EP0386077B1 - Kunststoffelektrode - Google Patents

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EP0386077B1
EP0386077B1 EP88909761A EP88909761A EP0386077B1 EP 0386077 B1 EP0386077 B1 EP 0386077B1 EP 88909761 A EP88909761 A EP 88909761A EP 88909761 A EP88909761 A EP 88909761A EP 0386077 B1 EP0386077 B1 EP 0386077B1
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EP
European Patent Office
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plastic
plastic electrode
electrode
electrical lead
resistance
Prior art date
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EP88909761A
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EP0386077A1 (de
Inventor
Manfred Hilleberg
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Individual
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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/70—Drying or keeping dry, e.g. by air vents
    • E04B1/7007—Drying or keeping dry, e.g. by air vents by using electricity, e.g. electro-osmosis

Definitions

  • the invention relates to a plastic electrode according to the preamble of claim 1.
  • Plastic electrodes made of conductive plastic are known in principle (cf. EP-A-0100845).
  • a known plastic electrode consists of a flexible network, which comprises, for example, metallic, network-like threads in the interior, which are supplied with voltage by a power supply line running in the longitudinal direction in the middle of the band-shaped electrode.
  • This metallic basic net can be encased in a plastic immersion bath with a thermoset, which consists of electrically conductive plastic.
  • the filamentary carrier materials can also consist of carbon filaments in the central longitudinal direction of the band-shaped electrode, which, like the metal filaments, are preferably silver-plated.
  • a far more serious problem is the generation of homogeneous electric fields, especially in the case of large-area electrolysis electrodes.
  • Another problem is the transmission of the current to the electrolyte to be processed, which can be present, for example, in a concentrated form in aqueous solution.
  • the present invention takes a completely opposite approach .
  • the at least one electrical line for the plastic electrode is not in direct and direct contact with the plastic electrode, but via interposed resistors.
  • the resistance value should be greater than that of the electrical line, but also the resistance value of the electrically conductive plastic material of the plastic electrode.
  • the higher resistance value of the intermediate resistors thus acts as insulation protection for the electrical lines.
  • the resistance of the electrical plastic electrode acts as a "receiving water" against the electrical supply line and optimally distributes the current over the entire surface.
  • a resistance value is required for the resistance of the electrical plastic electrode, which is preferably about 0.5-1 k ⁇ / m length of the electrical line in order to keep the contact resistance to the masonry and mortar low.
  • the electrical connecting line can be routed in parallel and connecting lines can be provided at regular or irregular intervals between the electrical supply line and the plastic electrode, into which the resistors mentioned are installed, the electrical line is in a preferred embodiment embedded in the plastic electrode.
  • the electrical line with at least a comparatively low resistance value is surrounded by a corresponding sheathed conductor with which it is in electrical contact.
  • the surrounding sheathed conductor has a considerably higher resistance value than the resistance value of the conductive plastic and the electrical conductor itself.
  • sheathed conductor is formed as a resistance connection to the electrical line and the electrical plastic electrode material in discrete sections on the electrical feed line, and that the remaining sheathing areas of the electrical conductor are provided with an insulating layer.
  • the sheathed conductor with a resistance value that is considerably greater than the resistance value of the conductive plastic electrode material ensures that the electrode in the area of the sheathed conductor works only slightly and is active, so that the actual electrical line arranged in the sheathed conductor is not overloaded.
  • an electrical line provided in the central longitudinal region is sufficient for supplying current and voltage
  • different variants can be implemented in which, for example in the case of a band-shaped electrode, the electrical supply line sheathed with a sheathed conductor is arranged on the outside.
  • electrical supply lines designed in a zigzag shape in the electrode or even in a double zigzag shape are also possible.
  • the cross-sectional thickness can be designed differently, in particular without providing a sufficient line cross section in the area of the electrical line.
  • the electrical conductor can also be designed in the form of a band instead of a thread-like cross section.
  • profiling for example in cross-section in the manner of a zigzag arrangement, has proven to be advantageous, as a result of which the overall surface can be enlarged.
  • the plastic electrode according to the invention can be produced particularly easily using extrudable and / or calenderable thermoplastic. With this band-shaped structure, large-area recesses and punched-outs can be made in the plastic electrode in order to improve the immediate electrode area and for better connection and attachment to the masonry.
  • an electrical conductor made of carbon or carbon is preferably used. Because the low resistances, as with metal, cause reactions at the electrode, which lead to rapid passivation. The contact resistance becomes infinitely large, so that the electrode can then no longer work.
  • the sheath conductor basically consists of the same plastic material as the conductive plastic material of the plastic electrode, but with the difference that in Immediate limit range to the voltage and power supply line, the density of the material and / or the proportions of the mixture ratio are changed or additional admixtures are added or omitted in order to significantly increase the resistance value.
  • FIG. It is a band-shaped plastic electrode, for example with a width of 15 to 30 cm.
  • a large number of punched-outs 1 are made in the plastic electrode, which also deviate from the circular passage openings can have any other shape.
  • These punched holes 1 offer advantages especially when using the plastic electrode for drying masonry, since the electrodes can then be held well on the masonry when the plaster is applied. In other applications, such a punching can be dispensed with, so that a full-surface plastic electrode is used.
  • the plastic electrode consists of a suitable conductive plastic material.
  • an electrical line 3 serving for the current and voltage supply is formed separately from the plastic electrode.
  • resistors 5 in connecting lines 6 connect the electrical line 3 to the conductive material of the plastic electrode, which is provided with the reference number 7.
  • a material with a low resistance is generally used for the electric line 3 in order to have only a slight drop in performance here.
  • Non-metallic conductors are preferably used, for example consisting of carbon or coal or from the use of these materials.
  • the possible materials for the electrical plastic electrode 7 generally have a higher resistance value than the electrical line 3.
  • the resistors 5, via which the plastic electrode is electrically connected to the electric line 3, are selected so that their resistance is significantly greater than the resistance value of the electric line 3 and also greater than the resistance value of the plastic material of the plastic electrode 7.
  • the plastic electrode counteracts the resistors 5 and thus with respect to the electrical line 3 as the receiving water, so that over the entire Surface of the plastic electrode 7, the current and voltage can be optimally distributed evenly.
  • the resistance value of the plastic material of the plastic electrode 7 may well have values of preferably 0.5 k ⁇ / m to 1 k ⁇ / m length of the electric line.
  • FIGS. 2 and 3 show a preferred exemplary embodiment.
  • the electrical line 3 serving for the current and voltage supply is arranged integrated in the plastic electrode 7 in the central longitudinal region thereof.
  • the electric line 3 is surrounded here with a sheathed conductor which corresponds in function to the resistors 5.
  • the electrical line 3 is only connected to the actual material of the plastic electrode 7 via the sheathed conductor representing the resistor 5. Since here too the resistance value of the sheathed conductor 5 is clearly above the resistance value of the plastic electrode 7 or the electric line 3. the preferred and surprising properties of the plastic electrode are achieved. In order to ensure a sufficient cross-section for the electric line 3, this can have not only a thread-like, but also a band-shaped cross-section, as shown in the exemplary embodiment.
  • the plastic electrode 7 can also be profiled. In the exemplary embodiment shown, it is formed in a zigzag cross-section, which increases the surface area by 41% compared to a flat band-shaped electrode with the same external dimensions. This increase in the current transfer area beats is positive when using the electrode. In addition to the punched holes 1, this profiling also improves the adhesiveness of such an electrode, particularly when used for drying masonry, since the mortar 9 can better attack the electrode and maintains the adhesiveness in the long term even when the temperature fluctuates.
  • the corrugation 11 is preferably introduced in the longitudinal direction of the electrode.
  • the plastic electrode in particular in the area of the electric line 3, can also be designed with a thickness that is different from the other thickness.
  • the thickness of the plastic electrode can be 0.05 to 2 mm, preferably 1 mm, for example.
  • the thickness can easily be 2 to 5 times the otherwise customary thickness, for example 3 to 4 mm.
  • the resistance and thus a desired potential profile can also be generated in certain areas.
  • the thickness at the distance from the electrical line 3 could increase slightly.
  • Plastic material which can be extruded and / or calendered is preferably used as the material for the plastic electrode.
  • the electrical line 3 can be processed together with the thermoplastic material to form the plastic electrode in an extrusion process.
  • the desired cross-sectional shape in the plastic electrode can also be produced by calendering.
  • FIGS. 4 to 7 show only schematically that several electrical lines 3 with the corresponding sheathed conductors 5 representing the increased resistance value can also be provided.
  • the electrical lines 3 with the surrounding sheathed conductor can also be laid deviating from a straight line.
  • the two power supply lines 3 are arranged lying next to one another in a zigzag shape. In one case or another, this can lead to improved results.
  • the two electrical lines 3 are arranged so as to cross each other. Likewise, further cross-shaped or net-like overlapping electrical lines 3 can be provided in the plastic compound.
  • the multiplicity of electrical lines 3 running transversely to the longitudinal direction of the band-shaped electrode are formed in the interior of the plastic material, which in this exemplary embodiment are each firmly connected to the electrical line 3 running in the longitudinal direction on the outer edge.
  • an electrical line 3 running in the longitudinal direction as the main line is sufficient.
  • all electric lines 3 are sheathed with the above-mentioned sheath line 5 having the higher resistance value.
  • the sheathed conductors 5 with higher resistance are not shown in FIGS. 5 to 7.
  • metallic conductors are also fundamentally or at least purely theoretically possible for the electrical conductor 3, electrical conductors 3 made of non-metallic materials are preferred in order to avoid passivation effects. For example, leaders are considered which are manufactured using carbon or coal.
  • the resistors or, above all, the sheathed conductor 5 surrounding the actual electric line 3 can likewise consist of materials which have the desired higher resistance value.
  • a material or a group of materials which are formed from a non-metallic or predominantly non-metallic composition is preferred.
  • a plastic material is possible which is identical in principle and in its basic structure to the material of the actual conductive plastic electrode, but in which the density, the thickness and / or the mixing ratio and / or the admixture are changed in such a way that the resistance values compared to the increase the actual plastic material of the plastic electrode 7 significantly.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kunststoffelektrode nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Kunststoffelektroden aus leitendem Kunststoff sind vom Grundsatz her bekannt (vgl. EP-A-0100845). Eine bekannte Kunststoffelektrode besteht dabei aus einem flexiblen Netz, welches im Inneren beispielsweise metallische netzartig angeordnete Fäden umfaßt, die von einer in der Mitte der bandförmigen Elektrode in Längsrichtung verlaufenden Stromzuführungsleitung mit Spannung versorgt werden.
  • Dieses metallische Grundnetz kann in einem Kunststoff-Tauchbad mit einem Duroplast ummantelt werden, welches aus elektrisch leitendem Kunststoff besteht. Die fadenförmigen Trägermaterialien können, mit Ausnahme der Stromzuführungsleitung, in der Mittellängsrichtung der bandförmigen Elektrode auch aus Karbonfäden bestehen, die ebenso wie die Metallfäden vorzugsweise versilbert sind.
  • Es hat sich aber nunmehr gezeigt, daß diese oder auch andere vorbekannte Kunststoffelektroden eine Vielzahl von Nachteilen aufweisen. Zum einen besteht das Problem, daß dann, wenn ein leitfähiger Kunststoff mit metallischen Stromzuführungen kontaktiert wird, dies zu unerwünschten Reaktionen an den Stromübergängen zwischen Metall zum Kunststoff führt, was schließlich in einer Zerstörung der Elektrode enden kann.
  • Ein noch bei weitem schwerwiegenderes Problem stellt allerdings die Erzeugung homogener elektrischer Felder, vor allem bei großflächigen Elektrolyseelektroden dar. Weiterhin problematisch ist die Übertragung des Stromes auf den zu bearbeitenden Elektrolyten, der beispielsweise in konzentrierter Form in wässriger Lösung vorliegen kann.
  • Zwar könnte man bei dem eingangs zitierten Stand der Technik meinen, daß durch die netzförmige Elektrodenstruktur ein weitgehend gleichmäßiger Stromübergang auf der gesamten Fläche der Netzelektrode bei insgesamt gleichmäßigen elektrischen Feldern und Potentiale möglich sein müßte. In der Praxis hat sich aber nunmehr gezeigt, daß dies vor allem im längeren Betrieb nicht aufrechtzuerhalten ist.
  • Durch vielfältigste Reaktionen zwischen Kunststoffelektrode und Elektrolyten wie im Inneren zwischen den leitfähigen, vor allem metallischen und versilberten Stromzuführungskabeln und dem Kunststoff selbst treten derart viele Reaktionen auf, was letztendlich zu einer ständigen Erhöhung der Widerstandswerte und zu einer völlig ungleichmäßigen Spannungsverteilung und ungleichmäßigen Stromdichtewerten führt.
  • Dabei entstehen im Bereich des Mittelleiters zu hohe Stromdichten, bis dies zum völligen Versagen führt, während die außenliegenden Elektrodenflächen wegen der dort herrschenden höheren Widerstände gar keine Arbeit leisteten. Vergleichbare Vorgänge entstehen bei flächenhaften Folienelektroden mit punktueller Stromversorgung.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu vermeiden und eine leitfähige Kunststoffelektrode zu schaffen, die auch bei großflächiger Dimensionierung über ihre gesamte Fläche weitgehend ein gleiches Spannungspotential aufweist, und bei der eine weitgehend über die gesamte Fläche gleichmäßige Stromdichte bzw. -intensität gegenüber einem Elektrolyten aufrechterhalten werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 19 angegeben.
  • Bei der erfindungsgemäßen Kunststoffelektrode wird ein zum Stand der Technik völlig unterschiedlicher Weg eingeschlagen.
  • Während beim Stand der Technik die elektrischen Leitungen in der Kunststoffelektrode ohnehin erheblich besser leitend sind als Kunststoffmaterial der Elektrode selbst und darüber hinaus beispielsweise Strom- und Spannungsversorgungsleitungen zusätzlich nach dem Stand der Technik noch versilbert sein können, wird bei der vorliegenden Erfindung ein völlig umgekehrter Weg eingeschlagen. Erfindungsgemäß ist danach vorgesehen, daß die zumindest eine elektrische Leitung für die Kunststoffelektrode mit dieser nicht direkt und unmittelbar in Kontakt steht, sondern über zwischengeschaltete Widerstände. Der Widerstandswert soll dabei größer sein als derjenige der elektrischen Leitung wie aber auch der Widerstandswert des elektrisch leitenden Kunststoffmaterials der Kunststoffelektrode. Der höhere Widerstandswert der zwischengeschalteten Widerstände wirkt so als Isolationsschutz für die elektrischen Leitungen. Der Widerstand der elektrischen Kunststoffelektrode wirkt gegenüber der elektrischen Versorgungsleitung als "Vorfluter" und verteilt den Strom optimal auf die gesamte Fläche.
  • Insbesondere bei Anwendung der Kunststoffelektrode für die osmotische Trockenlegung von Mauerwerken wird für den Widerstand der elektrischen Kunststoffelektrode ein Widerstandswert benötigt, der vorzugsweise ca. 0,5-1 kΩ/m Länge der Elektroleitung ist, um den Übergangswiderstand zum Mauerwerk und Mörtel gering zu halten.
  • Obgleich natürlich bei einer beispielsweise bandförmigen Kunststoffelektrode die elektrische Anschlußleitung parallel geführt und in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen Anschlußleitungen zwischen der elektrischen Versorgungsleitung und der Kunststoffelektrode vorgesehen sein können, in die die erwähnten Widerstände eingebaut sind, so ist in einer bevorzugten Ausführungsform die elektrische Leitung integriert in der Kunststoffelektrode eingebettet. Dazu ist aber vorgesehen, daß die elektrische Leitung mit zumindest vergleichsweise geringem Widerstandswert mit einem entsprechenden Hüllenleiter umgeben ist, mit der sie im elektrischen Kontakt steht. Der umgebende Hüllenleiter weist einen erheblich größeren Widerstandswert als der Widerstandswert des leitenden Kunststoffes und des elektrischen Leiters selbst auf.
  • Möglich ist auch, daß der Hüllenleiter als Widerstandsverbindung zu der elektrischen Leitung und dem elektrischen Kunststoffelektroden-Material in diskreten Abschnitten auf der elektrischen Zuführleitung ausgebildet ist, und daß die verbleibenden Ummantelungsbereiche des elektrischen Leiters mit einer Isolierschicht versehen sind.
  • Durch den Hüllenleiter mit erheblich größerem Widerstandswert als der Widerstandswert des leitenden Kunststoffelektroden-Materials wird gewährleistet, daß die Elektrode im Bereich des Hüllenleiters nur gering arbeitet und aktiv ist, so daß die eigentliche im Hüllenleiter angeordnete elektrische Leitung nicht überlastet wird.
  • Obgleich eine im mittleren Längsbereich vorgesehene elektrische Leitung zur Strom- und Spannungsversorgung ausreichend ist, können unterschiedliche Varianten verwirklicht werden, bei denen beispielsweise bei einer bandförmigen Elektrode jeweils außen die mit einem Hüllenleiter ummantelte elektrische Versorgungsleitung angeordnet ist. Aber auch zickzackförmig in der Elektrode oder gar doppelt zickzack-förmig ausgebildete elektrische Versorgungsleitungen sind möglich.
  • Die Querschnittsdicke kann unterschiedlich ausgebildet sein, ohne insbesondere im Bereich der elektrischen Leitung einen ausreichenden Leitungsquerschnitt vorzusehen. Darüber hinaus kann der elektrische Leiter an Stelle eines fadenförmigen Querschnittes aber auch bandförmig ausgebildet sein.
  • Als günstig erweist sich insbesondere eine Profilierung, beispielsweise im Querschnitt nach Art einer Zickzackanordnung, wodurch die Oberfläche insgesamt vergrößert werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Kunststoffelektrode läßt sich besonders leicht unter Verwendung von extrudier- und/oder kalandrierfähigem Thermoplast herstellen. Bei dieser bandförmigen Struktur können zur Verbesserung der unmittelbaren Elektrodenfläche und zur besseren Verbindung und Anbringung am Mauerwerk großflächige Ausnehmungen und Ausstanzungen in der Kunststoffelektrode eingebracht sein.
  • Obgleich als elektrischer Leiter zur Strom- und Spannungsversorgung und der kunststoffelektrode ein metallischer Leiter verwandt werden kann, so werden bevorzugt ein elektrischer Leiter aus Karbon bzw. kohle verwandt. Denn die geringen Widerstände, wie beim Metall, bewirken Reaktionen an der Elektrode, die zu einer schnellen Passivierung führen. Der Übergangswiderstand wird unendlich groß, so daß die Elektrode dann nicht mehr arbeiten kann.
  • Als Hüllenleiter kommen alle jene Materialien in Betracht, in denen der Widerstand größer ist als derjenige des elektrischen Versorgungsleiters, wie aber auch des leitenden kunststoffelektroden-Materials. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Hüllenleiter vom Grundsatz her aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie das leitende Kunststoffmaterial der Kunststoffelektrode, allerdings mit dem Unterschied, daß im unmittelbaren Grenzbereich zur Spannungs- und Stromversorgungsleitung die Dichte des Materials, und/oder das Mischungsverhältnis in seinen Proportionen verändert oder aber zusätzliche Beimischungen zugegeben bzw. weggelassen werden, um dadurch den Widerstandswert deutlich zu erhöhen.
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im einzelnen

    • Figur 1:
    eine schematische auszugsweise Draufsicht auf eine bandförmige Kunststoffelektrode;
    Figur 2:
    eine schematische auszugsweise Draufsicht auf eine bandförmige Kunststoffelektrode mit integrierter elektrischer Versorgungsleitung;
    Figur 3:
    eine schematische auszugsweise Querschnittdarstellung durch das Ausführungsbeispiel nach Figur 2;
    Figur 4:
    ein alternatives Ausführungsbeispiel in Draufsicht;
    Figur 5-7:
    drei weitere Ausführungsbeispiele in schematischer Draufsicht.


  • In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer leitenden Kunststoffelektrode gezeigt. Es handelt sich hier um eine bandförmige Kunststoffelektrode, beispielsweise mit einer Breite von 15 bis 30 cm. Zur Materialersparnis ist eine Vielzahl von Ausstanzungen 1 in die Kunststoffelektrode eingebracht, die abweichend von den kreisförmigen Durchtrittsöffnungen auch beliebige andere Formen aufweisen können. Diese Ausstanzungen 1 bieten Vorteile vor allem auch bei Verwendung der Kunststoffelektrode zum Trocknen von Mauerwerken, da die Elektroden dann beim Aufbringen des Putzes gut am Mauerwerk gehalten werden können. In anderen Einsatzfällen kann aber auf eine derartige Ausstanzung verzichtet werden, so daß eine vollflächige Kunststoffelektrode zum Einsatz gelangt.
  • Die Kunststoffelektrode besteht aus einem geeigneten leitenden Kunststoffmaterial. Eine der Strom- und Spannungsversorgung dienende Elektroleitung 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel von der Kunststoffelektrode getrennt ausgebildet. In regelmäßigen Abständen sind über Widerstände 5 in Verbindungsleitungen 6 die Elektroleitung 3 mit dem leitenden Material der Kunststoffelektrode verbunden, die mit dem Bezugszeichen 7 versehen ist.
  • Für die Elektroleitung 3 wird in der Regel ein Material mit geringem Widerstand verwandt, um hier nur einen geringen Leistungsabfall zu haben. Bevorzugt werden nichtmetallische Leiter verwandt, beispielsweise bestehend aus Karbon bzw. Kohle oder aus Verwendung dieser Materialien.
  • Die möglichen Materialien für die elektrische Kunststoffelektrode 7 weisen in der Regel einen höheren Widerstandwert als die Elektroleitung 3 auf. Die Widerstände 5, über die die Kunststoffelektrode mit der Elektroleitung 3 elektrisch verbunden sind, sind so gewählt, daß deren Widerstand deutlich größer ist als der Widerstandswert der Elektroleitung 3 und auch größer ist als der Widerstandswert des Kunststoffmaterials der Kunststoffelektrode 7. Dadurch wirkt die Kunststoffelektrode gegenüber den Widerständen 5 und damit gegenüber der Elektroleitung 3 als Vorfluter, so daß über der gesamten Fläche der Kunststoffelektrode 7 der Strom und die Spannung optimal gleichmäßig verteilt werden. Dabei kann der Widerstandswert des Kunststoffmaterials der Kunststoffelektrode 7 durchaus Werte von vorzugsweise 0,5 kΩ/m bis 1 kΩ/m Länge der Elektroleitung aufweisen.
  • Nachfolgend wird auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeigen. Diese Ausführungsform ist die der Strom- und Spannungsversorgung dienende Elektroleitung 3 integriert in der Kunststoffelektrode 7 in deren Mittellängsbereich angeordnet. Wie sich insbesondere aus der Querschnittsdarstellung gemäß Figur 3 ergibt (die Querschnittdarstellung ist unter Weglassung der Ausstanzungen 1 dargestellt), ist hier die Elektroleitung 3 mit einem Hüllenleiter umgeben, der von der Funktion her den Widerständen 5 entspricht. Mit anderen Worten ist die Elektroleitung 3 trotz der integrierten Anordnung nur über den, den Widerstand 5 darstellenden Hüllenleiter mit dem eigentlichen Material der Kunststoffelektrode 7 verbunden. Da auch hier der Widerstandswert des Hüllenleiters 5 deutlich über dem Widerstandswert der Kunststoffelektrode 7 bzw. der Elektroleitung 3 liegt. werden die bevorzugten und überraschenden Eigenschaften der Kunststoffelektrode erzielt. Um einen ausreichenden Querschnitt für die Elektroleitung 3 zu gewährleisten, kann diese wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, nicht nur einen fadenförmigen, sondern auch einen bandförmigen Querschnitt aufweisen.
  • Zur Erzielung einer möglichst großen Oberfläche kann die Kunststoffelektrode 7 zudem profiliert sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist sie im Querschnitt zickzackförmig gebildet, wodurch sich die Oberfläche gegenüber einer ebenen bandförmigen Elektrode mit gleichen Außenabmessungen um 41% erhöht. Diese Erhöhung der Stromübergangsfläche schlägt sich positiv beim Einsatz der Elektrode nieder. Zudem wird neben den Ausstanzungen 1 auch noch durch diese Profilierung die Haftfähigkeit einer derartigen Elektrode insbesondere bei Verwendung zur Trocknung von Mauerwerken verbessert, da der Mörtel 9 ander Elektrode besser angreifen kann und auch bei Temperaturschwankungen die Haftfähigkeit langfristig aufrecht erhält. Dazu ist bevorzugt die Riffelung, 11 in Längsrichtung der Elektrode eingebracht.
  • Wie aus dem Beispiel auch ersichtlich ist, kann die Kunststoffelektrode insbesondere im Bereich der Elektroleitung 3 auch mit einer zur sonstigen Dicke unterschiedlichen Dicke ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Dicke der Kunststoffelektrode 0,05 bis 2 mm, vorzugsweise beispielsweise 1 mm aufweisen. Im Bereich der Stromzuführungsleitung 3 kann die Dicke ohne weiteres auch das 2- bis 5fache der ansonsten üblichen Dicke betragen, beispielsweise 3 bis 4 mm.
  • Durch die unterschiedliche Dickenwahl kann in bestimmten Bereichen auch der Widerstand und damit ein gewünschter Potentialverlauf erzeugt werden. Dabei könnte beispielsweise die Dicke im Abstand von der Elektroleitung 3 leicht zunehmen.
  • Als Material für die Kunststoffelektrode wird bevorzugt Kunststoffmaterial verwandt, das extrudier- und/oder kalandrierfähig ist. In diesem Falle kann die Elektroleitung 3 in einem Extrudiervorgang mit dem thermoplastischen Material gemeinsam zur Kunststoffelektrode verarbeitet werden. Die gewünschte Querschnittsform bei der Kunststoffelektrode kann durch Kalandrieren ebenfalls erzeugt werden.
  • Die Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 4 bis 7 sollen nur schematisch zeigen, daß auch mehrere Elektroleitungen 3 mit den entsprechenden, den erhöhten Widerstandswert darstellenden Hüllenleitern 5 vorgesehen sein können. Darüber hinaus können die elektrischen Leitungen 3 mit dem sie umgebenden Widerstands-Hüllenleiter auch von einer Geraden abweichend verlegt sein.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 sind die beiden Stromzuführungsleitungen 3 zickzackförmig nebeneinander liegend angeordnet. Dies kann in dem einen oder anderen Fall zu verbesserten Ergebnissen führen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 sind die beiden Elektroleitungen 3 kreuzweise überschneidend angeordnet. Ebenso können noch weitere kreuzförmig bzw. netzförmig sich überschneidende Elektroleitungen 3 in der Kunststoffmasse vorgesehen sein.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 7 sind die Vielzahl quer zur Längsrichtung der bandförmigen Elektrode verlaufenden Elektroleitungen 3 im Inneren des Kunststoffmaterials ausgebildet, die bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils mit am Außenrand in Längsrichtung verlaufenden Elektroleitung 3 fest verbunden sind. Eine in Längsrichtung verlaufende Elektroleitung 3 als Stammleitung genügt allerdings. Natürlich sind alle Elektroleitungen 3 mit der erwähnten den höheren Widerstandswert aufweisenden Hüllenleitung 5 ummantelt. Die Hüllenleiter 5 mit höherem Widerstand sind in den Fig. 5 bis 7 nicht dargestellt. Obgleich für die Elektroleitung 3 auch metallische Leiter grundsätzlich oder zumindest rein theoretisch in Frage kommen, so werden zur Vermeidung von Passivierungseffekten grundsätzlich Elektroleitungen 3 aus nichtmetallischen Materialien bevorzugt. In Frage kommen beispielsweise Leiter, die unter Verwendung von Karbon bzw. Kohle hergestellt sind.
  • Als Kunststoffmaterial können unterschiedlich leitende Materialien verwandt werden. Sie sollten bevorzugt extrusions-und/oder kalandrierfähig sein. In der Praxis hat sich ein Kunststoff-Elektrodenmaterial als günstig erwiesen, das aus zwei Komponenten A und B besteht, wobei A ein thermoplastischer makromolekularer Werkstoff ist, und B entweder eine Mischung aus
    • a) einem die elektrische Leitfähigkeit vermittelnden nichtmetallischen Stoff und
    • b) einem Zusatz, der durch Oxydation oder Reduktion ein stabiles elektrochemisches Potential aufbauen kann,

    oder einem nichtmetallischen Stoff sein kann, der Leitfähigkeit und Fähigkeit zum Aufbau eines elektrochemischen Potentials zugleich zur Verfügung stellt. Soweit wird auf den Offenbarungsgehalt der Patentanmeldung P 3610388 im vollen Umfange Bezug genommen.
  • Die Widerstände bzw. vor allem der, die eigentliche Elektroleitung 3 umgebende Hüllenleiter 5 kann ebenfalls aus Materialien bestehen, die den gewünschten höheren Widerstandswert aufweisen. Bevorzugt wird aber ein Material oder eine Gruppe von Materialien, die aus einer nichtmetallischen bzw. überwiegend nichtmetallischen Zusammensetzung gebildet sind. Möglich ist ein Kunststoffmaterial, das vom Prinzip her und vom Grundaufbau identisch ist zu dem Material der eigentlichen leitenden Kunststoffelektrode, bei dem jedoch die Dichte, die Dicke und/oder das Mischungsverhältnis und/oder die Beimischung so geändert sind, daß sich die Widerstandswerte gegenüber dem eigentlichen Kunststoffmaterial der Kunststoffelektrode 7 deutlich erhöhen.

Claims (19)

1. Kunststoffelektrode, bestehend aus leitendem Kunststoff mit einer Elektroleitung zur Strom- und Spannungsversorgung, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroleitung (3) die vorzugsweise einen gegenüber dem leitenden Kunststoffmaterial der Kunststoffelektrode (7) geringeren Widerstandswert aufweist unter Zwischenschaltung einer Widerstandsverbindung (5) mit dem Material der Kunststoffelektrode (7) leitend verbunden ist, wobei der Widerstand der Widerstandsverbindung größer als der Widerstand der Elektroleitung (3) und auch größer als der Widerstand des Kunststoffmaterials der Kunststoffelektrode (7) ist.
2. Kunststoffelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Elektroleitung (3) von der eigentlichen Kunststoffelektrode (7) getrennt geführt ist, wobei die Widerstands verbindung zwischen der Elektroleitung (3) und dem Kunststoffmaterial der Kunststoffelektrode (7) aus mehreren im Abstand angeordneten, Widerstände enthaltenden Verbindungsleitungen (6) besteht, die von der Elektroleitung (3) abzweigen und zum Material der Kunststoffelektrode (7) führen.
3. Kunststoffelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Elektroleitung (3) integriert in der Kunststoffelektrode (7) angeordnet ist und von einem die Widerstandsverbindung (5) bildenden Hüllenleiter umgeben ist, mit dem sie in elektrischem Kontakt steht, wobei der Hüllenleiter von dem Kunststoffmaterial der Kunststoffelektrode (7) zumindest in einem Teilumfangsbereich umgeben ist.
4. Kunststoffelektrode nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Widerstandsverbindung zwischen der Elektroleitung (3) und dem Material der Kunststoffelektrode (7) herstellende Hüllenleiter als Widerstandsverbindung (5) auf der Elektroleitung (3) in diskreten Abständen flächenhaft ausgebildet ist, und daß der Elektroleiter (3) in dem verbleibenden Umfangsbereich zum Kunststoffmaterial der Kunststoffelektrode (7) isoliert ist.
5. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroleitung (3) bandförmige Struktur aufweist.
6. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialdicke der Kunststoffelektrode (7) im Querschnitt zu der Elektroleitung (3) bzw. zur Längserstreckung der Kunststoffelektrode (7) unterschiedlich ist.
7. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke bzw. Höhe der Kunststoffelektrode zumindest im Bereich der Elektroleitung (3) größer ist als in anderen Bereichen der Kunststoffelektrode (7).
8. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffelektrode (7) in ihrer Dicke profiliert ist.
9. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffelektrode zur Erzielung einer Oberflächen- und damit Stromübergangsflächenvergrößerung mit Rillen (11) versehen ist.
10. Kunststoffelektrode nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelungen (11) in Längsrichtung der Elektrode ausgerichtet sind.
11. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffelektrode eine band- bzw. folienartige form aufweist.
12. Kunststoffelektrode nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr eine Vielzahl von Ausnehmungen (1) eingebracht sind.
13. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Elektroleitungen (9) in Längs-, Quer- und/oder in Diagonalrichtung oder kreuzweise, mäander- oder wellenförmig im Material der Kunststoffelektrode vorgesehen sind, wobei die Elektroleitung (9) jeweils mit einer einen höheren Widerstand aufweisenden Widerstandsverbindung (5) nach Art eines Hüllenleiters umgeben ist.
14. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand, dessen Widerstandsverbindung (5) vorzugweise in Form des Hüllenleiters ausgebildet ist größer oder gleich ist zumindest 1 kΩ/m, Länge der Elektroleitung, vorzugsweise 2 kΩ/m.
15. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des Elektroleitung (3) weniger als 0,3 bis 0,5 Ω/m Länge der Elektroleitung beträgt.
16. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des Kunststoffmaterials der Kunststoffelektrode (7) ca. 0,5 bis 1 kΩ/m Länge der Elektroleitung beträgt.
17. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektroleiter im Inneren des die Widerstandsverbindung (5) herstellenden Hüllenleiter Kohle- bzw. Carbonfäden vorgesehen sind.
18. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Widerstände zwischen der Widerstandsverbindung (Hüllenleiter 5) zum leitenden Kunststoffmaterial der Elektrode 0,5 bis 1,5 kΩ/m, vorzugsweise 0,8 bis 1,2 kΩ/m, etwa um 1 kΩ/m Länge der Elektroleitung beträgt.
19. Kunststoffelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Hüllenleiters für die Widerstandsverbindung (5) im wesentlichen dem leitenden Kunststoffmaterial der Kunststoffelektrode (7) entspricht, sich jedoch davon durch eine unterschiedliche Dichte, Dicke, ein unterschiedliches Mischungsverhältnis und/oder unterschiedliche Beimischungen derart unterscheidet, daß der Hüllenleiter eine gegenüber dem Kunststoffmaterial der Kunststoffelektrode (7) höheren Widerstandswert aufweist.
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