DE102018129746A1 - Heater - Google Patents

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Sören Tüngler
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung, deren Herstellung sowie eine Sandwichplatte mit der Heizvorrichtung.The invention relates to a heating device, its production and a sandwich plate with the heating device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung, deren Herstellung sowie eine Sandwichplatte mit der Heizvorrichtung.The invention relates to a heating device, its production and a sandwich plate with the heating device.

Heizvorrichtungen aus Matten oder Netzen, die mit Kohlenstoffnanoröhren beschichtet sind, sind bereits bekannt. Bislang gab es allerdings das Vorurteil, dass diese Heizvorrichtungen nicht zu kompakt mit organischen Materialien verbaut werden können, da bislang die nötige Durchschlagsfestigkeit oder andere vorgeschriebene Testverfahren wie die Prüfung des Brandverhaltens mit dem sogenannten Glow-Wire-Test mit den bisherigen Lösungen nicht erreicht werden konnten. Daher wurden diese Netze oder Matten bisher entweder frei aufgehängt (vergleiche DE 10 2013 201 943 A1 ), in anorganischen Wandbelägen verputzt (vergleiche DE 10 2011 086 448 A1 ) oder in einer flexiblen Hülle aus Zeltstoff verpackt (vergleiche DE 10 2014 105 215 A1 ).Heating devices made of mats or nets which are coated with carbon nanotubes are already known. So far, however, there was the prejudice that these heating devices could not be installed too compactly with organic materials, because the required dielectric strength or other prescribed test methods such as the fire behavior test with the so-called glow-wire test could not be achieved with the previous solutions . For this reason, these nets or mats have so far either been hung freely (cf. DE 10 2013 201 943 A1 ), plastered in inorganic wall coverings (cf. DE 10 2011 086 448 A1 ) or packed in a flexible cover made of tent fabric (compare DE 10 2014 105 215 A1 ).

Diese bisherigen Lösungen haben den Nachteil, dass die beschichteten Netze nicht in starren Bauteilen aus organischen Materialien verbaut werden konnten.These previous solutions have the disadvantage that the coated nets could not be installed in rigid components made of organic materials.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, eine Technologie bereitzustellen, mit der Heizvorrichtungen aus Netzen, die mit Kohlenstoffnanoröhren beschichtet sind, in starren Bauteilen wie beispielsweise Verbundplatten eingesetzt werden können.The object of the present invention is therefore to provide a technology with which heating devices made of networks coated with carbon nanotubes can be used in rigid components such as, for example, composite panels.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird in einer ersten Ausführungsform durch ein Heizelement mit einem Netz aus mit Kohlenstoffnanoröhren beschichteten Strängen gelöst, wobei das Netz zwischen einer Isolierschicht aus Hartschaum und einer Deckschicht verklebt ist.The object on which the invention is based is achieved in a first embodiment by a heating element with a network of strands coated with carbon nanotubes, the network being glued between an insulating layer made of rigid foam and a cover layer.

Ein Netz hat gegenüber beispielsweise gelöcherten Folien den Vorteil, dass es mehr Haftungsbrücken der beiderseitigen Werkstoffe ermöglicht.A net has the advantage over perforated foils, for example, that it enables more adhesion bridges between the materials on both sides.

Es hat sich herausgestellt, dass eine Verklebung des Netzes direkt unter der Deckschicht dazu führen kann, dass die von dem Netz erzeugte Wärme durch den möglichst direkten Kontakt zur Deckschicht ausreichend abgeführt werden und die Wärme dann durch die Deckschicht abgestrahlt werden kann.It has been found that gluing the mesh directly under the cover layer can result in the heat generated by the mesh being sufficiently dissipated through the most direct possible contact with the cover layer, and the heat can then be radiated through the cover layer.

Daher ist es auch bevorzugt, dass das beschichtete Netz unmittelbaren Kontakt zur Deckschicht hat.Therefore, it is also preferred that the coated network has direct contact with the cover layer.

Verklebt im Sinne der Erfindung umfasst vorzugsweise auch aufgeschmolzene und wieder erstarrte thermoplastische Werkstoffe. So kann beispielsweise die Isolierschicht und/oder Deckschicht thermoplastische Werkstoffe umfassen oder thermoplastische Werkstoffe (wie beispielsweise Heißschmelzkleber) zwischen diese Schichten verbracht werden, wobei die thermoplastischen Werkstoffe aufgeschmolzen werden, das Netz zwischen Isolierschicht und Deckschicht angeordnet wird, wonach die thermoplastischen Werkstoffe wieder erstarren.Glued in the sense of the invention preferably also includes melted and re-solidified thermoplastic materials. For example, the insulating layer and / or cover layer can comprise thermoplastic materials or thermoplastic materials (such as hot-melt adhesive) can be placed between these layers, whereby the thermoplastic materials are melted, the network is arranged between the insulation layer and cover layer, after which the thermoplastic materials solidify again.

DeckschichtTop layer

Die Deckschicht weist vorzugsweise eine Dichte in einem Bereich von 0,7 bis 10, ganz besonders bevorzugt 1,3 bis 3 g/cm3 auf. Die Zugfestigkeit der Deckschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 7000 bis 30000 N/mm2 und kann gemäß EN ISO 527-1 bestimmt werden. Die Schlagzähigkeit liegt vorzugsweise in einem Bereich von 6 bis 30 kJ/m2, und kann nach ISO 179-1 bzw. ASTM D256 bestimmt werden. Durch die hohen mechanischen Kennwerte der Deckschicht können Heizvorrichtungen entstehen, die zu Erzeugnissen wie Verbundplatten weiterverarbeitet werden können. Die hohen mechanischen Kennwerte haben den Vorteil, dass diese Erzeugnisse anschließend mit Bearbeitungsverfahren wie Sägen oder Fräsen weiterverarbeitet werden können, was bisher mit Netzen, die mit Kohlenstoffnanoröhren beschichtet sind, nicht möglich war.The cover layer preferably has a density in a range from 0.7 to 10, very particularly preferably 1.3 to 3 g / cm 3 . The tensile strength of the cover layer is preferably in a range from 7000 to 30,000 N / mm 2 and can be determined in accordance with EN ISO 527-1. The impact strength is preferably in a range from 6 to 30 kJ / m 2 , and can be determined in accordance with ISO 179-1 or ASTM D256. The high mechanical characteristics of the cover layer can result in heating devices that can be further processed into products such as composite panels. The high mechanical characteristics have the advantage that these products can then be further processed using processing methods such as sawing or milling, which was previously not possible with nets coated with carbon nanotubes.

Die Deckschicht besteht vorzugsweise aus organischen Materialien. Beispielsweise sind diese Materialien ausgewählt aus Zellstoffen, Duroplasten, Thermoplasten oder Kombinationen derselben. Die Deckschicht ist daher besonders bevorzugt eine Hochdruck-Schichtstoffplatte (HPL, High Pressure Laminate). Die Deckschicht kann alternativ aber auch aus natürlichen Materialien wie Mineral (beispielsweise Schiefer) bestehen.The cover layer preferably consists of organic materials. For example, these materials are selected from pulps, thermosets, thermoplastics or combinations thereof. The cover layer is therefore particularly preferably a high-pressure laminate (HPL, High Pressure Laminate). Alternatively, the cover layer can also consist of natural materials such as mineral (e.g. slate).

Die Deckschicht weist vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von 1 bis 5 mm auf. Liegt die Dicke unterhalb dieses Bereiches, so kann dies dazu führen, dass die entstehenden Bauteile zu geringe mechanische Kennwerte wie Steifigkeit aufweisen. Liegt die Dicke oberhalb dieses Bereiches, so kann dies dazu führen, dass die von dem Netz erzeugte Wärme nicht mehr ausreichend an die Umgebung weitertransportiert werden kann.The cover layer preferably has a thickness in a range from 1 to 5 mm. If the thickness is below this range, this can lead to the resulting components having insufficient mechanical parameters, such as rigidity. If the thickness is above this range, this can mean that the heat generated by the network can no longer be sufficiently transported to the environment.

HartschaumRigid foam

Die Isolierschicht aus Hartschaum ist vorzugsweise von dem Netz nicht beabstandet. Besonders bevorzugt ist das Netz sogar in Vertiefungen auf der Oberfläche des Hartschaum angeordnet, die genau den Strängen des Netzes entsprechen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass man das Netz bei der Herstellung in die Oberfläche des Hartschaum hineindrückt. Bislang gab es das Vorurteil, dass eine Isolierschicht vom Netz beabstandet sein müsste oder zumindest die andere Seite des Netzes freiliegen muss, um Brandgefahr zu wenden bzw. eine Durchschlagsfestigkeit herzustellen. Überraschend wurde in der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass bei Einsatz eines Hartschaum und der Anordnung des Netzes unmittelbar an der Deckschicht eine Beanstandung nicht notwendig ist. Dies hat den Vorteil, dass kompaktere Bauteile wie beispielsweise Verbundplatten überhaupt erst möglich werden.The insulating layer made of rigid foam is preferably not spaced from the network. The network is particularly preferably even arranged in depressions on the surface of the rigid foam which correspond exactly to the strands of the network. This can be achieved, for example, by pressing the mesh into the surface of the rigid foam during manufacture. So far there was the prejudice that an insulating layer from the network should be spaced or at least the other side of the network must be exposed in order to turn around the risk of fire or to create a dielectric strength. Surprisingly, it was found in the present invention that a complaint is not necessary when a hard foam is used and the net is arranged directly on the cover layer. This has the advantage that more compact components such as composite panels become possible in the first place.

Vorzugsweise ist der Hartschaum ein duroplastischer Hartschaum, ganz besonders bevorzugt ein Phenolharz-Hartschaum. Es hat sich gezeigt, dass dieses Material zu einer besonders hohen Durchschlagsfestigkeit führt. Zudem konnten durch ein solches Material besonders Leichttests wie der Glow-Wire-Test bestanden werden. Ein Phenolharz-Hartschaum hat gegenüber beispielsweise anderen duroplastischen Schäumen (wie beispielsweise Melaminharz-Schaum) den Vorteil, dass er eine bessere Durchschlagsfestigkeit besitzt und die Anforderungen der aktuellen Hausgerätenorm IWC 60335-1 erfüllt.The rigid foam is preferably a thermosetting rigid foam, very particularly preferably a phenolic resin rigid foam. It has been shown that this material leads to a particularly high dielectric strength. In addition, particularly light tests such as the glow wire test could be passed through such a material. A phenolic resin rigid foam has the advantage over other thermosetting foams (such as melamine resin foam) that it has better dielectric strength and meets the requirements of the current domestic appliance standard IWC 60335-1.

Die Dichte des Hartschaums liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20 bis 100, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 30 bis 50 kg/m3.The density of the rigid foam is preferably in a range from 20 to 100, very particularly preferably in a range from 30 to 50 kg / m 3 .

Die Wärmeleitfähigkeit des Hartschaums liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,022-0,045 W/(m K).The thermal conductivity of the rigid foam is preferably in a range from 0.022-0.045 W / (m K).

Die spezifische Wärmekapazität des Hartschaums liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1000 bis 3000 J/(kg · K).The specific heat capacity of the rigid foam is preferably in a range from 1000 to 3000 J / (kg · K).

Die Isolierschicht aus Hartschaum weist vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von 0,5 bis 10 cm, insbesondere bevorzugt eine Dicke in einem Bereich von 1 bis 4 cm auf. Unterhalb dieses Bereiches kann es sein, dass die Dämmwirkung zu niedrig ist und zu viel Wärmeabstrahlung in die nicht beabsichtigte Richtung erfolgt. Liegt die Dicke oberhalb dieses Bereiches, so kann es dazu kommen, dass die resultierenden Bauteile instabil werden und nicht mehr leicht bearbeitet werden können.The insulating layer made of rigid foam preferably has a thickness in a range from 0.5 to 10 cm, particularly preferably a thickness in a range from 1 to 4 cm. Below this range, the insulation effect may be too low and there may be too much heat radiation in the unintended direction. If the thickness is above this range, the resulting components can become unstable and can no longer be easily machined.

Netznetwork

Das Netz besteht vorzugsweise aus rechtwinklig zueinander angeordneten Strängen. Diese Stränge können als Kettstränge (analog zu Kettfäden bei regulärem Gewebe) und Schussstränge (analog zu Schussfäden bei regulärem Gewebe) bezeichnet werden. Da es sich in der vorliegenden Erfindung nicht um Fäden im herkömmlichen Sinn handelt, wurde der Begriff Stränge gewählt.The network preferably consists of strands arranged at right angles to one another. These strands can be referred to as warp strands (analogous to warp threads with regular fabrics) and weft strands (analogous to weft threads with regular fabrics). Since the present invention does not involve threads in the conventional sense, the term strands was chosen.

Die Schussstränge bestehen vorzugsweise aus wenigstens zwei Fasern oder Faserbündeln, die mit einer Drehverbindung, besonders bevorzugt als Halbdreher, mit den Kettsträngen verwoben sind..The weft strands preferably consist of at least two fibers or fiber bundles which are interwoven with the warp strands using a twist connection, particularly preferably as a half-turn.

Vorzugsweise ist wenigstens an gegenüberliegenden Seiten des Netzes ein Stromanschluss angeordnet.A power connection is preferably arranged at least on opposite sides of the network.

Vorzugsweise sind 0,1 bis 10% der Stränge ohne Beschichtung leitfähig und 90 bis 99,9% der Stränge ohne Beschichtung nicht leitfähig. Dadurch kann einfacher Strom in die Beschichtung eingeleitet werden. Die leitfähigen Stränge bestehen vorzugsweise aus Metall wie beispielsweise Kupfer. Die nicht-leitfähigen Stränge bestehen vorzugsweise aus Glasfaser. Vorzugsweise sind die Kettstränge ohne Beschichtung nicht leitfähig.Preferably 0.1 to 10% of the strands without a coating are conductive and 90 to 99.9% of the strands without a coating are non-conductive. This allows simple current to be introduced into the coating. The conductive strands are preferably made of metal such as copper. The non-conductive strands are preferably made of glass fiber. The warp strands are preferably not conductive without a coating.

Vorzugsweise sind in den ersten 10% der Länge des Netzes und den letzten 10% der Länge des Netzes jeweils 1 bis 10, besonders bevorzugt 2 bis 5, Schussstränge auch ohne Beschichtung leitfähig. Vorzugsweise sind die leitfähigen Schussstränge in den ersten 10% der Länge des Netzes mit einem Pol und die leitfähigen Schussstränge in den letzten 10% der Länge des Netzes mit dem anderen Pol des Stromanschlusses verbunden.In the first 10% of the length of the net and in the last 10% of the length of the net, 1 to 10, particularly preferably 2 to 5, weft strands are preferably conductive even without a coating. Preferably, the conductive weft strands in the first 10% of the length of the network are connected to one pole and the conductive weft strands in the last 10% of the length of the network are connected to the other pole of the power connection.

Vorzugsweise ist wenigstens 90%, ganz besonders bevorzugt 100%, der Oberfläche der Stränge mit einem Beschichtungsmaterial enthaltend Kohlenstoffnanoröhren beschichtet. Die Stränge sind vorzugsweise auf beiden Seiten, insbesondere auf allen Seiten, des Netzes beschichtet.At least 90%, very particularly preferably 100%, of the surface of the strands is preferably coated with a coating material containing carbon nanotubes. The strands are preferably coated on both sides, in particular on all sides, of the network.

Vorzugsweise enthält das Beschichtungsmaterial wenigstens 10 Gew.%, besonders bevorzugt wenigstens 50 Gew.%, ganz besonders bevorzugt wenigstens 90 Gew.%, am meisten bevorzugt 100 Gew.% Kohlenstoffnanoröhren. Die Kohlenstoffnanoröhren sind in dem Beschichtungsmaterial vorzugsweise anisotrop angeordnet. Die Beschichtung mit dem Beschichtungsmaterial weist vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von 0,1 bis 100 µm auf. Besonders bevorzugt weisen die Kohlenstoffnanoröhren eine durchschnittliche Länge (Median) von 1 bis 200 µm auf. Besonders bevorzugt weisen die Kohlenstoffnanoröhren einen durchschnittlichen Durchmesser (Median) von 5 bis 20 nm auf.The coating material preferably contains at least 10% by weight, particularly preferably at least 50% by weight, very particularly preferably at least 90% by weight, most preferably 100% by weight of carbon nanotubes. The carbon nanotubes are preferably arranged anisotropically in the coating material. The coating with the coating material preferably has a thickness in a range from 0.1 to 100 μm. The carbon nanotubes particularly preferably have an average length (median) of 1 to 200 μm. The carbon nanotubes particularly preferably have an average diameter (median) of 5 to 20 nm.

Die einzelnen Stränge haben vorzugsweise einen Durchmesser in einem Bereich von 0,01 bis 2 mm, besonders bevorzugt 0,05 bis 1 mm.The individual strands preferably have a diameter in a range from 0.01 to 2 mm, particularly preferably 0.05 to 1 mm.

Der Abstand der Stränge, insbesondere der Kettstränge, beträgt zwischen benachbarten Strängen vorzugsweise 2 bis 20 mm, ganz besonders bevorzugt 4 bis 10 mm.The distance between the strands, in particular the warp strands, between adjacent strands is preferably 2 to 20 mm, very particularly preferably 4 to 10 mm.

Vorzugsweise ist das Netz nicht in einen Kunststoff eingegossen. Dadurch können mehr Haftungsbrücken zu beiden Seiten des Netzes bewirkt werden. The network is preferably not cast in a plastic. This can create more liability bridges on both sides of the network.

Verfahren zur Herstellung des HeizelementsMethod of making the heating element

Verfahren zur Herstellung des Heizelements gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei

  1. a. ein Netz durch Tauchen in eine Lösung von Kohlenstoffnanoröhren mit Kohlenstoffnanoröhren beschichtet wird,
  2. b. dieses Netz getrocknet wird, und
  3. c. zwischen der Isolierschicht und der Deckschicht verklebt wird.
A method of manufacturing the heating element according to any one of the preceding claims, wherein
  1. a. a network is coated with carbon nanotubes by immersion in a solution of carbon nanotubes,
  2. b. this net is dried, and
  3. c. is glued between the insulating layer and the cover layer.

Vorzugsweise wird das Netz in Schritt b. mit geheizten Trocknungswalzen getrocknet. Beispielsweise kann das Netz vor der Trocknung mit den Trocknungswalzen auch mit einem Infrarot-Brenner vorgetrocknet werden.Preferably, the network in step b. dried with heated drying rollers. For example, the network can also be pre-dried with an infrared burner using the drying drums.

Vorzugsweise wird das Netz in Schritt a. zweifach getaucht. Es hat sich herausgestellt, dass dadurch die Beschichtung im späteren Produkt zuverlässiger an den Strängen haftet. Die Dicke der Beschichtung kann vorzugsweise durch Einstellung der Konzentration der Beschichtungslösung beeinflusst werden.Preferably, the network in step a. double dipped. It has been found that the coating in the later product adheres more reliably to the strands. The thickness of the coating can preferably be influenced by adjusting the concentration of the coating solution.

Vorzugsweise wird das Netz nach der Trocknung in Schritt b. mit einer Isolationsschicht aus einem Isolationsmaterial versehen. Das Isolationsmaterial ist vorzugsweise ein Elastomer, ganz besonders bevorzugt ein Kautschuk. Die Dicke der Isolationsschicht liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 bis 0,5 mm.After drying in step b. provided with an insulation layer made of an insulation material. The insulation material is preferably an elastomer, very particularly preferably a rubber. The thickness of the insulation layer is preferably in a range from 0.01 to 0.5 mm.

Vorzugsweise wird das Netz vor der Verklebung in den Hartschaum eingedrückt, so dass der Hartschaum Vertiefungen auf seiner Oberfläche aufweist, die genau das Netz aufnehmen. So kann die Deckschicht zuverlässiger mit dem Hartschaum und dem Netz verklebt werden. Dabei wird vorzugsweise das Netz und die Oberfläche des Hartschaums nach dem Eindrücken in den Hartschaum mit Klebstoff versehen.Preferably, the net is pressed into the hard foam before the bond, so that the hard foam has depressions on its surface that exactly accommodate the net. In this way, the cover layer can be more reliably glued to the rigid foam and the net. The mesh and the surface of the rigid foam are preferably provided with adhesive after being pressed into the rigid foam.

SandwichplatteSandwich plate

In einer weiteren Ausführungsform wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe durch eine Sandwichplatte umfassend zwei Deckschichten und dazwischenliegendem Hartschaum, wobei zwischen einer der Deckschichten und dem Hartschaum ein Netz aus mit Kohlenstoffnanoröhren beschichteten Strängen verklebt ist, so dass diese Deckschicht, das Netz und der Hartschaum das erfindungsgemäße Heizelement bilden.In a further embodiment, the object on which the invention is based is achieved by a sandwich panel comprising two cover layers and rigid foam in between, a network of strands coated with carbon nanotubes being bonded between one of the cover layers and the rigid foam, so that this cover layer, the mesh and the rigid foam form the heating element according to the invention.

Eine Sandwichplatte im Sinne der Erfindung ist eine Platte aus zwei härteren Deckschichten und einem im Vergleich zu den Deckschichten weicheren Kern zwischen den Deckschichten.A sandwich plate in the sense of the invention is a plate made of two harder cover layers and a core between the cover layers that is softer than the cover layers.

Beide Deckschichten sind vorzugsweise gleich aufgebaut.Both cover layers are preferably constructed identically.

Die Biegefestigkeit der Sandwichplatte liegt vorzugsweise in einem Bereich von wenigstens 60 N/mm2. Die Biegefestigkeit kann gemäß ISO 178 bestimmt werden.The bending strength of the sandwich panel is preferably in a range of at least 60 N / mm 2 . The flexural strength can be determined in accordance with ISO 178.

AusführungsbeispielEmbodiment

Es wurde ein 1 x 1 m großes Netz mit einer Maschengröße von 5 x 5 mm mit Kohlenstoffnanofasern beschichtet, wie dies in den Dokumenten DE 10 2013 201 943 A1 , DE 10 2011 086 448 A1 und DE 10 2014 105 215 A1 beschrieben ist. Abweichend davon wurde

  • • das Netz nur einmal in die Lösung mit Kohlenstoffnanoröhren getaucht, und
  • • nach dem Tauchvorgang mit einem Infrarot-Brenner und dann geheizten Trockenwalzen getrocknet.
A 1 x 1 m mesh with a mesh size of 5 x 5 mm was coated with carbon nanofibers, as described in the documents DE 10 2013 201 943 A1 , DE 10 2011 086 448 A1 and DE 10 2014 105 215 A1 is described. Deviating from that
  • • the network is immersed only once in the solution with carbon nanotubes, and
  • • dried after the dipping process with an infrared burner and then heated drying rollers.

Weiterhin wurde das Netz wie in den genannten Dokumenten mit Stromanschlüssen versehen und dann allerdings abweichend von der Beschreibung in diesen Dokumenten nicht in Kunststoff vergossen.Furthermore, as in the documents mentioned, the network was provided with power connections and, in contrast to the description in these documents, was then not cast in plastic.

Ergebnis war ein mit Kohlenstofffasern beschichtetes Netz, das auf der Oberfläche zum Schutz der Beschichtung mit Kohlenstoffasern mit einer dünnen SBR-Schicht versehen war. Das Netz konnte an Strom angeschlossen werden und hat dann Wärme abgestrahlt.The result was a network coated with carbon fibers, which was provided with a thin SBR layer on the surface to protect the coating with carbon fibers. The network could be connected to electricity and then radiated heat.

Anschließend wurde das Netz m in die Oberfläche einer 1 x 1 m großen und 3 cm dicken handelsüblichen Phenolharz-Hartschaumplatte eingedrückt, bis die Oberfläche des Netzes nicht mehr aus dem Hartschaum hervorstand. Danach wurde die Oberfläche des Hartschaums mit dem eingedrückten Netz mit üblichem Klebstoff (COSMO PU-200.310) bestrichen. Anschließend wurde eine handelsübliche 3mm starke und 1 x 1 m große Hochdruck-Schichtstoffplatte (HPL, High Pressure Laminate) aufgelegt. Auf der Rückseite des Hartschaums wurde ebenfalls mit dem Klebstoff eine gleichartige Hochdruck-Schichtstoffplatte wie oben aufgelegt. Anschließend wurde die so vorbereitete Sandwichplatte durch Druck auf die beiden Hochdruck-Schichtstoffplatten von außen bis zur Aushärtung des Klebstoffs verpresst.Subsequently, the net m was pressed into the surface of a 1 x 1 m large and 3 cm thick commercially available phenolic resin rigid foam sheet until the surface of the net no longer protruded from the rigid foam. The surface of the rigid foam was then coated with the pressed-in mesh using conventional adhesive (COSMO PU-200.310). A commercially available 3 mm thick and 1 x 1 m high-pressure laminate (HPL, High Pressure Laminate) was then placed on top. A high-pressure laminate plate of the same type as above was also placed on the back of the rigid foam with the adhesive. The sandwich panel prepared in this way was then pressed from the outside by pressure on the two high-pressure laminate panels until the adhesive had hardened.

Die entstandene Sandwichplatte mit dem erfindungsgemäßen Heizelement wurde vom TÜV als Raumheizgerät geprüft und hat alle Erfordernisse wie beispielsweise Durchschlagsfestigkeit und Glow-Wire-Test erfüllt.The resulting sandwich panel with the heating element according to the invention was approved by the TÜV Space heater tested and has met all requirements such as dielectric strength and glow wire test.

Die in der vorliegenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.The features of the invention disclosed in the present description and in the claims can be essential both individually and in any combination for realizing the invention in its various embodiments. The invention is not limited to the described embodiments. It can be varied within the scope of the claims and taking into account the knowledge of the responsible specialist.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102013201943 A1 [0002, 0038]DE 102013201943 A1 [0002, 0038]
  • DE 102011086448 A1 [0002, 0038]DE 102011086448 A1 [0002, 0038]
  • DE 102014105215 A1 [0002, 0038]DE 102014105215 A1 [0002, 0038]

Claims (10)

Heizelement mit einem Netz aus mit Kohlenstoffnanoröhren beschichteten Strängen, wobei das Netz zwischen einer Isolierschicht aus Hartschaum und einer Deckschicht verklebt ist.Heating element with a network of strands coated with carbon nanotubes, the network being glued between an insulating layer of rigid foam and a cover layer. Heizelement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das beschichtete Netz unmittelbaren Kontakt zur Deckschicht hat.Heating element according to Claim 1 , characterized in that the coated network is in direct contact with the top layer. Heizelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartschaum ein duroplastischer Hartschaum, ganz besonders bevorzugt ein Phenolharz-Hartschaum, ist.Heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the rigid foam is a thermosetting rigid foam, very particularly preferably a phenolic resin rigid foam. Heizelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz aus rechtwinklig zueinander angeordneten Strängen besteht, die als Kettstränge und Schussstränge bezeichnet werden, wobei die Schussstränge aus wenigstens zwei Fasern oder Faserbündeln bestehen, die mit einer Drehverbindung, besonders bevorzugt als Halbdreher, mit den Kettsträngen verwoben sind..Heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the network consists of strands arranged at right angles to one another, which are referred to as warp strands and weft strands, wherein the weft strands consist of at least two fibers or fiber bundles, with a rotary connection, particularly preferably as a half-turn the warp strands are interwoven .. Heizelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht eine Dichte in einem Bereich von 1,3 bis 3 g/cm3 aufweist.Heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the cover layer has a density in a range from 1.3 to 3 g / cm 3 . Heizelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht eine Hochdruck-Schichtstoffplatte ist.Heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the cover layer is a high-pressure laminate. Heizelement gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz in Vertiefungen auf der Oberfläche des Hartschaum angeordnet ist, die genau den Strängen des Netzes entsprechen.Heating element according to one of the preceding claims, characterized in that the network is arranged in depressions on the surface of the rigid foam, which correspond exactly to the strands of the network. Verfahren zur Herstellung des Heizelements gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei a. ein Netz durch Tauchen in eine Lösung von Kohlenstoffnanoröhren mit Kohlenstoffnanoröhren beschichtet wird, b. dieses Netz getrocknet wird, und c. zwischen der Isolierschicht und der Deckschicht verklebt wird.A method of manufacturing the heating element according to any one of the preceding claims, wherein a. a network is coated with carbon nanotubes by immersion in a solution of carbon nanotubes, b. this net is dried, and c. is glued between the insulating layer and the cover layer. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz in Schritt b. mit geheizten Trocknungswalzen getrocknet wird.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the network in step b. is dried with heated drying rollers. Sandwichplatte aus zwei Deckschichten und dazwischenliegendem Hartschaum, wobei zwischen einer der Deckschichten und dem Hartschaum ein Netz aus mit Kohlenstoffnanoröhren beschichteten Strängen verklebt ist, so dass diese Deckschicht, das Netz und der Hartschaum das Heizelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 bilden.Sandwich plate made of two cover layers and hard foam in between, a network of strands coated with carbon nanotubes being glued between one of the cover layers and the hard foam, so that this cover layer, the network and the hard foam are the heating element according to one of the Claims 1 to 7 form.
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