电导体的制作方法
【专利说明】电导体
[0001]本申请是申请日为2008年2月28日、申请号为200880000830.7、题为“电导体”
的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种电导体及其在加热元件、传感器、座椅和车辆中的应用。
【背景技术】
[0003]已知的是，对由铜构成的导体进行镀银，以便防止它们受到腐蚀。但是如果不是致密地施加银，那么铜照样会受到腐蚀。此外，银随着时间的推移扩散到铜中。因此形成由银铜合金构成的边界层，该边界层是非常脆的。边界层的破裂构成起始裂纹，所述起始裂纹同样危及导体。
[0004]为了解决这个问题，可以采用所谓的铠装线，其中电导体设有钢芯，它们具有一个如在DE 196 38 372 Al或DE 102 06 336 Al中那样的铜套。由铂制外套和由含有贵金属的材料构成的核心制成的铠装线由DE 38 32 342 Cl已知。这样的材料组合的显著缺点在于高的成本。此外，铜套的耐腐蚀性对于很多使用目的总是不足够的。
[0005]由JP 200-217058公开了一种电导体，其中，多个碳纤维由收缩软管包套。但是这种设置不是非常坚韧的。
[0006]DE 20 2004 425.8描述了一种具塑料芯和金属涂层的导体。这种导体的耐腐蚀性要通过本发明进一步改善。
【发明内容】
[0007]所以为了丰富现有技术提出了这样一种电导体。该电导体通过其特别的结构即使在潮湿和含盐的环境中运行时也被保护免受由于腐蚀而导致的其功能的损害。因为能导电的保护层实现了耐腐蚀性和可负载性。
[0008]根据本发明，提供了一种电导体(25)，该电导体至少按份额由能导电材料构成，其特征在于:该电导体(25)至少部分地设有保护层(11)，该保护层至少局部地具有比该电导体(25)的能导电材料低的单位导电能力，并且该保护层(11)至少部分地由下述材料构成，该材料至少可以有条件地导电，且沿电导体(25)的横截面方向的阻抗至少区段地与该电导体(25)的沿其纵向方向的阻抗一样大，该电导体(25)的承载件由塑料制成的纤维或线构成，该电导体(25)具有导电层(14)，该导电层能导电，该导电层至少按份额由金属构成，并且所述保护层(11)具有在I到300纳米之间的厚度，至少一个电导体(25)具有一个股状的承载件(12)，该承载件由在任何情况下导电能力都弱的材料构成，且由至少直至75°C、耐热的材料构成，该承载件由不能导电的材料构成，且该承载件由通过TO、PP、PE、PA或PET制成的纤维或线构成，该导电层至少按份额由银构成。
[0009]其他有利的构型由本发明的实施例和下面的【附图说明】中得出。
【附图说明】
[0010]下面解释本发明的细节。这些实施形式使得本发明容易理解。但是这些实施形式仅具有示例的特征。当然在本发明的范围内也可以省略、变换或者补充单个或多个描述的特征。不同的实施形式的特征当然也可以彼此组合。下面参考:
[0011]图1以部分草图的形式示出具有加热元件和传感器的车辆的侧视图，
[0012]图2是图1的电加热元件的俯视图，
图2a是示出根据本发明实施例的芯部的视图，
图2b是示出根据本发明实施例的承载件的视图，
[0013]图3是纺织的电导体的放大部分的俯视图，
[0014]图4是具有两个纺织的电极的电容式传感器的横截面图。
【具体实施方式】
[0015]图1示出一个车辆200。在该车辆中可以设置不同的功能元件5，例如座椅加热装置、座椅占用识别装置或者键盘60，它们在内室的确定的区域中点状地或扁平状地可提供确定的功能，例如加热、压力探测或转换。为此，这些功能元件5中的至少一个设有至少一个按图2、2a、2b或3的电导体25。
[0016]该导体例如可以是加热导体2、接触导体3、电保险装置和/或连接导线48。
[0017]该导体设置在功能区域上、功能区域中或功能区域附近，例如至少部分地设置在座椅套30上和/或座椅套中。
[0018]该导体扁平地或者按图2和3的实施例股状地构成。一个股是一个长形的构成物(Gebilde)，其长度尺寸远远超过其横截面尺寸。优选横截面的两个维具有大致近似的尺寸。优选这个结构是弯曲弹性的，但是处于固态的聚集态中。
[0019]至少一个导体25可以构成为扁平构成物100，例如构成为薄膜。在按图2的实施例中设有一个由合成纤维构成的无纺材料。优选在该无纺材料上设置导体25，这些导体优选曲折形并排地和/或彼此电并联地设置。它们例如通过缝纫或编织固定在无纺材料上。在图2的实施例中，每个导体25相对于相应下一个导体25以大约2cm的平均间距设置并且几乎与其平行地设置。对于平行理解为:两个导体的平均间距沿着其走向大致保持相同。
[0020]也可以按图3设置多个导体25，这些导体至少部分地共同构成一个扁平构成物100。
[0021]这种扁平构成物100例如可以具有纺织物、针织物、编结物、织物(Gewebe)、无纺材料、可弯曲的热塑性塑料、可透气的材料和/或至少部分地由一种这样的材料构成。
[0022]适宜的是，至少一个电导体25具有至少一个承载件12，以便提高导体25的机械稳定性。该承载件可以在多个维中延伸。但是优选地该承载件基本上具有两个主延伸方向或如在图2和3中那样具有一个主延伸方向并且例如构成为导体股的芯。
[0023]适宜的是，承载件12至少按份额由一种优选弹性的、耐热的和抗撕裂的塑料制成，优选至少按份额、优选完全地由碳纤维、聚丙烯、热塑性塑料或聚酰胺和/或玻璃丝制成，和/或至少按份额由铜和/或由钢制成。塑料是各种合成的、在大自然中不存在的材料，尤其是聚合物和由此衍生的物质例如碳纤维。
[0024]适宜的是，承载件12的材料是可纺的或可拉(出)成细丝或线，优选拉成具有小于100 μ m、优选小于10 μ m、优选小于I μ m、优选小于0.1 μ m、优选小于0.01 μ m的粗度的细丝。
[0025]适宜的是，导体25的、尤其是加热导体的承载件如在图2中那样至少按份额、基本上完全地由一种热塑性的材料构成，优选由塑料、优选聚酰胺、聚酯、Kapton或如这里是聚酰亚胺构成。这允许廉价的结构。此外，这些线是软的并且即不尖锐也不脆。由此，相邻系统(例如座椅占用识别装置)可以可靠工作。
[0026]适宜的是，至少一个电导体25的导电能力当其温度至少局部在200°C与400°C之间、优选在220°C与280°C之间时至少暂时地至少降低。因此可以避免对加热元件的周围环境的不允许地高的加热。适宜的是，电导体25至少部分地、优选基本上完全地在上述温度范围内优选不可逆地中断。
[0027]适宜的是，电导体25具有在O与3Ω/πι之间、优选在O与2Ω/πι、优选在0.1与3 Ω /m、优选在0.2与0.5 Ω /m之间的电阻抗。
[0028]至少一个电导体25具有至少一个导电层14。
[0029]该导电层14基本上平坦地设置，例如作为薄膜的涂层。但是该导电层14也可以构成为壳层，该壳层至少部分地包围一个内股、例如线状的承载件12。
[0030]对于层理解成各种构成物、尤其是扁平构成物，该构成物主要在两个维上具有伸展并且其优选、但是不必须是扁平的和柔性的。该构成物优选构成一个连贯面、但是也可以被穿孔，例如间隔针织物、网、软管系统或泡沫。
[0031]壳层是一种下述的层，该层至少部分地直接或间接地包套一个物体，但不一定是最外面的、包套物体的层。
[0032]镍、金、银、铜或金银合金尤其适合作为用于导电层14的材料。这些材料尤其可以用电镀方式施加。该包套是非常易延展的并且从而在长的工作持续时间上是非常耐交变弯曲的。
[0033]导电层14优选具有在大约0.01 μπι与大约3mm之间的厚度。视应用情况下和期望的阻抗而定，该厚度例如对于加热导体在0.1 μπι与0.5mm之间，优选在0.1 μπι与10 μπι之间，并且例如对于具有低的总阻抗的导体在5 μπι与Imm之间。
[0034]适宜的是，导体承载件12的材料与导电层14的材料相比具有较高的抗交变弯曲的耐抗性和/或较小的抗拉强度或抗压强度。
[0035]导电层14例如可以对于线的情况在其进一步处理之前施加。但是该导电层也可以在例如纺织物制成之后通过喷淋或浸渍施加到一个或多个承载件12上。
[0036]至少一个电导体25至少部分地设有一个保护层11。该保护层11优选至少按份额由如下所述的材料构成，该材料是不易起化学反应的、尤其是不易起电化学反应的。对此理解为:这种材料在存在通常的工作状态时基本上保持其化学成分及其原子结构。由此防止位于其下的导电层14受到腐蚀。该保护层优选是耐机械磨损的。该保护层例如通过挤出成形施加到导电层14和/或导体25上。该保护层也可以作为漆进行涂布。漆是一种液态的或粉末状的涂层材料，该涂层材料薄地涂布到物品上并且通过化学或物理过程(例如溶剂的蒸发)凝固成连续的膜。特别合适的是:粉状漆、漆颗粒微粒在水中的悬浮液、辐射硬化的漆系统或聚氨酯漆。
[0037]保护层11至少部分地由下述材料构成，该材料至少可以有条件地导电，优选由下述材料构成，该材料不易起化学反应或不易起电化学反应。该保护层优选至少局部具有比导体25的导电层14低的(尤其是单位)导电能力。优选其沿导体25的横截面方向的阻抗至少区段地与该导体25的沿其纵向方向的阻抗类似高。由此引起电解反应在整个导体表面上的均匀分布并且避免在保护层11的可能的故障位置上的电流集中。在此，合适的例如是能导电的塑料(例如本身能导电的塑料)、铂、炭黑、炭形式的石墨、碳纤维、纳米管或金刚石、不锈钢或者钝化的或氧化的金属。在此，能导电的材料可以构成导电层的主要份额。但是，该材料也能够以颗粒的形式嵌入在另一种不易发生电化学反应的材料的基体中。所述颗粒具有下述大小，其中，其尺寸中的一个、优选其直径大致在10_6与双倍的涂层厚度之间、优选在Inm与10 μ m之间、优选在50nm与I μ m之间。所述颗粒例如是纤维状的或球状的。
[0038]优选保护层11尤其是在其厚度、其导电能力和热稳定性方面这样构成，使得导体25和/或扁平构成物100在保护层11没有除去绝缘的情况下以及在保护层11被电流流过的情况下例如通过连接导体48或电极4能够电接通或已经电接通。但是保护层11也可以至少局部被去除，以便保证与导电层14更好地接触。
[0039]可以设定，至少一个导体25的表面完全或至少部分地用一种能导电的或导电能力不良的材料进行涂层，尤其是完全或至少按份额用塑料和/或漆进行涂层和/或完全或至少按份额用聚氨酯、PVC, PTFE、PFA和/或聚酯进行涂层。由此，加热导体或传感导体被保护免受腐蚀并且在其功能性方面没有显著改变，如果层是足够薄的话。
[0040]本发明的涂层尤其也适用于保护接触导体，尤其是那些与多个待接通的构件(例如加热导体)连接以便这些构件电接通的接触导体