DE19823496A1 - Heizmatte - Google Patents

Abstract

Heizmatte mit einem flächigen Widerstansheizelement, dessen Widerstandsmasse ein elektrisch leitendes Polymer umfaßt, wobei in dem Widerstandsheizelement drei oder mehr Stromversorgungsleitungen vorgesehen sind, die wahlweise mit Strom beaufschlagt werden können.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizmatte, insbesondere eine Heiz­ matte für die Verwendung als Bettheizung.

Heizmatten finden vielfach Anwendung als Bettheizungen. Hierbei werden diese auf die Matratze gelegt oder in diese eingearbeitet, um z. B. in Kran­ kenhäusern Patienten auf der Intensivstation eine ausreichende Menge an Wärme zuzuführen. Abhängig von der Verletzung der Patienten kann aber eine Erwärmung verschiedener Bereiche des Körpers unerwünscht sein. Überdies muß bei Heizmatten, die in unmittelbaren Kontakt mit dem menschlichen Körper kommen, sichergestellt sein, daß ein Durchbrennen des Heizelementes, lokale Temperaturerhöhungen und Stromschläge ver­ mieden werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Heizmatte zu schaffen, die eine gezielte Erwärmung von Teilen der Matte erlaubt, und die ohne Sicher­ heitsrisiko in unmittelbarem Kontakt mit dem menschlichen Körper ver­ wendet werden kann.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Aufgabe durch eine Heizmatte gelöst werden kann, bei der ein Widerstandsheizelement mit einer geeigneten Widerstandsmasse und über der Fläche der Heizmatte ver­ teilten Stromversorgungsleitungen verwendet wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Heizmatte mit einem flächi­ gen Widerstandsheizelement, dessen Widerstandsmasse ein elektrisch lei­ tendes Polymer mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des elektri­ schen Widerstandes umfaßt, gelöst, wobei in dem Widerstandsheizelement drei oder mehr Versorgungsleitungen vorgesehen sind, die wahlweise mit Strom beaufschlagt werden können. Bei der erfindungsgemäßen Heizmatte wird die Wärme durch den an den Stromversorgungsleitungen angelegten Strom erzeugt. Dieser durchfließt die Widerstandsmasse und erwärmt diese. In der erfindungsgemäßen Heizmatte sind mindestens drei Stromversor­ gungsleitungen vorgesehen. Werden zwei der Stromversorgungsleitungen an die Stromquelle angeschlossen, so fließt durch den Bereich der Wider­ standsmasse, der zwischen diesen beiden Stromversorgungsleitungen liegt, ein Heizstrom, der diesen Bereich erwärmt. Bei drei Stromversorgungslei­ tungen wird somit die Möglichkeit gegeben, durch das jeweilige Anschlie­ ßen von zwei Stromversorgungsleitungen an die Stromquelle die Größe und/oder die Lage des Bereiches der Heizmatte auszuwählen, die erwärmt werden soll. Auch die zu erzielende Temperatur kann durch die Größe des stromdurchflossenen Bereiches beeinflußt und präzise eingestellt werden.

Bei einer Widerstandsmasse, die ein elektrisch leitendes Polymer umfaßt, ist zudem eine hohe Flexibilität gewährleistet. Die Widerstandsmasse kann somit mechanischen Belastungen standhalten, ohne daß sich deren elektri­ schen Eigenschaften ändern. Insbesondere kann es bei der erfindungsgemäß verwendeten Widerstandsmasse nicht zu Abrissen kommen, wie sie bei Heizelementen, die mit z. B. Rußgittern in der Widerstandsmasse arbeiten, auftreten. Lokale Temperaturerhöhungen, die bei solchen Abrissen auftre­ ten, sind in der erfindungsgemäßen Heizmatte nicht zu befürchten. Die Heizmatte kann daher ohne Bedenken in unmittelbarem Kontakt mit dem menschlichen Körper verwendet werden.

Die Widerstandsmasse läßt sich zudem leicht verarbeiten, so daß die Strom­ versorgungsleitungen leicht in die Widerstandsmasse eingebracht oder an dieser angebracht werden können.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Heizmatte ist, daß der durch den Heizstrom erwärmte Bereich Wärme über die gesamte Oberfläche abge­ ben kann. Dieser Bereich kann unmittelbar mit dem menschlichen Körper in Kontakt treten, wodurch diesem in dem definierten Bereich gleichmäßig Wärme zugeführt wird.

Ein Heizelement mit einer Widerstandsmasse, die ein elektrisch leitendes Polymer umfaßt, kann mit geringen Spannungen betrieben werden, da die eingebrachte Heizenergie ideal genutzt wird. Ein menschlicher Körper kann somit gefahrlos mit dem Widerstandsheizelement in Kontakt gebracht wer­ den. Die geringe Spannung, die zur Erwärmung des Widerstandsheizelemen­ tes benötigt wird, hat weiterhin den Vorteil, daß eine elektrische Isolations­ schicht auf der dem Körper zugewandten Seite nicht erforderlich ist. Das Widerstandsheizelement in der Heizmatte kann vielmehr unmittelbar oder gegebenenfalls durch eine Textilschicht mit dem Körper in Kontakt stehen. Durch diese Nähe des Körpers zu dem Widerstandsheizelement kann die Tiefenwirkung, die durch die Infrarotstrahlung ausgesandt wird, ideal ge­ nutzt werden.

Zudem dient bei Verwendung eines elektrisch leitenden Polymers das Wi­ derstandsheizelement als "schwarzer Körper", der Strahlungen aller Wellen­ länge abgeben kann. Mit abnehmender Temperatur verschiebt sich die Wel­ lenlänge der abgegebenen Strahlung immer mehr zum unsichtbaren Infrarot. Bei relativ geringer Temperatur des Heizelementes in der Heizmatte kann somit eine Erwärmung eines auf oder unter der Heizmatte liegenden Körpers durch die Infrarotstrahlung erzielt werden, die in den Körper eindringt.

Gemäß einer Ausführungsform weist das elektrisch leitende Polymer einen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes auf. Auf­ grund des positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes des in der Widerstandsmasse verwendeten Polymers wird eine vollautomati­ sche Begrenzung der Temperatur erreicht. Dieser Selbstregeleffekt ist da­ durch bedingt, daß sich aufgrund des Temperaturkoeffizienten der Strom­ fluß durch die Widerstandsmasse in Abhängigkeit von der Temperatur re­ gelt. Je höher die Temperatur ansteigt, um so geringer wird die Stromstärke, bis sie schließlich bei einem bestimmten thermischen Gleichgewicht un­ meßbar klein ist. Eine lokale Überhitzung oder ein Durchbrennen der Wi­ derstandsmasse kann daher zuverlässig verhindert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heiz­ matte erstreckt sich die Widerstandsmasse des Widerstandsheizelementes in Längsrichtung der Heizmatte und die Stromversorgungsleitungen erstrecken sich in Breitenrichtung durch die Widerstandsmasse, so daß der an den Stromversorgungsleitungen angelegte Strom die Widerstandsmasse senk­ recht zu der Dicke der Widerstandsmasse durchfließt.

Bei Vorsehen einer solchen Anordnung der Stromversorgungsleitungen in einem flächigen Widerstandsheizelement durchfließt der Strom die Wider­ standsmasse von einer Stromversorgungsleitung zur nächsten kontaktierten Stromversorgungsleitung. Der so vom Strom durchflossene Bereich der Wi­ derstandsmasse wird erwärmt und gibt an die Umgebung Wärme ab. Der erwärmte Bereich wird bei dieser Ausführungsform exakt durch die kontak­ tierten Stromversorgungsleitungen definiert und begrenzt. Insbesondere bei Verwendung der Heizmatte als Bettheizung können z. B. lediglich der Kopf- oder Fußbereich der Heizmatte durch Anlegen des Strom an die jeweilig vorgesehenen Stromversorgungsleitungen erwärmt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Widerstandsmasse ein Gitter, bei dem die Fäden aus einem Kunststoff aus dem elektrisch lei­ tenden Polymer gebildet sind oder die Fäden aus einem anderen Material gebildet sind und mit diesem Kunststoff beschichtet sind. Eine solche Aus­ gestaltung der Widerstandsmasse in der Heizmatte hat den Vorteil, daß die Heizmatte eine hohe Flexibilität aufweist. Bei einer Belastung der Heizmat­ te kommt es aufgrund der definierten Kreuzungspunkte des Gitters nicht zur Relativveränderung des Abstandes zwischen den einzelnen Fäden der Wi­ derstandsmasse. Eine lokale Temperaturerhöhung kann somit vermieden werden. Zusätzlich ist durch die Wahl eines Gitters als Widerstandsmasse für das Heizelement eine gleichmäßige Verteilung des angelegten Heizstro­ mes möglich, da dieser die gesamte Widerstandsmasse durchfließen kann. Tritt aufgrund äußerer Umstände, z. B. durch Sitzen oder Liegen auf der Heizmatte, eine lokale Temperaturerhöhung auf, so wird die Leistung bei einem positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandes in diesem Be­ reich verringert. Die angelegte Spannung wird dann über die abzweigenden bzw. benachbarten Fäden des Gitters, deren Widerstand geringer ist, zu der nächsten kontaktierten Stromversorgungsleitung weitergeleitet.

Umfaßt die Widerstandsmasse der Heizmatte ein Gitter, bei dem die Fäden mit einem Kunststoff aus dem elektrisch leitenden Polymer mit einem posi­ tiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes beschichtet sind, so können Grundmaterialien wie Carbonfasern und bzw. oder Glas- oder Metallfasern und bzw. oder Polyamid oder Polyester für die Fäden verwendet werden. Bei der so gebildeten Widerstandsmasse bestehen die Fäden des Gitters aus einer Mehrzahl fadenförmiger Trägermaterialien, z. B. Carbonfasern und bzw. Glas- oder Metallfasern, die in das elektrisch leiten­ de Polymer eingearbeitet bzw. mit diesem beschichtet sein können. Werden Carbonfasern verwendet, so ist es möglich, diese sowohl zur Verstärkung als auch als Stromleitung zu verwenden, während beim Einsatz von Glasfa­ sern, gegebenenfalls aber auch kombiniert mit Carbonfasern, zur Erzielung einer besseren Leitfähigkeit Metallfasern beispielsweise aus Kupfer oder einem ähnlich gut leitenden Material mit eingebettet sein können. Durch eine unterschiedliche Anzahl der in den Gitterfäden angeordneten Trägerma­ terialien wird eine unterschiedliche Leitfähigkeit erreicht.

Durch Verwendung eines Gitters als Widerstandsmasse sind zudem Öffnun­ gen in dem Heizelement vorhanden. Diese sind insbesondere bei Verwen­ dung der Heizmatte als Bettheizung vorteilhaft, da dadurch eine gute Dampfdiffusion sichergestellt werden kann. Schweiß z. B. kann durch die Heizmatte hindurchtreten und so vom Körper weggeführt werden.

Schließlich können in eine Widerstandsmasse, die als Gitter ausgebildet ist, Stromversorgungsleitungen leicht eingeführt werden und weisen einen guten Kontakt zur Widerstandsmasse auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Widerstandsmasse einen nichtlinearen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Wider­ standes mit einem Kennlinienknick aufweisen. Durch diese spezielle Eigen­ schaft kann eine vorbestimmte Maximaltemperatur der Heizmatte erzielt werden. Diese Maximaltemperatur wird dadurch eingestellt, daß es bei Überschreiten der Temperatur zu einer wesentlichen Erhöhung des elektri­ schen Widerstandes der Widerstandsmasse kommt, wodurch automatisch die zugeführte Leistung reduziert und eine weitere Erwärmung unterbunden wird.

Die Stromversorgungsleitungen der erfindungsgemäßen Heizmatte können durch Lahnbänder gebildet werden. Die Verwendung solcher Bänder als Stromversorgungsleitungen bringt den Vorteil, daß auch bei Vorsehen meh­ rerer Stromversorgungsleitungen in der Heizmatte deren Flexibilität nicht beeinträchtigt wird. Lahnbänder können zudem leicht in die Widerstands­ masse eingebracht werden und z. B. bei einer gitterförmigen Ausführung der Widerstandsmasse sogar in dieser verarbeitet sein.

Die Stromversorgungsleitungen sind vorzugsweise parallel zueinander in einem Abstand von mindestens 4 cm angeordnet. Bei dieser Ausführungs­ form können die zu beheizenden Bereiche klein gewählt werden. Sofern die Stromversorgungsleitungen parallel zueinander angeordnet sind, wird ein Kurzschluß durch Kontakt zwischen diesen zuverlässig vermieden.

Die erfindungsgemäße Heizmatte kann so ausgestattet sein, daß Einrichtun­ gen vorgesehen sind, um die Stromversorgungsleitungen an eine einzige Stromquelle anschließen zu können. Diese Einrichtung kann in Form eines Verteilers ausgestattet sein, mit dem einzelne Stromversorgungsleitungen mit Strom beaufschlagt werden können und andere Stromversorgungsleitun­ gen nicht kontaktiert werden. Durch eine solche Einrichtung kann die Wahl der zu erwärmenden Bereiche und der einzustellenden Temperatur leicht geändert werden und auch im Einsatz z. B. bei Verwendung als Bettheizung den Bedürfnissen des Patienten angepaßt werden.

Vorzugsweise werden die Stromversorgungsleitungen mit Gleichstrom be­ aufschlagt. Dadurch dient die erfindungsgemäße Heizmatte zugleich als Ab­ schirmung von elektrischen Wechselfeldern. Zudem kann die Anspeisung der Stromversorgungen geerdet werden.

Die Heizmatte kann erfindungsgemäß an der Oberfläche des Wider­ standsheizelementes eine Isolationsschicht oder eine Reflexionsschicht auf­ weisen. Üblicherweise wird die Temperaturdifferenz zwischen dem durch die Heizmatte zu beheizenden, insbesondere menschlichen, Körper und der Heizmatte geringer sein als die Temperaturdifferenz der Heizmatte zur Um­ gebung oder zu einer Unterlage. Aufgrund dieser unterschiedlichen Tempe­ raturdifferenz wird die Wärme vorzugsweise an die Umgebung bzw. Unter­ lage abgegeben werden. Um diese Wärmeabgabe, die einen Wärmeverlust darstellt, zu vermeiden, kann an der dem Körper abgewandten Seite die Isolationsschicht vorgesehen sein. Durch eine Reflexionsschicht kann dar­ überhinaus die Wärmestrahlung noch in Richtung des Körpers gelenkt, und somit die Wärmenutzung der Heizmatte verbessert werden.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: Die Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Heizmatte;

Fig. 2: Teilschnitt durch ein erfindungsgemäß verwendetes Wider­ standsheizelement;

Fig. 3: Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Heizmatte;

Fig. 4: Abhängigkeit der Temperatur und Leistungsaufnahme von der Zeit bei erfindungsgemäßen Heizmatten.

In Fig. 1 weist das Widerstandsheizelement 2 der Heizmatte 1 sechs Stromversorgungsleitungen 31-36 auf. Die Stromversorgungsleitungen 31-36 sind äquidistant über die Länge der Heizmatte in Querrichtung parallel zueinander angeordnet. Werden bei dieser Ausgestaltung der Heizmatte 1 die Stromversorgungsleitungen 31 und 32, sowie 35 und 36 mit Strom be­ aufschlagt, so werden lediglich der linke und rechte Bereich der Heizmatte 1 erwärmt, wohingegen deren Mitte auf Raumtemperatur verbleibt.

Wahlweise können z. B. auch die Stromversorgungsleitungen 31 und 33 mit Strom beaufschlagt werden. Bei dieser Verwendung der Heizmatte würde der gesamte Bereich zwischen diesen beiden Stromversorgungsleitungen erwärmt.

In Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch ein erfindungsgemäß verwendetes Heiz­ element gezeigt. Die Stromversorgungsleitungen 3 sind als Lahnbänder aus­ gebildet. Diese erstrecken sich durch die Widerstandsmasse 4. Die Wider­ standsmasse umfaßt bei der dargestellten Ausführungsform ein Gitter aus einem elektrisch nicht leitenden Material 10, dessen Fäden mit einer Schicht 12 aus einem elektrisch leitenden Polymer bedeckt sind. In der dargestellten Ausführungsform sind die einzelnen Gitterfäden mit dem Polymer beschich­ tet, wodurch die durch das Gitter gebildeten Öffnungen 13 verbleiben. Da­ durch wird eine hohe Flexibilität des Widerstandsheizelementes erzielt und eine Dampfdiffusion durch die Heizmatte nicht behindert.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Heizmatte dargestellt. Die Stromversorgungsleitungen 3 er­ strecken sich durch die Widerstandsmasse 4, die als Gitter ausgebildet ist. An der Unterseite der Widerstandsmasse ist eine Isolierschicht 5 angeord­ net. Auf der dem Widerstandsheizelement abgewandten Seite der Isolier­ schicht ist weiterhin eine Reflexionsschicht 6 vorgesehen. Die vom Wider­ standsheizelement abgegebenen Strahlungen, die durch die Isolationsschicht hindurchdringen, werden an der Reflexionsschicht 6 reflektiert und in Richtung des Widerstandsheizelementes zurückgestrahlt.

In Fig. 4 ist der Verlauf der Energieaufnahme in Abhängigkeit von der Zeit sowie der Verlauf der Temperatur im Vergleich zur Leistungsaufnahme ei­ nes erfindungsgemäßen Heizelementes dargestellt.

Wie die Kennlinie 39 zeigt, sinkt die Leistungsaufnahme des Wider­ standsheizelementes 1 mit zunehmender Zeitdauer durch das Ansteigen der Temperatur und der damit erfolgenden Erhöhung des Widerstandes in der Widerstandsmasse 4. Dabei ergibt sich eine Selbststabilisierung des Wider­ standsheizelementes bei einer durch das elektrisch leitende Polymer ein­ stellbaren Grenztemperatur. Der Temperaturverlauf am Widerstandsheiz­ element bei idealer Wärmedämmung ist aus der durchgezogenen Kennlinie 40 zu ersehen. Die unterbrochene Kennlinie 40 zeigt den Temperaturverlauf des Widerstandsheizelementes bei Wärmeabgabe, z. B. bei Verwendung in der erfindungsgemäßen Heizmatte. Die Temperaturstabilisierung wird bei ca. 50°C erreicht. Wie in der Kennlinie 41 gezeigt, kann die Widerstands­ masse durch das elektrisch leitende Polymer auch derart eingestellt werden, daß sie einen nichtlinearen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Wi­ derstandes aufweist, wobei der Knick 42 in der Kennlinie 41 das sprunghaf­ te Ansteigen des Widerstandes nach Erreichen dieser Grenztemperatur an­ zeigt. Dies bewirkt ein sprunghaftes Ansteigen des Widerstandes in der Wi­ derstandsmasse und ein Absinken der Leistungsaufnahme, sodaß nach rela­ tiv kurzer Aufheizzeit eine rasche Temperaturstabilisierung im Wider­ standsheizelement erfolgt. Auch diese Kennlinie stellt den Temperaturver­ lauf bei Wärmeabgabe insbesondere bei Verwendung als Heizmatte dar. Die Widerstandsmasse wird vorzugsweise so gewählt, daß der Kennlinienknick im Bereich der Körpertemperatur liegt. Bei einer solchen Widerstandsmasse treten keine hohen Temperaturen auf und die Heizmatte kann dennoch einen darauf oder darunter liegenden Körper insbesondere durch die Tiefenwir­ kung hinreichend erwärmen.

Im Rahmen der Erfindung liegt es ebenfalls, Stromversorgungsleitungen vorzusehen, die sich in Längsrichtung der Heizmatte erstrecken. Bei dieser Ausführungsform können Längsbereiche der Heizmatte durch Anlegen von Strom an die jeweiligen Stromversorgungsleitungen erwärmt werden und andere Längsbereiche bei Raumtemperatur verbleiben.

Besteht das Gitter der Widerstandsmasse aus Fäden, die vollständig aus ei­ nem elektrisch leitenden Polymer hergestellt sind, so kann ein gleichmäßi­ ger Stromdurchgang durch die Fläche der Widerstandsmasse durch geeigne­ te Wahl des Durchmessers der Fäden erzielt werden. Hierbei wird der Durchmesser der Fäden des Gitters, die parallel zu den Elektroden verlau­ fen, kleiner als der Durchmesser der senkrecht zu den Elektroden verlaufen­ den Fäden gewählt. Ein gleichmäßiger Stromdurchgang kann auch durch geeignete Wahl des Materials der Fäden erzielt werden. Hierbei wird das Material für die Fäden, die senkrecht zu den Elektroden verlaufen, so ge­ wählt, daß dieses einen höheren Leitwert aufweist als das der parallel zu diesen verlaufenden Fäden. Der Stromfluß durch die Fäden wird geregelt und verteilt sich ideal über die gesamte Fläche, wodurch diese gleichmäßig erwärmt wird.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, die Widerstandsmasse durch ein Stützgewebe zu bilden, das auf beiden Seiten mit einer durchgehenden Schicht eines elektrisch leitenden Polymers bedeckt ist. Eine solche Wider­ standsmasse kann durch Eintauchen des Stützgewebes in eine Masse, die das elektrisch leitende Polymer umfaßt, hergestellt werden.

Zur Verbesserung des elektrischen Kontaktes zwischen der Widerstands­ masse und den Stromversorgungsleitungen kann die Widerstandsmasse im Bereich der Stromversorgungsleitungen mit einer aufgespritzten Schicht aus Metall metallisiert sein.

Die erfindungsgemäße Heizmatte kann in eine herkömmliche Bettmatratze eingearbeitet sein. Die Heizmatte befindet sich dabei möglichst nahe an der Oberfläche der Matratze und ist vorzugsweise lediglich durch eine textile Schicht abgedeckt. Dadurch kann die Wärme ideal an den menschlichen Körper abgegeben werden. Die Stromversorgungsleitungen werden bei die­ ser Ausführungsform durch die Matratze geführt.

Die Heizmatte kann aufgrund ihrer Eigenschaften, wie der Möglichkeit der zonenweise Erwärmung, insbesondere in Krankenhäusern auf der Intensiv­ station, als Aufwachbett oder in der Geriatrie Anwendung finden.

Als elektrisch leitendes Polymer können insbesondere solche Polymere ver­ wendet werden, die durch Metall- oder Halbmetallatome, die an die Polyme­ re angelagert sind, leitfähig sind. Solche Polymere können durch ein Ver­ fahren erhalten werden, bei dem Polymer-Dispersionen, Polymer-Lösungen oder Polymere mit Metall- oder Halbmetallverbindungen oder deren Lösung in einer Menge versetzt werden, so daß auf ein Polymer-Molekül annähernd ein Metall- oder Halbmetallatom kommt. Dieser Mischung wird ein Reduk­ tionsmittel in geringem Überschuß zugegeben oder durch bekannte thermi­ sche Zersetzung Metall- oder Halbmetallatome gebildet. Anschließend wer­ den die gebildeten oder noch vorhandenen Ionen ausgewaschen und die Dispersionslösung oder das Granulat kann mit Graphit oder Ruß versetzt werden. Dadurch, daß eingebettete Leiterteilchen, z. B. Graphit, sich nicht berühren müssen, wenn ein wie oben beschrieben hergestelltes elektrisch leitendes Polymer verwendet wird, ist ein aus dem elektrisch leitenden Po­ lymer mit Graphit hergestellter Verbundstoff nicht nur mechanisch wider­ standsfähig, sondern es ist auch die Leitfähigkeit unabhängig von einer me­ chanischen oder thermischen Beanspruchung. Diese Unabhängigkeit der Leitfähigkeit ist insbesondere bei der vorliegenden Erfindung von besonde­ rer Bedeutung, da sowohl mechanische als auch thermische Beanspruchun­ gen des Widerstandsheizelementes an der erfindungsgemäßen Heizmatte auftreten können.

Die erfindungsgemäß eingesetzten elektrisch leitenden Polymere sind vor­ zugsweise frei von Ionen. Wie sich gezeigt hat, besitzen Polymere, die Io­ nen enthalten, eine nur geringe Alterungsbeständigkeit bei Einwirkung von elektrischen Strömen. Das erfindungsgemäß verwendete elektrisch leitende Polymer hingegen ist auch bei längerer Beaufschlagung mit Strom alte­ rungsbeständig. Als Reduktionsmittel für das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäß eingesetzten elektrisch leitenden Polymers werden solche Reduktionsmittel verwendet, die entweder keine Ionen bilden, weil sie thermisch bei der Verarbeitung zersetzt werden, wie z. B. Hydrazin, oder mit dem Polymer selbst chemisch reagieren, wie z. B. Formaldehyd oder solche, deren Überschuß oder Reaktionsprodukte sich leicht auswaschen lassen, wie z. B. Hypophosphite. Als Metall oder Halbme­ talle werden vorzugsweise Silber, Arsen, Nickel, Graphit oder Molybdän verwendet. Besonders bevorzugt sind solche Metall oder Halbmetallverbin­ dungen, die durch reine thermische Zersetzung das Metall oder Halbmetall ohne störende Reaktionsprodukte bilden. Insbesondere Arsenwasserstoff oder Nickelcarbonyl haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Es kön­ nen sowohl elektrisch leitende Polymerisate wie Polystyrol, Polyvinylharze, Polyacrylsäure-Derivate und Mischpolymerisate derselben, als auch elek­ trisch leitende Polyamide und deren Derivate, Polyfluorkohlenwasserstoffe, Epoxyharze und Polyurethane erzeugt werden.

Die erfindungsgemäß verwendeten elektrisch leitenden Polymere können z. B. hergestellt werden, indem das Polymer mit 1-10 Gew.-% (bezogen auf das Polymer) einer Vormischung, die nach einer der folgenden Rezepturen hergestellt wurde, versetzt wird.

Beispiel 1

1470 Gew.-Teile Dispersion von Fluorkohlenwasserpolymer (55% Feststoff in Wasser), 1 Gew.-Teil Netzmittel, 28 Gew.- Teile Silbernitratlösung 10%, 6 Gew.-Teile Kreide, 8 Gew.- Teile Ammoniak, 20 Gew.-Teile Ruß, 214 Gew.-Teile Graphit, 11 Gew.-Teile Hydrazinhydrat.

Beispiel 2

1380 Gew.-Teile Acrylharzdispersion 60 Gew.-% in Wasser, 1 Gew.-Teil Netzmittel, 32 Gew.-Teile Silbernitratlösung 10%ig, 10 Gew.-Teile Kreide, 12 Gew.-Teile Ammoniak, 6 Gew.-Teile Ruß, 310 Gew.-Teile Graphit, 14 Gew.-Teile Hydrazinhydrat.

Beispiel 3

2200 Gew.-Teile dest. Wasser, 1000 Gew.-Teile Styrol (monomer), 600 Gew.-Teile Ampholytseife (15%ig), 2 Gew.- Teile Natriumpyrophosphat, 2 Gew.-Teile Kaliumpersulfat, 60 Gew.-Teile Nickelsuflat, 60 Gew.-Teile Natriumhypophospit, 30 Gew.-Teile Adipinsäure, 240 Gew.-Teile Graphit.

Claims (11)

1. Heizmatte (1) mit einem flächigen Widerstandsheizelement (2), dessen Wi­ derstandsmasse ein elektrisch leitendes Polymer umfaßt, wobei in dem Wi­ derstandsheizelement (2) drei oder mehr Stromversorgungsleitungen (3) vorgesehen sind, die wahlweise mit Strom beaufschlagt werden können.

2. Heizmatte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Polymer einen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes aufweist.

3. Heizmatte gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Widerstandsmasse des Widerstandsheizelementes in Längsrichtung in der Heizmatte (1) erstreckt und die Stromversorgungsleitungen (3) sich in Brei­ tenrichtung durch die Widerstandsmasse (4) erstrecken, so daß der an den Stromversorgungsleitungen (3) angelegte Strom die Widerstandsmasse (4) senkrecht zu der Dicke der Widerstandsmasse (4) durchfließt.

4. Heizmatte gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Widerstandsmasse (4) ein Gitter umfaßt, wobei die Fäden des Gitters aus einem Kunststoff aus dem elektrisch leitenden Polymer gebildet sind oder die Fäden aus einem anderen Material bestehen und mit diesem Kunststoff beschichtet sind.

5. Heizmatte gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden Car­ bon-, Glas- oder Metallfasern umfassen.

6. Heizmatte gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmasse einen nicht linearen positiven Temperaturkoeffizien­ ten des elektrischen Widerstandes mit einem Kennlinienknick aufweist.

7. Heizmatte gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stromversorgungsleitungen (3) durch Lahnbänder gebildet wer­ den.

8. Heizmatte gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stromversorgungsleitungen (3) parallel zueinander in einem Ab­ stand von mindestens 4 cm angeordnet sind.

9. Heizmatte gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Stromversorgungsleitungen (3) an eine einzige Stromquelle anschließen zu können.

10. Heizmatte gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß an einer Seite des Widerstandsheizelementes (2) eine Isolations­ schicht (5) angeordnet ist.

11. Heizmatte gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß an einer Seite des Widerstandsheizelementes (2) eine Reflexions­ schicht (6) angeordnet ist.