DE202011100936U1

DE202011100936U1 - Textile Heizflächen

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Publication number: DE202011100936U1
Application number: DE201120100936
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2021-05-20

Abstract

Heiztextil aus Vlies-Verbundmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht elektrisch leitenden Fasern (2) so zwischen zwei Deck-Lagen aus Fasermaterial (1 und 3) mit variabler Flächenmasse, vorzugsweise jedoch mit jeweils 50 bis 200 g/m2 und variablen Fasertypen, vorzugsweise jedoch PET, PEEK oder Aramide, eingearbeitet ist, so dass ein Heiztextil auf Basis einer Widerstandsheizung entsteht.

Description

Die Erfindung betrifft textile Heizflächen auf Basis von Vliesstoffverbundmaterialien. Die Eigenschaften sind so definiert, dass eine vollflächige Wärmeabgabe ermöglicht wird, das Heiztextil faltbar, drapierbar und waschbar ist. Eine definierte Flexibilität erhält und die sich die Heizfläche perforieren lässt. Eine hohe Luftdurchlässigkeit ist gewährleistet und somit ist eine diffusionsoffene (gemeinhin als „atmungsaktiv” bezeichnete) Fläche realisiert.
Die Heizleistung kann durch die Ausführungsform bestimmt werden.
Der für die Heizung erforderliche elektrische Widerstand wird durch eine Carbonfaserschicht erreicht. Dies kann sowohl ein Vlies sein, das auf Basis von Carbonfasern oder carbonisierten Fasern gebildet wird, als auch eine Lage ebensolcher Fasern, die als Streuschicht eingebracht werden. Diese elektrisch leitfähige Lage wird durch eine elektrische Kontaktierung mit einer Stromquelle verbunden.
Solche Vliese auf Basis von Carbonfasern oder carbonisierten Fasern wie im vorausgehenden Abschnitt beschrieben, sind Handelsware und können in verschiedenen Ausführungen (Breite, Widerstand, etc.) erworben werden. Die Faserschicht kann alternativ über Verschiedene Streuaggregate, wie sie in unterschiedlichen Formen in der Textil- oder anderen Industriezweigen eingesetzt werden, gebildet werden.
[Stand der Technik]
Textile Heizflächen beruhen derzeit meist darauf, dass elektrisch leitfähige Materialien unterschiedlicher Natur in Faden- oder Drahtform zu einer textilen Fläche verwebt ( DE 10158469 A1 ) oder vermascht ( DE 20 2004 020 425 U1 oder DE 20021840U1 oder DE 10342285A1 ) werden oder dass diese in eine textile Fläche ein- oder aufgebracht (z. B. aufgenäht, aufgestickt o. ä.) werden.
Hierbei ist die Wärmeabgabe allerdings nicht vollflächig und homogen, sondern lokal auf die elektrischen Leiter als heißes Element begrenzt. Auch wenn die Heizleiter sehr dicht beieinander liegen, ist kaum eine homogene Verteilung der Heizleistung möglich. Weiterhin ist, wenn ein oder mehrere dieser Heizleiter beschädigt oder zerstört werden, die Heizleistung der gesamten Heizfläche, bestenfalls des/der betreffenden Heizleiter nicht mehr gegeben.
Eine andere Möglichkeit ist das Herstellen von textilen Heizflächen auf Basis eines Spinnvlieses ( DE 10 2006 014 171 A1 ). Oder das Einbetten von Faservlies aus elektrisch leitfähigen Fasern in Kunststoff-Schichten ( DE000019848860/PN ). Weitere Anmeldungen wie DE 29808842U und DE19509153 , beschreiben Flächenheizer aus Vliesen, die aus Kohlenstofffasern bestehen. Die in den genannten Anmeldungen beschriebenen Schutzrechte beziehen sich jedoch auf die Anwendung in Formkörpern, insbesondere Spiegel ( DE19509153 ) und die Einbettung in Kunststoffen, so dass mehr oder weniger starre Heizflächen entstehen. Das Einbetten und weiterverarbeiten in textile Flächen mittels hydrodynamischer Verfestigung auf einer Wasserstrahl-Vliesanlage ist nicht genannt.
[Aufgabe der Erfindung]
Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der beschriebenen Heiztextilien zu verbessern. Weiterhin soll eine vollflächig wirkende Heizung generiert werden, die einen rein textilen Charakter hat und deren Eigenschaften es zulassen als Heizeinheiten in Anwendungen eingesetzt werden zu können, bei denen textile Charaktereigenschaften (z. B. Waschbarkeit, Drapierbarkeit, Luftdurchlässigkeit, geringe Fasermigration, hohe Abriebfestigkeit, etc.) notwendig sind (z. B. Bekleidung, Medizinische Textilien wie Notfallbetten, Bett- bzw. Schlaftextilien etc.).
Weiterhin soll ein textiles Heizelement generiert werden, das nur durch mechanische (im vorliegenden Fall hydrodynamische) Verfestigung generiert wird und somit frei ist von chemischen Klebern und Verbindungen, die sich unter Einwirkung von Wärme bei der Weiterverarbeitung oder beim Betrieb der Heizung verflüchtigen könnten und somit zu Geruchsbelästigung oder gar der Beeinträchtigung der Gesundheit beitragen könnten. Das textile Heizelement ist nicht Widerstandssensitiv auf Druckänderungen (d. h. es weist keine Widerstandsschwankungen bei partieller oder vollflächiger Druckbelastung auf).
Die vorliegende Erfindung erzeugt weiterhin homogene Wärme über die gesamte Fläche, auch im perforierten Zustand (mit Ausnahme an den Perforationsstellen).
[Erfindungsgemäße Lösung des Problems bzw. der technischen Aufgabe]
Die textilen Heizflächen der vorliegenden Erfindung erhält man dadurch, dass man ein Carbon-Kohlenstofffaservlies, kurz CFV, (2) inklusive zwei oder mehrerer stromleitenden Kontaktierungen (4 und 5), dies können Litzen, Bändchengewebe, Gewebestreifen o. ä. sein, zwischen zwei Lagen Vliesstoff, kurz Decklagen oder DL (1 und 2) einlaufen lässt, die direkt von der Vliesbildevorrichtung (Krempel, Querleger, Aerodynamischen Vliesbildevorrichtung o. a.) abgehen oder bereits vorverfestigt oder endverfestigt sind. Das Carbon-Kohlenstofffaservlies kann alternativ sowohl aus verfestigten, als auch aus unverfestigten Vliesen, Faserlagen aus Krempelfloren oder gestreuten Faserlagen bestehen.
Dieser dreilagige Verbund (mit oder ohne elektrische Leiter zur Kontaktierung) wird mittels Wasserstrahlverfahren oder anderen Vliesverfestigungsverfahren verbunden. Durch diesen Vorgang werden Fasern aus den Decklagen in das CFV eingebracht. Dabei wird der Faserverbund des CFV teilweise gelöst, und durch die Fasern der DL durchdrungen, wobei die Fasern der beiden Deck-Lagen eine Verbindung eingehen und so die notwendige Stabilität und Festigkeit geben.
Dieses Aufbrechen und wieder Verfestigen führt dazu, dass das eigentlich sehr spröde CFV flexibel und dehnungselastisch wird. Allgemein wird eine Veränderung der Eigenschaften bewirkt die sich dadurch auszeichnen dass, der Verbund dehnbar wird und sich die Reißfestigkeit erhöht. Weiterhin wird der Verbund faltbar, drapierbar und waschbar. Durch die Auswahl der Verfestigungsparameter lässt sich der Widerstand beeinflussen, ebenso durch die Auswahl des Fasermaterials der Decklagen (1; 3). Außerdem ist die Heizfläche perforierbar und weist bereits in der Grundausführung eine hohe Luftdurchlässigkeit auf und die Wärmeabgabe des Verbundes ist vollflächig und gleichmäßig. Zusätzlich weist das Heizelement den Vorteil auf, dass der Verbund ausschließlich über die hydrodynamische Verfestigung geschieht und somit frei ist von chemischen Klebern und Verbindungen, die sich unter Einwirkung von Wärme bei der Weiterverarbeitung oder beim Betrieb der Heizung verflüchtigen könnten und somit zu Geruchsbelästigung oder gar der Beeinträchtigung der Gesundheit beitragen könnten. Das textile Heizelement ist nicht Widerstandssensitiv auf Druckänderungen (d. h. sie weist keine Widerstandsschwankungen bei partieller oder vollflächiger Druckbelastung auf).
Die Leistung der Heizschicht kann durch die Ausführung der Carbon-Kohlenstofffaservliese verändert werden. Weiterhin kann durch die Dicke des CFVs (gekennzeichnet z. B. auch über die Anzahl der zur Verwendung kommenden Lagen), den Abstand der Kontaktierungen, die Höhe der Betriebsspannung, Die Beschaffenheit der Kontaktierungen und nicht zuletzt über die technischen Parameter der Vliesverfestigungsanlage wie Druck der Wasserstrahlverfestigung, die Prozessgeschwindigkeit oder die Feinheit und Rohstoff der verwendeten Fasern für die Decklagen (DL) bestimmt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine druckunempfindliche Lösung dar, weil die Fasern nicht in ihrer Konnektivität verändert werden. Es gibt keine Kurzschlüsse beim Falten oder Drapieren, weil die aufgebrachte Faserschicht als Isolator für eingebrachte Spannung (im SELV-Bereich) wirkt.
[Anwendungsgebiet]
Die Anwendungsgebiete für die vorliegende textile Flächenheizung sind durch die Eigenschaften besonders im Bereich der Bekleidung und Flächenheizung einzusetzen, bei denen es auf Weichheit, Drapierbarkeit und Haptik ankommt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10158469 A1 [0005]
DE 202004020425 U1 [0005]
DE 20021840 U1 [0005]
DE 10342285 A1 [0005]
DE 102006014171 A1 [0007]
DE 000019848860 [0007]
DE 29808842 [0007]
DE 19509153 [0007, 0007]

Claims

Heiztextil aus Vlies-Verbundmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht elektrisch leitenden Fasern (2) so zwischen zwei Deck-Lagen aus Fasermaterial (1 und 3) mit variabler Flächenmasse, vorzugsweise jedoch mit jeweils 50 bis 200 g/m² und variablen Fasertypen, vorzugsweise jedoch PET, PEEK oder Aramide, eingearbeitet ist, so dass ein Heiztextil auf Basis einer Widerstandsheizung entsteht.
Das Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dabei die drei Lagen über die Verfestigungsaggregate einer Vliesstoff-Anlage, vorzugsweise einer Wasserstrahl-Verfestigung (hydrodynamische Verfestigung) miteinander verbunden werden. Dies geschieht vorzugsweise online in dem die Schicht elektrisch leitenden Fasern (2) zwischen die von den Abnehmern kommenden Faserflore einläuft.
Verbundmaterial nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Schicht elektrisch leitenden Fasern (2) zwei Leiterbahnen (4 und 5) aus leitenden Materialien, vorzugsweise Kupfer, online während des unter 2. beschriebenen Verfahrens in variablen Abständen parallel zueinander zulaufen und so die Versorgung des Heiztextils mit Strom gewährleisten.
Verbundmaterial nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fertig-Verbund auch elektromagnetische Eigenschaften besitzt und somit auch als Abschirmtextil eingesetzt werden kann.