DE2438984B2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung an einer Folie eines Flächenheizleiters gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs I.
Elektrische Flächenheizleiter unterscheiden sich von
Drahtleitern dadurch, daß der elektrische Strom in einem im allgemeinen rechteckigen, im wesentlichen
zweidimensionalen flächigen Leiter fließt und Wärme für Heizzwecke gleichmäßig über diese Fläche erzeugt
wird. Drahtleiter, auch bandförmige metallische Leiter, erfordern für die Beheizung einer Fläche eine meist
inäanderförmige Anordnung; die einzelnen Teile des Leiters sind gegeneinander isoliert, so daß sich »kalte«
Zonen an den Isolierungsflächen ergeben.
Drahtheizleiter sind über die beiden Enden des Leiters an eine Stromquelle anschließbar.
Bei Flächenheizleitern hingegen ist es notwendig, zum Zwecke des Stromanschlusses besondere Kontaktvorrichtungen,
d. h. elektrisch leitfähige Bänder oder dergleichen mit sehr geringem elektrischem Widerstand,
auch »Kaltleiter« genannt, an zwei sich gegenüberliegenden Seiten der leitenden Flächen in
geeigneter Weise anzubringen und diese dann mit der Stromquelle zu verbinden.
Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion des Flächeiiheizleiters, mithin für die Gewähr eines völlig
gleichmäßigen Stromflusses zwischen den Kaltleitern, ist, daß ein ununterbrochener elektrischer Kontakt mit
möglichst geringem und gleichbleibendem Übergangswiderstand zwischen Kaltleiter und elektrisch leitfähiger
Fläche besteht, der durch die Kontaktvorrichtung bewirkt werden muß.
Weise gelöst; so sind Vorrichtungen bekannt, bei denen
Metallbänder als Kaltleiter auf die elektrisch lettfähige Fläche des Flächenheizelementes aufgenäht, mit elektrisch
leitfähigem Kleber aufgeklebt oder lediglich aufgepreßt, z. B. durch Umfassen der Kanten des
Flächenheizelementes mit dem Metallband, sind oder bei deneri zur Leitung des elektrischen Stromes
befähigte Lacke, Pasten oder dergleichen auf die elektrisch leitfähige Oberfläche des Flächenheizelementes
aufgetragen oder Metallstreifen aufgesprüht sind.
Bei Flächenheizleitern mit textilem Träger ist auch das vorherige Einweben von kaltleitenden Metallfäden
in das Trägergewebe üblich.
Bekannt ist es schließlich auch, Metallgewebe oder Bänder oder ähnliche Gebilde metallischer Leitfähigkeit als Kaltleiter in die leitende Masse, aus der die elektrisch leitende Fläche besteht, direkt einzulegen; dies ist allerdings nur bei relativ großer Dicke der elektrisch leitfähigen Schichten möglich.
Bekannt ist es schließlich auch, Metallgewebe oder Bänder oder ähnliche Gebilde metallischer Leitfähigkeit als Kaltleiter in die leitende Masse, aus der die elektrisch leitende Fläche besteht, direkt einzulegen; dies ist allerdings nur bei relativ großer Dicke der elektrisch leitfähigen Schichten möglich.
Das bekannte Aufbringen von Leitsilber enthaltendem chemischem Mittel auf die Oberfläche elektrisch
leitfähiger Substrate zum Zwecke ihrer Kontaktierbar keit ist aufwendig.
Zum Zwecke elektrischer Kontaktierbarkeit auf elektrisch leitfähigen Substraten angeordneten Schichten aus in Kunststoff dispergierter elektrisch leitfähiger Teilchen haben infolge der für den bestimmungsgemäßen Zweck erforderlichen hohen Konzentration dispergierter elektriscn leitfähiger Teilchen unzureichende
Zum Zwecke elektrischer Kontaktierbarkeit auf elektrisch leitfähigen Substraten angeordneten Schichten aus in Kunststoff dispergierter elektrisch leitfähiger Teilchen haben infolge der für den bestimmungsgemäßen Zweck erforderlichen hohen Konzentration dispergierter elektriscn leitfähiger Teilchen unzureichende
jo mechanische sowie Klebeigenschaften.
Bei sehr dünnen Flächenheizleitern, beispielsweise bei solchen auf Basis elektrisch leitend beschichteter
Kunststoff-Folien sind die bekannten Kontaktvorrichtungen entweder untauglich oder nur bedingt brauch-
js bar; es scheidet beispielsweise das Aufnähen bandförmiger
Kaltleiter auf elektrisch leitenden Folien deshalb aus, weil diese insbesondere im Einstichbereich unzureichende
Weiterreißfestigkeit besitzt, für das Aufsprühen von Metall auf die Oberfläche gebräuchlicher thermoplastischer
Kunststoff-Folien ist wieder deren thermische Beständigkeit unzureichend.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnende Maßnahme des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung besitzt keine Nähte, so daß keine Gefahr besteht, daß die Kunststoff-Folie bei mechanischer Beanspruchung am den Durchstichstellen reißt; ferner sind bei der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung die Metallelektroden vollflächig fest mit dem Substrat verbunden; dies ist bei aufgenähten Metallelektroden nicht der Fall. Die vollflächige feste Verbindung mit der Metallelektrode mit der zur elektrischen Stromleitung befähigten Oberfläche der Kunststoff-Folie vermeidet die Oxydationsgefahr de. der elektrisch leitfähigen Oberfläche der Kunststoff-Folie zugewendeten Oberfläche der Metallelektrode.
Die erfindungsgemäße Kontaktvorrichtung besitzt keine Nähte, so daß keine Gefahr besteht, daß die Kunststoff-Folie bei mechanischer Beanspruchung am den Durchstichstellen reißt; ferner sind bei der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung die Metallelektroden vollflächig fest mit dem Substrat verbunden; dies ist bei aufgenähten Metallelektroden nicht der Fall. Die vollflächige feste Verbindung mit der Metallelektrode mit der zur elektrischen Stromleitung befähigten Oberfläche der Kunststoff-Folie vermeidet die Oxydationsgefahr de. der elektrisch leitfähigen Oberfläche der Kunststoff-Folie zugewendeten Oberfläche der Metallelektrode.
Die zwischen dem Metallstreifen und der elektrisch leitfähigen Schicht aus Ruß auf der Oberfläche der Folie
aus Kunststoff angeordnete Zwischenschicht aus elektrisch
isolierendem Werkstoff verbindet diese infolge der Klebekraft des chemischen Klebemittels.
Im Anspruch 2 ist der Gegenstand nach Anspruch 1
vorteilhaft weitergebildet.
An den Anspruch I schließt sich noch ein Verfahren
An den Anspruch I schließt sich noch ein Verfahren
h'i zur Herstellung der Kontaktvorrichtung der Ausbildung
nach Anspruch I an, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daü man auf die elektrisch leitfiihige
Oberfläche aus Ruß ;)'if Her Oberfläche einer streck-
orientierten Polyesterfolie einen elektrisch isolierenden, zur Verklebung von Folien mit Metallstreifen befähigten
Werkstoff als ganzflächigen Überzug oder in Form von zwei Oberzugsstreifen, die parallel zueinander
verlaufend an sich gegenüberliegenden Seiten des Trägers angeordnet sind, aufträgt und danach auf diesen
an zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Folie und parallel zueinander Metallstreifen aufbringt oder die
Metallstreifen auf dem streifigen Oberzug anordnet und auf den Verbund gegebenenfalls Preßdruck und/oder
Wärme einwirken läßt
Unter verwendbaren Kunststoff-Folien mit zur Leitung von elektrischem Strom befähigter Schicht aus
Ruß auf ihrer Oberfläche sind insbesondere streckorientierte Folien aus elektrisch isolierendem Kunststoff,
ganz besonders solche aus Polyester die auf wenigstens einer überfläche eine unmittelbar an diese angrenzende
und haftfest mit ihr verbundene Schicht aus elektrisch leitfähigem Ruß aufweisen, besonders geeignet Unter
unmittelbar an die Folienoberfläche angrenzender, zu elektrischer Stromleitung befähigter Rußschicht ist
dabei eine solcfes1 zu verstehen, die ohne zusätzliche
chemische Mittel fest an der Folienoberfläche haftet
Unter einer Zwischenschicht soll eine im Verhältnis zur Dicke des Metallstreifens und zur Dicke der
Trägerfolie des Flächengebildes dünne, nicht selbsttragende Schicht verstanden werden.
Als nicht selbsttragende Schicht wird eine solche definiert, die um ein vielfaches dünner ist als die
Trägerfolie und sich nicht von der Oberfläche des jo
Metallstreifens bzw. der leitfähigen Oberfläche der Trägerfolie abtrennen läßt, ohne daß die Zwischenschicht
dabei mechanisch beschädigt oder zerstört wird.
Der Begriff ».Metallstreifen« ui:Jaßt definitionsgemäß
flächige Gebilde aus Metall, die wesentlich länger js
als breit sind, wobei ihre Höhe wese» lieh geringer als
ihre Breite ist
Der die verklebende Zwischenschicht zwischen Metallelektrode und zur elektrischen Stromleitung
befähigter Rußschicht der Folie bildende chemische Werkstoff besteht aus elektrisch isolierendem, bei
bestimmungsgemäßer Verwendung der Folie mit elektrisch leitender Schicht hinreichend wärmebeständigem
organischem chemischem Material, das befähigt ist als Klebemittel zu wirken. Infolge seiner großen
Haftkraft sowohl gegenüber dem die Elektrode bildenden Metallstreifen als auch gegenüber der zur
elektrischen Stromleitung befähigten Rußschicht auf der Folienoberfläche verbindet er beide fest miteinander.
Derartige chemische Werkstoffe auf Basis syntheti- r>o
scher organischer Verbindungen, beispielsweise solche auf Basis von Polyurethan, sind bekannt und nicht
Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Das Verfahren zur Herstellung der Kontaktvorrichtung an Folien mit elektrisch leitfähiger Schicht wird
nachfolgend beschrieben:
Auf die rußbeschichtete Oberfläche einer Kunststoff-Folie, beispielsweise einer streckorientierten Polyesterfolie,
trägt man einen Überzug in Form einer Lösung einer elektrisch nicht leitfähigen chemischen Substanz
als Klebemittel auf, beispielsweise eine Lösung von Polyurethan in Tetrahydrofuran. Der Auftrag erfolgt in
an sich bekannter Weise, beispielsweise im Druckverfahren oder mit Hilfe einer Rakelvorrichtung.
Entweder trägt man den Überzug ganzflächig auf und ho
legt dann zwei Metallstreifen, beispielsweise zwei Kupferbänder, an zwei sich gegenüberliegenden Seiten
der Folie in der Weise auf den Überzug auf, da U die
Metallbänder parallel zueinander verlaufend angeordnet sind, oder man trägt den Überzug in Form von zwei
Streifen, deren Breite jeweils der Breite des zu applizierenden Metallbandes entspricht, an sich gegenüberliegenden
Enden der Folie auf dessen leitfähige Oberfläche auf, wobei die beiden Streifen in der Art
aufgebracht werden, daß sie parallel zueinander angeordnet sind, und legt dann jeweils einen Metallstreifen
auf jeweils einen Überzugsstreifen in der Weise auf, daß die Seitenkanten fluchten. Zur Ausbildung der
verklebenden Zwischenschicht wird das Lösungsmittel aus dem Überzug entfernt, beispielsweise durch
Einwirkung von hinreichender Wärme auf die kontaktierte Folie. Gegebenenfalls kann man dabei gleichzeitig
zusätzlich Preßdruck auf die Oberfläche der Metallstreifen
einwirken lassen.
Die Ausbildungsform, bei der die gesamte leitfähige Oberfläche der Folie einen Überzug aufweist der aus
dem die Zwischenschicht bildenden Werkstoff besteht ist nur aus herstellungstechnischen Gründen bevorzugt
Der auch als Kaltleiter bezeichnete Metallstreifen besteht bevorzugt aus einem Kupferband, das gegebenenfalls
Durchbrechungen aufweist, beispielsweise kann eine streifenförmige gelochte Metallfolie verwendet
werden. Es ist nicht zwingend, daß der Metallstreifen massiv ausgebildet ist er kann auch in Form eines
Metallgewebes oder in Form von Metailgaze vorliegen.
Die elektrischen Zsleitungsdrähte werden an die
Kontaktvorrichtungen in bekannter Weise angelötet
In der Figur ist im Querschnitt und schematisch eine
Folie mit elektrisch leitfähiger Schicht dargestellt die an sich gegenüberliegenden Seiten parallel zueinander
verlaufende Kontaktvorrichtungen aufweist Es bedeutet dabei 1 die Trägerfolie und 2 die auf ihrer Oberfläche
unmittelbar und festhaftend angeordnete Rußschicht 3 ist ein Metallstreifen und 4 eine zwischen Metallstreifen
und Rußschicht 2 angeordnete Zwischenschicht. 5 ist eine Lötstelle auf der Oberfläche des Metallstreifens
und 6 ein mit Hilfe der Lötstelle ?m Metallstreifen befestigter Zuleitungsdraht zur Stromquelle.
Polyester
Dicke der Bahn: 25 μ
Bahnbreite: 60 cm
Bahnbreite: 60 cm
Die Bahn weist auf einer Oberfläche eine festhaftende, unmittelbar an diese angrenzende Schicht auf Ruß auf.
Auf die rußbeschichtete Oberfläche der Folie wird mit Hilfe einer an sich bekannten Rakelvorrichtung eine
Kleberlösung, bestehend aus in Tetrahydrofuran gelöstem Polyurethan, aufgetragen. Im Anschluß an die
Kleberbeschichtung werden (vor Eintritt der Folienbahn in den Trockenkanal) mindestens zwei Metallbänder
mit einer Breite von 10 mm auf die flüssige Schicht aufgelegt. Hierbei verlaufen die Kanten der Metallbänder
zueinander und zu den Längskanten der Folienbahn parallel. Der Abstand der Metallbänder ist ca. 50 cm.
Die mit Metallbändern versehene Folienbahn wird dann durch einen Trockenkanal geführt, der mit
Warmluft einer solchen Temperatur betrieben ist, die hinreicht, um das Lösungsmittel aus der flüssigen
Schicht zu vertreiben.
Durch die US-PS 31 79 544 ist die Kontaktvorrichtung
eines Flächenheizleiters bekannt, der eine isolierende Folie aufweist, auf der eine elektrisch leitfähiee
Schicht aus im wesentlichen Kohlenstoff mit einem Bindemittel aufgebracht ist Kontaktierungselemente
aus Metallstreifen sind mittels eines Wasserglas enthaltenden Klebstoffes an der leitfähigen Schicht an
gegenüberliegenden Seiten befestigt Auf diese Anordnungist noch eine isolierende Deckfolie aufgeklebt
Die Herstellung der bekannten Kontaktierungsvorrichtung läuft so ab, daß auf die isolierende Folie die
elektrisch leitenden Partikel in einer wäßrigen Lösung mit einem Bindemittel aufgebracht werden, die elektrisch
leitende Schicht dann getrocknet und anschließend erhitzt wird. Im Anschluß daran werden die
Elektroden auf der leitenden Schicht angebracht und dann wird auf dieser und den Elektroden eine
isolierende Folie mit einem alkalischen Klebstoff befestigt
Bei dem Gegenstand nach der US-PS 31 79 544 hat
sich gezeigt — die Anmelderin hat entsprechende Versuche durchgeführt -, daß bei Verwendung von
Klebemitteln aus Wasserglas zwischen den Elektroden und der Rußschicht keine Stromleitung eintrat
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einem Flächenheizleiter der bekannten Art die Elektroden auf
ίο der Etromleitenden Schicht aufzukleben, derar?., daß eine
gute Stromleitung von den Elektroden zu der stromleitenden Schicht gewährleistet ist, ohne daß
elektrisch leitfähige Kleber verwendet werden.
Claims (3)
1. Kontaktvorrichtung an einer Folie eines Flächenheizleiters aus elektrisch isolierendem
Kunststoff mit einer den elektrischen Strom leitenden Schicht aus Ruß auf der Oberfläche und auf
dieser Schicht an zwei gegenüberliegenden Seiten der Folie mittels einer Zwischenschicht aus Klebstoff befestigten Kontakt ierungselementen aus Metallstreifen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht ein elektrisch hochisolierender Werkstoff auf der Basis einer organischen, synthetischen
chemischen Verbindung ist
2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch hochisolierende
Zwischenschicht aus Polyurethan besteht.
3. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktvorrichtung nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß man auf die elektrisch leitfähige Oberfläche aus Ruß auf der Oberfläche einer streckorientierten
Polyesterfolie einen elektrisch isolierenden, zur Verklebung von Folien mit Metallstreifen befähigten
Werkstoff als ganzflächigen Oberzug oder in Form
von zwei Überzugsstreifen, die parallel zueinander verlaufend an sich gegenüberliegenden Seiten des
Trägers angeordnet sind, aufträgt und danach auf diesen an zwei sich gegenüberliegenden Seiten der
Folie und parallel zueinander Metallstreifen aufbringt oder die Metallstreifen auf dem streifigen
Oberzug anordnet und auf den Verbund gegebenenfalls Preßdruck und/oder Wärme einwirken läßt
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