JP2016532256A - テキスタイルの面状ヒーティングエレメントを製造する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ニット材料を形成し、ニッティングによる同一の作業過程において、加熱導体（４）を経糸として配置する、テキスタイルの面状ヒーティングエレメント（１）を製造する方法に関する。このとき互いに間隔をおいて緯糸又は緯糸グループとして、加熱導体（４）に接触する接触導体（５）を挿入する。面状ヒーティングエレメント（１）を製造するために、製造速度が編目形成に関連して変化させられる経編機又はラッシェル編機を使用する。経編機又はラッシェル編機は、緯糸を供給する供給チェーン（１１）と緯糸を挿入する緯糸キャリッジ（１２）とを備えたマガジン緯入れシステムを有している。供給チェーン（１１）及び緯糸キャリッジ（１２）を、編目形成に関連して、予め設定された時間停止させる。

Description

本発明は、テキスタイルの面状ヒーティングエレメントを製造する方法に関する。

このような方法は、ＥＰ１８１５７１７Ｂ１に基づいて公知である。この刊行物に記載された方法は、特に、自動車分野におけるシートヒーティングのために使用される面状ヒーティングエレメントを製造するのに役立つ。この公知の方法によれば、ニッティングによって、例えば、いわゆる不織布材料であるフリースのようなベース材料が、ニット材料によって穿刺される。

同一の作業工程において、ニッティングによって少なくとも部分的に、経糸として加熱導体が配置され、互いに間隔をおいて緯糸又は緯糸グループとして、加熱導体と接触する接触導体が挿入され、これによって加熱導体と接触導体は、ベース材料に組み込まれた構成要素となる。

この方法の利点は、加熱導体と接触導体とが、１つの作業工程において、ニット材料の製造と一緒に面状ヒーティングエレメントに組み込まれるという利点があり、これによって、接触導体及び加熱導体を多段階の方法において面状ヒーティングエレメント内に組み込むことが必要であった、従来の方法に比べて、合理化に関して大きな利点が、面状ヒーティングエレメントの製造時において得られた。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法を改良して、高い機能性を備えた面状ヒーティングエレメントの、さらに改善された合理的な製造を可能にする方法を提供することである。

この課題を解決するために、本発明の構成では、独立請求項に記載の特徴が設けられている。本発明の好適な態様及び別の好適な態様は、従属請求項に記載されている。

本発明は、ニット材料を形成し、ニッティングによる同一の作業過程において、加熱導体を経糸として配置し、かつ互いに間隔をおいて緯糸又は緯糸グループとして、加熱導体に接触する接触導体を挿入する、テキスタイルの面状ヒーティングエレメントを製造する方法に関する。面状ヒーティングエレメントを製造するために、製造速度が編目形成に関連して変化させられる経編機又はラッシェル編機が使用される。経編機又はラッシェル編機は、緯糸を供給する供給チェーンと緯糸を挿入する緯糸キャリッジとを備えたマガジン緯入れシステムを有している。択一的に又は追加的に、製造速度を変化させるために、供給チェーン及び緯糸キャリッジが、編目形成に関連して、予め設定された時間停止させられる。

本発明に係る面状ヒーティングエレメントは、一般的に、この面状ヒーティングエレメントでは、面状ヒーティングエレメントの全面にわたって均一な熱分布が得られることによって傑出している。それというのは本発明に係る面状ヒーティングエレメントでは、加熱導体が経糸として、ニット材料において互いに密に並んで位置する何重にも配置された糸を形成するからである。別の大きな利点としては、本発明に係る面状ヒーティングエレメントを用いた加熱のために必要となるエネルギ消費が、僅かであるということがある。

方法の第１の観点によれば、ニット材料の製造時における製造速度は、編目に関連して変化させられ、これによって平均製造速度を、一定の製造速度に比べて大幅に高めることができ、これによって、本発明に係る面状ヒーティングエレメントの製造時における大幅な時間節約及びより短い機械作動時間が得られる。

本発明は、面状ヒーティングエレメントを製造するための複雑さは、ニット材料の個々の編目に関して局部的に変化する、という認識に基づいている。これは、一方では接触導体は局部的に個々に又はグループを成して緯糸として挿入され、これらの接触導体の領域における加熱導体の構造は、特に、加熱導体と接触導体との可能な限り良好な接点を製造するために、接触導体の間の領域におけるよりも複雑である、ということに基づいている。この状況を考慮して本発明に係る方法では、ニット材料が複雑な構造を有する領域における製造速度は、必要上、低下させられている。しかしながら、ニット材料が僅かな複雑さしか有しない領域における製造速度は高められ、これによって全体として、高い平均製造速度が得られる。

本発明の第２の観点によれば、本発明に係る面状ヒーティングエレメントを製造する経編機又はラッシェル編機は、緯糸を供給する供給チェーンと、緯糸を挿入する緯糸キャリッジとを備えたマガジン緯入れシステムを有しており、このとき供給チェーン及び緯糸キャリッジは、編目形成に関連して、予め設定された時間停止させられる。

これによって、驚くほど簡単に、接触導体を製造する高価な導電材料の廃棄物を、大幅に減じることができる。

接触導体は、単に局部的に又は個々のグループで、ニット材料に挿入され、このとき接触導体は、ニット材料から得られる個々の面状ヒーティングエレメントを画定し、つまりこれらの接触導体の間における間隔は、比較的大きい。

接触導体を局部的にニット材料に挿入するために、緯糸キャリッジは連続的に動かされるのではなく、予め設定された時間停止させられる。もし緯糸キャリッジだけが停止させられ、供給チェーンが引き続き作動していると、接触導体を形成する緯糸は、供給チェーンにおいて引き続き搬送されることになる。これによってニット材料の縁部に沿ってそれぞれ緯糸のボーダー（Randsaum）が発生し、このような緯糸は、個々の面状ヒーティングエレメントへのニット材料の裁断時に、廃棄物になる。本発明によれば緯糸キャリッジのみならず、供給チェーンをも同期させて予め設定された時間停止させられるので、このような緯糸の廃棄物は、完全に回避される。

ニット材料のニッティングプロセス中に緯糸キャリッジ及び供給チェーンを、ニット材料の編目形成に関連して所要時間停止させる制御ユニットを備えた、本発明に係るマガジン緯入れシステムは、一般的に経編機、特にラッシェル編機のために使用することができる。廃棄物の発生が大幅なコストの原因となるような高価な緯糸が使用される場合に、本発明に係るマガジン緯入れシステムを使用すると、特に有利である。

また、ニット材料の編目形成に関連して製造速度を本発明のように変化させることは、一般的に経編機、特にラッシェル編機のために使用することができ、このとき、経編機においては同様に適宜な制御ユニットが設けられている。

好ましくは、製造速度の制御又はマガジン緯入れシステムの供給チェーン及び緯糸キャリッジの停止時間の制御も、本発明に係る方法によれば、パルス制御によって行われる。パルス制御は、ニット材料の編目形成のために使用される適宜な機械エレメントから、編目形成のタイミングでパルス列を受け取り、このパルス列を用いて制御ユニットにおいて、製造速度及び／又は停止時間がその他のセンサ装置なしに設定される。好ましくは、制御ユニットには、パラメータ変更可能なソフトウエアが設けられており、これによって、製造時間又は緯糸キャリッジ及び供給チェーンの停止時間の変化を、アプリケーション固有に最適化することができる。

原則的には、本発明に係る方法によって製造された面状ヒーティングエレメントは、単に、フリンジスティッチによって形成されていて加熱導体及び接触導体を備えたニット材料から成っていてよく、このとき加熱導体及び接触導体は、一般的に、例えばカーボンのような導電材料から成っている。

択一的な構成によれば、ベース材料、特にフリースが使用され、該ベース材料はニット材料によって穿刺される。

このときフリンジスティッチによって、加熱導体及び接触導体はベース材料と結合されて、位置固定させる。

両方の場合において、加熱導体及び接触導体は、両者が互いに接点において接触するようにニット材料に配置されており、これによって加熱導体と接触導体との間において導電接点が設けられ、ひいては加熱導体への接触導体を介した給電部が与えられている。

特に好適な態様では、加熱導体は、接触導体を取り囲む編目を形成する。

これによって加熱導体と接触導体との接点はさらに改善される。

特に、加熱導体が接触導体を取り囲む編目を形成しない場合には、接触導体の配置形式に応じて、加熱導体との接触導体の接点を減じることができる。このことは特に、面状ヒーティングエレメントが接触導体のグループによって画定される場合に当て嵌まる。このようになっていると、しばしば、最後の接触導体は、加熱導体に対して減じられた電気接点を有することがあり、これによりそこでは、給電時に大きな熱が発生する。これは、加熱出力を不都合に制限することになる。

この不都合な効果は、当該領域において追加的に緯糸として、非導電性の材料から成る絶縁糸が挿入され、この絶縁糸が接触導体を押圧することによって、回避することができる。

本発明の好適な態様によれば、ニット材料を形成するために、第１のガイドバーを用いてフリンジスティッチが形成され、かつ経糸として加熱導体を配置するために、２つのガイドバーが使用される。

ニット材料において加熱導体を配置するために２つのガイドバーを使用することによって、ニット材料において加熱導体のパターンを変化させて生ぜしめることができる。特に、二次元に編成された加熱導体パターンを生ぜしめることができ、このようなパターンは、面状ヒーティングエレメントの高い加熱出力を生ぜしめる。

特に好適な態様では、２つのガイドバーによって、供給チェーンの走行方向に対して横方向に加熱導体の種々異なったずれが生ぜしめられる。

このときずれは、０ラインに対して＋／−１.５インチまでである。

このようにして生ぜしめられたずれは、加熱導体の、接触導体に接触する長いセグメントを形成し、これによって、加熱導体と接触導体との電気接点がさらに改善される。

加熱導体のずれが大きければ大きいほど、ニッティング作業は複雑になる。ずれは、場所に関連して変化するので、それに相応してニッティング作業の複雑さの理由は、ニット材料の長さにわたって同様に位置に関連している。本発明によれば、この位置関連性を考慮して、加熱導体の大きなずれの領域において、製造速度は、加熱導体の小さなずれを有する領域に対して減じられており、これによって最適化、つまり製造速度を最大にすることが可能である。

本発明に係る方法によって製造された面状ヒーティングエレメントは、特に好適に、自動車において使用することができる。このとき面状ヒーティングエレメントは、ステアリングホイールを形成するのに使用することができる。さらに面状ヒーティングエレメントは、自動車の内室を加熱するために、自動車の内壁被覆内に組み込むことも可能であり、これは特に、電気駆動装置を備えた自動車において好適である。

特に好ましくは、本発明に係る面状ヒーティングエレメントは、自動車のシートヒーティングを形成するために使用される。自動車のシートは一般的に、上側のカバー層を有しており、このカバー層の表面は、シートを使用する人のための座面を形成する。カバー層は、皮革又は織物（Stoff）から成っていてよい。そしてカバー層の下には、シートのクッションとして働く柔らかい快適層が設けられている。

本発明に係る面状ヒーティングエレメントは、柔らかい可撓性のニット材料であるので、本発明に係る面状ヒーティングエレメントは、カバー層の直ぐ下に配置することができ、これによってシート快適性が損なわれることはない。このことは、公知の汎用の面状ヒーティングエレメントに対する大きな利点である。公知の汎用の面状ヒーティングエレメントは、本発明に係る面状ヒーティングエレメントに比べて、著しく硬くかつ非可撓性であり、ゆえにカバー層の直ぐ下ではなく、快適層の下に設けられねばならない。従って本発明に係る面状ヒーティングエレメントによって、大幅なエネルギ節約効果が得られる。それというのは、今や面状ヒーティングエレメントによって単にカバー層だけを加熱すればよく、自動車のシートの快適層を加熱することはもはや不要だからである。

好適な態様によれば、本発明に係る面状ヒーティングエレメントは、ベース材料として、フリース又は同様に柔らかい織物を有することができる。従って面状ヒーティングエレメント自体が、快適層を形成することができ、これによって、快適層を形成するための別体の層を節約することができる。

別の好適な使用では、本発明に係る面状ヒーティングエレメントは、建物における壁ヒーティング又は床ヒーティングとして、又はヒーティング壁紙として使用することができる。さらに面状ヒーティングエレメントは、衣料品に組み込むことも可能である。

次に図面を参照しながら、本発明の好適な態様を説明する。

本発明に係る面状ヒーティングエレメントを製造するラッシェル編機の構成部材を概略的に示す図である。 図１に示したラッシェル編機用のマガジン緯入れシステムを概略的に示す図である。 図１に示したラッシェル編機によって製造された面状ヒーティングエレメントの例を示す図である。 本発明に係る面状ヒーティングエレメント用の接触導体及び加熱導体の第１の構造を概略的に示す図である。 本発明に係る面状ヒーティングエレメント用の接触導体及び加熱導体の第２の構造を概略的に示す図である。 本発明に係る面状ヒーティングエレメント用の接触導体及び加熱導体の第３の構造を概略的に示す図である。

図１には、本発明に係る面状ヒーティングエレメント１を製造するラッシェル編機のコンポーネントが略示されており、このときラッシェル編機は本実施の形態では、フリース用ラッシェル編機として形成されている。図２には、図１に示したラッシェル編機のためにマガジン緯入れシステム（Magazinschusseintragssystem）が示されている。

このラッシェル編機によって、面状ヒーティングエレメント１は図３に示すように、本実施の形態ではフリース２によって形成されたベース材料が、フリンジスティッチ（Fransenmaschen）によって形成されたニット材料（Gewirk）によって穿刺されるように製造される。フリンジスティッチ３は、非導電性の材料から成っている。このニット材料には経糸として加熱導体４が挿入されている。さらに緯糸として接触導体５が挿入されており、この接触導体５は、加熱導体４のための給電体として働く。加熱導体４及び接触導体５は、導電性の材料から、特にカーボンから又は金属製材料からも成っている。

このニット材料を製造するためには、図１に示すように、１本のニードル６に、２つのガイドバー（Legebarre）の異なった型式のガイドニードル７，８が対応配置されており、このとき第１のガイドニードル７においては、フリンジスティッチ３を形成するための糸９が案内され、かつ第２のガイドニードル８においては、加熱導体４が案内される。一般的にこの装置は、２つの加熱導体４を案内する２つのガイドバーを有するように、拡大されていてもよい。

さらに図１には、マガジン緯入れシステムの構成部分としてのスライダ１０が示されており、このスライダ１０によって接触導体５がニット材料に挿入される。

図２に略示したマガジン緯入れシステムは、平行に延びる２つの供給チェーン１１を有しており、これらの供給チェーン１１には、接触導体５を収容するフックが設けられていて、かつこれらの供給チェーン１１はそれぞれ所定の搬送速度で循環する。さらにマガジン緯入れシステムは、供給チェーン１１の搬送方向Ｆに対して垂直に延びていてアイレット１３を備えた緯糸キャリッジ１２を有しており、アイレット１３には、接触導体５を挿入することができる。緯糸キャリッジ１２によって、図１に示したスライダ１０が作動させられる。ニット材料に緯糸として接触導体５を挿入するために、緯糸キャリッジ１２は供給チェーン１１から接触導体５を引き受ける（図２参照）。

マガジン緯入れシステムによって接触導体５は、単に局部的にニット材料に挿入され、このとき面状ヒーティングエレメント１の画定部を形成する。このことは、図４及び図５に示されている。図４及び図５において、面状ヒーティングエレメント１の、該面状ヒーティングエレメント１の加熱領域を形成する領域は、符号ｂで示されている。面状ヒーティングエレメント１の画定部を形成する、接触導体５を備えた領域は、符号ａで示されている。接触導体５を備えた互いに隣接する領域の間には、符号ｃで示された切断領域が位置している。この切断領域ｃにおいて、フリース２を備えたニット材料は、ラッシェル編機における製造プロセス後に切り離され、これによって、切り離された複数の面状ヒーティングエレメント１が得られる。

接触導体５は、不連続領域においてしかニット材料に挿入されないので、接触導体５が挿入されない時には、緯糸キャリッジ１２は停止させられる。本発明によれば、緯糸キャリッジ１２と共に供給チェーン１１も停止させられる。これによって、供給チェーン１１の継続移動によって接触導体５の過剰材料が、ニット材料の縁部領域内に追加されることが阻止される。このような過剰材料は、面状ヒーティングエレメント１の製造プロセス後に廃棄物となる。

緯糸キャリッジ１２及び供給チェーン１１の停止時間の制御は、図示されていない制御ユニットを介して行われる。この制御ユニットにおいては、ルーピングもしくは編目形成（Maschenbildung）に関連して停止時間を制御する、パルス制御のためのパラメータ変更可能なソフトウエアが実行される。

さらに制御ユニットにおいては、ラッシェル編機の製造速度の制御も行われ、この制御もまた、編目形成に関連して行われる。このとき制御は一般的に、ニット材料の編目形成が複雑でゆえに比較的長い加工時間が必要な領域において、製造速度が、あまり複雑でない領域におけるよりも、低速に選択されるように行われる。このように製造速度を、ニット材料の構造の、場所に関連して変化する複雑さに、適合させることによって、製造速度を最高にすることができる。

本発明に係る製造速度の変化については、以下において図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５には、グリッド（Raster）に、ニット材料を製造するニードル位置１４が示されており、このニット材料のフリンジスティッチ３は、図面を見易くするために局部的にしか示されていないが、フリンジスティッチ３は、グリッド全体にわたって延びている。

図４に示した実施の形態では、加熱面を形成する領域において、加熱導体４は、２つのニードル位置１４のずれをもって形成されている。すなわち加熱導体４は、そこで、接触導体５に対して垂直な直線に沿って延びているのではなく、長方形のジグザグなラインに沿って延びている。図４では、図面を見易くするために、単に１つの加熱導体４だけが示されている。もちろん、ニット材料には複数の加熱導体４が挿入されている。

後に廃棄物となる切断領域ｃにおいて、加熱導体４は直線的に延びているので、この領域においては僅かな加熱導体材料しか必要にならない。

接触導体５を備えた領域ａにおいて、加熱導体４は、６つのニードル位置１４にわたって延びる比較的大きなずれを有している。これによって加熱導体４は、大きな領域にわたって接触導体５に接触していて、これによって加熱導体４と接触導体５との間における良好な電気接点が得られる。この接点は、加熱導体４が領域ａにおいて、接触導体５の周りに位置する編目（図４においてＩで示されている）を形成することによってさらに改善される。

図４の図示から直接的に分かるように、ニット材料構造は、領域ａにおいて最も高い複雑さを有し、かつ領域ｃにおいて最も僅かな複雑さを有している。従って製造速度の制御は、製造速度が領域ｃにおいて最も高く、かつ領域ａにおいて最も低いように、これに対して製造速度が領域ｂでは、前記両方の速度の間に位置する中間値に調節されるように行われる。

図５に示した実施の形態では、加熱導体４はすべての領域ａ，ｂ，ｃにわたって一定のずれをもって延びている。この場合には、製造速度を一定に選択することができる。

図６には、接触導体５の領域において延びる加熱導体４が略示されており、この加熱導体４は、ゼロライン０に対して両方向に＋／−１.５インチ（Zoll）のずれを有している。このずれは、加熱導体４のために２つの別体のガイドバーによって製造することができる。このとき加熱導体４と接触導体５との間における特に大きな接点面積、ひいては相応に良好な電気的な接触接続が得られる。

１ 面状ヒーティングエレメント
２ フリース
３ フリンジスティッチ
４ 加熱導体
５ 接触導体
６ ニードル
７ ガイドニードル
８ ガイドニードル
９ 糸
１０ スライダ
１１ 供給チェーン
１２ 緯糸キャリッジ
１３ アイレット
１４ ニードル位置
Ｆ 搬送方向

Claims (15)

1. ニット材料を形成し、ニッティングによる同一の作業過程において、加熱導体（４）を経糸として配置し、かつ互いに間隔をおいて緯糸又は緯糸グループとして、前記加熱導体（４）に接触する接触導体（５）を挿入する、テキスタイルの面状ヒーティングエレメント（１）を製造する方法であって、
   面状ヒーティングエレメント（１）を製造するために、製造速度が編目形成に関連して変化させられる経編機又はラッシェル編機を使用し、かつ／又は前記経編機又はラッシェル編機は、緯糸を供給する供給チェーン（１１）と緯糸を挿入する緯糸キャリッジ（１２）とを備えたマガジン緯入れシステムを有しており、前記供給チェーン（１１）及び前記緯糸キャリッジ（１２）を、前記編目形成に関連して、予め設定された時間停止させることを特徴とする、テキスタイルの面状ヒーティングエレメントを製造する方法。
2. 前記製造速度の制御及び前記供給チェーン（１１）及び前記緯糸キャリッジ（１２）の停止時間の制御を、それぞれパルス制御を用いて行う、請求項１記載の方法。
3. ニット材料を形成するために、第１のガイドバーを用いてフリンジスティッチ（３）を形成し、かつ経糸として前記加熱導体（４）を配置するために、２つのガイドバーを使用する、請求項１又は２記載の方法。
4. 前記２つのガイドバーによって、前記供給チェーン（１１）の走行方向に対して横方向に前記加熱導体（４）の種々異なったずれを生ぜしめる、請求項３記載の方法。
5. 前記ずれは、０ラインに対して＋／−１.５インチまでである、請求項４記載の方法。
6. 前記加熱導体（４）の大きなずれの領域において、製造速度を、前記加熱導体（４）の小さなずれを有する領域に対して減じる、請求項４又は５記載の方法。
7. ベース材料、特にフリース（２）を使用し、該ベース材料をニット材料によって穿刺し、前記フリンジスティッチ（３）によって、前記加熱導体（４）及び前記接触導体（５）を前記ベース材料と結合させて、位置固定させる、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 前記加熱導体（４）は、前記接触導体（５）を取り囲む編目を形成する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 緯糸として絶縁糸をニット材料内に挿入する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 緯糸を供給する供給チェーン（１１）と、ニット材料内に緯糸を挿入する緯糸キャリッジ（１２）とを備えた、経編機又はラッシェル編機用のマガジン緯入れシステムであって、
    制御ユニットが設けられていて、該制御ユニットを用いて、前記ニット材料のニッティングプロセス中に、前記緯糸キャリッジ（１２）及び前記供給チェーン（１１）が、前記ニット材料の編目形成に関連して、予め設定された時間停止させられることを特徴とする、マガジン緯入れシステム。
11. 前記制御ユニットは、パルス制御ユニットであり、かつ／又は、前記制御ユニット内に、パラメータ変更可能なソフトウエアが設けられている、請求項１０記載のマガジン緯入れシステム。
12. 請求項１から９までのいずれか１項記載の方法によって製造された、テキスタイルの面状ヒーティングエレメント（１）。
13. 自動車の内室におけるエレメントを加熱するための、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法によって製造された、面状ヒーティングエレメント（１）の使用。
14. 前記面状ヒーティングエレメント（１）は、自動車におけるシートヒーティングのために使用され、このとき自動車のシートは、シート表面を形成するカバー層と、該カバー層の下に位置する快適層とを有しており、前記面状ヒーティングエレメント（１）は、前記カバー層の直ぐ下に配置されているか、又は前記快適層は、前記面状ヒーティングエレメント（１）のベース材料を形成していて、該ベース材料に加熱導体（４）及び接触導体（５）が、フリンジスティッチ（３）によって結合されている、請求項１３記載の使用。
15. 請求項１から９までのいずれか１項記載の方法によって製造された、面状ヒーティングエレメント（１）を、建物の壁ヒーティング又は床ヒーティングとして、又はヒーティング壁紙として、又は衣料品のために使用する、面状ヒーティングエレメント（１）の使用。

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