電導體的制作方法
【專利說明】電導體
[0001]本申請是申請日為2008年2月28日、申請?zhí)枮?00880000830.7、題為“電導體”
的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及一種電導體及其在加熱元件、傳感器、座椅和車輛中的應用。
【背景技術】
[0003]已知的是，對由銅構成的導體進行鍍銀，以便防止它們受到腐蝕。但是如果不是致密地施加銀，那么銅照樣會受到腐蝕。此外，銀隨著時間的推移擴散到銅中。因此形成由銀銅合金構成的邊界層，該邊界層是非常脆的。邊界層的破裂構成起始裂紋，所述起始裂紋同樣危及導體。
[0004]為了解決這個問題，可以采用所謂的鎧裝線，其中電導體設有鋼芯，它們具有一個如在DE 196 38 372 Al或DE 102 06 336 Al中那樣的銅套。由鉑制外套和由含有貴金屬的材料構成的核心制成的鎧裝線由DE 38 32 342 Cl已知。這樣的材料組合的顯著缺點在于高的成本。此外，銅套的耐腐蝕性對于很多使用目的總是不足夠的。
[0005]由JP 200-217058公開了一種電導體，其中，多個碳纖維由收縮軟管包套。但是這種設置不是非常堅韌的。
[0006]DE 20 2004 425.8描述了一種具塑料芯和金屬涂層的導體。這種導體的耐腐蝕性要通過本發(fā)明進一步改善。

【發(fā)明內容】

[0007]所以為了豐富現(xiàn)有技術提出了這樣一種電導體。該電導體通過其特別的結構即使在潮濕和含鹽的環(huán)境中運行時也被保護免受由于腐蝕而導致的其功能的損害。因為能導電的保護層實現(xiàn)了耐腐蝕性和可負載性。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電導體(25)，該電導體至少按份額由能導電材料構成，其特征在于:該電導體(25)至少部分地設有保護層(11)，該保護層至少局部地具有比該電導體(25)的能導電材料低的單位導電能力，并且該保護層(11)至少部分地由下述材料構成，該材料至少可以有條件地導電，且沿電導體(25)的橫截面方向的阻抗至少區(qū)段地與該電導體(25)的沿其縱向方向的阻抗一樣大，該電導體(25)的承載件由塑料制成的纖維或線構成，該電導體(25)具有導電層(14)，該導電層能導電，該導電層至少按份額由金屬構成，并且所述保護層(11)具有在I到300納米之間的厚度，至少一個電導體(25)具有一個股狀的承載件(12)，該承載件由在任何情況下導電能力都弱的材料構成，且由至少直至75°C、耐熱的材料構成，該承載件由不能導電的材料構成，且該承載件由通過TO、PP、PE、PA或PET制成的纖維或線構成，該導電層至少按份額由銀構成。
[0009]其他有利的構型由本發(fā)明的實施例和下面的【附圖說明】中得出。
【附圖說明】
[0010]下面解釋本發(fā)明的細節(jié)。這些實施形式使得本發(fā)明容易理解。但是這些實施形式僅具有示例的特征。當然在本發(fā)明的范圍內也可以省略、變換或者補充單個或多個描述的特征。不同的實施形式的特征當然也可以彼此組合。下面參考:
[0011]圖1以部分草圖的形式示出具有加熱元件和傳感器的車輛的側視圖，
[0012]圖2是圖1的電加熱元件的俯視圖，
圖2a是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的芯部的視圖，
圖2b是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的承載件的視圖，
[0013]圖3是紡織的電導體的放大部分的俯視圖，
[0014]圖4是具有兩個紡織的電極的電容式傳感器的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0015]圖1示出一個車輛200。在該車輛中可以設置不同的功能元件5，例如座椅加熱裝置、座椅占用識別裝置或者鍵盤60，它們在內室的確定的區(qū)域中點狀地或扁平狀地可提供確定的功能，例如加熱、壓力探測或轉換。為此，這些功能元件5中的至少一個設有至少一個按圖2、2a、2b或3的電導體25。
[0016]該導體例如可以是加熱導體2、接觸導體3、電保險裝置和/或連接導線48。
[0017]該導體設置在功能區(qū)域上、功能區(qū)域中或功能區(qū)域附近，例如至少部分地設置在座椅套30上和/或座椅套中。
[0018]該導體扁平地或者按圖2和3的實施例股狀地構成。一個股是一個長形的構成物(Gebilde)，其長度尺寸遠遠超過其橫截面尺寸。優(yōu)選橫截面的兩個維具有大致近似的尺寸。優(yōu)選這個結構是彎曲彈性的，但是處于固態(tài)的聚集態(tài)中。
[0019]至少一個導體25可以構成為扁平構成物100，例如構成為薄膜。在按圖2的實施例中設有一個由合成纖維構成的無紡材料。優(yōu)選在該無紡材料上設置導體25，這些導體優(yōu)選曲折形并排地和/或彼此電并聯(lián)地設置。它們例如通過縫紉或編織固定在無紡材料上。在圖2的實施例中，每個導體25相對于相應下一個導體25以大約2cm的平均間距設置并且?guī)缀跖c其平行地設置。對于平行理解為:兩個導體的平均間距沿著其走向大致保持相同。
[0020]也可以按圖3設置多個導體25，這些導體至少部分地共同構成一個扁平構成物100。
[0021]這種扁平構成物100例如可以具有紡織物、針織物、編結物、織物(Gewebe)、無紡材料、可彎曲的熱塑性塑料、可透氣的材料和/或至少部分地由一種這樣的材料構成。
[0022]適宜的是，至少一個電導體25具有至少一個承載件12，以便提高導體25的機械穩(wěn)定性。該承載件可以在多個維中延伸。但是優(yōu)選地該承載件基本上具有兩個主延伸方向或如在圖2和3中那樣具有一個主延伸方向并且例如構成為導體股的芯。
[0023]適宜的是，承載件12至少按份額由一種優(yōu)選彈性的、耐熱的和抗撕裂的塑料制成，優(yōu)選至少按份額、優(yōu)選完全地由碳纖維、聚丙烯、熱塑性塑料或聚酰胺和/或玻璃絲制成，和/或至少按份額由銅和/或由鋼制成。塑料是各種合成的、在大自然中不存在的材料，尤其是聚合物和由此衍生的物質例如碳纖維。
[0024]適宜的是，承載件12的材料是可紡的或可拉(出)成細絲或線，優(yōu)選拉成具有小于100 μ m、優(yōu)選小于10 μ m、優(yōu)選小于I μ m、優(yōu)選小于0.1 μ m、優(yōu)選小于0.01 μ m的粗度的細絲。
[0025]適宜的是，導體25的、尤其是加熱導體的承載件如在圖2中那樣至少按份額、基本上完全地由一種熱塑性的材料構成，優(yōu)選由塑料、優(yōu)選聚酰胺、聚酯、Kapton或如這里是聚酰亞胺構成。這允許廉價的結構。此外，這些線是軟的并且即不尖銳也不脆。由此，相鄰系統(tǒng)(例如座椅占用識別裝置)可以可靠工作。
[0026]適宜的是，至少一個電導體25的導電能力當其溫度至少局部在200°C與400°C之間、優(yōu)選在220°C與280°C之間時至少暫時地至少降低。因此可以避免對加熱元件的周圍環(huán)境的不允許地高的加熱。適宜的是，電導體25至少部分地、優(yōu)選基本上完全地在上述溫度范圍內優(yōu)選不可逆地中斷。
[0027]適宜的是，電導體25具有在O與3Ω/πι之間、優(yōu)選在O與2Ω/πι、優(yōu)選在0.1與3 Ω /m、優(yōu)選在0.2與0.5 Ω /m之間的電阻抗。
[0028]至少一個電導體25具有至少一個導電層14。
[0029]該導電層14基本上平坦地設置，例如作為薄膜的涂層。但是該導電層14也可以構成為殼層，該殼層至少部分地包圍一個內股、例如線狀的承載件12。
[0030]對于層理解成各種構成物、尤其是扁平構成物，該構成物主要在兩個維上具有伸展并且其優(yōu)選、但是不必須是扁平的和柔性的。該構成物優(yōu)選構成一個連貫面、但是也可以被穿孔，例如間隔針織物、網(wǎng)、軟管系統(tǒng)或泡沫。
[0031]殼層是一種下述的層，該層至少部分地直接或間接地包套一個物體，但不一定是最外面的、包套物體的層。
[0032]鎳、金、銀、銅或金銀合金尤其適合作為用于導電層14的材料。這些材料尤其可以用電鍍方式施加。該包套是非常易延展的并且從而在長的工作持續(xù)時間上是非常耐交變彎曲的。
[0033]導電層14優(yōu)選具有在大約0.01 μπι與大約3mm之間的厚度。視應用情況下和期望的阻抗而定，該厚度例如對于加熱導體在0.1 μπι與0.5mm之間，優(yōu)選在0.1 μπι與10 μπι之間，并且例如對于具有低的總阻抗的導體在5 μπι與Imm之間。
[0034]適宜的是，導體承載件12的材料與導電層14的材料相比具有較高的抗交變彎曲的耐抗性和/或較小的抗拉強度或抗壓強度。
[0035]導電層14例如可以對于線的情況在其進一步處理之前施加。但是該導電層也可以在例如紡織物制成之后通過噴淋或浸漬施加到一個或多個承載件12上。
[0036]至少一個電導體25至少部分地設有一個保護層11。該保護層11優(yōu)選至少按份額由如下所述的材料構成，該材料是不易起化學反應的、尤其是不易起電化學反應的。對此理解為:這種材料在存在通常的工作狀態(tài)時基本上保持其化學成分及其原子結構。由此防止位于其下的導電層14受到腐蝕。該保護層優(yōu)選是耐機械磨損的。該保護層例如通過擠出成形施加到導電層14和/或導體25上。該保護層也可以作為漆進行涂布。漆是一種液態(tài)的或粉末狀的涂層材料，該涂層材料薄地涂布到物品上并且通過化學或物理過程(例如溶劑的蒸發(fā))凝固成連續(xù)的膜。特別合適的是:粉狀漆、漆顆粒微粒在水中的懸浮液、輻射硬化的漆系統(tǒng)或聚氨酯漆。
[0037]保護層11至少部分地由下述材料構成，該材料至少可以有條件地導電，優(yōu)選由下述材料構成，該材料不易起化學反應或不易起電化學反應。該保護層優(yōu)選至少局部具有比導體25的導電層14低的(尤其是單位)導電能力。優(yōu)選其沿導體25的橫截面方向的阻抗至少區(qū)段地與該導體25的沿其縱向方向的阻抗類似高。由此引起電解反應在整個導體表面上的均勻分布并且避免在保護層11的可能的故障位置上的電流集中。在此，合適的例如是能導電的塑料(例如本身能導電的塑料)、鉑、炭黑、炭形式的石墨、碳纖維、納米管或金剛石、不銹鋼或者鈍化的或氧化的金屬。在此，能導電的材料可以構成導電層的主要份額。但是，該材料也能夠以顆粒的形式嵌入在另一種不易發(fā)生電化學反應的材料的基體中。所述顆粒具有下述大小，其中，其尺寸中的一個、優(yōu)選其直徑大致在10_6與雙倍的涂層厚度之間、優(yōu)選在Inm與10 μ m之間、優(yōu)選在50nm與I μ m之間。所述顆粒例如是纖維狀的或球狀的。
[0038]優(yōu)選保護層11尤其是在其厚度、其導電能力和熱穩(wěn)定性方面這樣構成，使得導體25和/或扁平構成物100在保護層11沒有除去絕緣的情況下以及在保護層11被電流流過的情況下例如通過連接導體48或電極4能夠電接通或已經(jīng)電接通。但是保護層11也可以至少局部被去除，以便保證與導電層14更好地接觸。
[0039]可以設定，至少一個導體25的表面完全或至少部分地用一種能導電的或導電能力不良的材料進行涂層，尤其是完全或至少按份額用塑料和/或漆進行涂層和/或完全或至少按份額用聚氨酯、PVC, PTFE、PFA和/或聚酯進行涂層。由此，加熱導體或傳感導體被保護免受腐蝕并且在其功能性方面沒有顯著改變，如果層是足夠薄的話。
[0040]本發(fā)明的涂層尤其也適用于保護接觸導體，尤其是那些與多個待接通的構件(例如加熱導體)連接以便這些構件電接通的接觸導體