。
36.平缝通常用于将织物片边对边地接合而不产生重叠，因此允许织物相对于彼此的很大的柔性或用于装饰目的。
37.为此，该平缝结合了缝在第一织物上的第一边界线和缝到第二织物上的第二边界线。在两个织物之间的接合处，结合线以正弦形状平坦地布置。边界线在结合线的局部末端上方通过，以便将结合线的各侧结合到单独的织物。
38.因此，该平缝具有很大的柔性，特别适于接合弹力织物。因此，具有至少一根导线来代替两根边界线之间的连接性结合线的平缝使得可以将至少一根导线集成到衣物中，而不会劣化服装的美观性，因为至少一根导线包含在接缝中。
39.另外，在平缝中使用至少一根导线允许使用至少一根导线，该导线的横截面足以承载支持大功率范围的电荷，并且该导线可以被包裹/绝缘，以保护服装的穿戴者免于可能的短路。
40.使用绝缘线还使得可以跨越几条线而没有短路的风险。微切口的风险也被降低，因为在平缝由于平缝的形状而变形的情况下，导线具有大的自由度。
41.在本发明的意义上，衣物对应于成品或半成品，这使得可以形成服装或服装整体。这种衣服可以由所有已知的材料制成：纬线和经线、针织物、非织物......
42.因此，本发明的平缝可置于形成服装的织物片的中心，例如除了输送电力之外，还产生装饰图案。本发明的平缝还可使组装服装的不同构成饰片成为可能。
43.结合有至少一根导线的平缝使得可以在服装上产生导电网络，以便通过焦耳效应传输电信号和/或加热服装。另外，电线可以是绝缘的，以保护服装的穿戴者。
44.根据一个实施例，所述平缝结合有在与所述平结合线不同的平面中延伸的至少一根其它结合线。该实施例使得可以在结合有4根线、5根线或更多线的平缝中结合至少一根导线。
45.根据一个实施例，所述平缝结合有至少两根导线，其电导率和/或电阻率相同或不同。该实施例使得可以产生至少一个具有调制电阻率的平缝。
46.通过调制平缝的电阻率，可以通过允许同一接缝传输加热功率并使服装的穿戴者温暖来定位服装上的加热区域。
47.根据一个实施例，所述至少一个其它结合线对应于金属线。该实施例使得可以产生具有与平缝的另一部分不同的电阻率的平缝的至少一部分，在该平缝的另一部分中，另
一结合线是不导电的。通过调制平缝的电阻率，可以通过允许接缝的一部分传输加热功率而另一部分使服装的穿戴者温暖、特别是通过使用不同电阻率的线进行接缝互连，来在服装上定位加热区域。
48.根据一个实施例，至少一个边界线对应于金属线。该实施例使得可以通过增加导电元件的数量来更多地调制平缝的一部分的电阻率。
49.根据一个实施例，所述衣物包括至少一个连接器，其电连接到所述至少一根导线，以便将所述平缝与外部设备电连接。
50.该实施例允许平缝与例如电源的外部设备连接。
51.根据一个实施例，所述衣物包括至少一个传感器，其电连接到所述至少一根导线。该实施例允许平缝承载来自传感器(例如与服装穿戴者的皮肤接触放置的传感器)的信息。
52.根据一个实施例，所述衣物包括至少一个电能消耗单元，其电连接到所述至少一根导线。该实施例允许平缝承载电能，以向耗能单元供电，例如点亮led。
53.关于用于产生互连的方法的简单性和速度，它们取决于许多可能的变型所使用的方法。
54.例如，根据第二方面，本发明涉及一种在至少两根导线之间互连的方法，所述方法包括以下步骤：
55.将下层织物结合到衣物；
56.形成至少一个平缝，该平缝结合有适于传输电流的至少一根导线；
57.在至少两根导线之间产生焊接部，至少一根导线被结合到所述至少一个平缝中；以及
58.将上层织物结合到所述下层织物，以便在所述下层织物与所述上层织物之间结合所述焊接部。
59.导线可以直接借助于抓持器和烙铁焊接在下层织物的水平处，只要下层织物充分吸收由焊料生成的热量以保护衣物即可。
60.作为变型，焊接可以在距离衣物大于1cm的距离处进行。为此，方法还包括以下步骤：从所述至少一个平缝抽出至少一根导线。
61.根据在第三方面中描述的另一变型，本发明涉及一种在至少两根导线之间互连的方法，所述方法包括以下步骤：
62.在互连区域中产生至少一个平缝，该平缝结合有适于传输电流的至少一根导线；
63.从所述至少一个平缝抽出至少一根导线；
64.将下层织物结合到所述互连区域；所述下层织物具有开口，在结合所述下层织物之前，至少两根导线穿过该开口；
65.在所述至少两根导线之间产生焊接部，至少一根导线被结合到所述至少一个平缝中；以及
66.将上层织物结合到所述下层织物，以便在所述下层织物与所述上层织物之间结合所述焊接部。
67.对于本发明的第二方面或第三方面，该方法可以包括或不包括以下步骤：在结合上层织物之前将附加保护元件应用到焊接部。
附图说明
68.在附图的支持下，从以下实施例的描述中，将清楚地显现实施本发明的方式以及由此产生的优点，在附图中：
69.图1是根据本发明第一实施例的平缝的透视示意图；
70.图2是根据本发明第二实施例的平缝的透视示意图；
71.图3是根据图1的实施例的结合有由一组平缝形成的导电网络的服装的前视图；
72.图4是例示了用于执行根据本发明第一实施例的互连方法的步骤的流程图，某些步骤由该方法的进程的顶视图例示；
73.图5是例示了用于执行根据本发明第二实施例的互连方法的步骤的流程图，某些步骤由该方法的进程的顶视图例示；
74.图6是例示了用于执行根据本发明第三实施例的互连方法的步骤的流程图，某些步骤由该方法的进程的顶视图例示；以及
75.图7是例示了用于执行根据本发明第四实施例的互连方法的步骤的流程图，某些步骤由该方法的进程的顶视图例示。
76.当然，为了使本发明清楚地理解，本发明的某些构成元件的尺寸和比例可能已经扭曲、夸大和偏离实际。此外，本说明书使用术语“上”和“下”来简单地描述形成互连的保护屏障的不同层。这些相对术语指的是与作为基本元件的衣物的互连的视觉。
77.当然，服装可以穿在不同的位置，并且“下”层和“上”层可以相对于地板相反地定位。
具体实施方式
78.图1和图2示出了结合有导线14a、14b的平缝12a、12b的两个实施例。图1所例示的第一平缝12a包括四根线：三根边界线15a
‑
15c和结合线14a。各根边界线15a
‑
15c在纬线x方向上延伸，其中缝线11在边界线15a
‑
15c缝合到的织物的网眼中形成环。
79.边界线15a
‑
15c从各根缝线11沿方向z延伸到织物中，方向z与织物的纬线x和经线y方向正交。三根边界线15a
‑
15c大致平行于织物或者边对边放置的若干织物进行缝制，以便形成衣物。这些边界线15a
‑
15c之间的连接通过在缝线11的下端处在织物的纬线x和经线y方向上延伸的结合线14a来固定。因此，衣物具有上表面和下表面，在上表面的水平处，三个边界线15a
‑
15c可见，在下表面的水平处，结合线14a可见。
80.结合线14a具有第一部分s1，其基本上是直的，穿过三个边界线15a
‑
15c的缝线11的各个环。第二s形部分s2在第一边界线15a
‑
15c的缝线11的两个连续环11之间延伸，并在两个分离的边界线15a
‑
15c的两个环之间以一角度延伸。最后一个部分s3在第一缝线11周围形成开口，直到获得平缝12a的新纬线为止。
81.参考三根边界线15a
‑
15c，这种接缝图案在英语文献中在术语三线“绷缝”下了解。
82.结合线14a由导线制成。例如，导线14a可以对应于直径为2mm的圆形截面铜线。优选地，导线14a的直径小于2mm。甚至更优选地，导线14a的直径小于1mm。当然，导线14a可以由另一导电材料制成，而不改变本发明。例如，采用导电率大于1.106s.m
‑1的材料或合金。另外，导线14a可以用屏蔽和/或护套覆盖。
83.平缝也可具有其它拓扑结构。例如，在图1的情况下，可以仅使用两根边界线15a和
15c。
84.图2例示了对应于本发明的平缝12b的第二示例。该平缝12b结合有两根边界线15d
‑
15e和两根结合线14b和16。如上所述，各根边界线15d
‑
15e在纬线x方向上延伸，其中缝线11在边界线15d
‑
15e缝合到的织物的网眼中形成环。边界线15d
‑
15e从各根缝线11沿方向z延伸到织物中，方向z与织物的纬线x和经线y方向正交。
85.这些边界线15d
‑
15e之间的结合由两根结合线14b和16提供。结合线16沿着织物的三个方向x、y和z延伸，结合线14b仅沿着织物的纬线x方向和经线y方向延伸。参考形成平缝12b的四根线，这种接缝图案在英语文献中在术语四线“锁边”下了解。
86.结合线14b平放在织物上，其中环插入在缝线11与结合线16的环之间。
87.因此，如参考图1描述的，该结合线14b可以由导线产生。这些平缝12a
‑
12b可以用于不同的应用而不改变本发明。
88.例如，它们可以使得可以以稳固或不稳固的方式进行顶部缝合、织物上的装饰图案、或两个织物的组装。织物的性质也是不相关的。例如，平缝12a
‑
12b可适于固定弹力或超弹力织物。
89.集成在平缝12a
‑
12b中的该导线14a
‑
14b使得可以在平缝12a
‑
12b中传输电力。通过使用结合了导线14a
‑
14b的单个平缝12a
‑
12b，可以加热服装的一部分，在该部分上形成平缝14a
‑
14b。另外，平缝12a
‑
12b可以结合有除了导线14a
‑
14b之外的其它金属线。
90.在图2的示例中，结合线16可以对应于具有比导线14a
‑
14b小的一个截面的金属线，以便抵抗由平缝12b的拓扑结构引起的多个曲率。例如，结合线16可以对应于直径为0.5mm的圆形截面铜线。
91.同样，至少一个边界线15a
‑
15e可以对应于金属线。此外，除了导线14a
‑
14b之外，金属线可以仅结合到平缝12a
‑
12b的一部分，使得平缝12a
‑
12b的电阻根据导电元件的数量而变化。
92.衣物10可以具有形成导电网络的若干平缝12a
‑
12b。
93.为此，必须在若干导线14a
‑
14c之间形成电互连，而不管它们是否结合到平缝12a
‑
12b中。
94.本发明提出了一种用于在至少两根导线14a
‑
14c之间形成电互连的解决方案，其中至少一根导线14a
‑
14b被结合到例如如上所述的平缝12a
‑
12b中。因此，如图3例示，本发明使得可以获得结合了若干平缝12a
‑
12b并形成导电网络的服装10。更具体地，本发明提出通过了借助于至少两根导线14a
‑
14c之间的焊接部25来产生电互连。焊接部25的保护由两层织物提供：下层织物21
‑
22和上层织物23。这些织物层在电互连处和焊接部25周围形成保护屏障。
95.另外，焊接部25也可由附加的保护元件27保护，例如热缩性套管或单面或双面胶带。
96.本发明有许多变型，但是在所有情况下，在产生焊接部25之前，将下层织物21
‑
22结合到衣物10，使得在焊接期间，该下层织物21
‑
22保护衣物10。另外，上层织物23总是结合到下层织物21至22上，以形成围绕电互连的屏障。
97.底层织物21
‑
22和上层23可包括确保织物21
‑
23的机械强度的上层和旨在产生热粘合剂以结合织物层21
‑
23的粘合底层。
98.优选地，织物层21
‑
23的厚度在0.1至1mm之间，优选地在0.2至0.4mm之间。
99.例如，织物层21
‑
23可以由总厚度为0.31mm且活化温度高于60℃的聚酯/聚氨酯粘合剂复合物制成。织物层21
‑
23的技术特性优选地寻求适应于衣物10的技术特性。
100.例如，可以寻求具有类似于衣物10的弹性特性的织物层21
‑
23的技术特性，以便以与衣物10相同的方式获得柔性的电互连。相反，可以寻求更刚性的织物层21
‑
23，以便阻挡衣服10在互连区域中的移动，并且限制导线14a
‑
14b在该区域中经受的机械应力。
101.下层织物21
‑
22可以采用各种形式而不改变本发明。例如，下层织物21
‑
22可对应于带或盘。另外，该下层织物21可以包括开口24，导线14a
‑
14b在进行焊接25之前穿过该开口。因此，可以在通过使导线穿过开口24而形成至少一个平缝12a
‑
12b之后放置下层织物21。
102.图4至图7例示了四个不同的实施例，这使得可以连接2至4根导线14a。
103.在图6的示例中，结合到两个平缝12a中的两根导线14a被焊接在一起。
104.在图5和图7的示例中，结合到三个平缝12a中的三根导线14a被焊接在一起。在图4的示例中，结合到两个平缝12a中的两根导线14a与两根自由导线14c焊接在一起。这些导线14c不附接到衣物10，而仅与衣物10外部的连接器结合。一个或多个平缝12a的14a或至少一根导线14a结合到具有至少一根自由导线14c的平缝12a中。
105.在图4的示例中，第一步骤50包括将下层织物22结合到衣物10。然后在步骤51中，在衣物10上形成两个平缝12a，直到到达并部分覆盖下层织物22为止。因此，两个平缝12a终止于下层织物22上。替代性地，平缝12a可以在经过下层织物22之后继续。
106.然后步骤52包括：通过拉动导线14a从平缝12a抽出导线14a，以便将它们定位在距离衣物10大约2cm的距离处。步骤53包括定位自由导线14c。然后在步骤54中，将旨在焊接的四根导线14a
‑
14c绞合在一起，以便形成从下层织物22到导线14a
‑
14c的上端的绞合部26。由于绞合部26提供了导线14a
‑
14c相对于彼此的一定的电阻和一定的固定，因此可以在导线14a
‑
14c的端部处进行焊接25。在步骤55中，利用例如烙铁和锡线圈的常规装置来执行该焊接25。
107.可以的是，该焊接部25足以产生电互连。作为变型，可以优选地添加定位在该焊接部25上的保护元件27，例如一片单面或双面胶带或热缩套管。在步骤56中应用双面胶带使得可以便于下一步骤57：在电互连中(即在由下层织物22界定的区域中)定位焊接部25。当焊料25正确地放置在下层织物22上并且导线14a
‑
14c全部放置在该区域中时，步骤58包括将上层织物23结合在下层织物22上。下层织物22和上层织物23的结合优选地通过使用应用到织物层22的烙铁热焊接来执行。
108.图5所例示的方法与图4的方法的不同之处在于，下层织物21具有开口24。因此，第一步骤60包括在衣物10上直接形成三个平缝12a。然后在步骤61中从这些平缝12a抽出导线14a。只有在抽出导线14a之后，才在步骤62中通过使导线14a穿过开口24并通过在平缝12a周围和上方结合下层织物21的边缘，来将下层织物21结合到衣物10。因此，下层织物21在从平缝12a抽出的导线14a的基部处维持平缝12a。
109.然后，方法在步骤63中通过绞合导线14a并且然后在步骤64中通过在导线14a上施加焊接部25而继续。然后在步骤65中应用保护27，然后在步骤66中将该保护27和该焊接部25定位在下层织物21上。
110.最后一步76再次包括将上层织物23结合到下层织物21上。
111.如图4至图7例示，上层织物23将优选具有比下层织物21的表面更高的表面，以便容易地包围该下层织物21。
112.图6的过程执行起来更快，因为它提出将导线直接焊接在下层织物22的水平处。为此，第一步骤70包括将下层织物22结合到衣物10上，第二步骤71包括在下层织物22的区域中形成两个重叠的平缝12a。
113.在步骤72中，然后借助于夹具进行两个平缝12a的导线14a的焊接25，该夹具稍微升高平缝12a的导线14a，使得烙铁可以在下层织物22上方几毫米处施加焊接部。替代性地，可以在不提升导线14a的情况下通过使用矩形烙铁缓冲导线14a来进行焊接25。另外，如果烙铁预先浸在一薄层锡中，则可以进行自动焊接。
114.在图6的实施例中，下层织物22必须具有增加的热阻，以便限制衣物10所经受的热应力。
115.可选地，该方法可以在步骤73中通过应用保护元件27继续，同时通过使用夹具并且通过将保护元件27定位在先前形成的缝25的任一侧上来维持导电线的升高。
116.在所有情况下，该方法以包括将上层织物23结合到下层织物22的步骤74结束。
117.在图4至图6的实施例中，描述了下层织物21至22和上层织物23，但是这些织物层对应于彼此分离的元件。
118.在图7的实施例中，底层织物21至22和顶层织物23形成为具有预定折叠线的单片织物，使得上层织物23覆盖下层织物22，以便产生上层织物23到下层织物22的结合。
119.因此，图7的方法包括第一步骤80，其包括固定确保下层织物22作用的那部分织物片。该部分织物片的表面积小于确保上层织物23作用的那部分织物片的表面积。
120.为了确保下层织物22被结合，织物片的下部可以设置有仅放置在该部分上的粘合下层。
121.在步骤81中，然后在衣物10上形成三个平缝12a，以在下层织物22的水平处终止于织物上。在步骤82中，然后抽出这三个平缝12a的导线14a，使得它们从衣物10延伸足以便于进行焊接25的距离。
122.在步骤83中，将导线14a绞合，然后在步骤84中执行焊接25。
123.然后，步骤85提出应用保护元件27，然后在步骤86中，将所有的这种互连定位在下层织物22上。
124.步骤87包括沿着预定的折叠线折叠织物片，使得形成上层织物23的织物片的部分位于形成下层织物22的织物片的部分上方。在该步骤中，可以将外部粘合剂定位在下层织物22上，以确保上层织物23到下层织物22的结合。
125.因此，最后的步骤88使得上层织物23到下层织物22的结合成为可能，例如通过在该上层织物23上施加压力。
126.本发明使得可以在至少两根导线14a
‑
14b之间获得互连，该互连抵抗衣物10所经受的应力，对于衣物10的穿戴者电绝缘，并且使用相对简单且快速，同时限制衣物10劣化的风险。
127.因此，本发明使得可以生产一种新型的服装10，其包括导线14a
‑
14b，这些导线集成到平缝12a
‑
12b中，并且彼此互连或与外部线互连。这种新型服装可以用于制作冬季运动
服、结合有光信号的服装或旨在生理分析的服装。