RU55782U1

RU55782U1 - ELECTRIC HEATING FABRIC

Info

Publication number: RU55782U1
Application number: RU2005141768/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич ГЛУХОВ; Сергей Владимирович Лукъянов
Original assignee: Борис Николаевич ГЛУХОВ; Сергей Владимирович Лукъянов
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2006-08-27

Abstract

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности, к электронагревательным тканям промышленного и бытового назначения, имеющим в своей структуре электронагревательные нити.The invention relates to the textile industry, in particular, to electric heating fabrics for industrial and domestic purposes, having in their structure electric heating threads.

Изобретение улучшает эксплуатационные и технологические качества ткани, позволяет раскрой по произвольной форме и площади, обеспечивает равномерную температуру нагрева, повышает прочность ткани.The invention improves the operational and technological quality of the fabric, allows cutting in arbitrary shape and area, provides a uniform heating temperature, increases the strength of the fabric.

Электронагревательная ткань содержит переплетение электроизоляционных основных и уточных нитей и электропроводных углеродных нитей. При этом группы параллельных электропроводных нитей из 2-3 нитей основы, смежных или вплетенных через электроизоляционную нить, переплетены по утку с массивом электропроводных нитей из материала с высокой удельной электропроводностью, образующих токоподводящую ленту. Группы из 2-3 электропроводных нитей расположены с шагом 15-35 мм.The electric heating fabric contains a weave of electrical insulating warp and weft threads and electrically conductive carbon threads. At the same time, groups of parallel electrically conductive threads of 2-3 warp threads adjacent or woven through an electrical insulating thread are interwoven weft with an array of electrically conductive threads of a material with high electrical conductivity forming a current-carrying tape. Groups of 2-3 conductive threads are arranged in increments of 15-35 mm.

Description

Известна электропроводящая ткань по патенту РФ 2124597, D 03D 15/00. Ткань состоит из переплетений основных и уточных нитей. Проводящие области ткани содержат более 50% электропроводных нитей, имеющих переплетения с непроводящими нитями в направлении основы и утка. В качестве электропроводных нитей используют металлические, угольные волокна или волокна с металлизированным покрытием. Проводящие области посредством медного проводника подключены к низковольтному источнику питания параллельно или последовательно. В качестве примера, проводящие области имеют ширину 20 см, в которой проводники вплетены через 0,5 см, а непроводящие имеют ширину 5 см.Known conductive fabric according to the patent of the Russian Federation 2124597, D 03D 15/00. The fabric consists of weaves of warp and weft threads. The conductive areas of the fabric contain more than 50% electrically conductive filaments having weaves with non-conductive filaments in the direction of warp and weft. As electrically conductive filaments, metal, carbon fibers or metallized fibers are used. The conductive regions are connected to the low voltage power supply in parallel or in series via a copper conductor. By way of example, the conductive regions have a width of 20 cm, in which the conductors are woven through 0.5 cm, and the non-conductive regions have a width of 5 cm.

Ткань имеет следующие недостатки. Ткань предполагает использование металлических проводников, она может быть изготовлена под конкретное изделие с известной геометрией, что ограничивает возможности ее использования. Ткань имеет сложную структуру, вес, стоимость в связи с использованием 50% проводников диаметром 2 мм, что для практического применения не The fabric has the following disadvantages. The fabric involves the use of metal conductors, it can be made for a specific product with a known geometry, which limits the possibility of its use. The fabric has a complex structure, weight, cost due to the use of 50% of conductors with a diameter of 2 mm, which is not practical for

всегда оправдано. Наличие проводников увеличивает трудоемкость ткачества.always justified. The presence of conductors increases the complexity of weaving.

Известен углеродный тканый материал по патенту РФ 2114942, D 03 D 15/00, имеющий более широкие функциональные возможности. Материал содержит углеродные комплексные нити основы, скрепленные углеродными нитями утка в виде пучков в 2 и более нитей. Углеродные нити основы расположены равномерно по полотну на расстоянии d=1-3 см, а пучки углеродных нитей утка имеют порядок не менее 2d (10-20 см). При этом углеродные нити основы обвиты по спирали неэлектропроводной нитью.Known carbon woven material according to the patent of the Russian Federation 2114942, D 03 D 15/00, having wider functionality. The material contains carbon complex warp yarn bonded with carbon weft in the form of bundles of 2 or more threads. The carbon warp threads are evenly distributed over the web at a distance of d = 1-3 cm, and the bundles of carbon weft threads are of the order of at least 2d (10-20 cm). In this case, the carbon warp threads are twisted in a spiral with a non-conductive thread.

Такой углеродный материал также имеет сложное плетение, предусматривающее предварительную обвивку углеродных нитей основы, большой расход углеродных греющих нитей на единицу обогреваемой поверхности, для создания равномерного температурного поля требуется подключение к источнику постоянного тока в нескольких точках ткани.Such a carbon material also has a complex weaving, providing for preliminary entwining of carbon warp threads, a large consumption of carbon heating threads per unit of the heated surface, in order to create a uniform temperature field, connection to a direct current source at several points of the fabric is required.

Наиболее близкой изобретению по числу сходных существенных признаков является электронагревательная ткань по патенту РФ 2109091, D 03 D 15/00. Эта ткань содержит переплетение электроизоляционных основных и уточных нитей из хлопчатобумажной пряжи и электропроводных нитей из углеродной крученой нити. Последние образуют в пределах фоновой части ткани группы из m параллельных электропроводных нитей с шагом 2-12 мм Closest to the invention in the number of similar essential features is the electric heating fabric according to the patent of the Russian Federation 2109091, D 03 D 15/00. This fabric contains a weave of electrical insulating warp and weft yarns of cotton yarn and electrically conductive yarns of carbon twisted yarn. The latter form within the background part of the fabric groups of m parallel electrically conductive filaments with a pitch of 2-12 mm

или по основе ткани, или по утку с возможностью параллельного подключения к источнику постоянного тока. Кромка выполнена как в обычной хлопчатобумажной ткани.either on the basis of fabric or weft with the possibility of parallel connection to a direct current source. The hem is made as in ordinary cotton fabric.

Недостатками этой ткани являются:The disadvantages of this fabric are:

1) для применения ткани дополнительно требуются проводники и присоединение к ним каждой электропроводной нити. Это приводит к эксплуатационным издержкам и ухудшает потребительские свойства,1) for the application of fabric, conductors are additionally required and each electrically conductive thread is attached to them. This leads to operating costs and degrades consumer properties,

2) число углеродных нитей и расстояние между ними 2-12 мм определяются теплопроводными свойствами фоновой электроизоляционной части ткани и должно обеспечивать, как указано, равномерное распределение температурного поля по поверхности ткани. Приведенная в описании формула расчета позволяет найти оптимальный вариант расположения электропроводных греющих нитей. Однако, при этом расположение углеродных нитей на малом расстоянии равнозначно увеличению числа нитей. Пропорционально их количеству растет нагрузка на источник тока. Применение в таком виде этой ткани маловероятно из-за больших и неоправданных энергозатрат. Большой шаг приводит к необходимости увеличения диаметра греющих нитей, который ограничен технологическими возможностями ткачества. Известная ткань не обладает универсальностью и может быть изготовлена индивидуально для конкретного изделия с известными геометрическими размерами. 2) the number of carbon filaments and the distance between them 2-12 mm are determined by the heat-conducting properties of the background electrical insulating part of the fabric and should ensure, as indicated, a uniform distribution of the temperature field over the surface of the fabric. The calculation formula given in the description allows you to find the best option for the location of the electrically conductive heating threads. However, the arrangement of carbon filaments at a short distance is equivalent to an increase in the number of filaments. In proportion to their number, the load on the current source increases. The use of this fabric in this form is unlikely due to large and unjustified energy costs. A big step leads to the need to increase the diameter of heating threads, which is limited by the technological capabilities of weaving. Known fabric does not have versatility and can be made individually for a particular product with known geometric dimensions.

Фактически одна группа из m электропроводных нитей занимает всю обогреваемую поверхность. При этом изолирующие полосы предназначены преимущественно для крепления ткани на изделиях, что снижает эффективную площадь ткани и приводит к перерасходу ткани на швейных операциях. Техническая задача изобретения состоит в следующем:In fact, one group of m electrically conductive filaments occupies the entire heated surface. In this case, the insulating strips are intended primarily for attaching fabric to products, which reduces the effective area of the fabric and leads to overuse of fabric in sewing operations. The technical task of the invention is as follows:

- повышение обогревательного эффекта,- increase the heating effect,

- улучшение эксплуатационных и технологических качеств ткани,- improving the operational and technological qualities of the fabric,

- снижение эксплуатационных расходов- lower operating costs

- расширение возможностей применения ткани. Техническая задача решена в полной мере заявляемым изобретением. Предложена электронагревательная ткань, содержащая переплетение электроизоляционных основных и уточных нитей и электропроводных углеродных нитей, расположенных группами в пределах фоновой части ткани и с возможностью параллельного подключения к источнику постоянного тока, и кромочную часть, отличающаяся тем, что группы параллельных электропроводных нитей состоят из 2-3 нитей основы, смежных или вплетенных через электроизоляционную нить, переплетенных по утку с массивом электропроводных нитей из материала с высокой удельной электропроводностью, образующих токоподводяшую полосу, при этом группы из 2-3 электропроводных нитей расположены с шагом 15-35 мм.- expanding the possibilities of using tissue. The technical problem is fully solved by the claimed invention. An electric heating fabric is proposed, comprising a weave of electrical insulating warp and weft threads and electrically conductive carbon fibers arranged in groups within the background part of the fabric and with the possibility of parallel connection to a direct current source, and an edge part, characterized in that the groups of parallel electrically conductive threads consist of 2-3 warp threads, adjacent or woven through an electrical insulating thread, interwoven weft with an array of electrically conductive threads from a material with a high specific electro rovodnostyu forming tokopodvodyashuyu strip with 2-3 groups of conductive filaments are arranged with a pitch of 15-35 mm.

Токоподводящая полоса шириной 0,7-1,5 см выполнена из мишурной нити на основе латуни с оловянным покрытием.The current-carrying strip 0.7-1.5 cm wide is made of tinsel thread based on brass with tin plating.

Фрагмент ткани изображен на фигуре, где 1 - фоновая часть ткани из полиэфирной нити. 2 - группы смежных электропроводных греющих углеродных нитей, в частности, на фигуре показаны группы из 2-х нитей, вплетенных по основе ткани с шагом 20 мм. Целесообразно между этими нитями вплести 1 электроизоляционную полиэфирную нить, так как это упрощает визуальный контроль обрыва греющих нитей. 3 - токоподводящая полоса из мишурной нити на основе латуни с оловянным покрытием, ширина полос 0,7-1,5 см. Токоподводящие полосы выполнены с переменным чередующимся шагом: большой шаг задается размером греющей поверхности, например, 40 см для изготовления чехлов на сидения автомобилей; малый шаг 7-10 см для разреза (см. фигуру) ткани на заготовки; 4 - источник постоянного или переменного тока, который может быть подсоединен к токоподводящей полосе в любой ее точке.A fragment of the fabric is depicted in the figure, where 1 is the background part of the fabric of polyester yarn. 2 - groups of adjacent electrically conductive heating carbon filaments, in particular, the figure shows groups of 2 threads interwoven along the fabric basis with a pitch of 20 mm. It is advisable to weave 1 electrical insulating polyester thread between these threads, as this simplifies the visual control of the breakage of the heating threads. 3 - current-carrying strip made of tinsel filament based on brass with tin plating, strip width 0.7-1.5 cm. Current-carrying strips are made with alternating alternating steps: a large step is set by the size of the heating surface, for example, 40 cm for making car seat covers ; a small step of 7-10 cm for the cut (see figure) of the fabric on the workpiece; 4 - a source of direct or alternating current, which can be connected to the current-carrying strip at any point.

Образцы ткани были изготовлены на станке СТБ-2.216. Материалы: нить электроизоляционная из полиэфирной нити 85 текс; греющая нить из углеродной нити У ВИС НШ 22 марки А 200 текс, вид переплетения саржа 2×2; мишурная нить покрытая оловом 5 МПС 0,09 н/ш.Fabric samples were made on the machine STB-2.216. Materials: electrical insulating thread of polyester yarn 85 tex; carbon fiber heating thread At VIS NSh 22 grade A 200 tex, type of weaving twill 2 × 2; tinsel thread coated with tin 5 MPS 0.09 n / s.

Заявляемая электронагревательная ткань имеет более высокий, чем у известных тканей, обогревательный эффект. Объясняется это тем, что по месту расположения двойной нити количество выделяемого тепла также удваивается и уменьшается время нагрева (быстрей создается ощущение тепла). Хотя шаг греющих нитей 15-35 мм таков, что области между двойными нитями нагреваются постепенно, в течение некоторого времени, однако человек воспринимает такой дискретный нагрев как равномерный. Положительный эффект ткани в том, что она позволяет сочетать два процесса нагрева: быстрый дискретный и постепенный процесс распределения тепла по всей поверхности. Известные решения решают промежуточную задачу, а именно - обеспечить равномерный нагрев ткани, чтобы обеспечить восприятие человеком этого равномерного тепла. В отличии от известных решений, заявляемая электронагревательная ткань выполняет свое предназначение без промежуточных целей. Оценки потребителей такой ткани высокие.The inventive electric heating fabric has a higher heating effect than that of known fabrics. This is explained by the fact that at the location of the double thread, the amount of heat generated also doubles and the heating time decreases (a faster sensation of heat is created). Although the pitch of the heating filaments of 15-35 mm is such that the areas between the double filaments heat up gradually over time, however, a person perceives such a discrete heating as uniform. The positive effect of the fabric is that it allows you to combine two heating processes: a fast discrete and gradual process of heat distribution over the entire surface. Known solutions solve an intermediate problem, namely, to ensure uniform heating of the tissue to ensure that a person perceives this uniform heat. Unlike the known solutions, the inventive electric heating fabric fulfills its purpose without intermediate goals. Customer ratings for such fabrics are high.

Количество тепла, выделяемое двойной нитью, позволяет применить вместо углеродной нити диаметром d нити меньшей толщины, что более удобно, целесообразно и технологично для процесса ткачества. К примеру, выполнение групп из 4 нитей ожидаемого эффекта не дает, поскольку в 4 раза возрастает скорость нагрева и количество выделяемого тепла, а распределение тепла на фоновой части ткани почти не изменяется. Так как разница The amount of heat generated by the double thread, allows you to use instead of a carbon fiber with a diameter d of a thread of smaller thickness, which is more convenient, appropriate and technologically advanced for the weaving process. For example, the implementation of groups of 4 strands does not give the expected effect, since the heating rate and the amount of heat generated increase by 4 times, and the heat distribution on the background part of the fabric remains almost unchanged. Since the difference

температур 4-х нитей и фоновой части ткани выше, то ощущается чередование теплых и холодных участков и выравнивание температурного поля происходит медленнее. Экспериментальным путем была определена целесообразность групп электропроводных нитей из 2-3 углеродных нитей.Since the temperature of 4 threads and the background part of the fabric is higher, then the alternation of warm and cold areas is felt and the alignment of the temperature field is slower. The feasibility of groups of electrically conductive threads of 2-3 carbon threads was determined experimentally.

Мишурная нить как материал имеет гибкость и прочность, сопоставимые со свойствами фоновой части ткани; обеспечивает качественный токоподвод к углеродным нитям. Ширина полосы 0,7-1,5 см подобрана для создания надежного электрического соединения с электропроводными нитями и для уменьшения электрического сопротивления полосы. Подсоединение к источнику питания также может быть выполнено в любой точке токоподводящей полосы, что удобно при укладке ткани на поверхности любой формы. Гибкость и прочность мишурной нити не усложняет текстильное производство ткани. Применение углеродных нитей и мишурной нити обеспечивают высокую прочность на изгиб и повышают надежность электронагревательной ткани.Tinsel as a material has flexibility and strength comparable to the properties of the background part of the fabric; provides high-quality current supply to carbon threads. The strip width of 0.7-1.5 cm is selected to create a reliable electrical connection with electrically conductive threads and to reduce the electrical resistance of the strip. Connection to a power source can also be performed at any point in the current-carrying strip, which is convenient when laying fabric on a surface of any shape. The flexibility and strength of the tinsel yarn does not complicate the textile production of the fabric. The use of carbon filaments and tinsel filaments provide high bending strength and increase the reliability of electric heating fabric.

Ткань легко кроится и разрезается. А расстояние между двойными нитями 15-35 мм позволяет выполнять технологические разрезы при укладке ткани на рельефные поверхности, при прокладке крепежных деталей без нарушения электропроводности ткани. Ткань легко укладывается и укрепляется в электроизоляционных чехлах, например, путем прошива на швейной The fabric is easy to cut and cut. And the distance between the double threads of 15-35 mm allows you to perform technological cuts when laying fabric on embossed surfaces, when laying fasteners without violating the electrical conductivity of the fabric. The fabric is easy to fit and fasten in electrical insulating covers, for example, by sewing on sewing

машинке. В целом расходы на обслуживание при использовании ткани минимальны, и эксплуатационные качества значительно выше, чем у известных тканей. Применение ткани имеет более широкие возможности.typewriter. In general, maintenance costs when using fabric are minimal, and performance is much higher than that of known fabrics. The use of fabric has more features.

Claims

1. An electric heating fabric containing a weave of electrical insulating warp and weft threads and electrically conductive carbon fibers arranged in groups within the background part of the fabric and with the possibility of parallel connection to a direct current source, and an edge part, characterized in that the groups of parallel electrically conductive threads consist of 2- 3 warp threads, adjacent or woven through an electrical insulating thread, interwoven weft with an array of electrically conductive threads of a material with high electrical conductivity Strongly forming the current-carrying strip with groups of conductive filaments 2-3 are arranged with a pitch of 15-35 mm.

2. The electric heating fabric according to claim 1, characterized in that the current-carrying strip is made of tinsel filament based on brass with a tin coating and a band width of 0.7-1.5 cm.