DE1540949A1 - Novel product - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf neu«j:tige Produkte und auf Verfahren zu ihrer Herstellung. In Giner Hinsicht bezielit sie sich auf elektrisch leitende faserige (faserhaltig*?) Bahnen und des «eiteren noch auf im wesentlichen nicht sohiielzbare, elektrisch leitende Papierarten, die hochkohlenatoffhiltige endlose bau. Einzel- oder Sl em ent ar fäden in sich aufnehmen, und auf aus diesen konstruierte Heizelemente bzw· -körper·The invention relates to new products and on processes for their production. Aimed in giner terms they are on electrically conductive fibrous (fibrous *?) webs and the "purulent" still on essentially insoluble, electrically conductive types of paper, the high carbon ones endless construction. Take up single or slement threads, and on heating elements or bodies constructed from them
Kenn auch verschiedene Typen von elektrischen Heiχelementen oder -körpern entwickelt worden sind, so ergeben sich doch fiel« Problest beim Fertigte einer Hatte oder Bahn, die sa gleichmäßiger Wärmeerzeugung über einen großen Flächenbereich fällig ist, wobei heißt flecken (Funkte) vermieden werden, die auf unr«gel»äÖig· Widerstandsichwankungen und örtlicht* Übcrhitsen zurückzuführen sind. Imprägnierte Chemikalien und eingehüllt»Even if different types of electrical heating elements or bodies have been developed, they still emerge fell «problem with the finished of a hat or train that sat Uniform heat generation over a large surface area is due, which means that spots (spots) are avoided are due to irregular · resistance fluctuations and local * overshoots. Chemicals impregnated and encased »
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1540949 Drähte und Pulver bringen keineswegs eine zufriedenstellende Lösung dieser Probleme. Kostspielige Heizplatten und -tafeln, die gleichmäßige elektrische wie auch physikalische Eigenschaften, wie z.B. Biegsamkeit, Farbe, physikalische körperliche Festigkeit, aufweisen, waren Gegenstand umfangreicher Forschung. Elektrisch leitende Bahnen und Papiere wurden auch weitgehend bei Funkbildreproduktion benutzt, wobei ein leitfähiges Papier, das mit ?erschiedentlichen geeigneten Materialien überzogen ist, beim Durchgang eines elektrischen Stromes τοπ einem Abtaststift aus mit einem entworfenen Bilde yersehen wird. Vielleicht weist das üblichste leitfähige Papier eine Grundlagenbahn (Basisbahn) ton Gellulosefasern auf, die mit Kohlepartikeln imprägniert oder angefüllt und mit einem elektroempfindliohen Material überzogen sind. Derartige, mit eines Kohlepul?er fcdsehir"-te Papiere und ihre Herstellung sind anschaulich in den USA-Patenten 3 012 928 und 3 022 213 beschrieben. Das ÄinTerleiben Ton Kohlepartikeln in die Bahnen oder Bogen für Zuerteilen elektrischer Leitfähigkeit weist viele Nachteile auf. liner der Haupt nachteile war das äußeret hohe Beschieren τοη Kohlepapier, das für Erzielen τοη Platten- Bogen Widerstandswerten unter 60 01m je ca erforderlich war* Darüberhinaus ist bei solchen Besohteruogsnireaus die farbe des Bogene oder der Platte untermeidlich schwarz, sind die Haadhtbungseigenschaften (x.B. Biegsamkeit, Neigung zui Bilden ion Schertzflecken usw.) gewöhnlich Minderwertig, ist die Dichte des Bogen» hook und seine Porosität niedrig« Obgleich man zu einer höheren elektrischen Leitfähigkeit 1540949 wires and powders are by no means a satisfactory solution to these problems. Expensive hot plates and panels that have consistent electrical as well as physical properties such as flexibility, color, physical strength, have been the subject of extensive research. Electrically conductive sheets and papers have also been used extensively in radio image reproduction, a conductive paper coated with various suitable materials being provided with a designed image when an electric current is passed through a stylus. Perhaps the most common conductive paper has a base sheet (base sheet) of cellulose fibers impregnated or filled with carbon particles and coated with an electro-sensitive material. Such carbon powder-coated papers and their manufacture are vividly described in U.S. Patents 3,012,928 and 3,022,213. The entrainment of clay particles in the sheets or sheets for imparting electrical conductivity has many disadvantages The main disadvantage was the extremely high level of coating τοη carbon paper, which was necessary to achieve τοη sheet-sheet resistance values below 60 01m per approx zui forming ion Schertzflecken etc.) usually Inferior is, the density of the sheets "hook and its porosity low" Although adding to a higher electrical conductivity
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mit geringerem Beschweren von feinverteilten leitfähigen Partikeln kommen kann, ist doch die Zusammensetzung der Bahn oder der Matrix, in die leitende Partikel eingebracht sind, z.B. 5-100$ von einem Kunstpolymerisatbindemittel kritisch, wie dies in dem USA-Patent 2.993 816 beschrieben ist.with less weighting of finely divided conductive particles may occur, the composition of the web or matrix in which conductive particles are incorporated, e.g. $ 5-100 of a synthetic polymer binder like this is critical in U.S. Patent 2,993,816.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer elektrisch leitenden faserigen Bahn, die elektrisch leitende Granulate oder körnige Materialien nicht erfordert·The aim of the invention is to create an electrically conductive fibrous sheet, the electrically conductive granules or granular materials not required
Ein anderes Ziel ist auch die Schaffung eines praktisch nichtschmelzbaren elektrisch leitenden Papiers, das gute physikalische oder mechanische Eigenschaften besitzt und nicht notwendigerweise dunkel in seiner Farbe ist.Another goal is also to create a practical one non-meltable electrically conductive paper that has good physical or mechanical properties and not necessarily is dark in color.
Auch ist Ziel der Erfindung die Schaffung einer elektrisch leitfähigen Bahn, die nicht merklich hinsichtlich ihrer elektrischen Leitfähigkeit bei unterschiedlichen relativen ■ Feuchtigkeitsbedingungen oder bei Dauerbiegung der Bahn variiert,The invention also aims to provide an electrically conductive path that is not noticeable in terms of its electrical conductivity at different relative ■ Humidity conditions or with continuous bending of the web varies,
Noch ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer elektrisch leitenden Bahn hoher Porosität und geringer Dichte.Another object of the invention is to provide an electric conductive sheet of high porosity and low density.
Ferner ist Ziel der Erfindung die Schaffung eines neuartigen elektrischen Heizelementes (-bauteiles).Another aim of the invention is to create a novel electrical heating element (component).
Auch ist Ziel der Erfindung die Schaffung eines einfachen und wirtschaftlichen Arbeitsganges für Fertigung der vorgenannten elektrisch leitenden Bahnen. The aim of the invention is also to create a simple one and economical operation for the production of the aforementioned electrically conductive tracks.
So wurde herausgefunden, daß eine im wesentlichen unschmelzbare, ungewebte, faserige Bahn, die mindestens 50 Gew.-J* an im wesentlichen gleichmäßig verteilten, elektrisch leitfähigen,It has thus been found that a substantially infusible, nonwoven, fibrous web containing at least 50 wt. at essentially evenly distributed, electrically conductive,
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hochkohlenstoffhaltigen bzw. kohlenstoffhaltigen Einzel- oder Elementarfäden aufweist, die oben angeführten und auch andere Vorteile erstellt, vorausgesetzt, daß die kohlenstoffhaltigen (endlosen) Elementarfäden eine durchschnittliche Faserlänge von 1,6 bis 11,11 mm und einen durchschnittlichen Denier-Wert von 0,25 - 5 (vorzugsweise etwa 0,4 bis 1) aufweisen, wobei die Elementarfädenlänge (filament length) etwa das Zehnfache von dem Fädendurchmesser beträgt. Auch wurde festgestellt, daß man derartige elektrisch leitende Bahnen auf einer herkömmlichen Papierherstellungsmaschine fertigen und daß die spezifische elektrische Widerstandsfähigkeit bei Werten zwischen etwa 0,036 und 60 0hm je cm gehalten werden kann. Die bequeme Dispergierbarkeit der hochkohlenstoffhaltigen Fasern in wäßrigen Aufschlämmungen, besonders Holz- oder anderen cellulosehaltigen Pulpenaufschlämmungen, ist außergewöhnlich, da der Dichteunterschied zwischen solchen leitfähigen Fasern und Holzfasermaterial klein und Faseraussonderung (-ausseigerung) auf einen Mindestbetrag herabgesetzt ist.high-carbon or carbon-containing single or Has filaments, the above and other advantages created, provided that the carbonaceous (continuous) filaments an average fiber length of 1.6 to 11.11 mm and an average denier of 0.25-5 (preferably about 0.4 to 1), the filament length about ten times the thread diameter. It was also found that such electrically conductive tracks on a conventional Paper making machine manufacture and that the specific electrical resistivity at values between about 0.036 and 60 ohms per cm can be maintained. The ease of dispersibility of the high carbon fibers in aqueous slurries, particularly wood or other cellulosic pulp slurries, is exceptional because of the difference in density between such conductive fibers and wood fiber material small and fiber segregation (segregation) to a minimum amount is reduced.
Die faserigen Hauptkomponenten, die mindestens 50 Gew.-^ von der ungewebten Bahn ausmachen, sind praktisch unschmelzbar und können synthetischen oder natürlichen Ursprungs sein. Für Anfertigung auf einer Papiermaschine unter Anwendung herköamlicher Verfahrensgänge kann man die nichtgewebte Bahn aus einer wäßrigen Suspension von unschmelzbaren organischen oder anorganischen Fasern mit Papierherstellungseigenschaften, zu denen Cellulose, Cellulosederivate, Asbest, Asbest-Glas-Gemische, " 90 9884/0785The main fibrous components, which are at least 50 wt .- ^ of the nonwoven web are practically infusible and can be of synthetic or natural origin. For Manufactured on a paper machine using conventional processes, the nonwoven web can be made from a aqueous suspension of infusible organic or inorganic fibers with papermaking properties to which Cellulose, cellulose derivatives, asbestos, asbestos-glass mixtures, "90 9884/0785
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Asbest-Cellulose-Gemische, Cellulose-Glasgemische usw. gehören, herstellen. Brauchbar sind auch τerachiedentIiehe andere unschmelzbare Stapelfasern und Füllmittel, z.B. Metallfaden und -flocken, Glimmerplättchen, Hitzehärtungsharze, Titandioxyd, Zinkoxyd. Auch kann man geringere Mengen an in der Kitze schmelzbarem Material, z.B. Fibride, das nicht die grundlegende Unschmelzbarkeit des Aufgebauten verändert, mithineinnehmen. Obgleich man im allgemeinen bevorzugt die leitfähigen kohlenstoffartigen (-haltigen) Fäden in eine isolierfähige nichtge- webte Matrix einbringen kann, können die elektrischen Eigenschaften der Platte oder der Tafel für bestimmte Zwecke modifiziert werden durch Einbeziehung anderer leitfähiger Materialien, gewöhnlich in einer geringeren Menge im Vergleich zu derjenigen ah leitfähigen kohlen·toffhaltigen Slementarfäden. Besonders bevorzugt lird die Verwendung einer celluloseartigen Papier herstellungepulpe als Hauptkoiponentβ dieser leitfähigen Bahnen· Asbestos-cellulose mixtures, cellulose-glass mixtures, etc. Other infusible staple fibers and fillers, for example metal threads and flakes, mica flakes, thermosetting resins, titanium dioxide, zinc oxide, can also be used. You can also take with you smaller amounts of material that can be melted in the fawn, for example fibrids that do not change the fundamental infusibility of the structure. Although one can, in general, preferably, the conductive carbonaceous (-containing) threads in an insulative nichtge- woven matrix bring the electrical properties of the plate or panel may be modified for specific purposes by the inclusion of other conductive materials, usually in a lesser amount in comparison to those ah conductive carbon-containing slement threads. It is particularly preferred to use a cellulosic papermaking pulp as the main component of these conductive paths.
Elektriich leitfähig·, hoohkohlenfltoffhaltige (£1βα·η-tar-) Fäden (d.h. lit 80* Kohlenstoff, vorsugeweiee über 90* Kohlenstoff) iind wohlbekannt. Bei einer Arbeitsweise erhitzt man für ihre Zubereitung Fasern »it hohes Cellulosegehalt in Abwesenheit von Sau«·toff und Feuchtigkeit in einen Temperaturbereich von etwa 149 - 8160O Ua sue Abschluß praktisch völliger Karbonisierung und sttst das Material weiterhin einer Temperatur über atf* 8160O to genügend lang· aus, daß ta elektrisch !•ittnd geuwnt ist. Dias« ltftoft* ist am USA-F»tent 3 011 tu entnahaan· Zu «inis anderen Verfahrensgaog, der in de» Electrically conductive, high-carbon (£ 1βα-η-tar-) threads (ie lit 80 * carbon, preferably over 90 * carbon) are well known. In an operation of heating for their preparation fibers »it high cellulose content in the absence of Sau" · toff and humidity in a temperature range of about 149 to 816 0 O Ua sue conclusion practically complete carbonation and continue sttst the material to a temperature above atf * 816 0 O to long enough that ta electrical! • ittnd is valid . The "ltftoft * is on the USA-F" tent 3 011 tu entnahaan · To "inis other proceedings ensgaog, which in de"
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USA-Patent 3 107 152 beschrieben ist, gehört das Erhitzen eines Materials auf Cellulosebasis bei einer Geschwindigkeit mit etwa iO°C-Temperaturanstieg je Std. bis etwa 50°C-Temperaturanstieg je Std. ausgehend von einer Anfangstemperatur τοη etwa 1000C Ms 4000C, gefolgt τοη einer Erhitzungsgeschwindigkeit bis zu 10O0C je Std. auf eine Sndtemperatur von etwa 9000C, gefolgt von einem weiteren Erhitzen bis zum Eintreten weitgehendster Graphitisierung· Andere Karbonisierungsarbeitsgänge sind in dem USA-Patent 3 071 637 beschrieben. Die auf die angebene Art und Weise erzeugten hochkohlenstoffhaltigen Taue, Seidenstränge, Fasern, (Endlos-) Eiernentarfäden oder Gewebe mit einea Denierwert von 0,5 bis 5 werden geschlagen oder geschnitzelt, um eine durchschnittliche Faserlänge von 1,587 - 11,112 mm (1/16-7/16 inch), vorzugsweise 0,125 bis 0,375 U9 vorzugehen. Wenn die durchschnittliche Faserlänge unter diese untere Grenz· fällt, dann nimmt der Eigenwiderstand der Bahn bei konstanter Beschwerung Berklich zu, wohingegen durchschnittliche Faserlängen über dem Höchstwert sich nur schwierig su handhaben und mit anderen Fasern (homogen) vermischen lassen und auch dazu neigen, zu Platten oder Bahnen zu führen, die unregelmäßig· Widerstandseigenschaften ton Fertigungtpartie su Fertigungsparti· aufweisen. Im Bereich zweckdienlicher Denierwerte kann etwas Zunahme an Leitfähigkeit bei lcltinerfn Deni«r-Iert*n bei denselben Beschwerungen! veaus erreicht werden.US-patent is described in 3,107,152, the heating of a material ever heard based on cellulose at a rate of about iO ° C-temperature rise hrs. To about 50 ° C temperature rise per hr., Starting from an initial temperature τοη about 100 0 C MS 400 0 C, followed by a heating rate of up to 10O 0 C per hour to a final temperature of about 900 0 C, followed by further heating until the most extensive graphitization occurs. Other carbonization operations are described in US Pat. No. 3,071,637. The high-carbon ropes, silk ropes, fibers, (continuous) egg filaments or fabrics with a denier value of 0.5 to 5 produced in the above manner are beaten or chipped to an average fiber length of 1.587 - 11.112 mm (1 / 16- 7/16 inch), preferably 0.125 to 0.375 U 9 . If the average fiber length falls below this lower limit, then the inherent resistance of the web increases with constant loading Berklich, whereas average fiber lengths above the maximum value are difficult to handle and can be (homogeneously) mixed with other fibers and also tend to form plates or to guide tracks which have irregular resistance properties on the production part and the production part. In the range of appropriate denier values, a slight increase in conductivity can be achieved in oil-filled deniers with the same weights! veaus can be achieved.
Obgleich die elektrisch leitfähigen, hoöhkohleoetoffhaltigen Eleaentarfäden relativ brüchig sind, weisen si· jedochAlthough the electrically conductive, carbon dioxide-containing Eleaentar threads are relatively brittle, they have
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genügend Biegsamkeit für Beständigkeit gegenüber normalem Biegen der porösen Bahn oder des porösen Papiers, in das sie eingebracht sind, auf und wirken sich nicht anderweitig notwendigerweise ungünstig auf die anderen erwünschten physikalischen Eigenschaften des fertigen Bogens oder Platte innerhalb der angegebenen Beschwerungshöchstwerte aus· Jedoch wird dann, wenn weniger als etwa 1Jt oder mehr als über etwa/i 35^ der kohlenstoffhaltigen Elementarfäden benutzt werden, die Widerstandsregelung äußerst schwierig·sufficient flexibility to withstand normal bending of the porous web or paper in which they are incorporated and does not otherwise necessarily adversely affect the other desirable physical properties of the finished sheet or plate within the stated maximum load values less than about 1Jt or more than about 1/35 ^ of the carbon-containing filaments are used, the resistance control extremely difficult
Figur 1 veranschaulicht die niedrigere Widerstandsfähigkeit, die erhalten wurde in einem Holzfaserbreipapier mit kohlenstoffhaltigen 6,550 mm-Jlementarfäden (mit etwa 90 Gew·-* Kohlenstoff) im Vergleich zu gleichen NiTeaus einer 60^igen Kohlepulverbesehwerung. Man sieht, daß ein Papier mit einer Beschwerung an 6O96 KohlepulTer (Conductei) hinsichtlich seiner Widerstandsfähigkeit einem Papier entsprach, das etwa 4% kohlenstoffhaltige Elementarfäden enthält, wobei die letzteren den zusätzlichen Vorteil hoher Porosität, hellerer Farbe und besserer Handhabungseigenschaften aufweisen. Im allgemeinen erfordert ein übliches, mit Kohlepulγer beschwertes Papier eine etwa 50 bis über 100#ige Kohlenstoffbeschwerung, um Werte bei einem spezifischen Widerstand zu erzielen vergleichbar mit den leitfähigen Bahnen gemäß der Erfindung; und derartige Bogen oder Bahnen verschmieren und verlieren Kohlenstoff bei den höheren Beschwerungswerten· In gleicher Weise erfordert das Einbringen von Metallflocken in einen Papierbogen über etwa 50£ige Beschwerung, eheFIG. 1 illustrates the lower resistance which was obtained in a wood pulp paper with carbonaceous 6.550 mm elementary filaments (with about 90% by weight carbon) compared to the same NiT from a 60% carbon powder coating. It can be seen that a paper with a weight on 6O96 carbon powder (Conductei) corresponded in terms of its resistance to a paper containing about 4% carbon-containing filaments, the latter having the additional advantage of high porosity, lighter color and better handling properties. Generally requires a usual, weighted with carbon pulver paper an about 50 to Over 100 # carbon weighting in order to achieve values with a specific resistance comparable to the conductive ones Webs according to the invention; and such sheets or webs smear and lose carbon at the higher load values. Likewise, the incorporation of metal flakes into a sheet of paper requires over about 50 pounds of weight before
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eine bedeutende Änderung in der spezifischen Widerstandsfähigkeit erzielt ist; und sowohl Metallflocken wie auch Metallfä- · den neigen zur Erhöhung der Bogendichte und Verminderung der Bogenporosität. Aufgrund der Oxydation von bestimmten Metallen, wie z.B. Aluminium und Kupfer, können Papiere, die sich auf Metallflocken oder -fäden gründen, beträchtlich in der spezifischen Widerstandsfähigkeit über einen langen Zeitraum variieren· Darüberhinaus wurde festgestellt, daß es schwierig ist, Metalleinzelfäden in einer Pulpeaufschlämmung zu dispergieren und daß sie einige unerwünschte Eigenschaften dem Bogen, z.B. Steifheit usw., verleihen.a significant change in resistivity is achieved; and both metal flakes and metal fibers the tend to increase the sheet density and decrease the sheet porosity. Due to the oxidation of certain metals, such as aluminum and copper, papers that can rely on Metal flakes or threads, which vary considerably in specific resistance over a long period of time. In addition, it has been found that it is difficult to disperse metal filaments in a pulp slurry and that they impart some undesirable properties to the arch such as stiffness, etc.
Figur 2 zeigt die Variierung hinsichtlich spezifischer Widerstandsfähigkeit bei einer erstellten Beschwerung mit kohlenstoffhaltigen 6,350 mm-Fasern (90 Gew.-?* Kohlenstoff). Kontrolle der Widerstandsfähigkeit dieser Kohlenstoffasern erzielt man mit 3-35 Gew.^ von den kohlenstoffhaltigen Fasern, wobei der Bereich von 4 - 303* bevorzugt wird.FIG. 2 shows the variation in terms of specific resistance when a load is created with carbon-containing 6.350 mm fibers (90% by weight carbon). Control of the resistance of these carbon fibers is achieved one with 3-35 wt. ^ of the carbonaceous fibers, whereby the range of 4 - 303 * is preferred.
Figur 3 veranschaulicht die Beziehung der Faserlänge zur spezifischen Widerstandsfähigkeit in einem Papier mit einer 5^igen Beschwerung an kohlenstoffhaltigen Elementarfäden (etwa 90 Gew.-^ Kohlenstoff). Eine angemessene Widerstandsregelung erfordert eine durchschnittliche Faserlänge von 1,587 -11,112 mm (1/16 - 7/16 inch), vorzugsweise 3,175 - 9,525 mm.FIG. 3 illustrates the relationship between the fiber length and the specific resistance in a paper with a 5% weighting of carbon-containing filaments (about 90 wt .- ^ carbon). Adequate resistance control requires an average fiber length of 1.587-11.112 mm (1/16 - 7/16 inch), preferably 3.175-9.525 mm.
Aus dem obigen ist zu erkennen, daß innerhalb der spezifizierten Grenzen die Widerstandsfähigkeit des endgültigen Bogens wie auch deren Farbe und physikalischen Eigenschaften sorg-From the above it can be seen that, within the specified limits, the final sheet's resilience, as well as its color and physical properties, are important.
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fältig kontrolliert «erden können. Durch Variierung des Basisgewichtes (4,5-45,4 kg je 278,7 m2 Ries) und der Böschheit oder Porosität des Bog ens oder der Bahn·. 30 - 70 Grad Schopper-Riegler Mahlungsgrad (freeness)J , wie auch der physikalischen Eigenschaften der anderen benutzten Fasern und Füllmittel, kann man sogar eine weitere Regulierung bewerkstelligen· Im folgenden werden typische Verfahrensgänge für Bereitung leitfähiger Bahnen oder Papiere gemäß der Erfindung anschaulich wiedergegeben·carefully controlled «. By varying the basis weight (4.5-45.4 kg per 278.7 m 2 ream) and the bulkiness or porosity of the arch or sheet ·. 30 - 70 degrees Schopper-Riegler freeness J, as well as the physical properties of the other fibers and fillers used, you can even achieve a further regulation
Ein hochkohleastoffhaitiges, elektrisch leitendes Gewebe, nach den früher beschriebenen Grapitttierungsvorgängen bereitet, wurde in 7,62 cm-Vierkantstücke zugeschnitten und mit Wasser in einer Schrapp- oder Zerteilvorrichtung dispergiert, wobei diese Behandlung solange fortgesetzt wurde, bis das Gewebe zu Fasern mit einer Durchschnittslänge von etwa 3,175 mm zerkleinert war· Diese kohlenstoffhaltigen Fasern (etwa 90£ Kohlenstoff) wurden dann gleichmäßig in einer wäßrigen Aufschlämmung von einem Papierbrei in einer Vorratsbütte dispergiert, um eine 9#ige Beschwerung von den leitfähigen Fasern vorzusehen, wobei der Rest Holzstoff masse (-pulped war. Diese Aufschlämmung wurde dem Aufsatzkasten einer 22,86 cm-Papiermaschine für den Papierherstellungsbetrieb zugegeben, wobei die Papiermaschine ein Drahtsieb mit einer Öffnung von 0,177 mm (80 mesh) hatte und während des Arbeitsvorganges die Testvorrichtung zwischen 5 und 6 Einheiten gehalten wurde· Der spezifische Widerstand von dem erhaltenen Papier betrug 0,540 Ohm/cm, gemessen mit einer Wheatstone-Brücke,A high-carbon, electrically conductive fabric, prepared according to the previously described graphing processes, was cut into 7.62 cm square pieces and washed with water in a scraping or dividing device dispersed, these Treatment was continued until the fabric became fibers was crushed with an average length of about 3.175 mm These carbonaceous fibers (about 90 pounds of carbon) were made then uniformly in an aqueous slurry from a pulp dispersed in a storage chest to give a 9 # weighting of the conductive fibers, with the remainder being pulped. This slurry was added to the top box a 22.86 cm paper machine for the papermaking operation added, the paper machine having a 0.177 mm (80 mesh) opening wire screen and during the Operating procedure the test device was kept between 5 and 6 units · The resistivity of that obtained Paper was 0.540 ohms / cm, measured with a Wheatstone bridge,
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Hochkohlenstoffhaltige, elektrisch leitende Fasern (6,350 mm Länge, 0,4 Denier, 99t9# Kohlenstoff) wurden in einer wäßrigen Aufschlämmung dispergiert, die als Feststoffe 60,6 Gew.« i» Asbestfasermaterial (Qualität für Papierherstellung), 12 Gew.-3* Glasmikrofasern (6,350 mm Länge) und 24 Gew.-^ eines gepulverten, schmelzbaren Phenolformaldehydharzes enthielt, wobei die kohlenstoffhaltigen Fasern 3»4 Gew·-^ τοη den gesamten Feststoffen ausmachten· Unter Benutzung einer 25,4 : 30,48 cm-Williams Hand-Bogen-Austreibevorrichtung mit einem Sieb mit einer Öffnung von 0,177 mm wurde ein Bogen (Platte) ausgebildet und getrocknet. Das entstandene Papier hatte eine Dicke von 0,1651 mm und einen Eigenwiderstand τοη 0,975 Ohm/cm, überbrückt man elektrische Kontakte mit diesem Bogen und regelt man die Spannung für Vorsehen genügender Irwärmung zwecks Bewirkung des Schmelzens des Phenolpulvers, dann sank der Eigenwiderstand auf . etwa 0,8125 Ohm/cm ab; dieser Wert blieb danach konstant.High carbon containing electrically conductive fibers (6,350 mm in length, 0.4 denier, 99 t 9 # carbon) were dispersed in an aqueous slurry as solids 60.6 wt. «I» asbestos fiber material (quality for papermaking), 12 parts by weight 3 * glass microfibers (6.350 mm length) and 24 wt .- ^ of a powdered, fusible phenol-formaldehyde resin, with the carbonaceous fibers 3 »4 wt .- ^ τοη the total solids · Using a 25.4: 30.48 cm - Williams hand sheet expeller having a screen with an opening of 0.177 mm, a sheet (plate) was formed and dried. The resulting paper had a thickness of 0.1651 mm and an intrinsic resistance τοη 0.975 Ohm / cm.If electrical contacts are bridged with this arc and the voltage is regulated to provide sufficient heating to cause the phenol powder to melt, the intrinsic resistance then decreased. about 0.8125 ohms / cm; this value remained constant thereafter.
!fach den Arbeitsgängen von Beispiel 2 wurden weitere Handbogen (vergl. Tabelle I) gefertigt; hierbei betrug die Länge der kohlenstoffhaltigen Fasern etwa 6,350 mm.! times the operations of Example 2 were further Hand bows (see Table I) made; here was the Length of the carbonaceous fibers about 6,350 mm.
- Tabelle I -- Table I -
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Tab el IeTab el Ie
Dicke Spezifischer Widerstand mm (Ohm/cm)Thickness Specific Resistance mm (Ohm / cm)
Beispiel Feststoffe (mil) Vor NachExample Solids (mil) Before After
6* kohlenstoffhaltige 0.0001786 * carbonaceous 0.000178
Fasern(99,9* Kohlen- (0,007) 0,322 0,287Fibers (99.9 * carbon- (0.007) 0.322 0.287
stoff)material)
12* Grlasmikrofasern (6,350 IMi Länge)12 * grass microfibers (6,350 IMi length)
58* Asbest, Papierqualität 58 * Asbestos, paper quality
24* schmelzbares gepulvertes Phenolharz24 * meltable powdered phenolic resin
13* kohlenstoffhaltige 0,000178 0,098 0,08413 * carbonaceous 0.000178 0.098 0.084
Faser(99,9* Kohlen- (0,007) stoff)Fiber (99.9 * carbon (0.007) carbon)
12* Glasmikrofaser (6,350 mm Länge)12 * glass microfiber (6.350mm length)
schmelzbares gepulvertes Phenolnarz fusible powdered phenolic resin
Asbest, Papierqualität - Asbestos, paper quality -
3,4* kohlenstoffhaltige 0.000165 0,975 0,8133.4 * carbonaceous 0.000165 0.975 0.813
Fasern (99,9* Koh- (0,0065) lenstoff)Fibers (99.9 * carbon (0.0065) carbon)
12* Glasmikrofasern (6,350 mm Länge)12 * glass microfibers (6.350mm length)
24* schmelzbares gepulvertes Phenolharz 24 * meltable powdered phenolic resin
60,6* Asbest, Papierqualität 60.6 * asbestos, paper quality
1,25* kohlenstoffhal- 0,000152 3,60 2,941.25 * carbon 0.000152 3.60 2.94
tige Fasern(99,9* (0,006) Kohlenstoff)term fibers (99.9 * (0.006) carbon)
12* Glasmikrofasern (6,350 mm Länge)12 * glass microfibers (6.350mm length)
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If 1726 - 12 -If 1726 - 12 -
24$ schmelzbares gepulvertes Phenolharz$ 24 meltable powdered Phenolic resin
62,75* Asbest ·62.75 * asbestos
(Papierqualität)(Paper quality)
11 * kohlenstoffhaltige 0.000143 2,7911 * carbonaceous 0.000143 2.79
Fasern (90* Koh- (0,0045) lenstoff)Fibers (90 * carbon (0.0045) carbon)
88* Synthetischer Glimmer88 * Synthetic mica
1* Alaun u.Polyäthylenimin-Koaguliermittel1 * alum and polyethyleneimine coagulant
20* kohlenstoffhaltige 0.0027 0,31320 * carbonaceous 0.0027 0.313
Fasern (90* Koh- (0,011) lenstoffFibers (90 * carbon (0.011) carbon
10* Glasmikrofasern10 * glass microfibers
69* Synthetischer Glimmer69 * Synthetic mica
1* Alaun - und -~^«.„...-lenimin-Koaguli ermit t el1 * alum - and - ~ ^ «." ...- lenimine coaguli determined
9* kohlenstoffhaltige 0,000178 1,806 Fasern (90* Koh- (0,007) lenstoff)9 * carbon containing 0.000178 1.806 fibers (90 * carbon (0.007) carbon)
16* Glasmikrofasern16 * glass microfibers
75* Asbest (Papierqualität)75 * asbestos (paper quality)
8* kohlenstoffhaltige 0.000216 1,6418 * carbonaceous 0.000216 1.641
Fasern (90* Koh- (0,0085) lenstoffFibers (90 * carbon (0.0085) carbon
92* Asbest (Papierqualität)92 * asbestos (paper quality)
16* kohlenstoffhaltige 0.0027 13,216 * carbonaceous 0.0027 13.2
Fasern (90* Koh- (0,011) lenstoff)Fibers (90 * carbon (0.011) carbon)
24* Glimmerflocken24 * mica flakes
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59$ Glasmikrofasern$ 59 glass microfibers
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kohlenstoffhaltige Fasern (90* Kohlenstoff)carbon fiber (90 * carbon)
Papierbrei aus HolzschliffPulp from wood pulp
Asbest (Papierqualität) 0.000127 (0,005) Asbestos (paper quality) 0.000127 (0.005)
0,7980.798
35* kohlenstoffhaltige35 * carbonaceous
Fasern (12,7 mm Länge 90* Kohlenstoff)Fibers (12.7mm length 90 * carbon)
65* Papierbrei v.Holzschliff 0.00029 0,132 (0,0115) 65 * Wood pulp pulp 0.00029 0.132 (0.0115)
% kohlenstoffhaltige Fasern (90s* Kohlenstoff) % carbon fiber (90s * carbon)
ZinkoxydZinc oxide
65* Papierbrei v,Holzschliff65 * pulp v, wood pulp
0.00020 (0,008)0.00020 (0.008)
2,212.21
15 9* kohlenstoffhaltige 0.0003515 9 * carbonaceous 0.00035
Fasern (90* Kohlen- (0,012(Fibers (90 * carbon- (0.012 (
stoff)material)
TitandiozydTitanium diocide
pierb hliffpierb hliff
Alaunalum
Papierbrei v.Holzsc Paper pulp from Holzsc
2,022.02
16 I45i- kohlenstoffhaltige 0.0002516 I45i- carbonaceous 0.00025
Fasern (19,05 mm Länge, (0,010) 9i¥ Kohlenstoff)Fibers (19.05mm length, (0.010) 9i ¥ carbon)
Papierbrei -^Holzschliff Paper pulp - ^ wood pulp
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17 2196 kohlenstoffhaltige 0.00025 0,195 —17 2196 carbonaceous 0.00025 0.195 -
Fasern (25,4 mm Länge, (0,010)Fibers (25.4mm length, (0.010)
90* Kohlenstoff)90 * carbon)
79* Papierbrei ν.Holzschliff79 * paper pulp ν. Wood sanding
18 9* kohlenstoffhaltige 0.000165 0,540 —18 9 * carbonaceous 0.000165 0.540 -
Fasern (99,9* Kohlenstoff) (0,006)Fibers (99.9 * carbon) (0.006)
90,9* Papierbrei v.Holzschliff
0,1* Netzmittel90.9 * pulp from wood grinding
0.1 * wetting agent
Eine 22,86 cm breite Rolle von einem leitfähigen Papier, das kohlenstoffhaltige Fasern und Holzpapierbrei (50 Grad Schopper-Biegler-Mahlungsgrad) enthielt, wurde mit einem HLeithiosulfatüberzug 00,0381 mm dick), der wie nach dem USA-Patent zubereitet wurde, überzogen. Das überzogene Papier wurde in Luft getrocknet und auf eine Größe geschnitten, die sich dem Western Union Desk-Fax-Faksimileempfanger anpassen würde. Ein Prüfungsmuster wurde dem Empfänger übertragen und entwarf erfolgreich ein Bild auf dem überzogenen Papier unter Anwendung von Standard-Arbeitsweisen. A roll of conductive paper, 8 inches wide, the carbon-containing fibers and wood paper pulp (50 degrees Schopper-Biegler grind) was coated with a lithium sulfate coating 00.0381 mm thick), which was prepared according to the USA patent. The coated paper was in air dried and cut to a size that would fit the Western Union Desk fax facsimile receiver. An exam sample was given to the recipient and successfully drafted an image on the coated paper using standard procedures.
Sin Wärmekübel für Nahrungsmittel und Speisen wurde unter Verwendung eines Papiers, das Kohlenstofffaseranteile gemäß der Erfindung enthielt, als Heizelement konstruiert. Die Rückseite von einer Metallplatte (25,4 cm ; 50,80 cm) wurde mit einem dünnen elektrisch isolierenden Überzug verkleidet, der beständig war gegenüber den durch das Heizelement erreichtenA warming bucket for food and meals was made using paper containing carbon fiber proportions of the invention, constructed as a heating element. The back of a metal plate (25.4 cm; 50.80 cm) was made with covered with a thin electrically insulating coating that was resistant to that reached by the heating element
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erhöhten Temperaturen0 Für Arbeiten bei 120 Volt mit einem 300 Watt-Heizbedarf ist der Widerstand des Heizelementes 48 Ohm· Mit Metallelektroden, die den Kontakt an beiden Enden des Heizelementes entlang der 25,4 cm-Dimension erstellen, muß der spezifische Widerstand des Heizelementes 24 Ohm je Querschnittsfläche (per square) haben. Ein leitfähiges Papier, das kohlenstoffhaltige Fasern und Holzpulpe entsprechend diesen Anforderungen aufwies, wurde auf Format (Größe) beider Elektroden geschnitten und diesen angepaßt und dann an den Isolierüberzug der Metallplatte gebunden. Dann benutzte man einen wärmeisolierenden Film (Folie) für überdecken des Heizelementes; dadurch wurde eine als Ganzes vorliegende Aufheizungseinheit vorgesehen. Bei Anlegen von 120 Volt quer durch das Heizelement wurde durch dieses gleichmäßig Wärme erzeugt und auf die Metallplatte übertragen, wobei eine verlustarme, sehr gleichmäßig verteilte Wärme (Hitze) über die Kübel- oder Trogoberfläche vorgesehen wurde. Zu den Vorteilen dieser Aufwärmevorrichtung gehörten unmittelbare Wärmeübertragung auf Grund innigen Kontaktes, Großflächenwärmeübertragung, niedrigere Elementtemperaturen und Abwesenheit von heißen Punkten, die auf örtliche Überhitzung zurückzuführen sind.elevated temperatures 0 For work at 120 volts with a 300 watt heating requirement, the resistance of the heating element is 48 ohms.With metal electrodes making contact at both ends of the heating element along the 10 inch dimension, the resistivity of the heating element must be 24 Ohms per cross-sectional area (per square). A conductive paper comprising carbonaceous fibers and wood pulp according to these requirements was cut to size (size) of both electrodes and adjusted and then bonded to the insulating coating of the metal plate. Then a heat insulating film was used to cover the heating element; as a result, a heating unit was provided as a whole. When 120 volts were applied across the heating element, heat was generated evenly by this and transferred to the metal plate, with low-loss, very evenly distributed heat (heat) being provided over the surface of the bucket or trough. The advantages of this warming device included direct heat transfer due to intimate contact, large area heat transfer, lower element temperatures and the absence of hot spots due to local overheating.
- Patentansprüche -- patent claims -
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