DE60313228T2

DE60313228T2 - Elektrische heizende/wärmende Stoffgegenstände

Info

Publication number: DE60313228T2
Application number: DE60313228T
Authority: DE
Inventors: Moshe Brookline Rock; Vickram Stoneham Sharma
Original assignee: Malden Mills Industries Inc
Current assignee: MMI IPCO LLC
Priority date: 2002-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2023-01-15
Also published as: ATE360347T1; EP1328137B1; DE60313228D1; DE03250206T1; EP1328137A2; DE07003172T1; EP1328137A3; JP4335539B2; US20040045955A1; CA2416038A1; CA2416038C; JP2004006239A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S.-Anmeldung Nr. 60/386,180, angemeldet am 14. Januar 2002, nunmehr fallengelassen.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch durch Widerstandserwärmung heizende bzw. wärmende Stoffgegenstände bzw. Textilartikel.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bekannte Techniken zum Erhöhen der Heiz- bzw. Wärmefähigkeit von Bekleidungsgeweben beinhalten das Hinzufügen von elektrischen Leitungen zum Gewebe, indem die Leitungen typischerweise direkt in das Gewebe eingearbeitet sind, oder indem die Leitungen an dem Gewebe angebracht sind, zum Beispiel durch Nähen. Von Gross et al., U.S.-Patent Nr. 4,021,640, ist zum Beispiel auch bekannt, dass eine elektrische Schaltung mit einem Element zur Widerstandserwärmung auf einer Kunststofffolie, wie zum Beispiel MYLAR^®, gedruckt wird, und dass Streifen der Kunststofffolie in den Gewebeartikel, wie zum Beispiel einen Handschuh, eingearbeitet sind.
EP 1021064 beschreibt einen elektrisch wärmenden/heizenden Verbundgewebeartikel, der eine Gewebeschicht und ein elektrisch heizendes bzw. wärmendes Element aufweist, das sich auf der Innenfläche der Gewebeschicht befindet.
ZUSAMMENFASSUNG
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein heizender bzw. wärmender Gewebeartikel bereitgestellt, der umfasst:
einen Gewebeartikel mit einer ersten und zweiten breiten Oberfläche; und
eine elektrisch leitfähige Schaltung, die an einer der ersten und zweiten breiten Oberfläche angebracht ist, um eine lokale Erwärmung des Gewebes bei Anlegen von elektrischem Strom an die Schaltung zu erzeugen; dadurch gekennzeichnet, dass
die elektrisch leitfähige Schaltung als eine elektrisch leitfähige Textilie bzw. ein elektrisch leitfähiges Textil aus leitfähigen Fasern durch Stanzen in Form der Schaltung gebildet wird.
Bevorzugte Eigenschaften des Verfahrens sind in den entsprechenden Unteransprüchen definiert. Durch die Verwendung eines leitfähigen Textils zum Ausbilden des Schaltmusters wird ein unempfindliches, flaches und biegsames Heiz- bzw. Wärmeelement bereitgestellt, das einfach hergestellt und leicht in ein Textil eingebunden werden kann, um einen Gewebeartikel zu bilden. Die flexible Beschaffenheit des leitfähigen Textils ermöglicht eine gute Beweglichkeit der Hand, wenn das Heiz- bzw. Wärmeelement in einem Handschuh verwendet wird, oder in einem anderen Kleidungsartikel, bei dem Flexibilität nützlich ist. Auch kann das leitfähige Textil einfach in verschiedene Schaltungsmuster und geometrische Formen gestanzt werden, um zum Beispiel ein differenziertes Heizen bzw. Erwärmen in verschiedenen Bereichen des Artikels bereitzustellen, wie unten weiter besprochen.
Der Anbringungsschritt kann das Verbinden der leitfähigen Schicht und des Gewebekörpers mit einem Haftmittel einschließen. Der Begriff „Haftmittel", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf jedes Material, das die Schichten verbindet, einschließlich sowohl flüssige Haftmittel und nicht flüssige, fließfähige Materialien wie Hot-Melt-Webs (im Handel zum Beispiel bei Bostik, Co. erhältlich).
Das Verfahren kann des Weiteren das Bilden eines Kleidungsartikels einschließlich des Gewebekörpers einschließen. Der Schritt des Bildens kann das Formen des Schaltungsmusters beinhalten, um ein der Form des Kleidungsartikels entsprechendes Schaltungsmuster zu erzielen. Der Kleidungsartikel kann aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus Handschuhen, Socken, Pullovern, Jacken, Hemden, Hosen, Hüten und Schuhwerk besteht.
Bei einigen Ausführungen kann durch Variieren des effektiven stromleitenden Volumens, zum Beispiel der Querschnittsfläche des Heiz- bzw. Wärmeelements in ausgewählten Bereichen, der Grad der Wärmeerzeugung gesteuert werden. (Bei Heiz- bzw. Wärmeelementen mit gleichmäßiger Dicke wird das effektive Volumen typischerweise durch Variieren der Breite und/oder Länge angepasst). Zum Beispiel kann in einem Heiz- bzw. Wärmeelement der Erfindung zur Verwendung in einem Schuh das Volumen des Heiz- bzw. Wärmeelements im Bereich der Zehen vorzugsweise geringer sein als sein Volumen im Bereich der Ferse, somit wird höherer spezifischer Widerstand im Bereich der Zehen erzeugt und es erfolgt eine höhere Wärmeerzeugung. Auf ähnliche Weise wird für die Verwendung in Handschuhen (für einen höheren spezifischen Widerstand und eine höhere Wärmeerzeugung) das effektive Volumen des Heiz- bzw. Wärmeelements im Bereich der Finger vorzugsweise geringer sein, als im Bereich der Handfläche.
Vorzugsweise beinhaltet das Verfahren des Weiteren das Konfigurieren des Schaltungsmusters in einer Weise, dass es Flächen mit relativ höherem spezifischen Widerstand und Flächen mit relativ geringerem spezifischen Widerstand einschließt, um vorgegebene Bereiche mit relativ stärkerer und relativ geringerer lokaler Erwärmung bereitzustellen. Die vorgegebenen Flächen mit relativ höherem und relativ geringerem spezifischen Widerstand können durch Variieren der Querschnittsfläche einer oder mehrerer ausgewählter Bereiche des Schaltungsmusters bereitgestellt werden. Vorzugsweise werden die vorgegebenen Flächen mit relativ höherem und relativ geringerem spezifischen Widerstand durch Variieren der Leitfähigkeit einer oder mehrerer ausgewählter Bereiche der leitfähigen Schicht bereitgestellt. Vorzugsweise wird der elektrisch heizende bzw. wärmende Artikel in einen Kleidungsartikel eingebunden, und das Verfahren schließt des Weiteren das Konfigurieren des Schaltungsmusters ein, bei dem die Flächen mit relativ höherem Widerstand beim Tragen des Kleidungsartikels nahe an den Gliedmaßen des Trägers angeordnet sind, und/oder die Flächen mit relativ höherem Widerstand beim Tragen des Kleidungsartikels nahe an den Bereichen des Körpers des Trägers angeordnet sind, in denen die Blutzirkulation nahe an der Hautoberfläche stattfindet. Dadurch ist es möglich, die Gliedmaßen, die bei kaltem Wetter anfällig für Gefäßverengungen sind, mit mehr Wärme zu versorgen.
Das Verfahren kann auch das Einbringen einer Sperrschicht zwischen den Gewebekörper und die folienförmige leitfähige Schicht einschließen, zum Beispiel durch Anbringen einer äußeren Oberfläche der Sperrschicht auf der Gewebeschicht, und durch Anbringen einer inneren Oberfläche auf der folienförmigen leitfähigen Schicht. Die Anbringungsschritte können das Verbinden der Schichten durch ein Haftmittel einschließen. Eine Sperrschicht wird im Allgemeinen verwendet, wenn ein Schutz gegen Wind gewünscht wird.
Vorzugsweise schließt das Verfahren des Weiteren das Verbinden des Schaltungsmusters mit einer Stromquelle ein, um Hitze bzw. Wärme zu erzeugen. Vorzugsweise schließt das Verfahren des Weiteren das Einbinden des elektrisch heizenden bzw. wärmenden Gewebeartikels in einen Heimtextilartikel ein, zum Beispiel eine Decke, einen Überwurf, einen Matratzenschoner oder einen Schlafsack.
In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung einen heizenden bzw. wärmenden Gewebeartikel vor, der umfasst:
einen Gewebeartikel, der eine erste und zweite breite Oberfläche aufweist; und
eine elektrisch leitfähige Schaltung, die auf einer der ersten oder zweiten breiten Oberfläche angebracht ist, um eine lokale Erwärmung des Gewebeartikels durch Anlegen eines elektrischen Stroms an die Schaltung zu erzeugen; dadurch gekennzeichnet, dass
die elektrisch leitfähige Schaltung durch Stanzen eines elektrisch leitfähigen Textils aus leitfähigen Fasern in Form der Schaltung gebildet wird.
Einige Ausführungen dieses Aspekts der Erfindung schließen eine oder mehr der folgenden Merkmale ein. Die Gewebeschicht schließt ein textiles Material ein, das aus der Gruppe bestehend aus Kulierwirkmaterial, Kettwirkmaterial, gewebtem Material und nicht gewebtem Material ausgewählt ist. Die Gewebeschicht kann eine glatte Oberfläche aufweisen, eine raue Oberfläche oder eine gebürstete Oberfläche. Der Gewebeartikel ist ein Kleidungsartikel. Der Gewebeartikel ist eine Decke. Der Kleidungsartikel schließt einen Artikel ein, der aus der Gruppe bestehend aus Handschuhen, Socken, Pullovern, Jacken, Hemden, Hosen, Hüten, Schuhwerk, Accessoires wie Ohrenschützer und Nackenwärmer, Klammern und Schützer, wie medizinische Klammern, medizinische Bänder, Knieschützer, Rückenpolster und Gelenkpolster ausgewählt ist.
Das Schaltungsmuster kann Bereiche mit relativ hohem spezifischen Widerstand und Bereiche mit einem relativ geringen spezifischen Widerstand einschließen, um vorgegebene Flächen mit relativ stärkerer lokaler Erwärmung und vorgegebene Flächen mit relativ geringerer lokaler Erwärmung bereitzustellen. Die Bereiche mit relativ höherem Widerstand und relativ geringerem spezifischen Widerstand können Flächen mit jeweils relativ kleinerer bzw. relativ größerer Querschnittsfläche einschließen. Der Gewebeartikel kann einen Kleidungsartikel einschließen, und die Schaltung kann so konfiguriert sein, dass die Flächen mit relativ höherem spezifischen Widerstand beim Tragen des Kleidungsartikels nahe bei den Gliedmaßen des Trägers angeordnet sind, und/oder dass die Flächen mit relativ höherem spezifi schen Widerstand beim Tragen des Kleidungsartikels nahe bei den Körperregionen des Trägers angeordnet sind, in denen sich Arterien nahe an der Hautoberfläche befinden.
Der Gewebeartikel kann des Weiteren ein Haftmittel einschließen, das sich zwischen der leitfähigen Textilschicht und dem Gewebekörper befindet. Der Gewebeartikel kann des Weiteren eine Sperrschicht zwischen der Gewebeschicht und der leitfähigen Textilschicht einschließen. Die Gewebeschicht, die leitfähige Textilschicht und die Sperrschicht (wenn vorhanden) können durch ein Haftmittel miteinander verbunden werden.
Vorzugsweise schließt der Gewebeartikel des Weiteren einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur eines Teils des Schaltungsmusters ein. Der Temperatursensor ist zum Messen der Temperatur eines ersten Teils des Schaltungsmusters eingerichtet, und der erste Teil des Schaltungsmusters ist so eingerichtet, dass er den gleichen Widerstand aufweist, wie ein zweiter Teil des Schaltungsmusters, um es zu ermöglichen, dass die Temperatur des zweiten Teils durch Messen der Temperatur des ersten Teils abgeschätzt wird. Der Gewebeartikel kann des Weiteren eine Steuerung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, den dem Schaltungsmuster zugeführten Strom in Reaktion auf Änderungen der gemessenen Temperatur anzupassen.
Bei dem oben erwähnten Verfahren kann eine erster Teil der leitfähigen Schicht relativ schmäler sein, um ein lokales Erwärmen zu verstärken, und ein zweiter Teil der leitfähigen Schicht kann relativ breiter sein, um ein lokales Erwärmen zu verringern. Das Schaltungsmuster kann an einer äußeren Oberfläche eines Gewebekörpers angebracht sein und der Gewebekörper kann in einen Kleidungsartikel eingearbeitet sein. Eine Stromquelle kann mit dem Schaltungsmuster verbunden sein, um eine lokale Erwärmung des Gewebekörpers bei Anlegen eines elektrischen Stroms an das Schaltungsmuster zu erzeugen. Vorzugsweise kann der zweite Teil der leitfähigen Schicht ausreichend breit ausgebildet sein, so dass der zweite Teil gar nicht erwärmt wird und nur als Bus bzw. Sammelleitung wirkt.
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen und der untenstehenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung sind aus der Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 und 1A sind einigermaßen schematische auseinander gezogene Seitenrandansichten der Bestandteile, die die ersten Ausführungsformen eines heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikels bilden, der in Übereinstimmung mit der Erfindung aufgebaut ist.
2 ist eine einigermaßen schematische Seitenrandansicht des heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikels aus 1; und
3, 4 und 5 sind einigermaßen schematische Draufsichten von vorn auf die Innenflächen der heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikel aus 1 und 2, mit elektrischen Heiz- bzw. Wärmeelementen die darauf fest angebracht sind, zum Beispiel für einen Handschuh (3), für einen Schuhartikel (4), und für ein Kleidungsstück wie ein Hemd oder eine Jacke (5); und
6 ist eine einigermaßen schematische Vorderansicht eines Kleidungsstücks, d. h. einer Jacke, in die der heizende bzw. wärmende Verbundgewebeartikel aus 5 eingebunden ist.
7 ist eine einigermaßen schematische auseinander gezogene Seitenrandansicht der Bestandteile, aus denen eine weitere Ausführungsform eines heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikels gebildet ist, der in Übereinstimmung mit der Erfindung aufgebaut ist; und
8 ist eine einigermaßen schematische Seitenrandansicht des heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikels aus 7.
9 ist eine einigermaßen schematische Seitenrandansicht einer weiteren Ausführungsform eines heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikels, der in Übereinstimmung mit der Erfindung aufgebaut ist.
10 und 11 sind schematische Draufsichten von vorn auf die Innenfläche eines heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikels während des schrittweisen Aufbaus in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
12 ist eine einigermaßen schematische auseinander gezogene Seitenrandansicht der Bestandteile, aus denen eine weitere Ausführungsform eines heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikels gebildet ist, der in Übereinstimmung mit der Erfindung aufgebaut ist, während 13 und 14 einigermaßen schematische Seitenrandansichten von alternativen Ausführungsformen des heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikels aus 12 sind.
15 und 16 sind einigermaßen schematische Draufsichten von vorn auf ein elektrisches Heiz- bzw. Wärmeelement für die Verwendung in einem Handschuh.
17 ist eine einigermaßen schematische Draufsicht von vorn auf ein elektrisches Heiz- bzw. Wärmeelement für die Verwendung in einem Handschuh, das ein Temperatursensorelement einschließt.
18 ist eine einigermaßen schematische Draufsicht von vorn auf ein elektrisches Heiz- bzw. Wärmeelement, das eine parallele Schaltung einschließt.
19 ist eine einigermaßen schematische Draufsicht von vorn auf ein elektrisches Heiz- bzw. Wärmeelement für die Verwendung in einem Schuhartikel.
Die Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen bezeichnen die entsprechenden Elemente.
GENAUE BESCHREIBUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf die Offenlegung unserer älteren gleichzeitig anhängigen Patentanmeldungen, der U.S.-Anmeldung Nr. 09/298,722, angemeldet am 23. April 1999, der U.S.-Anmeldung Nr. 09/398,761, angemeldet am 9. September 1999, der U.S.-Anmeldung Nr. 60/175,202, angemeldet am 10. Januar 2000, der U.S.-Anmeldung Nr. 60/261,544, angemeldet am 12. Januar 2001, und der U.S.-Anmeldung Nr. 60/386,180, angemeldet am 14. Januar 2002.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Heiz- bzw. Wärmeelement 16 aus einer gestanzten leitfähigen Textilie bzw. einem gestanzten leitfähigen Textil, durch das ein elektrischer Strom geleitet wird, um eine lokale Erwärmung zu erzeugen. Das leitfähige Textil kann zum Beispiel ein gestricktes, gewebtes oder nicht gewebtes Material sein, das leitfähige Fasern oder Garne enthält, oder es kann ein metallisiertes Textil sein. Das Heiz- bzw. Wärmeelement kann zum Beispiel direkt oder in Form eines kaschierten Textilwerkstoffs in Kleidungsartikel oder Schuhwerk, und in Heimartikel wie Decken oder Ähnliches eingebunden werden. Dann wird elektrischer Strom, zum Beispiel Wechselstrom über ein Stromkabel und einen Stecker, oder Gleichstrom über eine Batterie dem Element zugeführt, um eine Wärmeerzeugung aufgrund des elektrischen Widerstands zu verursachen.
Mit Bezug zunächst auf 1 weist in einer ersten Ausführungsform ein winddichter, wasserabweisender und dampfdurchlässiger elektrisch heizender bzw. wärmender Verbundgewebeartikel 10, der nach dieser Erfindung aufgebaut ist, drei Hauptbestandteile auf. Diese Bestandteile schließen eine Gewebeschicht 12, eine Sperrschicht 14 und ein elektrisches Heiz- bzw. Wärmeelement 16 ein, wobei die Gewebeschicht 12 und die Sperrschicht 14 an den einander gegenüberliegenden Flächen, d. h. jeweils der Gewebeinnenfläche 13 und der Sperrschichtaußenfläche 15 durch ein Haftmittel 18 miteinander verbunden sind.
Mit Bezug auf 1A kann in einer weiteren Ausführungsform die Sperrschicht weggelassen werden. In diesem Fall schließt der elektrisch heizende bzw. wärmende Verbundgewebeartikel eine Gewebeschicht 12 und ein elektrisches Heiz- bzw. Wärmeelement 16 ein. Die Innenfläche 13 der Gewebeschicht 12 ist mit der Innenfläche 17 des elektrischen Heiz- bzw. Wärmeelements 16 durch ein Haftmittel 18 verbunden.
In den beiden in 1 und 1A gezeigten Ausführungsformen kann der Gewebeartikel 10 des Weiteren eine zweite Gewebeschicht (nicht dargestellt) einschließen, wobei sich das Heiz- bzw. Wärmeelement und die Sperrschicht (falls enthalten) zwischen den beiden Gewebeschichten befindet.
Mit Bezug auf 1, 1A und 2 kann die Gewebeschicht 12 in bevorzugten Ausführungsformen auf jegliche bereits bekannte Weise hergestellt sein, zum Beispiel kann die Gewebeschicht 12 ein gestricktes Material, zum Beispiel ein plattiertes Rundstrickmaterial, oder ein im Wendeplattierungs-Rundstrickverfahren hergestelltes Material, oder ein anderes Rundstrickmaterial (RR-Strickmaterial, RL-Strickmaterial bzw. Single Jersey, Zweifachstrick-Fleece, Dreifachstrick-Fleece, Frotteestrickmaterial, Doppelschlingen-Strickmaterial), oder Kettenwirkmaterial, oder Kulierwirkmaterial, oder ein gewebtes oder nicht gewebtes Material. In Anwendungen, bei denen die Gewebeschicht 12 des Gewebeartikels 10 nach außen gerichtet ist, und nicht mit der Haut des Trägers in Berührung kommt, ist das Material der Gewebeschicht vorzugsweise hydrophob, damit es dem Eindringen von Flüssigkeiten standhält. In anderen Anwendungen, bei denen die Gewebeschicht 12 des Gewebeartikels 10 nach innen gerichtet ist, und mit der Haut des Trägers in Berührung kommt, ist die Gewebeschicht vorzugsweise auf natürliche Weise hydrophil, chemisch bearbeitet und dadurch hydrophil, oder hydrophob, um das Absorbieren von Schweiß und den Transport von Schweiß weg von der Haut zu verbessern. Die Innenfläche 13 der Gewebeschicht 12, auf die das Haftmittel 18 aufgebracht wird, ist vorzugsweise flach. Die freiliegende Außenfläche 20 der Gewebeschicht 12 kann flach oder rau sein, zum Beispiel durch Bürsten, Schleifen oder Aufrauen, und/oder kann auf andere Weise nach dem Stand der Technik mit dekorativen oder funktionalen Merkmalen oder Appreturen versehen sein.
Vorzugsweise ist die Sperrschicht 14 aus einer dampfdurchlässigen Membran ausgebildet, die porenfrei hydrophil oder mikroporös hydrophob ist oder eine Kombination aus beidem, zum Beispiel in Schichten, entsprechend den Eigenschaften der beabsichtigten Verwendung, oder wie anderweitig gewünscht. In bestimmten Ausführungsformen kann es auch bevorzugt werden, dass das Material der Sperrschicht 14 weich und dehnbar ist. Die Sperrschicht ist so aufgebaut und/oder gestaltet, dass keine Luft und keine Wassertröpfchen durch den Verbundgewebeartikel 10 dringen lässt, und dennoch durchlässig für Wasserdampf ist. In Anwendungen, in denen es gewünscht wird, dass der Gewebeartikel 10 dehnbar ist, kann die Gewebeschicht 12 typischerweise ein Strickmaterial sein, und ein bevorzugtes Material für eine Sperrschicht 14 ist Polyurethan, zum Beispiel wie bei UCB Chemical Corp. in Drogenbos, Belgien, erhältlich, entweder mikroporös hydrophob (bevorzugt bei einer Verwendung, bei der die Sperrschicht 14 nach außen gerichtet ist) oder porenfrei hydrophil (bevorzugt bei einer Verwendung, bei der die Sperrschicht 14 nach innen gerichtet ist). Alternativ dazu kann in Situationen, wenn eine relativ geringere Dehnbarkeit erforderlich ist, zum Beispiel bei Schuhwerk, die Gewebeschicht 12 aus einem Kettwirkmaterial bestehen, und ein bevorzugtes Material für eine Sperrschicht 14 ist Polytetraflourethylen (PTFE), wie zum Beispiel bei Tetratec in Feasterville, Pennsylvania, U.S.A., erhältlich.
Die Sperrschicht 14 ist mit der Innenfläche 13 der Gewebeschicht 12 durch ein Haftmittel 18 verbunden, das typischerweise punktförmig aufgetragen wird, oder linienförmig oder in anderen einzelnen Bereichen, oder durch Befestigen, Kaschieren oder andere geeignete Fügetechniken. Ein ähnliches Verbundgewebe (das jedoch eine zusätzliche innen liegende Gewebeschicht aufweist) ist in dem gemeinsam auf Lumb et al. übertragenen U.S.-Patent Nr. 5,364,678 beschrieben, auf dessen vollständige Offenlegung hiermit Bezug genommen wird. Mit Bezug auf 3 befindet sich das Heiz- bzw. Wärmeelement 16 auf der Außenfläche 22 der Sperrschicht 14.
In einer Ausführungsform ist das Heiz- bzw. Wärmeelement 16 aus einem metallisierten Textil gebildet. Geeignete metallisierte Textile sind zum Beispiel bei Schlegel Systems Inc. in Rochester im U.S.-Staat New York erhältlich. Das Textil kann mit jeder geeigneten Technik metallisiert werden, zum Beispiel durch Metallbeschichtung, Plattieren, oder Auftragen, durch Anwendung chemischer, elektrischer oder mechanischer Techniken. Die Metallbeschichtung oder der Metallauftrag besteht aus einem leitfähigen Material, das einen sehr geringen Widerstand aufweist, typischerweise geringer als ungefähr 500 Ohm pro Quadratfläche. Beispiele geeigneter leitfähiger Materialien schließen ein: Silber, Kupfer, Nickel, Nickelchrom, und Kombinationen aus diesen Metallen. Das metallisierte Textil kann in Folienform hergestellt werden, und dann in Form des gewünschten Musters gestanzt werden. Das Element (oder seine Teile) wird (bzw. werden) dann zum Bilden eines Textilprodukts zum Beispiel allein, oder kaschiert auf eine oder zwischen zwei Schichten eines geeigneten nicht leitfähigen Materials auf der Gewebeschicht 12 befestigt, oder in die Gewebeschicht 12 eingebunden. Für einen Textilartikel in Form einer Decke wird es durch Ausbilden des elektrischen Heiz- bzw. Wärmeelements als Stanzteil ermöglicht, dass die Busse bzw. Sammelleitungen zusammen mit den Heizelementen ausgebildet werden. Die Heizelemente können asymmetrisch angeordnet werden, so dass ausgewählte Bereiche vorzugsweise stärker erwärmt werden als andere Bereiche, oder, wie unten genauer beschrieben, kann durch Bereitstellen ausgewählter Heizelemente, die relativ schmäler sind als andere Heizelemente, ein höherer Widerstand bereitgestellt, und als Ergebnis eine stärkere Wärmeerzeugung in ausgewählten Bereichen bewirkt werden.
Alternativ dazu kann das Heiz- bzw. Wärmeelement aus einem leitfähigen Textil gebildet werden, zum Beispiel aus einem Textil, das leitfähige Fasern und/oder Garne enthält. Geeignete leitfähige Fasern oder Garne sind beispielsweise Kohlefaser und Polyanilin.
Das vorgegebene Muster des Heiz- bzw. Wärmeelements 16 kann für den jeweiligen Zweck, für den der Verbundgewebeartikel 10 der Erfindung verwendet werden soll, maßgeschneidert sein. Zum Beispiel ist das Muster des Heiz- bzw. Wärmeelements 16 des Verbundgewebeartikels 10 aus 3 für die Verwendung bei der Herstellung eines Handschuhs konzipiert. Zu diesem Zweck bildet das elektrische Heiz- bzw. Wärmeelement 16 ein Muster, das vier verlängerte Äste 28A, 28B, 28C und 28D aufweist (die den Fingern eines Handschuhs entsprechen) und einen oder mehrere Abschnitte 28F (der bzw. die der Handfläche oder dem Handrücken eines Handschuhkörpers entspricht bzw. entsprechen).
Das Heiz- bzw. Wärmeelement 16 ist als durchgehende Schaltung ausgebildet, die an jedem Ende in einem Kontaktpad 28G bzw. 28H mündet. Die Kontaktpads sind vorzugsweise nahe beieinander in einem Bereich angeordnet, der für die Verbindung mit einer Stromquelle gut geeignet ist, bei einem Handschuh zum Beispiel in dem Bereich, der sich bei dem Handschuh am Handgelenk befindet. Weiterhin in Bezug auf 3 ist das Heiz- bzw. Wärmeelement 16 durch Drahtleitungen 30, 32, die sich von den Kontaktpads 28G bzw. 28H aus erstrecken, in einer Schaltung verbunden, die einen Schalter 34 und eine Stromversorgungseinheit, zum Beispiel ein Batterieteil 36 einschließt. Wenn der Schalter 34 geschlossen wird, wird das Heiz- bzw. Wärmeelement 16 aktiviert, um Hitze bzw. Wärme zu erzeugen.
Die Merkmale des das in 3 gezeigten Musters des Heiz- bzw. Wärmeelements 16 sind so dimensioniert und geformt, dass sie den Bereichen des resultierenden Gewebeartikels, zum Beispiel des Handschuhs, entsprechen, so dass das Verbundgewebe einfach zugeschnitten werden kann, um eine Seite des Handschuhs zu bilden. Muster für die Verwendung in anderen Typen und Größen von Kleidungsstücken und Gewebeartikeln, wie zum Beispiel Socken, Pullover, Jacken, Hemden, Hosen, Hüte, Handschuhe, Schuhwerk (zum Beispiel Schuhe und Stiefel) usw., können auf ähnliche Weise hergestellt werden, wie beispielsweise unten mit Bezug auf 4–6 besprochen wird.
Mit Bezug auf 4 weist ein Verbundgewebeartikel 40 der Erfindung ein Heiz- bzw. Wärmeelement 42 auf, das so dimensioniert und geformt ist, dass es den Bereichen des ausgewählten resultierenden Gewebeartikels entspricht, d. h. in dieser Ausführungsform, einem zum beheizenden bzw. zu erwärmenden Stiefel, so dass das Verbundgewebe einfach zugeschnitten werden kann, um ein Stiefelfutter zu bilden, und/oder in ein Stiefelfutter eingebunden zu werden.
Insbesondere weist das Heiz- bzw. Wärmeelement 42 Heiz- bzw. Wärmebereiche 44, 45 auf, die Abschnitte mit einer relativ verringerten Querschnittsfläche für einen erhöhten spezifischen Widerstand und eine verstärkte Wärmeerzeugung aufweisen, und den Flächen im Bereich der Zehen/des Ballens bzw. der Ferse am Fuß des Trägers entsprechen. – Das Heiz- bzw. Wärmeelement 42, das eine Schaltung bildet, ist an jedem Ende an ein Kontaktpad 46 bzw. 47 angeschlossen. Die Kontaktpads befinden sich nahe beieinander in einem Bereich, der für die Verbindung mit einer Stromquelle gut geeignet ist, zum Beispiel wie dargestellt in einem Bereich der sich in oder über den Schaft des Stiefels im Bereich des Knöchels erstreckt.
Mit Bezug auf 5 weist ein Verbundgewebeartikel 50 der Erfindung ein Heiz- bzw. Wärmeelement 56 auf, das so dimensioniert und geformt ist, dass es den Bereichen des ausgewählten resultierenden Gewebeartikels entspricht, d. h. in dieser Ausführungsform den einander gegenüberliegenden Flächen im Bereich des Brustkorbs bei einem zu heizenden bzw. zu erwärmenden Kleidungsstück wie einem Hemd oder einer Jacke 60 (6). Das Heiz- bzw. Wärmeelement 56 ist an jedem Ende jeweils mit einem Kontaktpad 58 bzw. 59 verbunden, wobei sich die Pads nahe beieinander in einem Bereich befinden, der gut für die Verbindung mit einer Stromquelle geeignet ist, wie nachfolgend besprochen.
Ebenfalls mit Bezug auf 6 ist ein Paar Gewebeartikel 50 dargestellt, das in eine Jacke 60 eingearbeitet ist. Ein Batterieteil 68 zur Versorgung eines jeden der heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikel 50 ist in den zugeordneten Reißverschlusstaschen 70, 71 enthalten. Das Batterieteil 68, das zum Beispiel bei Polaroid Corporation in Cambridge, Massachusetts, U.S.A. erhältlich ist, ist vorzugsweise so an die Kontaktpads 58, 59 des Heiz- bzw. Wärmeelements 5b angeschlossen, dass es entfernt werden kann, und mit lösbaren Befestigungselementen 72, zum Beispiel Clips, Druckknöpfen, oder anderen sicheren, aber lösbaren Befestigungselementen befestigt. (Die Befestigungselemente können die elektrische Verbindung des Batterieteils mit der Schaltung bereitstellen, oder, alternativ dazu, das Batterieteil in der Position halten, die für die Verbindung des Batterieteils mit separaten Anschlüssen erforderlich ist.) Diese Anordnung ermöglicht das Entfernen des Batterieteils 68, wenn der Gewebeartikel 50 zum Beispiel gewaschen werden soll, oder zum Austauschen des Batterieteils. Das Heiz- bzw. Wärmeelement 56 kann auch einen Oszillator-Chip 74 oder eine andere Zeitschalt- oder Umschaltsteuerungseinrichtung zur Umschaltsteuerung beim Anlegen des elektrischen Stroms von dem Batterieteil 68 an das Heiz- bzw. Wärmeelement 56 einschließen, um zum Beispiel die Lebensdauer des Batterieteils zu verlängern. Zum Beispiel wird ein Zeitschaltsteuerung mit einem Zyklus von drei Minuten „ein" gefolgt von einer Minute „aus" als geeignet für einen elektrisch heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikel 50 angesehen, der als Oberkörperelement in die Heiz- bzw. Wärmejacke 60 eingebunden ist, die für eine Verwendung im Freien geeignet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Verbundgewebeartikel 10 der Erfindung zunächst durch Verbinden der Gewebeschicht 12 und der Sperrschicht 14 durch ein Haftmittel 18 gebildet, das zwischen die beiden Schichten eingebracht wird. Ein elektrisches Heiz- bzw. Wärmeelement 16 wird dann auf der Oberfläche 22 der Sperrschicht 14 befestigt. Der so entstandene Verbundgewebeartikel 10 wird zugeschnitten, und anderweitig durch die Anwendung von bei Bekleidung üblichen Verfahren verarbeitet, um ihn zum Beispiel in einen Kleidungsartikel oder ähnliches einzubinden. Alternativ dazu kann das Heiz- bzw. Wärmeelement 16 auf der Oberfläche 22 der Sperrschicht 14 befestigt werden, bevor die Sperrschicht 14 und die Gewebeschicht 12 fest miteinander verbunden werden.
Als Nächstes besteht in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 7 und 8 ein elektrisch heizender bzw. wärmender Verbundgewebeartikel 110 aus einer Gewebeschicht 112, die eine Innenfläche 114 aufweist, auf der ein elektrisches Heiz- bzw. Wärmeelement 116 angebracht ist.
In Ausführungsformen der Erfindung, bei denen das Heiz- bzw. Wärmeelement 116 direkt auf der Gewebeschicht 112 befestigt ist, kann der Verbundgewebeartikel 110 ohne Sperrschicht verwendet werden. Alternativ dazu kann ein Paar Gewebeartikel 110 in ein Kleidungsstück eingearbeitet werden, zum Beispiel in eine Jacke 60, wie in 6 dargestellt, bei der die äußeren Deckschichten 62, 64 der einander gegenüber liegenden Oberkörperflächen der Jacke aus einem Hüllmaterial bestehen können, das dazu ausgewählt ist, eine Sperrschicht bereitzustellen, die die in die Jacke eingebundenen heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikel 110 überdeckt.
Die relativen Mengen der Hitze bzw. Wärme, die durch einen Bereich eines elektrischen Heiz- bzw. Wärmeelements in einem heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikel der Erfindung erzeugt werden, können gesteuert werden, zum Beispiel durch das Variieren der Breite und/oder durch Variieren der Länge und/oder der Dicke eines Schaltungselements oder -segments, und/oder durch Variieren der Leitfähigkeit/des spezifischen Widerstands des Materials, aus dem ein Segment des Schaltungselements gebildet ist.
Zum Beispiel weist mit Bezug auf 5 ein Heiz- bzw. Wärmeelement 56, das aus einem Material mit gleichmäßiger Leitfähigkeit und gleich bleibender Dicke die Bereiche 80 und 82 mit unterschiedlicher Dicke, und deshalb mit unterschiedlicher Querschnittsfläche auf. Dies bewirkt, dass im Bereich 80 mit relativ größerer Breite eine höhere Leitfähigkeit gegeben ist, d. h. ein geringerer Widerstand gegenüber dem Stromfluss, und dadurch eine geringere Erzeugung von Hitze bzw. Wärme. Ähnlich ist in dem Bereich 82 mit relativ geringerer Breite eine geringere Leitfähigkeit gegeben, d. h. ein höherer Widerstand gegenüber dem Stromfluss, und dadurch eine stärkere Erzeugung von Hitze bzw. Wärme. Dadurch ergibt sich, dass ein heizender bzw. wärmender Verbundgewebeartikel 50 der Erfindung mit einem Schaltungselement 56 ausgestattet sein kann, das relativ größere Mengen von Hitze bzw. Wärme an ausgewählte Körperregionen des Trägers liefert.
Alternativ dazu kann diese Wirkung durch Verwenden einer dünneren Materialschicht erzielt werden, d. h. einen Bereich mit einer relativ kleineren Querschnittsfläche Zum Beispiel weist mit Bezug auf 9 ein wärmender bzw. heizender Verbundgewebeartikel 10' der Erfindung ein Heiz- bzw. Wärmeelement 16' auf, das (verglichen mit benachbarten Bereichen) einen Bereich 90 mit relativ geringerer Dicke aufweist.
Alternativ dazu, oder zusätzlich dazu, kann ein Heiz- bzw. Wärmeelement mit gleichbleibenden Abmessungen aber mit Bereichen gebildet sein, die relativ verschiedene Erzeugungsgrade für Hitze bzw. Wärme ermöglichen, indem nacheinander Schaltungsbereiche mit Materialien mit inhärent verschiedener Leitfähigkeit verwendet werden. Zum Beispiel wird, zunächst mit Bezug auf 10, die einen heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikel 100 der Erfindung darstellt, ein Heiz- bzw. Wärmeelement 102 durch Befestigen der Regionen 104, 106 aus einem Material mit relativ höherer Leitfähigkeit gebildet, und danach, mit Bezug auf 11, durch Befestigen des Bereichs 108 aus einem Material mit relativ geringerer Leitfähigkeit, wobei der Bereich 108 die Bereiche 104 und 106 miteinander verbindet.
Dieses und andere Verfahren zum Anpassen der Leitfähigkeit von Bereichen der elektrischen Schaltung können für sich allein angewendet werden, oder in jeder gewünschten Kombination.
Die Leitfähigkeit verschiedener Bereiche der elektrischen Schaltung kann so angepasst werden, dass sie die Anforderungen einer besonderen Anwendung erfüllen, und somit den Tragekomfort erhöhen. Zum Beispiel ist es für das Erreichen des Komforts bei Handschuhen oder Schuhwerk wichtig, die Glieder (Finger und Zehen) zu erwärmen, und im Allgemeinen erfordern die Finger und Zehen, und besonders die Finger- und Zehenspitzen, eine stärkere Erwärmung als der Rest der Hände oder Füße. Deshalb kann es wünschenswert sein, in diesen besonderen Bereichen mehr Wärme zu erzeugen, und dies kann auf jede der oben besprochenen Weisen erreicht werden.
Bevorzugte Heizelemente für die Verwendung in Handschuhen sind in 15 und 16 dargestellt. In den beiden Ausführungsformen bildet das Heiz- bzw. Wärmeelement 116 ein Muster, das vier verlängerte Äste 128A, 128B, 128C, 128D aufweist (die den Fingern eines Handschuhs entsprechen) und die Abschnitte 128E und 128F (die der Handfläche oder dem Handrücken eines Handschuhkörpers entsprechen). Ein Bereich 129 ist ausgeschnitten bzw. ausgespart, oder ist nicht metallisiert, um den wirksamen Bereich des leitfähigen Materials zu reduzieren. Das Vorhandensein des Bereichs 129 erhöht den spezifischen Widerstand der Äste 128A–128D, und wirkt sich dabei nicht signifikant auf die Leitfähigkeit der Ab schnitte 128E und 128F im Bereich der Handfläche aus. Dies bewirkt, dass mehr Wärme in den Ästen 128A–128D erzeugt wird, als in den Handflächenabschnitten.
Zusätzlich befinden sich innerhalb der Äste 128A–128D Bereiche mit unterschiedlicher Breite. Zum Beispiel schließen in der in 15 dargestellten Ausführungsform die Äste 128A–128D obere Bereiche U, die im Allgemeinen dem Teil der Finger des Trägers vom ersten Knöchel bis zur Fingerspitze entsprechen, und untere Bereiche L ein, die im Allgemeinen dem Teil der Finger des Trägers vom ersten Knöchel bis zum Übergang des Fingers in die Handfläche entspricht. Die oberen Bereiche U sind schmäler als die unteren Bereiche L, und haben deshalb einen höheren spezifischen Widerstand und dies bewirkt, dass sie an den Fingerspitzen des Trägers mehr Wärme erzeugen.
Wenn das in 15 dargestellte Muster von einer Gleichstromquelle mit 3,0 Volt versorgt wird, die einen Widerstand von 4,8 Ohm aufweist, liegt die in den Oberen Bereichen U erzeugte Temperatur bei etwa 101 Grad Fahrenheit [etwa 38,33 Grad Celsius], während die in den unteren Bereichen L erzeugte Temperatur bei etwa 80 Grad Fahrenheit [etwa 26,66 Grad Celsius] liegt. Dadurch wird eine stärkere Wärmeerzeugung an den Fingern erreicht, und insbesondere an den Fingerspitzen, wodurch der Komfort für den Benutzer erhöht wird, und gleichzeitig die Batterieleistung erhalten bleibt.
Auf ähnliche Weise ist in der in 16 dargestellten Ausführungsform die Breite der Äste 128A–128D noch weiter variiert, um schmale Bereiche 31 und 33 bereitzustellen, die im Allgemeinen jeweils den Fingerspitzen und den ersten Fingergliedern bzw. -knöcheln des Trägers entsprechen. In diesem Beispiel liegt bei einer Versorgung des Elements durch eine 3,0 Volt Gleichstromquelle, wobei das Element einen Widerstand von 4,8 Ohm aufweist, die in den schmalen Bereichen 31 und 33 erzeugte Temperatur bei etwa 101 Grad Fahrenheit (etwa 38,33 Grad Celsius], während die in den breiten Bereichen 32 und 34 erzeugte Temperatur bei etwa 80 Grad Fahrenheit [etwa 26,66 Grad Celsius] liegt. Der Abschnitt in der Nähe der Anschlüsse und im Bereich der Handfläche weist einen sehr geringen Widerstand auf und erzeugt daher eine sehr geringe Wärme, wenn überhaupt. Somit erfolgt in den schmalen Bereichen 31 und 33 eine starke Wärmeerzeugung im Bereich der Fingerspitzen und nahe an den Arterien (am ersten Fingerglied bzw. -knöchel). Die Bereitstellung einer Wärmeerzeugung in Regionen, die sich in der Nähe von Arterien befinden trägt dazu bei, das Blut zu erwärmen und die Durchblutung zu verbessern. Dadurch ergibt sich, dass die Finger des Benutzers warm gehalten werden, ohne den Rest der Hand des Benutzers zu überhitzen, und gleichzeitig auch die Batterieleistung zu erhalten.
In den in 15 und 16 dargestellten Ausführungsformen wird der Schaltung auf die gleiche Weise Strom zugeführt, wie oben mit Bezug auf 3 besprochen. Das heißt, dass das Heiz- bzw. Wärmeelement 16 als durchgehende Schaltung ausgebildet ist, die an jedem Ende an einem Kontaktpad 128G bzw. 128H zur Verbindung mit einer Stromquelle angeschlossen ist, zum Beispiel mit einem Batterieteil 136 über Kabelanschlüsse 130, 132.
In einer wiederum anderen Ausführungsform der Erfindung kann der oben mit Bezug auf 5 und 6 beschriebene elektrisch heizende bzw. wärmende Verbundgewebeartikel 110 weiter bearbeitet werden. Zum Beispiel wird, nun mit Bezug auf 12, 13 und 14, in einem elektrisch heizenden bzw. wärmenden Verbundgewebeartikel 120 eine Sperrschicht 122, zum Beispiel wie oben beschrieben, nahe an der Seite der Innenfläche 114 der Gewebeschicht durch die Verwendung eines Haftmittels befestigt, ebenfalls wie oben beschrieben, wobei sie wenigstens einen Teil des Heiz- bzw. Wärmeelements 115 überdeckt. Vorzugsweise werden die Kontaktpads 118 (nur ein Pad ist dargestellt) des Heiz- bzw. Wärmeelements 116 für die Verbindung mit einer Stormquelle (13) unbedeckt gelassen, oder es werden elektrische Anschlüsse 124 (nur ein Anschluss ist dargestellt) für die Verbindung der Kontaktpads mit der Stromquelle durch die Sperrschicht 122 (14) hindurch bereitgestellt.
In allen oben beschriebenen Fällen wird das Heiz- bzw. Wärmeelement durch eine Gewebeschicht gehalten, ob eine Sperrschicht vorgesehen ist oder nicht. Die Gewebeschicht kann auf natürliche Weise hydrophil, chemisch behandelt und dadurch hydrophil, oder hydrophob sein. In einigen bevorzugten Ausführungsformen wird eine Sperrschicht wenigstens nahe der Innenfläche der Gewebeschicht bereitgestellt, d. h. an der Gewebeschicht befestigt (durch dazwischen eingebrachte Materialien, oder ohne), oder etwas von der Befestigung an oder auf der Gewebeschicht entfernt, aber so angeordnet, dass sie sich an der Innenfläche des Gewebes befindet.
Eine Sperrschicht, die zu der Oberfläche der Gewebeschicht 12 gehört, auf der das Heiz- bzw. Wärmeelement befestigt ist, oder auf dieser Oberfläche befestigt ist, zum Beispiel durch Kaschieren oder andere Techniken (zum Beispiel die Sperrschichten 62, 64; 6 bzw. die Sperrschicht 122, 12–14) dient auch als Schutz für die Schaltung gegen die Auswirkungen eines Abriebs, der ansonsten die Qualität oder die Dauerhaftigkeit der elektrischen Heizschaltung beeinträchtigen könnte. Die Sperrschicht würde auch dazu dienen, das Entstehen eines Kurzschlusses beim Auftreten von Kondensflüssigkeit auf der Innenfläche der Gewebeschicht zu verhindern. Die Sperrschicht kann aus jedem geeigneten schützenden Material gebildet sein. Sie wird vorzugsweise mikroporös hydrophob oder porenlos hydrophil sein, wenn sie als eine durchgehende Schicht vorliegt. Wenn eine durchgehende Schicht nicht gewünscht ist, oder nicht verwendet wird, kann die Sperrschicht ausschließlich auf die gedruckte Schaltung selbst aufgebracht werden, in diesem Fall wird sie vorzugsweise porenlos hydrophob sein.
Wenn dies gewünscht ist, kann die Temperatur eines Teils des Heiz- bzw. Wärmeelements während der Benutzung gemessen werden. Beispielsweise kann ein Sensor zum Messen der Temperatur an der Fingerspitze des Handschuhs integriert sein. Der Sensor kann an der Fingerspitze angeordnet sein, wobei eine Leitung an dem Finger entlang geführt ist. Dies kann allerdings die Beweglichkeit der Finger beeinträchtigen, und deshalb kann es wünschenswert sein, die Temperatur an der Fingerspitze an einer anderen Stelle des Handschuhs zu simulieren und die Temperatur in diesem Bereich zu messen. Zum Beispiel kann in dem in 17 dargestellten Heiz- bzw. Wärmeelement 148 die Temperatur an der Fingerspitze 150 dadurch simuliert werden, dass zwei ausgesparte Flächen 152 im Bereich der Handfläche bereitgestellt werden, und zwar nahe bei den Leitungsdrähten 154, 156, die einen rechteckigen Bereich 158 definieren, der so berechnet ist, dass er den gleichen Widerstand aufweist, wie der Teil der Schaltung an der Fingerspitze 150. So kann die Temperatur an der Fingerspitze ferngeschätzt werden, indem die Temperatur des Bereichs 158 gemessen wird. Diese Temperaturdaten können in Konjunktion mit einer Steuerung (nicht dargestellt) verwendet werden, zum Beispiel mit einem Voltregler, um die Batterie automatisch abzuschalten, oder der Schaltung weniger Strom zuzuführen, wenn eine maximale Temperatur erkannt wird, und die Batterie anzuschalten, oder die Stromzufuhr zu erhöhen, wenn eine minimale Temperatur erkannt wird. Alternativ dazu, oder zusätzlich dazu, kann die Temperatur in einer Anzeige (nicht dargestellt), die auf dem Handschuh angebracht ist, angezeigt werden, und eine manuelle Steuerung kann bereitgestellt werden, um es dem Träger zu ermöglichen, die Batterie an- und abzuschalten, oder die Temperatur einzustellen.
Es wurde eine Anzahl von Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass verschiedene Abwandlungen gemacht werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel können zusätzliche Gewebeschichten hinzugefügt werden, um verschiedene ästhetische und funktionelle Eigenschaften des elektrisch wärmenden bzw. heizenden Verbundgewebeartikels zu verbessern.
Des Weiteren kann, obwohl die Schaltungen in den oben besprochenen Ausführungsformen Reihenschaltungen sind, die in dem Wärme- bzw. Heizelement verwendete Schaltung eine Parallelschaltung sein, wie zum Beispiel in 18 dargestellt. In dem in 18 dargestellten Heiz- bzw. Wärmeelement 200 wirken die relativ breiten Bereiche 202 als Busse bzw. Sammelleitungen, während mit den ausgesparten Flächen 204, 206 Bereiche mit einem höheren spezifischen Widerstand bereitgestellt werden, wie oben besprochen. Die in 18 dargestellte Schaltung veranschaulicht auch, dass die Schaltung nicht symmetrisch sein muss, zum Beispiel befinden sich in der in 18 dargestellten Schaltung, drei ausgesparte Flächen 206 im oberen Bereich der Schaltung, aber nur zwei ausgesparte Flächen 204 im unteren Bereich der Schaltung.
Ferner kann, obwohl oben als Beispiel Schaltungen für Handschuhe beschrieben werden, das Heiz- bzw. Wärmeelement für viele unterschiedliche Anwendungen zum Einsatz kommen. Zum Beispiel ist ein Heiz- bzw. Wärmeelement 220 zur Verwendung in einer Socke, einem Schuh oder einem anderen Artikel aus dem Bereich Fußbekleidung bzw. Schuhwerk in 19 dargestellt. In dem Heiz- bzw. Wärmeelement 220 schließt die Schaltung einen linken Teil 222 und einen rechten Teil 224 ein, diese beiden Teile sind durch eine ausgesparte Fläche 226 voneinander getrennt. Die ausgesparte Fläche 226 ist so geformt, dass relativ breite Bus-Flächen 228 im Bereich der Ferse, und relativ schmälere Flächen 230 mit höherem spezifischen Widerstand im Bereich des Vorderfußes bereitgestellt werden. Die Zehenteile 232 sind die schmalsten von allen, und weisen somit den höchsten spezifischen Widerstand auf, so dass die höchste Temperatur nahe an den Zehen des Trägers erzeugt wird.
Demgemäß liegen andere Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der Erfindung.

Claims

Verfahren zum Bilden eines elektrisch heizenden/wärmenden Gewebeartikels (10), wobei das Verfahren aufweist: Anbringen einer elektrisch leitfähigen Schaltung (16) an einer von einer ersten und einer zweiten breiten Oberfläche eines Gewebekörpers (12), um eine lokale Erwärmung des Gewebekörpers (12) bei Anlegen von elektrischem Strom an die Schaltung zu erzeugen; dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schaltung (16) durch Stanzen einer elektrisch leitfähigen Textilie aus leitfähigen Fasern gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Anbringungsschritt ein Verbinden der Schaltung (16) mit dem Gewebekörper (12) durch Haftmittel (18) aufweist.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, ferner ein Bilden eines Kleidungsartikels (60) aufweisend, der den Gewebekörper (12) einschließt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Bildens ein Formen der Schaltung aufweist, um der Form des Kleidungsartikels (60) zu entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Kleidungsartikel (60) einen Artikel aufweist, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Handschuhen, Socken, Pullovern, Jacken, Hemden, Hosen, Hüten, Schuhwerk, Ohrenschützern, Nackenwärmern, medizinischen Klammern, medizinischen Bändern, Kniepolstern, Rückenpolstern und Gelenkpolstern.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, ferner ein Konfigurieren der Schaltung (16) aufweisend, um Flächen (82) mit relativ hohem Widerstand und Flächen (80) mit relativ geringem Widerstand zu umfassen, um vorgegebene Bereiche mit relativ hoher und relativ geringer lokaler Wärmeerzeugung bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die vorgegebenen Flächen (80, 82) mit relativ hohem und relativ geringem Widerstand durch Variieren der Querschnittfläche von einem oder mehreren ausgewählten Bereichen der Schaltung (56) bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die vorgegebenen Flächen (80, 82) mit relativ hohem und relativ geringem Widerstand durch Variieren der Leitfähigkeit von einem oder mehreren ausgewählten Bereichen der Schaltung (16) bereitgestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei der elektrisch heizende/wärmende Artikel (10) in einem Kleidungsartikel (60) eingebunden ist und das Verfahren ferner ein Konfigurieren der Schaltung aufweist, um die Flächen mit relativ hohem Widerstand an Gliedmaßen eines Trägers anliegend anzuordnen, wenn der Kleidungsartikel getragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der elektrisch heizende/wärmende Artikel in einen Kleidungsartikel (60) eingebunden ist und das Verfahren ferner ein Formen der Schaltung aufweist, um die Flächen mit relativ hohem Widerstand an Bereiche des Körpers eines Trägers anliegend anzuordnen, wo sich Blutzirkulation nahe der Hautoberfläche befindet, wenn der Kleidungsartikel getragen wird.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der Gewebekörper (12) ein Textilmaterial umfasst, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kulierwirkmaterialien, Kettwirkmaterialien, gewebten Materialien und nicht gewebten Materialien; vorzugsweise weist der Gewebekörper (12) eine glatte Oberfläche, eine raue Oberfläche oder eine gebürstete Oberfläche auf.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein Einbringen einer Sperrschicht (14) zwischen dem Gewebekörper (12) und der Schaltung (16).
Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend ein Anbringen einer äußeren Oberfläche der Sperrschicht (14) an den Gewebekörper (12), und ein Anbringen einer inneren Oberfläche der Sperrschicht (14) an die Schaltung (16).
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Anbringungsschritte ein Verbinden der Schichten mit Haftmittel (18) aufweisen.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein Verbinden der Schaltung mit einer Stromquelle (36), um ein Heizen/Erwärmen zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, ferner aufweisend ein Einbinden des elektrisch heizenden/wärmenden Gewebeartikels (10) in einen Heimeinrichtungs-Textilartikel.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Heimtextilartikel eine Decke, einen Überwurf, einen Schlafsack oder einen Matratzenschoner umfasst.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Schaltung eine Serienschaltung umfasst.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Schaltung eine Parallelschaltung umfasst.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Schaltung an eine äußere Oberfläche eines Gewebekörpers (12) angebracht wird.
Heizender/wärmender Gewebeartikel (10), aufweisend: einen Gewebekörper (12) mit einer ersten und zweiten breiten Oberfläche; und eine an einer von der ersten und der zweiten breiten Oberfläche angebrachte elektrisch leitfähige Schaltung (16) zum Erzeugen von lokaler Erwärmung des Gewebeartikels bei Anlegen von elektrischem Strom an die Schaltung; dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schaltung (16) als eine elektrisch leitfähige Textilie aus leitfähigen Fasern ausgebildet ist, welche in die Form der Schaltung gestanzt wird.
Gewebeartikel nach Anspruch 21, wobei der Gewebekörper (12) ein Textilmaterial aufweist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kulierwirkmaterial, Kettwirkmaterial, gewebtem Material und nicht gewebtem Material; vorzugsweise weist die Gewebeschicht eine glatte Oberfläche, eine raue Oberfläche oder eine gebürstete Oberfläche auf.
Gewebeartikel nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Gewebeartikel (10) einen Kleidungsartikel umfasst.
Gewebeartikel nach einem der Ansprüche 21, 22 oder 23, wobei der Gewebeartikel (10) eine Decke, einen Überwurf, einen Schlafsack oder einen Matratzenschoner umfasst.
Gewebeartikel nach einem der Ansprüche 21 bis 24, ferner Haftmittel aufweisend, welches zwischen der Schaltung und dem Gewebekörper eingebracht wird.
Gewebeartikel nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei der Kleidungsartikel (60) einen Artikel aufweist, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Handschuhen, Socken, Pullovern, Jacken, Hemden, Hosen, Hüten, Schuhwerk, Ohrenschützern, Nackenwärmern, medizinischen Klammern, medizinischen Bändern, Kniepolstern, Rückenpolstern und Gelenkpolstern.
Gewebeartikel nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei die Schaltung Flächen (82) mit relativ hohem Widerstand und Flächen (80) mit relativ geringem Widerstand aufweist, um vorgegebene Bereiche mit relativ hoher lokaler Erwärmung und vorgegebene Bereiche mit relativ geringer lokaler Erwärmung bereitzustellen.
Gewebeartikel nach Anspruch 27, wobei die Flächen mit relativ hohem und relativ geringem Widerstand Bereiche mit relativ geringer bzw. relativ großer Querschnittfläche aufweisen.
Gewebeartikel nach einem der Ansprüche 23 bis 28, wobei der Gewebeartikel (10) einen Kleidungsartikel (60) umfasst, und die Schaltung dazu ausgebildet ist, die Flächen mit relativ hohem Widerstand an Gliedmaßen eines Trägers anliegend anzuordnen, wenn der Kleidungsartikel getragen wird.
Gewebeartikel nach einem der Ansprüche 23 bis 29, wobei der Gewebeartikel (10) einen Kleidungsartikel (60) umfasst, und die Schaltung dazu ausgebildet ist, die Flächen mit relativ hohem Widerstand an den Bereichen des Körpers des Trägers anliegend anzuordnen, wo sich Arterien nahe der Hautoberfläche befinden, wenn der Kleidungsartikel getragen wird.
Gewebeartikel nach einem der Ansprüche 23 bis 30, weiter aufweisend eine Sperrschicht (14) zwischen dem Gewebekörper (12) und der Schaltung (16).
Gewebeartikel nach Anspruch 31, wobei die Sperrschicht (14), der Gewebekörper (12) und die Schaltung (16) durch Haftmittel (18) miteinander verbunden sind.
Gewebeartikel nach einem der Ansprüche 21 bis 32, wobei die Schaltung eine Serienschaltung aufweist.
Gewebeartikel nach einem der Ansprüche 21 bis 33, wobei die Schaltung eine Parallelschaltung aufweist.
Gewebeartikel nach einem der Ansprüche 21 bis 34, wobei die Schaltung asymmetrisch ist.
Gewebeartikel nach einem der Ansprüche 21 bis 35, ferner einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur eines Teiles der Schaltung aufweisend.
Gewebeartikel nach Anspruch 36, wobei der Temperatursensor eingerichtet ist, um die Temperatur eines ersten Teiles der Schaltung zu messen, und der erste Teil der Schaltung so ausgebildet ist, denselben Widerstand wie ein zweiter Teil der Schaltung aufzuweisen, um zu ermöglichen, dass die Temperatur des zweiten Teils durch Messung der Temperatur des ersten Teils abgeschätzt wird.
Gewebeartikel nach Anspruch 36 oder 37, ferner eine Steuerung aufweisend, die dazu eingerichtet ist, den der Schaltung zugeführten Strom in Reaktion auf Änderungen der gemessenen Temperatur anzupassen.
Heizender/wärmender Gewebeartikel gemäß Anspruch 21, wobei die leitfähige Textilie eine Form aufweist, die einem ausgewählten Oberflächenbereich eines Körpers eines Trägers entspricht und mit einem oder mehreren Schaltungsbereichen mit relativ hohem Widerstand unter einem oder mehreren Schaltungsbereichen mit relativ niedrigem Widerstand, wobei der eine oder die mehreren Schaltungsbereiche mit relativ hohem Widerstand zur Zuordnung zu einem oder mehreren ausgewählten Heizbereichen des Körpers des Trägers angeordnet sind, die leitfähige Textilie bei Anlegen von elektrischem Strom an die Schaltung eine lokale Erwärmung in dem einen oder den mehreren Schaltungsbereichen mit relativ hohem Widerstand der Schaltung erzeugt, welche auf dem Gewebekörper zum bevorzugten Heizen des einen oder der mehreren Heizbereiche des Körpers des Trägers angebracht ist.
Heizender/wärmender Gewebeartikel gemäß Anspruch 21, wobei die leitfähigen Fasern die elektrisch leitfähige Schaltung bilden.
Heizender/wärmender Gewebeartikel gemäß Anspruch 21, wobei die leitfähigen Fasern ein Material aufweisen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstoff und Polyanilin.