Un tejido que incluye en su construcción tejida una pluralidad de primeros filamentos o fibras (10) conductoresde la electricidad espaciados cruzados por una pluralidad de segundos filamentos o fibras (12) conductores de laelectricidad espaciados,

estando dichos filamentos o fibras conductores de la electricidad separados de formapermanente en el punto de cruce, en el cual la urdimbre incluye al menos un primer filamento o fibra (10) conductorde la electricidad y la trama incluye al menos un filamento o fibra (12) conductor de la electricidad;en el cual el tejido incluye fibras o filamentos (14, 16) aislantes que separan a los primeros y segundos filamentos ofibras (10, 12) conductores de la electricidad en el punto de cruce, en el cual la estructura tejida incluye flotes deurdimbre y/o de trama por encima o por debajo de más de un hilo para realizar la separación de los primeros ysegundos filamentos o fibras (10, 12) conductores de la electricidad en el punto de cruce, en el cual los primeros y/olos segundos filamentos o fibras (10, 12) conductores de la electricidad están sometidos a un flote de urdimbre y/ode trama por encima o por debajo de más de un hilo;

en el cual el tejido incluye al menos un ejemplo de un punto de cruce en el cual los primeros y segundos filamentos ofibras (10, 12) conductores de la electricidad están separados de forma permanente y al menos un ejemplo de unpunto de cruce en el cual los correspondientes primeros y segundos filamentos o fibras conductores de laelectricidad están conectados físicamente entre sí de forma permanente;

en el cual el uno o más puntos de cruce en los cuales los correspondientes primeros y segundos filamentos o fibras(10, 12) conductores de la electricidad están conectados físicamente entre sí de forma permanente se realizan pormedio de una estructura de tejido en rejilla local en ese punto de cruce;

en el cual los puntos de cruce conectados entre sí de forma permanente y los puntos de cruce separados de formapermanente crean al menos un camino conductor de la electricidad dentro del tejido que está compuesto por dos omás segmentos contiguos de dos o más filamentos o fibras (10, 12) conductores de la electricidad;

caracterizado porque las longitudes y/o el número y/o la disposición y/o las resistividades lineales de lossegmentos contiguos de filamentos o de fibras conductores de la electricidad se eligen de forma que constituyan unoo más caminos conductores resultantes que se ajusten a una geometría requerida de tal manera que se puedagenerar una resistencia resultante dentro de un área y forma dadas del tejido a partir de los filamentos o fibras (10,12) conductores de la electricidad con un rango limitado de conductividades de hilo disponibles.

Componentes y circuitos eléctricos construidos como una tela tejida.

El presente invento se refiere a la provisión e incorporación de componentes eléctricos en una tela.

La solicitud de patente previa WO-01/75778 de los solicitantes explica varias realizaciones de estructuras de hilo localizadas en telas tejidas, de punto y no-tejidas que incorporan hilos conductores y aislantes de la electricidad con el fin de construir interruptores y sensores de presión a partir de ellos.

Estas estructuras y sistemas de hilos están relacionadas principalmente con el control de la cantidad de contacto eléctrico que se produce entre dos o más hilos conductores de la electricidad, o entre dos o más conductores eléctricos alargados análogos, que se cruzan uno por encima del otro dentro del plano de la tela. En el documento WO-01/75778 se describen técnicas mediante las cuales se pueden fijar los hilos conductores de la electricidad antes mencionados en contacto eléctrico permanente unos con otros, o se pueden separar de forma permanente mediante hilos aislantes y/o un hueco de aire, de tal manera que no se produzca ningún contacto eléctrico entre ellos.

Ciertas estructuras y parámetros de fabricación permiten que se pueda ampliar la función del último caso (el de hilos separados) , de tal manera que los hilos conductores sigan siendo eléctricamente independientes hasta que se ejerza una fuerza mecánica sobre la estructura de la tela en una dirección substancialmente perpendicular al plano del tejido. En esta condición, se puede hacer que uno u otro de los hilos conductores diferentes atraviese el hueco de aire que los separa y/o empuje hacia un lado a los elementos aislantes y de esta manera se ponga en contacto eléctrico con el otro o los otros hilos conductores. De esta manera esta estructura constituye un interruptor eléctrico accionado mecánicamente, sensible a la fuerza o a la presión.

Preferiblemente, los tipos de estructuras de cruce utilizadas procedentes de la solicitud de patente WO-01/75778 son aquellos que pertenecen a tejidos que incorporan hilos conductores de la electricidad no compuestos; es decir, hilos de monofilamento o hilos de multifilamentos que comprenden una pluralidad de monofilamentos similares, que exhiben una superficie exterior uniformemente conductora de la electricidad. Esto excluye a aquellos hilos compuestos descritos en el documento WO-01/75778 que comprenden elementos conductores y aislantes pero incluye a la mayoría de los hilos conductores de la electricidad disponibles comercialmente, los cuales tienden a estar compuestos por filamentos conductores de la electricidad metálicos puros o por filamentos que están recubiertos de manera uniforme con un material conductor metálico o no metálico (normalmente carbono) .

La técnica de separación preferida para su uso con hilos conductores de la electricidad no compuestos en una tela tejida es el uso de una estructura de tejido con flotes, un término que se aplica a una porción de hilo de trama que pasa por encima o por debajo de más de un hilo de urdimbre o viceversa, tal como se describe en el documento WO-01/75778.

La mayor parte del estado del arte sobre elementos resistivos textiles está relacionada con el calentamiento eléctrico. Gran parte de este estado del arte, por ejemplo los documentos US-2001/0002669, US-B-6.452.138, GBA-657.729 y GB-A-428.036, está a su vez relacionada con la creación de un elemento de calentamiento no textil apropiadamente flexible, el cual se incorpora o se añade a continuación a un substrato textil. En algunos casos, por ejemplo en los documentos US-A-6.172.344, US-A-4.764.665 y US-A-4.149.066, el elemento de calentamiento está conformado como un recubrimiento o superficie conductor de la electricidad sobre un substrato textil. Estas técnicas sufren las desventajas de tener procesos de producción complejos, de muchas etapas y del deterioro durante su uso debido a que el elemento o material de calentamiento se separa de su substrato textil.

El presente invento busca proporcionar un tejido mejorado con características eléctricas y componentes eléctricos en el interior de una tela tejida.

De acuerdo con el presente invento, se proporciona un tejido como se especifica en la reivindicación 1.

Las fibras de urdimbre aislantes próximas a un conductor eléctrico situado en la urdimbre se pueden someter a un flote de urdimbre por encima o por debajo de más de un hilo de trama.

Ventajosamente, las fibras de trama aislantes próximas a un conductor eléctrico situado en la trama se someten a un flote de trama por encima o por debajo de más de un hilo de urdimbre.

En la realización preferente, el tejido emplea durante su tejido ejes diferentes para un conductor eléctrico situado en la urdimbre y para las fibras aislantes situadas en la urdimbre que son próximas a dicho conductor eléctrico.

Preferiblemente, la separación se realiza colocando un conductor eléctrico de sección transversal relativamente menor entre filamentos o fibras aislantes próximos de sección transversal relativamente mayor.

En la realización preferente, los dos o más segmentos contiguos son de dos o más conductores eléctricos que exhiben diferentes resistividades lineales.

Ventajosamente, la propiedad eléctrica requerida es resistencia, capacitancia, inductancia, impedancia o reactancia eléctricas.

Más preferiblemente, la característica eléctrica requerida es una distribución heterogénea de resistencia a lo largo del camino conductor de la electricidad resultante y/o a través del tejido.

En una realización, el tejido proporciona un elemento de calentamiento eléctrico. El tejido puede proporcionar un elemento de calentamiento eléctrico que exhiba una distribución heterogénea de disipación de energía de calentamiento a lo largo del camino conductor resultante y/o a través de dicho tejido. De manera similar, el tejido puede proporcionar un sensor o transductor eléctrico mediante la medición de alguna propiedad eléctrica de un camino conductor.

Preferiblemente, dicha propiedad eléctrica medida incluye, pero no está limitada a, una o más de las propiedades resistencia, capacitancia, inductancia, impedancia y reactancia.

Ventajosamente, el tejido proporciona un sensor eléctrico de temperatura y en el cual la propiedad eléctrica medida es la resistencia.

En una realización el tejido proporciona un elemento de calentamiento eléctrico y un sensor eléctrico de temperatura.

El presente invento está relacionado con la utilización de estos tipos de estructura de cruce, a saber, permanentemente conectada y permanentemente no conectada, para construir una gran variedad de componentes eléctricos en forma de telas fabricadas de manera convencional.

De esta forma, esta “caja de herramientas” de técnicas comprende: la unión y separación antes mencionadas de estructuras de tejido; la disposición en filas y columnas de conductores que resulta de intercalar hilos conductores de la electricidad entre hilos aislantes de la electricidad en la urdimbre y la trama de una tela tejida; y la variedad de conductividades exhibidas por los hilos conductores de la electricidad disponibles comercialmente.

Más adelante se describen realizaciones del presente invento, sólo a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 muestra de forma esquemática una pieza tejido, mostrando hilos conductores y aislantes de la electricidad, con flotes de trama en puntos de cruce entre conductores; La figura 2a muestra en sección transversal hilos conductores tejidos con un filamento de trama conductor de la electricidad flotado por encima de un filamento de urdimbre conductor dando como resultado un área de contacto mínima; La figura 2b muestra en sección transversal hilos conductores tejidos con un filamento de trama conductor de la electricidad flotado por encima de un filamento de urdimbre conductor de menor diámetro dando como resultado una separación física; La figura 2c muestra en sección transversal hilos conductores tejidos con una estructura de tejido en rejilla dando como resultado un contacto permanente entre la trama conductora y los filamentos de urdimbre; La figura 3 es una leyenda para las otras figuras, en las cuales sólo se muestran los hilos conductores para mayor claridad; La figura 4 muestra un elemento... [Seguir leyendo]

1. Un tejido que incluye en su construcción tejida una pluralidad de primeros filamentos o fibras (10) conductores de la electricidad espaciados cruzados por una pluralidad de segundos filamentos o fibras (12) conductores de la electricidad espaciados, estando dichos filamentos o fibras conductores de la electricidad separados de forma permanente en el punto de cruce, en el cual la urdimbre incluye al menos un primer filamento o fibra (10) conductor de la electricidad y la trama incluye al menos un filamento o fibra (12) conductor de la electricidad; en el cual el tejido incluye fibras o filamentos (14, 16) aislantes que separan a los primeros y segundos filamentos o fibras (10, 12) conductores de la electricidad en el punto de cruce, en el cual la estructura tejida incluye flotes de urdimbre y/o de trama por encima o por debajo de más de un hilo para realizar la separación de los primeros y segundos filamentos o fibras (10, 12) conductores de la electricidad en el punto de cruce, en el cual los primeros y/o los segundos filamentos o fibras (10, 12) conductores de la electricidad están sometidos a un flote de urdimbre y/o de trama por encima o por debajo de más de un hilo; en el cual el tejido incluye al menos un ejemplo de un punto de cruce en el cual los primeros y segundos filamentos o fibras (10, 12) conductores de la electricidad están separados de forma permanente y al menos un ejemplo de un punto de cruce en el cual los correspondientes primeros y segundos filamentos o fibras conductores de la electricidad están conectados físicamente entre sí de forma permanente; en el cual el uno o más puntos de cruce en los cuales los correspondientes primeros y segundos filamentos o fibras (10, 12) conductores de la electricidad están conectados físicamente entre sí de forma permanente se realizan por medio de una estructura de tejido en rejilla local en ese punto de cruce; en el cual los puntos de cruce conectados entre sí de forma permanente y los puntos de cruce separados de forma permanente crean al menos un camino conductor de la electricidad dentro del tejido que está compuesto por dos o más segmentos contiguos de dos o más filamentos o fibras (10, 12) conductores de la electricidad; caracterizado porque las longitudes y/o el número y/o la disposición y/o las resistividades lineales de los segmentos contiguos de filamentos o de fibras conductores de la electricidad se eligen de forma que constituyan uno

o más caminos conductores resultantes que se ajusten a una geometría requerida de tal manera que se pueda generar una resistencia resultante dentro de un área y forma dadas del tejido a partir de los filamentos o fibras (10, 12) conductores de la electricidad con un rango limitado de conductividades de hilo disponibles.

2. Un tejido como se reivindica en la reivindicación 1, en el cual las fibras de urdimbre aislantes próximas a un filamento o fibra (10) conductor de la electricidad en la urdimbre están sometidas a un flote de urdimbre por encima o por debajo de más de un hilo de trama.

3. Un tejido como se reivindica en la reivindicación 1 ó 2, en el cual las fibras de trama aislantes próximas a un filamento o fibra (12) conductor de la electricidad en la trama están sometidos a un flote de urdimbre por encima o por debajo de más de un hilo de trama.

4. Un tejido como se reivindica en la reivindicación 1, 2 ó 3, el cual emplea durante el tejido del mismo ejes diferentes para un conductor (10) eléctrico en la urdimbre y para las fibras (14) aislantes en la urdimbre que son próximas a dicho conductor eléctrico.

5. Un tejido como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el cual dicha separación se realiza colocando un conductor (10) eléctrico de sección transversal relativamente menor entre los filamentos o las fibras aislantes próximos de sección transversal relativamente mayor.

6. Un tejido como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el cual dos o más segmentos contiguos están constituidos por dos o más filamentos o fibras conductores de la electricidad que exhiben diferentes resistividades lineales.

7. Un tejido como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el cual la propiedad eléctrica requerida es la resistencia, la capacitancia, la inductancia, la impedancia o la reactancia eléctricas.

8. Un tejido como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el cual la característica eléctrica requerida es una distribución heterogénea de resistencia a lo largo del camino conductor resultante y/o a través del tejido.

9. Un tejido como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el cual el tejido proporciona un elemento de calentamiento eléctrico.

10. Un tejido como se reivindica en la reivindicación 8, en el cual el tejido proporciona un elemento de calentamiento eléctrico que exhibe una distribución heterogénea de disipación de energía de calentamiento a lo largo del camino conductor resultante y/o a través del tejido.

11. Un tejido como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el cual el tejido proporciona un sensor o transductor eléctrico mediante la medición de alguna propiedad eléctrica de un camino conductor.

12. Un tejido como se reivindica en la reivindicación 11, en el cual dicha propiedad eléctrica medida incluye, pero no está limitada a, uno o más de las propiedades resistencia, capacitancia, inductancia, impedancia y reactancia.

13. Un tejido como se reivindica en la reivindicación 11 ó 12, en el cual el tejido proporciona un sensor eléctrico de temperatura y en el cual la propiedad eléctrica medida es la resistencia.

14. Un tejido como se reivindica en las reivindicaciones 7 a 13, en el cual el tejido proporciona un elemento de calentamiento eléctrico y un sensor eléctrico de temperatura.

15. Un tejido como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en el cual el camino conductor está dispuesto en serie en zigzag.

16. Un tejido como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el cual el camino conductor está 15 dispuesto en serie en espiral.

17. Un tejido como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que incluye una estructura paralela compuesta por una multitud de subcaminos (50) paralelos, y en el cual el camino conductor tiene forma similar a la de un peine, estando entrelazados los apéndices de los peines.

FIGURA1º

FIGURA5

FIGURA6

FIGURA7

FIGURA8

FIGURA9

FIGURA10

Fibra o hilo aislante Fibra o hilo conductor

FIGURA11

FIGURA13