DE3433437A1

DE3433437A1 - Elektrisch beheizbares flaechengebilde

Info

Publication number: DE3433437A1
Application number: DE19843433437
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 4150 Krefeld Fennekels; Ernst Dipl.-Ing. Waltmann
Original assignee: Girmes Werke AG
Current assignee: Girmes Werke AG
Priority date: 1984-09-12
Filing date: 1984-09-12
Publication date: 1986-03-20

Description

G54654 ^

Anmelderin: GIRMES-WERKE Aktiengesellschaft, ^J D-4155 GREFRATH-OEDT

Elektrisch beheizbares Flächengebilde.

Die Erfindung betrifft ein beheizbares . Flächengebilde, mit elektrischen Heizleitern für eine elektrische Widerstandsheizung und einer Stromzuführung und einer Stromabführung.

Es ist bekannt, textile Flächengebilde mit Heizdrähten auszustatten, um eine elektrische Widerstandsbeheizung vorzunehmen. Beispielsweise werden Heizdecken, Sitzbe-,.-'■ züge und dergleichen auf diese Weise beheizbar gemacht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die hierfür verwendeten feinen Heizdrähte nicht nur leicht brechen können,insbesondere wenn sie Knickbeanspruchungen ausgesetzt werden, sondern daß derartige textile Flächengebilde auch verhältnismäßig kostspielig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein im Niedervoltbereich elektrisch behdzbares Flächengebilde zu schaffen, das in einfacher Weise hergestellt werden kann und äußerst dauerhaft ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizleiter des . Flächengebildes aus einer eingemischte feinstteilige Metalle enthaltenden Kunststoffpaste bestehen, die auf das Flächengebilde streifenförmig, d.h. in der Form der gewünschten Leiter aufgedruckt ist.

- Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Erfindung sind Gegenstand der UnteranSprüche.

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Die gemäß der Erfindung die Heizleiter bildende .

Druckpaste enthält als elektrisches Widerstandseiement ...- vorzugsweise Nickelpulver extremer Feinheit. Derartiges Nickelpulver ist beispielsweise in Form von Carbonylnickel-Pulver erhältlich, das aus Nickelcarbonyl gewonnen wird. Die Partikelgröße liegt im Bereich von etwa 2,2 bis 3 Ai, ohne strenge Begrenzung auf diese Randwerte. Das ultrafeine Nickelpulver wird in eine geschmeidige Kunststoffmasse eingearbeitet, um die gewünschte Druckpaste zu erhalten. Die Kunststoffmasse wird als Lösung, Dispersion, Emulsion oder schmelzbare Masse im streichfähigen Zustand mit dem Metallpulver abgemischt. Es hat sich gezeigt, daß auch bei lang andauernder Beanspruchung derartiger Heiz leiter sich die festgelegten und durch Messungbestimmbaren elektrischen Widerstandswerte des erfindungsgemäßen Heizleiters nicht oder nur unwesentlich ändern. Die auf das textile Flächengebilde aufgedruckte Paste ist auch nach Fertigstellung des textlien Flächengebildes elastisch und bruchfest und verliert im Gebrauch diese Eigenschaften nicht.

Für die Druckpaste geeignete organische Polymere mit elektrischen Widerstandswerten im Bereich von etwa 2 bis 5 Ohm/und guter Elastizität sind Polyvinylidenchlorid, Polyurethan-Elastomere als Einkomponenten-Polyurethane, Zweikomponenten-Polyurethane sowie Polyurethan-Dispersionen, wasserfreie Polyurethan-Lösungen, chemischthermisch vernetzbare Polyacryl-(Methacryl)Säureester, Polyacrylate, Styrol-Butadien-Mischpolymere, ihre carboxylierten Derivate, Terpolymere aus Acrylnitril und Styrol-Butadien, auch als carboxylierte Typen.

Es ist bekannt, derartige Polymere mit leitfähigem - Graphit oder Ruß abzumischen, um eine elektrische Leitfähigkeit derartiger Massen zu erzielen» Es wurde fest-

* bezogen auf 100cm des aufgedruckten Streifens 2cm breit und imm dick

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gestellt, daß ein Aufdruck solcher Massen auf textile Bahnen mit dem Ziel, eine elektrische Widerstandsheizung zu bewirken, nicht erzielbar ist. ·

negative
Ähnliche/Ergebnisse.werden erhalten_?wenn man Kupfer-"pulver, dessen' PartikelgröTße/im oben angegebenen Mikro-Bereich liegt , mit den genannten Bindemitteln ' zu einer Druckpaste vermischt„wird.

TO Weiterhin ist ultrafeines Silberpulver mit einer Partikelgröße von 0,8 bis 1,5/U als Widerstandselement geeignet. Vermischt man dieses Silberpulver mit dem obengenannten Carbonylnickel, erhält man hervorragend gute Druckpasten für elektrische Widerstandsheizung.

Die Stromzuführung erfolgt im,ungefährlichen Nieder-

und darunter voltbereich von etwa 40 Volt/als Batteriestrom oder aus dem Netzstrom von 220 Volt Drehstrom über Transformatoren und Gleichrichter.

Bei textlien Flächengebilden oder textlien Bahnen für Fußbodenbelag werden die Heizleiter beispielsweise in parallelverlaufenden dünnen Streifen bzw. geraden Linien auf die Rückseite des Flächengebildes aufgedruckt, vorzugsweise in Schußrichtung des Flächengebildes. Die Stromzufuhr und -abfuhr erfolgt über die Enden dieser parallelen Streifen verbindende breitere Streifen, die ebenfalls aus aufgedruckter elektrischer Widerstandspaste bestehen, jedoch dicker als die

3Q zwischen ihnen verlaufenden Heizleiter sind. Die zur Stromzufuhr und -abfuhr vorgesehenen Druckpastenstreifen sind etv?a doppelt so dick und bedeutend breiter als die sich zwischen ihnen erstreckenden linienförmigen Heizleiter. Vorzugsweise enthalten diese Heizleiter ein Gemisch aus Carbonylnickelpulver und ultrafeinem Silberpulver. Der Temperaturanstieg

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ist in derart ausgebildeten Leitschienen dann geringer als in den sich dazwischen erstreckenden Heizleitern mit geringerem Querschnitt.

Die Leitschienen für die Stromzufuhr und -abfuhr werden beispielsweise mit zwei hintereinander geschalteten Siebdruckschablonen auf das textile Flächengebilde aufgedruckt. Es ist aber auch möglich, für die Stromzufuhr und -abfuhr Metalldrähte in das textile Flächengebilde einzuweben oder einzuwirken oder Metallgaseleiter zu benutzen.

Der Kontakt zwischen den Heizleitern und den für die Stromzufuhr und -abfuhr vorgesehenen Leitschienen erfolgt beispielsweise durch Anheften mittels einer Art Heftzwecke an den Kontaktstellen oder durch Annähen oder durch Ankleben.

Für die Erfindung geeignete textile Flächengebilde sind gewebte, gewirkte, gestrickte, getuftete Warenbahnen oder als Vliese oder Filze hergestellte textile Flächengebilde. Dabei wird vorzugsweise jeweils eine der beiden Oberflächen der Warenbahn mit einer für den Aufdruck der Kunststoffpaste geeigneten, hinreichend. glatten Oberflächenbeschichtung versehen. Dies kann beispielsweise auch durch Aufstreichen einer Dispersion, beispielsweise einer Polyurethan-Dispersion erreicht werden. Die so vorbereitete Oberfläche wird dann mit der Kunststoffpaste bedruckt, beispielsweise im Siebdruckverfahren. _

Die für das elektrisch behazbare textile Flächengebilde verwendeten textlien Fasern sind natürliche oder synthetische Fasern und Mischungen derselben. So kann beispielsweise eine einseitig gerauhte oder geschorene Kettenwirkware aus Acrylfasern oder ein gewebter Florstcff verwendet werden, wobei der Rücken aus einem

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Mischgarn aus Baumwolle/Polyester und das Polgarn aus Polyamidgarn bestehen kann. Insbesondere einseitigflauschige Ware sowie Web-oder Wirkware mit pelzartiger Ppldecke kann mit den erfindungsgemäßen Heizleitern rückseitig bedruckt-werden, um wärmende Steppdecken, Schlafsäcke, Parkas, Leibgürtel, Autositzpolster oder Kissen aus dem elektrisch beheizbaren textlien Flächen- * gebilde herzustellen. Die "Erfindung ist aber auch für Wandbekleidung, Bodenbelag und auch für abgepaßte Teppiche geeignet.

Statt die Kunststoffpaste auf die Rückseite der textlien Warenbahn aufzudrucken, kann bei aus Ober- und Unterware bestehenden zusammengesetzten Artikeln wie bei einem Fußbodenbelagmaterial die. Oberseite der Unterware mit den Heizleitern bedruckt werden, woraufhin die aus Polstoff bestehende Oberware aufgebracht wird. Die Unterware besteht beispielsweise aus Filz, Vliesmaterial, spun-bonded Vliesmaterial oder einer Polymerbahn, auf die der Aufdruck aus der elektrischen Widerstandsheiz-Kunststoffpaste aufgebracht wird.

Die Druckpaste kann aber auch mit Hilfe einer musterkonform über die textile Warenbahn geführten Düse auf die Warenbahn nach dem gewünschten Muster aufgespritzt oder aufgedrückt werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen elektrisch beheizbaren textlien Flächengebildes schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht der Rückseite des als Warenbahn ausgebildeten textlien Flächengebildes •nach einer ersten Aus führung s form der Erfindung,

* Als Fußbodenbelag dienende Kunststoffbahnen, z.B.aus Polyvinylchlorid bestehend, können auf ihrer Rückseite mit der erfindungscemäß beanspruchten Druckpaste

lungs gemäß beanspruchten Druckpaste versehen werden.

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. 1 Fig. 2 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform der Anordnung der Heizleiter,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht einer Heftzwecke zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Heizleitern und den Leitschienen für die Stromzufuhr und -abfuhr und

Fig. .4 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Anordnung der Heizleiter.

Auf der einen Seite einer textlien Warenbahn 1 sind dünne geradlinig verlaufende Heizleiter 2 in größerer Anzahl parallel zueinander angeordnet. Sie Heizleiter bestehen aus aufgedruckter Kunststoffpaste mit darin eingemischten feinteiligen Metallpartikeln und sind elektrische Widerstaridsheizelemente.Die Enden der Heizleiter 2 sind mit ebenfalls aus der Kunststoffpaste mit eingemischten feinstteiligen Metallpartikeln bestehende Leitstreifen 3 und 4 verbunden, die zur Zufuhr bzw. Abfuhr elektrischen Stromes dienen. Diese Leitschienen sind mit einer nicht dargestellten elektrischen Energiequelle , beispielsweise einer Batterie oder einen Transformator mit Gleichrichter, der an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden kann, ν erbund en.

Die parallel zueinander verlaufenden geradlinien Heizleiter 2 sind mit den senkrecht zu ihnen verlaufenden Leitschienen 3 und 4 elektrisch leitend verbunden, beispielsweise mittels der in Figur 3 in gegenüber Figur 1'vergrößertem Maßstab dargestellten Heftzwecken 5, die aus elektrisch leitendem Material und insbesondere Metall-bestehen. Die Heftzwecke 5 besteht aus einem

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kreisförmigen Plättchen 6 mit senkrecht davon vorstehenden keilförmigen Zähnen 7, wobei jede Heftzwecke ..-'" wenigstens drei Zähne 7 aufweist, die in das Material der textlien Warenbahn 1 eingedrückt werden können und mit ihrem Plättchen 6 die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem betreffenden Heizleiter 2 und einer der Leitschienen 3 bzw. 4 herstellt. .

Während in Figur 1 die Heizleiter 2 parallel zueinander angeordnet sind, zeigt Figur 2 einen Heizleiter in Form einer Schleife 8, deren Enden 9 und 10 zur Zufuhr bzw. Abfuhr von elektrischem Strom dienen und mit einer ebenfalls nicht dargestellten elektrischen Energiequelle zu verbinden sind.

Schließlich zeigt Figur 4 hoch eine andere Ausführungsform eines Heizleiters, dessen der Stromzufuhr dienende*" Abschnitt 11 geradlinig verläuft, während der für die Stromabfuhr vorgesehene Abschnitt 12 als Heizschleife ausgebildet ist. Die Enden 13 und 14, welche zur Stromzufuhr bzw. -abfuhr dienen, sind ebenfalls an eine nicht dargestellte elektrische Energiequelle angeschlossen.

Auch bei den Ausführungsformen gemäß Figur 2 und 4 besteht der Heizleiter 8 bzw. 11, 12 aus auf die eine Oberflächer einer textlien Warenbahn aufgedruckten dünnen Streifen aus Kunststoffpaste mit in diese eingemischten feinstteiligen Metallpartikeln,.

Die Erf-indung wird weiterhin anhand eines Beispiels erläutert:

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BEISPIEL

Ein Jutefilz von etwa 3 mm Dicke und 2 m Breite wird auf einer Seite durch Aufstreichen einer PoIyurethan-Dispersion oberflächlich geglättet. Mittels einer Siebdruckschablone wird ein in Schußrichtung verlaufendes Linienmuster aus parallel zueinander verlaufenden Heizleiterlinien aufgedruckt. Der Abstand zwischen benachbarten Linien beträgt 5 cm. Zur Strom-IQ zufuhr und -abfuhr sind aus Kupfergasestreifen bestehende Leitschienen an die Enden der linienförmigen Heizleiter angeheftet. Die Heizleiter und· die Leitschienen haben etwa die in Figur 1 gezeigte Konfiguration.

Auf den so mit einer elektrischen Widerstandsheizeinrichtung bedruckten Jutefilz wird dann eine Velourware aufkaschiert, deren Pol aus Polyamid und deren Kette und Schuß aus Baumwollgarnen besteht.

Die für die aufgedruckten Heizleiter verwendete Paste besteht zu 450 g/kg aus feinstteiligem Carbonylnickel-Pulver und zu 550 g/kg aus Polyvinylidenchlorid.

Für die Druckpaste eignen sich neben den auf Seite 2 aufgezählten Polymeren auch Styrol-Butadien-Mischpolymerisat mit selbstvernetzenden Gruppen, Mischpolymerisat von Butadien und Acrylnetril und Butadien-Acrylnitril-

Methacrylsäure-Mischpolymerisat,, ·
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Claims

,G54654 * ~ 343343? Anmelderin: GIRMES-WERKE Aktiengesellschaft, D-4155 GREFRATH-OEDT Patentansprüche;

1.') Elektrisch beheizbares" " Flächengebilde, mit

elektrischen Heizleitem für eine elektrische ]0 Widerstandsheizung und einer Stromzuführung und

einer Stromabführung, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiter (2;8511,12.) . aus einer eingemischte feinstteilige Metalle enthaltenden FLunststoffpaste bestehen, die auf das Flächengebilde (1) streifenförmig aufgedruckt ist.

2.) Flächengebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine mit der Kunststoffpaste bedruckte Seite eine eine glatte Oberfläche bildende Beschichtung aufweist, auf welche die Kunststoffpaste aufgedruckt ist.

3.) Flächengebilde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromzufuhr und Stromabfuhr Leitschienen (3,4) vorgesehen sind, die an die Enden mehrerer im gegenseitigen Abstand voneinander aufgedruckter Widerstandsheiz- Streifen (2) angeschlossen sind.

4.) Flächengebilde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschienen (3,4) an die Widerstandsheiz-Streifen (2) angeheftet sind.

5.) Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Widerstandsheiz-

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Streifen (2;8j 11,12) bildende Paste als Metallpartikel Carbonylnickel-Pulver mit einer Partikelgröße in der Größenordnung von etwa 2,2 bis 3/U enthält,

6.) Flächengebilde nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste zusätzlich ultrafeines Silber-Pulver mit einer Partikelgröße,in der Größenordnung von etwa 0,8 bis 1,5/U enthält.

7.) Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Paste ein organisches Polymer ist.

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