TW201510303A - 產生纖維表面加熱元件的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種產生纖維表面加熱元件(1)的方法，一編織材料係形成於纖維表面加熱元件(1)中，在同一工作步驟中將複數個熱導體(4)插入作為複數條經線。複數個接觸導體(5)係觸碰熱導體(4)且相互插入空隙中作為複數條緯線或是緯線群組。為了產生表面加熱元件(1)，使用經線編織機或是拉舍爾經編機，其其生產速度變化係為一線跡形成之函數。經線編織機或是拉舍爾經編機具有複式襯緯系統，其具有饋入緯線的輸送鏈(11)以及插入緯線的一鋪緯滑架(12)。輸送鏈(11)以及鋪緯滑架(12)係暫停複數預設時間，而複數預設時間係為線跡形成之函數。

Description

產生纖維表面加熱元件的方法
本發明係有關於一種產生纖維表面加熱元件的方法。
此種方法係已揭露在EP1815717B1。此文件中描述的方法係特別的是產生用於汽車領域之座椅加熱器的表面加熱元件。根據此方法，藉由機器編織之手段，將一編織材料穿過一基底材料(例如非紡織材料)。
在同一工作步驟中，藉由機器編織將熱導體插入至少部分作為經線，而接觸熱導體的接觸導體係相互插入於空隙中作為複數條緯線或是緯線群組，使得複數個熱導體以及複數個接觸導體係為基底材料之組成構件。
相較於習知方法，其在多步驟流程中將複數個接觸導體以及複數個熱導體整合至表面加熱元件中，此種方法之優點在於，複數個熱導體以及複數個接觸導體係隨著編織材料之生產，在一工作步驟整合至表面加熱元件，本方法的結果係在表面加熱元件之生產有顯著地效率優勢。
本發明係針對已揭露的方法提供進一步改良，以有效率地 製造具有高功能的表面加熱元件。
本發明係有關於產生纖維表面加熱元件，編織材料係形成於纖維表面加熱元件中，且在同一工作步驟中在編織流程中插入熱導體作為經線。複數個接觸導體係觸碰複數個熱導體，且引進空隙中作為複數條緯線或是緯線群組。為了產生表面加熱元件，使用經線編織機或是拉舍爾經編機(Raschel machine)，其生產速度變化係為一線跡形成之函數。經線編織機或是拉舍爾經編機具有複式襯緯系統(magazine weft insertion system)，其具有複數個饋入緯線的輸送鏈，以及插入複數條緯線的一鋪緯滑架。另外，為了變化生產速度，輸送鏈以及鋪緯滑架係複數預設時間暫停，此複數預設時間係為線跡形成之函數。
根據本發明之表面加熱元件，因為複數個熱導體插入作為複數條經線，在編織材料中形成多個橫配置彼此密集地鄰近的線，所以通常可達成橫跨表面加熱元件之全部區域的均勻加熱分布。另一個明顯的優點係使用根據本發明之表面加熱元件僅需輸入低能量以產生加熱。
相較於固定的生產速度，根據本方法之第一態樣在編織材料之生產期間有生產速度變化，其變化為線跡形成之函數，使得平均生產速度可顯著地增加，其可節省大量的時間，造成根據本發明之表面加熱元件之生產僅需較短的機器執行時間。
因此，本發明基於產生表面加熱元件之複雜度係有關於編織材料之個別線跡而有局部性地變化。在一方面，此係由於複數個接觸導 體僅局部性地插入作為個別緯線或是作為緯線群組，以及在這些接觸導體之區域中的熱導體之結構係比複數個接觸導體之間的區域更為複雜，尤其是為了複數個熱導體以及複數個接觸導體之間產生最好的可能接觸。根據本發明的方法，考慮此情況在編織材料有複雜結構的區域中必須減少生產速度。然而，在編織材料有較低複雜度的區域中，係增加生產速度，藉此達成整體有更高的平均生產速度。
根據本發明的第二態樣，本發明之用於產生表面加熱元件的經線編織機或是拉舍爾經編機具有一複式襯緯系統，其具有輸送鏈以饋入複數條緯線，以及一鋪緯滑架以插入複數條緯線。在此系統中輸送鏈以及鋪緯滑架會在已決定的複數預設時間暫停，而複數預設時間係為一線跡形成之函數。
如此，在此清楚明確的方式下，用於建構接觸導體的昂貴導電材料之數量可大大地減少，而避免浪費。
複數個接觸導體係僅局部性地插入編織材料或個別群組，而複數個接觸導體係劃定編織取得的複數個表面加熱元件的界線；亦即，這些接觸導體之間的距離係相對地大。
為了在編織材料中局部性地插入複數個接觸導體，鋪緯滑架不連續地移動，而在複數個預設周期暫停。如果僅鋪緯滑架暫停而輸送鏈持續運行，則形成緯線的接觸導體將持續在輸送鏈上輸送。一旦編織材料被切割成個別表面加熱元件，此將導致沿著編織材料之每一邊緣的複數條緯線之邊界被去除而浪費。根據本發明，鋪緯滑架以及輸送鏈係在預設時間同步暫停，此可完全地避免緯線被去除而浪費。
根據本發明之複式襯緯系統具有控制單元，其在材料編織流程期間控制鋪緯滑架以及輸送鏈暫停複數預設時間，而複數預設時間係為線跡形成之函數，特別的是此系統可用於一般的經線編織機以及拉舍爾經編機。當使用昂貴緯線且任何浪費將導致顯著高成本時，使用根據本發明之複式襯緯系統係尤其有利。
根據本發明之生產速度變化係為編織材料中的線跡形成之函數，特別的是，亦通常會使用在經線編織機以及拉舍爾經編機，在此情況下更提供合適的控制單元。
根據本發明之方法，其優點在於使用脈衝控制器以控制生產速度或是控制輸送鏈以及複式襯緯系統之鋪緯滑架暫停時間。脈衝控制器可在線跡形成時間中，從用於在編織材料中形成線跡的合適機器元件接收一脈衝順序，而且不須任何額外感測器設備來設定生產速度及/或暫停時間。本發明之優電在於特定應用的基礎上，針對控制單元有參數化軟體讓生產速度、或是鋪緯滑架以及輸送鏈的暫停時間可做選擇地變化。
原則上，使用根據本發明之方法製造的表面加熱元件可與藉由緣飾線跡(fringe stitch)隨著複數個熱導體以及複數個接觸導體插入形成的編織材料一致，熱導體以及接觸導體係通常以導電性材料製成，例如碳。
根據另一實施例，特別的是，基底材料係使用一非紡織材料，其由編織材料穿過。
在這方面，熱導體以及接觸導體係連接至基底材料以及透過緣飾線跡緊固。
在兩種情況下，熱導體以及接觸導體係插入編織材料在複數個接觸點相觸碰，使得他們之間有導電性接觸，因此電將經由複數個接觸導體流到複數個熱導體。
根據進一步有利的開發，複數個熱導體係形成環繞複數個接觸導體的複數個線跡。
此可進一步改進複數個熱導體以及複數個接觸導體之間的接觸。
尤其當複數個熱導體沒有形成任何環繞接觸導體的線跡時，與熱導體的接觸可能減少，其取決於複數個接觸導體之配置。特別的是，此情況是當表面加熱元件係藉由接觸導體群所劃定界線。在此種情況，最後接觸導體通常會與熱導體有較少的電性接觸，使得施加電時會產生大量的熱。此導致加熱輸出端有不理想的限制。
此不理想效果可用明確清楚的方式來避免，即，在此區域增加非導電性材料製成的絕緣線作為緯線以壓按接觸導體。
根據本發明的較佳實施例，為了形成編織材料，係使用第一導引棒以及兩個導引棒插入複數個熱導體以形成經線，藉此形成緣飾線跡。
使用兩個導引棒在編織材料插入熱導體可讓編織材料中藉由熱導體形成可變化的圖樣。特別的是，可產生熱導體之二維互相連接圖樣，用以讓表面加熱元件高加熱。
本發明之優點在於使用兩個導引棒以形成熱導體在橫跨輸送鏈之運行方向上有相異偏移。
在此連接方式，偏移係為相對於底線的正/負(+/-)1.5英寸。
在此方式產生的偏移係形成多個長段(long segments)的熱導體，其係與複數個接觸導體接觸，以進一步改進複數個熱導體以及複數個接觸導體之間的電性接觸。
熱導體的偏移越大，編織操作係變的越複雜。偏移變化係取決於位置，因為編織操作中的複雜度亦取決於沿著編織材料長度上的位置。根據本發明，考慮此位置相關性，相較於熱導體有較小偏移的區域，在熱導體有較大偏移的區域中係減慢生產速度，其具有最佳化效果，即讓生產速度最大化。
使用根據本發明之方法製造的表面加熱元件尤其有利於應用在汽車中。在此連接方式，表面加熱元件可用於形成方向盤加熱器。此外，表面加熱元件可安裝在汽車之車壁包覆以加熱內部，其尤其有利於具有電驅動系統的汽車。
根據本發明的表面加熱元件尤其有利於產生用於汽車中的座椅加熱器。汽車座椅通常有一頂層，其上表面係形成供駕駛者坐的座椅表面。頂層係皮革或是織物所組成。作為座椅之墊襯物的較軟的舒適層係位於頂層下方。
因為根據本發明的表面加熱元件係軟的，可撓式編織材料可直接設置在頂層下方，而不須對座椅的舒適度妥協。此表示一顯著的優點，相較於根據本發明的表面加熱元件，習知的表面加熱元件更為堅硬而無法彎曲，因此不能直接安裝在頂層下而必須安裝在舒適層下。其結果是，根據本發明之表面加熱元件係節省大量的能量，因為表面加熱元件僅需要 加熱頂層而不再需要加熱汽車座椅之舒適層。
根據一有利的變化，根據本發明之表面加熱元件可使用非紡織材料或是同樣軟的織物作為一基底材料。表面加熱元件本身可形成舒適層，而可省略形成舒適層的個別層。
在另外有利的應用，根據本發明之表面加熱元件可用於加熱建築物的牆壁或是地板，或是亦可作為加熱壁紙。此外，表面加熱元件可整合成衣服製品。
1‧‧‧表面加熱元件
2‧‧‧非紡織材料
3‧‧‧緣飾線跡
4‧‧‧熱導體
5‧‧‧接觸導體
6‧‧‧針
7‧‧‧導引針
8‧‧‧導引針
9‧‧‧線
10‧‧‧滑動器
11‧‧‧輸送鏈
12‧‧‧鋪緯滑架
13‧‧‧小孔
14‧‧‧針位置
F‧‧‧運送方向
本發明之上述及其他特徵及優勢將藉由參照附圖詳細說明其例示性實施例而變得更顯而易知，其中：第1圖：根據本發明之用於表面加熱元件之拉舍爾經編機之部件之示意圖；第2圖：用於第1圖之拉舍爾經編機之複式襯緯系統之示意圖；第3圖：使用第1圖之拉舍爾經編機製造表面加熱元件之範例；第4圖：根據本發明之用於表面加熱元件之複數個接觸導體以及複數個熱導體之第一結構之示意圖；第5圖：根據本發明之用於表面加熱元件之複數個接觸導體以及複數個熱導體之第二結構之示意圖；第6圖：根據本發明之用於表面加熱元件之複數個接觸導體以及複數個熱導體之第三結構之示意圖。
於此使用，詞彙“與/或”包含一或多個相關條列項目之任何或所有組合。當“至少其一”之敘述前綴於一元件清單前時，係修飾整個清單元件而非修飾清單中之個別元件。
第1圖係顯示根據本發明之用於表面加熱元件之拉舍爾經編機之部件之示意圖，在此情況下拉舍爾經編機係設計作為一非紡織拉舍爾經編機。第2圖顯示用於第1圖之拉舍爾經編機的一複式襯緯系統。
拉舍爾經編機係以根據第3圖之方式用於產生表面加熱元件1，在此方法中一非紡織材料2係作為一基底材料，其由形成緣飾線跡3的一編織材料穿過。緣飾線跡3係由非導電性材料組成。複數個熱導體4係插入編織材料內作為複數條經線。此外，複數個接觸導體5係插入作為複數條緯線，並作為複數條供電線供電給熱導體4。複數個熱導體4以及複數個接觸導體5係以導電性材料組成，例如碳或是金屬材料。
如第1圖所示，為了產生此編織材料，兩個導引棒，例如各種類型導引針7以及8，係與針6以及透過第一導引針7穿過的線9相連，以形成緣飾線跡3，而熱導體4係穿透第二導引針8。一般而言，此裝置亦可進一步延伸，例如，使用兩個導引棒提供穿線兩個熱導體4。
此外，第1圖繪示之滑動器10，其為複式襯緯系統之元件，係用於將接觸導體5插入編織材料。
第2圖係大略地繪示具有兩個輸送鏈11且平行運行的複式襯緯系統，在此系統中複數個鉤係用以鉤起複數個接觸導體5，而每一個鉤 係以一運輸速度循環。此外，複式襯緯系統具有鋪緯滑架12用以運行垂直於運送方向F的輸送鏈11，而鋪緯滑架具有可容置複數個接觸導體5的複數個細孔13。第1圖所示的滑動器10係藉由鋪緯滑架12操作。為了將接觸導體5插入編織材料作為緯線，鋪緯滑架12從複數個輸送鏈11將複數個接觸導體5拿起，如第2圖所示。
使用複式襯緯系統將接觸導體5僅插入於編織材料之不連續的區域中，在此流程中複數個接觸導體5係形成表面加熱元件1之邊界。此係繪示第4圖以及第5圖中。在這些圖中，表面加熱元件1之區域中形成表面加熱元件1之加熱區係標記為’b’。由接觸導體5形成表面加熱元件1之邊界的區域係標記為’a’。標記為’c’的切割區域位於相鄰具有接觸導體5的區域’a’之間。在此區域中，具有非紡織材料2的編織材料係在拉舍爾經編機上的生產流程後切割，如此產生多個個別的表面加熱元件1。
因為接觸導體5僅在不連續的區域插入編織材料，所以當沒有插入接觸導體鋪緯滑架12時，鋪緯滑架12係暫停。根據本發明，輸送鏈11亦隨著鋪緯滑架12而暫停。此可防止過多的接觸導體5材料合併入編織材料之複數邊界區，如果輸送鏈11重複繼續運行，會造成在表面加熱元件1之生產流程端的浪費。
控制單元係控制鋪緯滑架12以及輸送鏈11之暫停時間，圖中未繪示。用於脈衝控制的參數化軟體可實現在控制單元以控制暫停時間，其為線跡形成之函數。
此外，控制單元亦控制拉舍爾經編機之生產速度，此控制運作係為線跡形成之函數。此控制通常用以下方式實現：在編織材料之複雜 線跡結構的區域選擇較慢生產速度，其比較不複雜的區域需要更久的處理時間。根據在材料之特定區域中編織材料之結構之變化複雜度，藉由依此方法調整生產速度可將生產速度最大化。
請參閱第4圖以及第5圖，以下係說明根據本發明生產速度之變動。這些圖繪示具有針位置14之網格以產生編織材料，為了清楚起見，僅繪示局部的緣飾線跡3，但其可在全部網格擴展。
根據第4圖之實施例中，熱導體4在形成加熱區的區域中形成有兩個針位置14之偏移，即在那些區域中，熱導體4並不接續在垂直於接觸導體5之直線上，但是相反地接續一矩形折線。為了清楚起見，第4圖僅繪示一熱導體4，然而編織材料中係設置多個熱導體4。
在切割區域’c’中，為了避免浪費，熱導體4在直線上運行，所以在此區域中僅需要小量的熱導體材料。
在含有接觸導體5的區域’a’中，熱導體4具有在六個針位置14上延伸的較大偏移。此造成熱導體4在一大區域上接靠接觸導體5，以確保熱導體4以及接觸導體5之間的良好電性接觸。在區域’a’中熱導體4形成線跡(第4圖中標記為’I’)可進一步改良此電性接觸，而這些線跡係環繞一接觸導體5。
從第4圖中可直接明顯的觀察到，編織材料結構在標記’a’的區域中係最複雜，而在標記’c’的區域中最不複雜。因此，在標記’c’的區域中生產速度係控制成最快，而在標記’a’的區域中係控制成最慢，而標記’b’的區域的生產速度係設定在最快以及最慢之間的平均速率。
根據第5圖之實施例中，熱導體係執行固定的偏移橫過所 有的區域上，即標記’a’、’b’以及’c’的區域上。在此情形中，可選擇固定的生產速度。
第6圖係大略繪示在接觸導體5之區域上執行熱導體4，熱導體4係在相對於底線0的雙邊方向上有正/負(+/-)1.5英寸的偏移。此偏移可為使用熱導體4的兩個個別的導引棒來實現4。在此情形中，尤其在熱導體4以及接觸導體5之間有大接觸區域可依次提供良好電性接觸。
在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。
2‧‧‧非紡織材料
4‧‧‧熱導體
5‧‧‧接觸導體
6‧‧‧針
7‧‧‧導引針
8‧‧‧導引針
9‧‧‧線
10‧‧‧滑動器

Claims (15)

  1. 一種產生纖維表面加熱元件(1)之方法，一編織材料係形成於該纖維表面加熱元件(1)中，在一相同工作步驟中，有一編織流程可插入複數個熱導體(4)作為複數條經線，並將複數個接觸導體(5)作為複數條緯線或緯線群組，碰觸交互插入該複數個熱導體(4)的複數個空隙中，其特徵在於：利用一經線編織機或是拉舍爾經編機(Raschel Machine)係產生該表面加熱元件(1)，其生產速度之變化，係為線跡形成之函數，及/或其特徵在於：該經線編織機或是該拉舍爾經編機具有一複式襯緯系統，可利用複數個輸送鏈(11)饋入緯線，以及一鋪緯滑架(12)，可插入緯線，其中該複數個輸送鏈(11)以及該鋪緯滑架(12)可暫停複數個預設時間，來作為線跡形成(stitch formation)之函數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中係藉由一脈衝控制器之手段來各別控制該複數個輸送鏈(11)及該鋪緯滑架(12)之生產速度及該暫停時間。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中為了產生該編織材料，使用一第一導引棒以形成複數個緣飾線跡(3)，以及使用兩個導引棒，以該經線形式插入該複數個熱導體(4)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該兩個導引棒係用於造成該複數個熱導體(4)在垂直於該複數個輸送鏈(11)運行的方向上有不同偏移(offset)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該偏移係為相對於一底線的正/負(+/-)1.5英寸。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之方法，其中相較於該複數個熱導體(4)有較小偏移的區域，在該複數個熱導體(4)有較大偏移的區域中，該生產速度係減少。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中的任一項所述之方法，其中使用一非紡織材料(2)作為一基底材料，並由該編織材料所穿透，而該複數個熱導體(4)以及該複數個接觸導體(5)係連接該基底材料，並固定於該緣飾線跡(3)之處。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中的任一項所述之方法，其中該複數個熱導體(4)形成之複數個線跡，係環繞該複數個接觸導體(5)。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中的任一項所述之方法，其中複數條絕緣線係插入該編織材料，作為複數條緯線。
  10. 一種複式襯緯系統，係用於一經線編織機或是一拉舍爾經編機(Raschel Machine)，其具有複數個輸送鏈(11)饋入複數條緯線，以及一鋪緯滑架(12)，插入該複數條緯線至一編織材料中，其特徵在於：有一控制單元，可在編織流程期間，暫停該鋪緯滑架(12)及該輸送鏈(11)複數預設時間，以作為該編織材料中一線跡形成之函數。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之複式襯緯系統，其中該控制單元係為一脈衝控制器單元，其中一參數化軟體係提供在該控制單元中。
  12. 一種纖維表面加熱元件，係根據申請專利範圍第1項至第9項中的任一項所述之方法製造者。
  13. 一種表面加熱元件(1)之應用，該表面加熱元件(1)係根據申請專利範圍第1項至第10項中的任一項所述之方法製造而成，可用於一汽車內部之加熱元件。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之應用，其中該表面加熱元件(1)係用於一汽車中的座椅加熱器，其中該汽車之該座椅具有形成該座椅之該表面的一頂層，以及位於該頂層下的一舒適層，其中該表面加熱元件(1)係直接設置在該頂層或是該舒適層之下，該舒適層係形成該表面加熱元件(1)之該基底材料，在該基底材料中，該複數個導熱體(4)以及該複數個接觸導體(5)係藉由該緣飾線跡(3)相連接。
  15. 一種表面加熱元件(1)之應用，該表面加熱元件(1)係根據申請專利範圍第1項至第9項中的任一項所述之方法製造而成，可用於建築物中的一牆壁或地板加熱器、加熱壁紙或是加熱成衣製品。
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