专利名称：带有合适的润滑剂的用于汽车座椅加热的股绳的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括一束或者多束金属纤维的、用于汽车座椅加热的股绳并且涉 及其各种用途。
背景技术：
包括一束或多束金属纤维的股绳是已知的。在这方面，例如可以参见 W0-A-2006/120045。这种股绳例如应用于车辆座椅加热系统或者可加热的织物中。在这些 应用中，股绳用作电阻并且在使用中提供有电流，以获得所需的加热效果。在这种股绳的许 多应用中，股绳经受不同的应力和/或应变状态。特别是，所述股绳可以在拉伸和/或弯曲 或扭转应力下被重复地加载，例如，当应用在汽车座椅加热装置中时。当重复地经受这种应 力时，股绳的金属纤维可能断裂，最终引起股绳的失效。因此，股绳可能不再提供其例如在 汽车座椅加热装置中作为加热元件的功能。总体而言，希望增加系统或部件的使用寿命。在应用包括多束金属纤维的股绳的 情况中，股绳的使用寿命受其对重复弯曲的抵抗性(其通常称为挠曲寿命)的影响。因此， 为了增加包括一束或多束金属纤维的股绳的使用寿命，本发明的目的是设计一种对弯曲和 /或腐蚀和/或磨损具有增强的抵抗性的股绳，所述增强的抵抗性被称为增加的挠曲寿命。 在本发明的意思内，挠曲寿命将被理解为“在重复弯曲的条件下股绳对于破裂的抵抗性”。
发明内容
根据本发明，通过用于汽车座椅加热的、包括一个或多个束的股绳来实现该目的， 每束包括至少十根金属纤维，优选至少三十根金属纤维，所述股绳被加捻，其特征在于，所 述股绳包括溶剂型润滑剂，所述润滑剂包括聚合物粘合剂和固体微粒。施加润滑剂可使得摩擦系数减小。因而，润滑剂例如被用于降低螺旋间的摩擦。 US2977748描述了一种润滑的含铁钢索(ferrous wirerope)，其中每条钢索被设置有润滑 剂。还已知例如将油型润滑剂施加到金属纤维股绳以降低其摩擦系数。在这方面，可以注 意到的是当施加油型润滑剂时，已经观察到挠曲寿命增加了约50%。然而，为了用于汽车座椅加热，优选避免使用油型润滑剂，这是因为其例如可能造 成刺激皮肤或在车中乘客的衣服中造成污点。因此，在本发明中，使用了一种被发现有利于在汽车座椅加热中施加的特别的润 滑剂。除了有利于用于汽车座椅加热外，已经发现，使用所选择的润滑剂使得股绳的挠曲寿 命显著增加。施加油型润滑剂也增加挠曲寿命。然而，如在本发明中，当施加包含有聚合物粘合 剂和固体微粒的溶剂型润滑剂时，挠曲寿命的增加可高得多。实验已经证明，与不带有润滑 的股绳相比，挠曲寿命可增加到300%。在本发明的内容中施加的润滑剂类型不仅增加挠曲寿命，其还被选择成特别适用 于汽车座椅加热。这意味着这些润滑剂是生物适合的或者不会刺激皮肤、不会着色、保持稳定直到100°C、可在寒冷时施加、能快速干燥、可施加在不锈钢表面上、改进润滑、防水并且 增强耐腐蚀性。为了应用于例如汽车座椅加热装置的加热元件中，股绳应当能够传导电流。导电 股绳例如在US4983814中描述。在这个特别的例子中，纤维性的加热元件包括由多股聚酯 纱(multi folded polyester yarn)构成的芯纤维和形成为覆盖所述芯纤维的、由在其中 分散有含碳微粒的聚氨酯聚合物构成的导电层。这些纤维性加热元件的机械强度通过优选 交联的聚氨酯树脂来提供，并且该聚氨酯树脂需要具有优选为20到700 μ m的厚度。每个 单个的涂敷股绳被用作为加热元件，其中所述加热产生在涂敷层中。总体而言，所有的金属纤维(金属被理解为包括金属和金属合金两者)可被认为 用于传导电流。因而，根据本发明在股绳中应用的纤维可例如由不锈钢、铜或铜合金制成。 应用于根据本发明的股绳中的纤维的其它实施例可包括多种成分；因而，它们可例如包括 铜和不锈钢两者。通过应用这种纤维，铜和不锈钢两者的特性可以产生优点。因此，这种纤 维结合了不锈钢有利的强度特性和铜的电阻特性。根据本发明的股绳的所述的一个束或多个束优选通过成束拉延工艺获得。这样的 工艺通常是已知的并且包括涂敷多个金属丝(一束)、用覆盖材料包封该束、将该束拉延 到合适的直径并且移除各个金属丝(纤维)和该束的覆盖和涂敷材料，例如在US3379000、 US3394213、US2050298或者US3277564中所描述的。与将多个单根拉延的纤维归组在一起 以形成束相比，成束拉延工艺允许纤维直径进一步减小。已经观察到减小的纤维直径同样 对挠曲寿命具有积极的影响。应用在本发明股绳的各束中的金属纤维可以是单根拉延的或成束拉延的。在上面 已提供了成束拉延的描述。对于单根拉延的纤维，通过用于一根纤维的一系列的模具来实 现直径的减小。对于成束拉延的纤维，通过用于整束的单独系列的模具来实现直径的减小。 在成束拉延操作的情况中，纤维的横截面通常具有如US205(^98的图2中所示的五边形或 者六边形的形状，并且与具有圆形横截面的单根拉延的纤维相反，这些纤维横截面的圆周 通常为锯齿形的。关于被加捻的股绳，这种加捻可被作用在股绳的一个或多个束中的各个束上但同 样地作用在集在一起的这些束上(股绳的这些束可被加捻和/或束中的纤维可被加捻)。根据一个实施例，本发明的股绳包括预定的每米扭转的数目，所述预定的每米扭 转的数目小于每米80个扭转并且大于每米10个扭转。在本发明的一个实施例中，股绳以相对小的每米扭转的数目(小于100，优选小于 80)被加捻。在现有技术的股绳中，通常在股绳中应用数目高得多的每米扭转数，以便实现 使股绳的各个元素(即，一个或多个束中的纤维)紧密地保持在一起。为了防止股绳的不 同元素分开太远，已经观察到大约每米10个扭转的最小的扭转数是足够的。优选地，每米 扭转的数目为从每米30个扭转到每米60个扭转之间。已经观察到，对股绳的一个或多个 束中的各个束或者集在一起的这些束施加在优选的每米扭转范围内的扭转，可使股绳的挠 曲寿命进一步增加。在本发明的优选实施例中，润滑剂可进一步包括用于抑制腐蚀的添加剂、润湿剂 或UV染料。
图1示意性地示出了根据本发明的股绳的横截面视图；图加和2b示意性地表示了将多个束围绕彼此加捻以获得根据本发明的股绳的两 种可能的方式；图3示意性地表示了随润滑作用而变化的股绳的平均挠曲寿命；图4示意性地表示了根据本发明的股绳作为用于汽车座椅的加热元件的应用。
具体实施例方式根据本发明的股绳包括一个或多个金属纤维束，每个束包括至少10根金属纤维， 例如，至少30根金属纤维。图1示意性地描绘了根据本发明的股绳100的横截面视图。股 绳100包括三个束110、120和130，每个束包括多于30根的金属纤维140。根据本发明的 股绳还可包括非金属纤维，例如股绳可以是金属纤维和织物纤维的混合。在本发明中，金属将被理解为包括金属和金属合金(例如，不锈钢)或各种组合 物。举例来说，应用于本发明中的金属纤维可以包括不锈钢或由铜或者铜合金包覆的不锈 钢芯体。所述不锈钢纤维优选是从例如AISI 302,304,316或316L的AISI 300系列或者 例如AISI 430、AISI 625或AISI 904的AISI 400系列中选出来的。替代地，应用于根据 本发明的股绳中的金属纤维可以具有由不锈钢覆盖层包围的铜芯体。这种纤维提供了与不 锈钢的耐腐蚀性和耐氧化性结合的改善的电特性。关于被加捻的股绳，这种加捻可被作用在股绳的一个或多个束中的各个束上但同 样地作用在集在一起的这些束上(股绳的这些束可被加捻和/或束中的纤维可被加捻)。因而，根据本发明的股绳包括以下实例1.包括一个单独的束的股绳，所述单独的束包括1000根纤维，所述束具有例如每 米120个扭转。2.包括两个束的股绳，每束包括275根纤维，这些束按例如每米120个扭转相互加
捻在一起。对于第二实例，这些束可以是其自身也加捻(例如也每米具有120个扭转)或者 可基本上不加捻。根据本发明的股绳进一步包括溶剂型润滑剂。对用于汽车座椅加热而言，施加的 润滑剂优选为生物适合的(不会刺激皮肤，并且不会着色)。这样，油型润滑剂由于它们可 能导致刺激或着色而较为不利。施加到根据本发明的股绳中的润滑剂包括聚合物粘合剂和 固体微粒。施加这样的润滑剂使得在股绳上具有不会刺激皮肤、不会着色的薄膜。固体微粒例如可从包括金属氧化物、二硫化钼(molybdenedisulphide)、PTFE和 石墨的组中选择。当所述微粒被包含在润滑剂中时，结果是，所述微粒使股绳的挠曲寿命具 有极其明显的增加。施加到本发明的股绳中的润滑剂的聚合物粘合剂可例如包括高分子聚 合物例如聚酰胺，或者例如为聚氨酯的树脂。 水或者有机溶剂可被用作溶剂。 当高分子聚合物被应用为聚合物粘合剂时，润滑剂可通过浸没或者通过涂抹而施 加到股绳上。通过将股绳浸没(或浸渍)在润滑剂中，润滑剂可填充或至少部分填充股绳 的金属纤维之间的任何间隙并且附着在纤维上。此后股绳可被干燥，以便基本上移除溶剂。在干燥过程后，润滑剂可在股绳上形成干燥的、不渗油的薄膜。股绳的干燥例如可通过处于 室温的空气来实现。干燥过程可通过利用强制通风或者更高的温度来加快。当树脂被应用为聚合物粘合剂时，润滑剂可同样地通过浸没、喷射或涂抹而施加 到股绳上。除了没有刺激以及不会着色外，已经观察到施加到本发明中的润滑剂可保持稳定 直到100°C。施加到本发明的股绳中的润滑剂的进一步的优点是它们可在寒冷时施加并且可 具有短的干燥时间。数种添加剂可施加到润滑剂中，以便进一步改进用于汽车座椅加热的股绳的特 性。合适的添加剂的实例为腐蚀抑制剂、润湿剂、UV染料或防老化添加剂。应用于根据本发明的股绳中的金属纤维优选具有小于50微米但是大于0. 5微米 的等效直径，优选在1微米和35微米之间，更优选在7和21微米之间。纤维的等效直径将 被理解为与纤维的横截面具有相同面积的假想的圆的直径，假想的圆具有与纤维的截面积 相同的面积，或者不同地解释为，表面积等于纤维的径向横截面的表面积的假想的圆的直 径。应用于根据本发明的股绳中的纤维束可从成束拉延工艺获得。有利地，可以应用 后者的工艺，因为其能够制造出与单根拉延工艺相比更细的纤维。另外，成束拉延工艺可以 被认为是更加经济的工艺，因为它使得同时获得多根纤维。关于金属纤维的成束拉延，可以 参见US3，394，213 ;US 2，050，298或者US 3，277，564。使用成束拉延工艺，金属纤维可通 过减小多个金属细丝或者金属丝的直径来获得。这种成束拉延工艺可包括以下步骤1.用具有比金属丝更低的耐酸性的涂敷金属来涂敷或者包封金属丝(该金属丝 将变为金属纤维)。2.将多个所述涂敷的金属丝归组在一起作为束，并且通过覆盖材料(例如与用于 覆盖各个金属丝的材料相同的材料)包封它们从而获得复合的金属丝。应用到这些金属丝 束中的覆盖材料也称为填质材料(matrix material)。3.通过借助于一系列连续的横截面减小装置的金属丝拉延操作将复合金属丝拉 延到最终的直径，如果需要，还包括一个或多个中间的退火步骤。4.随后将覆盖(或者填质)材料以及涂敷材料从复合金属丝移除。该步骤可例如 包括为了溶解覆盖材料而将适当的酸(例如硝酸或者硫酸)施加到覆盖材料上，可能还辅 助使用电化学工艺。因此，获得金属纤维束。用于金属丝的合适的覆盖材料(该覆盖材料形成用于纤维的起始材料(starting material))可以例如是铁或者铜。用于包封各个钢丝和所述束的合适的覆盖材料可以例如 是软钢，如S10C。可以例如应用这样的覆盖材料，以便获得不锈钢(例如SUS304)的束。优选地，成束拉延纤维构成的束包括不超过2000根纤维，优选在10到2000根纤 维之间，例如，在30到1500根纤维之间。在本发明的优选的实施例中，对如步骤3中获得的复合金属丝进行加捻(例如，每 米120个扭转)，以获得根据本发明的股绳。通过在移除覆盖材料的步骤之前加捻股绳的一 束或多束，一旦覆盖材料被移除后，股绳中的一束或者不同束中的不同的纤维将能够在某 种程度上相对于彼此出现移位。换句话说，股绳的不同的纤维或束在某种程度上相对于彼此变得松散。移除覆盖材料可例如通过蚀刻工艺或相类似的方法来实现。当股绳的一束或 多束中的金属纤维在某种程度上相对于彼此变得松散时，这可有利于润滑剂的施加。由于 松散的结构，润滑剂更易于被导入到股绳中，从而加快润滑过程。应用于根据本发明的股绳中的金属纤维可以包括由与钢或者合金钢相比具有更 高电导率的材料构成的芯体。用于形成这种芯体的优选的材料是铜或铜合金或者铝。当这种材料用于形成金属纤维时，这种材料的束同样地通过将多个单根拉延的丝 或长丝分组、或者优选使用成束拉延工艺来获得。在后者的情况中，拉延工艺可能要求额外 的步骤。如上面所解释的，在拉延金属丝的束之前，金属丝由具有低耐酸性的材料涂敷或 包封，所述材料在将所述束拉延到最终的直径后被移除。当例如铜或者铜合金被用作金属 丝材料时，需要注意的是确保在覆盖材料被移除时，所述金属丝基本上不受影响。为了实现 这一点，在使用低耐酸性的材料进行涂敷之前，金属丝材料(例如铜)可被涂敷有高耐酸性 的材料(例如不锈钢)。因而，可以获得具有铜或者铜合金芯体和例如不锈钢的覆盖层的金 属纤维束。在优选实施例中，不锈钢覆盖层可以包括AISI 316L钢或者AISI 625或AISI 904。所述的这些束可以有利地应用在根据本发明的股绳中、用于其中导电率是很重要 的那些应用(例如电加热的应用)。这些应用例如可以包括可加热的织物，其中导电的股绳 起到电阻加热元件的作用。这些织物例如可以是集成到汽车座椅中的加热装置的一部分， 通常在座位的泡沫材料部分和座位的装饰(upholstery)之间。在其中导电率是很重要的并且其中可以有利地应用根据发明的股绳的另一应用 是用作将不同的电子装置(例如，电池、印刷电路板的装置或者监视装置)相互连接的导 线。关于上述的工艺，可以参见JP-A-5-177243和W0-A-2006/120045，其描述了用于
获得具有多个层的金属纤维的成束拉延工艺。优选地，根据本发明的股绳以相对小的每米扭转的数目(小于100，优选小于80) 被加捻。各个束(例如通过成束拉延工艺或者对单根拉延的纤维进行组合而获得)可以被 加捻或者集在一起的这些束可以被加捻。为了防止股绳的不同元素分开太远，优选具有最 小的扭转数为大约每米10个扭转。优选地，被施加到股绳上的每米扭转的数目为从每米30 个扭转到每米60个扭转。已经观察到，对股绳的一个或多个束中的各个束以及集在一起的 束施加在优选的每米扭转数目范围内的扭转，可使股绳的挠曲寿命进一步增加。更进一步， 已经观察到，当施加的每米扭转数目减少时，挠曲寿命的改进得到加强。预期的是，施加相对小的每米扭转的数目会导致股绳中的束的金属纤维或者各束 本身相对于彼此在某种程度上变得松散。值得相信的是，由于松散的结构，润滑剂可以更易 于导入到股绳中。这可能使得润滑过程加快。设想施加优选范围内的每米扭转数目有利于 或加快了润滑过程，可以认识到这也可能同样地减小润滑股绳所花费的时间。作为示例，当 润滑剂通过利用浸没工艺被施加时，股绳可以在更短的时间周期上被浸没。同样地，当优选 数目的每米扭转数目被施加到根据本发明中的股绳中时，这可能使得这样的股绳的生产时 间被缩短。当两个或更多个束应用于根据本发明的股绳的实施例中时，存在对于在不同的束之间围绕彼此进行加捻的不同的选择。图加和2b中示出了两种选择。图加示意性地描绘了两个束A与B以及所述各束的纤维L，纤维位于束的圆周上。 对不同的束A和B进行加捻的一种方式是通过围绕彼此弯曲这些束，基本上没有在各个束 上施加任何扭转。因而，两个或更多个束的加捻不会产生各个束的(额外的)扭转。这在 图2b的左边示出。如可以看到的，纤维L基本上相对于束的其它纤维保持就位。被应用到 根据本发明的股绳中的各个束因而被加捻或者不被加捻。该工艺有时被称为“并捻”并且 可以借助于管形的加捻机来执行。作为一种替代形式，可以通过在两个或更多个束上施加扭转力来加捻股绳的各 束。这样，各个束也在其自身上被加捻。这在图2b的右边示出。该工艺有时被称为“聚束” 并且可以通过双加捻机来执行。通过根据本发明所获得的股绳的增加的挠曲寿命在附图3中示出。附图3示意性 的示出了在三种不同的状态中的测量的股绳的平均挠曲寿命FL(表示为在股绳破裂前施 加到股绳的弯曲循环的数目)(1)不带有润滑(2)带有油型润滑(3)带有包括聚合物粘合剂和固体微粒的溶剂型润滑。从图表中可以看出，与没有施加润滑的状态相比，油型润滑可以提供大约50%的 挠曲寿命的增加。当施加包含聚合物粘合剂和固体微粒的溶剂型润滑剂时，可以实现挠曲 寿命大约300 %的增加，如图表所示出。可以通过使股绳的取样长度在轴向载荷下经受重复的弯曲来确定股绳的挠曲寿 命。在这种测试中的弯曲度数通常取为90°。在测试期间，设置微电流穿过股绳样品，股绳 样品形成电路的一部分。一旦样品的所有金属纤维都断裂了，电路也断开，则停止计算弯曲 的数目(或者循环的数目)。根据本发明的股绳可以有利地被应用作为用于汽车座椅的加热元件。这在图4中 示出。图4示意性地示出了设有纺织品的汽车座椅400，所述纺织品包括根据本发明的作 为电极411的股绳。股绳412可以联接到电设备(未示出)上，在使用中，布置所述电设备 以便借助于两根电缆413向纺织品提供所需的电流，每根电缆联接到联接有股绳412的电 极411上。该实施方式被称为并联的实施方式，其中本发明的股绳被用作电极。串联的实 施方式也是可能的，其中本发明的股绳被用作热阻元件。虽然提到了根据本发明的股绳的各种具体的应用，但是本发明决不局限于所提到 的应用。特别是，在优选的实施方式中，其带有松散结构的股绳的束可同样通过使用上述描 述方法中的其它生产方法来获得。关于润滑剂的施加，除了浸没或者喷射外的其它方法可 同样地被应用。本发明不限于上述已描述的实施例，其中在所附的权利要求的保护范围内进行一 些修改是可以想到的。
权利要求
1.一种用于汽车座椅加热的股绳(100)，该股绳包括一个或多个束(130)，每个束 (130)包括至少十根金属纤维(140)，所述股绳(100)被加捻，其特征在于，所述股绳(100)包括溶剂型润滑剂，所述润滑剂包括聚合物粘合剂和固体微粒。
2.根据权利要求1所述的股绳，其中所述金属纤维(140)是单根拉延的或者成束拉延的。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的股绳，其中所述股绳(100)包括预定的每米扭 转的数目，所述预定的每米扭转的数目小于每米80个扭转并且大于每米10个扭转。
4.根据权利要求3所述的股绳，其中所述预定的每米扭转的数目小于每米60个扭转并 且大于每米30个扭转。
5.根据任一项前述权利要求所述的股绳，其中所述润滑剂进一步包括用于抑制腐蚀的 添加剂。
6.根据任一项前述权利要求所述的股绳，其中所述润滑剂进一步包括润湿剂。
7.根据任一项前述权利要求所述的股绳，其中所述润滑剂进一步包括UV染料。
8.根据任一项前述权利要求所述的股绳，其中所述聚合物粘合剂是聚酰胺或者聚氨酯 粘合剂。
9.根据任一项前述权利要求所述的股绳，其中所述固体微粒从包括金属氧化物、二硫 化钼、PTFE和石墨的组中选择。
10.根据任一项前述权利要求所述的股绳，其中所述金属纤维(140)是不锈钢纤维。
11.根据权利要求1到9中任一项所述的股绳，其中所述金属纤维(140)包括铜或铝芯 体以及不锈钢覆盖层。
12.根据任一项前述权利要求所述的股绳用于加热应用的用途。
13.—种包括根据权利要求1到11中任一项所述的股绳的、用于汽车座椅的加热元件。
14.一种包括至少一个根据权利要求1到11中任一项所述的股绳的纺织品。
全文摘要
本发明描述了一种包括一个或多个束(110、120、130)的适于用于汽车座椅加热系统的股绳(100)，每一束包括至少十根金属纤维(140)。加捻的股绳进一步包括溶剂型润滑剂。所述润滑剂包括聚合物粘合剂和固体微粒。已发现，将这种特别的润滑剂施加到股绳中可实现股绳挠曲寿命的增加。
文档编号D02G3/12GK102099517SQ200980128295
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月6日 优先权日2008年7月22日
发明者J·范布拉本特, X·阿米尔斯 申请人:贝卡尔特公司