DE2616771A1

DE2616771A1 - Heizkoerper

Info

Publication number: DE2616771A1
Application number: DE19762616771
Authority: DE
Inventors: Richard George Sarazin; Karl John Youtsey
Original assignee: UOP LLC
Current assignee: Honeywell UOP LLC
Priority date: 1975-04-21
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1976-11-04
Also published as: GR59806B; ES447161A1; IT1061152B; US4032751A; FR2309106A1; FR2309106B1

Description

Priorität: v.21.April 1975 in USA Serial No.: 569 898

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Strahlungsheizplatte in Laminatform, die Wärme in einer erwünschten kontrollierten Weise richtet.

Spezieller betrifft die Erfindung einen Strahlungserhitzer vom Plattentyp, der Gebrauch von einer Kunststofflaminatstützstruktur macht, um ein vorteilhaftes Mittel zur Einarbeitung einer Schicht aus kohlenstoffhaltigem Pyropolymer zu liefern, die elektrische Widerstandswärme erzeugt, wobei das Pyropolymer aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht, die an einen anorganischen Oxidträger mit großer Oberfläche gebunden sind, und um ein Mittel zur leichten Einarbeitung einer wärmereflektierenden Schicht

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R.nl· AC, WiMhaden. Konto-Nr. 276807

in die zusammengesetzte Laminatstruktür zu bekommen.

Es ist natürlich bekannt, daß es viele Formen elektrischer Heizplatten gibt, die in Verwendung sind, um Strahlungswärme für verschiedene Zwecke zu liefern. Beispielsweise gibt es verschiedene Formen metallischer oder Metallbeschichteter Bggen, die eine Widerstandsheizung ergeben. Es gibt auch verschiedene Typen von Heizplatten, die eingebettete Heizdrähte in der Art elektrisch geheizter Wärmedecken verwenden. In noch anderen Fällen gibt es Heizwiderstände, die aus komprimierten Pulvergemischen bestehen, die ihrerseits aus Kohle oder anderen Halbleitermaterialien bestehen, und weiterhin gibt es die kleinen Typen von Heizwiderständen, die Ablagerungen von Kohlenstoff- oder Graphitteilchen, Kohlenstoffdruckfarben und dergleichen als Teil der "Dickfiliri'-Technik aufweisen. Es ist jedoch nicht bekannt, daß bereits Halbleiterschichten in Kunststofflaminatplatten verwendet wurden, noch ist spezieller die Herstellung besonderer Laminatbögen bekannt, die eine spezielle Form einer kohlenstoffhaltigen Pyropolymerschicht und eine wärmereflektierende Schicht umfassen.

Die elektrische Leitfähigkeit eines Materials fällt notwendigerweise in eine von drei Kategorieren: Leiter, Halbleiter oder Isolatoren. Leiter sind jene Materialien, die eine Leitfähig-

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keit größer als etwa 10 reziproke Ohm-Zentimeter besitzen, während Isolatoren eine Leitfähigkeit nicht größer als etwa 10 reziproke Ohm-Zentimeter haben. Materialien mit einer Leitfähigkeit zwischen diesen Grenzen werden allgemein als

Halbleiter angesehen. In diesem Fall ist die Erfindung auf die Verwendung einer speziellen pseudometallischen Zusammensetzung als Halbleitermaterial gerichtet, und speziell auf eine Halbleiterzusammensetzung, die nach der Lehre der US-PS 3 651 386 hergestellt wurde und der resultierenden Heizplatte Gleichmäßigkeit und Qualität verleiht.

Ein Hauptziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Form einer Heizplatte zu bekommen, indem man eine Schicht eines halbleitenden Kohlenstoffhaltigen Pyropolymers in eine starre Laminatplatte als Stützstruktur einarbeitet und außerdem eine wärmereflektierende Schicht in das Laminat derart einarbeitet, daß die elektrische Widerstandsheizung primär und kontrolliert in einer Richtung von der Platte ausgeht.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, Gebrauch einer verbesserten Form eines halbleitenden kohlenstoffhaltigen Pyropolymers, welches aus einem Erhitzen einer organischen pyrolysierbaren Substanz auf einem hitzebeständigen anorganischen Oxidsubstrat mit großer Oberfläche stammt, in einer Heizplatte in Laminatform zu machen.

Nach einem breiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen zusammengesetzten Heizkörper, der gerichtete Wärmestrahlung liefert und aus einem Kunststofflaminat unter Einarbeitung einer halbleitenden Schicht gebildet ist. Dieses Laminat besteht aus einer starren Kunststofflaminatstruktur, die aus wenigstens einer Schicht eines verstärkten Substratgrundmaterials

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und einem Harzüberzug auf diesem Material, einem halbleitenden kohlenstoffhaltigen Pyropojymer, das an einen hitzebeständigen anorganischen Oxidträger mit großer Oberfläche gebunden ist, welcher als eine Schicht auf wenigstens einer Seite der Schicht des Substratmaterials eingearbeitet ist, einer in einer Position auf einer Seite des Pyropolymers auf dem Sfcbstratmaterial eingearbeiteten wärmereflektierenden Schicht und Stromzufuhreinrichtungen zu voneinander beabstandeten Teilen der Schicht aus leitfähigem kohlenstoffhaltigem Pyropolymer gebildet ist und elektrische Widerstandsheizung in dem Laminat erzeugt, die durch die wärmereflektierende Schicht des zusammengesetzten Körpers reflektiert und abgestrahlt wird.

In einem spezielleren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung eines kohlenstoffhaltigen Pyropolymers, das durch Erhitzen einer organischen j~yrolysierbaren Substanz in einer primär nichtoxidierenden Atmosphäre und in Kontakt mit einem hitzebeständigen anorganischen Oxidmaterial bei eiser Temperatur oberhalb etwa 400°C derart gebildet wurde, daß die resultierende

—8 halbleitende Zusammensetzung eine Leitfähigkeit von etwa 10

bis etwa 10 reziproke Ohm-Zentimeter besitzt. Die Einbringung der halbleitenden Schicht in das Laminat kann auf verschiedenen Wegen erfolgen. Beispielsweise kann fein zerteiltes kohlenstoffhaltiges Pyropolymer in der Form kleiner Teilchen oder als Pulver mit einem geeigneten Träger bzw. Vehikel derart vermischt werden, daß es auf der Oberfläche eines harzbeschichteten Glastuches, von Papier, Filz, Karton und dergleichen als Laminatsubstrat oder auf einem Holzfurnier, das in der Laminatplatte ver-

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wendfet wird, aufgestrichen^ausgebreitet oder anderweitig aufgebracht werden kann. Stattdessen kann das fein zerteilte kohlenstoffhaltige Pyropolymer auch mit dem Harz oder Polymermaterial vermischt werden, mit dem ein spezielles verstärkendes Grundmaterial imprägniert werden soll oder das auf dieses Grundmaterial als überzug aufgebracht werden soll, wobei dieses Grundmaterial wenigstens eine Substratmaterialschicht des Laminats liefert. Das resultierende Gemisch wird in oder auf das Substrat durch Eintauchen oder Beschichten aufgebracht, und das resultierende überzogene Substrat wird einer Halbhärtung der Art unterz<bgen, daß das halbleitende Pyropolymer zu einer gleichmäßigen Imprägnierung und Beschichtung über dem rusultierenden halbgehärteten Laminatbogen führt. Der pulverisierte Füllstoff ist in einer Menge im Bereich von etwa 95 bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des fertigen zusammengesetzten Stoffes mit dem Polymermaterial enthaltene Die in dem Polymermaterial zu verwendende Menge an kohlenstoffhaltigem Pyropolymer variiert mit der Leitfähigkeit des betreffenden als Füllstoffmaterial zu verwendenden Pyropolymers und mit der für die leitende Schicht in der resultierenden Platte erwünschten Leitfähigkeit.

Typischerweise werden bei der Herstellung einer starren Laminatplatte mehrere halbgehärtete, mit Harz überzogene und imprägnierte Bögen aus Glastuch, Papier, Karton, Filz usw. (solche Bögen werden im allgemeinen als "Prepreg"-Bqgen bezeichnet) übereinandergeschichtet und dann Wärme und Druck derart ausgesetzt, daß eine vollständige Härtung des Polymermaterials er-

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folgt, um ein starres Laminatbrett zu bekommen. Das resultierende Laminat kann hinsichtlich der Dicke variieren, je nach der Zahl der halb gehärteten Schichten oder Prepreg-Bögen, die unter Bildung des fertigen zusammengesetzten Produktes zusammengebracht wurden. Die Laminatplatten können eine Vielzahl ähnlicher Prepreg-Bögen unter Verwendung des gleichen verstärkenden Grundmaterials umfassen, oder das zusammengesetzte Produkt kann aus verschiedenen halb gehärteten Bögen unter Verwendung unterschiedlicher verstärkender Materialien, wie Leinwand, Glastuch, Papier, Karton, Filz usw., aufgebaut sein. Einige spezielle Beispiele der Polymeren, die in der Laminatherstellung verwendet werden können und die hitzehärtbar oder theroplastisch sein können, sind etwa Polyolefine, wie Polyäthylen, und Polyäthylenmischpolymere, Polypropylen und Polypropylenmischpolymere, Polystyrol und Mischpolymere derselben, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Vinylacetat-Vinylchloridmischpolymere, Polyvinylidenchlorid und Mischpolymere derselben, Polyester, Polyurethan, PoIyvinylather, styrolhaltige Polyvinylather, Polycarbonate, Polyamide, Polyimide, Polyamidimide, Polyoxymethylene, Polyalkylenoxide, wie Polyäthylenoxid, Polyacrylate, Polymethacrylate und ihre Mischpolymere mit Styrol, Butadien, Acrylnitril usw.. Epoxyharze, Cyanatharze, Harze auf Phfchalatbasis, Polytetrafluoräthylene, Silikone, butyrierte Phenolharze, ficrylnitril-Butadien-Styrolharze (die allgemein als ABS-Harze bekannt sind)ι Polybutylen- und Acrylester-modifizierte Styrol-Acrylnitrilharze (ASA-Harze), Alkydharze, Ally!harze, Aminoharze, Phenolharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Cellulose-

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acetat, Celluloseacetatbutyrat, Cellulosenitrat, Cellulosepropionat, Cellulosetriacetat, Chlorierte Polyäther, chloriertes Polyäthylen, Äthylcellulose, Furanharze, Kunstfasern, wie Nylon, Dacron, Rayon, Terylen usw.

Es ist natürlich bekannt, daß dünne Kupferbögen mit starren Laminatbögen oder -brettern kombiniert werden können, um Platten für elektrische Schaltungen zu liefern. Es ist jedoch nicht bekannt, daß bisher eine reflektierende Metallschicht in eine Laminatplatte eingearbeitet wurde, um einen reflektierenden Effekt für eine Strahlungswärme erzeugende Platte zu ergeben. Obwohl Kupfer glänzend gemacht werden kann, ist es stark leitfähig und kein bevorzugtes Metall für die vorliegende Wärmereflektierung. Wie nachfolgend festgestellt werden wird, liefern andere weniger leitende Metalle, die stark reflektierend sein können, eine bevorzugte Form für eine Schicht in dem vorliegenden zusammengesetzten Körper.

In der zusammengesetzten Platte nach der vorliegenden Erfindung wird eine reflektierende Metallschicht und außerdem eine spezielle Form einer leitenden Schicht verwendet, die eine elektrische Widerstandsheizung liefern kann und zu einer Wärmeerzeugenden Platte führt. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, die vorliegende Erfindung auf irgendeine Art von reflektierender Schicht oder irgendein spezielles Metall für die Erzeugung der wärmereflektierenden Schicht in dem Laminat zu beschränken. Eine solche reflektierende Schicht kann unter Verwendung eines dünnen Metallbogens, wie einer Aluminiumfolie, oder eines

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dünnen rostfreien Stahlblechen in der Art einer Folie gewonnen werden. Auch kann ein Laminatsubstratbogen mit einem Metallüberzug, der beispielsweise durch Aufsprühen oder Aufstreichen hergestellt wurde, benützt werden. Beispielsweise kann Aluminiumbronze, die aus Aluminiumflocken in einem geeigneten Vehikel hergestellt wurde, benützt werden, um die Aufbringung einer reflektierenden Schicht auf wenigstens einer Oberfläche eines Prepreg-Bogens zu bekommen, bevor dieser zu der Laminatform der Heizplatte verarbeitet wird. Allgemein werden aus Wirtschaftlichkeitsüberlegungen die weniger teuren Alvminiumfolien oder ein Aluminiumbronzeanstrichmaterial in den vorliegenden wärmefeflektierenden Platten benützt, obwohl es bestimmte Vorteile für die Benutzung dünner Schichten aus rostfreiem Stahl, Chrom, Nickel oder anderen geeigneten reflektierenden Metallen geben kann, welche auf dem Laminatsubstrat aufplattiert, als dünne folienartige Materialien oder anderweitig aufgebracht werden können.

In Verbindung mit der Herstellung des halbleitenden kohlenstoffhaltigen Pyropolymers nach der vorliegenden Erfindung wurde bereits ausgeführt, daß ein anorganisches hitzebeständiges Oxidmaterial für den Träger bei der Herstellung des fertigen Pyropolymers verwendet wird. Vorzugsweise sollte dieser anorganische Oxidträger als ein Material mit einer Oberfläche

von 1 bis etwa 500 m /g gekennzeichnet sein. Erläuternde Beispiele der hitzebeständigen anorganischen Oxide, die verwendet werden können, sind Tonerde in verschiedenen Formen, wief-Tonerde, oder Kieselsäure, Boroxid, Thoriumoxid, Magnesia usw.,

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sowie Gemische derselben», wie Kieselsäure-Tonerde, Tonerde-Kieselsäure-Magnesia usw.

Beispiele organischer Substanzen, die unter Bildung des Pyropolymers auf der Oberfläche der oben erwähnten hitzebeständigen Oxide pyrolysiert werden können, sind aliphatische Kohlenwasserstoffe, cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, aliphatische Halogenderivate, aliphatische Sauerstoffderivate, aliphatische Schwefelderivate, aliphatische Stickstoffderivate, heterocyclische Verbindungen, metallorganische Verbindungen _B Kohlenhydrate usw. Einige spezielle Beispiele dieser organischen Verbindungen, die pyrolysiert werden können, sind Äthan, Propan, Butan, Pentan, Äthylen, Propylen, 1-Buten, 2-Butsn, 1-Penten, 2-Penten, 1,3-Butadien, Isopren, Cyclopentene Cyclohexan, Methylcyclopentan, Benzol, Toluol _s die isomeren Xylole„ Naphthalin _r Anthracen, Chlormethan, Brommethan, Chloräthan, Bromäthan, Chlorpropan, Brompropan* Isopropan, Chlorbutan, Brombutan, Isobutan, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, 1,2-DicLloräthan, 1,2-Dichlorpropan, 1,2-Dichlorbutan, Äthylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropy!alkohol, n-Buty!alkohol, sec.-Butylalkohol, tertiär-Buty!alkohol, Glykol, Glycerin, Äthyläther, Isopropyläther, Butyläther, Äthy!mercaptan, n-Propylmercaptan, Butyl- mercaptan^Methylsulfid _e Äthylsulfid, Äthylmethylsulfid, Methylpropylsulfid, Dimethylamin, Diäthylamin, Äthylmethylamin, Acetamid, Propionamid, Nitroäthan, 1-Nitropropan, 1-Nitrobutan, Acetonitril, Propionitril, Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Acrylsäure, Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Aceton,

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Methyläthylketon, Methylpropy!keton, Äthylpropylketon, Methylformiat, Äthylformiat, Äthylacetat, Benzylchlorid, Phenol, o-Kresol, Benzylalkohol, Hydrochinon, Resorcin, Katechin. Anisol, Phenetol, Benzaldehyd, Acetophenon, Benzophenon, Benzochinon, Benzoesäure, Phenylessigsäure, Hydrocynamsäure, Furan, Furfural, Pyran, Cumarin, Indol, Dextrose, Rohrzucker, Stärke usw. Die obigen Verbindungen sind nur repräsentative Beispiele der Verbindungsklassen,die der Pyropolymerisation unterliegen können _f doch ist die Erfindung nicht notwendigerweise auf diese Verbindungen beschränkt.

Wie oben ausgeführt wurde,, werden die oben erwähnten organischen Verbindungen durch Eintauchen als Überzug auf dem Substrat aufgebracht oder mic einen-. Trägergas, wie Stickstoff oder Wasserstoff, vermischt_ff erhitzt und danach über das Substrat aus hitzebeständigeiii Oxid geführt. Die Ablagerung oder chemische Bindung des Pyropolymers an die Oberfläche des hitzebeständigen Trägers erfolgt bei relativ hohen Temperaturen im Bereich von etwa 400 bis etwa 1100 C und vorzugsweise im Bereich von etwa 600 bis etwa 95O°C. Wie oben angegeben, ist es auch möglich, die elektrischen Eigenschaften der halbleitenden Pyropolymerschicht durch Einstellung der Temperatur und der Verweilzeit, während welcher der hitzebeständige Oxidträger der Behandlung mit der organischen pyrolysierbaren Substanz ausgesetzt wird, sowie auch durch das Gewicht oder die Menge des auf ihm abgelagerten Pyropolymers zu steuern. Das so hergestellte Material aus halbleitendem Pyropolymer und anorganischem hitzebeständigem Oxid besitzt bei der Gewinnung eine Leitfähigkeit

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im Bereich von etwa 10 bis etwa 10 reziproke Ohm-Zentimeter.

Als noch eine andere Modifizierung der vorliegenden Erfindung kann eine Einarbeitung von Mitteln erfolgen, die eine Isolationsbarriere in Verbindung mit der reflektierenden Schicht in dem Laminat der Heizplatte ergeben. Mit anderen Worten, es können in das zusammengesetzte Material eine oder mehrere Schichten aus Isolationsmaterial als integraler Bestandteil eingearbeitet werden, oder es kann eine Lamiatschicht unter Verwendung eines Asbestgrundmaterials oder eines anderen geeigneten Isolatormaterials verwendet werden, das dazu dient, eine Wärmeüberführung durch den rückwärtigen Teil der Laminatplatte auszuschließen. Stattdessen kann auch ein Abstandshalter zwischen Schichten in der zusammengesetzten Laminatstruktur derart vorgesehen werden, daß es im Effekt einen isolierenden offenen Raum in dem Laminat gibt, der eine Wärmeleitung durch das Laminat in einer unerwünschten Richtung verhindert. Die Isolationsschichten sowie die Wärmereflektierenden Schichten dienen dazu, die Effizienz der resultierenden Heizplatte derart zu verbessern, daß die gesagte Strahlungswärme in einer kontrollierten Richtung abgegeben werden kann.

Das verbesserte starre Laminat, das die elektrische Heizplatte nach der Erfindung bildet, ist bezüglich des Aufbaus und der Anordnung besser an Hand der beiliegenden Zeichnung verständlich. In dieser Zeichnung bedeutet

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Fig.l eine isometrische Teildarstellung eines Plattenabschnittes, die die Mehrschichtigkeit des Laminats der Platte zeigt und sowohl eine halbleitende Schicht als auch eine wärmereflektierende Schicht und Mittel zur Einführung von elektrischen Anschlüssen in die leitfähige Schicht an gegenüberliegenden Seiten der Laminatplatte vorsieht.

Fig.2 der Zeichnung ist ein schematischer Querschnitt, der eine Mehrschichtlaminatstruktur zeigt, die einen Luftraum zusammen mit einer reflektierenden Schicht und der halbleitenden Pyropolymerschicht in der zusammengesetzten Heizplatte enthält.

In Fig.l der Zeichnung ist eine Laminatplatte mit einem unteren oder rückwärtigen Überzug 1, einer glänzenden Metallschicht 2 für wärmereflektierende Zwecke, einer Prepreg-Laminatschicht 3, die ein verstärkendes Grundmaterial umfassen kann, wie Glastuch oder dergleichen, das seinerseits mit einem Polymer imprägniert und beschichtet ist, einer halbleitenden kohlenstoffhaltigen Pyropolymerschicht 4 auf dem Polymermaterial 3 und einem Außenüberzug 5 gezeigt. Die Außenüberzüge 1 und 5 können spezielle Schutzüberzüge umfassen, um Feuchtigkeitseinflüsse oder Abrieb auszuschließen, jedoch kann die Oberfläche 5 auch von dem Polymermaterial stammen, das typischerweise in Verbindung mit der Herstellung von Laminatbögen verwendet wird. Wenn ein pulverisiertes kohlenstoffhaltiges Pyropolymer als Füllstoff im Gemisch mit einem Polymermaterial verwendet wird, welches als Imprägnierung in oder als überzug

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auf ein verstärkendes Grundmaterial der Zusammensetzung eines Laminatsubstrates ein- bzw. aufgebracht wird, kann eine minimale Harzdecke auf der Oberfläche 8 verwendet werden. Wenn andererseits das halbleitende kohlenstoffhaltige Pyropolymer getrennt aufgestrichen oder anderweitig als überzug auf der Oberfläche des Laminatbogens 3 als Schicht 4 aufgebracht wird, danh ist die Verwendung eines getrennten zusätzlichen Schutzüberzuges 5 über der Schicht 4 in der Zusammengesetzten Platte bevorzugt.

Wie oben festgestellt wurde, soll die reflektierende Schicht nicht auf irgendeine Materialtype beschränkt sein, obwohl auü Wirtschaftlichkeitsgründen voraugsweise glänzende Aluminiumfolie oder ein anderes relativ billiges Metallmaterial benützt wird.

In Fig.l der Zeichnung ist auch die Anordnung der einander gegenüberliegenden Elektroden, wie bei 6 und 6¹ gezeigt, und diese dienen der Zuführung von elektrischem Strom von den Drähten 7 und 7' zu dem kohlenstoffhaltigen Pyropolymer in der Schicht 4. Die Elektroden 6 und 6¹ können Kupferstreifen umfassen, die in die Schicht 4 bei der Laminatbildung eingebettet werden. Es können aber verschiedene Materialtypen und verschiedene Gestaltungen benützt werden, um die Verteilung von elektrischem Strom in der halbleitenden Schicht zu bewirken. Beispielsweise können Kupfermaschenmaterialien oder Kupfersiebe, rostfreie Stahlsiebe oder Maschenmaterialpolster, Metallfilz und dergleichen verwendet werden, um die einander

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gegenüberliegenden Endanschlüsse für die Einführung von elektrischem Strom in die halbleitende Schicht 4 zu bekommen. Weiterhin können in Verbindung mit relativ breiten Heizplatten breite Streifen oder mehrere Elektroden benützt werden, die in die Enden der halbleitenden Schicht eingeführt werden, um eine relativ gleichmäßige und wirksame Stromverteilung in der gesamten Schicht zu erreichen.

Bezüglich der Wärmestrahlung von der Platte, die in Fig.l gezeigt ist, ist ersichtlich, daß die wärmereflektierende Schicht 2 dazu dient, Wärme zu reflektieren, die sonst zu der unteren Fläche i von der Schicht 4 aus geleitet und abgestrahlt würde, und auf diese Weise bekommt man eine allgemein in einer Richtung nach oben gehende Strahlung des größeren Teiles der Wärme, die von der oberen Fläche 5 abgestrahlt wird. In den meisten Installationen ist es erwünscht, Wärmeplatten zu verwenden, die eine Wärmestrahlung nach außen oder nach vorn von einer Wand, einem Fußboden, einer Decke oder dergleichen ergeben und vermeiden, daß Wärmeenergie in Rückwärtsrichtung zum Inneren der Wand oder anderen Bauteilen vergeudet wird. Ein Ausschluß von Wärmeverlust in einer sogenannten Rückwärtsrichtung hat auch den Vorteil, daß die Wärmemenge, die in Vorwätfesrichtung emittiert wird, erhöht wird.

In Fig.2 der Zeichnung ist ein Querschnitt durch ein Heizplattenlaminat gezeigt, wo eine Vorderschicht oder Wärmestrahlungsfläche 8 über einer halbleitenden kohlenstoffhaltigen Pyropolymerschicht 9 liegt, die ihrerseits über einer oder

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mehreren Laminatschichten 10 liegt. Es ist auch die Benützung von Abstandshaltern 11 gezeigt, die isolierende Lufträume 12 zwischen der Prepreg- oder Laminatschicht 10 und einer nächsten Vollschicht 13 liefern, welche in dieser Ausführungsform aus einer metallischen reflektierenden Schicht besteht, die mit einer rückwärtigen Oberflächenschicht 14 bedeckt ist. Wie oben festgestellt wurde, kann die reflektierende metallische Schicht 13 einen kontinuierlichen dünnen Bögen aus einem hochpolierten reflektierenden folienartigen Material umfassen, oder sie kann reflektierende Metallteilchen, wie Aluminiumflocken, umfassen, die von einem Aluminiumüberzugsanstrich auf einem geeigneten Grundmaterial- oder Laminatbogen stammen. Die Abstandshalter 11 können beabstandete halbgehärtete Harzüberzpgene Laminatabschnitte umfassen, so daß sie leicht zwischen Schichten unter Bildung der erwünschten Laminatstruktur eingesetzt werden können, doch können auch andere geeignete Formen von Abstandshaltern verwendet werden, solange diese in die fertige Laminatstruktur integriert werden können.

Die leitfähige kohlenstoffhaltige Pyropolymerschicht 9 steht auch in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Pyropolymertype, die aus einer organischen pyrolysierbaren Substanz hergestellt wird, welche mit einem geeigneten hitzebeständigen anorganischen Oxidtrggermaterial zusammengesetzt ist. Typischerweise liegt das resultierende Pyropolymer auch in einer feinteiligen Form vor, so daß es in der Weise eines Füllstoffes oder in einem Trägermaterial verwendet werden kann, um eine geeignete Schicht 9 in der resultierende Laminatstruktur zu bilden. Eine Überzugsfläche 8 ist als nächstes auf die halb-

leitende Schicht .9 in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt. In einer Alternativkonstruktion kann jedoch eine weitere Laminatschicht über der kohlenstoffhaltigen Pyropolymerschicht benützt werden, um eine dekorative Oberfläche auf dem Heizelement bzw der Heizplatte zu bekommen, besonders wenn die Platte als Teil einer Wand eines Wohnraumes oder Büros benützt wird.

Tatsächlich sei festgestellt, daß viele Variationen in der Ausbildung der mehrschichtigen Heizplatten vorgenommen werden können, und die Erfindung sei nicht auf die Konstruktion der speziellen Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 und 2 beschränkt. Letztere sind bloß schematische vereinfachte Formen für eine starre Laminatform einer Heizplatte. Eine Heizplatte kann auch eine vorbestimmte andere als flache Form haben, d.h. die Platte kann gebogen sein, U-förmig sein öder Wellenform haben. Eine besondere Form kann der Platte zum Zeitpunkt des Pressens und Härtens der Laminatstruktur zu der Endform einschließlich der leitfähigen und reflektierenden Schicht gegeben werden, oder stattdessen können thermoplastische Harze zur Herstellung der laminatstruktur verwendet werden, so daß eine Platte in eine spezielle Form gebracht werden kann, nachdem sie ursprünglich flach ausgebildet würde.

Beispiel

Als eine spezielle Erläuterung einer Heizplatte nach der allgemeinen Konstruktion gemäß Fig.l der Zeichnung kann ein elektrisch leitendes kohlenstoffhaltiges Pyropolymer benützt werden, das durch Pyrolyse von mit Dextrose imprägnierter ^ -Ton-

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erde bei einer Temperatur von etwa 710°C während etwa 1,5 Stunden hergestellt wurde. Das resultierende Material wird dann mit Aceton vermählen und getrocknet, um Teilchen einer Maximalgröße von etwa 10 ,um zu bekommen. Dieses Material wird dann mit einem Polymermaterial vermischt, wie Hochtemperaturharz No.3098 der Monsanto Chemical Co., und zwar in einer Menge, um etwa 35 Gew.-% des Harzes zu bekommen. Das Gemisch wird dann als überzug oder Imprägnierung auf ein Substrat aus Glastuch aufgebracht und in einem Ofen auf etwa 138°C (28O°F) kurze Zeit erhitzt, um einen halbgehärteten Zustand zu bekommen. Dieser halbgehärtete Prepreg-Bogen wird dann in Kontakt mit einem oder mehreren Laminatbögen ohne das kohlenstoffhaltige Pyropolymermaterial und mit einer dünnen, hochpolierten Aluminiumfolie zusammengepreßt und weiter erhitzt, um eine starre zusammengesetzte Laminatstruktur zu bilden. Während des Zusammenlegens des Laminats werden Kupferstreifen, die als elektrische Leitungen verwendet werden, in Berührung mit der kohlenstoffhaltigen Pyropolymersohicht eingelegt. Auch kann ein Schutzüberzug aus einem geeigneten nichtleitenden hitzebeständigen Kunststoffmaterial über der Laminatstruktur aufgebracht werden, um ein Verkratzen oder einen anderen Abrieb zu verhindern und Feuchtigkeitsprobleme aus zuschließen.

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Claims

Patentansprüche

II. Zusammengesetzter Heizkörper für gerichtete Wärmestrahlung aus einem Kunststofflaminat mit einer halbleitenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Laminat eine starre Kunststoff laminatstruktur ist, die wenigstens eine Schicht aus einem mit Grundmaterial verstärkten Substratmaterial und einem Harzüberzug auf diesem Material, eine Schicht aus einem an einen hitzebeständigen anorganischen Oxidträger mit großer Oberfläche gebundenen halbleitenden kohlenstoffhaltigen Pyropolymer auf wenigstens einer Seite der Substratmaterialschicht, eine wärmereflektierende Schicht in einer Position auf einer Seite des Pyropolymers auf dem Substratmaterial und Stromzuführungseinrichtungen an beabstandeten Stellen der Schicht aus leitfähigem kohlenstoffhaltigem Pyropoiymer enthält.
2. Heizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Pyropoiymer durch Erhitzen einer organischen pyrolysierbaren Substanz in einer hauptsächlich nichtoxidierten Atmosphäre in Berührung mit dem anorganischen Oxidträger bei

einer Temperatur oberhalb etwa 400°C erhalten wurde und eine

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Leitfähigkeit von etwa 10 bis etwa 10 reziproke Ohm-Zentimeter besitzt.
3. Heizkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmereflektierende Schicht eine dünne glänzende Metallfolie ist, die eine Wärmestrahlung durch sie hindurch verhindert.

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4. Heizkörper nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmereflektierende Schicht eine dünne Aluminiumfolie, eine dünne rostfreie Stahlfolie oder eine Schicht aus feinteiligen Aluminiumflocken ist.
5. Heizkörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das halbleitende kohlenstoffhaltige Pyropolymer mit dem Polymermaterial unter Bildung eines Prepreg-Bogens in die resultierende starre Kunststofflaminatstruktur eingearbeitet ist.
6. Heizkörper nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige Pyropolymer in dem Prepreg-Boden eine maximale Teilchengröße von etwa 0,1 bis etwa 100 /um hat.

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