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Gegenstand
der Erfindung ist ein selbstschließender Belüftungseinsatz zur Belüftung von Textilien,
Schuhen oder Gegenständen
aufgebaut aus zumindest einer ersten luftdurchlässige Schicht, einem auf der
ersten luftdurchlässigen
Schicht angeordneten Absorber, einer zweiten luftdurchlässige Schicht,
Abdeckungen oberhalb der ersten und der zweiten luftdurchlässigen Schicht
und zumindest einer Trägerschicht
auf einer der Abdeckungen. Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung eines Belüftungseinsatzes durch Spritzgießen.
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In
vielen Bereichen des täglichen
Lebens ist eine Belüftung
von Textilien oder Gegenständen
gewünscht,
um eine ausreichende Luftzirkulation zu gewährleisten. Deshalb werden beispielsweise
Jacken oder Schuhe zumindest teilweise mit Stoffen versehen, die
luftdurchlässig
sind, um so eine guten Luft- und Feuchtigkeitsaustausch zu gewährleisten.
Wenn die Luftzirkulation nicht gewährleistet ist, kommt es häufig zur
Ansammlung von Feuchtigkeit, ggf. sogar zur Bildung von Kondenswasser.
Es sind deshalb verschiedene Einsätze entwickelt worden, um eine Belüftung von
Gegenständen,
die beispielsweise aus Textilmaterial hergestellt sind, zu ermöglichen.
Häufig
werden die entsprechenden Gegenstände mit Öffnungen versehen, die nur
mit einem luftdurchlässigen
Stoff überspannt
sind. Der Nachteil solcher Öffnungen
ist, dass diese nicht wasserdicht sind und es so zu einem Wassereintritt
von außen
kommen kann. Für
Bekleidung oder Schuhe sind daher vielfach Abdeckungen üblich, die
mechanisch über
die Belüftungsöffnung gespannt
werden.
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Zudem
wurden verschiedene Textilmaterialien entwickelt, bei denen eine
gezielte Steuerung der Durchlässigkeit
des Textilmaterial für
Wasser und Feuchtigkeit möglich
ist. Wasserdampf durchlässige Materialien
wie etwa Mikrofasern bzw. Membranen ermöglichen einen geringen Wasserdampfabtransport,
aber keine Luftzirkulation. Ein entsprechendes flächiges Textilmaterial
wird in der
EP 1 054
095 A2 beschrieben, bei der sich in Abhängigkeit von der Temperatur
das Material ausdehnt oder schrumpft und hierdurch Belüftungsöffnungen öffnet oder
verschließt.
Dieses textile Flächenmaterial
erlaubt jedoch nur einen Einsatz in bestimmten Bereichen, in denen
das Öffnen
und Schließen
durch Temperaturschwankungen gesteuert werden soll.
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Aus
der US 2005/0249917 A1 ist eine Membranstruktur bekannt, die eine
gezielte Regelung der Durchlässigkeit
in Abhängigkeit
von den Umgebungsbedingungen zulässt.
Diese Membranstruktur wird unter anderem für Schutzbekleidungen eingesetzt,
bei denen Wasserdampf aus dem Inneren heraustransportiert werden
soll, jedoch gefährliche
Flüssigkeiten
oder Gase nicht ins Bekleidungsinnere dringen sollen. Die beschriebene
Membranstruktur besteht aus zwei Membranen, deren Positionierung
zueinander bei einer bestimmten Anregung verschoben wird. Für die Funktionsfähigkeit
des Membransystems ist eine exakte Positionierung der Membranen zueinander
beim Herstellungsverfahren notwendig. Zudem muss in das Membransystem
eine Kraftquelle, beispielsweise auf elektrischer Basis integriert sein,
die eine verschiedene Membran zueinander erlaubt.
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Aus
dem Hygienebereich sind zudem sogenannte Superabdorber bekannt,
die große
Mengen Wasser aufnehmen können
und hierbei aufquellen. Die Wasseraufnahme ist reversibel, bei geringerer Umgebungsfeuchtigkeit
wird das Wasser wieder an die Umgebung abgegeben. Diese Absorbervliese werden
beispielsweise in Windeln oder damenhygienischen Artikeln und in
der Bauindustrie eingesetzt. Allerdings können diese Absorbervliese beispiels weise
für die
Bekleidungsindustrie nicht eingesetzt werden, da sie keinen ausreichenden
Tragekomfort gewährleisten
würden.
Eine mit dem Absorbervlies versehene Jacke würde in den mit Absorber versehenen Bereichen
sehr stark aufquellen und hierdurch sowohl an Gewicht zunehmen,
als auch bei Aufliegen auf anderen Schichten über eine entstehende Feuchtigkeitsbrücke Feuchtigkeit
beispielsweise an die darunterliegende Kleidung abgeben. Zudem sind
die Vliesmaterialien sehr empfindlich gegen mechanische Beschädigung und
bereits ein Stoss gegen die mit Absorbervlies versehene Stelle könnte zu
einer Beschädigung
führen
und der Absorber würde
aus dem Vlies herausquellen. Zudem sind diese Stoffe nicht wasserdicht,
da das nicht vom Absorber gebundene Wasser zwischen den Absorberkugeln
hindurchsickert.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Belüftungseinsatz
zu schaffen, der sich bei Kontakt mit Wasser selbsttätig schließt, im trockenen
Zustand eine gute Belüftung
gewährleistet
und ohne eine mechanische Abdeckung zu schließen ist und ausreichend gegen
mechanische Beschädigungen
geschützt
ist. Der Belüftungseinsatz
soll zudem so ausgestaltet sein, dass er in verschiedensten Einsatzbereichen,
sowohl in Bekleidung, als auch Schuhen, als auch bei Schutzbekleidung
eingesetzt werden kann, in denen eine Luftzirkulation bei gleichzeitigem
Feuchtigkeitsschutz gewünscht
ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen,
das eine schnelle und kostengünstige
Herstellung des Belüftungseinsatzes
im industriellen Maßstab
erlaubt.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen selbstschließenden
Belüftungseinsatz zur
Belüftung
von Textilien, Schuhen oder Gegenständen aufgebaut aus zumindest
einem Kernelement mit einer ersten luftdurchlässige Schicht einem auf der
ersten luftdurchlässigen
Schicht angeordneten Absorber, der bei Kontakt mit Wasser aufquillt,
einer zweite luftdurchlässige
Schicht, Abdeckungen oberhalb der ersten und der zweiten luftdurchlässigen Schicht,
einer Trägerschicht
auf den Abdeckungen wobei die Abdeckungen und/oder die Trägerschichten
die luftdurchlässigen
Schichten zusammendrücken
und eine Kammerstruktur ausbilden, wobei durch die Kammern die maximale
Ausdehnung des Absorbers begrenzt wird und durch die Begrenzung
eine Verdichtung des Absorbers während des
Quellvorgangs erfolgt, die den Belüftungseinsatz verschließt. Das
Verschließen
wird durch einen taktilen Wasserkontakt verursacht.
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Die
Aufgabe wird weiterhin gelöst
durch ein Verfahren zur Herstellung eines Belüftungseinsatzes zur Belüftung von
Textilien, Schuhen oder Gegenständen,
wobei der Belüftungseinsatz
aufgebaut ist aus zumindest einem absorberhaltigen Kernelement, einer
oberen und einer unteren Abdeckung, einer Trägerschicht auf den Abdeckungen,
wobei das Verfahren mindestens die Schritte umfasst
- ggf. A. Anordnen einer Kernelementschicht auf einer Abdeckungsschicht
und Anordnen einer zweiten Abdeckungsschicht auf der Kernelementschicht,
- B. Ausstanzen eines Grundelementes oder Formschneiden des Grundelements
mit z.B einem Stanzwerkzeug oder mit einem Laser aus zumindest der
Kernelementschicht, Perforieren des Grundelements zum Erzeugen von
Durchtrittsöffnung
und ggf. Pressen und
- C. Positionieren des perforierten Grundelementes in einer Spritzgussform,
vorzugsweise über
die Haltevorrichtungen,
- D. Spritzgießen
der Trägerschicht,
wobei das Material der Trägerschicht
beim Spritzgießen
durch die Durchtrittsöffnungen
des Grundelements gepresst wird.
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Weitere
Ausführungsformen
sind Gegenstand der Unteransprüche
oder nachfolgend beschrieben.
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Bevorzugt
weisen das Kernelement aus den luftdurchlässigen Schichten und der Absorberschicht und
ggf. die obere und untere Abdeckung Haltevorrichtungen auf, die
eine Positionierung des Elements in der Spritzgussform erlauben.
Die Haltevorrichtungen sind beispielsweise Löcher, Klebeflächen, Strukturen
oder Pins, die eine Positionierung in der Spritzgussform unterstützen bzw.
ermöglichen.
Zusätzlich oder
alternativ sind die Haltevorrichtungen Bestandteil der entsprechenden
Spritzgussform. Das Kernelement und ggf. die Abdeckungen weisen
zusätzlich bevorzugt
Durchtrittsöffnungen
auf, durch die bei der Herstellung des Belüftungseinsatzes das fließfähige Material
für die
Trägerschicht
hindurchfließt.
Die Durchtrittsöffnungen
können
beispielsweise Löcher in
den Schichten sein, die bevorzugt regelmäßig in der Schicht angeordnet
sind. Wenn das fließfähige Material,
z.B. ein Kunststoff bei der Herstellung durch die Durchtrittsöffnungen
hindurchfließt,
werden gleichzeitig Ober- und Unterseite der Trägerschicht, sowie ggf. das
Schutzgitter und die Verbindungsflächen ausgebildet. Zudem werden
die Oberseite und die Unterseite der Trägerschicht durch das Material, welches
die Durchtrittsöffnungen
ausfüllt,
fest miteinander verbunden. Je nach Höhe und Durchmesser der der
aufgefüllten
Durchtrittsöffnungen
wird der Abstand, welcher bei der Quellung des Absorbers zur Verfügung steht,
definiert und fixiert. Erfindungsgemäß weniger bevorzugt ist das
fließfähige Material für die Herstellung
der Trägerschicht
ohne Durchflussöffnungen
durch die luftdurchlässigen
Schichten, den Absorber und ggf. die Abdeckungen zu spritzen. Durch
den Einsatz von Durchtrittsöffnungen
werden wesentlich bessere Qualitätsergebnisse
und Bondings erzielt. Die Durchtrittsöffnungen können in einer flexiblen Anzahl
und Formgebung benutzt werden.
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Die
Teilbereiche der Trägerschicht,
die die Schichten miteinander verbinden, sind bevorzugt derart angeordnet,
dass an den Absorber angrenzenden Teilbereiche z.B. ringförmig oder wabenförmig umschlossen
werden, wodurch der Absorber in einem Schichtenaufbau derart eingebunden
ist, dass er bei einer Quellung in seiner Ausdehnung begrenzt wird.
Zusätzlich
hat die Einbringung in den Schichtenaufbau den Vorteil, dass der
Absorber in Position gehalten wird und nicht aus dem Belüftungseinsatz herausfallen
kann. In jedem Fall muss das fließfähige Material, aus dem u.a.
die Trägerschicht
besteht, so angeordnet sein, dass an den Absorber angrenzende Teilbereich
freigelassen werden, um eine Luftdurchlässigkeit und Wasserdunstdurchlässigkeit
zu gewährleisten.
Dieses kann auch durch nachträgliches Perforieren
der Schicht wieder hergestellt werden.
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Zusätzlich können die
Durchflussöffnungen auch
genutzt werden, um Steckverbindungen, wie Pins, anzubringen, welche
eine Fixierung von übereinanderliegenden
Schichten oder Bestandteilen ermöglichen,
die Schichten in einer vorbestimmten Position halten oder deren
Ausdehnungskompression kontrollieren. Diese Ausführung ist jedoch weniger bevorzugt.
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Besonders
bevorzugt ist das Kernelement des Belüftungseinsatzes aus luftdurchlässigen Schichten
und Absorberschicht einteilig ausgebildet, besonders bevorzugt als
mit Absorber ausgerüstetes Vlies
oder Nonwoven. In einer Ausführungsform
sind Kernelement und Abdeckungen einteilig ausgebildet, besonders
bevorzugt als Sandwichlaminat.
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Beispielsweise
ist die luftdurchlässige
Fläche
auf einer Seite mit einem Absorber beschichtet, der die Absorberschicht
bildet und durch Umschlagen der luftdurchlässigen Fläche wird die erste luftdurchlässige Schicht
und die zweite luftdurchlässige Schicht
ausgebildet, wobei die beiden mit Absorber beschichtete Flächen aufeinander
zu liegen kommen.
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Der
Absorber ist bevorzugt ein quellfähiges Polymer, ausgewählt aus
der Gruppe Polyacrylsäure, Polyacrylsäurecopolymere
und vernetzten Natriumpolyacrylat oder Kasein, Eiweiß oder ein
Thermoplast-Elastomer-Gemisch. Vorzugsweise ist der Absorber mit
einem Füllstoff
vermischt und Füllstoff
und Absorber bilden gemeinsam die Absorberschicht aus. Als Absorber
können
beispielsweise Superabsorber verwendet werden, wie HySorb® von
der BASF AG oder Favor® von der Degussa AG.
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Als
Füllstoff
können
beispielsweise eingesetzt werden Polymerwerbindungen, Thermoplast-Elastomer-Composite,
tierische Fasern, wie Haare, Daunen, Leder, Knochen, Horn, pflanzliche Fasern
wie Baumwolle, Cellulose, Pappe, Leinen, Kokosschalen, Holz, Faser,
Kräuter-,
metallische-, mineralische- Fasern, Carbonfaser-Gewirke, Gummi bzw.
Materialien oder Mischungen hieraus. Pulver oder Granulate oder
Materialien mit wärmespeichernden
Eigenschaften z.B. mikroverkapselte Wachse. Das Füllmaterial
dient z.B. dazu, das Gewicht zu reduzieren. Wird ein wasserleitendes
Füllmaterial
eingesetzt, kann dieses zudem das zuvor aufgenommene Wasser des
Absorbers durch Bildung einer gezielten Feuchtigkeitsbrücke nach
außen
leiten und so eine schnellere Verdunstung des Wassers herbeiführen. Das
Füllmaterial
und die Menge des Füllmaterials
sind so gewählt,
dass die Quellung des Absorbers und die hierdurch bedingte Schließung des
Belüftungseinsatzes
nicht beeinträchtigt
sind. Dient das Füllmaterial
zur Bildung einer gezielten Feuchtigkeitsbrücke, so steht es vorteilhafterweise mit
Verdünstungsflächen am
zu belüftenden
Objekt in Kontakt. Solche Verdünstungsflächen können z.B. Obermaterialien
eines Bekleidungsstücks
oder eines Schuhs sein. Der Einsatz eines solchen Füllmaterials ist
insbesondere dann sinnvoll, wenn das Obermaterial selbst keine Feuchtigkeitsbrücke zum
Innenmaterial bilden kann und somit nur eine geringe Verdunstungsfläche zur
Verfügung
steht. Vorteilhafterweise ist in diesem Fall die zum Benutzer hin
gerichtete Seite des Belüftungseinsatzes
so ausgebildet, dass sie eine weiterleitende Feuchtigkeit in den
Innenraum verhindert.
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Die
Trägerschicht
kann beispielsweise aus folgenden Materialien oder Mischungen hiervon
bestehen:
Polymerverbindungen, Thermoplast-Elastomer-Composite,
tierischen Materialien z.B Knochen, Horn, Fasern, pflanzliche Materialien
z.B. Kokosschalen, Holz, Kräuter,
Fasern, Kohlenstoffverbundmaterialien z.B. Carbon, Metall, mineralischen
Verbundstoffen, Keramik, Glas, Gummi, Harze, Leder, Pappe und/oder
Proteinverbundstoffe. Die Materialien werden entweder selbst im
Spritzguss verarbeitet oder mit z.B. Kunststoffen verbunden.
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In
einer Ausführungsform
ist die Abdeckung Teil der Trägerschicht
und wird bei der Herstellung der Trägerschicht mit ausgebildet.
Bevorzugt bildet die Trägerschicht
ein Schutzgitter oder eine Schutzschicht aus, die den Belüftungseinsatz
vor Beschädigungen
beispielsweise mechanischen Beschädigungen durch Stöße, schützt. Wenn
die Trägerschicht gleichzeitig
die Abdeckung bildet, verfügt
die Abdeckung in Teilbereichen über Öffnungen,
die vorzugsweise durch Perforation ausgebildet werden. Diese Öffnungen
können
durch z.B. Ausstanzen, Bohren, Lasern, Schmelzen, Schneiden, hergestellt
werden oder bereits durch die Verwendung entsprechender Werkzeuge
während
des Spritzgussvorgangs gebildet werden. In einer weniger bevorzugten
Ausführungsform
wird die luftdurchlässige
Schicht einteilig durch die Trägerschicht
ausgebildet, wobei durch Informspritzen entsprechende Luftdurchtrittsöffnungen ausgebildet
werden und durch die Vielzahl von Öffnungen die Luftdurchlässigkeit
gewährt
ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
weist der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz
zusätzlich
Verbindungsflächen
auf, die bevorzugt aus demselben Material wie die Trägerschicht
oder die Abdeckungen bestehen, besonders bevorzugt als Verlängerung
der Trägerschicht
aus gebildet sind. Die Verbindungsflächen dienen zur Befestigung
des Belüftungseinsatzes
an dem zu belüftenden
Gegenstand oder Material. Die Verbindung an den Verbindungsflächen kann beispielsweise
durch Magnetverbindung, Klickverbindung, Steckverbindung, Schiebeverbindung,
Stülpverbindung,
Klebverbindung, Falzverbindung, thermoplastisches Verschweißen oder
Nähte hergestellt werden.
In einer Ausführungsform
sind die Verbindungsflächen
dabei so ausgestaltet, dass der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz austauschbar
ist. Mit Hilfe der Verbindungsflächen
wird der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz
so über
einer Öffnung
in der zu belüftenden
Textil oder dem zu belüftenden Gegenstand
angeordnet, dass er diese Öffnung
vollständig
bedeckt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
sind die Verbindungsflächen
mit Strukturen oder Aus- bzw. Einwölbungen
versehen, die ein Befestigen des Belüftungseinsatzes am zu belüftenden
Objekt erlauben. Die erfindungsgemäßen Belüftungseinsätze können so ausgeführt sein,
dass sie zusätzlich
zu den Verbindungsflächen
oder an Stelle der Verbindungsflächen
Verbindungselemente aufweisen, die ein Befestigen am Objekt erlauben.
Diese Verbindungselemente sind beispielsweise zusätzliche
Bauteile und die Verbindung kann beispielsweise durch Umspritzen
mit Kunststoff, kleben, schrauben, nieten, Steckverbindungen oder
nähen erfolgen.
Die Herstellung der Verbindungsflächen erfolgt in unterschiedlichen
Stärken,
je nach Anwendungsbereich. Die Flächen sind bevorzugt dünn und laufen
nach außen
hin auf 0 zusammen. Bevorzugt können
die Verbindungsflächen
bereits während
der Spritzgussherstellung texturiert werden oder nachträglich durch mechanisches
Aufrauen, Ätzen,
Bestrahlen mit UV-Licht oder Behandlung mit Gasen, wie Ozon textuiert
werden. Eine entsprechend texturierte Oberfläche der Verbindungsflächen erleichtert
die Befestigung am zu belüftenden
Objekt, wenn Verbindungsweisen wie kleben oder verschweißen oder ähnliches gewählt werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann der zu belüftende
Gegenstand so ausgebildet sein, dass der erfindungsgemäße Einsatz
Bestandteil des Objektes ist. Beispielsweise in Schuhen, Textilien
oder Schutzhelmen ist der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz vorteilhafterweise
in das Objekt integriert.
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Je
nach Anordnung dienen die Verbindungsflächen gleichzeitig bevorzugt
als Dichtungsfläche und
dichten die Öffnung
des zu belüftenden
Gegenstands gegen das Eindringen von Luft, Schmutz, Staub, Pollen
und Wasser ab.
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In
einer Ausführungsform
sind die Verbindungsflächen
so ausgestaltet, dass ein Austauschen des Belüftungseinsatzes durch einen
neuen Belüftungseinsatz
möglich
ist. Ein solcher Austausch kann auch dazu dienen, um einen Belüftungseinsatz
mit anderen Eigenschaften, beispielsweise einen Belüftungseinsatz
der zusätzliche
Funktionen aufweist an dem zu belüftenden Objekt einzusetzen.
Diese Ausführungsform
wird beispielsweise insbesondere bei Schutzhelmen oder Elektroartikeln
eingesetzt.
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Ein
erfindungsgemäßer Belüftungseinsatz kann
derart mit einem Objekt verbunden sein, dass die gewählten Verbindungsflächen ein
nachträgliches
drehen/ausrichten ermöglichen
(Steck/Magnetverbindungen/Schiebeverbindungen). Dies ist sinnvoll,
wenn ein Träger
eines entsprechend ausgestatteten Motorradhelmes seine Belüftungsfläche vor Fahrtantritts
einstellen möchte,
wie viel Luft bzw. Fahrtwind in das Helm- oder das Schutzanzuginnere oder
Schutzstiefelinnere gelangen soll.
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Ein
erfindungsgemäßer Aufbau
kann über Strukturen,
wie etwa Lamellen verfügen,
welche eine Luftströmung/Lufteinleitung
in den abzudeckenden Gegenstand (Schutzhelme, Motorradanzüge) positiv beeinflussen.
Entsprechende Strukturen können Windstärke sensitiv
sein, d.h. bei einer bestimmten Intensität des Fahrtwindes würden dies
aufgrund ihrer Materialeigenschaften und Ausgestaltung nachgiebig.
Die Intensität
und Luftmenge kann auf diese Weise automatisch gesteuert werden.
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Eine
zusätzliche
Schicht bzw. die Trägerschicht/oder
das Schutzgitter kann derart konstruiert sein, dass sie ein beweglicher
Bestandteil des Aufbaus ist. Dies ist vorteilhaft bei der Verwendung
an Schutzhelmen oder Schutzbrillen, um die Lüftungswirkung zu regulieren
z.B. durch ein Ausrichten der Lüftungsschlitze.
Das Ausrichten kann hierbei durch manuelle Ausrichtungen oder durch
elektronische Steuerungen erfolgen oder von Umwelteinflüssen abhängig sein,
wie etwas der Intensität
des Fahrwindes.
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Die
Verbindungsflächen
des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes
sind in einer Ausführungsform
so strukturiert, dass es auch dem Endverbraucher möglich ist,
einen Belüftungseinsatz
mit einem gewünschten
Gegenstand dauerhaft zu verbinden wie einen Flicken, z.B. durch
Bügelflächen, Nähte, Kleber,
Nieten.
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Je
nach Anwendungsgebiet kann der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz so ausgeführt sein, dass
er zusätzliche
Duftstoffe oder Wirkstoffe enthält und/oder
Filtermaterialien, die zu einer Verbesserung der in das Objekt transportierten
Luft dienen. Bei Einsatz eines Filters kann der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz
beispielsweise mit Aktivkohle, Silber und/oder weiteren Duft- oder
Wirkstoffen beschlagen sein. Die Duft- oder Wirkstoffe werden ggf.
in Anhängigkeit
von der Feuchtigkeit abgegeben.
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Ein
erfindungsgemäßer Belüftungseinsatz verfügt bevorzugt über Strukturen/Ausformung,
welche eine wasserdichte Verbindung mit einem abzudeckenden Gegenstand
erlaubt. Dies ist besonders wichtig, wenn die Erfindung als austauschbares
Element hergestellt wurde. Der Belüftungseinsatz kann z.B. über eine
Auswölbung
z.B. ausgebildet als umlaufender Rand in eine Einwölbung z.B.
als passendes Gegenstück
zu dem umlaufenden Rand welche sich in dem Gegenstand befindet,
eingesetzt werden. Das ganze ist dann eine Steckverbindung, welche
einen Austausch ermöglicht
und je nach Details eine wasserdichte Verbindung erlaubt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
sind die luftdurchlässigen
Schichten direkt mit dem Absorber verbunden, wobei die Verbindung
z.B. mit einem thermoplastischen Kleber, einem Primer, Kunststoff oder
einem Kleber erzeugt wird. In dieser Ausführungsform ist das Material
aus luftdurchlässigen Schichten
und Absorber vorzugsweise eine Meterware, bei der die erste und
zweite luftdurchlässige Fläche der
zwischen den Flächen
angeordneten Absorberschicht und ggf. die Abdeckungen über durch die
Flächen
hindurchgehende Halter miteinander verbunden sind, wobei die Halter
vorzugsweise streifenförmig,
punktförmig,
kreisförmig
oder linienförmig ausgebildet
sind.
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Beispielsweise
ist mindestens eine der Abdeckungen direkter Bestandteil eines Bekleidungsstückes z.B.
einer Jacke, etwa dessen Obermaterial.
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In
einer weiteren Ausführungsform
bestehen die Abdeckungen aus dem Material des Innenfutters und/oder
dem Material eines Obermaterials. Das so erzeugte mehrschichtige
Flächenmaterial
wird vorzugsweise als Meterware hergestellt. Vorteilhafterweise
besteht das zu belüftende
Bekleidungsstück bei
dieser Ausführung
teilweise oder vollständig
aus diesem flächigen
Material.
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Bevorzugt
sind die beiden Trägerschichten einteilig
ausgebildet und werden bevorzugt im Spritzgussverfahren hergestellt.
In einer anderen Ausführungsform
kann die Trägerschicht
auch aus mehreren Teilen bestehen, z.B. aus nebeneinander und teilweise übereinander
liegenden Streifen. Weniger bevorzugt ist die Trägerschicht auf Unterseite und Oberseite
unterschiedlich ausgestaltet, z.B. die Unterseite einteilig als
perforierte Fläche
und die Oberseite aus mehreren Teilen, wie Streifen, ausgebildet.
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Wenn
die Trägerschicht
einteilig ausgebildet ist, befinden sich vorzugsweise zwischen den
luftdurchlässigen
Schichten Verbindungen zwischen der Oberseite der Trägerschicht
und der Unterseite der Trägerschicht
und die luftdurchlässigen
Schichten sind vorzugsweise fest mit der Trägerschicht verbunden, so dass
die luftdurchlässigen
Schichten in ihrem Abstand zu einander fixiert werden. Hierdurch
werden Kammern von definierter Größe ausgebildet, die die Ausdehnung
des Absorbers begrenzen. Gleichzeitig werden bevorzugt auch die
Abdeckungen durch die Trägerschicht
fest miteinander verbunden, wobei bevorzugt die Absorberschicht
im Durchmesser geringer ist als die durch die Abdeckungen gebildete
Kammer.
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Der
luft- und wasserdurchlässige
Materialanteil des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes
ist ggf. so ausgeführt,
dass er sich an den trockenen Absorber elastisch anpasst, jedoch
bei einer Ausdehnung des Absorbers das Volumen derart begrenzt, dass
sich der Absorber zu einer wasserdichten Fläche verdichtet. Die Trägerschichten
und die Verbindungsflächen
haben nicht nur die Aufgabe eine Ausdehnung zu reduzieren oder zu
unterbinden, sondern sie können
zudem die Aufgabe einer Distanzfläche haben. Dieses ist wichtig,
z.B. bei Textilien, Handschuhen oder Schuhen, zwecks Vermeidung
eines Absorberaustritts durch die luftdurchlässigen Flächen, wenn dieser stark belastet
werden. Diese Aufgabe kann auch erfüllt werden durch Füllstoffe,
vor allem wenn diese über
Hohlräume
verfügen
z.B. Hülsen
aus einem luft- und wasserdurchlässigen
Material, Abdeckungen, die über
dem Absorber zugewandte Strukturen verfügen oder so ausgebildet sind,
dass ein enthaltener Absorber nicht zu stark zusammengepresst wird.
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Eine
Belastung des Absorbers wird beispielsweise auch durch Abdeckelemente
vermieden, wenn diese mit einer Abdeckung so verbunden sind, dass
ein Niederpressen der mit Absorber befüllten Bereich vermindert wird.
Die selbe Funktion kann auch von dem Schutzgitter bzw. den Schutzschichten übernommen
werden, die den Belüftungseinsatz
vor mechanischer Beschädigung
und insbesondere einem Zusammendrücken schützen.
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Die
Abdeckungen können
aus verschiedensten Materialien besteht und als woven oder nonwoven-Material
hergestellt sein. Die Abdeckungen können beispielsweise aus einem
der folgenden Materialien hergestellt sein:
Polymerverbindungen,
Pappe, Leder, Thermoplast-Elastomer-Composite,
tierische Fasern
wie z.B. Wolle, Haare, Daunen, Leder, Knochen, Horn; pflanzliche
Fasern wie z.B. Baumwolle, Cellulose, Leinen, Kokosschalen, Holz, Faser,
Kräuter-,
Metallische-, Mineralische- Fasern, menschliche Haare, Carbonfaser-Gewirke,
Gummi. bzw. Materialien oder Mischungen hieraus.
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Die
Abdeckungen werden beispielsweise durch Spritzgießen, Extrudieren
oder Kallandieren, als Folien oder Platten hergestellt, wobei die Öffnungen
in den Abdeckungen auch durch beispielsweise Ausstanzen, Bohren,
Stechen, Lasern, Schmelzen, Schneiden oder Fräsen hergestellt sein können.
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Besonders
bevorzugt sind die Abdeckungen ein feinmaschiges Netz, etwa ein
metallisches Netz oder Metallmesh oder ein Nylonmesh.
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In
einer Ausführungsform
ist der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz
als textiles Flächengebilde
oder als Teil eines textilen Flächengebildes
ausgebildet. Diese textilen Flächengebilde
sind entweder Woven oder Nonwovenmaterialien. Zudem kommen Flächengebilde
in Betracht, welche wenigstens in Bereichen des Absorbers über luftdurchlässige Öffnungen
verfügen
und somit die luftdurchlässige Schicht
bilden. Diese Öffnungen
können
nachträglich in
die Fläche
eingebracht sein. Diese textilen Flächengebilde werden als Laminat
odder Flächengebilde
hergestellt, welches Hohlräume
aufweist, die nachträglich
befüllt
werden. Die Hohlräume
sind zumindest mit einem Absorber befüllt, welcher ggf. an ein Trägermaterial
gebunden ist. Optional sind die Hohlräume mit Füllmaterial, das auch als Abstandshalter
dient oder zusätzlichen
Abstandshaltern befüllt.
Die Abstandshalter sind bevorzugt Kugeln, welche ein starkes Zusammenpressen
der Flächen
verhindern.
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Das
textile Flächengebilde
ist vorzugsweise mit Strukturen, wie z.B. dem Schutzgitter oder
der Trägerschicht
versehen. Bei der Verwendung des textilen Flächengebildes können z.B.
durch Knicken, Pressen, Nähte
oder andere Verbindungen diese Strukturen an der der Umwelt zugewandten
Seite angeordnet werden. Diese Strukturen dienen zum einen als Verdunstungsflächen, zum
anderen zur gezielten Leitung des Luftstroms. Sind die Strukturen als
Schutzgitter oder Vorsprünge
ausgebildet, dienen sie z.B. als Abstandshalter. Wird das textile
Flächengebilde
zwischen einem Obermaterial und ggf. einem Innenfutter oder einer
anderen Schicht eingebracht, wie etwa der innenliegenden Posterung
eines Motorradhelms oder dem Innenfutter einer Jacken, bilden die
Strukturen Luftpolster, in denen eine zusätzliche Luftzirkulation ermöglicht wird.
Durch das gebildete Luftpolster wir zudem eine Isolationsschicht
erzeugt, welche sich positiv auf das Trageklima auswirkt. Optional
sind die Strukturen nur oder zusätzlich
auf der dem Körper
zugewandten Seite angeordnet und können ebenfalls die aufgeführten Funktionen
und Vorteile übernehmen.
Es ist denkbar, die Strukturen sowohl auf der Ober- und der Unterseite
des Flächengebildes
anzuordnen.
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Wenn
der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz über Kunststoffanteile
verfügt,
beispielsweise wenn die Trägerschicht
und/oder das Schutzgitter zumindest teilweise aus Kunststoff hergestellt
sind, dienen diese Teile zusätzlich
als Distanzflächen
bzw. als Verdunstungsflächen
wie bei der vorstehenden Ausführungsform
beschrieben.
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Das
beschriebene Flächengebildet
kann beispielsweise auf folgende Weise hergestellt werden: die luftdurchlässigen Flächen werden
teilweise mit einem Klebstoff beaufschlagt, wobei Teilbereiche freigelassen
werden, die später
die luftdurchlässigen Hohlräume bilden.
Durch die Beaufschlagung mit dem Klebstoff werden die so behandelten
Bereiche wasserundurchlässig.
Die luftdurchlässigen
Flächen werden
mit einem weiteren Klebstoff versehen, der zur Befestigung des Absorbers
dient. Der Klebstoff kann hierzu bereits den Absorber enthalten
oder mit diesem durchmischt sein. Optional können Abstandshalter und/oder
Füllmaterialien
auf den zweiten Klebstoff aufgetragen werden. Die Herstellung eines
solchen Flächengebildes
ist beispielsweise in einem Druckverfahren möglich. Dabei werden der Kleber,
der zur Verbindung von zwei luftdurchlässigen Schichten dient und
der Kelbstoff für
den Absorber sowie der Absorber in einem Arbeitsgang aufgetragen.
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Das
Flächengebilde
bzw. der Schichtenaufbau kann in unterschiedlichen Designs ausgestaltet sein.
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Die
beschriebenen Flächengebilde
werden ggf. bereits im Herstellungsverfahren in luftdurchlässige und
nicht durchlässige
Teilbereiche unterteilt, wobei wenigstens die luftdurchlässigen Bereiche
mit einem Absorber versehen werden, bevor dieser zu einem Laminat
verbunden wird. Mindestens eine Schicht eines mehrlagigen Flächengebildes
kann in Teilbereichen, wenigstens mit einem Absorber, zusätzlich aber
mit einem Trägermaterial
und Abstandshalter versehen werden. Derartige Schichten können aus
Mikrofasern oder Membranmaterialien bestehen, welche über die
gesamte Fläche
wasserdicht aber Wasserdampf durchlässig sind. Entsprechende Schichten
können
durch einander zugewandte Verbindungsmöglichkeiten miteinander verbunden
werden, wobei an den Absorber angrenzende Teilbereiche freigelassen
werden. Durch zugewandte Verbindungsmöglichkeiten werden die Schichten
unverlierbar miteinander verbunden. Eine Verbindungsmöglichkeit
kann sich auch nur auf einer der Flächen befinden. Die Teilbereiche
des Laminates, welche sich angrenzend (wenigstens in unmittelbarer
Nähe) an
den Absorber befinden können
nachtäglich
luftdurchlässig
gemacht werden. z.B. durch Perforationen.
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Befinden
sich die Verbindungsmöglichkeiten innerhalb
eines Laminates, hat dies den Vorteil, das erfindungsgemäße mehrlagige
Flächengebilde
sich optisch nicht von anderen, nicht erfindungsgemäßen Flächen unterscheiden.
Selbstverschließende
erfindungsgemäße luftdurchlässige Teilbereiche
lassen sich so unauffällig
mit funktionslosen Flächen
kombinieren.
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In
einer weiteren Ausführungsform
sind die luftdurchlässigen
Schichten so miteinander verbunden, dass sie verbundene Hohlkörper mit
einem vorzugsweise runden Querschnitt bilden. Beispielsweise können die
Hohlkörper
als Schläuche
ausgebildet sein, welche über
Mikroöffnungen
verfügen
oder durch Hohlräume
gebildet werden, die in den luftdurchlässigen Bereichen einer Fläche angeordnet sind.
Sind die Hohlkörper
als Schläuche
ausgebildet, befindet sich der Absorber im Kern des Schlauches, die
einzelnen Schlauchhohlkörper
kön nen
durch Verbindungen zu einem Flächengebildet
miteinander verbunden werden, das das Kernelement des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes
bildet. Grundsätzlich
können
die Hohlkörper
bereits beim Herstellen mit dem Absorber befüllt werden oder nachträglich befüllt werden,
z.B. durch Einspritzen eines Gels, welches nach Trocknung ein Pulver
oder Granulat bildet. In der Ausführungsform mit Hohlräumen bzw. Hohlkörpern sind
jeweils Teilbereiche des entstehenden Flächengebildes wasserdurchlässig und
atmungsaktiv, während
die Bereiche zwischen den Hohlkörpern
vorzugsweise durch nicht wasserdurchlässige Flächen, die ggf. wasserdampfdurchlässig sind,
gebildet werden. Die Wasser- und Luftdurchlässigkeit im Bereich der mit
Absorber gefüllten
Bereiche kann ggf. durch ein nachträgliches Einbringen von Öffnungen,
wie Perforationen, erfolgen.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
verfügt die
erste luftdurchlässige
Fläche über eine
Vielzahl von Einwölbungen,
die mit dem Absorber und ggf. Füllmaterial
befüllt
sind. Die Einwölbungen
werden durch die zweite luftdurchlässige Fläche als Abdeckung verschlossen.
Bevorzugt wird die zweite luftdurchlässige Fläche durch thermoplastisches
Verschweißen
oder durch Klebstoff an der ersten luftdurchlässigen Fläche befestigt. Vorzugsweise
sind die Bereich zwischen den einzelnen Kammern, die durch die Einwölbung ausgebildet
werden, wasserdicht, wobei diese Eigenschaft entweder durch die Auswahl
des entsprechenden Materials oder durch die Art der Verbindung der
luftdurchlässigen
Fläche bzw.
die Art der Abdeckung oder Trägerschicht
erreicht wird. Bevorzugt befinden sich Lüftungsflächen somit nur innerhalb der
Einwölbung
oder auf Höhe der
Abdeckung der Einwölbungen.
Die Einwölbungen
werden beispielsweise durch Prägen
und gleichzeitiges Stanzen des Materials hergestellt, wobei ggf. während dieses
Prägevorgangs
wasserdurchlässige Flächen gebildet
werden, indem die Bereich der Einwölbungen mit Perforationen versehen
werden, z.B. durch entsprechende Prägewerkzeuge. Alternativ kann
durch das Prägen
die zuvor wasserdurchlässige
Fläche,
z.B. durch Druck, Hitze oder Aufbringung zusätzlicher Materialien verschlossen
werden. Weiterhin kann die Wasserundurchlässigkeit auch durch Aufbringen
eines weiteren Materials erzielt werden, z.B. durch Überspritzen
mit einem wasserundurchlässigen
Kunststoff. Dieses ist bevorzugt der die Trägerschicht ausbildende Kunststoff,
die auch die oben beschriebenen zusätzlichen Elemente aufweisen kann.
Die Einwölbungen
können
unterschiedliche Formen, Größen und
Strukturen aufweisen, sowohl hinsichtlich ihrer Innen- als auch
ihrer Außenflächen. Die
Einwölbung
und deren Abdeckung bzw. die hierüber angeordnete Trägerschicht
weisen ggf. zudem Strukturen oder Wölbungen auf.
-
Bevorzugt
ist der Absorber an den Seitenwänden
der Einwölbungen
angeordnet.
-
Vorteilhafterweise
weisen die Abdeckungen auf Höhe
der Einwölbungen
Materialvorsprünge
auf, welche in die Einwölbung
hineinragen. Die Vorsprünge
dienen als Abstandshalter gegen ein zu starkes Zusammenpressen der
Kammern und erhöhen
somit die mechanische Stabilität
der Kammern. Wenn die Materialvorsprünge so angeordnet sind, dass
sie in den Absorber hineinragen, entziehen sie aufgrund ihrer Kapillarwirkung
dem Absorber Wasser und leiten dieses an die Oberfläche der
Abdeckungen, wo es verdunstet. Hierdurch trocknet der Absorber schneller
und der Schichtaufbau wird schneller wieder luftdurchlässig.
-
Die
Abdeckungen sind ggf. so ausgebildet, dass sie Auswölbungen
ausbilden, die bevorzugt über
den Einwölbungen
angeordnet sind, so dass Auswölbung
und Einwölbung
Kugeln bilden oder die Wölbung
der beiden Flächen
ineinander greifen. In einer weiteren Ausführungsform ist innerhalb der
Einwölbungen
ein separates Bauteil angeordnet, welches ebenfalls aus einer luftdurchlässigen Schicht besteht
und in dessen Kern ein Absorber angeordnet ist. Dieses separate
Bauteil ist bevorzugt mit der luftdurchlässigen Fläche bzw. der Abdeckung des
erfindungsgemäßen Bauteils
so verbunden, dass die Luftdurchlässigkeit nur im Bereich der
separaten Bauteile gegeben ist. Die separaten Bauteile sind Hohlkörper, welche
mit dem Absorber befüllt
sind. Die Quellung des Absorbers wird durch die Form der Hohlkörper, die
bevorzugt einen runden Querschnitt aufweisen, das Material und das
Volumen des Hohlraums begrenzt. In einer weiteren Ausführungsform weist
der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz
zusätzliche
Transportelemente auf, die mit der luftdurchlässigen Schicht und/oder der
Absorberschicht in Berührung
stehen und vorzugsweise fadenförmig, streifenförmig oder
noppenförmig
ausgebildet sind. Diese Trabsportelemente bilden eine Feuchtigkeitsbrücke und
transportieren durch ihren Kapillareffekt das Wasser aus dem Absorber
an die Oberfläche
und vergrößern so
die Verdunstungsfläche.
Der Absorber ist schneller wieder trocken und der erfindungsgemäße Aufbau
wird früher
wieder luftdurchlässig.
Wenn die fadenförmigen
Verdunstungsflächen
gleichmäßig auf
der gesamten Oberfläche
des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes
angeordnet werden, sowohl auf den nicht wasserdurchlässigen,
als auch auf den absorberhaltigen Flächenteilen, verfügt die Fläche über eine
gleichmäßige Stapellänge. Nach
der Quellung des Absorbers ragen die Verdunstungsflächen, welche
sich bevorzugt auf den Bereichen des Absorbers befinden, über die
anderen bereich hinaus, was sowohl einen optischen Effekt ermöglicht,
als auch eine durch das Herausragen der Transportelemente bedingte
schnellere Trocknung.
-
Überraschenderweise
ist durch erfindungsgemäßen Belüftungseinsatz
eine gute Luftzirkulation innerhalb des zu belüftenden Objektes und insbesondere
ein Luftaustausch aus dem Inneren des zu belüftenden Objektes mit der Umgebungsluft
möglich, wobei
sich der Belüftungseinsatz
innerhalb kürzester Zeit
bei Kontakt mit Wasser selbsttätig
verschließt. Sobald
die Wasserbelastung nachlässt
und die Feuchtigkeit verdunstet, öffnet sich der Belüftungseinsatz
wieder, ohne dass es hierfür
notwendig ist, dass der Benutzer die Belüftungsöffnungen durch mechanische
Abdeckungen öffnet
oder verschließt. Durch
den Aufbau mit einer Trägerschicht
und besonders durch einen Aufbau mit dem Schutzgitter sind die Belüftungseinsätze zudem
gegen mechanische Beschädigungen
geschützt
und vielseitig auch in Bereichen mit einer hohen Beanspruchung einsetzbar.
Vorteilhafterweise nimmt der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz bei der Quellung
des Absorbers nur geringfügig
an Stärke
zu. Hierdurch bedingt beeinflusst das Gewicht des Belüftungseinsatzes nicht
den Tragekomfort und es ist eine schnellere Trocknung durch ein
geringeres Volumen gewährleistet.
Durch den Aufbau des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes wird verhindert,
dass es durch eine Quellung des Absorbers zu einem unkontrollierten
Aufquellen oder „auseinander
reißen" der Schichten kommt.
-
Die
durch z.B. die Trägerschichten
gebildete Distanzfläche
verhindert außerdem,
dass Feuchtigkeit an Bereiche abgegeben wird, in denen dieses unerwünscht ist,
wie z.B. darunterliegende Kleidung. Durch die gezielte Platzierung
des Absorbers in den Kammern kann zudem verhindert werden, dass
der Absorber zu viel Feuchtigkeit aufsaugt, die durch eine Gewichtsbeeinträchtigung
entsteht. Zusätzlich sichert
der Aufbau des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes,
dass kein Absorber aus dem Belüftungseinsatz
herausquillt.
-
Um
die Bildung einer Feuchtigkeitsbrücke zum umliegenden Material
bzw. zum Träger
der entsprechenden Gegenstände
zu verhindern, wird bevorzugt auf der Körper zugewandten Seite ein
nicht wasserleitendes Material eingesetzt oder das Material entsprechend
ausgerüstet.
Die Bildung einer Feuchtigkeitsbrücke wird ggf. zusätzlich durch
die Kunststoffanteile, wie Trägerschichten,
Schutzgitter und Distanzflächen
ermöglicht.
Das Verhindern eines direkten Körperkontaktes
mit entsprechenden Flächen
hat nicht nur den Vorteil, dass eine Luftschicht ausgebildet wird,
sondern zudem auch, das Kälte bzw.
Temperaturunterschiede von außen
nicht direkt durch das feuchte Material des Absorbers oder andere
Bestandteile des Belüftungseinsatzes
an den Träger
weitergeleitet werden. Die körperzugewandten Strukturen
haben den Vorteil, dass zum einen ein Luftstrom an der Körperseite
zirkulieren kann und zum anderen beim starken Schwitzen der taktile
Kontakt durch Wassertropfen, wie z.B. Schweiß, den erfindungsgemäßen Belüftungseinsatz
nicht dazu veranlasst, sich durch eine Quellung vorzeitig zu verschließen und
so die Belüftung
zu unterbrechen. Für die
dem Körper
zugewandten Materialien werden beispielsweise hautfreundliche aber
nicht wasserleitende Materialien eingesetzt. Solche Materialien
sind beispielsweise Mikrofasern bzw. Membranen, welche in Teilbereichen,
in denen sich der Absorber befindet, über luftdurchlässige Öffnungen
verfügen
und so die luftdurchlässige
Schicht bilden. Durch den Einsatz solcher Materialien kann der Vorteil
der Wasserdampfdurchlässigkeit
dieser Materialien mit der verbesserten Luftdurchlässigkeit
der erfindungsgemäßen Belüftungseinsätze verbunden
werden.
-
Der
erfindungsgemäße Absorber
kann in verschiedensten Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Eine
Verwendung des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes
ist vorgesehen zur Belüftung von
Schlafsäcken,
Zelten, Rucksäcken
oder Taschen, Helmen, Protektoren, Jacken, Pferdesättel, Gärungsverschlüsse, Schutzanzügen, Schutzbrillen oder
Brillen, medizinisch oder orthopädischen
Verbänden,
orthopädischen
oder medizinischen Schienen, Schuhen, Handschuhen, Textilien, Abdeckungen
oder Decken. Zudem kann der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz verwendet werden
in Verpackungen, elektronischen Geräten, Trockensilos, Fensterrahmen,
Dachbedeckungen oder deren Bestandteile. Wird der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz
in Schuhen verwendet, sind verschiedene Positionierungen im Schuh
denkbar. Beispielsweise kann der Belüftungseinsatz in einer Innensohle
mit integrierter Belüftungsfläche eingesetzt
werden und über
den Lüftungslöchern in
der Sohle positioniert sein. Der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz dient dann als
Dichtungsvorrichtung und verhindert das Eintreten von Wasser. Der
Belüftungseinsatz
in den Schuhsohle aus Kunststoff oder Leder oder anderen üblichen
Sohlenmaterialien funktioniert dann nach Art eines Korkens. Bevorzugt
weist der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz
für diese
Verwendung oberhalb der Trägerschicht
ein zusätzliches
Deckelement auf, das ein Eintreten von Schmutz oder ein Verlieren des
Absorbers verhindert.
-
Bei
allen Verwendungsmöglichkeiten
ist der Absorber entweder als separates Bauteil ausgestaltet, das
ggf. austauschbar ist oder fester Bestandteil des zu belüftenden
Objekts. Dabei ist der Absorber sichtbar oder nicht sichtbar im
zu belüftenden
Objekt angeordnet. Beispielsweise bei der Verwendung zur Belüftung von
Bekleidung oder Schuhen kann der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz aus optischen Gründen mit
einem luftdurchlässigen
Material oder einem Material mit Öffnungen verdeckt sein.
-
Der
erfindungsgemäße Belüftungseinsatz
ist in einer Ausführungsform
Licht reflektierend ausgestaltet. Zudem können Kunststoffe/Materialien
gewählt
werden, welche bei Dunkelheit Leuchten (phosphorisieren oder fluorisieren)
oder durch eine elektrische Spannung leuchten.
-
Der
erfindungsgemäße Belüftungseinsatz
ist bevorzugt waschbar oder in einer chemischen Reinigung zu säubern.
-
Bei
der Auswahl der Materialen zur Herstellung des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes werden
diese bevorzugt an den Verwendungszweck des Objekt angepasst. So
werden für
Schutz-Handschuhe, Anzüge,
Helme und Schuhe. z.B. Materialen verwendet welche die Verletzungsgefahren
minimieren, wie etwa besonders stabile Mesh's oder mehrere Lagen luftdurchlässiger Materialien
oder stabile Schutzgitter oder Abdeckungen. Auch Nanomaterialien,
welche schmutz- und wasserabweisende Eigenschaften besitzen, können für Teile des
erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes
verwendet werden. Dieses verlängert
die Atmungsaktivität
und der Zeitpunkt eines Verschließens durch Wasser oder Schmutz
wird verzögert.
In einer Ausführungsform,
in der erfindungsgemäße Belüftungseinsatz
in einem Schuh eingesetzt wird, wird der Belüftungseinsatz während der
Schuhherstellung in die Schuhsohle integriert. Vorzugsweise wird
dabei ein Bauteil aus mindestens zwei, vorzugsweise drei, Absorbern
verwendet, die miteinander verbunden sind, so dass ein Belüftungseinsatz
in der Sohle zu liegen und die beiden anderen z.B. kreisförmig mit
diesen verbundenen Belüftungseinsätze jeweils
beide auf der Oberseite des Schuhs angeordnet sind.
-
Die
Verwendung des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes
soll anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele weiter erläutert werden:
Der
erfindungsgemäße Belüftungseinsatz
wird in einem Ausfürhungsbeispiel
durch das MAterial des Bekleidungsstücks oder Schuhs selbst gebildet.
So könnten
beispielsweise entsprechende Hohlräume bzw. Löcher in der Sohle eines Schuhs
angeordnet sein, in der Absorber platziert ist. Dieses setzt voraus:
- – Die
Verwendung einer flachen Schicht eines Absorber.
- – Wasserdampfdurchlässige Seitenwände.
- – Verdunstungsflächen, welche
mit dem Absorber oder dessen Trägermaterial
in Verbindung stehen. Z.B. das Trägermaterial ist Feuchtigkeit
leitend und ggf. nur in Teilbereichen mit einem Absorber versehen.
Die Verdunstungsflächen
können
sowohl in das Schuhinnere, als auch aus dem Schuh heraus ragen.
-
Beim
weiteren Ausführungsbeispiel
dient der Absorber zur Bildung einer armungsaktiven Innensohle.
Die Innensohle verfügt
an Ihrer Unterseite über
mit Absorber versehene z.B. hohle Auswölbung. Das Material der Auswölbung stellt
somit die Trägerschicht
des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes dar.
Die Auswölbungen
weisen Materialdurchbrüche auf,
welche Luftverbindungen zwischen dem Schuhinnenraum und den Öffnungen
der Schuhsohle herstellen. Die Schuhsohle weist an ihrer Außenseite ebenfalls Öffnungen
auf, die mit den Auswölbungen verbunden
sind. Bei Kontakt mit Wasser verdichtet sich der in den Auswölbungen
enthaltene Absorber und die Öffnungen
und die Materialdurchbrüche
der Auswölbungen
verschließen
sind. Die beispielsgemäße Innensohle
kann auch so ausgebildet sein, dass sie keine Materialdurchbrüche aufweist,
wenn die Auswölbungen
oder Öffnungen
der Schuhsohle so angeordnet oder ausgebildet sind, dass bei nicht gequollenem
Absorber eine Luftzirkulation durch die Öffnungen der Schuhsohlen möglich ist.
Die Auswölbungen
können
auch über
Luftöffnungen,
z.B. in Form eines senkrechten Hülsenelemnetes
mit den Öffnungen
der Schuhsohle verbunden sein. Die Auswölbungen können auch selbst hülsenartig
ausgestaltet sein und über
den Öffnungen
der Schuhsohle angeordnet und mit Absorber befüllt sein. Bei einer Quellung
des Absorbers verformen sich die Strukturen der Auswölbung dann
derart, dass diese wasserdicht zusammengepresst werden.
-
Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
stellen Schuhe oder Schuhsohlen dar, die Luftführungskanäle aufweisen. In den Luftführungskanälen kann ebenfalls
ein Absorber angeordnet sein, der einen Wassereintritt verhindert.
Ist der Luftführungskanal mit Öffnungen
in der Schuhsohle verbunden, so wird hierdurch ebenfalls eine Belüftung ermöglicht,
der Wassereintritt durch den Absorber aber verhindert.
-
Bei
den beiden oben beschriebenen Beispielen wird eintretendes Wasser
aufgesogen und durch die Quellung des Absorbers die Luftführungskanäle verschlossen,
bevor das Wasser den Schuhinnenraum und somit den Fuß erreicht.
Gleichzeitig wird der Tragekomfort des Schuhs verbessert, da der
in der Innensohle bzw. im Luftführungskanal
angeordnete Absorber dem Schuhinnenraum Luftfeuchtigkeit entzieht.
-
Die
beispielhaft beschriebenen Innensohlen sind entweder fest eingeklebt,
um zu verhindern, dass an den Seitenrändern bzw. an den Flächen, die nicht
vom Absorber abgedichtet werden, Wasser eintritt oder sie verfügen über Verbindungsflächen, welche
abdichten.
-
Die
in den Ausführungsbeispielen
Luftführungskanäle können auch
in anderen Anwendungsbereichen, etwa bei Schutzhelmen oder Elektrogeräten eingesetzt
werden und durch einen erfindungsgemäßen Belüftungseinsatz verschlossen
werden.
-
Das
Material des Absorbers, dass des Füllmaterials ist in einer weiteren
Ausführungsform
magnetisch bzw. reaktiv auf ein Energiefeld. Dieses wird durch entsprechende
Materialien bzw. Beimischungen und Verbindungen erreicht. Hierdurch
lässt sich die
Ausrichtung oder Anordnung des Absorbers und/oder Füllmaterials
beeinflussen. Befinden sich das Füllmaterial/der Absorber in
einem senkrechten Hohlraum wie z.B. Löcher einer Schuhsohle, würden diese
sich diese Materialien im trockenen Zustand auf der untenliegenden
Abdeckung befinden. Eine Luftzirkulation wäre schon durch das „Granulat" behindert. Wenn
ein Teil der Seitenwände
des Hohlraumes magnetisch oder umgekehrt das Granulat ist, sammeln
sich diese Granulatteile an den Seitenwänden und eine Luftzirkulation
durch den Hohlraum ist freigegeben.
-
Dieser
Effekt kann durch ein dauerhaftes Energiefeld erzeugt werden, oder
gezielt durch das Anlegen/Freischalten einer Spannung erfolgen.
Des Weiteren kann ein Energiefeld in den Wirkungsbereich gebracht
werden, z.B. durch einen mechanischen Schieber, welcher Bestandteil
des Objektes, z.B. des Schuhs ist. Ein Magnet könnte z.B. durch eine einstellbare Mechanik
bzw. Schiebevorrichtung ausgerichtet werden, sowohl durch den Nutzer
als auch durch eine elektronische Vorrichtung.
-
Die
Materialien und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes werden den
Anwendungsbereichen angepasst bzw. entsprechend gewählt. So
ist es u.a. möglich
das der Vernetzungsgrad eines Absorbers, wie etwa der einer Polyacrylsäure für den Einsatzbereich
innerhalb von Kleidungsstücken
ein anderer ist, als der innerhalb von Arbeitsschuhen, wo der Träger mit
einer Vielzahl von chemischen Substanzen und Umwelteinflüssen ausgesetzt
ist. Zudem kann das Material bzw. die Materialien an die entsprechenden
Anwendungsbereiche angepasst werden und innerhalb eines Belüftungseinsatzes
in Teilbereichen anders sein. Als Belüftungseinsatz für Schienen,
welche bei Knochenbrüchen/oder
als Schutz bei Verletzungen (Pflaster, Wundverbände) genutzt werden, ist es
hilfreich wenn entsprechende Einsatze für die Behandlung von Brüchen, wenig
bis gar nicht nachgiebig sind, und an ihrer Unterseite dem Körper zugewandt über Haut
bzw. Hautklima freundliche Materialien und/oder Wirkstoffe verfügen. Flächen hingegen,
welche für
den Einsatz an Schutzhelmen bestimmt sind, können über andere Materialeigenschaften
verfügen,
als Flächen deren
Einsatzgebiete Zelte oder Bekleidungstücke sind.
-
Im
Nachfolgendem wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.
-
Bevorzugt
wird vor Ablauf von Schritt B. ein weiterer Verfahrensschritt A.
ausgeführt,
unter
- A Anordnen einer Kernelementschicht auf
einer Abdeckungsschicht und Anordnen einer zweiten Abdeckungsschicht
auf der Kernelementschicht.
-
Bevorzugt
kann in Verfahrensschritt B. eine Meterware eingesetzt werden, die
aus luftdurchlässigen
Schichten, die mit Absorbern versehen sind, besteht. Bevorzugt weist
diese Meterware Halter auf, welche die einzelnen Schichten fest
miteinander verbinden.
-
Die
in Schritt B. ausgestanzten Formen weisen offene Seiten auf. In
einer Ausführungsform
werden die offenen Seiten des Grundelementes durch thermoplastisches
Verschweißen
und Kleben verschlossen. Das Verschließen der offenen Seiten erfolgt
in einer weiterenAusführungsform
durch die Trägerschicht
oder die Verbindungsflächen
und/oder durch den Kunststoff beim Spritzgießen. In einer weiteren Ausführungsform
werden die offenen Seiten des Grundelements durch thermoplastisches
Verschweißen
beim Ausstanzen gemäß Schritt
B., beispielsweise durch ein erhitztes Stanzwerkzeug abgedichtet.
Wenn Schritt B. durch Informschneiden mit einem Laser erfolgt, verschmelzen
die Ränder
miteinander und das Grundelement wird hierdurch ebenfalls abgedichtet.
Weniger bevorzugt ist es, die offenen Seiten durch ein zusätzliches
Teil, etwa einen Rahmen oder Nähte
abzudichten. Das Ausstanzen erfolgt beispielsweise mit Cuttern oder
herkömmlichen
Stanzwerkzeugen.
-
Bevorzugt
werden zumindest die Absorberschicht und ggf. die luftdurchlässigen Schichten
und die Abdeckungen beim Ausstanzen in Schritt B. mit Durchflussöffnungen
und/oder Haltevorrichtungen versehen. Die Haltevorrichtungen werden
vorzugsweise dafür
genutzt, das Grundelement im Schritt C. in der Spritzgussform zu
positionieren. Häufig
werden Gegenstände
hergestellt, die mehrere Teile aufweisen. Unterschiedliche Farben,
Härtegrade
und ggf. Kunststoffe oder deren Mischungen können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
in einer einzigen Maschine aufgespritzt werden, hierfür werden
sogenannte Schiebewerkzeuge benutzt. Vorteilhafterweise sind die
luftdurchlässigen
Flächen
gewölbt
und das Spitzgusswerkzeug so ausgeformt, dass diese Wölbungen
zwecks Vermeidung eines Zusammenpressens der Flächen mitberücksichtigt werden. Wenn die
luftdurchlässigen
Flächen
in den Bereichen, in denen der Absorber positioniert ist, beim Zusammenfahren
des Spitzgusswerkzeuges zu stark gepresst und komprimiert würden, würde dieses
die spätere
Luftdurchlässigkeit
stark vermindern.
-
Vorteilhafterweise
wird bereits beim Stanzvorgang gemäß Schritt A. die Absorberschicht
und ggf. die luftdurchlässigen
Schichten und ggf. die Abdeckung, in den Teilbereichen, welche überspritzt werden,
gepresst und die Kammern somit vorgeformt.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
werden die Abdeckungen, die Trägerschicht
und ggf. das Schutzgitter durch Spritzgießen hergestellt und ggf. die
Abdeckungen in einem weiteren Schritt
E. perforiert.
-
Bevorzugt
werden die Verbindungsflächen während des
Spritzgusschrittes D. hergestellt und ggf. texturiert.
-
Die
Erfindung wird anhand der nachstehenden Figuren näher erläutert, ohne
sie auf diese zu beschränken.
Es zeigen:
-
1 eine
Explosionszeichnung eines erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes,
-
2a und 2b Explosionszeichnung
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes
von der Ober- und der Unterseite,
-
3a und 3b eine
Aufsicht auf zwei verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes,
-
4a eine Aufsicht auf eine weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes,
-
4b eine Schnittzeichnung durch zwei verschiedene
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes,
-
5 eine
weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes
mit Transportelementen und
-
6 eine
Aufsicht auf eine Kernschicht mit Haltern.
-
In 1 ist
eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes 1 dargestellt. Oberhalb
des Kernelementes 9 ist eine Abdeckung 5 angeordnet
und unterhalb des Kernelements eine weitere Abdeckungsschicht 6 angeordnet.
Das Kernelement 9, das aus einer ersten luftdurchlässigen Schicht,
einer Absorberschicht und einer zweiten luftdurchlässigen Schicht,
gebildet wird, ist hier als Absorbervlies ausgebildet. Sowohl die
beiden Abdeckungen 5 und 6, als auch das Kernelement 9 weisen Durchtrittsöffnungen 11 in
Form von Löchern
auf. Die Durchtrittsöffnungen 11 sind
gleichmäßig über die gesamte
Fläche
der Abdeckungen 5, 6 und des Kernelementes 9 verteilt.
Durch diese Durchtrittsöffnungen
läuft während des
Spritzgussvorgangs das fließfähige Material,
aus dem Trägerschicht 7 hergestellt wird.
Die Trägerschicht 7 ist
hier zur besseren Veranschaulichung als obere Trägerschicht 7a und
untere Trägerschicht 7b dargestellt,
es handelt sich jedoch um ein Teil, das das Kernelement und die
Abdeckungen vollständig
umgibt und an den Durchtrittsöffnungen
zusätzlich
durchdringt und miteinander verbindet. Durch die Gitterstruktur
der Trägerschicht 7 werden
Kammern 8 ausgebildet, die die Ausdehnung des Absorbers
begrenzen. Das Kernelement 9 und die Abdeckungen 5, 6 weisen
zudem Haltevorrichtungen 10 auf, die für die Positionierung des Grundelements
aus Abdeckung und Kernelement in der Spritzgussvorrichtung dienen.
Nach außen
wird die Trägerschicht 7 bzw. 7b und
oder ggf. die Abdeckung durch die Verbindungsfläche 12a bzw. 12b verlängert, die
zur Befestigung des Belüftungseinsatzes
am jeweiligen Gegenstand dient.
-
In 2a ist
eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes
dargestellt. Die Kammern 8 in der Trägerschicht 7a bzw. 7b sind
hier wabenförmig
ausgebildet. Der weitere Aufbau aus Kernelement 9 und Abdeckungen 5, 6 entspricht
dem Aufbau des Belüftungseinsatzes
in 1. Die Oberseite der Trägerschicht 7a weist
zudem im Bereich der Kammern 8 ein Schutzgitter 14 auf,
das sich über
die Oberfläche
der Trägerschicht 7a erhebt
und Teil dieser Trägerschicht
ist. Das Schutzgitter dient der Sicherung des von der Trägerschicht
umgebenen Absorberkerns gegen äußere Belastungen.
Außerhalb
des Schutzgitters 14 wird die Trägerschicht 7 durch
die Verbindungsflächen 12 weiter
fortgesetzt.
-
Wie
in 2b zu erkennen ist, weist die Unterseite des Belüftungseinsatzes
auf der Trägerschicht 7b die
identische Kammerstruktur mit Kammern 8 auf, jedoch ist
in dieser Ausführung
auf der Trägerschichtunterseite
kein Schutzgitter ausgebildet.
-
In 3a und 3b ist
jeweils eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Belüftungseinsatz abgebildet. Dabei
ist zu erkennen, dass die Kammern 8 hier durch das Material
der Trägerschicht 7 gebildet
werden. Zudem sind die vom Material der Trägerschicht durchflossenen Durchtrittsöffnungen 11 erkennbar.
-
4a zeigt das Grundelement einer weiteren
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes.
Wie in 4a ersichtlich ist, sind dabei
in die luftdurchlässige
Schicht 2 Einwölbungen 15 eingestanzt.
Die Einwölbungen 15 dienen
zur Aufnahme von Bauteilen, die mit dem Absorber befüllt sind.
-
4b zeigt zwei Schnitte durch entsprechende
Belüftungselemente.
Dabei ist der Absorber 3 in den Einwölbungen 15 zu erkennen,
die in der luftdurchlässigen
Schicht 2 ausgebildet sind. Oberhalb der absorberhaltigen
Bauelemente ist die Abdeckung 5 angeordnet. 4b zeigt zusätzlich einen Schnitt durch
eine weitere Ausführungsform,
bei der die luftdurchlässigen
Schichten 2 und 4 Hohlkörper 16 ausbilden.
In den Hohlkörpern 16 kann
der Absorber direkt oder als absorberhaltiges Bauteil angeordnet sein.
-
5 zeigt
einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Belüftungseinsatzes.
Der Belüftungseinsatz
weist Transportelemente 17 auf, die aus dem Belüftungseinsatz nach
oben ragen. Die Transportelemente sind mit der luftdurchlässigen Schicht 4 und/oder
dem Absorber 3 verbunden und dienen dazu, die Feuchtigkeit
abzutransportieren und die Verdunstungsfläche zu vergrößern.
-
6 zeigt
eine Aufsicht auf ein Kernelement aus luftdurchlässigen Schichten und dazwischen
platzierten Absorber. Die hier gezeigte luftdurchlässige Schicht 2 ist
mit streifenförmigen
Haltern 13 versehen, die die beiden luftdurchlässigen Schichten
und den dazwischenliegenden Absorber fest miteinander verbinden.
-
- 1
- Belüftungseinsatz
- 2
- luftdurchlässige Schicht
- 3
- Absorber
- 4
- luftdurchlässige Schicht
- 5
- Abdeckung
- 6
- Abdeckung
- 7a,
b
- Trägerschicht
- 8
- Kammer
- 9
- Kernelement
- 10
- Haltevorrichtung
- 11
- Durchtrittsöffnung
- 12
- Verbindungsfläche
- 13
- Halter
- 14
- Schutzgitter
- 15
- Einwölbungen
- 16
- Hohlkörper
- 17
- Transportelemente