DE102020215949A1 - Verfahren zur Herstellung einer elektrisch heizbaren Schicht aus Kunststoffmaterial - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch heizbaren Schicht aus einem pastenförmigen Kunststoffmaterial, bei welchem elektrisch leitfähige Additive in das Kunststoffmaterial eingebracht und aus diesem Kunststoffmaterial anschließend die elektrisch heizbare Schicht hergestellt wird, wobei in das Kunststoffmaterial ferner ein Kontaktierungsadditiv hineindispergiert wird, welches von einer Metalldispersion, umfassend mindestens ein niedrigschmelzendes Metall oder eine Metalllegierung mit einem Schmelzpunkt unterhalb 250 °C in einem flüssigen Dispergiermedium mit einem Flammpunkt oberhalb des Schmelzpunktes des Metalls gebildet ist, wobei das mindestens eine niedrigschmelzende Metall in dem Dispergiermedium durch Wärmezufuhr aufgeschmolzen und unter Rühren in flüssiger Phase dispergiert wird und das Dispergiermedium von einem mit dem Kunststoffmaterial kompatiblen flüssigen Weichmacher oder einem entsprechenden Polymer gebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch heizbaren Schicht aus einem pastenförmigen Kunststoffmaterial, bei welchem elektrisch leitfähige Additive in das Kunststoffmaterial eingebracht werden und aus diesem Kunststoffmaterial anschließend die elektrisch heizbare Schicht hergestellt wird.
- Im Automobilbau werden Kunstleder aus einem mehrschichtigen Kunststoff-Verbundmaterial als Bezugsmaterial auf Sitzkonstruktionen eingesetzt und häufig durch eine elektrische Sitzheizung ergänzt. Diese besteht üblicherweise aus einem unterhalb des Kunstleders im Sitzschaumstoff eingelassenen Draht, welcher mittels Stromdurchfluss regelbar erwärmt wird und somit über den Schaumstoff und das Kunstleder zu einer einstellbaren Wärmeabgabe führt. Aufgrund der Tatsache, dass zwischen derartigen Heizdrähten und der Oberfläche des Kunstleders eine Distanz von üblicherweise mehr als 10 mm besteht, wird die gewünschte Erwärmung nur zeitverzögert erreicht.
- Eine direkte Erwärmung des Kunstleders mittels eingebetteter Drähte anstatt der Anordnung in der darunterliegenden Konstruktion ist zwar wünschenswert, um Energie zur Beheizung einzusparen und die Zeitverzögerung zu vermindern, jedoch werden die Drähte üblicherweise mit verhältnismäßig großem Abstand von einigen Zentimetern verlegt, wodurch warme und kalte Regionen im Sitzbereich entstehen, was außerordentlich unerwünscht ist.
- Aus der
EP 1 924 125 B1 ist es bekannt, eine Polymerschicht auf Basis von Polyurethan oder PVC durch Zugabe von leitfähigen Additiven, zum Beispiel Nanotubes, Silber, ionischen Flüssigkeiten, Graphitpartikeln und/oder Kupferpartikeln in das pastenförmige Kunststoffmaterial vor Ausbildung der Schicht elektrisch leitfähig auszurüsten, um diese nach Ausbildung der Schicht mittels Stromdurchfluss unmittelbar elektrisch zu beheizen. Allerdings müssen in einem solchen Fall entsprechend hohe Füllgrade der leitfähigen Additive realisiert werden, um ausreichende Leitfähigkeit zur Erzeugung der erwünschten Erwärmung zu erreichen. Ein hoher Füllgrad beeinflusst jedoch die Flexibilität negativ, sodass einer Anwendung im Sitzbereich Grenzen gesetzt sind. Derartige Schichten erweisen sich zudem als schwer kontaktierbar. Lötfahnen, welche lokal aufgeklebt werden, erzeugen lokale Hotspots, die in ungünstigen Fällen zu einem Brand führen können. Dies liegt maßgeblich daran, dass nur die der Lötfahne unmittelbar benachbarte Schicht kontaktiert wird, der Kontakt jedoch durch den Anpressdruck der Lötfahne und des Klebers begrenzt ist und somit eine unregelmäßige elektrische Leitfähigkeit vorliegt. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch heizbaren Schicht aus einem pastenförmigen Kunststoffmaterial vorzuschlagen, die sich einfacher und zuverlässiger elektrisch kontaktieren lässt und überdies insbesondere für Anwendungen im Sitzbereich im Rahmen eines Kunstleders geeignet ist.
- Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Der erfindungsgemäße Vorschlag sieht vor, dass in das pastenförmige Kunststoffmaterial zur Ausbildung der elektrisch heizbaren Schicht neben den elektrisch leitfähigen Additiven ferner auch ein Kontaktierungsadditiv hineindispergiert wird, welches von einer Metalldispersion gebildet wird, die mindestens ein niedrigschmelzendes Metall oder eine Metalllegierung mit einem Schmelzpunkt unterhalb 250 °C in einem flüssigen Dispergiermedium mit einem Flammpunkt oberhalb des Schmelzpunktes des Metalls umfasst. Erfindungsgemäß wird das niedrigschmelzende Metall bzw. die Metalle oder die Metalllegierung in dem Dispergiermedium durch Wärmezufuhr aufgeschmolzen und unter Rühren in flüssiger Phase dispergiert, wobei das Dispergiermedium von einem mit dem Kunststoffmaterial kompatiblen flüssigen Weichmacher oder einem kompatiblen Polymer gebildet ist.
- Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorbereitete pastenförmige Kunststoffmaterial kann sodann in an sich bekannter Weise, z.B. durch Aufstreichen, Rakeln, Sprühen oder Drucken auf eine geeignete Unterlage aufgebracht und zu der elektrisch heizbaren Schicht ausgeformt werden, z.B. unter Wärmezufuhr ausgeliert, getrocknet und vernetzt werden. Das zusätzlich in das Kunststoffmaterial eingearbeitete Kontaktierungsadditiv ermöglicht aufgrund der niedrigen Schmelztemperatur der verwendeten Metalle, die im Kontaktierungsadditiv als kleine Partikel vorliegen, dass diese bei den üblichen Prozesstemperaturen zum Ausgelieren, Trocknen und Vernetzen erneut aufschmelzen und in die Zwischenräume zwischen benachbarten elektrisch leitfähigen Additiven der sich ausbildenden Schicht eindringen und insoweit die Kontaktierung der einzelnen Metallpartikel untereinander nach Art einer Lötverbindung herstellen. Die Leitfähigkeit der mit elektrisch leitfähigen Additiven gefüllten elektrisch heizbaren Schicht wird dadurch signifikant gesteigert und die Leitfähigkeit weist aufgrund erzeugten elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen den einzelnen leitfähigen Additivpartikeln eine geringere Abhängigkeit von der Kompressibilität sowie eine homogenere Verteilung auf.
- Da das im Kontaktierungadditiv verwendete Dispergiermedium für die niedrigschmelzenden Metalle oder die Metalllegierung von einem mit dem Kunststoffmaterial kompatiblen flüssigen Weichmacher oder einem entsprechenden Polymer gebildet wird, wird das Dispergiermedium in der ablaufenden Polymerreaktion zum Ausgelieren, Trocknen und Vernetzen der Schicht integral eingebunden.
- Beispielsweise kann bei Herstellung der elektrisch heizbaren Schicht aus einem pastenförmigen Kunststoffmaterial auf Basis von PVC ein entsprechender PVC-Weichmacher in flüssiger Form, vorzugsweise auf Basis von Phthalaten, Trimellitaten oder Sulfaten o.dgl. als Dispergiermedium eingesetzt werden, sodass er eine Doppelfunktion, nämlich einerseits Dispergiermedium, andererseits Weichmacher für die PVC-Matrix übernimmt.
- Eine ebensolche Doppelfunktion kann auch bei Herstellung der elektrisch heizbaren Schicht aus einem pastenförmigen Kunststoffmaterial auf Basis von Polyurethan vorgesehen werden, wenn das Dispergiermedium von einem geeigneten Polymer, beispielsweise Polyethylenglykol gebildet ist.
- Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden als niedrigschmelzende Metalle im Kontaktierungadditiv Zinn, Bismut und/oder Silber eingesetzt, wobei vorzugsweise eine Kombination dieser Metalle verwendet wird, um ein Bismut/Zinn/Silber (BSA)-Lot zu bilden, welches einen Schmelzpunkt zwischen 120-140 °C aufweist und sich im Dispergiermedium sehr fein, insbesondere in Form von kugelförmigen Partikeln einer Größe von 20 nm bis etwa 3 mm dispergieren lässt. Ein solches BSA-Lot verflüssigt sich mit den gewünschten Laufeigenschaften in der vorgesehenen Polymermatrix und bildet beim anschließenden Abkühlen der Schicht die gewünschten Lötverbindungen zwischen den Partikeln des leitfähigen Additivs aus.
- Als Alternative zum Zinn, Bismut und/oder Silber kommen auch Indiumverbindungen, wie beispielsweise Indium/Silber oder Indium/Zinn in Betracht.
- Das Dispergiermedium sollte während des Dispergierens des Metalls eine Temperatur aufweisen, die mindestens dem Schmelzpunkt des Metalls entspricht, vorzugsweise jedoch eine demgegenüber um etwa 5 bis 30 °C erhöhte Temperatur aufweisen, um die mit steigender Temperatur sinkende Viskosität des Dispergiermediums nicht zu stark zu erniedrigen. Durch Einstellung entsprechende Scherraten wie auch Schergeometrien lassen sich die Partikel in entsprechender Größe einstellen. Beispielweise kann durch eine Scherrate von 13 m/s bei 145-155 °C in dem Polymerweichmacher Palamoll 652 eine Partikelgröße von 100 nm bis 100 µm erreicht werden. Ist die Partikelgröße nicht passend, kann ein erneutes Einschmelzen bzw. Redispergieren zu einer gewünschten Partikelgrößenverteilung führen.
- Zur Optimierung der Verflüssigung, der Reduktion von Oxidschichten und als Grenzflächenadditive können nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung Flussmittel, wie Harze auf Basis von Kolophonium oder auch auf Basis von kolophoniumfreien Typen, gegebenenfalls unterstützt durch Halogenverbindungen mit und ohne Ammoniumhalogenide, Phosphorsäure und entsprechende Phosphinate, Essigsäure, Basen, wie Ammoniak oder andere ein- und mehrwertige Amine auf organischer, anorganischer oder wässriger Basis als flüssige oder feste Komponenten dem Kontaktierungsadditiv zugegeben werden.
- Sofern die elektrisch heizbare Schicht aus einem pastenförmigen Kunststoffmaterial auf Basis von PVC hergestellt wird, kann gegebenenfalls auf Flussmittel verzichtet werden, sofern geeignete Stabilisatoren in der PVC-Rezeptur verwendet werden, denn die entsprechende Salzsäurefreisetzung bei der Ausgelierung ist ausreichend, um einen solchen Effekt zu bewirken. Eventuell vorhandene Oxidschichten werden hierbei ebenfalls abgetragen.
- Die innerhalb der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten elektrisch heizbaren Schicht bewirkte Kontaktierung benachbarter elektrisch leitfähiger Additivpartikel durch Lötverbindungen des Kontaktierungsadditivs bzw. der darin enthaltenen Metallpartikel bringt darüber hinaus den Vorteil mit sich, dass bei einem eventuellen Bruch der ausgebildeten Lötverbindungen diese durch erneutes Aufheizen oberhalb des Schmelzpunktes der Metalle auf einfache Weise repariert werden können, sodass die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte elektrisch heizbare Schicht insoweit selbstheilend ausgebildet ist.
- Neben der Anwendung des Kontaktierungsadditivs im Kunststoffmaterial zur Ausbildung interner Lötverbindungen zwischen einzelnen elektrisch leitfähigen Additivpartikeln besteht darüber hinaus nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch die Möglichkeit, dieses Kontaktierungadditiv zusätzlich auch zur externen elektrischen Kontaktierung der ausgebildeten elektrisch heizbaren Schicht zu verwenden. Zu diesem Zweck wird auf mindestens eine Oberfläche der elektrisch heizbaren Schicht, beispielsweise die Unterseite, zumindest bereichsweise eine Beschichtung aufgebracht, etwa in Form eines Kaschierstriches aus einer streichfähigen Beschichtung, die gesondert hergestellt wird. Die Beschichtung umfasst eine streichfähige Masse auf Basis von PVC, Polyurethan, Polyolefinen oder Polyester, in die ein gewisser Anteil des Kontaktierungsadditivs eingearbeitet wird, z.B. durch Dispergieren. Anschließend wird eine elektrisch leitfähige Tragstruktur auf die Beschichtung aufgebracht, z.B. aufgelegt und elektrisch leitend mit der zuvor erstellten elektrisch leitfähigen Schicht verbunden, in dem die Beschichtung unter Einwirkung von Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur des mindestens einen Metalls in dem Kontaktierungadditiv erwärmt wird, worauf hin die im Kontaktierungadditiv enthaltenen Metallpartikel eine elektrische (Löt-)Verbindung zwischen der elektrisch leitfähigen Tragstruktur und der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten elektrisch leitbaren Schicht ausbilden und diese haftfest mit der Tragstruktur verbinden.
- Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann beispielsweise ein kupfer- oder silberbeschichteter Klettverschluss als Tragstruktur verwendet und auf diese Weise elektrisch mit der elektrisch heizbaren Schicht verbunden werden. Ferner sind verzinnte Kupfer-, Edelstahl- oder Silberfasern oder entsprechend ausgebildete Klettverschlüsse eine weitere Option, welche eine verbesserte Verlötbarkeit ermöglichen. Außerdem können auch goldbeschichtete Systeme verwendet werden, welche den Vorteil bieten, keine störende Oxidschicht auszubilden. Die dabei vorliegenden Beschichtungsstärken liegen im Bereich von einigen hundert Nanometern. Der Widerstand derartiger metallbeschichteter Klettverschlüsse liegt unterhalb von 5 Ohm, üblicherweise im Bereich von 10-1000 mOhm, je nach Dicke und der bewirkten Verhakung des Klettverschlusses. Derartige Klettverschlüsse ermöglichen eine wiederholte Kontaktierung durch Öffnen und Schließen des Klettverschlusses über mindestens 5000 Zyklen ohne nennenswerten Verlust der Leitfähigkeit und erlauben einerseits eine einfache Kontaktierung, aber auch einen problemlosen Austausch beispielsweise eines unter Einschluss der elektrisch heizbaren Schicht hergestellten Kunstleders bei Beschädigung oder erwünschte Anpassung des Designs oder der Heizeigenschaften.
- Die Integration eines solchen elektrisch leitfähigen kupfer- oder silberbeschichteten Klettverschlusses als Tragstruktur bietet darüber hinaus die Möglichkeit, mittels Messung des elektrischen Widerstandes zu prüfen, ob eine Verankerung der elektrisch heizbaren Schicht am Klettverschluss in ausreichender Stärke erfolgt ist. Darüber hinaus kann durch eine solche Anordnung beispielsweise bei Nutzung der erfindungsgemäß hergestellten elektrisch heizbaren Schicht in einem Kunstleder für Sitzbezüge zusätzlich das auf dem Sitzbezug aufliegende Gewicht, insbesondere Körpergewicht einer Person bestimmt werden, da durch die zusätzliche Gewichtsauflage Fäden und Schlaufen des Klettverschlusses stärker ineinander gepresst werden, sodass ein höherer Kontakt und insoweit geringerer Widerstand vorliegt. Dies eröffnet beispielsweise die Möglichkeit, in Automobilen die Aktivierung bzw. Deaktivierung von Airbageinrichtungen sitzbelegungsabhängig vorzunehmen oder in Flugzeugen Passagier- und Kabinengepäcksgewichte aktiv zu messen, um die Trimmung des Flugzeuges zu verbessern und somit den Treibstoffverbrauch zu minimieren.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann anstelle eines verlötbaren Klettverschlusses auch ein entsprechend metallisierter Reißverschluss als Tragstruktur Verwendung finden, der ebenfalls eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist und über die mit dem Kontaktierungsadditiv gebildete Beschichtung direkt mit der elektrisch heizbaren Schicht in der bereits beschriebenen Weise verlötet werden kann. Auf diese Weise können beispielsweise Muster und einzelne Strukturen in einem Sitzbezug ausgetauscht und neue Anordnungen hergestellt werden.
- Als Tragstruktur kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung auch ein Metallgewebe, ein mit Metalldrähten oder einem metallischen Überzug, zum Beispiel auf Basis von Kupfer und Zinn versehenes Gewebe, Gelege oder Gestrick auf Basis von Polyester, Polyamid, Polycarbonat, Baumwolle oder Zellulose eingesetzt werden, insbesondere wenn unter Einbeziehung der erfindungsgemäß hergestellten elektrisch heizbaren Schicht ein Kunstleder hergestellt werden soll, welches üblicherweise über eine derartige Tragstruktur als unterste Schicht verfügt und aufgrund der eingearbeiteten Metallanteile auch der elektrischen Kontaktierung dient. Derartige Tragstrukturen lassen sich ebenfalls über die auf Basis des Kontaktierungsadditivs ausgebildete Beschichtung in der bereits beschriebenen Weise elektrisch leitfähig mit der elektrisch heizbaren Schicht verbinden. Gleichermaßen können auch Metallfolien als Tragstruktur Verwendung finden.
- Durch Einsatz einer solchen elektrisch leitfähigen Tragstruktur auf Basis metallischer oder metallisierter Gewebe oder Metallfolien können die Füllgrade der elektrisch leitfähigen Additive in der elektrisch heizbaren Schicht verringert werden, was zum einen kostengünstiger ist und zum anderen sich in einer erhöhten Flexibilität der elektrisch heizbaren Schicht niederschlägt, darüber hinaus können aber auch eventuelle Fehlstellen elektrisch heizbaren Schicht, hervorgerufen zum Beispiel durch Blasen oder Löcher, durch die elektrisch leitfähige Tragstruktur überbrückt werden. Dies führt zu einer homogeneren Leitfähigkeit der elektrisch heizbaren Schicht und auch dazu, dass eine geringere Tendenz zur Bildung von Hotspots etwa durch zu geringe Schichtdicke der elektrisch heizbaren Schicht gegeben ist. Sollte es dennoch zu einem solchen Hotspot kommen, wird die vorherrschende erhöhte Energiemenge von den im Kontaktierungsadditiv enthaltenen Metallpartikeln aufgenommen und durch entsprechende Erwärmung zu einer Phasenumwandlung von fest zu flüssig führen. Durch den einsetzenden erneuten Zusammenfluss des schmelzenden Metalls kann es insoweit zu einer erneuten Ausbildung von Lötverbindungen und einer vorteilhaften Heilung des Materials sowie Eliminierung des Hotspots kommen.
- Die auf Basis des Kontaktierungsadditivs hergestellte Beschichtung kann insbesondere als Kaschiermasse eine Polyurethanmatrix auf wässriger oder Dispersionsbasis, auf Lösemittelbasis oder High-Solid-Basis in Form ein- oder zweiphasiger Systeme, wie auch auf Basis von Thermoplasten auf Polyolefin-, Polyester- oder weichmacherhaltigen Polyvinyltypen aufgebaut werden. Das Dispergiermedium des Kontaktierungsadditivs in der Beschichtung wird wiederum kompatibel zur Polymermatrix analog zur Auswahl im Rahmen der Herstellung der elektrisch heizbaren Schicht ausgewählt, d.h. bei einem Polyurethan z.B. Polyethylenglykol und bei einem PVC ein geeigneter Weichmacher. Zur Erhöhung der Leitfähigkeit können noch Metallpulver und Metallpartikel, zum Beispiel Kupfer, Silber, Gold, Chrom, Nickel als Legierung oder als Beschichtung zum Beispiel auf Glaskugeln zum Einsatz kommen. Ferner können Carbonanotubes, ein- und mehrwertige Systeme, Fullerene, Graphitverbindungen, Halbleiterverbindungen auf Basis von Silizium, Gallium, Arsen und ähnlichem verwendet werden. Darüber hinaus können leitfähige Polymere sowie ionische Flüssigkeiten zur Verklebung Verwendung finden. Eine solche Kaschiermasse wird beispielsweise so auf die elektrisch heizbare Schicht aufgetragen, dass die Tragstruktur, zum Beispiel ein elektrisch leitfähiger Klettverschluss, mit seiner Rückseite eingelegt und durch Wärmezufuhr getrocknet sowie durch mögliche Verwendung von Vernetzern, wie Isocyanaten, Melaminen, Epoxiden oder Carbodiimiden vernetzt wird, wobei die gewünschten Lötverbindungen zwischen der elektrisch heizbaren Schicht und der Tragstruktur durch das Kontaktierungsadditiv ausgebildet werden. Zur Stabilisierung können zum Beispiel geblockte Phenole verwendet werden. Zusätzlich können auch Komplexbildner wie EDTA o. ä. Chelatbildner eingesetzt werden. Hinzu kommen Oxidationsstabilisatoren und thermische Leitfähigkeitsverbesserungsadditive wie Siliziumcarbid. Um einen hohen Füllgrad zu ermöglichen, können ionische und nicht ionische Tenside o. ä. oberflächenaktive Substanzen, beispielsweise auch Silikone eingesetzt werden, welche eine höhere Packungsdichte erlauben.
- Schließlich kann die unter Einsatz des Kontaktierungsadditivs hergestellte und auf die elektrisch heizbare Schicht zumindest bereichsweise aufgebrachte Beschichtung auch zur Kontaktierung von Folien als Tragstruktur dienen, die elektronische Baugruppen, zum Beispiel LEDs oder Sensoren tragen, wodurch die elektronischen Bauteile entweder unmittelbar oder lösbar zum Beispiel über den erwähnten Klett- oder Reißverschluss fest oder flexibel und abnehmbar angesteuert werden können. Anstelle einer Folie können die elektronischen Baugruppen auch direkt mit dem Kontaktierungsadditiv beschichtet und anschließend entweder mit einer Lötfahne, einem metallischen Klettband oder einem metallischen textilen Träger kaschiert und über die Beschichtung mit der erfindungsgemäßen Schicht verbunden werden.
- Sofern im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Schicht mit einem metallischen oder metallischeren Gewebe, Gelege oder Gestrick als Tragstruktur vorgesehen wird, kann diese anstelle der elektrisch heizbaren Funktion auch eine Abschirmfunktion gegen elektromagnetische Wechselfelder übernehmen, zum Beispiel bei Integration in ein Elektrofahrzeug.
- Die vorangehend erläuterte Erfindung ermöglicht die Herstellung einer elektrisch heizbaren Schicht, die über das hinzugefügte Kontaktierungsadditiv direkt kontaktierbar ist und die Möglichkeit der Heilung von metallischen Verbindungen innerhalb der Schicht durch Erhitzen mindestens auf die Schmelztemperatur der eingesetzten niedrigschmelzenden Metalle ermöglicht. Darüber hinaus kann in situ die Herstellung von Kontaktierungen zum Beispiel im Rahmen eines Streichprozesses zur Ausbildung der elektrisch heizbaren Schicht bei üblichen Streichtemperaturen zwischen 140 und 230 °C ermöglicht werden.
- Es können metallbeschichtete und metallische Klett- und Reißverschlüsse zur lösbaren Kontaktierung sowie mehrschichtige Verbundsysteme unter Einschluss einer metallischen Tragstruktur hergestellt werden.
- Die erfindungsgemäße elektrisch heizbare Schicht eignet sich insbesondere zur Herstellung eines Kunstleders, welches aus einem mehrschichtigen Verbundmaterial gebildet wird, wobei mindestens eine der Schichten des Verbundmaterials nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Ein solches Kunstleder ist wahlweise mit einer integrierten Beheizung durch die elektrisch heizbare Schicht versehen oder auch zur elektromagnetischen Abschirmung über diese Schicht geeignet.
- Neben den beschriebenen Klettverschluss-Systemen können auch entsprechende Reißverschluss-Systeme verwendet werden.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1924125 B1 [0004]
Claims (10)
- Verfahren zur Herstellung einer elektrisch heizbaren Schicht aus einem pastenförmigen Kunststoffmaterial, bei welchem elektrisch leitfähige Additive in das Kunststoffmaterial eingebracht und aus diesem Kunststoffmaterial anschließend die elektrisch heizbare Schicht hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kunststoffmaterial ferner ein Kontaktierungsadditiv hineindispergiert wird, welches von einer Metalldispersion, umfassend mindestens ein niedrigschmelzendes Metall oder eine Metalllegierung mit einem Schmelzpunkt unterhalb 250 °C in einem flüssigen Dispergiermedium mit einem Flammpunkt oberhalb des Schmelzpunktes des Metalls gebildet ist, wobei das mindestens eine niedrigschmelzende Metall in dem Dispergiermedium durch Wärmezufuhr aufgeschmolzen und unter Rühren in flüssiger Phase dispergiert wird und das Dispergiermedium von einem mit dem Kunststoffmaterial kompatiblen flüssigen Weichmacher oder einem entsprechenden Polymer gebildet ist.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Metall Zinn, Bismut und/oder Silber oder Indiumverbindungen eingesetzt werden. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metall in Form von kugelförmigen Partikeln einer Größe von 20 nm bis zu 3mm in dem Dispergiermedium dispergiert wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass das pastenförmige Kunststoffmaterial auf Basis von PVC und das Dispergiermedium von einem Weichmacher auf Basis von Phthalaten, Trimellitaten oder Sulfaten gebildet ist. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass das pastenförmige Kunststoffmaterial auf Basis von Polyurethan und das Dispergiermedium auf Basis von Polyethylenglykol gebildet ist. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungsadditiv Harze, Phosphorsäure, Phosphinate, Essigsäure, Ammoniak und/oder Amine als Flussmittel enthält. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens eine Oberfläche der elektrisch heizbaren Schicht zumindest bereichsweise eine Beschichtung aufgebracht wird, die durch Bereitstellung einer streichfähigen Masse auf Basis von PVC, Polyurethan, Polyolefinen oder Polyester und Einarbeiten eines Anteiles des Kontaktierungsadditivs hergestellt wird, und auf die Beschichtung eine elektrisch leitfähige Tragstruktur aufgebracht unter Einwirkung von Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur des mindestens einen Metalls in dem Kontaktierungsadditiv mit der heizbaren Schicht elektrisch leitend verbunden wird. - Verfahren nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur von einem Metallgewebe, einem mit Metalldrähten oder einem metallischen Überzug versehenen Gewebe, Gelege oder Gestrick auf Basis von Polyester, Polyamid, Polycarbonat, Baumwolle oder Zellulose, einer Metallfolie, einem metallbeschichteten Klett- oder Reißverschluss oder einer Leiterbahnen und/oder elektronische Baugruppen tragenden Folie gebildet ist. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 7 oder8 , dadurch gekennzeichnet, das die Beschichtung pulverförmige leitfähige Metallpartikel, metallbeschichtete Mikroglaskugeln, Carbonanotubes, Fullerene, Graphitverbindungen, Halbleiterverbindungen auf Basis von Silizium, Gallium oder Arsen, leitfähige Polymere und/oder ionische Flüssigleiten enthält. - Kunstleder, gebildet aus einem mehrschichtigen Verbundmaterial, welches mindestens eine nach einem der
Ansprüche 1 bis9 hergestellte elektrisch heizbare Schicht umfasst.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102020215949.1A DE102020215949A1 (de) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | Verfahren zur Herstellung einer elektrisch heizbaren Schicht aus Kunststoffmaterial |
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|---|---|---|---|
| DE102020215949.1A DE102020215949A1 (de) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | Verfahren zur Herstellung einer elektrisch heizbaren Schicht aus Kunststoffmaterial |
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| DE102020215949A1 true DE102020215949A1 (de) | 2022-06-15 |
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| DE102020215949.1A Pending DE102020215949A1 (de) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | Verfahren zur Herstellung einer elektrisch heizbaren Schicht aus Kunststoffmaterial |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1924125B1 (de) | 2006-11-16 | 2015-07-01 | Benecke-Kaliko AG | Heizbare Folie |
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2020
- 2020-12-15 DE DE102020215949.1A patent/DE102020215949A1/de active Pending
Patent Citations (1)
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| EP1924125B1 (de) | 2006-11-16 | 2015-07-01 | Benecke-Kaliko AG | Heizbare Folie |
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