AT389026B

AT389026B - Verfahren zur herstellung von elektrischen flaechenheizelementen

Info

Publication number: AT389026B
Application number: AT183586A
Authority: AT
Original assignee: Sonnstrahl Handelsgesellschaft
Priority date: 1986-07-07
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1989-10-10
Also published as: ATA183586A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Flächenheizelementen, bei dem eine Trägerbahn mit einer Dispersion, enthaltend dispergierten Russ, Graphit od. dgl. elektrisch leitend beschichtet, anschliessend getrocknet und seitlich mit bandförmigen Leitern versehen wird, worauf die Trägerbahn zwischen Kunststoffolien eingesiegelt wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art werden Flachglasgewebe in einem mehr oder minder komplizierten Arbeitsprozess, nämlich einem Tauchbad mit dispergiertem Russ, Graphit, Kohlenstoffen od. dgl. elektrisch leitend beschichtet. Anschliessend wird das Gewebe in einem Dreizonenofen auf kurze Distanz getrocknet. Das so elektrisch leitend gemachte Gewebe wird in brauchbare Breiten geschnitten und im Anschluss links und rechts in der gesamten Bahnlänge mit einem Kupferband versehen. Die Kupferbänder werden dabei mittels zweier gegeneinander stehender Doppelnähmaschinen aufgenäht. Im Anschluss werden die so bearbeiteten elektrisch leitenden Bahnen zwischen zwei Kunststoffolien eingesiegelt. Nachteil dieses Verfahrens ist nicht nur der hohe Energieaufwand der Rohstoffbeschichtungsanlage, sondern auch die Tatsache, dass die leitenden Partikel auf Glasgewebe nicht gut halten.

Im Falle von grösseren Beanspruchungen, z. B. Knicken, kann es daher ohne weiteres vorkommen, dass sich der Verbund löst und hiebei die leitende Schicht vom Glasgewebe abgelöst wird. Anderseits stellen die gewebebedingten Kreuzungspunkte durch Schuss- und Kettenfaden eine Schwachstelle dar, da es bei Bewegungen in diesen Bereichen zu Verbindungsschwächen der elektrisch leitenden Ketten kommen kann.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass durch den Nähvorgang eine Erhebung entsteht, die zur Folge hat, dass im Kupferbandbereich die Kaschierung nicht immer fest verbunden und uneben ist.

Ein weiteres ebenfalls bekanntes Verfahren besteht darin, dass auf chemisch vorbehandelten Polyesterfolien Russe und ähnliche Stoffe aufgebracht werden, die jedoch umweltbelastenden Lösungsmitteln bei der Produktion bedürfen. So unter anderem Tetrachlorophenol, Kerosol oder halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Tri-, Tetrabzw. Pentachloräthan enthalten. Die Kaltleiter (Kupferbänder) werden in diesem Fall mittels Klebung aufgebracht. Nachteil dieses Verfahrens ist der hohe chemotechnische Aufwand und die damit verbundenen Probleme am Arbeitsplatz sowie in der Abluft bzw. die Umweltbelastung.

Gemäss der GB-PS 2 138 255 werden leitende Streifen mittels eines Druckverfahrens auf das Trägermaterial aufgebracht. Zufolge der erforderlichen Abstände zwischen den einzelnen Streifen kann nur ein Teil der zur Verfügung stehenden Fläche ausgenützt werden. Das Verfahren ist daher unwirtschaftlich, wozu noch kommt, dass das Aufbringen mittels Druck teure Einrichtungen erfordert.

In der DE-AS 2 148 191 ist ein Flächenheizelement beschrieben, das aus einem mit Kunststoff überzogenen Gewebe besteht, auf dessen einer Seite eine elektrisch leitende, Partikelchen enthaltende, mit Elektroden versehene Kunststoffschicht aufgebracht ist. Das Gewebe ist einseitig kaschiert und die auf die nicht kaschierte Gewebeseite aufgebrachte Kunststoffschicht muss einige Stunden bei 800 C künstlich gealtert werden. Wegen des hiezu erforderlichen Ofens ist das Verfahren sowohl bei der Anschaffung der notwendigen Einrichtungen als auch beim Betrieb unwirtschaftlich.

Auch bei den aus der AT-PS 315 982 und der DE-PS 1 127 511 bekannten Verfahren zur Herstellung elektrischer Heizelemente sind Trocknungsöfen erforderlich.

Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und es demnach zu ermöglichen, elektrische Flächenheizelemente einfacher, billiger und weniger umweltbelastend herzustellen als bisher. Erreicht wird dies im Wesentlichen dadurch, dass als Trägerbahn eine aus Zellulose, insbes. Papier bestehende Bahn verwendet und die Dispersion nur einseitig aufgesprüht und mittels Rollen verteilt wird. Die erfindungsgemäss verwendete Trägerbahn ist saugend und es wird daher eine wesentlich bessere Verkettung der leitenden Stoffe erreicht, weil diese elektrisch leitenden Stoffe in das Material direkt eindringen.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden auch nahezu 50 % an Rohstoffen eingespart, was ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist. Es ist ferner möglich, auf der nicht besprühten und daher freien Trägerbahnrückseite gut lesbare und nicht mehr löschbare Codierungen anzubringen, z. B. die Spannung, Leistung, Produktbezeichnung u. s. w.

Beim erfindungsgemässen Verfahren werden beim Trockenvorgang auch keine schädlichen Lösungsmittel freigesetzt und es kann auch eine erheblich grössere Menge des beschichteten Materials mit relativ wenig Energieaufwand luftgetrocknet werden, da das Dispersionsmittel Wasser ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Trägerbahn nach dem Trocknen zwischen Walzen gepresst. Dadurch werden die elektrisch leitenden Verkettungen, die vorerst stachelartig abstehen, ineinander verlegt und es wird dadurch eine noch bessere und gleichmässigere Verkettung erreicht.

Im Rahmen der Erfindung ist es ferner vorteilhaft, wenn die bandförmigen Leiter nach dem Auflegen auf die Trägerbahn mit dieser perforiert und anschliessend verpresst werden. Dies ergibt den Vorteil, dass die Kontaktfläche vergrössert wird und überdies die bandförmigen Leiter durch die Verpressung besonders gut mechanisch mit der Trägerbahn verbunden werden. Diese Verbindung wird noch dadurch unterstützt, dass sich die Kunststoffolien bei der anschliessenden Versiegelung durch die Perforierungen der Leiter hindurch nach Art einer Punktverschweissung miteinander verbinden, wodurch eine Lösung der bandförmigen Leiter von der Trägerbahn praktisch ausgeschlossen ist.

Eine weitere mechanische Verfestigung der Flächenheizelemente kann erreicht werden, wenn, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, die Trägerbahn gelocht wird. Im Bereich dieser Lochungen können sich demnach die Kunststoffolien nach Art einer Punktschweissung miteinander verbinden. Werden die Kunststoffolien im

Bereich der Lochungen der Trägerbahn mit Lochungen kleinerer Öffnungsweite versehen, können bei der Verlegung der Flächenheizelemente Estriche, Klebstoffe od. dgl. durch diese Lochungen durchtreten, sodass eine besonders gute Befestigung der Flächenheizelemente möglich wird.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 die Draufsicht auf ein Stück Flächenheizelement, das durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellt ist und die Fig. 2 und 3 stellen Schnitte in vergrössertem Massstab nach den Linien (II-II) und (m-ni) dar.

Eine aus Zellulose, insbes. Papier bestehende elektrisch leitende Bahn (1) wurde dadurch hergestellt, dass einseitig eine Dispersion, enthaltend in Wasser dispergierten Russ, Graphit od. dgl. aufgesprüht wurde. Die aufgesprühte Dispersion wurde, wie in der Drucktechnik bekannt, durch Rollen mit leichtem Druck verteilt. Nach dem Lufttrocknen der Trägerbahn wurde diese zwischen Walzen gepresst
Anschliessend wurden auf die Trägerbahn (1) bandförmige elektrische Leiter (2) aus Kupfer aufgelegt und mit der Trägerbahn perforiert. Es entstanden dabei die Perforationen (3). Bei der darauf folgenden Verpressung wurden, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, die vorstehenden Perforationsränder (4) umgelegt und eine gute Verbindung mit der Trägerbahn (1) hergestellt.

Weiters wurde die Trägerbahn mit Lochungen (5) versehen.

Die so behandelte Trägerbahn wurde nunmehr zwischen zwei Kunststoffolien (6) eingesiegelt, wobei diese Kunststoffolien (6) einerseits durch die Öffnungen (3), anderseits aber auch durch die Lochungen (5) hindurch sich miteinander verbunden haben.

Schliesslich wurden im Bereich der Lochungen (5) Lochungen (7) kleinerer Öffnungsweite angebracht.

PATENTANSPRÜCHE
EMI2.1
1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Flächenheizelementen, bei dem eine Trägerbahn mit einer Dispersion, enthaltend dispergierten Russ, Graphit od. dgl. elektrisch leitend beschichtet, anschliessend getrocknet und seitlich mit bandförmigen Leitern versehen wird, worauf die Trägerbahn zwischen Kunststoffolien eingesiegelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerbahn eine aus Zellulose, insbes. Papier bestehende Bahn verwendet und die Dispersion nur einseitig aufgesprüht und mittels Rollen verteilt wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbahn nach dem Trocknen zwischen Walzen gepresst wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bandförmigen Leiter nach dem Auflegen auf die Trägerbahn mit dieser perforiert und anschliessend verpresst werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerbahn vor dem Einsiegeln in Kunststoffolien gelocht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffolien im Bereich der Lochungen der Trägerbahn mit Lochungen kleinerer Öffnungsweite versehen werden.