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Elektrisch heizbare textile Flächengebilde Die Erfindung betrifft
elektrisch heizbare textile Flächengebil@e zur Ausstattung von Wohn- und Aufenthaltsräumen,
von Bungalows, Wohnzelten, aufblasbaren Zenten, Schiffskajüten, Fahrzeugen, z.B.
Teppiche, Bodenbeläge, Wand- und Deckenauskleidungen, Matratzen, Matten usw., sowie
elektrisch heizbare Futterstoffe, z.B. für Kälteschutzanzüge, Schuhe, Handschuhe
usw., elektrisch heizbare Fußbekleidung, Filzstiefel usw. für Piloten, Fischer und
sonstige im Freien beruflich Tätige sowie medizinisch yerwendbare therapeutische
Artikel, z.B. zur Verminderung von Kreislaufstörungen und Rheumabeschwerden und
für Schockbehand@lungen usw.
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Es sind elektrisch heizbare Bodenbeläge bekannt, bei denen die Erwärmung
nach Prinzip der Heizkissen mittels elektrisch leitfähiger Drähte erfolgt. Diese
Artikel sind meist mehrschichtig
abgedeckt. So ist beispielsweise
bekannt, daß die Heizdrähte solcher Erzeugnisse beidseitig mit Folien und oben mit
einem Gewebe und dariiber mit einem mit Polyvinilchlorid beschichteten Gewebe abgedeckt
sind und unten eine Viesabdeckung und darunter wiederum ein mit Polyvinilchlorid
beschichtetes Cewebe aufweinen, Weiterhin sind elektrisch leitende Gewebe bekannt,
die an Stelle von elektrisch leitenden Drähten mit kleinen Kohlenstoff-(Graphit-)
Fäden ausgestattet sind.
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Außerdem sind Herrensocken bekannt, die an der Strumpfspitze eine
Minihelzplatte enthalten. Als weitere Entwicklung sind z.B. auch elektrisch heizbare
Damenstrümpfe in der Literatur erwähnt, bei denen vom Strumpfrand wärmeleitende
Fäden in die metellisch verstärkten Fußspitzen führen.
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Außerdem wurde berelts vorgeschlagen, die Einsatzgebiete der seit
langem bekannten Heizkissen, Heizdecken u.ä., z.B. durch Maßnahmen in der Konfektion,
für Bekleidungszwecke zu erweitern.
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Diese aufgeführten elektrisch heizbaren Artikel haben den Nachteil,
daß sie entweder mit Heizdrähten, Heizkordeln, Heizlitzen, Heizplatten oder Graphitfäden
komplettiert werden müssen, die ausschließlich nur dem Zweck der Stromleitfähigkeit
dienen..
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Verfahrensseitig können diese Stromleiter auf Grund ihrer fremdartigen
Beschaffenheit in die Verfahren zur Herstellung der textilen Flächengebilde nicht
einbezogen werden, sondern erfordern
vielmehr zusätzliche maßnahmen
zur Konstruktion bzw.
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zur Komplettierung dieser Erzeugnisse. Im Vergleich zu den aus nichtleitenden
Faserstoffen bestehenden Erzeugnissen unterscheiden sie sich durch eine völlig andere
Erscheinungsform, die sich z.B. durch einen größeren Querschnitt und kleinere Oberfläche
und/oder durch geringere Bieg- und Schmiegsarnkeit und/oder grö-' ßere Materialhärte
und damit verbundener geringerer Voluminösität nachteilig auswirkt. Diese zu den
Textilien und deren Faserstoff-Rauelementen stark abweichende Erscheinungsform der
genannten Stromleiter verursacht außerdem einen erhöhten Arbeits-, Produktions-
und Kostenaufwand durch die erforderliche Sonderherstellung einschließlich der notwendigen
Einze]isolierung dieser Stromleit'er, durch die gesonderten Komplettierungsmaßnahmen
zur Ein- bzw. Anlagerung und zur verlagerungsfesten Verbindung in und an den hauptsächlich
aus nichtleitenden textilen Faserstoffen bestehenden elektrisch heizbaren Erzeugnissen.
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Diese extrem unterschiedlichen Erscheinungsformen zwischen den genannten
und räumlich nicht verteilbaren Stromleitern sowie den voluminösen textilen Flächengebilden
filliren zwangsläufig auch zu dem Nachteil, daß die über weit größere Flächenbereiche
dreidimensional verteilten nichtleitenden Faserstoffe erst nach längerer Aufheizzeit
und relativ starker Erwärmung der Heizdräht'e usw. den notwendigen Wfirmeiibe-r-schuß
erhalten, um diesen an die kühlere Außenwelt abgeben und wirksam werden zu können.
Außerdem haben die wenig schmiegsamen und Über die Flächenbahnen nicht allseitig
verteilbaren und relativ spröden Heizdrähte usw. insofern entscheidende
Nachteile,
als sie durch ihre stark abweichende Dimension und Härte z.B. bei Druckbeanspruchung
im Pußbodenbelag nicht ausweichen können und durch große örtliche Scheuerung ru
einem schnelleren Verschleiß der sie abdeckenden Textilien und zu größerer Störanfälligkeit
z.B. bei Knickbrüchen durch Stromunterbrechung, Zerstörung der Isolation usw. beitragen.
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Die Erfindung bezweckt, die genannten Mängel durch verbesserte Qualität,
größere technisch-ökonomische Wirkung mit hilfe völlig neuer Konstruktion solcher
elektrisch heizbaren Erzeugnisse zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektrisch heizbare textile
Fliichengebilde für den Heimtextilien- und Bekleidungs-Sektor sowie für medizinische
Zwecke bereitzustellen, deren Herstellung weniger Aufwand erfordert, die energiesparend
genutzt werden können und welche eine größere Betriebssicherheit gewährleisten.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht., daß chemisch metallisierte
Fasern oder Finden, bestehend aus natürlichen oder synthetischen Polymeren oder
Baumwolle, als Stromleiter verwendet werden, wobei die Paser- bzw. Fadenfeinheit
und die Dicke der festhaftenden Metall auflage entsprechend dem Verwendungszweck
variiert werden kann. Dabei wurde gefunden, daß das Verhaltnis Metall / Faser- bzw.
Fadenmasse von 3:1000 bis 400:1000 liegen muß, um die Substanz- und Aufbauwerte
von Faser bzw. Faden zli
erhalten, die Verarbeitbarkeit auf bekannten
Textilmaschinen garantieren und diese Stromleiter zugleich auch als Bauelemente
zur Herstellung textiler Flächengebilde nutzen zu kennen. Das genannte Verhältnis
ist abhängig von der Faser bzw. Fadenfeinheit, dem Anteil an metallisierter Faser
bzw. Faden in der Mischung mit nichtleitenden Faserstoffen und von der Schichtdicke
der Metallauflage.
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Diese Erfindung ermöglicht eine technologieseitig weitgehend unabhängige
Verteilung dieser Stromleiter über dIe Ebene und den Suerschnitt der Erzeugnisse
und erbringt durch das weitgehend homogene Leitsystem eine gleichmäßige und sofortige
Wärmeverteilung nach allen Dimensionen. Ferner ergibt sich der Vortei.l, daß durch
die gleichmäßig nach allen Dimensionen verteilbaren feingliedrigen Stromleiter selbst
bei teilweiser Zerstörung keine Stromunterbrechung Stattfindet und somit stark verminderte
Störanfälligkeit und erhöhte Kurzschlußsicherheit resultieren, Weiterhin bleibt
durch den erfindungsgemäßen Einsatz chemisch metallisierter Fasern bzw. Fäden der
durchgehend textile Charakter der heizbaren Erzeugnisse voll erhalten.
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Die Erfindung soll an dem nachstehenden Beispiel und den dazugehörigen
Tabellen 1 bis 3 näher erläutert werden: Die feingliedrigen Stromleiter bzw. Heizelemente
entstehen durch chemische Metallisierung von Fasern oder daraus hergestellten
Garnen
oder Fäden natiirlicher oder synthetischer Polymere oder ßaumwolle. Sie werden entweder
allein oder je nach Verwendungszweck in Mischung mit nichtmetallisierten bzw. nichtleitenden
Fasern und/oder Fäden eingesetzt.
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Diese Stromleiter bzw. Heizelemente sind in glsicher Weise wie die
nichtmetallisierten bzw. nichtleitenden Fasern und/oder Fäden als Bauelemente auf
den bekannten Textilmeschinen verarbeitbar und können somit zur Herstellung von
Vliesstoffen, Garnen, Gewlrken, Geweben eingesetzt werden. Die anfgezählten verschiedenen
Arbeitsstufen der bekannten textilen Fertigung charakterlsiaren, daß Erzeugnisse
mit durchgehend textilen Charakter erhalten werden, da keine fremdartigen @aterielien,
z.B. Heizdrähte usw., verwendet werden müssen.
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Durch Variation des Ant@ils an metallisierten Fasern und/oder Ftitlen,
tler Faser- bzw. Fadenfeinheit sowie der Dicke der Metall suflage können z.B. durch
Vernadelung von Faservliesen und vnriiertem Vliesaufbau unterschiedliche Vliesschichten
von unterschledlich elektrischer Leitfähigkeit hergestellt werden, welche z.B. durch
Zwischenlagerung nichtmetallisierter bzw.
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nichtleitender Faser- oder Fadengebilden voneinander isoliert werden
können. Damit wird es möglich, je nach Beschaltung unterschiedliche Stromkreise
aufzubauen, die bei Anlegen der Heizspannung verschiedene Beharrungstemperaturen
ln vergebbaren Bereichen erbringen. 1>ie Wechselbezichungen sind in den Tabellen
1 bin 3 als Beispiel dargestellt.
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Anteil an metallisierter F a 5 e r f e i n h e i t e n Faser in %
920 mtex (Nm 1100) 1700 mtex (Xm 600) 20 31,7 32,7 30 34,8 37,8 40 44,4 49,2 50
58,0 72,t Tabelle 1 - Beharrungsteperaturen in 0C in Abhängigkeit vom Anteil metallisierter
Fasern und von der Faserfeinheit bei 42 V Heizspannung.
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Heizspannung (V) 42 42 65 65 Flächenmasse g/m2 145 86 145 86 Beharrungstemperaturen
x % Metallauflage 38 34 58,1 51,7 bei 2 x % Metallauflage 108,7 57,7 222,5 94,0
Tabelle 2 - Beharrungstemperatur in °C in Abhängigkeit von der Heizspannung, Flächenmasse
und Metallauflage.
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Heizspannung (V) 12 24 42 65 Beharrungstemperatur 34 58,5 108,7 222,5
in °C Tabelle 3 - Abhängigkeit der Beharrungstemperatur von der Heizspannung