適于惡劣環(huán)境的含有金屬絲的電熱織物制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種適于惡劣環(huán)境的含有金屬絲的電熱織物，其主體由紗線紡織而成，所述主體中設(shè)有由能夠通電發(fā)熱的金屬絲構(gòu)成的電通道，所述織物表面可以根據(jù)需要設(shè)置各種功能層。本發(fā)明專利技術(shù)的電熱織物具有較高的機(jī)械性能和電熱性能，并能夠有效防水，耐高溫和低溫，適用于各種惡劣的環(huán)境，并且內(nèi)部導(dǎo)電性能好，電阻小，可以通過調(diào)節(jié)織物的張緊程度或壓實(shí)程度有效地調(diào)節(jié)織物的電特性和發(fā)熱特性，適應(yīng)于各種室外場(chǎng)合下的設(shè)備保溫和加熱，特別是鐵軌等長距離的電熱除雪、除冰。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種電熱織物，尤其是一種能夠適用于惡劣環(huán)境的含有金屬絲的電熱織物。
技術(shù)介紹
目前常見的電熱元件為金屬電熱絲，通常可以采用螺旋結(jié)構(gòu)，其外面可以包裹有用于防護(hù)和/或絕緣的織物外皮，將這種金屬電熱絲鋪設(shè)在織物夾層中間，就形成電熱毯之類的平面電熱產(chǎn)品，這種電熱產(chǎn)品的缺陷是:(I)由于導(dǎo)電和發(fā)熱集中在電熱絲上，產(chǎn)品的其他部分不導(dǎo)電、不發(fā)熱，因此不僅發(fā)熱不均勻，而且電熱絲本身的發(fā)熱量較高，易于導(dǎo)致電熱絲附近局部的高溫老化甚至燒毀；(2)由于電熱絲必須預(yù)先按照所需的樣式鋪設(shè)好，產(chǎn)品制成后不可以任意的剪裁和拼接，同時(shí)還由于織物與電熱絲相互分離，因此使用不方便；(3)由于采用中間設(shè)有電熱絲的夾層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，并且厚度大，占用空間多；(4)由于電熱絲易于損壞，絕緣要求高，并且同織物夾層的物理參數(shù)不一致，不適應(yīng)惡劣環(huán)境或溫度變化較大的室外環(huán)境使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本專利技術(shù)的目的在于提供一種適于惡劣環(huán)境的含有金屬絲的電熱織物，這種織物結(jié)構(gòu)簡單，發(fā)熱均勻，厚度小，絕緣要求低，適應(yīng)于室外惡劣環(huán)境下的加熱和保溫。本專利技術(shù)采用的主要技術(shù)方案是: 一種適于惡劣環(huán)境的含有金屬絲的電熱織物,其主體由紗線紡織而成,所述主體中設(shè)有由能夠通電發(fā)熱的金屬絲構(gòu)成的電通道。優(yōu)選地，所述主體中設(shè)置金屬絲的方式為將由金屬絲制成的金屬絲發(fā)熱絲紡織在所屬主體中或者所述部分或全部紗線中含有金屬絲。所述金屬絲發(fā)熱絲為金屬絲長絲，或者所述金屬絲發(fā)熱絲由金屬絲長絲紡制或者有金屬絲長絲與其他紗/絲紡制而成，含有金屬絲的所述紗線為以金屬絲短絲或者金屬絲短絲與其他纖維的混合物為原料紡成的紗線，或者含有金屬絲的所述紗線為由金屬絲長絲與原料中含有和/或不含有金屬絲短絲的其他紗捻成的紗線。優(yōu)選地，所述金屬絲包括金屬纖維，優(yōu)選為進(jìn)行過螺旋化處理的金屬纖維。所述金屬纖維可以為下列中的一種或幾種的混合:純金屬纖維，成型后的純金屬纖維外包覆有導(dǎo)電層或不導(dǎo)電層的金屬芯復(fù)合纖維，在成型后的其他纖維外包覆金屬層的金屬膜復(fù)合纖維，混雜有其他材料的金屬纖維。優(yōu)選地，所述金屬絲短絲相互立體交織形成所述電通道或形成所述電通道的一部分，所述金屬絲上設(shè)有螺旋結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，上述任意一種所述的適于惡劣環(huán)境的含有金屬絲的電熱織物中，所述主體上設(shè)有用于連接外接電源的電連接件，所述電連接件與所述電通道電連接。所述織物表面設(shè)有用于將織物膠接在該織物要加熱的物體上的膠接層，例如可以是磁粉涂層。所述織物表面還可以設(shè)有下列中的任意一種、幾種或全部功能層:耐磨涂層、耐壓涂層、防水涂層、耐低溫涂層、耐高溫涂層、電絕緣層、導(dǎo)熱層和隔熱層。優(yōu)選地，所述隔熱層與膠接層分別設(shè)于所述織物的兩個(gè)不同表面，例如可以分別設(shè)于織物的正反面。優(yōu)選地，上述任意一種所述的適于惡劣環(huán)境的含有金屬絲的電熱織物，所述織物中構(gòu)成所述電通道的金屬絲含量不低于30wt%。本專利技術(shù)的有益效果是: 本專利技術(shù)將導(dǎo)熱的金屬絲直接包含在織物中，不需設(shè)置夾層，也無需設(shè)置獨(dú)立的電加熱元件，因此簡化了結(jié)構(gòu)，減小了厚度，并且可以根據(jù)實(shí)際需要任意剪裁和拼接，因此極大的方便了使用；由于金屬絲的導(dǎo)電性能好，電阻小，因此其發(fā)熱部分主要集中在金屬絲之間的接觸點(diǎn)上，由此可以通過金屬絲的優(yōu)良導(dǎo)電特性更好地實(shí)現(xiàn)長距離的使用，并且還可以通過調(diào)節(jié)織物的張緊程度或壓實(shí)程度有效地調(diào)節(jié)織物中金屬絲之間的接觸點(diǎn)數(shù)量和接觸點(diǎn)壓力，進(jìn)而調(diào)節(jié)織物的電特性和發(fā)熱特性。由于在不同的金屬絲結(jié)構(gòu)和金屬絲混入比例的情況下會(huì)產(chǎn)生不同的導(dǎo)電和發(fā)熱特性，因此可以在基本上不改變生產(chǎn)工藝的前提下通過簡單的配比調(diào)節(jié)生產(chǎn)出各種不同電性能的產(chǎn)品；由于可以通過特定的電通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得電熱織物的電熱轉(zhuǎn)化率高達(dá)98%以上，正反兩面的最大溫差超過80°C，尤其是采用金屬絲短絲/短碳纖維混合的方式時(shí)，不僅可以在織物中形成立體交織的網(wǎng)絡(luò)狀電通道，并且，溫度越低的情況下該電通道的電阻越小，在同樣的外接電源下通電電流越大，發(fā)熱量越高，特別是這種由金屬絲短絲/短碳纖維立體交織的電通道在一定的臨界溫度范圍下的電阻可以隨溫度快速變化，可以通過適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置，使得織物在較高的溫度下(例如0°C以上)電阻相對(duì)較大，而在較低的溫度下(例如0°C以下)的電阻相對(duì)較小，以保證織物在低溫條件下具有較高的通電發(fā)熱效率，并兼顧高溫條件下的安全性；由于導(dǎo)電發(fā)熱的金屬絲分散在整個(gè)織物主體中，局部的短路或斷路并不影響織物整體的導(dǎo)電性，也不會(huì)同外部物體之間產(chǎn)生過大的短路電流，即使假設(shè)因某種原因出現(xiàn)了局部過大的電流，也會(huì)因金屬絲之間的相應(yīng)接觸點(diǎn)熔斷等原因而迅速斷開，因此絕緣要求低，電安全性好；并且，由于還可以輔以各種功能層的設(shè)置，使本專利技術(shù)的電熱織物可以適用于各種惡劣的環(huán)境，并可以根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境選擇功能層的具體設(shè)置方式，以保證電熱織物較高的使用安全性和較長的使用壽命。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的一種織物組織的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本專利技術(shù)的一種電通道的結(jié)構(gòu)示意圖(混合有短碳纖維和/或金屬絲短絲，不含有金屬絲長絲和長碳纖維)； 圖3是本專利技術(shù)的另一種電通道的結(jié)構(gòu)示意圖(混合有金屬絲長絲和/或長碳纖維，還混和有金屬絲短絲和/或短碳纖維)； 圖4是本專利技術(shù)的第三種電通道的結(jié)構(gòu)示意圖(混合有金屬絲長絲和/或長碳纖維)。具體實(shí)施方式為了更好的解釋本專利技術(shù)，以便更好的理解，下面結(jié)合附圖通過具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行更詳細(xì)的描述。參見圖1至圖4，本專利技術(shù)提供了一種適于惡劣環(huán)境的含有金屬絲的電熱織物，其主體由紗線紡織而成，所述主體中設(shè)有由能夠通電發(fā)熱的金屬絲構(gòu)成的電通道。所述主體中設(shè)置金屬絲的方式為將由金屬絲制成的金屬絲發(fā)熱絲紡織在所屬主體中或者所述部分或全部紗線中含有金屬絲。優(yōu)選地，所述金屬絲在織物中構(gòu)成立體交織的電通道，以保證織物中的電通道具有良好的導(dǎo)電性能，織物本身組織可以保證電通道具有一定的強(qiáng)度和伸縮性能，避免織物在安裝、使用過程中由外力造成的破壞，尤其是避免了電通道被破壞時(shí)對(duì)織物的導(dǎo)電性能和發(fā)熱性能造成的嚴(yán)重影響。所述織物可以為三維織物。當(dāng)織物用于鐵軌的除雪、除冰時(shí)，由于織物長期處于室外環(huán)境中，因此，其外界環(huán)境惡劣，尤其是溫度變化較大。特別是，降雪后的環(huán)境溫度通常較低，而通電后特別是在夏季太陽照射下織物的溫度則較高，設(shè)置了織物的鐵軌容易因熱脹冷縮導(dǎo)致體積發(fā)生較大變化，進(jìn)而有可能造成織物中導(dǎo)電通道的損壞，而該種“立體交織的電通道”的結(jié)構(gòu)設(shè)置有利于提高織物的強(qiáng)度和伸縮性能，避免因溫差較大而導(dǎo)致其損壞。另外，立體交織的電通道具有較強(qiáng)的抗損能力，由于這種通道是由數(shù)量巨大的碳纖維相互搭接而成的，構(gòu)成了數(shù)量巨大的錯(cuò)綜復(fù)雜的導(dǎo)電支路，當(dāng)其中的部分支路出現(xiàn)短路、斷路等損壞時(shí)基本不會(huì)影響整體的導(dǎo)電能力和發(fā)熱能力，避免了簡單的電路結(jié)構(gòu)容易因一點(diǎn)損壞導(dǎo)致整體無法使用的弊端，尤其是對(duì)于線路極長的鐵軌而言，為了避免中間斷電導(dǎo)致串聯(lián)的電路完全停用的問題，通常需要在較長距離內(nèi)設(shè)置多個(gè)供電電源或并聯(lián)支路，其成本較高，維護(hù)困難，而采用立體交織的電通道有效解決了該問題，使得其只需簡單鋪設(shè)即可，可以有效避免該問題導(dǎo)致的故障，尤其是鋪設(shè)距離長時(shí)，其優(yōu)勢(shì)更加明顯。另外，由于金屬絲之間的電連接是通過金屬絲表面的相互接觸實(shí)現(xiàn)的，并且這種接觸點(diǎn)的數(shù)量巨大，任何局部同外界的斷路所形成的電壓降都本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種適于惡劣環(huán)境的含有金屬絲的電熱織物，其主體由紗線紡織而成，其特征在于所述主體中設(shè)有由能夠通電發(fā)熱的金屬絲構(gòu)成的電通道。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉燕波，石立紅，于梅，曹軍慶，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京光華紡織集團(tuán)有限公司，北京京冠毛巾有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：