ES2340077T3 - Sistema de calefaccion de superficie. - Google Patents
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Abstract
Lámina eléctricamente conductora que está formada por una matriz termoplástica con del 3 al 45% en peso de fibras de refuerzo y contactos eléctricos, en la que las fibras de refuerzo están constituidas al menos parcialmente por fibras de refuerzo eléctricamente conductoras con una longitud de fibra de 0,1 a 30 mm y que al menos las fibras de refuerzo eléctricamente conductoras están presentes en la lámina aproximadamente isotrópicamente en la dirección x-y en la matriz termoplástica, caracterizada porque el contacto eléctrico es constituyente integral de la lámina conductora y está configurado con forma de pista en al menos dos zonas periféricas de la lámina.
Description
Sistema de calefacción de superficie.
La invención se refiere a una lámina
eléctricamente conductora que está formada por una matriz
termoplástica y fibras de refuerzo conductoras estando dispuestas
las fibras conductoras aproximadamente isotrópicamente en la lámina
conductora y los contactos eléctricos son constituyente integral de
la lámina, así como a un procedimiento para su fabricación.
Los materiales planos conductores que contienen
fibras o recubrimientos conductores son conocidos en el estado de
la técnica.
Así, el documento US 4.534.886 describe telas no
tejidas o papeles eléctricamente conductores que contienen del 5 al
50% en peso de partículas conductoras. Característico de este
material conductor es que las fibras conductoras se mantienen
juntas mediante un aglutinante de dispersión y así se hace posible
la formación del material no tejido.
En esta solución es desventajoso que se trate de
una tela no tejida que es menos robusta y difícil de manipular y en
la que puede producirse un deshilachamiento, especialmente de las
fibras conductoras. En este caso también pueden desprenderse fibras
conductoras del material compuesto no tejido y migrar completamente
o en fragmentos; para esto, entre las fibras conductoras se rompen
parcialmente sitios de contacto, lo que finalmente puede conducir
mediante un arco eléctrico a la formación de chispas y, por tanto,
hasta a la inflamación. Además, es desfavorable que mediante la
formación como tela no tejida no se disponga ninguna disposición
fijada estable de los componentes conductores (fibras). Debido a la
carga en la dirección z (compresión superficial) se forman de nuevo
puntos de contacto entre los componentes conductores o mejoran de
manera que resulta una resistencia eléctrica dependiente de la
presión superficial y, por tanto, tampoco puede ajustarse una
resistencia reproducible definida. Las pistas de contacto se pegan
a este respecto sólo superficialmente sobre la tela no tejida
conductora.
Por el documento DE 199 11 519 A1 también se
conoce un material eléctricamente conductor en forma de un radiador
superficial basado en material no tejido o papel. Este material
eléctricamente conductor también tiene las desventajas previamente
descritas ya que en este caso tampoco se consigue una fijación
suficiente de los constituyentes conductores. El material según el
documento DE 199 11 519 A1 se cubre concretamente de dos láminas de
revestimiento sin las fibras del material, especialmente también
para fijar localmente de modo adicional las fibras conductoras. Se
conserva el carácter suelto. Las pistas de contacto pegadas
superficialmente sobre el material conductor también se cubren con
la lámina, con el resultado que en la región de las pistas de
contacto se forma un sándwich que está constituido por dos láminas
aislantes, el material conductor y la pista de contactos de cobre.
Ya sólo esta construcción de varias capas propicia el
desprendimiento completo local de la pista de contacto; por esto
varían las resistencias de paso, con el resultado de la aparición de
picos de tensión y corriente que pueden causar desde puntos
localmente calientes hasta el desarrollo de chispas y de fuego.
Por el documento WO 01/43507 A1 se conoce otra
solución para la realización de un material eléctricamente
conductor en forma de capas. En el caso de este material
eléctricamente conductor, a este respecto se comprimen tejidos que
a distancias regulares contienen hilos de urdimbre o de trama
conductores con láminas o tejidos termoplásticos para forma una
construcción tipo sándwich de varias capas de dos capas de cubrición
y una capa intermedia de tejido conductora. En el caso de este
material conductor plano, además del costoso procedimiento de
fabricación a partir de varias capas individuales, es especialmente
desventajoso que debido a la capa intermedia de tejido
eléctricamente conductora se produce una baja homogeneidad en el
cuadro de calefacción ya que sólo los hilos de urdimbre o de trama
eléctricamente conductores actúan de elemento de resistencia y
pueden calentarse. Así se forma un cuadro de calefacción con forma
de banda y ningún calentamiento homogéneo realmente plano.
Además, por el documento WO 2004/097111 A1 se
conoce una estera de material no tejido de fibra y un procedimiento
para la fabricación de un material compuesto correspondiente en el
que se incorporan fibras conductoras.
Por el documento WO 2006/103080 A2 se conoce un
dispositivo de calefacción plano con contactos eléctricos.
Sobre esta base, es objetivo de la presente
invención proponer un novedoso material eléctricamente conductor en
el que no está presente ningún recubrimiento conductor que se rompa,
levante o desconche en caso de uso y luego conduzca a problemas
como la formación de chispas, picos de tensión locales y, por tanto,
de temperatura y por consiguiente represente un riesgo para la
seguridad.
En el material conductor deberán estar anclados
de forma segura y fija los constituyentes conductores de manera que
se definan los puntos de contacto de los constituyentes conductores
y estén fijados de forma invariable. El material conductor debe
presentar además en toda la superficie una constancia de la
conductividad eléctrica y, por tanto, de la resistencia
superficial. Así debe garantizarse la constancia del rendimiento
superficial eléctrico y térmico de manera que sea posible una
aplicación variada. Además, el material no deberá poseer ninguna
dependencia de la presión de la resistencia eléctrica y deberá ser
independiente de las influencias medioambientales como humedad del
aire, humedad y otros medios. Las pistas de contacto del nuevo
material deberán presentarse a este respecto seguras e invariables
sin el uso de adhesivo y presentarse incorporadas en el
material.
Otro objetivo de la presente invención es
mostrar un procedimiento de fabricación correspondiente para un
material eléctricamente conductor de este tipo.
El objetivo se alcanza con respecto a la lámina
por las características de la reivindicación 1 y con respecto al
procedimiento de fabricación por las características de la
reivindicación 29.
Las reivindicaciones dependientes muestran
variantes ventajosas.
El material eléctricamente conductor según la
invención en forma de una lámina destaca a este respecto porque las
fibras de refuerzo contenidas en la matriz termoplástica que están
formadas al menos parcialmente por fibras de refuerzo conductoras
se presentan aproximadamente isotrópicamente en la lámina, referido
a la dirección x/y. Por tanto, las fibras eléctricamente
conductoras, también referido a la sección transversal de la
lámina, están incorporadas homogéneamente, aproximadamente
isotrópicamente en la dirección x/y y no orientadas en la dirección
z, en la matriz termoplástica. Mediante esta orientación de fibras
se consigue que la relación de la conductividad eléctrica de la
dirección x respecto a y varíe a este respecto de 1 a 3,
preferiblemente de 1,2 a 2,2 y con especial preferencia de 1,5 a 2.
Debido a que se usan fibras largas con una longitud definida
determinada, concretamente de 0,1 a 30 mm, y éstas también están
distribuidas y fijadas homogéneamente en la matriz termoplástica, se
asegura que entre ellas esté presente una unión de tipo red de las
fibras eléctricamente conductoras. Entonces, esta red conductora
también puede interferirse localmente sin que se produzca una
pérdida total de la conductividad eléctrica y, por tanto, de la
función como calefacción de superficie eléctrica. Por tanto, debido
a la configuración según la invención también es posible ajustar de
forma específica la conductividad eléctrica de la lámina, por
ejemplo, mediante punzonados y/o perforaciones. En la lámina
conductora según la invención hay que destacar además que, dado que
las fibras de refuerzo eléctricamente conductoras están fuertemente
incorporadas y, por tanto, fijadas en la matriz termoplástica como
se ha descrito previamente, se forma una interconexión muy estable.
Por tanto, debido a la introducción adicional de fibras de refuerzo
(sin conductividad eléctrica), las propiedades mecánicas de la
lámina pueden controlarse en consecuencia correspondientemente al
caso de uso. Otras ventajas de la lámina conductora según la
invención son las
siguientes:
siguientes:
- -
- no se necesita revestimiento de láminas ni adhesivo de revestimiento, por tanto ningún envejecimiento del adhesivo con posibilidades de cambio de la resistencia de paso eléctrica,
- -
- sistema de una sola capa, por tanto ningún riesgo de separación de capas (deslaminación),
- -
- alta resistencia interna dentro de la lámina,
- -
- ningún riesgo de separación interna de la lámina con el riesgo de extremos de fibras conductoras que se encuentran abiertas y el riesgo de formación de chispas y de desarrollo de incendios,
- -
- ninguna destrucción de las fibras conductoras por esfuerzo de pandeo o de abatanado,
- -
- ningún riesgo de formación de chispas por fragmentos de fibras libres conductores,
- -
- pistas conductoras metálicas incorporadas a la misma altura,
- -
- conexión estable al envejecimiento de la pista conductora sin adhesivo,
- -
- cuadro de calefacción homogéneo por toda la superficie,
- -
- los deterioros locales de la lámina de calefacción no interfieren en la función fundamental,
- -
- ningún cambio dependiente de la presión superficial de la resistencia eléctrica,
- -
- resistencia eléctrica independiente de la humedad.
En el caso de la lámina eléctricamente
conductora según la invención, las propiedades mecánicas pueden
definirse mediante la elección del material termoplástico y de las
fibras y su concentración o relación de mezcla, así como del
espesor de la lámina. Así pueden ajustarse específicamente
parámetros como el alargamiento, la resistencia a la tracción y el
módulo de elasticidad, la resistencia a la flexión alternante y
similares que forman, por ejemplo, un sistema de láminas de
calefacción robusto adecuado para obras. Dado que en las láminas
conductoras según la invención las fibras conductoras están
dispuestas aproximadamente isotrópicamente y homogéneamente dentro
de la matriz termoplástica, no puede excluirse una conductividad
eléctrica sobre las superficies de la lámina. Durante el
funcionamiento en el llamado intervalo de tensión baja de protección
(intervalo SELV), la presente lámina puede usarse sin aislamiento
superficial adicional. Sin embargo, la lámina eléctricamente
conductora también puede aplicarse sin más para mayores tensiones
cuando las superficies de la lámina conductora se aíslen
eléctricamente.
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En el caso de la lámina conductora según la
invención se prefiere a este respecto si las fibras de refuerzo
eléctricamente conductoras presentan una longitud de 0,1 a 30 mm,
preferiblemente de 2 a 18 mm, y con especial preferencia de 3 a 6
mm. Por este motivo, la elección de la longitud de la fibra es
importante ya que mediante fibras largas conductoras de este tipo
puede asegurarse que la conductividad eléctrica se consiga en la
propia lámina mediante la creación de una red homogénea
eléctricamente conductora. A este respecto es de nuevo favorable
cuando las fibras presentan como máximo un espesor de 1 a 15 \mum,
con especial preferencia de 5 a 8 \mum. Mediante la elección de
fibras de este tipo también es posible obtener una conductividad de
la lámina incluso con concentraciones relativamente bajas de fibras
de refuerzo eléctricamente conductoras. Según la presente invención
se prevé que en la matriz termoplástica estén contenidas del 3 al
45% en peso de fibras de refuerzo debiendo ascender favorablemente
la proporción de fibras de refuerzo eléctricamente conductoras a al
menos el 0,1% en peso, preferiblemente del 0,5 al 20% en peso. La
solicitante pudo mostrar a este respecto que todavía es posible
fabricar láminas conductoras con una alta resistencia eléctrica con
también cantidades mínimas de fibras de refuerzo eléctricamente
conductoras, por ejemplo, con del 0,5% en peso, que con el uso de
la tensión normal (230 V) hacen posibles rendimientos superficiales
eléctricos suficientemente bajos y, por tanto, bajas
temperaturas.
Mediante la distribución aproximadamente
isotrópica homogénea según la invención de las fibras con los
parámetros prefijados también es posible controlar las propiedades
eléctricas de la lámina termoplástica. Así, la conductividad
eléctrica de la lámina según la invención puede controlarse con una
densidad prefijada de la lámina mediante la cantidad que va a
usarse (proporción de peso) de la fibra de refuerzo conductora. Por
otra parte, también es posible que con una proporción de peso
prefijada de la fibra de refuerzo conductora en la matriz
termoplástica se consiga una variación correspondiente de la
conductividad eléctrica mediante variación de la densidad de la
lámina ya que de esta manera puede influirse en el número de puntos
de contacto. Finalmente también es posible influir sobre la
conductividad eléctrica de la lámina reduciendo o modificando en la
lámina la superficie conductora mediante perforaciones y/o
punzonados de la lámina con una proporción prefijada de fibras de
refuerzo conductoras o con una densidad prefijada. Esta forma de
realización tiene la ventaja decisiva de que la lámina puede usarse
allí donde sea práctico que por los punzonados o perforaciones
puedan penetrar, por ejemplo, aglutinantes o adhesivos sin que se
perjudique la conductividad. Esto es especialmente práctico en el
sector de la construcción, en el uso de la lámina de calefacción
entre baldosas y capa de acabado; aquí se consigue una buena
adherencia combinada mediante adhesivos de baldosas que penetran a
su través. En la construcción de materiales compuestos también es
ventajoso si el adhesivo aplicado por una cara penetra por la
perforación y hace posible una buena unión de las capas.
La posibilidad de introducir punzonados y/o
perforaciones también permite que en la propia lámina se introduzcan
motivos, por ejemplo nombres o marcas, de una forma predeterminada
en la lámina. De esta manera puede asegurarse una irreversibilidad
de la capa conductora que incluso en estado obstruido todavía puede
visualizarse por termografía.
La lámina según la invención puede presentar a
este respecto una densidad de 0,25 g/cm^{3} a 6 g/cm^{3},
preferiblemente de 0,8 a 1,9 g/cm^{3}. La lámina puede ajustarse
dependientemente de los parámetros de procedimiento ajustados a un
espesor en el intervalo entre 30 \mum y 350 \mum.
Otra ventaja de la lámina según la invención
también estriba en que el contacto eléctrico es constituyente
integral de la matriz termoplástica, es decir, de la lámina
eléctricamente conductora. Para la realización de una forma de
realización de este tipo de la presente invención sólo es necesario
a este respecto en el procedimiento de fabricación como se describe
a continuación integrar la pista de contacto metálica en la lámina.
El contacto eléctrico está configurado a este respecto
preferiblemente como pista conductora. En una forma de realización
preferida, un contacto eléctrico de este tipo es una pista de
contacto metálica, preferiblemente una lámina de cobre.
Como ventajas son de mencionar las
siguientes:
- -
- contacto mecánicamente robusto y protección de la pista conductora sin puntos de transición elevados tales como posibles defectos mecánicos u ópticos (calefacción de pared, por ejemplo, detrás de papeles pintados),
- -
- prevención de la problemática del envejecimiento de adhesivos conductores para el contacto,
- -
- impedimento de problemas de corrosión en los puntos de transición de conductores térmicos respecto al contacto de cobre,
- -
- en la parte superior se pueden introducir, además, pistas de contacto protegidas contra la corrosión, por ejemplo, pistas de contacto de cobre chapeadas con aluminio, que queden unidas a la lámina,
- -
- la conexión segura sin pegamento de la pista de contacto metálica permite todo tipo de tecnología de conexión eléctrica, así como de técnica de unión de pistas de láminas de calefacción, entre ellas:
- -
- engastado,
- -
- unión accionada a presión con arandelas dentadas,
- -
- soldadura por fusión,
- -
- soldadura blanda (soldadura por ultrasonidos, láser, por puntos),
- -
- remachado,
- -
- conexiones de enchufe,
- -
- botones pulsadores,
- -
- cintas adhesivas eléctricamente conductoras habituales en el comercio.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La configuración según la invención de la lámina
conductora hace posible además que no sólo sea posible un
revestimiento de ambas superficies de la lámina con una capa
aislante, sino que a la lámina eléctricamente conductora también
puede dársele una forma tridimensional mediante una herramienta de
moldeo correspondiente.
Desde el punto de vista de los materiales, para
la lámina eléctricamente conductora según la invención para las
fibras de refuerzo conductoras son especialmente adecuadas fibras de
carbono, fibras metálicas, fibras termoplásticas conductoramente
dopadas.
En el caso de las otras fibras de refuerzo
pueden usarse todas las fibras de refuerzo de por sí conocidas por
el estado de la técnica. Ejemplos de fibras de refuerzo adecuadas
son fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras cerámicas, fibras
de poliéterimida, fibras de polibenzoxazol, fibras naturales y/o sus
mezclas. Estas fibras de refuerzo pueden presentar fundamentalmente
las mismas dimensiones que las fibras de refuerzo eléctricamente
conductoras ya anteriormente descritas. Por tanto, las longitudes de
fibra adecuadas son de 0,1 a 30 mm, preferiblemente de 6 a 18 mm y
con especial preferencia de 6 a 12 mm.
Como matriz termoplástica pueden usarse en
principio todos los materiales termoplásticos. Ejemplos adecuados
de éstos son materiales termoplásticos seleccionados de
poliétercetonas, sulfuro de
poli-p-fenileno, poliéterimida,
poliétersulfona, polietileno, poli(tereftalato de etileno),
polímero de perfluoroalcoxi, poliamida y/o polisulfona.
Por tanto, dependiendo de la resistencia a la
temperatura de los materiales termoplásticos pueden obtenerse
láminas de calefacción que pueden usarse en el intervalo de
temperatura de hasta 300ºC por poco tiempo y permanentemente
todavía por encima de 220ºC. Además, para controlar las propiedades
de la lámina eléctricamente conductora pueden estar contenidos
aditivos, preferiblemente en una cantidad del 10% en peso. Como
aditivos pueden mencionarse a este respecto aglutinantes, y
concretamente preferiblemente aquellos aglutinantes que se usan en
la fabricación de la estera de material no tejido de fibra, como
también se describe a continuación. Otros aditivos adecuados son
aditivos tribológicamente activos, aditivos para la resistencia,
resistencia al impacto, resistencia a la temperatura, conductividad
térmica, resistencia a la abrasión y/o conductividad eléctrica.
Los aditivos se usan a este respecto
preferiblemente en forma de fibras, fibrillas, fibridas, pulpas,
polvos, nanopartículas y nanofibras y/o mezclas de los mismos.
Desde el punto de vista de los materiales,
ejemplos adecuados de los aditivos con respecto a los aglutinantes
son compuestos basados en poliacrilato, poli(acetato de
vinilo), poli(alcohol vinílico), poliuretano, resinas,
poliolefinas, poliamidas y/o copolímeros aromáticos de los
mismos.
La invención se refiere además a un
procedimiento para la preparación de la lámina conductora
anteriormente descrita.
Según la invención, a este respecto se procede
de forma que en una primera etapa se fabrica una estera de material
no tejido de fibra y luego esta estera de material no tejido de
fibra se transforma en la lámina conductora después de introducir
los contactos mediante compresión a presión en una herramienta
calentada.
El elemento esencial en el procedimiento según
la invención es a este respecto la fabricación de la estera de
material no tejido de fibra. La fabricación de la estera de material
no tejido de fibra se realiza a este respecto en principio
análogamente al documento EP 1 618 252 B1. En él se describe una
estera de material no tejido de fibra y un procedimiento para su
fabricación. El elemento esencial de este procedimiento es a este
respecto que se usan las llamadas fibras fusibles y las fibras de
refuerzo a partir de las cuales se forma luego la estera de
material no tejido de fibra. Las fibras fusibles son exactamente
aquellas fibras que en el posterior paso de procedimiento forman la
matriz termoplástica. Debido al proceso de fabricación de esta
estera de material no tejido de fibra, a este respecto es posible
producir las fibras de refuerzo, que en el presente caso están
formadas al menos parcialmente por fibras de refuerzo eléctricamente
conductoras, mediante un procedimiento de deposición adecuado sobre
un tamiz que discurre de manera oblicua con una distribución
correspondiente de las fibras fusibles y de las fibras de refuerzo
eléctricamente conductoras. En este paso de procedimiento también
pueden ajustarse las propiedades físicas de la lámina conductora
mediante relaciones de mezcla correspondientes de las fibras
conductoras y de las fibras de
refuerzo.
refuerzo.
A este respecto, durante la fabricación de la
estera de material no tejido de fibra todavía pueden añadirse
evidentemente, como ya se sabe por el documento EP 1 618 252 B1,
aditivos correspondientes para conseguir una influencia adicional
de la lámina eléctricamente conductora. A este respecto, el elemento
esencial es que se añaden aglutinantes correspondientes y
concretamente en este caso durante la etapa de procedimiento a)
para conseguir una fijación de la estera de material no tejido de
fibra como tal a partir de fibras fusibles y fibras de
refuerzo.
La inserción de los contactos eléctricos (etapa
de procedimiento b) también puede realizarse durante la etapa de
procedimiento a), es decir, durante la fabricación de la estera de
material no tejido de fibra o durante la siguiente etapa de
compresión (etapa de procedimiento c) de manera que estos contactos
se presentan como constituyente integral de la lámina
eléctricamente conductora según la invención.
Con respecto a las relaciones cuantitativas que
pueden usarse en el procedimiento, como también a la elección de
materiales, se remite a la anterior descripción de la lámina
eléctricamente conductora.
La invención se refiere además al uso de la
lámina conductora como se ha descrito previamente como calefacción
de superficie. Se ha mostrado que la lámina según la invención es
especialmente adecuada para aplicaciones a bajas temperaturas en
calefacciones en suelos, paredes, techos, así como en el sector de
la construcción, así como también en aplicaciones
automovilísticas.
Especialmente para la aplicación en la
construcción también puede ser favorable cuando para conseguir una
adherencia mínima entre las baldosas y la lámina de calefacción y/o
la capa de acabado también se aplica una imprimación sobre la
lámina. Las imprimaciones de este tipo son de por sí conocidas por
el estado de la técnica.
La forma de rollo de la lámina de calefacción
hace posible una colocación sencilla con forma de pista, también de
grandes superficies de habitaciones. El contacto se realiza a este
respecto sencilla y económicamente mediante la conexión en paralelo
de las pistas colocadas usando circuitos cerrados, barras de
contacto o puentes de contacto o similares.
Además, formas de realización especiales han
sido adecuadas como calefacciones por radiación de alta temperatura,
calefacciones accesorias y como fuentes de energía para calor de
proceso.
En otras aplicaciones, la calefacción de
superficie es adecuada como:
- \bullet
- Calefacción de espejos
- \bullet
- Calefacción auxiliar en equipos de aire acondicionado
- \bullet
- Calefacción de asientos
- \bullet
- Calefacción de componentes electrónicos
La invención se explica a continuación más
detalladamente mediante ejemplos de formulación y resultados de
investigaciones con las Figuras 1 a 5.
\vskip1.000000\baselineskip
- Matriz:
- 60% en peso de PET
- Fibras conductoras:
- 3% en peso de fibra de carbono
- Fibras de refuerzo:
- 32% en peso de fibra de vidrio + fibra de aramida
- Aglutinante:
- 5% en peso
\vskip1.000000\baselineskip
- Matriz:
- 75% en peso de PET
- Fibras conductoras:
- 3,9% en peso de fibra de carbono
- Fibras de refuerzo:
- 16,1% en peso de vidrio o aramida
- Aglutinante:
- 5% en peso
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 1 muestra en una gráfica mediante el
material HICOTEC TP-1 (véase el Ejemplo de
formulación 1.1.) la permeabilidad al vapor de agua en función de
la resistencia superficial.
La Figura 2 muestra para el mismo ejemplo de
formulación (HICOTEC TP-1) la permeabilidad al vapor
de agua en función de la densidad. La variación de densidad se ha
producido mediante la variación de la presión de compresión. La
gráfica se ha elaborado a modo de ejemplo para v = 2 m/min.
La Figura 3 muestra la dependencia de la
resistencia superficial de la concentración de fibras de carbono
conductoras.
En las Figuras 4 y 5 se representa a modo de
ejemplo cómo repercute la elección de las fibras de refuerzo sobre
el alargamiento a la rotura (Figura 4) y sobre la resistencia a la
tracción (Figura 5). En las gráficas se muestran a este respecto
tanto los valores del alargamiento a la rotura para la fibra de
refuerzo Vidrio (formulación HICOTEC TP-2) como
también para la formulación HICOTEC TP-3
(aramida).
Claims (43)
1. Lámina eléctricamente conductora que está
formada por una matriz termoplástica con del 3 al 45% en peso de
fibras de refuerzo y contactos eléctricos,
- en la que las fibras de refuerzo están constituidas al menos parcialmente por fibras de refuerzo eléctricamente conductoras con una longitud de fibra de 0,1 a 30 mm y que al menos las fibras de refuerzo eléctricamente conductoras están presentes en la lámina aproximadamente isotrópicamente en la dirección x-y en la matriz termoplástica, caracterizada porque el contacto eléctrico es constituyente integral de la lámina conductora y está configurado con forma de pista en al menos dos zonas periféricas de la lámina.
2. Lámina eléctricamente conductora según la
reivindicación 1, caracterizada porque la relación de la
conductividad eléctrica de la dirección x respecto a y varía a este
respecto de 1 a 3, preferiblemente de 1,2 a 2,2.
3. Lámina conductora según la reivindicación 1 ó
2, caracterizada porque las fibras de refuerzo conductoras
presentan una longitud de fibra en el intervalo de 2 a 18 mm,
preferiblemente de 3 a 6 mm.
4. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque al menos las
fibras de refuerzo conductoras presentan un espesor de 1 a 15
\mum, preferiblemente de 5 a 8 \mum.
5. Lámina eléctricamente conductora según al
menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque
las fibras de refuerzo conductoras se seleccionan de fibras de
carbono, fibras metálicas y/o fibras termoplásticas conductoramente
dopadas.
6. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la proporción
de fibras de refuerzo eléctricamente conductoras asciende a al menos
del 0,1% en peso al 20% en peso, preferiblemente del 0,5 al 20% en
peso.
7. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque además de las
fibras eléctricamente conductoras están presentes otras fibras de
refuerzo seleccionadas de fibras de vidrio, fibras de aramida,
fibras cerámicas, fibras de poliéterimida, fibras de polibenzoxazol,
fibras naturales y/o sus mezclas.
8. Lámina conductora según la reivindicación 7,
caracterizada porque las otras fibras de refuerzo presentan
una longitud de fibra de 0,1 a 30 mm, preferiblemente de 6 a 18 mm,
con especial preferencia de 6 a 12 mm.
9. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la matriz
termoplástica está formada por un material termoplástico
seleccionado de poliétercetonas, sulfuro de
poli-p-fenileno, poliéterimida,
poliétersulfona, polietileno, poli(tereftalato de etileno),
polímero de perfluoroalcoxi, poliamida y/o polisulfona.
10. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque contiene
adicionalmente hasta el 20% en peso, preferiblemente hasta el 10%
en peso, con especial preferencia hasta el 7% en peso de
aditivos.
11. Lámina conductora según la reivindicación
10, caracterizada porque como aditivos están contenidos
aglutinantes, aditivos tribológicamente activos, aditivos para la
resistencia, resistencia al impacto, resistencia a la temperatura,
conductividad térmica, resistencia a la abrasión y/o conductividad
eléctrica.
12. Lámina conductora según la reivindicación 10
u 11, caracterizada porque los aditivos se usan en forma de
fibras, fibrillas, fibridas, pulpas, polvos, nanopartículas,
nanofibras y/o mezclas de los mismos.
13. Lámina conductora según la reivindicación
11, caracterizada porque el aglutinante se selecciona de
compuestos que están sintetizados a base de poliacrilato,
poli(acetato de vinilo), poli(alcohol vinílico),
poliuretano, resinas, poliolefinas, poliamidas aromáticas o
copolímeros de los mismos o mezclas de los mismos.
14. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque la
conductividad eléctrica de la lámina con una proporción de peso
prefijada de la fibra de refuerzo conductora se ajusta mediante
variación de la densidad de la lámina.
15. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque la
conductividad eléctrica de la lámina se ajusta con una densidad
prefijada de la lámina mediante la elección de la proporción de
peso de la fibra de refuerzo eléctricamente conductora.
16. Lámina eléctricamente conductora según al
menos una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada
porque la lámina presenta punzonados de igual o diferente
geometría.
\newpage
17. Lámina eléctricamente conductora según una
de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque la
lámina presenta perforaciones.
18. Lámina eléctricamente conductora según la
reivindicación 16 ó 17, caracterizada porque las
perforaciones y/o los punzonados forman un motivo.
19. Lámina eléctricamente conductora según al
menos una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizada
porque la conductividad eléctrica de la lámina se ajusta, con
espesor prefijado y/o una proporción de peso prefijada de las
fibras de refuerzo conductoras, mediante las perforaciones y/o los
punzonados.
20. Lámina eléctricamente conductora según al
menos una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizada
porque presenta una densidad de 0,25 g/cm^{3} a 6 g/cm^{3}.
21. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 20, caracterizada porque presenta un
espesor en el intervalo entre 30 y 350 \mum.
22. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 21, caracterizada porque el contacto
eléctrico está formado por una pista de contacto metálica.
23. Lámina conductora según la reivindicación
22, caracterizada porque la pista de contacto conductora es
una lámina de cobre.
24. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 23, caracterizada porque se presenta en
forma de placa y porque al menos dos placas están unidas entre sí de
forma eléctricamente conductora mediante puntos de contacto.
25. Lámina conductora según la reivindicación
24, caracterizada porque la unión se realiza mediante
engastado, arandelas dentadas, soldadura por fusión, soldadura
blanda, remachado, conexiones de enchufe, botones pulsadores y/o
cintas adhesivas.
26. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 25, caracterizada porque la lámina está
moldeada tridimensionalmente.
27. Lámina conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 26, caracterizada porque sobre al menos
una superficie se aplica una capa de preferiblemente un material
eléctricamente aislante.
28. Lámina conductora según la reivindicación
27, caracterizada porque por ambas caras está provista de una
capa aislante.
29. Procedimiento para la preparación de una
lámina eléctricamente conductora según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 28 mediante las siguientes etapas:
- a)
- Fabricación de una estera de material no tejido de fibra a partir de una fibra fusible termoplástica para la formación de la matriz termoplástica y las fibras de refuerzo,
- b)
- introducción de los contactos eléctricos con forma de pista y
- c)
- compresión de la estera de material no tejido de fibra a presión en una herramienta calentada para la formación de la lámina eléctricamente conductora en el que los contactos eléctricos con forma de pista se configuran como constituyente integral de la lámina conductora.
30. Procedimiento según la reivindicación 29,
caracterizado porque para la fabricación de la estera de
material no tejido de fibra se usa del 55 al 97% en peso de fibra
fusible y del 3 al 45% en peso de fibras de refuerzo, siendo la
longitud de fibra de la fibra fusible inferior a la de la fibra de
refuerzo.
31. Procedimiento según la reivindicación 29 ó
30, caracterizado porque durante la fabricación de la estera
de material no tejido de fibra se añade como aditivo del 1 al 10% en
peso de un aglutinante.
32. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 29 a 31, caracterizado porque la longitud de
fibra de la fibra fusible se encuentra en el intervalo de 2 a 6 mm,
preferiblemente en el intervalo de 2,5 a 3,5 mm.
33. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 29 a 32, caracterizado porque la fibra
fusible se selecciona de fibras de
poliéter-éter-cetona, sulfuro de
poli-p-fenileno, poliéterimida,
poliétersulfona, polietileno, poli(tereftalato de etileno),
polímero de perfluoroalcoxi, poliamida, así como polisulfona y/o
mezclas de los mismos.
34. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 29 a 33, caracterizado porque el aglutinante
se selecciona de compuestos que están sintetizados a base de
poliacrilato, poli(acetato de vinilo), poli(alcohol
vinílico), poliuretano, resinas, poliolefinas, poliamidas aromáticas
o copolímeros de los mismos o mezclas de los mismos.
35. Procedimiento según la reivindicación 34,
caracterizado porque el aglutinante se presenta en forma de
fibrillas, fibridas y/o aglutinantes fibrosos.
36. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 29 a 35, caracterizado porque durante la
fabricación de la estera de material no tejido de fibra (etapa de
procedimiento a)) se añaden adicionalmente otros aditivos.
37. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 29 a 36, caracterizado porque la estera de
material no tejido de fibra se ajusta a una masa superficial de 8 a
400 g/m^{2}.
38. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 29 a 37, caracterizado porque la estera de
material no tejido de fibra presenta un espesor de 0,1 mm a 4
mm.
39. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 29 a 38, caracterizado porque como contacto
se insertan pistas de cobre.
40. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 29 a 39, caracterizado porque la compresión
de la estera de material no tejido de fibra (etapa de procedimiento
c)) se realiza a una presión de 0,05 a 15 N/mm^{2}.
41. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones 29 a 40, caracterizado porque después de la
formación de la lámina conductora ésta se perfora y/o punzona al
menos por regiones.
42. Uso de la lámina conductora según al menos
una de las reivindicaciones 1 a 28 como calefacción del suelo
debajo de las baldosas.
43. Uso de la lámina conductora según al menos
una de las reivindicaciones 1 a 28 como calefacción del suelo
debajo de suelos de madera.
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