MÉTODOS DE FABRICACIÓN DE UN ARTÍCULO TEXTIL QUE INCLUYE UN CIRCUITO ELECTRÓNICO Y ARTÍCULOS TEXTILES.

Método de fabricación de un artículo textil que incluye un circuito electrónico,

el método está caracterizado por: ensamblar un circuito flexible (42) que incluye trazos y almohadillas (44) eléctricamente conductores en un sustrato (52); colocar un artículo textil (48) sobre una superficie de soporte rígida (60); y soldar el sustrato (52) del circuito al artículo textil mediante soldadura por ultrasonido

Campo de la invención

La presente invención hace referencia a un método novedoso de fabricación de un artículo textil que incluye un circuito electrónico, y a un artículo textil electrónicamente activo, por ejemplo, en los campos de circuitos llevables y ordenadores llevables, sensores médicos y dispositivos novedosos.

Solicitudes relacionadas

La presente invención reclama prioridad de la Solicitud de Patente Provisoria Estadounidense de Serie Nº 60/240808, presentada en 16 de octubre de 2000 y la Solicitud de Patente Provisoria Estadounidense de Serie Nº 60/327259, presentada el 5 de octubre de 2001.

Antecedentes de la invención

La idea de circuitos “llevables” y ordenadores “llevables” no es nueva. La Patente estadounidense Nº 6,210,771, incorporada a la presente invención a modo de referencia, revela telas con circuitos integrales en los que fibras seleccionadas de la tela son conductoras, lo cual crea recorridos eléctricos. Los componentes electrónicos se sueldan a las fibras conductoras de la tela, algunas de las cuales deben cortarse para evitar conexiones eléctricas no deseadas. Además, dado que las fibras conductoras sólo discurren en la dirección del trenzado, los componentes electrónicos que han de ser interconectados eléctricamente a las fibras conductoras en dirección del trenzado ven limitada su disposición.

Además, en el arte previo se encuentra presente la idea de una placa de circuito rígida ubicada en un artículo textil y alojada en él en un armazón de polímero. El problema con este diseño es que la placa de circuito no está en contacto íntimo con la tela y, además, el casco de polímero sobresale del artículo textil lo cual limita su utilidad y también limita el tamaño máximo de la placa de circuito rígida.

La patente estadounidense Nº 5749651 revela un parche de tela, que normalmente puede adherirse y despegarse de un chaleco mediante VELCRO®, sujetadores o botones. El parche incluye una placa de circuito impreso 3 y sustrato 4 encapsulados en láminas impermeables, que están todos rodeados de una capa superior y una lámina de respaldo.

Resumen de la invención

Por lo tanto, la presente invención tiene como objeto proporcionar circuitos llevables de base textil e incluso no llevables que no requieran ninguna modificación del artículo textil en sí.

También es objeto de la presente invención proporcionar un método para la fabricación de un artículo textil para incluir un circuito electrónico que elimine la necesidad de fibras conductoras en la tela y la necesidad de cortar fibras conductoras seleccionadas para evitar conexiones eléctricas no deseadas.

También es un objeto de la presente invención proporcionar un artículo textil eléctricamente activo en el cual la posición y disposición de los diferentes componentes electrónicos no estén limitadas.

Otro objeto de la presente invención consiste en evitar la utilización de placas rígidas de circuitería.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una adición de un circuito flexible, confortable, impermeable, lavable y de bajo perfil a la tela de una prenda de vestir.

La presente invención se origina de la comprensión de que mediante la utilización de un circuito normalmente realizado en un circuito flexible unido a la tela, se elimina la necesidad de fibras conductoras en la tela, no se limitan la posición ni la disposición de los diferentes componentes electrónicos y, en cambio, el resultado es un circuito flexible, confortable, impermeable, lavable y de bajo perfil.

Un primer aspecto de la invención incluye un método de fabricación de un artículo textil que incluye un circuito electrónico como se define en la reivindicación 1, el método comprende una realización de éste incluyendo trazos puramente decorativos y almohadillas en el sustrato flexible.

En una realización preferente, se utiliza un dispositivo ultrasónico, tal como un sonotrodo de mano, para soldar el sustrato a la tela. La superficie rígida puede estar hecha de acero inoxidable. En ejemplos ilustrativos, que no forman parte de la invención, se utiliza un adhesivo para fijar el sustrato a la tela. En otro ejemplo ilustrativo, que no forma parte de la invención, el sustrato se cose a la tela y puede insertarse una capa de material adicional entre el sustrato y la tela para reforzar el área de costura. Además, en una realización preferente, se asegura una cubierta protectora impermeable sobre el circuito flexible. En un ejemplo, esta cubierta protectora se extiende sobre la tela.

En el circuito flexible puede instalarse componentes electrónicos antes o incluso después de que el sustrato se ha asegurado a la tela. En una realización, el sustrato flexible es un material termoplástico y los trazos y almohadillas conductores son metálicos. La tela puede seleccionarse de un grupo que consiste en telas tejidas, hiladas, no tejidas y trenzadas. La tela normalmente es parte de un artículo llevable u otros artículos utilizables.

Preferentemente, se conforman áreas para el alivio de tensión de materiales en el circuito flexible para facilitar la flexión del circuito flexible. Las áreas para el alivio de tensión de materiales pueden ser recortes en los bordes del circuito flexible, recortes a través del circuito flexible, canales formados en el circuito flexible y/o material (por ejemplo, un polímero) añadido al sustrato del circuito flexible. Normalmente, las áreas para el alivio de tensión de materiales se encuentran entre los componentes electrónicos del circuito flexible.

En un ejemplo, dos circuitos flexibles se aseguran a la tela mediante soldadura e interconexión eléctrica. Los dos circuitos flexibles pueden estar interconectados eléctricamente mediante un cierre o un par de parches de VELCRO®, partes de los cuales son conductores para proporcionar interconexiones eléctricas. Los circuitos flexibles pueden incluir almohadillas de soldadura conductoras, y la tela puede ser una tela de cobre revestida de poliéster. Las almohadillas de soldadura y el recubrimiento de poliéster se funden para proporcionar las interconexiones eléctricas.

Preferentemente, los circuitos flexibles incluyen un área de unión perimetral desprovista de trazos y almohadillas conductores y el paso de asegurarlos normalmente incluye fijar el área de unión perimetral del circuito flexible a la tela. El refuerzo perimetral puede proporcionarse mediante un área perimetral que incluye material añadido al sustrato. Un segundo aspecto de la invención incluye un artículo textil como se define en la reivindicación 34.

El sustrato de circuito flexible puede soldarse de manera ultrasónica a la tela alrededor de la periferia del sustrato que, en un ejemplo, incluye un área de unión perimetral desprovista de trazos y almohadillas conductores. En un ejemplo ilustrativo, que no forma parte de la invención, también puede utilizarse un adhesivo para fijar el sustrato flexible a la tela. De manera alternativa, en otro ejemplo ilustrativo que no forma parte de la invención, hilos aseguran el sustrato flexible a la tela.

En la realización preferente, una cubierta protectora impermeable se extiende sobre el circuito flexible. La cubierta protectora también puede extenderse sobre la propia tela.

En un ejemplo, el sustrato flexible está realizado de un material termoplástico y los trazos y almohadillas conductores son metálicos. La tela puede seleccionarse del grupo que consiste en telas tejidas, hiladas, no tejidas y trenzadas. En muchos casos, la tela es una parte de un artículo llevable.

Preferentemente, las áreas para el alivio de tensión de materiales en el circuito flexible promueven la flexión del circuito flexible. Las áreas para el alivio de tensión de materiales pueden ser recortes en los bordes del circuito flexible, recortes a través del circuito flexible, canales formados en el circuito flexible y/o material añadido al sustrato del circuito flexible. Normalmente, las áreas para el alivio de tensión de materiales se encuentran entre los componentes electrónicos del circuito flexible. En un ejemplo, dos circuitos flexibles se aseguran a la tela y hay interconexiones eléctricas entre los dos circuitos flexibles. Los dos circuitos pueden asegurarse a la tela e incluir un cierre o al menos un par de parches de VELCRO®. El cierre puede incluir dientes conductores y los parches de VELCRO®... [Seguir leyendo]

1. Método de fabricación de un artículo textil que incluye un circuito electrónico, el método está caracterizado por:

ensamblar un circuito flexible (42) que incluye trazos y almohadillas (44) eléctricamente conductores en un sustrato (52); colocar un artículo textil (48) sobre una superficie de soporte rígida (60); y soldar el sustrato (52) del circuito al artículo textil mediante soldadura por ultrasonido.

2. Método conforme a la reivindicación 1, en el cual el sustrato se selecciona del grupo que consiste en materiales termoplásticos, termoestables o moldeados con disolvente.

3. Método conforme a la reivindicación 1, que incluye trazos y almohadillas que no son conductores de electricidad.

4. Método conforme a la reivindicación 3, en el cual los trazos y almohadillas son láminas metálicas laminadas al sustrato, películas metálicas depositadas sobre el sustrato, o un polímero conductor sobre el sustrato.

5. Método conforme a la reivindicación 1, en el cual la soldadura incluye la utilización de un dispositivo ultrasónico para soldar el sustrato a la tela.

6. Método conforme a la reivindicación 5, en el cual dicho dispositivo ultrasónico es un sonotrodo de mano (64).

7. Método conforme a la reivindicación 1, en el cual dicha superficie es una placa de acero inoxidable.

8. Método conforme a la reivindicación 1, que además incluye asegurar una cubierta protectora (70) sobre el circuito.

9. Método conforme a la reivindicación 8, en el cual la cubierta protectora (70) es impermeable.

10. Método conforme a la reivindicación 9, en el cual la cubierta protectora se extiende sobre la tela.

11. Método conforme a la reivindicación 1, que además incluye ocupar el circuito con componentes electrónicos (50) antes de asegurar el sustrato a la tela.

12. Método conforme a la reivindicación 1, que además incluye ocupar el circuito con componentes electrónicos (50) después de asegurar el sustrato a la tela.

13. Método conforme a la reivindicación 1, en el cual el sustrato flexible es un material termoplástico y los trazos y almohadillas son metálicos.

14. Método conforme a la reivindicación 1, en el cual la tela se selecciona del grupo que consiste en telas tejidas, hiladas, no tejidas y trenzadas.

15. Método conforme a la reivindicación 14, en el cual la tela es una parte de un artículo llevable.

16. Método conforme a la reivindicación 1, que incluye el paso de formar áreas para el alivio de tensión de materiales en el circuito para promover la flexión del circuito.

17. Método conforme a la reivindicación 16, en el cual las áreas para el alivio de tensión de materiales son recortes

(82) en bordes del sustrato.

18. Método conforme a la reivindicación 16, en el cual las áreas para el alivio de tensión de materiales son recortes (84, 86, 88) a través del sustrato.

19. Método conforme a la reivindicación 16, en el cual las áreas para el alivio de tensión de materiales incluyen material agregado (200, 202) al sustrato.

20. Método conforme a la reivindicación 16, en el cual las áreas para el alivio de tensión de materiales se encuentran entre los componentes electrónicos del circuito.

21. Método conforme a la reivindicación 16, en el cual las áreas para el alivio de tensión de materiales incluyen al menos una hendidura (92) formada en el circuito.

22. Método conforme a la reivindicación 21, en el cual al menos una hendidura se forma utilizando un dispositivo ultrasónico.

23. Método conforme a la reivindicación 21, en el cual al menos una hendidura se encuentra entre los componentes electrónicos del circuito.

24. Método conforme a la reivindicación 1, que incluye soldar otro circuito (42) a la tela e interconectar eléctricamente los dos circuitos.

25. Método conforme a la reivindicación 24, en el cual la interconexión eléctrica de los dos circuitos incluye la utilización de al menos un cierre (278) que tiene una pluralidad de dientes, donde una parte (280) de la pluralidad de dientes es conductora de electricidad.

26. Método conforme a la reivindicación 24, en el cual la interconexión eléctrica de los dos circuitos incluye la utilización de al menos un par de parches de VELCRO® (274) siendo al menos una parte (276) de los parches conductores de electricidad.

27. Método conforme a la reivindicación 24, en el cual los circuitos incluyen almohadillas de soldadura conductoras

(290) y la tela incluye trazos eléctricos (292), las almohadillas de soldadura conductoras están unidas a los trazos eléctricos para interconectar eléctricamente los dos circuitos.

28. Método conforme a la reivindicación 1, en el cual el sustrato incluye un área de unión perimetral (62) desprovista de trazos y almohadillas y el paso de asegurar incluye fijar el área de unión perimetral al sustrato de la tela.

29. Método conforme a la reivindicación 1, que además incluye un área de refuerzo perimetral elevada (214) para asegurar la periferia del sustrato a la tela.

30. Método conforme a la reivindicación 1, que además incluye agregar un gráfico (232) al artículo textil.

31. Método conforme a la reivindicación 1, que además incluye aplicar una capa compatible (260) entre el sustrato y el artículo textil.

32. Método conforme a la reivindicación 26, en el cual la capa compatible incluye al menos un bolsillo (262) en ésta y el circuito incluye un componente electrónico recibido en el bolsillo en la capa compatible.

33. Método conforme a la reivindicación 1, en el cual el sustrato se pliega antes de ser asegurado al artículo textil.

34. Artículo textil caracterizado por: una tela (48); un circuito (42) que incluye trazos y almohadillas (44) eléctricamente conductores en un sustrato flexible (52),

estando dicho sustrato soldado a la tela mediante soldadura por ultrasonido; y al menos un componente electrónico (50) que ocupa el circuito.

35. Artículo conforme a la reivindicación 34, que incluye trazos y almohadillas que no son conductores de electricidad.

36. Artículo conforme a la reivindicación 34, en el cual el sustrato de circuito está soldado a la tela por la periferia del sustrato.

37. Artículo conforme a la reivindicación 34, en el cual el sustrato del circuito incluye un área de unión perimetral (62) desprovista de trazos y almohadillas y el área de unión perimetral está asegurada a la tela.

38. Artículo conforme a la reivindicación 34, que además incluye una cubierta protectora (70) sobre el circuito.

39. Artículo conforme a la reivindicación 38, en el cual la cubierta protectora está hecha de un material impermeable.

40. Artículo conforme a la reivindicación 38, el cual la cubierta protectora se extiende sobre la tela.

41. Artículo conforme a la reivindicación 35, en el cual el sustrato flexible es un material termoplástico y los trazos y almohadillas son metálicos.

42. Artículo conforme a la reivindicación 34, en el cual la tela se selecciona del grupo que consiste en telas tejidas, hiladas, no tejidas y trenzadas.

43. Artículo conforme a la reivindicación 42, en el cual la tela es una parte de un artículo llevable.

44. Artículo conforme a la reivindicación 34, que además incluye áreas para el alivio de tensión de materiales que promueven la flexión del sustrato de circuito.

45. Artículo conforme a la reivindicación 44, en el cual las áreas para el alivio de tensión de materiales son recortes

(82) en los bordes del sustrato.

46. Artículo conforme a la reivindicación 44, en el cual las áreas para el alivio de tensión de materiales son recortes (84, 86, 88) a través del sustrato.

47. Artículo conforme a la reivindicación 44, en el cual las áreas para el alivio de tensión de materiales incluyen material agregado (200, 202) al sustrato.

48. Artículo conforme a la reivindicación 44, en el cual las áreas para el alivio de tensión de materiales se encuentran entre los componentes electrónicos del circuito.

49. Artículo conforme a la reivindicación 34, en el cual hay dos circuitos flexibles soldados a la tela e interconexiones eléctricas entre los dos circuitos flexibles.

50. Artículo conforme a la reivindicación 49, que incluye al menos un cierre (278) que incluye al menos dos dientes conductores de electricidad (280) para las interconexiones eléctricas.

51. Artículo conforme a la reivindicación 49, que incluye al menos un par de parches de VELCRO® (274) siendo al menos una parte (276) de los parches de material conductor de electricidad para las interconexiones eléctricas.

52. Artículo conforme a la reivindicación 49, en el cual los dos circuitos flexibles incluyen almohadillas de soldadura conductoras (290) y la tela incluye tela de cobre revestida en poliéster, estando las almohadillas de soldadura conductoras y el revestimiento de poliéster fundidos para formar las interconexiones eléctricas.

53. Método conforme a la reivindicación 1, que incluye capas superior e inferior de material de tela para incluir un circuito electrónico, y que además incluye:

la colocación de la superficie de soporte rígida (60) entre las capas de material de tela, la superficie de soporte rígida comprende una placa de acero inoxidable; y

la soldadura del sustrato a la capa superior de tela de la prenda de vestir utilizando un sonotrodo de mano (64) para unir el sustrato a la capa superior de la prenda de vestir.

54. Método de fabricación de un artículo textil que incluye un circuito electrónico, el método está caracterizado por:

ensamblar un circuito flexible (42) que incluye trazos y almohadillas (44) eléctricamente conductores en un sustrato (52); colocar un artículo textil (48) sobre una superficie de soporte rígida (60); y soldar el sustrato (52) del circuito al artículo textil mediante procesos de radiofrecuencia.

55. Artículo textil caracterizado por: una tela (48); un circuito (42) que incluye trazos y almohadillas (44) eléctricamente conductores en un sustrato flexible (52),

estando dicho sustrato soldado a la tela mediante procesos de radiofrecuencia; y

al menos un componente electrónico (50) que ocupa el circuito.