Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrode zur Steuerung von Stimulations-Impulsen, deren Verwendung, ein Bekleidungsstück und die Herstellung eines Bekleidungsstücks.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind Stimulations-Impulse bekannt, insbesondere eine elektrische Muskelstimulation (EMS) zur Stimulation von verschiedenen biologischen Geweben wie Muskeln und Nerven.

Häufig wird bei der Elektro-Muskelstimulation ein Kleidungsstück verwendet, in welchem die benötigten Elektroden lösbar oder dauerhaft integriert sind. Bei hochwertigen modernen EMS-Systemen wird eine große Anzahl der Elektroden verwendet. Dabei steigt der Aufwand, der an die elektrische bzw. elektronische Steuerung gestellt wird, entsprechend an. Ebenso wird für die Übertragung der Impulse der Elektrostimulierung an die Steuerung eine hohe Anzahl von elektrischen Leitern benötigt. Da auch eine nennenswerte Leistung hierüber übertragen werden muss, wird ein entsprechend großer Leiterquerschnitt benötigt.

In DE 37 88 755 T2 ist eine mehrschichtige Elektrode offenbart, die aus einem leitenden Gel, einem leitenden Element und einem isolierenden Polyurethanschaum besteht. Dabei dient das Gel als Kontaktstelle zwischen dem leitenden Element und der Haut.

DE 690 27 527 T2 offenbart eine Elektrode aus einem leitfähigen Tuch, welches auf der Oberseite einen leitfähigen Draht hat und mit einer isolierenden Schicht verbunden ist. An der Unterseite findet sich ein leitfähiges Klebemittel, das mit der Haut eines Patienten in Kontakt steht. Weiterhin ist offenbart, dass die Elektrode in zwei Richtungen flexibel und dehnbar ist und ein zellenartiger Zungennadel-Strickstoff bessere prozentuale Streckungen erreicht.

In DE 25 52 197 ist eine mehrschichtige Elektrode offenbart, die aus einer Klebeschicht besteht, die den Kontakt zum Körper eines Patienten herstellt, und einer leitfähigen Folie sowie einer äußeren Deckplatte.

DE 23 05 220 offenbart eine inaktive Elektrode, die mehrschichtig ist und aus einer Klebeschicht zum Anbringen auf der Haut, einer elastischen Folie, einem leitenden Element und einer isolierenden Schale besteht. Ein Elektrodensystem beschreibt DE 693 29 197 T2. Das System besteht aus einem nichtleitenden Tuch, an dem flexible leitende Flicken angebracht sind und die über ein elektrisch leitendes Gel mit dem Körper verbunden sind.

US 2004/0009731 A1 offenbart ein zusammenhängend gestricktes Kleidungsstück, welches Regionen mit elektrisch leitfähigen Fäden enthält und die zum Körper der tragenden Person in Kontakt stehen. Diese Regionen sind über elektrisch leitende Elemente mit einer Signalverarbeitungseinheit verbunden, die direkt hinter der leitfähigen Region liegt.

Auch DE 28 14 061 offenbart eine mehrschichtige Erdungselektrode, bestehend aus einer leitenden Klebstoffschicht, die in Kontakt mit der Haut eines Patienten steht, einem leitenden Textilsubstrat und einer Isolierschicht.

Die Elektroden haben die Aufgabe, eine möglichst gute Übertragung der EMS-Impulse auf die Haut der trainierenden Person sicherzustellen. Dies gilt vor allem dann, wenn die Elektroden in die Sportbekleidung dauerhaft integriert sind. Diese Bekleidung hat eine hohe Elastizität von bis zu 100% oder mehr, was notwendig ist, um ein gutes Anliegen der Bekleidung (mit den Elektroden) an der Haut sicherzustellen. Daher ist es erforderlich, auch die Elektrode so auszugestalten, dass sie der hohen Elastizität Rechnung trägt und insbesondere nicht reißt, oder im Falle eines Risses nicht weiter reißt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Elektrode bereitzustellen, die gut in die Bekleidung integrierbar ist, eine sichere Stromübertragung sicherstellt und hinsichtlich Elastizität und Rissfestigkeit optimiert ist.

Diese Aufgabe wird mit der Elektrode des Anspruchs 1 und dem Verfahren des Anspruchs 12 sowie eine Verwendung des Anspruchs 15 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Beschreibung der Erfindung

Eine erfindungsgemäße Elektrode, insbesondere zur Elektromuskelstimulierung (EMS), um- fasst zumindest eine Körperschicht, die als eine elektrisch leitende Kunststoff- und/oder Silikonschicht ausgeführt ist, wobei eine Kontaktoberfläche der Körperschicht eingerichtet ist, in Kontakt mit der Haut einer über die Elektrode zu stimulierenden Person zu stehen. Eine elektrisch leitende Zwischenschicht der Elektrode ist innerhalb oder an einem Rand der Kör- perschicht so angeordnet, dass an jeder Stelle ein definierter Mindestabstand zur Kontaktoberfläche besteht. Und eine elektrisch isolierende Außenschicht ist an der der Kontaktoberfläche gegenüber liegenden Seite der Elektrode angeordnet.

Wichtig ist die gute und flächige Stromübertragung von der Elektrode zu der Haut. Lokale Bereiche von einer zu hohen Stromübertragung sind zu vermeiden, da dadurch ein unangenehmes Gefühl beim Anwender erzeugt wird. Dieses Ergebnis wird dadurch erreicht, dass die Körperschicht eine relativ gute elektrische Leitfähigkeit aufweist. Die Zwischenschicht ist im Vergleich dazu deutlich besser leitend. Das bedeutet, dass sich der Strom (bzw. die Spannung) innerhalb der Zwischenschicht gleichmäßig verteilen kann. Die Körperschicht hat vorzugsweise eine möglichst konstante Dicke und auf diese Weise kann an jeder Stelle der Elektrode das gleiche elektrische Potential auf die Haut übertragen werden, wodurch Bereiche einer zu großen Stimulierung und Bereiche innerhalb der Elektrode mit einer zu kleinen Stimulierung vermieden werden.

Als Kunststoffschicht kommen insbesondere Schichten aus oder mit einem elastomeren Kunststoff optional mit Zusatz eines leitfähigen Füllstoffes in Frage. Bevorzugt sind neben Silikon insbesondere Polymere auf Basis von einem oder mehreren aus der Gruppe bestehend aus Kautschuk, Polyurethan, Silikon-Kautschuk, Acrylnitril/Butadien/Acrylat, Acryl- nitril/chloriertes Polyethylen/Styrol, Acrylnitril/Methylmethacrylat, Butadien-Kautschuk, Butylkautschuk, Chloropren-Kautschuk, Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer, Ethylen-Propylen- Dien-Kautschuk, Ethylenvinylacetat, Fluorkautschuk, Isopren-Kautschuk, Naturkautschuk (Gummi arabicum), Polyhydroxyalkanoate, Polyhydroxybutyrat, Polyisobutylen, Polypyrrol, Polyvinylbutyral, Styrol-Butadien-Kautschuk, Styrol-Butadien-Styrol, Vinylchlorid/Ethylen, Vinylchlorid/Ethylen/Methacrylat und Kombinationen davon. Polymere, die nicht selbstleitend sind, werden durch Zugabe eines elektrisch leitenden Füllstoffes leitfähig. Geeignete Füllstoffe sind insbesondere Aluminium, Metallfasern (z.B. aus Edelstahl) und Kohlenstoff (Leitruß, Graphit, Kohlefasern, Graphen) sowie Kombinationen davon.

In einer Ausführungsform ist die Zwischenschicht in Form wenigstens eines Leiters, insbesondere Draht oder Litze, ausgestaltet, wobei insbesondere die Körperschicht den Leiter in Richtung des Körpers kontaktiert. Dabei kann die Körperschicht den Leiter sogar ummanteln, wobei auf der dem Körper des Trainierenden abgewandten Seite des Leiters die Außenschicht angeordnet ist. Vorteilhaft ist dabei, wenn eine der Schichten, insbesondere die Zwischenschicht, eine Elastizität von größer als 5%, insbesondere größer als 15% oder größer als 20% und besonders bevorzugt größer als 23% aufweist. Die Körperschicht kann eine größere oder kleinere Elastizität aufweisen als die Zwischenschicht. Vorzugsweise ist die Elastizität der Körperschicht größer als die der Zwischenschicht, da die Körperschicht in der Regel leichter reißt als die Zwischenschicht und so ein Reißen der Körperschicht vermieden wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Körperschicht eine Elastizität von mehr als 27%. Beispielsweise kann die Elastizität der Zwischenschicht 27% und die der Körperschicht 30% sein. Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, dass die Elastizität einer der Schichten, insbesondere der Körperschicht, mindestens 2%, mindestens 5% oder mindestens 10% größer ist als die Elastizität der anderen Schicht, insbesondere der Zwischenschicht. Wenn die Elektrode mit der Bekleidung verbunden ist, so soll die Elektrode eine möglichst große Elastizität aufweisen, so dass sich die Bekleidung weiterhin gut an den Körper anlegen kann. Der obere Bereich von ca. 30% Elastizität der Zwischenschicht ist technisch bedingt, da es technisch schwierig ist, elektrisch leitende Elektroden mit einer höheren Elastizität zu fertigen. Die bevorzugte Elastizität der Körperschicht ergibt sich daraus, dass sie etwas größer als die der Zwischenschicht sein sollte, um ein Reißen der Körperschicht zu vermeiden. Alternativ kann ein Reißen auch durch die Begrenzung der Elastizität der Außenschicht vermieden werden. In einer Ausführungsform ist daher die Elastizität wenigstens einer Schicht, insbesondere der Außenschicht auf höchstens 100%, insbesondere höchstens 50% oder höchstens 30% begrenzt. In einer Ausführungsform ist die Elastizität der Außenschicht insbesondere geringer als die Elastizität der Körperschicht und/oder der Zwischenschicht. Dabei beträgt die Differenz der Elastizitäten zwischen der Außenschicht und der Körperschicht und/oder der Zwischenschicht wenigstens 1 %, insbesondere wenigstens 3% oder wenigstens 5%.

Insbesondere kann der genannte Mindestabstand zwischen Zwischenschicht und Kontaktoberfläche größer 0,1 mm, vorzugsweise größer 0,4 mm und insbesondere mindestens 0,5 mm sein. Einerseits sollte die Körperschicht möglichst dünn sein. Andererseits soll eine gewisse Isolierung von der Zwischenschicht zu der Haut bestehen. Dies wird durch den oben genannten Mindestabstand ausgedrückt und dies bewirkt eine flächig gleichmäßige Stromübertragung. Auch kann der Abstand zwischen der Kontaktoberfläche und der Zwischenschicht kleiner als 1 ,2 mm und insbesondere kleiner als 1 ,0 mm sein. Eine zu dicke Körperschicht würde die Elektrode selbst zu dick machen. Auch müsste der Widerstand der Körperschicht sehr gering eingestellt werden, um dennoch eine gute Übertragung des EMS-Signals auf die Haut sicherzustellen.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Zwischenschicht Fasern, insbesondere elektrisch leitende Fasern und elektrisch nicht-leitende Fasern aufweist. Die Zwischenschicht ist bei diesem Konzept die Schicht, die die mechanischen Kräfte bei einem Zerren an der Elektrode aufnimmt. Es ist eine Eigenart von elektrisch leitenden Fasern, dass ihre Elastizität häufig begrenzt ist. Wenn in diesem Sinne ein Fasergemisch bzw. eine Faserkombination in der Zwischenschicht angeordnet ist, so dass die elektrisch leitenden Fasern z.B. in mehr oder weniger weiten Schlaufen geführt werden, können nicht-leitende Fasern vornehmlich die Kräfte aufnehmen. Das bedeutet insbesondere, dass elektrisch leitende Fasern zumindest abschnittsweise in Schlaufen angeordnet sind, so dass bei einer Zugbelastung quer zur Kontaktoberfläche ein Großteil der Zugbelastung durch die elektrisch nicht-leitenden Fasern aufgenommen werden kann. Der Begriff „Faser" ist weit auszulegen und umfasst synthetische und natürliche Fasern und Fäden und dergleichen. Die Fasern können ggf. elektrisch leitend beschichtet sein oder es kann sich um metallische Drähte handeln.

Insbesondere besteht die Zwischenschicht aus einer Schicht aus ungeordneten Fasern, wobei zumindest ein Teil der Fasern elektrisch leitend ausgestaltet ist. Hierdurch ergeben sich unidirektional und/oder bidirektional gute elastische Eigenschaften. Die Zwischenschicht kann dabei in der Körperschicht eingebettet sein. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Zwischenschicht in Form eines oder mehrerer Leiter, insbesondere in Form von Draht oder Litze ausgestaltet ist, und von der Körperschicht ummantelt ist.

Die Zwischenschicht kann auch selbst wiederum zwei- oder mehrschichtig sein. Dabei kann eine Schicht elektrisch leitend sein und eine Schicht kann zur Zugaufnahme dienen und optional nicht leitend ausgestaltet sein. Die der Zugaufnahme dienende Schicht kann außen liegen. Die Zwischenschicht kann ein Verbindungselement aufweisen und/oder kann eine Schicht aufweisen, die der Kontaktierung dient. Diese Kontaktierungsschicht kann ein Verbindungselement enthalten oder mit einem solchen verbunden sein. Zwischen den Schichten können Trennschichten vorgesehen sein, die eine Separation nicht kompatibler Materialien bewirken. Die Zwischenschicht kann in einem zweischichtigen Aufbau bestehen, wobei eine leitende Schicht aus leitfähigem Silikon, einem anderen leitfähigen Kunststoff und/oder einem Leiter (Draht, Litze) mit einer textilen Schicht zur Zugaufnahme kombiniert ist. Dabei liegt die leitende Schicht, vorzugsweise Silikonschicht, insbesondere innen. Die Silikonschicht oder andere Kunststoff Schicht kann aus einem Kleber, insbesondere Silikonkleber, ausgebildet sein und somit auch der Verbindung von Schichten dienen.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn der flächige Widerstand der Körperschicht kleiner als

80 Ohm/sqr, bevorzugt kleiner als 30 Ohm/sqr ist. Er kann insbesondere > 15 Ohm/sqr sein. Die Leitfähigkeit der Zwischenschicht ist insbesondere größer als die der Körperschicht und/oder der Außenschicht, insbesondere beträgt der flächige Widerstand der Zwischenschicht weniger als 15 Ohm/sqr, weniger als 10 Ohm/sqr, weniger als 5 Ohm/sqr oder weniger als 1 Ohm/sqr. Vorteilhaft ist es ferner, wenn der flächige Widerstand der Außenschicht größer als 80 Ohm/sqr, bevorzugt größer als 100 Ohm/sqr ist.

Bei einem entsprechenden Bekleidungsstück ist die Elektrode und das Bekleidungsstück vorzugsweise in getrennten Arbeitsschritten hergestellt worden. Anschließend wurden diese Teile dauerhaft miteinander verbunden, wie insbesondere in einem Arbeitsschritt des Vernä- hens, Bondens und/oder Verklebens. In einer alternativen Ausführungsform kann die Elektrode auf einer Textilbahn oder auf dem Kleidungsstück aufgebaut werden, oder zuvor in einem Spritzgussverfahren hergestellt worden sein.

Alternativ kann das Bekleidungsstück zumindest eine das Bekleidungsstück bildende Textilbahn umfassen. Dabei wurden bei der Herstellung zur Ausbildung der Zwischenschicht in die Textilbahn elektrisch leitende Bereiche und dazwischen liegende isolierende Bereiche eingearbeitet. Dies kann im Herstellverfahren (z.B. Weben oder Stricken) geschehen oder nachträglich in einem Verfahren des Bestickens. Zur Bildung der Elektrode(n) wurde die Textilbahn bei den leitenden Bereichen auf einer Seite mit einer die Körperschicht bildenden elektrisch leitenden Kunststoff- und/oder Silikonschicht versehen. Und davon gegenüberliegend ist die elektrisch isolierende Außenschicht aufgebracht worden. Hierdurch wird die bestmögliche Integration der Elektroden mit dem Kleidungsstück realisiert. Die Dicke der Elektrode kann dadurch minimiert werden und der Übergang von der Elektrode zu dem Material der Textilbahn kann fließend geschehen, um so mechanische Spannungsspitzen am Übergang zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. In einem Verfahren zur Herstellung eines Bekleidungsstücks wird zunächst eine Textilbahn hergestellt und elektrisch leitende Bereiche und elektrisch isolierende Bereiche und/oder Leiterbahnbereiche zur Kontaktierung der elektrisch leitenden Bereiche werden in die Textilbahn eingearbeitet. Insbesondere sind die eingearbeiteten Leiterbahnbereiche in Schlaufen gelegt, so dass sie bei einer Dehnung des Kleidungsstücks nicht auf Zug belastet werden. Es kann auch eine Kontaktierung mit frei geführten Kabeln vorgesehen sein. Die elektrisch leitenden Bereiche werden von einer Seite mit einer elektrisch leitenden Schicht beschichtet und gegenüberliegend davon wird eine elektrisch isolierende Beschichtung als Außenschicht aufgebracht. Die Herstellung der leitenden Bereiche und der Leiterbahnbereiche kann zeitgleich mit der Herstellung der Textilbahn geschehen (z.B. Web- oder Strickverfahren) oder die leitenden Bereiche können nachträglich aufgebracht werden, (z.B. Besticken).

Kurzbeschreibunq der Figuren

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen und Beispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines tragbaren Systems zur Steuerung von EMS- Impulsen während einer EMS-Anwendung an einem EMS-Nutzer,

Fig. 2 ein Querschnitt einer Elektrode einer ersten Ausführungsform,

Fig. 3 ein Querschnitt einer Elektrode einer anderen Ausführungsform und

Fig. 4 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer Zwischenschicht einer Elektrode.

Fiqurenbeschreibunq

In Fig. 1 ist ein Bekleidungsstück 30 gezeigt, welches als ein Shirt ausgeführt ist. Alternativ kann das Bekleidungsstück eine Hose, eine Jacke, Weste, Socke, Strumpf, Strumpfhose oder dergleichen sein. An dem Bekleidungsstück 30 sind Elektroden 8 befestigt und über einen elektrischen Leiter 9 mit einer Impulseinheit 5 verbunden, die eine Datenverarbeitungseinheit 4 beinhaltet. Die Datenverarbeitungseinheit 4 ist mit einer Benutzerschnittstelle 6 verbunden, die eine Visualisierungseinheit 61 und Eingabeeinheit 62 umfasset. Die Benutzerschnittstelle 6 kann ein handelsübliches Smartphone, Tablet oder dergleichen sein. Da für die Impulseinheit eine Batterieversorgung 7 vorgesehen ist, ist das sich so ergebende Sys- tem 1 der Elektromuskelsimulierung (EMS) mobil verwendbar. Man kann es also beispielsweise im Freien bei diversen Sportarten oder (Bewegungs-)Spielen einsetzen.

Die Elektroden 8 können abhängig von den gewünschten Bedingungen als Einzelelektroden ausgeführt sein. In diesem Fall kann der Stromfluss so gestaltet sein, dass er von einer der gezeigten Elektrode zu der anderen gezeigten Elektrode fließt. Alternativ kann auch eine oder mehrere zentrale Rückführelektroden (nicht dargestellt) vorgesehen sein, über die der Stromkreis geschlossen wird. Alternativ kann jede der Elektroden 8 zwei (oder mehr) Teilelektroden umfassen und sich so über die Teilelektroden ein geschlossener Stromkreis ergeben. Die Elektroden können auch beliebig geschaltet werden, wobei also die Zuordnung der Elektroden zueinander gewechselt werden kann.

Die Elektroden 8 sind mehrschichtig aufgebaut. Eine innere Schicht, die auch als Körperschicht 10 bezeichnet wird, ist so an dem Textil 30 befestigt, dass sie zum Körper der mit dem System trainierenden Person zeigt. Die Oberfläche, die dabei an dem Körper anliegt, wird nachfolgend als Kontaktoberfläche 1 1 bezeichnet. Eine nicht leitende Außenschicht 20 ist auf der vom Körper abgewandten Seite angebracht. Diese Schicht ist nicht leitend, damit eine Person nicht bspw. mit den Armen die elektrisch leitenden Bereiche berühren und einen unangenehmen elektrischen Schlag bekommen kann. Zwischen diesen Schichten 10 und 20 ist eine Zwischenschicht 15 angeordnet. Die Zwischenschicht 15 ist elektrisch gut leitend ausgestaltet und mit den Leitern 9 verbunden.

Die Zwischenschicht 15 kann erfindungsgemäß bevorzugt so ausgestaltet sein, dass ein Verbindungselement vorgesehen ist, welches wenigstens eine elektrisch leitende Faser der Zwischenschicht 15 - z.B. über einen Leiter 9 - mit einer Stromquelle, insbesondere der Batterieversorgung 7 verbindet. Das Verbindungselement kann insbesondere als Steckverbindung oder Druckknopf ausgestaltet sein. Die Steckverbindung stellt insbesondere einen elektrischen Kontakt zwischen einem Leiter 9 und wenigstens einer elektrisch leitenden Faser der Zwischenschicht 15 her. Ein Druckknopf ist vorzugsweise in der Zwischenschicht verankert, so dass ein elektrischer Kontakt hergestellt werden kann. Der Leiter 9 wird dann über den Druckknopf oder einen anderen Knopf mit der Zwischenschicht 15 verbunden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Druckknopf in der Zwischenschicht 15 zu verankern, da ein Verankern in dem Kunststoff oder Silikon der Körperschicht 10 die Stabilität der Körperschicht 10 beeinträchtigt und ein metallener Druckknopf die Aushärtung des Kunststoffs bzw. Silikons bei der Herstellung behindern kann. Natürlich sind dem Fachmann auch andere Verbindungselemente bekannt, die grundsätzlich zur Kontaktierung geeignet sind. Auch solche Alternativen sind erfindungsgemäß umfasst.

Figuren 2 und 3 zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Zwischenschicht 15. In Figur 3 ist die Zwischenschicht 15 identisch mit der Trennfläche der Schichten 10 und 20 ausgeführt. In Fig. 2 ist die Zwischenschicht 15 in die Körperschicht 10 an dem Randbereich integriert, der der Außenschicht 20 benachbart ist. Dabei ist die Zwischenschicht 15 so ausgeführt, dass ein Abstand m zu der Kontaktoberfläche 1 1 der Körperschicht 15 besteht, die bei der Verwendung der Elektrode am Körper der zu trainierenden Person anliegt. Die Körperschicht ist in einer bevorzugten Ausführungsform 0,5 mm dick. Sie kann eine leitende Silikon- oder Kunststoffschicht sein. Sie hat bevorzugt einen Widerstand von < 80

Ohm/square und bevorzugt < 30 Ohm/square. Die Einheit Ohm/square gibt einen spezifischen Widerstand an, der in Abhängigkeit von der Messfläche ist und wird insbesondere von der Zwischenschicht 15 bis zu der Kontaktoberfläche 1 1 gemessen. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Zwischenschicht 15 in die Körperschicht 10 eingebettet, wobei die Zwischenschicht ein Leiter sein kann, der von der Körperschicht zumindest abschnittsweise ummantelt ist.

Die Zwischenschicht 15 kann ein Gewebe oder Gewirk aus einem elastischen Fasermaterial umfassen. Dabei können entweder sämtliche Fasern elektrisch leitend ausgestaltet sein oder nur ein gewisser Anteil. In besonderen Ausführungsformen kann die Zwischenschicht aus einem einzigen oder mehreren leitenden Fäden oder Leitern bestehen. Die elektrischen Fasern können metallische Leiter (Kabel) sein. Alternativ kann hierfür ein synthetischer Faden bzw. Fasern oder Litzen aus einem leitenden Material ausgeführt sein. Auch kann ein nicht leitender synthetischer oder ein organischer Faden mit einer elektrisch leitenden Oberfläche versehen sein. Dies kann insbesondere eine Metall-, wie etwa eine Silber- oder Titanbe- schichtung sein.

Die Zwischenschicht hat bevorzugt eine Elastizität von 27%. Im Allgemeinen ist ein Bereich der Elastizität von 27 +/- 5% vorteilhaft. Die Elastizität ist der prozentuale Wert, wie sehr die Zwischenschicht (bzw. die betrachtete Schicht) in einem reversiblen Bereich gedehnt werden kann. Reversibel bedeutet, dass die betrachtete Schicht nach der Entlastung in die Ursprungsform zurückgeht. Die Grenze der Elastizität kann eine Bruchdehnung sein, bei deren Erreichen das Material reißt. Manche Gewebe sind so aufgebaut, dass sie bis zu einer definierten Grenze mit einem weitgehend proportionalen Zugkraftanstieg elastisch dehnbar sind und einen Maximalwert erreichen, ab dem bei weiterer Kraftaufbringung keine weitere Dehnung auftritt. Dieser Wert wird in diesem Fall als die maximale Dehnung bezeichnet. Die Elastizität der Körperschicht ist bevorzugt 30%. Im Allgemeinen ist eine Elastizität 30% +/- 5% vorteilhaft. Es ist ferner vorteilhaft, wenn bei einer Betrachtung der Differenz die Elastizität der Körperschicht 10 mindestens 2% größer ist als die Elastizität der Zwischenschicht 15. Auch kann bei einer Betrachtung des Verhältnisses die Elastizität der Körperschicht um 10% größer als die Elastizität der Zwischenschicht 15 sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Körperschicht 10 beim Einsatz der Elektrode nicht an ihre Streckgrenze (Bruchdehnung) kommt und es wird so verhindert, dass sich in der Körperschicht 10 Risse bilden. Die Leitfähigkeit der Körperschicht kann durch Zugabe von Grafit oder Ruß oder einem Anteil - insbesondere kurzer Stücke - leitfähiger Fasern erreicht werden. Bevorzugt hat die Körperschicht 10 aber kein eingebettetes Gewebe oder Gewirk. So ist sie wenig geeignet, hohe Zugbelastungen aufzunehmen. Stattdessen wird diese Aufgabe vorzugsweise von der Zwischenschicht 15 und/oder dem Textil des Bekleidungsstückes und/oder der Außenschicht 20 übernommen. Da die Zwischenschicht 15 insbesondere einen Faseranteil hat, ist hier die Aufnahme der Zugkraft besser möglich, ohne dass eine Schädigung des Materials einsetzt. Die Außenschicht ist bevorzugt eine sehr dünne und elastische Schicht mit einem hohen elektrischen Widerstand, da ihre wesentliche Aufgabe darin besteht, die Elektrode nach außen, also vom Körper weg, zu isolieren. Alternativ kann es genau umgekehrt sein, und zwar insbesondere dann, wenn die Zwischenschicht leichter zum Reißen neigt, sollte die Außenschicht weniger elastisch sein.

Darüber hinaus kann eine bevorzugte Ausführungsform vorsehen, dass die Elastizität einer, mehrerer oder aller Schichten, insbesondere der Körperschicht und/oder der Zwischenschicht, auf ein Minimum reduziert wird. Dabei beträgt die Elastizität insbesondere weniger als 5%, weniger als 3% oder weniger als 1 %. Dabei sollten die jeweiligen Schichten aber dennoch flexibel sein.

Außerdem kann die leitende Schicht zum Körper (Körperschicht) auch gestickt sein bzw. aus einem Gewebe bestehen. Dieses könnte wiederum mit einem hydrophilen Textil abgedeckt sein, welches dann die Kontaktoberfläche zum Körper bereit stellt.

Erfindungsgemäß ist auch eine Elektrode mit einer Körperschicht, die zumindest teilweise gestickt oder gestrickt ausgeführt ist, insbesondere aus oder mit einem Kunststofffaden, der insbesondere durch Beschichtung mit einem Metall, z.B. Silber, leitfähig ausgestaltet sein kann. In dieser Ausgestaltung kann der Kunststoff ein Polyamid sein.

Wie schon oben erwähnt, bildet in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 die Zwischenschicht 15 die Grenze zwischen der Körperschicht 10 und der Außenschicht 20. Hergestellt wird dieser Aufbau indem die Zwischenschicht 15 mit z.B. einem Rakel mit dem zähflüssigen Material der Körperschicht beschichtet wird und dabei das Material gleichmäßig verteilt wird. Es ergibt sich somit ein dreischichtiger Aufbau. Dabei ist bevorzugt der Bereich der Zwischenschicht 15 zwischen den einzelnen Fasern komplett mit dem Material der Körperschicht ausgefüllt, um so einen guten elektrischen Stromübergang zu erhalten. Es kann dieser Aufbau auch in einem formgebenden Werkzeug erzeugt werden, das in einen geschlossenen Zustand bringbar ist, in dem ein Hohlraum von der Elektrode gefüllt wird. So wird dadurch der körperseitigen Kontaktfläche 1 1 der Elektrode 8 ihre Kontur bzw. Oberflächenstruktur gegeben.

Die Kontaktfläche 1 1 der Elektrode ist bevorzugt rau. Dabei kann die Rauheit Ra bspw. größer 2 μηι sein. Eine hohe Rauheit erhöht die Kontaktoberfläche zur Haut und somit den Übergangswiderstand. Bei der Verwendung der Elektrode kann sich besser ein Feuchtig- keits-(Schweiß-)Film bilden, der es erleichtert, das Kleidungsstück 30 auszuziehen. In einer alternativen Ausführungsform ist die Kontaktfläche besonders glatt, damit die körpereigene Flüssigkeitsbildung angeregt wird. Zu diesem Zweck beträgt die Rauheit Ra vorzugsweise weniger als 2 μηι, insbesondere weniger als 1 μηι.

Es kann, wie in Fig. 2 gezeigt, die Zwischenschicht 15 auch in der Körperschicht 10 eingebettet sein. Dies kann in einem Herstellverfahren durchgeführt werden, bei dem z.B. mit einem Rakel oder durch Guss- oder Spritzgussbedingungen dafür gesorgt wird, dass die Zwischenschicht 15 so gut mit dem Material der Körperschicht 10 durchsetzt ist, dass sich das Erscheinungsbild ergibt, dass die Zwischenschicht 15 innerhalb der Körperschicht liegt. Dies ist auch der Fall, wenn die Zwischenschicht gemäß einigen Ausführungsformen als Leiter ausgestaltet ist, der von der Körperschicht ummantelt ist. In jedem Fall ist ein definierter Mindestabstand von der Zwischenschicht 15 zu der Kontaktoberfläche vorhanden. Die Zwischenschicht ist bevorzugt ca. 0,1 - 0,4 mm dick. Die Zwischenschicht kann grundsätzlich auf beliebige Weise hergestellt werden. Vorzugsweise ist sie gewebt, gewirkt, gestrickt oder als Vlies mit ungeordneten Fasern ausgeführt; sie kann auf einer Gurt-/Bandwebmaschine hergestellt sein. Die Zwischenschicht 15 übernimmt die Funktion der Verteilung der beauf- schlagten Energie innerhalb der Fläche der Elektrode. Zudem ermöglicht sie die Kontaktie- rung mit der Energiequelle.

In einer Ausführungsform umfasst die Erfindung ein Verfahren, wobei eine Textilbahn oder ein Bekleidungsstück zumindest in Teilbereichen mit einer nicht leitenden Außenschicht 20 beaufschlagt wird. Auf die nicht leitende Außenschicht 20 kann eine elektrisch leitende Kunststoff und/oder Silikonschicht aufgebracht werden. Auf die ausgehärtete, ungehärtete oder teilweise gehärtete Kunststoff- und/oder Silikonschicht wird die Zwischenschicht 15 aufgebracht (z.B. aufgelegt). Die Zwischenschicht 15 kann im Extremfall aus einem einzelnen leitenden Faden oder Leiter bestehen. Auf die Zwischenschicht 15 wird dann eine weitere elektrisch leitende Kunststoff- und/oder Silikonschicht aufgebracht. Die beiden elektrisch leitenden Kunststoff und/oder Silikonschichten bilden zusammen die Körperschicht 10, in die die Zwischenschicht 15 eingebettet ist. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass die Zwischenschicht 15 stabiler eingebettet werden kann als beim Eingießen. Insbesondere wird der Mindestabstand zu der Kontaktoberfläche sichergestellt. Ein versehentlicher Durchtritt eines elektrisch leitenden Fadens oder Leiters der Zwischenschicht durch die Körperschicht ist auf diese Weise nicht zu befürchten. In besonderen Ausführungsformen wird auf die Außenschicht 20 verzichtet und der gerade skizzierte Aufbau aus elektrisch leitenden Kunststoff- und/oder Silikonschichten und Zwischenschicht wird direkt auf das Textil aufgebracht, so dass das Textil gleichsam die Rolle der - in dieser Ausführungsform nicht notwendigerweise vorhandenen - nicht-leitenden Fasern der Zwischenschicht übernimmt (Zugaufnahme). Die elektrisch leitenden Kunststoff- und/oder Silikonschichten können in Form von Platten oder Folien verwendet werden, was die Verarbeitung erleichtert. Erfindungsgemäß ist auch eine auf diese Weise hergestellte Elektrode bzw. ein auf diese Weise hergestelltes Bekleidungsstück. Die Zwischenschicht kann einen Anteil von 100% der leitenden Fasern aufweisen. Eine Herstellung kann auf einer Rolle erfolgen, jeweils mit Leiter, entweder einzeln in Form oder als Fläche zum späteren Beschneiden. Die Rolle könnte den einfachen Einsatz in Pick- und Place- Verfahren übernehmen. Alternativ kann die Elektrode auch erst auf der Textilie aufgebaut werden.

Die Elektroden können so hergestellt werden, dass zunächst ein Grundkörper erzeugt wird, der die einzelnen Schichten beinhaltet und dessen Größe ein Vielfaches der einzelnen Elektroden beträgt. Dieser Grundkörper kann dann auf die Größe der einzelnen Elektroden geschnitten werden. Hierdurch ist eine automatisierte Herstellung der EMS-Bekleidung über das Pick- und Place- Verfahren möglich. Alternativ ist es vorteilhaft, wenn die Elektrode auf dem Material der EMS-Bekleidung aufgebaut wird. Dieses Material weist eine hohe Elastizität auf. Sie kann größer 50% und insbesondere größer als 80% sein. In vielen Fällen beträgt sie 100% oder mehr. In dieses Material können die elektrisch leitenden Bereiche mit eingearbeitet (z.B. eingewebt oder eingestrickt) sein. So sind die Zonen, die später als Elektroden dienen sollen, mit einer gleichmäßigen Verteilung elektrisch leitender Fasern ausgeführt. Die elektrischen Leiter der Energieversorgung können ebenfalls in das Textil eingearbeitet sein. Dadurch werden keine oder zumindest weniger elektrische Kabel benötigt, die, wie in Fig. 1 gezeigt, frei und von der Textilie entfernt geführt werden. Die so vorbereiteten Textilien werden zu beiden Seiten beschichtet, nämlich auf der einen Seite mit der Körperschicht 10 und der anderen Seite mit der Außenschicht 20. Das Material der EMS-Bekleidung dient auf diese Weise als Zwischenschicht 15.

In Fig. 4 ist ein Webverfahren gezeigt zur Herstellung der Zwischenschicht 15, die ein Gewebe aus nicht-leitenden Fasern 16 aufweist. Die Fasern 16 sind als Kett- und Schussfäden verbunden. In diesem Geflecht sind die leitenden Fasern integriert. So ist eine leitende Faser 17 gezeigt, die geflottet ist. Das heißt, dass sie abschnittsweise nicht in die Webstruktur integriert ist. Stattdessen ist sie in einem weiten Bogen geführt. Dadurch, dass sie sich auch bei der Einbindung in die Kunststoffmatrix etwas bewegen kann, werden mechanische Zugbelastungen, die auf die Elektrode aufgebracht werden, nicht oder nur weniger von der leitenden Faser aufgenommen. Das gleiche Prinzip ist bei einer Maschenverbindung der Zwischenschicht möglich, wie z.B. bei einem Stricken.

Eine andere Anwendungsform sieht vor, dass die Elektroden mittels einer lösbaren festen Verbindung mit dem Textil verbunden sind. Beispielsweise über Klett/Flausch. So können die Elektroden frei positioniert werden und den jeweiligen Körpern angepasst werden.

Außerdem können die Leiter mit der Elektrode mittels lösbaren Verbindungen verbunden werden. Alternativ kann die Elektrode mit dem Leiter eine feste Verbindung eingehen, dergestalt, dass der Leiter aus der Zwischenschicht heraus geführt ist oder mit dieser verbunden wird und erst dann mit der leitenden Schicht versehen wird. Die Verbindungsstelle (dort wo der Leiter aus der Elektrode austritt) kann zusätzlich gesichert sein, durch eine Tülle oder eine weitere Versteifung bzw. zusätzliches Material.

Diese Verbindungsstelle kann auch durch eine besondere Form der Elektrode geschützt sein, beispielsweise Aussparungen oder eine zusätzliche Überdeckung. Sowohl die unterschiedlichen Elektrodenschichten und Leiterbestandteile können teilweise oder komplett gedruckt sein. Leiter und Elektrode können eine Einheit bilden, die als ganzes mit dem Textil verbunden wird, bspw. gebonded. Darüber hinaus kann die Elektrode und/oder der Leiter mit selbstheilenden Eigenschaften versehen sein, dergestalt, dass bei einer Unterbrechung der Leitfähigkeit oder einem Bruch im Material, dieses die Unterbrechung wieder schließt.

Die Verwendung der Elektroden dieser Erfindung ist nicht auf die Elektromuskelstimulation beschränkt. Vielmehr können die Elektroden auch für andere Zwecke eingesetzt werden. Erfindungsgemäß sind Verwendungen einer erfindungsgemäßen Elektrode oder eines Bekleidungsstücks zur Elektromuskelstimulation EMS und/oder zum Messen eines oder mehrerer Parameter. Erfindungsgemäß ist insbesondere die Verwendung der Elektrode als ein oder in einem Drucksensor, Ultraschallsensor, Akustik-Sensor, Berührungssensor, Widerstandssensor, insbesondere zur Körperwiderstandsmessung, Elektromyographiesensor, Beschleunigungssensor, Lagesensor, Nahinfrarotspektroskopie (NIRS)-Sensor, Sensor zur Messung der Sauerstoffsättigung, Sensor zur bioelektrischen Impedanzanalyse (BIA); Sensor zur Messung von Magnetwiderstand; Bewegungssensor, Berührungssensor, Pulsfrequenzsensor, Herzfrequenzsensor, EKG-Sensor, Temperatursensor, Sensor zur Erfassung einer Fettverbrennung, Kalorienverbrauchssensor, Schweißsensor, Standort-, insbesondere GPS-, Sensor, Atemsensor, insbesondere zur Messung von Atemfrequenz und/oder Atemtiefe, Spirometrie-Sensor, Laktatsensor, Blutzuckersensor, pH-Sensor und dergleichen.

Bezugszeichenliste:

I System

3 Sensor

4 Datenverarbeitungseinheit, Steuerung

5 Impulseinheit

6 Benutzerschnittstelle

61 Visualisierungseinheit

62 Eingabemittel

7 Energiequelle

8 Elektrode

9 Leiter

10 Körperschicht

I I Kontaktoberfläche

15 Zwischenschicht

16 elektrisch isolierende Fasern

17 elektrisch leitende Faser(n)

20 Außenschicht

30 Textil, Bekleidungsstück

m Mindestabstand