WO2004028670A1 - Entfeuchtungseinrichtung für einen feuchtigkeitsaufnehmenden gegenstand, insbesondere einen sitz, sowie entsprechendes verfahren - Google Patents

Entfeuchtungseinrichtung für einen feuchtigkeitsaufnehmenden gegenstand, insbesondere einen sitz, sowie entsprechendes verfahren Download PDF

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WO2004028670A1
WO2004028670A1 PCT/DE2003/002914 DE0302914W WO2004028670A1 WO 2004028670 A1 WO2004028670 A1 WO 2004028670A1 DE 0302914 W DE0302914 W DE 0302914W WO 2004028670 A1 WO2004028670 A1 WO 2004028670A1
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WO
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moisture
absorbing
layer
dehumidifying device
electrodes
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PCT/DE2003/002914
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Johann Göbel
Agata Godula-Jopek
Felix NITSCHKÉ
Christian Wolff
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Eads Deutschland Gmbh
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/56—Electro-osmotic dewatering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/268—Drying gases or vapours by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/56—Heating or ventilating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/58—Seat coverings

Definitions

  • the present invention relates to a dehumidifying device for a moisture-absorbing object, and to a seat with a corresponding dehumidifying device.
  • the invention further relates to a method for dehumidifying moisture-absorbing objects, such as seat or other cushions, mattresses, standing, sitting or lying pads, etc.
  • Precautions for dehumidifying objects are required in many technical applications.
  • An example is the dehumidification of walls and foundations, in which u. a. the principle of electroosmosis is used.
  • damp walls water rises due to the capillary action against gravity.
  • the electro-osmosis has the exact opposite effect of draining damp walls.
  • an electrical direct voltage with voltage gradients in the range of a few V / cm which is harmless to the human and animal organism, an artificial reversal of the natural conditions can be brought about.
  • the moisture is pushed back into the foundation area of the building or into the surrounding earth.
  • a completely different area of application is the dehumidification of seats, upholstery, mattresses or other standing, sitting or lying cushions or the like, which are used in private or public areas.
  • vehicle seat upholstery is worth mentioning.
  • Dehumidification of seats in public transport or airplanes should also be considered, as well as dehumidification of mattresses or other seat or lying pads in hospitals, to name just a few examples.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a dehumidifying device for moisture-absorbing objects, in particular for a seat, and a corresponding method which enables the dehumidification of such moisture-absorbing objects effectively and quickly in a simple apparatus.
  • the object is achieved by a dehumidifying device which is characterized in that at least one moisture-absorbing layer for absorbing the moisture occurring on the object is arranged adjacent to a moisture-absorbing object, the layer below Using moisture-permeable electrodes, an electric field is superimposed in such a way that the moisture absorbed in the layer can be transported away from the surface of the object by electro-osmosis.
  • a dehumidifying device which is characterized in that at least one moisture-absorbing layer for absorbing the moisture occurring on the object is arranged adjacent to a moisture-absorbing object, the layer below Using moisture-permeable electrodes, an electric field is superimposed in such a way that the moisture absorbed in the layer can be transported away from the surface of the object by electro-osmosis.
  • the electrodes each surround the at least one moisture-absorbing layer in a sandwich-like manner.
  • a thin configuration is advantageously achieved, which is easy to handle and can be easily integrated into existing arrangements.
  • This layer structure can e.g. can be arranged without application under usual seat covers and the like.
  • the moisture-absorbing layer and the electrodes can be made flat and to arrange them essentially parallel to the moisture-absorbing object. This leads to a large effective area, so that the dehumidification takes place over the largest possible area.
  • a flat design can in turn be handled and processed easily and can thus be integrated into existing structures with little effort.
  • the layer structure can be attached to the object to be dehumidified, for example, by laying it on, tacking it, sewing it on.
  • a corresponding polarity of the electrodes creates a moisture gradient that points away from the moisture-absorbing object, so that the moisture-absorbing object or moisture absorbed is transported away from the moisture-absorbing layer.
  • the moisture gradient or the transport of moisture away means that the moisture-absorbing layer can continue to absorb moisture which which is discharged to the cathode by electroosmosis. This ensures a continuous process.
  • the electrodes are made of electrically conductive, porous, hydrophilic material, e.g. a carbon fiber fabric.
  • the electrodes are electrically conductive due to the woven carbon fibers.
  • the fabric allows moisture to pass through, so that the moisture occurring on the object to be dehumidified passes through the anode and is absorbed by the moisture-absorbing layer. The moisture absorbed in the moisture-absorbing layer is then passed on to the cathode by electro-osmosis in order to evaporate there or to be dissipated in some other way.
  • the moisture-absorbing layer is a hydrophilic membrane.
  • the hydrophilic membrane is preferably a hollow fiber, fiber or channel membrane which has a large number of capillaries which run essentially parallel to the electrical field.
  • organic substances are used which are mixed with sulfur groups to adjust the hydrophilic character.
  • channel membranes can be created by bombarding initially dense hydrophilic membranes with argon.
  • the hydrophilic membrane has a porous structure.
  • a porous membrane In contrast to a hollow fiber or fiber membrane, such a porous membrane has no aligned capillaries, but is characterized by a statistically distributed structure.
  • Porous membranes can be made of woven, knitted, knitted or nonwoven (in particular “non-woven”), for example swellable plastic with an ionogenic side chain, (methyl) cellulose or also woven, knitted or nonwoven with polar inorganic substances. It is particularly expedient to use the invention for dehumidifying site or other cushions, mattresses, standing, sitting or lying pads or the like.
  • a seat with a dehumidifying device which is characterized in that at least one moisture-absorbing layer is arranged directly under the seat cover of a cushion in order to absorb the moisture occurring on the seat side of the cushion, the layer using moisture-permeable An electric field is superimposed on the electrodes in such a way that the moisture absorbed in the layer can be removed from the seat side to the rear side by electro-osmosis.
  • the object is achieved by a method for dehumidifying moisture-absorbing objects, which is characterized in that at least one moisture-absorbing layer is arranged adjacent to a moisture-absorbing object and absorbs the moisture occurring on the object; and that an electric field is superimposed on the layer using moisture-permeable electrodes in such a way that the moisture absorbed in the layer is transported away from the object by electro-osmosis.
  • the electrodes with the moisture-absorbing layer arranged between them are arranged essentially parallel to the moisture-absorbing object. As a result, the largest possible area of the moisture-absorbing object is dehumidified.
  • the electric field is applied in such a way that the electric field lines away from the object to be dehumidified. Due to the sandwich-like arrangement of electrodes and moisture-absorbing layer, the electric field lines also run essentially perpendicular to the surface of the moisture-absorbing layer.
  • the moisture occurring on the moisture-absorbing object passes through the electrode (anode) which is closer to the object, is absorbed by the moisture-absorbing layer, and is passed on to the other electrode (cathode) due to electroosmosis and evaporates or there other way is dissipated. It is particularly advantageous that migration of the absorbed moisture is initiated away from the object, and that moisture can be absorbed further in the moisture-absorbing layer by the moisture gradient that arises. The moisture absorbed by the layer is then transported by electro-osmosis to the electrode (cathode) further away from the object in order to evaporate there.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a seat with a dehumidifying device; and 3a-c preferred embodiments of the moisture-absorbing layer used in the dehumidifying device.
  • FIG. 1a shows a typical experimental arrangement for measuring the liquid movement due to electroosmosis.
  • a liquid 3 preferably an aqueous ion solution.
  • the end faces 4, 5 of the capillary 2 are subjected to a direct voltage, so that the electrical field lines point in the direction of the arrow E. That the left end face 4 of the capillary 2 shown in FIG.
  • the capillary 2 with corresponding electrodes 4, 5 is shown enlarged in FIG. 1b.
  • the wall of the capillary is designated by reference number 2a and the liquid analogously to FIG. 1a by reference number 3.
  • concentration shifts often occur at interfaces of two phases (for example solid / liquid), which is referred to as “adsorption”.
  • an ion type is preferably adsorbed on the solid surface 2a, so that counterions accumulate on the liquid side. This leads to the formation of a so-called “electrical double layer”. It has been found experimentally that the phase with the higher dielectric constant charges positively compared to the other phase.
  • FIG. 2 shows a seat 10, for example a vehicle seat, the seat cushion 11 of which serves as the backrest is equipped with a corresponding device 12 for dehumidifying the seat cushion 11.
  • the seat cushion 11 to be dehumidified has a front side (ie seat side) 11a and a rear side 11b. If a person sits on the seat 10, the cushion 11 is moistened due to the perspiration of the person, starting from the seat side 11a.
  • the arrangement 12 is provided, which comprises moisture-permeable electrodes 4, 5 and a moisture-absorbing layer 13 lying in between.
  • the arrangement 12 is typically sandwich-like and runs essentially parallel to the front 11a of the seat, preferably arranged under the seat cover 14.
  • the electrodes 4, 5 are subjected to direct voltage in such a way that an electric field pointing from the front 11a to the rear 11b is superimposed on the moisture-absorbing layer 13.
  • the electrode 4, which is closer to the front 11 a represents an anode
  • the other electrode 5 is a cathode. Due to the electric field with the corresponding polarity, as explained in connection with FIGS. 1a and b, the moisture absorbed by the layer 13 is transported in the direction of the rear of the seat 11b. The associated flow of moisture in turn causes the layer 13 to continue to absorb moisture, so that a continuous process is started.
  • the electrodes 4, 5 consist of moisture-permeable material, so that the moisture from the front 11a of the cushion 11 passes through the anode 4 and is absorbed by the moisture-absorbing layer. From there, the moisture is transferred to the cathode due to electro-osmosis, where it evaporates or is dissipated in some other way. Evaporation is achieved, for example, by good rear ventilation and a suitable configuration, for example by lamination with large-pore foams with hydrophilicity set.
  • a textile fabric made from electrically conductive carbon fibers or electrically conductive plastics is used as electrodes. This ensures electrical conductivity on the one hand, and on the other hand moisture can easily pass through such a tissue.
  • the absorber layer 13 arranged between the electrodes 4, 5 is a hydrophilic membrane.
  • the layer 13 is, for example, a hollow fiber or fiber membrane, the structure of which is shown schematically in FIGS. 3a and 3b.
  • the membranes typically have a large number of capillaries 2, the orientation of the capillaries essentially corresponding to the course of the electrical field lines.
  • the removed liquid flows through the capillaries 2 (arrow direction).
  • Hollow fiber membranes exist e.g. B. from organic materials that are mixed with sulfur groups to achieve the required hydrophilicity.
  • the inner surface of the hollow fiber is highly hydrophilic, and capillary condensation of water vapor takes place in the hollow fibers. The liquid is also transported along the hollow fibers.
  • the fiber membrane shown schematically in FIG. 3b can be produced, for example, by bombarding a membrane with argon atoms, so that, analogously to the embodiment according to FIG. 3a, the capillaries 2 run essentially parallel to the electric field E.
  • the outer surface of the fiber is highly hydrophilic and condensation (film formation) takes place on the surface.
  • the liquid is transported along the fiber surface.
  • porous, hydrophilic membranes can also be used (see FIG. 3c). Porous membranes do not have the capillary structure shown in Fig. 3a or 3b, but are characterized by a statistically distributed structure. Examples of this include fabrics (e.g. fleece) or other plastics with an ionogenic side chain.
  • the porous membrane is highly hydrophilic and is flooded with water by condensation, so that the liquid is transported through filled pores.
  • the seat cushion 11 serving as the backrest can be equipped with the dehumidifying device 12, but also and similarly the seat cushion designated in FIG. 2 with reference number 11 '.
  • the present invention is not limited to use for dehumidifying seats or other cushions, mattresses, standing, sitting or lying pads, etc., but is generally suitable for dehumidifying moisture-absorbing objects.
  • the moisture-absorbing layer 13 can also be formed in multiple layers in order to produce a so-called “tandem effect”. That is, between the anode 4 and the cathode 5 there are a plurality of layered absorber layers 13.
  • the present invention is of course not only used to remove or remove moisture, but can also be used in an analogous manner for the targeted moistening of objects. This reversal is readily apparent from the description above.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entfeuchtungseinrichtung für einen feuch­tigkeitsaufnehmenden Gegenstand, insbesondere einen Sitz, sowie ein entsprechendes Verfahren, die bzw. das dadurch gekennzeichnet ist, dass benachbart zu einem feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand mindestens eine feuchtigkeitsauf­nehmende Schicht (13) zur Absorption der an dem Gegenstand auftretenden Feuchtigkeit angeordnet ist, wobei der Schicht (13) unter Verwendung von feuch­tigkeitsdurchlässigen Elektroden (4, 5) ein elektrisches Feld (E) derart überlagert wird, dass die in der Schicht (13) absorbierte Feuchtigkeit durch Elektroosmose von dem Gegenstand wegtransportiert wird.

Description

Entfeuchtungseinrichtung für einen feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand, insbesondere einen Sitz, sowie entsprechendes Verfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entfeuchtungseinrichtung für einen feuch- tigkeitsaufnehmenden Gegenstand, sowie einen Sitz mit entsprechender Entfeuchtungseinrichtung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Entfeuchtung von feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenständen, wie beispielsweise Sitz- oder anderen Polster, Matratzen, Steh-, Sitz- oder Liegeauflagen etc.
Vorkehrungen zur Entfeuchtung von Gegenständen sind in vielen technischen Anwendungsbereichen erforderlich. Als Beispiel sei die Entfeuchtung von Mauern und Fundamenten erwähnt, bei der u. a. das Prinzip der Elektroosmose verwendet wird. In feuchten Mauern steigt Wasser aufgrund der Kapillarwirkung gegen die Schwerkraft nach oben. Zur Trockenlegung feuchter Wände wird mit der Elektro- osmose exakt der gegenteilige Effekt bewirkt. Durch Anlegen einer elektrischen Gleichspannung mit Spannungsgradienten im Bereich einiger V/cm, die für den menschlichen und tierischen Organismus unbedenklich ist, kann eine künstliche Umkehrung der natürlichen Gegebenheiten bewirkt werden. Je nach System, Art und Anordnung der Elektroden wird die Feuchtigkeit in den Fundamentbereich des Gebäudes bzw. in das umliegende Erdreich zurückgedrängt.
Ein ganz anderer Anwendungsbereich ist die Entfeuchtung von Sitzen, Polstern, Matratzen oder anderen Steh-, Sitz- oder Liegeauflagen oder dergleichen, die im privaten oder öffentlichen Bereich verwendet werden. Im privaten Bereich sind hier beispielsweise Fahrzeugsitzpolster zu nennen. Ebenso ist an eine Entfeuchtung von Sitzen in öffentlichen Verkehrsmitteln oder Flugzeugen zu denken, sowie an die Entfeuchtung von Matratzen oder anderen Sitz- oder Liegeauflagen in Krankenhäusern, um nur einige Beispiele zu nennen.
Wenn eine Person beispielsweise einen Fahrzeugsitz benutzt, so bewirkt die durch Transpiration entstehende Feuchtigkeit am Rücken, Gesäß, Oberschenkel usw. eine unangenehme Befeuchtung des Sitzes. Die Feuchtigkeit kann lediglich durch das Sitzpolster selbst abtransportiert werden. Bei konventionellen Sitzen geschieht dies durch passive Diffusion, was jedoch ein sehr langwieriger Prozess ist und nach einer gewissen Zeitdauer zu einer Durchfeuchtung führt, so dass kei- ne weitere Feuchtigkeit abgeführt bzw. aufgenommen werden kann. Somit ist das bekannte Prinzip der passiven Diffusion im Regelfall nicht ausreichend. Bei längerer Benutzung bildet sich sogar ein unangenehmer Feuchtestau, der bis zur Durchnässung der Kleidung führen kann. Andererseits sind Polster mit hohem Feuchteaufnahmevermögen an sich problematisch, da sie schon nach relativ kur- zer Zeit gesättigt sind und danach nur langsam rücktrocknen.
Deshalb sind beispielsweise in der Fahrzeugklasse der Luxuslimousinen seit geraumer Zeit aktiv belüftete Sitze zu finden, bei denen mit Hilfe von integrierten Ventilatoren der Abtransport von Feuchtigkeit erreicht wird. Neben dem hohen konstruktiven sowie finanziellen Aufwand stört hier auch das Lüftergeräusch, die notwendige Perforation des Sitzbezuges sowie die Anreicherung von Staub- und Riechstoffen im Sitz bzw. Sitzbezug.
Somit besteht insbesondere in diesem Anwendungsbereich die Notwendigkeit ei- ner einfachen und effektiven Entfeuchtung.
Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Entfeuchtungseinrichtung für feuchtigkeitsaufnehmende Gegenstände, insbesondere für einen Sitz, sowie ein entsprechendes Verfahren zu schaffen, die bzw. das die Entfeuch- tung von derartigen feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenständen auf einfache apparative Weise wirksam und schnell ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch eine Entfeuchtungseinrichtung gelöst, die sich dadurch auszeichnet, dass benachbart zu einem feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand mindestens eine feuchtigkeitsaufnehmende Schicht zur Absorption der an dem Gegenstand auftretenden Feuchtigkeit angeordnet ist, wobei der Schicht unter Verwendung von feuchtigkeitsdurchlässigen Elektroden ein elektrisches Feld derart überlagert ist, dass die in der Schicht absorbierte Feuchtigkeit durch Elektro- osmose von der Oberfläche des Gegenstandes wegtransportierbar ist. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass sie mit geringem apparativen Aufwand eine effektive und kontinuierliche Entfeuchtung von feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenständen ermöglicht.
Zweckmäßig ist es hierbei, dass die Elektroden jeweils die mindestens eine feuchtigkeitsaufnehmende Schicht sandwichartig umgeben. Dadurch wird vorteilhafter- weise eine dünne Ausgestaltung erzielt, die leicht handhabbar ist und sich problemlos in bestehende Anordnungen integrieren lässt. Diese Schichtstruktur kann z.B. ohne Auftragen unter übliche Sitzbezüge und dergleichen angeordnet werden.
Ferner ist es zweckmäßig, die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht sowie die Elektroden flächig auszubilden und sie im wesentlichen parallel zum feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand verlaufend anzuordnen. Dies führt zu einer großen wirksamen Fläche, so dass die Entfeuchtung über einen möglichst großen Bereich erfolgt. Zudem lässt sich eine derartige flächige Ausgestaltung wiederum einfach handhaben und verarbeiten und somit ohne großen Aufwand in bestehende Strukturen integrieren. Die Schichtstruktur kann beispielsweise durch Auflegen, Anheften, Annähen usw. an dem zu entfeuchtenden Gegenstand angebracht werden.
Ferner ist es vorteilhaft, dass durch eine entsprechende Polung der Elektroden, wobei die zum feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand näher benachbarte Elektrode eine Anode und die andere Elektrode eine Kathode darstellt, ein Feuchtegradient entsteht, der von dem feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand wegweist, so dass die von dem feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand bzw. der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht absorbierte Feuchtigkeit wegtransportiert wird. Gleichzeitig bewirkt der Feuchtegradient bzw. der Wegtransport von Feuchtigkeit, dass die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht weiter Feuchtigkeit aufnehmen kann, die wie- derum durch Elektroosmose an die Kathode abgeführt wird. Dadurch ist ein kontinuierlicher Prozess gewährleistet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Elektroden aus elekt- risch leitendem, porösen, hydrophilen Material, z.B. einem Kohlefasergewebe. Durch die eingewebten Kohlefasern sind die Elektroden elektrisch leitend. Andererseits ermöglicht das Gewebe ein Hindurchtreten der Feuchtigkeit, so dass die an dem zu entfeuchtenden Gegenstand auftretende Feuchtigkeit durch die Anode hindurchtritt und von der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht absorbiert wird. Die in der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht absorbierte Feuchtigkeit wird anschließend durch Elektroosmose an die Kathode weitergeleitet, um dort zu verdunsten oder in anderer Weise abgeführt zu werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die feuchtigkeitsabsorbie- rende Schicht eine hydrophile Membran. Die hydrophile Membran ist vorzugsweise eine Hohlfaser-, Faser- oder Kanalmembran, die eine Vielzahl von im wesentlichen parallel zum elektrischen Feld verlaufenden Kapillaren aufweist. Es werden beispielsweise organische Stoffe verwendet, die zum Einstellen des hydrophilen Charakters mit Schwefelgruppen versetzt sind. Andererseits können Kanalmemb- ranen durch Beschuss von zunächst dichten hydrophilen Membranen mit Argon erzeugt werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist die hydrophile Membran eine poröse Struktur auf. Eine derartige poröse Membran weist im Gegensatz zu einer Hohlfaser- oder Fasermembran keine ausgerichteten Kapillaren auf, sondern zeichnet sich durch eine statistisch verteilte Struktur aus. Poröse Membranen können aus Gewebe, Gewirk, Gestrick oder Vlies (insbesondere „non-woven") sein, etwa quellbarem Kunststoff mit ionogener Seitenkette, (Methyl-)Zellulose oder auch mit polaren Anorganika versetzten Geweben, Gewirken oder Vlies. Besonders zweckmäßig ist es, die Erfindung zur Entfeuchtung von Site- oder anderen Polstern, Matratzen, Steh, Sitz- oder Liegenauflagen oder dergleichen zu verwenden.
Die Aufgabe wird ferner durch einen Sitz mit einer Entfeuchtungseinrichtung gelöst, der sich dadurch auszeichnet, dass mindestens eine feuchtigkeitsaufnehmende Schicht direkt unter dem Sitzbezug eines Polsters angeordnet ist, um die an der Sitzseite des Polsters auftretende Feuchtigkeit zu absorbieren, wobei der Schicht unter Verwendung von feuchtigkeitsdurchlässigen Elektroden ein elektri- sches Feld derart überlagert ist, dass die in der Schicht absorbierte Feuchtigkeit durch Elektroosmose von der Sitzseite zur Rückseite abtransportierbar ist.
Zudem ist es zweckmäßig, die zuvor beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen auch hier entsprechend anzuwenden.
Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Entfeuchten von feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenständen gelöst, das sich dadurch auszeichnet, dass benachbart zu einem feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand mindestens eine feuchtigkeitsabsorbierende Schicht angeordnet wird, die die an dem Gegenstand auftretende Feuchtigkeit absorbiert; und dass der Schicht unter Verwendung von feuchtigkeitsdurchlässigen Elektroden eine elektrisches Feld derart überlagert wird, dass die in der Schicht absorbierte Feuchtigkeit durch Elektroosmose von dem Gegenstand wegtransportiert wird.
Dabei ist es besonders zweckmäßig, dass die Elektroden mit dazwischen angeordneter feuchtigkeitsaufnehmender Schicht im wesentlichen parallel zum feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand angeordnet werden. Dadurch wird ein möglichst großer Bereich des feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstandes entfeuchtet.
Um einen effektiven Abtransport der Feuchtigkeit zu bewirken, ist es erforderlich, dass das elektrische Feld derart angelegt wird, dass die elektrischen Feldlinien von dem zu entfeuchtenden Gegenstand wegweisen. Aufgrund der sandwichartigen Anordnung von Elektroden und feuchtigkeitsaufnehmender Schicht verlaufen die elektrischen Feldlinien auch im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht.
Besonders zweckmäßig ist es, dass die an dem feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand auftretende Feuchtigkeit durch die näher zum Gegenstand benachbarte Elektrode (Anode) hindurchtritt, von der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht absorbiert wird, und aufgrund der Elektroosmose an die andere Elektrode (Kathode) weitergeleitet wird und dort verdunstet oder auf andere Weise abgeführt wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass eine Migration der absorbierten Feuchtigkeit vom Gegenstand weg eingeleitet wird, und durch den entstehenden Feuchtegradienten in der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht weiter Feuchtigkeit aufgenommen werden kann. Die von der Schicht aufgenommene Feuchte wird dann durch Elektroosmose an die weiter vom Gegenstand entfernte Elektrode (Kathode) transportiert, um dort zu verdunsten.
Zum Erzeugen des elektrischen Feldes ist es zweckmäßig, eine Gleichspannung im Spannungsgradientenbereich von einigen V/cm zu wählen. Ein derartiger Spannungsgradient ist für den menschlichen Organismus unschädlich und liegt unterhalb der Spannung, die zu einer Elektrolyse der Flüssigkeit führen würde.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Abbildungen in näheren Einzelheiten erläutert. In denen zeigt:
Fig. 1a, b schematische Darstellungen zur Erläuterung des Funktionsprinzips der Elektroosmose;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Sitzes mit Entfeuchtungsein- richtung; und Fig. 3a - c bevorzugte Ausführungsformen der in der Entfeuchtungseinrichtung verwendeten feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht.
Das Prinzip der Elektroosmose wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläu- tert. Von Elektroosmose spricht man, wenn unter dem Einfluss einer Potentialdifferenz, die zwischen den Stirnflächen einer statischen Membran herrscht, Flüssigkeit durch diese Membran strömt. Dies ist schematisch in Fig. 1a dargestellt, die eine typische Versuchsanordnung zur Messung der Flüssigkeitsbewegung aufgrund von Elektroosmose zeigt. In einem U-Rohr 1, in dessen unterem Teil eine einzelne Kapillare 2 eingeschmolzen ist, befindet sich eine Flüssigkeit 3, vorzugsweise eine wässrige lonenlösung. Die Stirnflächen 4, 5 der Kapillare 2 sind mit einer Gleichspannung beaufschlagt, so dass die elektrischen Feldlinien in Pfeilrichtung E zeigen. D.h. die linke Stirnfläche 4 der in Fig. 1a dargestellten Kapillare 2 stellt eine Anode und die rechte Stirnfläche 5 stellt eine Kathode dar. Nach dem Anlegen der Gleichspannung an die Stirnflächen 4, 5, die nachfolgend allgemein als Elektroden bezeichnet werden, beobachtet man das Strömen der Flüssigkeit 3 durch die Kapillare 2. Der Flüssigkeitspegel steigt im rechten Schenkel des U- Rohres 1 an.
Zur weiteren qualitativen Erläuterung der Elektroosmose ist in Fig. 1b die Kapillare 2 mit entsprechenden Elektroden 4, 5 vergrößert dargestellt. Die Wand der Kapillare ist dabei mit Bezugsziffer 2a bezeichnet und die Flüssigkeit analog zu Fig. 1a mit Bezugsziffer 3. Bekanntlich kommt es an Grenzflächen von zwei Phasen (z.B. fest / flüssig) häufig zu Konzentrationsverschiebungen, was als „Adsorption" be- zeichnet wird. Wie in Fig. 1 b gezeigt, wird an der Festkörperoberfläche 2a bevorzugt eine lonensorte adsorbiert, so dass sich an der Flüssigkeitsseite Gegenionen ansammeln. Dies führt zur Ausbildung einer sogenannten „elektrischen Doppelschicht". Experimentell hat man festgestellt, dass sich die Phase mit der höheren Dielektrizitätskonstante positiv gegenüber der anderen Phase auflädt. Da Wasser eine ausgesprochen hohe Dielektrizitätskonstante (ε = 78,54 bei einer Temperatur von 25°C) hat, ist es im allgemeinen die positiv aufgeladene Phase und die Fest- körperseite die negativ aufgeladene Phase, wie in Fig. 1 b schematisch dargestellt ist. Wird an die Kapillare 2 nun mit Hilfe der Elektroden 4, 5 eine elektrische Gleichspannung angelegt, so wandern die positiv geladenen Ionen (Kationen) mit ihrer Hydrathülle -Wassermoleküle lagern sich aufgrund ihres Dipolcharakters um die Kationen und werden von diesen mitgezogen - im elektrischen Feld E in Richtung Kathode (d.h. in Fig. 1a, b nach rechts). Folglich kommt es effektiv zu einem Transport der Flüssigkeit 3 (über die Hydrathüllen) in Richtung Kathode.
Dieses Prinzip macht sich die vorliegende Erfindung zu Nutze, die im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform in näheren Einzelheiten beschrieben wird. Fig. 2 zeigt einen Sitz 10, beispielsweise einen Fahrzeugsitz, dessen als Rücklehne dienendes Sitzpolster 11 mit einer entsprechenden Einrichtung 12 zur Entfeuchtung des Sitzpolsters 11 ausgestattet ist. Das zu entfeuchtende Sitzpolster 11 weist eine Vorderseite (d.h. Sitzseite) 11a sowie eine Rückseite 11b auf. Setzt sich eine Person auf den Sitz 10, so erfolgt aufgrund der Transpiration der Person eine Durchfeuchtung des Polsters 11 , ausgehend von der Sitzseite 11a. Um eine Entfeuchtung des Polsters 11 zu bewirken, ist die Anordnung 12 vorgesehen, die feuchtedurchlässige Elektroden 4, 5 sowie eine dazwischen liegende feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 13 umfasst. Die Anordnung 12 ist typischerwei- se sandwichartig ausgebildet und im wesentlichen parallel zur Vorderseite 11a des Sitzes verlaufend, vorzugsweise unter dem Sitzbezug 14 angeordnet. Die Elektroden 4, 5 werden derart mit Gleichspannung beaufschlagt, dass der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 13 ein von der Vorderseite 11a zur Rückseite 11b weisendes elektrisches Feld überlagert wird. Dies bedeutet, dass die Elektrode 4, welche zur Vorderseite 11 a näher benachbart ist, eine Anode darstellt, und die andere Elektrode 5 eine Kathode. Aufgrund des elektrischen Feldes mit entsprechender Polarität wird, wie im Zusammenhang mit Fig. 1a und b erläutert, die von der Schicht 13 aufgenommene Feuchtigkeit in Richtung Sitzrückseite 11b transportiert. Der damit verbundene Feuchtigkeitsstrom bewirkt wiederum, dass weiter Feuchtigkeit von der Schicht 13 aufgenommen werden kann, so dass ein kontinuierlicher Prozess in Gang gebracht ist. Die Elektroden 4, 5 bestehen dabei aus feuchtigkeitsdurchlässigem Material, so dass die Feuchtigkeit von der Vorderseite 11a des Polsters 11 durch die Anode 4 hindurchtritt und von der feuchiigkeitsauf- nehmenden Schicht absorbiert wird. Von dort wird die Feuchtigkeit aufgrund der Elektroosmose an die Kathode weitergeleitet, wo sie verdunstet oder auf andere Weise abgeführt wird. Eine Verdunstung wird beispielsweise durch gute Hinterlüftung sowie eine geeignete Ausgestaltung etwa durch eine Kaschierung mit großporigen Schäumen mit eingestellter Hydrophilie erreicht.
Als Elektroden wird beispielsweise ein Textilgewebe aus elektrisch leitenden Koh- lefasern oder elektrisch leitenden Kunststoffen verwendet. Dadurch wird einerseits die elektrische Leitfähigkeit gewährleistet, und andererseits kann Feuchtigkeit leicht durch ein derartiges Gewebe hindurch treten.
Die zwischen den Elektroden 4, 5 angeordnete Absorberschicht 13 ist dabei eine hydrophile Membran. Die Schicht 13 ist beispielsweise eine Hohlfaser- oder Fasermembran, deren Struktur schematisch in Fig. 3a bzw. 3b dargestellt ist. Die Membranen weisen typischerweise eine Vielzahl von Kapillaren 2 auf, wobei die Ausrichtung der Kapillaren im wesentlichen dem Verlauf der elektrischen Feldlinien entspricht. Die abtransportierte Flüssigkeit strömt dabei durch die Kapillaren 2 (Pfeilrichtung). Hohlfasermembranen bestehen z. B. aus organischen Materialien, die zum Erzielen der erforderlichen Hydrophilie mit Schwefelgruppen versetzt sind. Dabei ist insbesondere die innere Oberfläche der Hohlfaser stark hydrophil und Kapillarkondensation von Wasserdampf erfolgt in den Hohlfasern. Ebenso erfolgt der Flüssigkeitstransport entlang der Hohlfasern.
Die in Fig. 3b schematisch dargestellte Fasermembran lässt sich beispielsweise durch Beschuss einer Membrane mit Argonatomen herstellen, so dass analog zur Ausgestaltung nach Fig. 3a die Kapillaren 2 im wesentlichen parallel zum elektrischen Feld E verlaufen. Bei der Fasermembran ist jedoch die äußere Oberfläche der Faser stark hydrophil und Kondensation (Filmbildung) erfolgt auf der Oberfläche. Der Flüssigkeitstransport erfolgt allerdings entlang der Faseroberfläche. Darüber hinaus können auch poröse, hydrophile Membranen verwendet werden (s. Fig. 3c). Poröse Membranen weisen nicht die in Fig. 3a bzw. 3b dargestellte Kapillarstruktur auf, sondern zeichnen sich durch eine statistisch verteilte Struktur aus. Als Beispiel hierfür sind Gewebe (z. B. Vlies) oder andere Kunststoffe mit ionogener Seitenkette zu nennen. Die poröse Membran ist stark hydrophil und wird durch Kondensation mit Wasser geflutet, so dass der Flüssigkeitstransport durch gefüllte Poren erfolgt.
Selbstverständlich kann bei dem in Fig. 2 dargestellten Sitz 10 nicht nur das als Rücklehne dienende Sitzpolster 11 mit der Entfeuchtungseinrichtung 12 ausgestattet sein, sondern ebenso und in gleicherweise das in Fig. 2 mit Bezugsziffer 11' bezeichnete Sitzpolster.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung zur Entfeuchtung von Sitzoder anderen Polstern, Matratzen, Steh-, Sitz- oder Liegeauflagen etc. beschränkt, sondern ist ganz allgemein zur Entfeuchtung feuchtigkeitsaufnehmender Gegenstände geeignet. Dabei kann die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 13 auch mehrlagig ausgebildet sein, um einen sogenannten „Tandemeffekt" hervorzurufen. D.h., zwischen Anode 4 und Kathode 5 sind mehrere, schichtförmig angeordnete Absorberschichten 13 angeordnet.
Abschließend sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht nur zum Ab- bzw. Wegführen von Feuchtigkeit dient, sondern in analoger Weise zum gezielten Befeuchten von Gegenständen verwendet werden kann. Dieser Umkehrschluss ergibt sich ohne weiteres aus der voranstehenden Beschreibung.

Claims

Patentansprüche
1. Entfeuchtungseinrichtung für einen feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu einem feuchtigkeits- aufnehmenden Gegenstand mindestens eine feuchtigkeitsaufnehmende
Schicht (13) zur Absorption der an dem Gegenstand auftretenden Feuchtigkeit angeordnet ist, wobei der Schicht (13) unter Verwendung von feuchtigkeitsdurchlässigen Elektroden (4, 5) ein elektrisches Feld (E) derart überlagert ist, dass die in der Schicht (13) absorbierte Feuchtigkeit durch Elektroosmose von dem Gegenstand weg transportierbar ist.
2. Entfeuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (4, 5) die mindestens eine feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (13) sandwichartig umgeben.
3. Entfeuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (13) und die Elektroden (4, 5) flächig ausgebildet und im wesentlichen parallel zum feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand verlaufend angeordnet sind.
4. Entfeuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zum feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand näher benachbarte Elektrode (4) eine Anode und die andere Elektrode (5) eine Kathode ist.
5. Entfeuchtungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (4, 5) aus elektrisch leitendem, porösen, hydrophilen Material bestehen.
6. Entfeuchtungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (4, 5) aus einem Kohlefasergewebe bestehen.
7. Entfeuchtungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (13) eine hydrophile Membran ist.
8. Entfeuchtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophile Membran eine Hohlfaser- oder Fasermembran ist, die eine Vielzahl von im wesentlichen parallel zum elektrischen Feld (E) verlaufenden Kapillaren (2) aufweist.
9. Entfeuchtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophile Membran eine poröse Struktur aufweist.
10. Entfeuchtungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophile, poröse Membran aus Gewebe, Flies oder Kunststoffmaterial besteht.
1 1.Verwendung der Entfeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in Sitz- oder anderen Polstern, Matratzen oder anderen feuchtigkeits- aufnehmenden Steh-, Sitz- oder Liegeauflagen oder dergleichen.
12. Sitz mit einer Entfeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die mindestens eine feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (13) unter einem Sitzbezug (14) eines Polsters (11 ) angeordnet ist, um an der Sitzsei- te (1 1 a) des Polsters (11 ) auftretende Feuchtigkeit zu absorbieren, und wobei die in der Schicht (13) absorbierte Feuchtigkeit durch die aufgrund des elektrischen Feldes (E) hervorgerufene Elektroosmose von der Sitzseite (1 1 a) zur Rückseite (11 b) abtransportierbar ist.
13. Verfahren zum Entfeuchten von feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu einem feuchtigkeits- aufnehmenden Gegenstand mindestens eine feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (13) angeordnet wird, die die an dem Gegenstand auftretende Feuchtigkeit absorbiert; und dass der Schicht (13) unter Verwendung von feuchtigkeitsdurchlässigen Elektroden (4, 5) ein elektrisches Feld (E) derart überlagert wird, dass die in der Schicht (13) absorbierte Feuchtigkeit durch
Elektroosmose von dem Gegenstand wegtransportiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (4, 5) mit dazwischen angeordneter feuchtigkeitsaufnehmender Schicht (13) im wesentlichen parallel zum feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand angeordnet werden.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die
Elektroden (4, 5) derart gepolt werden, dass die elektrischen Feldlinien von dem feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand wegweisen.
16. Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem feuchtigkeitsaufnehmenden Gegenstand auftretende Feuchtigkeit durch die näher zum Gegenstand benachbarte Elektrode (4) hindurch- tritt, von der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht (13) absorbiert wird, und aufgrund der Elektroosmose an die andere Elektrode (5) weitergeleitet wird und dort verdunstet oder auf andere Weise abgeführt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (4, 5) mit einer Gleichspannung mit Spannungsgradienten von einigen V/cm beaufschlagt werden.
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