CN110863294A - 间隔针织物和该间隔针织物的应用 - Google Patents

间隔针织物和该间隔针织物的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种间隔针织物，间隔针织物具有两个针织物层(1)和使针织物层(1)相连接的间隔纱线(2a、2b)，其中，针织物层(1)至少部分地由金属绞合线构成并且间隔纱线(2a)的至少一部分由金属绞合线构成。根据本发明，两个针织物层(1)具有金属绞合线，金属绞合线布置成，在两个针织物层(1)上通过金属绞合线提供面状的电和热传导部，其中，针织物层(1)通过由金属绞合线构成的间隔纱线(2a、2b)导电地且导热地相互连接。本发明还涉及这种间隔针织物的应用。

Description

间隔针织物和该间隔针织物的应用
技术领域
本发明涉及一种间隔针织物，间隔针织物具有两个针织物层和使针织物层相连接的间隔纱线，其中，针织物层至少部分地由金属绞合线构成并且间隔纱线的至少一部分由金属绞合线构成。本发明的主题此外是这种间隔针织物的应用。
背景技术
间隔针织物的突出之处在于轻的、透气的结构，其中，由于在两个针织物层之间延伸的间隔纱线，间隔针织物在其厚度的方向上通常具有弹性。由于这种性能，间隔针织物常常作为软的、弹性的且实现空气循环的层设置在软垫、室内装潢、服装或鞋类中。从专利文献DE 90 16 062 U1中已知传统的间隔针织物。
除了这种在消费品领域中的传统应用，间隔针织物常常也作为工程纺织物用于非常专门的应用情形。即，间隔针织物也应用在汽车领域中，例如用于在座椅覆面下方的空调座椅，其中，尽管整体上单位面积重量小，间隔针织物还是由于其缓冲性能和非常好的回弹性能而实现了良好的轮廓匹配。
另一已知的应用情形是提供加热功能或传感器功能，为此，将金属丝且尤其是绞合线制入纺织的结构中。从专利文献DE 19 903 070 A1、DE 10 2008 034 937 A1、DE 102006 038 611 A1和DE 10 2009 013 250 B3中已知相应的设计方案。
根据专利文献DE 10 2015 114 778 A1，为了加热目的，提出如下间隔针织物，即，在其中，面状的针织物层的导电纱线由设有导电覆层的塑料单丝捻线构成。单丝捻线具有的优点是，尽管单个单丝的导电的且尤其是金属的覆层，单丝捻线还是能相对良好地运动，并且由此实现了在针织过程中的处理。导电的纱线布置在两个面状的针织物层中的通常面对用户的针织物层中。
最后，从专利文献DE 10 2006 038 612 A1中已知这种类型的间隔针织物。该间隔针织物也设置成用于用作座椅加热元件，其中，针织物层可完全由作为导电纱线的金属绞合线构成。可选地，也可以是间隔纱线的一部分由金属绞合线构成，然而其中间隔纱线优选地设有绝缘部。
在实践中未实施设置成座椅加热元件的间隔针织物。为了实现以电阻加热的方式的期望的加热作用，在完全由金属绞合线制成的针织物层的设计方案中，比电阻过低，从而在输送线路中以及在接触部位上不能忽略不期望的能量和热损失。此外，由于高的金属份额，材料成本非常高并且相对于其它以上所述的用于座椅加热的间隔针织物(其仅仅具有一部分金属纱线和/或被涂层的塑料纱线)在经济性上没有竞争力。
发明内容
在该背景下，本发明的目的是，提供一种具有更广泛的应用和使用范围的间隔针织物。此外，也应给出优选的应用方案。
根据权利要求1所述的间隔针织物以及根据权利要求11所述的应用方案是本发明的主题和该目的的解决方案。
从这种类型的、仅仅设置用于根据电阻加热的形式进行座椅加热的间隔针织物出发，根据本发明规定，两个针织物层具有金属绞合线，所述金属绞合线布置成，使得在两个针织物层上通过金属绞合线提供面状的电的和热的传导部，其中，针织物层利用由金属绞合线构成的间隔纱线导电地且导热地相互连接。
虽然在设置用于座椅加热的间隔针织物中加热背离用户的针织物层是不适宜的并且在导电的设计方案中甚至进一步降低了本来就过小的电阻，然而在本发明的范围中，最优的导电能力和导热能力尤其也在厚度方向上非常重要。在此，在本发明的范围中，为了热和/或电的传导，(与电阻加热相反地)间隔针织物应具有尽可能小的电阻。
根据本发明，金属绞合线如此布置在针织物层中，使得通过直接的金属接触得到面状的电的和热的传导部。这指的是，在针织物层的任意两个存在金属绞合线的部位之间，通过直接的金属接触实现电的和热的传导。因此，在针织物层中，这种传导可沿着生产方向、横向以及相对于横向任意倾斜地实现，就此而言，传导部也可被认为是平的或基本上平的。显然，如通常的纱线那样处理金属绞合线，从而(如在针织物中通常的那样)在单个的毛圈上保留开口和间隙，于是，在开口和间隙上在内部显然不通过直接接触传输热和电流。在简化考虑时，金属绞合线至少如此布置在两个针织物层中，使得在相应的平面中形成一种格栅或网。
尤其优选地规定，两个针织物层完全由金属绞合线构成。
通过使用由多个单金属丝构成的金属绞合线，实现通过形成毛圈制造间隔针织物，而在针织过程中不能或不能经济性地处理具有相同横截面的单个金属丝(例如金属绞合线)。
由于两个针织物层和间隔纱线至少部分地由金属绞合线构成，整体上得到通常至少按重量计算70％且优选地至少按重量计算80％的非常高的金属份额。典型地，单位面积重量在0.25kg/m2(千克每平方米)至2.5kg/m2之间。尤其是，单位面积重量可在1kg/m2和2kg/m2之间，例如约为1.8kg/m2。通过直至100％的高的金属份额和高的单位面积重量，也得到相对高的制造成本。
在良好的导热和/或导电能力方面，作为用于金属绞合线的材料，可设置铜或铜合金。铜合金是具有铜作为主要组成部分和其它以不同混合比例的金属或半金属的合金。例如，已知的铜合金是青铜(铜-锡)和黄铜(铜-锌)。与纯的或基本上纯的铜相反地，铜合金通常具有较差的传导性。然而，恰好在形成用于根据本发明设置的金属绞合线的尤其细的金属丝方面，铜合金是适宜的。为了更好的可读性，下面仅仅使用术语铜，于是，其中铜始终理解为包括铜合金。以下参考铜自身描述的性能的优点通常(至少在一定程度上)也适用于通常的铜合金。
根据本发明的一种尤其优选的设计方案，金属绞合线由适宜地镀锡的由铜制成的单金属丝组成。铜的突出特点在于非常好的导热和导电能力，并且与更贵的金属、例如银和金相比成本适宜。如果附加地为金属绞合线的单金属丝镀锡，还得到非常好的防腐蚀保护。此外，金属绞合线也可(如以下详细描述的那样)以尤其简单的方式焊接。
根据本发明的一种优选的改进方案规定，一方面两个针织物层中的每一个并且另一方面间隔纱线分别利用两个梳栉构成。于是，在这种设计方案的范围中，在五个梳栉上处理金属绞合线。
根据本发明的另一方面，优选地间隔纱线的第一部分由金属绞合线构成并且间隔纱线的第二部分由聚合的单丝捻线构成，以实现期望的回弹性能。虽然作为间隔纱线的第一部分的金属绞合线在压力加载下不产生或产生仅仅小的回弹的弹性，然而通过聚合的单丝捻线实现对于间隔针织物来说典型的在厚度方向上的弹性回弹的性能。当一方面单丝捻线并且另一方面金属绞合线在不同的梳栉上被处理从而相应的梳栉完全被装载单丝捻线或金属绞合线时，制造是尤其简单的。
于是，在这种设计方案的范围中，由金属绞合线构成的间隔纱线的密度与由单丝捻线组成的间隔纱线的密度的比例是1：1。在此，不是指金属以及塑料的材料密度，而是间隔纱线的密度，即，相对于预设的单位面积的间隔纱线的数量。
然而，原则上，其它密度比例也是可行的，例如在3:1至1:3之间，于是，为此或是可利用附加的梳栉加工，在单个梳栉上去除纱线和/或在梳栉上分别输送不同的纱线。
优选地，单丝捻线可具有在50μm至300μm之间的直径。作为材料，聚酯、且尤其是聚对苯二酸乙二酯(PET)是合适的，但是其中，也可考虑其它材料，例如聚酰胺。
根据本发明，由金属绞合线构成间隔纱线电地且热地与两个优选地完全由金属绞合线构成的针织物层相连接。由于由金属绞合线构成的单个纱线或绳通过编织过程相互缠绕，为此足够的是，单个纱线或绳是暴露的且不绝缘，并且由此仅仅通过彼此的贴合实现电接触和热接触。
金属绞合线典型地具有在5至15个之间的单金属丝，单金属丝分别具有在15μm至100μm之间的直径。
如以下还将描述的那样，间隔针织物特别适合作为导热层，该导热层设置成用于导出热并且尤其是连接到电组件上。于是，不仅间隔针织物的敞开的结构而且间隔针织物的可压缩性可以尤其有利的方式用于热传输和热导出。
典型地，间隔针织物的厚度在2mm至20mm之间，但是其中，刚好在间隔针织物作为冷却体的形式的应用中，可毫无问题地实现更大的厚度。
本发明的主题同样是以上描述的间隔针织物作为导热层的应用，导热层连接到电组件上以用于导出热。通常，间隔针织物以针织物层中的一个面状地连接到待冷却的电组件上，其中，间隔针织物或是仅仅贴靠在待冷却的电组件上，或是优选地与电组件材料锁合地相连接。在此，为了材料锁合的连接，可设置连接介质，其中，适合的是常见的粘合剂或在良好导热方面优选的导热胶或焊料(焊锡)。在使用金属的焊料时，也实现良好的电接触，其中，为了导电连接，导电的粘合剂和膏也是已知的。
当将间隔针织物连接到电组件上以用于导出热时，根据这种应用的一种优选的改进方案，间隔针织物例如导热地布置在壳体和电组件之间的间隙中，由此跨接该间隙。于是，间隔针织物因此也可用于补偿制造引起的公差并且能实现经由包围的壳体最优地冷却电组件。
按照根据本发明的应用的一种备选的改进方案，间隔针织物作为冷却体连接到作为电组件的电子构件上。通常，用于电子构件的常见的冷却体构造成铣削件或压铸件，其中，通过冷却肋部提供尽可能大的表面。通过根据本发明的间隔针织物，在用作冷却体时，可实现具有相对小的重量的尤其大的表面，其中，也还改善了流体流、尤其是空气流的可穿流性。总地来说，在用作电构件的冷却体的应用中，根据本发明的间隔针织物不仅有利于重量降低而且有利于成本降低。
当间隔针织物被空气流加载时，可实现尤其良好的冷却、也就是说与周围环境的热交换。因此，可由通风器向间隔针织物吹风或者将间隔针织物以合适的方式定位在空气流中。此外，也可行的是，将通风器连接到间隔针织物上，于是其中，甚至通过间隔针织物的弹簧弹性的性能在一定程度上缓冲通风器的冲击。由此，刚好在恶劣的应用条件下可显著延长通风器的使用寿命。
如以上已经解释的那样，在使用由镀锡的单金属丝制成的金属绞合线时，可通过焊接实现尤其可靠地且传导良好的连接。在许多情况中甚至可接受的是，在这种热负载下聚合的单丝捻线至少部分地熔化并且被破坏。如果仅仅单个的部分区域被焊接并且暴露在高的热负载下，单丝捻线至少保留在剩余的区域上并且在此处还能保证弹性的性能。在单丝捻线由于焊接或其它方式的温度输入而面状地或整个面被破坏时，聚合的单丝捻线至少用作一种输送保护或装配辅助，直至被焊接。
除了作为连接到电组件上以导出热的导热层的优选的应用，也可实现其它应用情形。例如，也可利用间隔针织物的良好的导电性，其中，(与电阻加热相反地)刚好在间隔针织物自身上不应出现损失。例如，间隔针织物可设置成弹性的且柔性的电接触层。此外，也可期望的是，间隔针织物用于接地和/或屏蔽。
附图说明
下面根据仅仅示出实施例的附图解释本发明。其中：
图1示出了根据本发明的间隔针织物的外观，
图2示出了根据本发明的间隔针织物的间隔纱线的部分视图，
图3示出了具有壳体、电组件和作为导热的中间层的间隔针织物的***，
图4示出了具有作为冷却体的间隔针织物的、作为电组件的电子构件。
具体实施方式
图1示出了一种间隔针织物，该间隔针织物具有两个针织物层1和使针织物层1相连接的间隔纱线2a、2b，其中，两个针织物层1完全由金属绞合线构成并且间隔纱线2a的第一部分由金属绞合线构成。由此，提供三维的、良好地导热且导电的组织，其中，不仅面状地在两个针织物层1上而且通过间隔纱线2a的第一部分在厚度方向上确保传导性。通过以下方式实现间隔纱线2a的第一部分与针织物层1的导热的且导电的连接，即，以暴露的且未绝缘的方式提供金属绞合线并且通过形成毛圈而弯折的金属绞合线的纱线或绳彼此贴靠。
尤其是在图2中可看出，除了间隔纱线的第一部分2a之外，设置间隔纱线的第二部分2b，间隔纱线的第二部分由聚合的单丝捻线构成。通过聚合的单丝捻线，实现弹性的性能，该弹性的性能保持两个针织物层1间隔开。
在图1中示出，优选地相同地构造的针织物层1具有开口3，开口分别由多个毛圈构成。通过开口3实现尤其敞开的且透气的结构。
金属绞合线例如可具有在5至15个之间的、在该实施例中7个单金属丝，其中，直径典型地在15μm、至100μm之间，例如可约为70μm。尤其优选地，金属绞合线由铜制成的镀锡的单金属丝构成，由此，在相对低的生产成本下得到尤其好的导热性。通过由锡制成的护皮，也可简单地焊接由铜制成的单金属丝。形成间隔纱线的第二部分2b的聚合的单丝捻线可由聚酯、尤其是聚对苯二酸乙二酯(PET)构成并且通常具有在50μm至300μm之间的直径。
在图1中示出的间隔针织物利用总共六个梳栉构成，其中，分别两个梳栉被配设给两个针织物层1和间隔纱线2a、2b。因此，为间隔纱线的第一部分2a和间隔纱线的第二部分2b配设不同的梳栉，从而在完全占用梳栉时，得到间隔纱线2a、2b的1:1的密度比例。
间隔针织物的厚度例如可在2mm至20mm之间。
图3示出了间隔针织物作为导热层的应用，导热层连接到电组件4a上以导出热。具体地，间隔针织物导热地连接在壳体壁6和电组件4a之间的间隙5中，从而能以热的方式跨接不同的间隙尺寸。
电组件4a例如可为蓄电池模块，马达或类似物。
图4示出了根据本发明的间隔针织物作为冷却体的备选的应用，冷却体连接到作为电组件4b的电子构件上。此时，间隔针织物替代基本上实心的、设有肋部的金属冷却体，金属冷却体通常通过压铸或通过铣削制成。在所示出的实施例中，为了利用空气流加载作为冷却体的间隔针织物，设有通风器7，通风器与作为电组件4b的电子构件相对地布置在间隔针织物上。于是，得到附加的优点是，通过间隔针织物的弹性性能也以一定的程度保护通风器7以防振动或冲击。
间隔针织物通过连接介质8与电组件4b材料锁合地相连接。作为连接介质8，例如可考虑粘合剂、导热膏或金属焊料。此时得到的优点是，在由镀锡的单金属丝制成的金属绞合线的设计方案中，简单地实现利用金属焊料焊接，其中，实现尤其可靠的且持久的连接，该连接不仅能导热而且能导电。

Claims (16)

1.一种间隔针织物，所述间隔针织物具有两个针织物层(1)和使各针织物层(1)相连接的间隔纱线，其中，针织物层(1)至少部分地由金属绞合线构成并且间隔纱线的至少一部分(2a)由金属绞合线构成，其特征在于，两个针织物层(1)具有金属绞合线，所述金属绞合线布置成，使得在两个针织物层(1)上通过金属绞合线提供面状的电和热传导部，其中，针织物层(1)利用由金属绞合线构成的间隔纱线(2a、2b)导电地且导热地连接。
2.如权利要求1所述的间隔针织物，其特征在于，两个针织物层(1)完全由金属绞合线构成。
3.如权利要求1或2所述的间隔针织物，其特征在于，所述金属绞合线由优选地镀锡的、由铜或铜合金制成的单金属丝构成。
4.如权利要求1至3中任一项所述的间隔针织物，其特征在于，一方面各针织物层(1)中的每一个并且另一方面间隔纱线(2a、2b)分别利用两个梳栉构成。
5.如权利要求1至4中任一项所述的间隔针织物，其特征在于，所述间隔纱线的第一部分(2a)由金属绞合线构成并且所述间隔纱线的第二部分(2b)由聚合的单丝捻线构成。
6.如权利要求5所述的间隔针织物，其特征在于，所述单丝捻线具有在50μm至300μm之间的直径。
7.如权利要求5或6所述的间隔针织物，其特征在于，所述单丝捻线由聚酯、尤其是聚对苯二酸乙二酯(PET)构成。
8.如权利要求1至7中任一项所述的间隔针织物，其特征在于，所述金属绞合线具有在5至15个之间的单金属丝，所述单金属丝分别具有在15μm至100μm之间的直径。
9.如权利要求1至8中任一项所述的间隔针织物，其特征在于，厚度在2mm至20mm之间。
10.如权利要求1至9中任一项所述的间隔针织物，其特征在于，单位面积重量在0.25kg/m2至2.5kg/m2之间。
11.一种如权利要求1至10中任一项所述的间隔针织物作为导热层的应用，所述导热层连接到电组件(4a、4b)上以用于导出热。
12.如权利要求11所述的应用，其中，所述间隔针织物导热地布置在壳体壁(6)和电组件(4a)之间的间隙(5)中。
13.如权利要求11所述的应用，其中，所述间隔针织物作为冷却体连接到作为电组件(4b)的电子构件上。
14.如权利要求13所述的应用，其中，利用流体流加载所述间隔针织物。
15.如权利要求14所述的应用，其中，通风器(7)连接到所述间隔针织物上。
16.如权利要求11至15中任一项所述的应用，其中，所述间隔针织物与所述电组件(4b)利用连接介质(8)材料锁合地相互连接。
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