WO2004017679A2 - Nappes chauffantes a resistance autocontrolee par la temperature par effet ptc et leurs applications - Google Patents

Nappes chauffantes a resistance autocontrolee par la temperature par effet ptc et leurs applications Download PDF

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    • A61L2/02—Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor using physical processes
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    • A61L2/00—Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor
    • A61L2/26—Accessories

Definitions

  • the subject of the present invention is heating sheets comprising polymers with resistance which are self-controlled by temperature, their use, as well as the materials for domestic or industrial use which incorporate them and in particular the materials used in the fields of construction and building, energy transport on the seabed, human or animal health, the food industry or the process control industry.
  • the known electric heating means suppose the installation of temperature measurement systems to limit the energy contributions as a function of the temperature levels reached in such or such place of the considered set.
  • the systems in question are heterogeneous, which is most often the case, it is quickly impossible to locate practically the zones where to put the so-called measurement systems intended to give instructions to the electric power supply stations.
  • the subject of the invention is heating pads of the type
  • (A) comprising at least one layer of conductive polymer with resistance self-controlled by temperature by PTC effect placed between at least two electrically conductive surfaces.
  • the heating sheet of type (ai) consists of a continuous layer of conductive polymer with resistance self-controlled by temperature by PTC effect, placed between two electrically conductive surfaces.
  • the heating sheet of type (a 2 ) consists of a continuous layer of conductive polymer with resistance self-controlled by temperature by PTC effect placed between two continuous electrically conductive surfaces, in which the assembly formed by the continuous layer of PTC effect conductive polymer and the two electrically conductive continuous surfaces have perforations.
  • the heating sheet comprises several contiguous strips formed for each of them of a layer of conductive polymer with PTC effect either continuous and homogeneous or meshed, connected to two electrical conductors located at the ends of said layer.
  • the density of conductive polymer is between 0.01 and 5 Kg / m 2 .
  • the resulting heating sheets are inserted into an electrically insulating and thermal conductive system in order to be adapted to the intended implementations.
  • the invention also relates to a single or multi-layer heating structure comprising at least one heating sheet according to the invention.
  • the invention also relates to the use of a heating mat or structure according to the invention in the fields of construction and building, energy transport in the seabed, human or animal health, industry food or process control industry.
  • the invention also provides heating materials for household use or for industrial use comprising a heating mat or structure according to the invention, in particular heating systems of the pipe or instantaneous hot plate heat exchanger type.
  • the invention also provides heating materials for the construction of buildings for floors, walls, ceilings, or under layer of carpet comprising at least one layer or heating structure according to the invention.
  • the invention also provides heating systems comprising at least one heating mat or structure according to the invention.
  • the invention also relates to the use for the suppression of contamination by pathogenic agents by heating, of at least one heating mat or structure according to the invention.
  • heating sheets of type (b) comprising at least one layer of conductive polymer with resistance self-controlled by temperature by PTC effect placed between two electrical conductors.
  • the heating sheet of type (b) more precisely comprises a layer of conductive polymer in the form of a continuous and homogeneous layer or a layer of conductive polymer in the form of a mesh, connected to two electrical conductors situated at the ends of said layer.
  • the conductive polymer forming the layer placed between the two electrical conductors in said heating sheet of type (b) is distributed with a density of between 0.01 and 5 Kg / m 2 .
  • the conductive polymer forms a continuous layer placed between the two electrical conductors, distribution with a density of between 1 and 5 Kg / m 2 is preferred.
  • a distribution with a density of between 10 and 500 g / m 2 is preferred.
  • the invention also relates to the use for the suppression of contamination by pathogenic agents by heating a heating sheet of type (b) possibly covered by an electrically insulating and thermally conductive polymer as well as to the use for the suppression contamination by pathogens by heating a single or multi-layer heating structure comprising at least one heating sheet of type (b).
  • a heating sheet of type (b) possibly covered by an electrically insulating and thermally conductive polymer
  • a single or multi-layer heating structure comprising at least one heating sheet of type (b).
  • the subject of the invention is a heating sheet of type (a) comprising at least one layer of conductive polymer with resistance self-controlled by temperature by PTC effect placed between at least two electrically conductive surfaces.
  • This layer is adjustable in temperature, power, voltage, heating kinetics and number of stability cycles.
  • the heating sheet of type (ai) consists of a continuous layer of conductive polymer with resistance self-controlled by temperature by PTC effect, placed between two electrically conductive surfaces. These layers make it possible to generate high powers, for example from 2000 to 100,000 W / m 2 with an inertia of a few seconds.
  • the continuous and homogeneous layer of conductive polymer consists of a block having been melted of PTC material, the compositions of which come from the family of thermoplastics described in patent EP 1,205,514.
  • the electrically conductive surfaces which are also in the form of continuous and homogeneous layers consist of any electrically conductive material or of material allowing the passage of electric conductor, for example plastic plates, the thickness of which varies according to the rigidity. necessary to enclose the molten PTC conductor block.
  • the plies with continuous structure of type (a x ) have current supply conductors spaced apart by the thickness of the PTC thermoplastic material, ie from 0.5 to 2 mm, depending on the evacuation capacities of the energies brought.
  • the network of electrical conductors is preferably integrated in the form of waterproof modules.
  • the heating sheet of type (a 2 ) consists of a continuous layer of conductive polymer with resistance self-controlled by temperature by PTC effect placed between two electrically conductive surfaces in which the assembly formed by the layer continuous conductive polymer with PTC effect and the two continuous electrically conductive surfaces have perforations.
  • the heating mat comprises a layer of conductive polymer with resistance self-controlled by temperature by PTC effect placed between 2 electrically conductive surfaces, the surfaces having mesh structures.
  • the heating sheet comprises several contiguous strips formed for each of them of a continuous and homogeneous layer or else a mesh of conductive polymer with PTC effect, connected to two electrical conductors situated at the ends of said layer.
  • a heating sheet is obtained made up of a network of conductive lines regularly spaced by the continuous or meshed layer of conductive polymer.
  • This network includes lines for supplying the current of variable geometry according to the system studied, for example in the form of a comb, of lines or networks according to the shape of the heated elements. These current lines are then supplied as a function of the powers desired in the various planned applications.
  • the heating sheet consists of a conductive mesh structure: it comprises a layer of conductive polymer which is in the form of a mesh structure and the electrically conductive surfaces are in the form of a network regularly spaced conductive lines distributed over the surface of the mesh.
  • the meshes consist of any support such as textiles or glass fibers; these supports have meshes of sizes chosen in an appropriate manner according to the intended uses and are impregnated on a regular basis with the thermoplastic PTC substances, the compositions of which come from the family of thermoplastics described in patent EP 1,205,514.
  • the network of conductive lines is made of any electrically conductive material which brings electrical energy to the heating network. It can for example include a metal such as iron, aluminum, copper, nickel, brass and their alloys.
  • the webs with a mesh structure are generally in the form of rolls of adjustable length from 5 to 200 meters or more, and 50 meters in length more conveniently, with variable widths according to the needs of the installations, and conveniently around 1 meter wide in the case of the building.
  • the conductors in the webs with a mesh structure are spaced about 0.05 meters apart, which makes it possible to adjust the powers emitted by making use of variable external connections: space the conductors to reduce the power per m 2 , and bring the conductors closer to increase the power per m 2 .
  • the spacing of current conductors in the meshes of the plies with a mesh structure have dimensions comprised 5 and 50 cm.
  • the sheets according to the invention can be adapted to all forms of heating materials.
  • very reactive systems are obtained which rise to more than 100 ° C. in a few seconds and with powers of more than 100,000 watt / m 2 in some cases, depending on the different PTC effect compositions used and placed between the two conductive surfaces.
  • the current supplies are made for example with conductors spaced from 0.5 mm to 50 cm depending on the voltages, temperatures and powers desired.
  • the heating coats with a continuous, perforated or mesh structure described above are dosed, according to the desired heating power, with a density of between 0.01 and 5 Kg / m 2 , or else of 1 at 5 Kg / m 2 , or even from 10 to 500 g / m 2 of active substances (conductive polymer with PTC effect) distributed between the continuous surfaces or on the mesh support ensuring the mechanical stability and the operating time.
  • This electrically insulating and thermally conductive layer comprises for example aluminum type powders embedded in PMMA type polymer matrices or any other insulating coating system.
  • the layer of conductive polymer with self-controlled temperature resistance comprises in particular a polymeric composite material made conductive by incorporation of conductive corpuscles of various shapes and origins in a polymer matrix.
  • the application of sufficient voltage leads to heating by the Joule effect. In the absence of a circuit breaker mechanism, the temperature would increase until the material melts or is destroyed.
  • the polymeric PTC composite materials used show an increase in resistance as a function of temperature (PTC effect or "Positive Temperature Coefficient"), so that the intensity stabilizes at an equilibrium temperature.
  • the heat can be supplied over a larger area.
  • the composite material can be transformed by the methods used in the plastics industry (co-extrusion, molding, etc.). It can also be applied as a paint on insulating substrates of any geometry or impregnation baths of the support meshes in the case of a web with a mesh structure.
  • the PTC effect is based on the phenomenon of the expansion of polymer crystals disturbing the network of the conductive charge.
  • the resistance of the composite slowly decreases as the amount of carbon black in a semi-crystalline polymer matrix is increased, to a concentration where the resistance drops.
  • the latter represents a geometric transition called the percolation threshold.
  • the maximum of the PTC effect corresponds to a critical concentration which is in the vicinity of the percolation threshold.
  • an expansion of the crystalline zone triggers the PTC effect.
  • a high energy of the carbon black particles and a low shear modulus of the matrix cause a drop in resistance, known as the NTC (Negative Temperature Coefficient) effect.
  • This first type is described in the following references (CA denotes the Chemical Abstracts): 131: 243891 CA
  • the PTC effect is based on the presence of two immiscible polymers.
  • the PVDF / HDPE systems loaded with carbon black are the best known.
  • the PVDF and HDPE phases are immiscible, so the PTC effect in this case depends very much on the morphology and the distribution of carbon black between these two phases.
  • the carbon black is preferably dispersed in the HDPE phase which becomes the conductive phase. If the PVDF is in good balance compared to the HDPE, the PVDF phase forms a particular structure favorable for the PTC effect.
  • a singular distribution of the conductive PE phase in the PVDF phase is the condition for counteracting the NTC effect which occurs at the melting of HDPE which is less than that of PVDF.
  • compositions with a PTC effect containing fluorinated polymers can be used, for example those disclosed in application EP-A-1,205,514 (to which it is referred for the description of the polymer blends in question) which describes compositions based on PVDF polymers combined with liquid solvents and compatible diluents or compositions containing polymers PMMA in suspension and mixed well dispersed with suitable conductive particles.
  • Composite materials will be preferred comprising by weight, the total being 100%: A) 40 to 90% of PVDF homopolymer or copolymer crystallized essentially in beta form,
  • Compound A will be chosen from copolymers of VF2 and VF3 having at least 60 mol% of VF2, the copolymers of
  • VF2, TFE and HFP having at least 15 mol% of TFE units and advantageously the VF2-TFE-HFP copolymers of respective molar composition 60 to 80/15 to 20/0 to 25.
  • Compound C will be chosen from a homopolymer PVDF which is not in beta form and the VF2-HFP copolymers containing at least 85% of VF2.
  • compositions comprising, by weight, the total being 100%:
  • the above composition is dissolved in a solvent and then spread on a substrate and the solvent evaporated.
  • the metal terminals for connection to the electrical circuit can be placed at the ends of the coating before or after application.
  • the copolymers of VDF, TFE and HFP having at least 15% by moles of units are thus designated.
  • VDF vinylidene fluoride copolymers preferably containing at least 60% by weight of VDF, the copolymer being chosen from chlorotrifluoroethylene (CTFE), hexafluoropropylene (HFP), trifluoroethylene (VF3) and tetrafluoroethylene (TFE).
  • CTFE chlorotrifluoroethylene
  • HFP hexafluoropropylene
  • VF3 trifluoroethylene
  • TFE tetrafluoroethylene
  • the proportion of VDF is at least 75% and preferably at least 85%.
  • HFP is preferred.
  • the PVDF (A) is a mixture of (Al) chosen from homopolymer PVDFs and VDF-HFP copolymers containing at least 85% by weight of HFP and (A2) which are the copolymers of VDF, TFE and the HFP having at least 15 mol% of TFE units and advantageously the VDF-TFE-HFP copolymers of respective molar composition 60 to 80/15 to 20/0 to 25 (the total being 100).
  • the proportions of (A1) and (A2) can be in the ratio (A1) / (A2) between 20/80 and 20/80 by weight.
  • the PVDF can be modified in whole or in part, that is to say that functions are introduced there, the aim is to facilitate the attachment of the paint to the substrate.
  • the modified PVDF is chosen from: PVDF grafted with an unsaturated monomer, the grafting being carried out by irradiation in the absence of oxygen from a mixture, PVDF irradiated in the presence of oxygen (also designated by oxidized PVDF 1) , dehydrofluorinated and then oxidized PVDFs (also designated by oxidized PVDFs 2).
  • PMMA can contain an acrylic elastomer.
  • the conductive filler (C) can be chosen from all powders of electrically conductive materials and advantageously powdered metals, carbon black, graphite and metal oxides.
  • C is chosen from carbon black (in preferably pH 2 to 7) and graphite.
  • the graphite naturally or synthetic is in the form of platelets.
  • its particle size is between 5 and 50 ⁇ m.
  • composition with PTC effect comprising, by weight, the total being 100%:
  • (B) can be a mixture of different acrylic and / or styrenic polymers.
  • VDF vinylidene fluoride copolymers preferably containing at least 60% by weight of VDF, the copolymer being chosen from chlorotrifluoroethylene (CTFE), hexafluoropropylene (HFP), trifluoroethylene (VF3) and tetrafluoroethylene (TFE).
  • CTFE chlorotrifluoroethylene
  • HFP hexafluoropropylene
  • VF3 trifluoroethylene
  • TFE tetrafluoroethylene
  • the proportion of VDF is at least 75% and preferably at least 85%.
  • these comonomers we prefer
  • the PVDF (A) is chosen from homopolymer PVDFs and VDF-HFP copolymers containing at least
  • the PVDF can be modified in whole or in part, that is to say that functions are introduced therein, the aim is to facilitate the attachment of the composition to a substrate or the attachment of the electrodes to the composition.
  • the modified PVDF is chosen from: PVDF grafted with an unsaturated monomer, the grafting being carried out by irradiation in the absence of oxygen from a mixture, PVDF irradiated in the presence of oxygen (also designated by oxidized PVDF 1) , dehydrofluorinated and then oxidized PVDFs (also known as oxidized PVDFs 2).
  • an acrylic polymer B
  • block copolymers having at least one block consisting of PMMA within the meaning of the preceding PMMA paragraph, that is to say that this block contains by weight at least 50% of methacrylate. methyl.
  • triblocks consisting of a poly (butyl acrylate) block between two PMMA blocks.
  • each block is linked to the other by means of a covalent bond or to an intermediate molecule linked to one of the blocks by a covalent bond and to the other block by a other covalent bond
  • block M consists of MMA monomers optionally copolymerized with other monomers and comprises at least 50% by weight of methyl methacrylate (MMA)
  • block B is incompatible with PVDF and with block M
  • block S is incompatible with block B and block M and its Tg or its melting temperature Tf is higher than the Tg of B.
  • styrene polymers (B) of the composition with PTC effect mention may be made as d 'example the copolymers with linear or star SBS blocks possibly hydrogenated (they are then designated by S-EB-S).
  • S-B-S triblocks are described in ULLMANN'S encyclopedia of industrial chemistry Vol A 26, pages 655 - 659.
  • epoxy resin (C) this means any organic compound having at least two functions of the oxirane type, polymerizable by ring opening.
  • epoxy resins designates all the usual epoxy resins which are liquid at room temperature (23 ° C.) or at a higher temperature.
  • metal oxide (D) mention may be made, for example, of tin and antimony oxides.
  • the graphite is in the form of platelets.
  • the fact of having latexes with dispersed particles allows their implementation between two conductive surfaces, by soaking, impregnation, drying or extrusion on different continuous supports, or on threads of different natures according to the media. chosen, the desired energy supply densities and the foreseeable mechanical stresses.
  • the supports or the wires can be made of any material whose melting points are in particular greater than 220 ° C. to allow the resistance to heat treatment at 180 ° C. for 30 minutes and for example, either polyester or polyamide 6 or polyamide 6.6.
  • PTC temperature resistance
  • the invention relates to single or multi-layer structures for insulation and / or protection, for example from corrosion, comprising the heating layers described above.
  • the subject of the invention is also the heating materials produced from such heating layers.
  • the heating sheets with a continuous structure covered with an electrically insulating but thermally conductive polymer, to produce an instant hot plate exchanger which is lighter and more compact than current systems which limit the installations to sites thereof. dispersed but under strong technical control.
  • This instantaneous heating plate exchanger is designed according to the known model in aluminum or steel, or any other metal or plastic.
  • the corresponding modules are produced here in PMMA sheets or other plastic binder system loaded with aluminum powder with well distributed particle sizes and already used to make rapid molds for limited series.
  • the plates which surround the PTC elements are made electrically insulating, while having very good properties of thermal conductivity desired, with 1 to 5 mm thickness instead of the 20 mm imposed for the moment by the heating elements. at 800 ° C and the problems associated with reducing these temperatures to less than 100 ° C without loss of tightness and without deformation of the metal plates.
  • the elements obtained are much more compact than the models known to date for the same service.
  • the invention relates to the PTC materials described for domestic or industrial use in the fields of construction and building, energy transport on the seabed, human or animal health, industry.
  • food or process control industry which includes the devices (layers or heating structures) as described above.
  • heating sheets For the construction materials of buildings for industrial or domestic use such as materials for floors, ceiling walls or under layer of carpet for industrial or domestic use, this practical concept of heating sheets is used more particularly to maintain the temperatures at the targeted thresholds: frost-free at + 2 ° C, comfort at 15/25 ° C, drying at 30/40 ° C, heating by low-temperature radiation.
  • the invention relates to heating pipes and in particular heating pipes for the transport of oil or gas in off shore or on shore production which include the heating layers.
  • the PTC heating structures described allow the power required to compensate for heat losses of the order of 60 W / m 2 to be measured for 12 3/4 inch tubes which offer loss areas of 1 m 2 / linear meter.
  • the power required is therefore 480 KW for an 8 km deep-sea tube, which is typical in offshore production.
  • the powers of a few MW on platforms allow this kind of extra power.
  • the sheets are for example inserted into the multilayer corrosion protection of the tubes, between the epoxy layer and the polyolefin layer.
  • the meshes which are possibly empty between two conductors, allow the complete integration of the heating elements in the insulation and corrosion protection structures.
  • the invention relates to the use for the removal by heating of the contamination by pathogenic agents of the heating layers or structures as described above.
  • heating sheets of type (b) comprising at least one layer of conductive polymer with resistance self-controlled by temperature by PTC effect placed between two electrical conductors.
  • these plies of type (b) comprise a layer of conductive polymer in the form of a continuous and homogeneous layer as in the plies of type (ai) described above or else a layer of conductive polymer in the form of a mesh as in the plies described previously and two electrical conductors which are located at the ends of the layers and which supply electrical energy to the system.
  • the conductive polymer forming the layer placed between the two electrical conductors in said heating sheet of type (b) is distributed with a density of between 0.01 and 5 Kg / m 2 .
  • the conductive polymer forms a continuous layer placed between the two electrical conductors, distribution with a density of between 1 and 5 Kg / m 2 is preferred.
  • a distribution with a density of between 10 and 500 g / m 2 is preferred.
  • said heating sheet (b) is covered by an electrically insulating and thermally conductive polymer as described above for sheets of type (a).
  • the invention also relates to the use for the suppression of contamination by pathogenic agents by heating of a single or multi-layer heating structure comprising at least one heating layer of type (b).
  • the physical cleaning of technical surfaces is more or less crucial at the micro biological level depending on the destination of these work plans. Whether in the food industry, pharmacy, surgery, various biological laboratories, it is often essential to have clean surfaces which we are also certain to be decontaminated from any external microbial pollution at a time given. This goal is generally presumed to be achieved when surface cleaners are deemed to be antibacterial under the prescribed conditions of use. But it is clear that the surface controls are not done routinely, with each antimicrobial cleaning.
  • the PTC heating option for surfaces allows you to proceed in two stages, the first of which consists in mechanically cleaning the surfaces. Then the second step is that of heating the target surface for the time counted from 1 to 15 minutes to the required temperature and obtaining the desired sanitation.
  • the heating layers covered with insulating polymer make it possible to set up instant hot water generation systems which heat the water only when the tap is opened, which are lighter and more compact than current systems and which offer an improved warranty and performance option.
  • heating pads with adjustable shapes and powers as needed makes it possible to simplify the design of these materials.
  • These plies can be adapted in all forms, with the heating conductive surfaces or meshes described above.
  • a roll of 1 meter wide is impregnated by soaking in a suspension of a mixture of PTC polymers (30% of
  • the conductive meshes give off a power of 100 W / m 2 at 12 ° C at 110V and 50 W / m 2 at 3 ° C at 42 V.
  • Example 1b The heating sheets obtained according to example 1a are electrically insulated by application of a PMMA type polymer.
  • An electrically insulated heating sheet with 2 mm thick mesh obtained as described in Example 1b is integrated into a thickness of 10 mm of self-leveling cement above the ground concrete and in strips 10 meters long.
  • the current is connected, giving the indicated temperatures in 20 minutes.
  • the current consumption records show the alternations of power required between day and night, as well as the power changes as a function of temperature during the day.
  • Plates comprising a sheet according to the example la or lb of size 0.5 x 0.5 meters are fixed to the ceilings by adapting to the dimensions of the unit elements of different removable models.
  • the powers are of the order of 100 to 120 W / m 2 with about 45 ° C maximum in the case of plaster-type surfaces.
  • These heating surfaces are suitable for heating houses by radiations under the ceiling or under layers of carpets or in submerged concrete floors.
  • the heating layers are immersed in the target environments, with the appropriate temperature thresholds for the required power and the voltage accepted by safety standards.
  • the heating and conductive layers obtained according to Example 1b are immersed as they are without the need for insulation since the PMMA is waterproof and electrically insulating.
  • the electrical connections are made from one unrolled strip to the other to allow the installation of homogeneous heating of an area 5 meters wide by 10 meters long.
  • thermal insulation is installed on the floor, we see that we ultimately keep the same set temperature which is 12 ° C for 110 V.
  • the temperature cycles were tested over periods of 5 days, then 30 and 90 days without significant change in performance.
  • Floor markings are provided to indicate the limits of electrical connections by modules of suitable sizes, for example 50 m 2 in a set of 500 m 2 or more.
  • netting plies according to example la of 1 meter wide in rolls of 20 to 50 meters with current inputs spaced 10 cm apart with conductive meshes of size 0.5 by 0.5 cm at 2 by 2 cm depending on the required power and a network of integrated conductors in the form of waterproof modules.
  • the temperatures reached are + 5 ° C minimum and + 28 ° C maximum in less than 30 minutes on the floor, and 45 ° C maximum on ceilings and walls.
  • a banner of fixed width is used depending on the power to be transmitted and the diameter of the tubes. This banner is continuously wound around the tube to be treated.
  • the heating strip is prepared by inserting the heating sheet into the multilayer corrosion protection of the tubes, between the epoxy layer and the polyolefin layer.
  • the thermal balances are established for example at a height of 60 W / m 2 at 60 ° C for a 12 inch tube to be immersed under

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Abstract

L'invention se rapporte à une nappe chauffante comprenant au moins une couche de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC placée entre au moins deux surfaces électriquement conductrices et son utilisation dans les domaines de la construction et du bâtiment, du transport d'énergie dans les fonds marins, de la santé humaine ou animale, de l'industrie alimentaire ou de l'industrie des contrôles de procédés.

Description

NAPPES CHAUFFANTES A RESISTANCE AUTOCONTROLEE PAR LA
TEMPERATURE PAR EFFET PTC ET LEURS APPLICATIONS
Domaine de l'invention
La présente invention a pour objet des nappes chauffantes comprenant des polymères à résistance autocontrôlée par la température, leur utilisation, ainsi que les matériaux à usage domestique ou industriel qui les incorporent et en particulier les matériaux utilisés dans les domaines de la construction et du bâtiment, du transport d'énergie dans les fonds marins, de la santé humaine ou animale, de l'industrie alimentaire ou de l'industrie des contrôles de procédés.
Art antérieur et problême technique
Les moyens de chauffage par électricité connus supposent la mise en place de systèmes de mesure de température pour limiter les apports d'énergie en fonction des niveaux de température atteints en tel ou tel endroit de l'ensemble considéré. Quand les systèmes en question sont hétérogènes, ce qui est le plus souvent le cas, il est vite impossible de situer pratiquement les zones où mettre les dits systèmes de mesure destinées à donner des instructions aux postes d'apport d'énergie électrique.
Les matériels de cordons chauffants électriques sont connus dans l'industrie depuis fort longtemps, mais ils présentent des difficultés certaines de mise en place, de raccordements électriques, d'insertion dans des systèmes de sols, de plafonds, de tubes. Les coefficients de transferts de chaleur sont très faibles, et toute panne est très coûteuse à réparer.
Dans l'art antérieur on trouve de nombreux documents qui décrivent la mise en œuvre des techniques de chauffage permises par les céramiques à effet PTC, et certains polymères plastiques à l'état fondu. Le principe de base est le fait que la température de tout ensemble peut être garantie sans mesure permanente, et cela de façon réversible selon un grand nombre de cycles de chaud et de froid. 5 Selon ce principe, les dispositifs de l'art antérieur sont utilisés à des applications diverses telles que :
• chauffage instantané de l'eau sans besoin de stockage,
• garantie de non condensation de zones ou boîtiers électriques où les produits doivent rester au sec,
[0 • émissions contrôlées d'odeurs en faisant varier la température des bacs contenant les dites odeurs,
• chauffages pour anti-buées sur rétroviseurs,
• pistolets à colle,
• couverture chauffante,
15 • chauffage de nourriture ou de plaques chaudes ou bacs de chauffe pour liquides à niveaux variables dans le cas de tasses bues progressivement avec risques de refroidissement ou de surchauffe en cas d'absence de performance PTC, 0 • saisie de température par effet PTC, ou déglaçage permanent de paraboles et antennes diverses extérieures .
Dans le brevet US 5.714.096 on décrit des compositions ou des formulation originales telles que des polypropylène 5 modifiés par des greffons maleiques avec usage d'un solvant et de carbone conducteur pour modifier les températures de switc PTC et leur mise en œuvre pour fabriquer des pâtes conductrices pour des chauffages de rétroviseurs de voitures à bas coûts.
La chauffe contrôlée là où il est difficile de mettre et 0 de lire des thermomètres a été décrite dans le brevet US 6.121.585 avec un polymère PTC déposé sur un support pour un agencement de surfaces chauffantes destiné à tenir au chaud des tasses de breuvages en automobile.
Dans les brevets US G.084.206 et 6.373.028 on décrit des 5 mailles conductrices placées de part et d'autre d'une couche d'éléments à effet PTC. Celles-ci sont intégrées dans des couvertures chauffantes comprenant de multiples couches de différents matériaux. Une couche de silicone thermiquement conductrice présente des trous régulièrement répartis. Les éléments discrets de matériau céramique PTC sont insérés dans les trous prévus à cet effet . Ces couvertures chauffantes de par leur structure composée de multiples couches de différents matériaux superposés et comprenant des éléments à effets PTC discrets qu'il est nécessaire d'ajuster séparément pour être intégrés à la couverture chauffante sont difficiles et compliquées à fabriquer. De plus leur structure ne leur permet pas de concevoir ni de préparer des matériaux chauffants aux formes et puissances ajustables selon les besoins.
Il existe donc un besoin de disposer de systèmes d'apport d'énergie sous forme de nappes chauffantes tel que leur forme et leur performance électrique soit adaptable au matériau à chauffer sous, sur ou dans lequel la nappe sera incorporée et qui soit peu coûteux et plus facile à fabriquer que les systèmes de l'art antérieur.
Résumé de l'invention
L'invention a pour objet des nappes chauffantes de type
(a) comprenant au moins une couche de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC placée entre au moins deux surfaces électriquement conductrices .
Selon un premier mode de réalisation, la nappe chauffante de type (ai) est constituée d'une couche continue de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC, placée entre deux surfaces électriquement conductrices. Selon un deuxième mode de réalisation, la nappe chauffante de type (a2) est constituée d'une couche continue de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC placée entre deux surfaces continues électriquement conductrices, dans lequel l'ensemble formé par la couche continue de polymère conducteur à effet PTC et les deux surfaces continues électriquement conductrices présente des perforations. Selon un autre mode de réalisation, la nappe chauffante comprend plusieurs bandes accolées constituées pour chacune d'elles d'une couche de polymère conducteur à effet PTC soit continue et homogène soit maillée, reliée à deux conducteurs électriques situés aux extrémités de ladite couche.
Dans les différents modes de réalisation des nappes chauffantes à structure continue, perforée ou maillée décrits ci-dessus, la densité de polymère conducteur est comprise entre 0.01 et 5 Kg/m2. On préférera pour les couches continues ou perforée une densité de polymère conducteur comprise entre 1 et 5 Kg/m2 et pour les couches maillées une densité comprise entre 10 et 500 g/m2.
Selon un mode de réalisation préféré, les nappes chauffantes résultantes sont insérées dans un système isolant électriquement et conducteur thermique afin d'être adaptées aux mises en œuvre prévues.
L'invention se rapporte aussi à une structure chauffante mono ou multicouch.es comprenant au moins une nappe chauffante selon l'invention.
L'invention se rapporte aussi à l'utilisation de nappe ou structure chauffante selon l'invention dans les domaines de la construction et du bâtiment, du transport d'énergie dans les fonds marins, de la santé humaine ou animale, de l'industrie alimentaire ou de l'industrie des contrôles de procédés.
L' invention fournit aussi des matériaux chauffants à usage domestique ou à usage industriel comprenant une nappe ou structure chauffante selon l'invention, en particulier des systèmes chauffants du type tuyau ou échangeur à plaques chauffantes instantané.
L'invention fournit encore des matériaux chauffants de construction de bâtiments pour sols, murs, plafonds, ou sous couche de tapis comprenant au moins une nappe ou structure chauffante selon l'invention. L'invention fournit aussi des systèmes chauffants comprenant au moins une nappe ou structure chauffante selon 1' invention.
L'invention porte aussi sur l'utilisation pour la suppression de la contamination par des agents pathogènes par chauffage, d'au moins une nappe ou structure chauffante selon 1 ' invention.
Dans le cadre de toutes les applications citées ci-dessus on peut également utiliser des nappes chauffantes de type (b) comprenant au moins une couche de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC placée entre deux conducteurs électriques.
La nappe chauffante de type (b) comprend plus précisément une couche de polymère conducteur sous forme de couche continue et homogène ou une couche de polymère conducteur sous forme de maille, reliée à deux conducteurs électriques situés aux extrémités de ladite couche.
Selon un mode de réalisation préféré, le polymère conducteur formant la couche placée entre les deux conducteurs électriques dans ladite nappe chauffante de type (b) est réparti avec une densité comprise entre 0.01 et 5 Kg/m2.
Lorsque le polymère conducteur forme une couche continue placée entre les deux conducteurs électriques on préférera une répartition avec une densité comprise entre 1 et 5 Kg/m2.
Lorsque le polymère conducteur forme une couche maillée placée entre les deux conducteurs électriques, on préférera une répartition avec une densité comprise entre 10 et 500 g/m2.
L'invention porte aussi sur l'utilisation pour la suppression de la contamination par des agents pathogènes par chauffage d'une nappe chauffante de type (b) éventuellement recouverte par un polymère isolant électriquement et conducteur thermique ainsi que sur l'utilisation pour la suppression de la contamination par des agents pathogènes par chauffage d'une structure chauffante mono ou multicouches comprenant au moins une nappe chauffante de type (b) . Exposé détaillé de l'invention
L'invention a pour objet une nappe chauffante de type (a) comprenant au moins une couche de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC placée entre au moins deux surfaces électriquement conductrices. Cette nappe est régulable en température, en puissance, en voltage, en cinétique de chauffe et nombres de cycles de stabilité.
Selon un premier mode de réalisation, la nappe chauffante de type (ai) est constituée d'une couche continue de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC, placée entre deux surfaces électriquement conductrices . Ces nappes permettent de générer de fortes puissances par exemple de 2000 à 100000 W/m2 avec une inertie de quelques secondes .
La couche continue et homogène de polymère conducteur est constituée d'un bloc ayant été fondu de matériau PTC dont les compositions sont issues de la famille des thermoplastiques décrite dans le brevet EP 1.205.514. Les surfaces électriquement conductrices qui se présentent aussi sous la forme de couches continues et homogènes sont constituées de tout matériau conducteur électrique ou de matériau permettant le passage de conducteur électrique, par exemples des plaques de plastique, dont l'épaisseur varie en fonction de la rigidité nécessaire pour enserrer le bloc de conducteur PTC fondu.
Selon un mode particulier de réalisation, les nappes à structure continue de type (ax) ont des conducteurs d'amenée de courant espacés par l'épaisseur du matériau thermoplastique PTC, soit de 0.5 à 2 mm, selon les capacités d'évacuation des énergies apportées . Le réseau de conducteurs électriques est de préférence intégré sous forme de modules étanches à l'eau.
Selon un deuxième mode de réalisation, la nappe chauffante de type (a2) est constituée d'une couche continue de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC placée entre deux surfaces électriquement conductrices dans laquelle l'ensemble formé par la couche continue de polymère conducteur à effet PTC et les deux surfaces continues électriquement conductrices présente des perforations .
Selon un autre mode de réalisation, la nappe chauffante comprend une couche de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC placée entre 2 surfaces électriquement conductrices, les surfaces ayant des structures maillées.
Selon un autre mode de réalisation, la nappe chauffante comprend plusieurs bandes accolées constituées pour chacune d'elles d'une couche continue et homogène ou bien maillée de polymère conducteur à effet PTC, reliée à deux conducteurs électriques situés aux extrémités de ladite couche.
Dans le cas de cette nappe constituée de plusieurs bandes accolées tel que décrites ci-dessus, éventuellement jointives, on obtient une nappe chauffante constituée d'un réseau de lignes conductrices régulièrement espacées par la couche continue ou maillée de polymère conducteur. Ce réseau comprend des lignes d'amenée du courant de géométrie variable selon le système étudié par exemple sous forme de peigne, de lignes ou réseaux selon la forme des éléments chauffés. Ces lignes de courant sont ensuite alimentées en fonction des puissances souhaitées dans les différentes applications prévues.
Selon un autre mode de réalisation, la nappe chauffante est constituée d'une structure conductrice maillée: elle comprend une couche de polymère conducteur qui se présente sous la forme d'une structure maillée et les surfaces électriquement conductrices se présentent sous la forme de réseau de lignes conductrices régulièrement espacées et réparties à la surface de la maille.
Les mailles sont constituées de tout support tel que des textiles ou des fibres de verre ; ces supports ont des mailles de tailles choisies de manière appropriée selon les usages prévus et sont imprégnées de façon régulière par les substances PTC thermoplastiques dont les compositions sont issues de la famille des thermoplastiques décrite dans le brevet EP 1.205.514. Le réseau de lignes conductrices est constitué de tout matériau conducteur électrique qui amène 1 ' énergie électrique au réseau chauffant. Il peut comprendre par exemple un métal tel que le fer, l'aluminium, le cuivre, le nickel, le laiton et leurs alliages. Les nappes à structure maillée se présentent en général sous forme de rouleaux de longueur ajustable de 5 à 200 mètres ou plus, et 50 mètres de long de façon plus commode, avec des largeurs variables selon les besoins des installations, et de façon commode autour de 1 mètre de large dans le cas du bâtiment. Les conducteurs dans les nappes à structure maillée sont espacés d'environ 0.05 mètre, ce qui permet d'ajuster les puissances émises en faisant intervenir des branchements extérieurs variables : espacer les conducteurs pour réduire la puissance par m2, et rapprocher les conducteurs pour augmenter la puissance par m2.
Selon un mode particulier de réalisation et dans le cas de faibles puissances requises par exemple de 30 à 1500 W/m2 et 15 minutes d'inertie, les espacement de conducteurs de courant dans les mailles des nappes à structure maillée ont des dimensions comprises 5 et 50 cm.
Les nappes selon l'invention peuvent être adaptées à toutes les formes de matériaux chauffants. De plus, selon les performances désirées, avec les nappes à structure continue ou perforées obtenue selon les modes de réalisation décrits plus haut, on obtient des systèmes très réactifs qui montent à plus de 100°C en quelques secondes et avec des puissances de plus de 100.000 watt/m2 dans certains cas, en fonction des différentes compositions à effet PTC utilisées et placées entre les deux surfaces conductrices .
Avec les nappes à structure maillée obtenue selon les modes de réalisation décrits plus haut et en particulier avec les nappes constituées de bandes accolées, on peut gérer des apports de puissances allant de 30 à 5000 W/m2, avec des inerties plus fortes qui se comptent en minutes, et des températures moyennes, inférieures à 70°/80°C, en faisant varier les distances entre les lignes conductrices pour l'amenée du courant et plus les lignes sont rapprochées, plus la puissance est élevée.
Les apports de courant se font par exemple avec des conducteurs espacés de 0.5 mm à 50 cm selon les voltages, températures et puissances désirées.
Ces systèmes d'apport d'énergie en nappes à effet PTC supportés ont l'avantage de simplifier et diversifier les modes de branchements électriques, tout en restant fiables même en cas de dommages mécaniques des surfaces . Dans ces types de nappes, les variations de voltage permettent aussi de modifier les puissances fournies et les températures d ' équilibre .
Cette possibilité de chauffer en nappes des zones de toutes dimensions, de façon homogène, permet de simplifier les mises en place des éléments chauffants dans les situations industrielles et domestiques les plus variées. Avec des voltages très différents (2.5 à 440 volts), pour des puissances allant de 30 à 10000 watts, voir de 30 à 100.000 watts par m2 et plus, des températures d'équilibres allant de 0°C à 120 ou 150°C ou plus, une gamme illimitée d'usage des compositions de polymères conducteurs à températures maîtrisées est ainsi définie.
Dans les différents modes de réalisation, les nappes chauffantes à structure continue, perforée ou maillée décrites ci-dessus sont dosées, en fonction de la puissance de chauffe recherchée, avec une densité comprise entre 0.01 et 5 Kg/m2, ou bien de 1 à 5 Kg/m2, ou bien encore de 10 à 500 g/m2 de substances actives (polymère conducteur à effet PTC) réparties entre les surfaces continues ou sur le support maillé assurant la stabilité mécanique et la durée de fonctionnement.
On préférera pour les couches continues ou perforée une densité de polymère conducteur comprise entre 1 et 5 Kg/m2 et pour les couches maillées une densité comprise entre 10 et 500 g/m2.
En fonction des utilisations ultérieures des nappes chauffantes décrites plus haut, celles-ci peuvent être avantageusement recouvertes d'un polymère isolant électriquement mais conducteur sur le plan thermique afin d'assurer les transferts de chaleur tout en sécurisant la mise en œuvre en milieu conducteur à plus de 42V. Cette couche isolante électriquement et conductrice thermiquement comprend par exemple des poudres de types aluminium noyées dans des matrices polymeriques de type PMMA ou tout autre système d'enrobage isolant.
La couche de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température comprend notamment un matériau composite polymérique rendu conducteur par incorporation de corpuscules conducteurs de formes et origines diverses dans une matrice polymère. L'application d'une tension suffisante conduit à un échauffement par effet Joule. En absence d'un mécanisme disjoncteur, la température croîtrait jusqu'à fusion ou destruction du matériau. Les matériaux composites PTC polymeriques utilisés montrent une augmentation de la résistance en fonction de la température (effet PTC ou "Posi tive Température Coefficient" ) , de sorte que l'intensité se stabilise à une température d'équilibre.
Cet effet PTC permet donc une régulation thermique de l'intensité du courant, il présente de nombreux avantages par comparaison avec les résistances traditionnelles :
• La régulation des systèmes de chauffage électrique est classiquement obtenue par inclusion dans le circuit d'un disjoncteur thermique. En cas de panne de ce dernier le circuit ou le fusible de sécurité est grillé. Le matériau PTC s'autorégule sans qu'il soit nécessaire d'inclure ni disjoncteur ni fusible.
• Le système chauffant PTC présente un moindre risque de combustion et de court-circuit.
• L'effet PTC génère des apports d'énergie électrique dans des zones de températures modérées, ce qui présente 2 bénéfices par rapport aux systèmes de résistances thermiques traditionnelles : • Les spécifications imposées aux matériaux isolants doivent être moins sévères ;
• L'apport de chaleur peut s'effectuer sur une surface plus étendue . « Le matériau composite peut être transformé par les méthodes utilisées dans l'industrie des plastiques (co- extrusion, moulage, etc.). Il peut aussi être appliqué comme une peinture sur les substrats isolants de toute géométrie ou des bains d'imprégnation des mailles supports dans le cas d'une nappe à structure maillée.
On peut utiliser plusieurs types de systèmes polymères composites qui présentent l'effet PTC.
Selon un premier type de système, l'effet PTC est basé sur le phénomène de l'expansion des cristaux polymères perturbant le réseau de la charge conductrice. La résistance du composite diminue lentement quand on augmente la quantité du noir de carbone dans une matrice polymérique semi- cristalline, jusqu'à une concentration où la résistance chute. Cette dernière représente une transition géométrique qu'on appelle le seuil de percolation. Il a été trouvé que le maximum de l'effet PTC correspond à une concentration critique qui se trouve au voisinage du seuil de percolation. Quand la température du matériau s'approche de la fusion de la matrice, une expansion de la zone cristalline déclenche l'effet PTC. Cependant une haute énergie des particules du noir de carbone et un bas module de cisaillement de la matrice provoquent une chute de la résistance, connue comme l'effet NTC (Négative Température Coefficient) . Ce premier type est décrit dans les références suivantes (CA désigne les Chemical Abstracts) : 131:243891 CA
TI Organic PTC thermistor materials with high transitive température AU Yang, Fubiao; Li, Yongqin; Li , Xiaojun CS Department 5, National University of Défense Technology, Changsha, 410073, Peop . Rep. China SO Gongneng Cailiao (1998), 29(Suppl.), 724-725 CODEN: GOCAEA; ISSN: 1001-9731 PB Gongneng Cailiao Bianjibu
129:331461 CA
TI Effect of thermal treatment on crystallization and PTC properties of conductive PVDF/CB composite AU Wang, Jikui ;
Wang, Gengchao; Zhang, Bingyu; Fang, Bin; Zhang, Zhiping CS
Inst . Mater. Sci. Eng., East China Univ. Sci. Technol . ,
Shanghai, 200237, Peop. Rep. China SO Gaofenzi Cailiao Kexue
Yu Gongcheng (1998) , 14(5), 93-95 CODEN: GC KGEI ; ISSN: 1000- 7555 PB "Gaofenzi Cailiao Kexue Yu Gongcheng" Bianjibu
125:277325 CA
TI Influences of crystallization historiés on PTC/NTC effects of PVDF/CB composites AU Zhang, Mingyin; Jia, Wentao;
Chen, Xinfang CS Dep . Materials Science, Jilin Univ., Changchun, 130023, Peop. Rep. China SO J. Appl. Polym. Sci.
(1996), 62(5), 743-747 CODEN: JAPNAB; ISSN: 0021-8995
104:121274 CA
TI Heaters IN Shibata, Tsuneo; Nishida, Takeo; Terakado, Masayuki; Nitta, Isao PA Matsushita Electric Industrial Co . , Ltd., Japan SO Jpn. Tokkyo Koho, 5 pp. CODEN: JAXXAD
Selon un deuxième type de système, l'effet PTC est basé sur la présence de deux polymères immiscibles. Parmi des matériaux de ce type les systèmes PVDF/HDPE chargés en noir de carbone sont les plus connus. Les phases du PVDF et HDPE sont immiscibles, donc l'effet PTC dans ce cas dépend beaucoup de la morphologie et de la distribution du noir de carbone entre ces deux phases. Le noir de carbone est préférablement dispersé dans la phase HDPE qui devient la phase conductrice. Si le PVDF est en bon équilibre par rapport au HDPE, la phase PVDF forme une structure particulière favorable pour l'effet PTC. Une répartition singulière de la phase PE conductrice dans la phase PVDF est la condition pour contrecarrer 1 ' effet NTC qui se produit à la fusion du HDPE qui est inférieure à celle du PVDF.
Ce deuxième type est décrit dans les références suivantes : 131:287163 CA TI Carbon black-filled immiscible blends of poly (vinylidene fluoride) and high density polyethylenè: the relationship between morphology and positive and négative température coefficient effects AU Feng, Jiyun; Chan, Chi-Ming
CS Department of Chemical Engineering Advanced Engineering Materials Facility, The Hong Kong University of Science and Technology, Kowloon, Hong Kong
SO Polym. Eng. Sci. (1999), 39(7), 1207-1215 CODEN: PYESAZ ; ISSN: 0032-3888 PB Society of Plastics Engineers
130:96227 CA
TI Carbon black-filled immiscible blends of poly (vinylidene fluoride) and high density polyethylenè: electrical properties and morphology AU Feng, Jeng; Chan, Chi-Ming
CS Dep. of Chemical Engineering, Advanced Engineering Materials Facility, The Hong Kong University of Science and Technology, Kowloon, Hong Kong SO Polym. Eng. Sci. (1998), 38(10), 1649-1657
CODEN: PYESAZ; ISSN: 0032-3888 PB Society of Plastics Engineers
130:52964 CA
TI Carbon black-filled immiscible blend of poly( vinylidene fluoride) and high-density polyethylenè: electrical properties and morphology
AU Feng, Jiyun; Chan, Chi-Ming CS Department of Chemical Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Kowloon, Hong Kong SO Annu. Tech. Conf. - Soc. Plast. Eng. (1998), 56th (Vol. 2) , 2476-2480
CODEN: ACPED4; ISSN: 0272-5223 PB Society of Plastics Engineers et enfin la demande de brevet WO 9805503
On peut avantageusement utiliser les compositions à effet PTC contenant des polymères fluorés par exemple celles divulguées dans la demande EP-A-1.205.514 (à laquelle il est renvoyé pour la description des mélanges polymères en cause) qui décrit des compositions à base de polymères PVDF combinés avec des solvants liquides et des diluants compatibles ou des compositions contenant des polymères PMMA en suspension et en mélange bien dispersés avec des particules conductrices appropriées .
On préférera les matériaux composites comprenant en poids, le total étant 100% : A) 40 à 90% de PVDF homopolymère ou copolymère cristallisé essentiellement en forme bêta,
B) 10 à 60% d'une charge conductrice,
C) 0 à 40% d'un polymère cristallin ou semi-cristallin,
D) 0 à 40% d'une charge différente de C, et tel que les cristaux en forme bêta sont nucléés sur la surface des particules de la charge conductrice.
Le composé A sera choisi parmi les copolymères du VF2 et du VF3 ayant au moins 60% en moles de VF2 , les copolymères du
VF2 , du TFE et de l'HFP ayant au moins 15% en moles de motifs TFE et avantageusement les copolymères VF2-TFE-HFP de composition molaire respective 60 à 80/ 15 à 20/ 0 à 25.
Le composé C sera choisi parmi un PVDF homopolymère qui n'est pas sous forme bêta et les copolymères VF2-HFP contenant au moins 85% de VF2.
On peut aussi utiliser les compositions comprenant, en poids, le total étant 100% :
A) 40 à 80% (avantageusement 50 à 80%) de PVDF,
B) 10 à 40% de PMMA, C) 10 à 40% d'une charge conductrice.
La composition ci-dessus est mise en solution dans un solvant puis étalée sur un substrat et le solvant évaporé. Les bornes métalliques pour la connexion au circuit électrique peuvent être disposées aux extrémités du revêtement avant ou après l'application.
S 'agissant du PVDF, on désigne ainsi les copolymères du VDF, du TFE et de l'HFP ayant au moins 15% en moles de motifs TFE et avantageusement les copolymères VDF-TFE-HFP de composition molaire respective 60 à 80/ 15 à 20/ 0 à 25 (le total étant 100) .
On peut encore citer les copolymères du fluorure de vinylidene (VDF) contenant de préférence au moins 60% en poids de VDF, le copolymère étant choisi parmi le chlorotrifluoroéthylêne (CTFE) , l'hexafluoropropylène (HFP) , le trifluoroéthylêne (VF3) et le tétrafluoroéthylêne (TFE) . Avantageusement la proportion de VDF est d'au moins 75% et de préférence d'au moins 85%. Parmi ces comonomères on préfère l'HFP.
Avantageusement le PVDF (A) est un mélange de (Al) choisi parmi les PVDF homopolymères et les copolymères VDF- HFP contenant au moins 85% en poids d'HFP et de (A2) qui sont les copolymères du VDF, du TFE et de l'HFP ayant au moins 15% en moles de motifs TFE et avantageusement les copolymères VDF-TFE- HFP de composition molaire respective 60 à 80/ 15 à 20/ 0 à 25 (le total étant 100) . Les proportions de (Al) et (A2) peuvent être dans le rapport (A1)/(A2) entre 20/80 et 20/80 en poids. Le PVDF peut être modifié en tout ou partie c'est à dire qu'on y introduit des fonctions, le but est de faciliter l'accrochage de la peinture sur le substrat. Avantageusement le PVDF modifié est choisi parmi : les PVDF greffés par un monomère insaturé, le greffage étant effectué par irradiation en l'absence d'oxygène d'un mélange, les PVDF irradiés en présence d'oxygène (aussi désignés par PVDF oxydés 1) , les PVDF deshydrofluorés puis oxydés (aussi désignés par PVDF oxydés 2) .
S ' agissant du PMMA on désigne ainsi les homopolymères du méthacrylate de méthyle et les copolymères contenant au moins 50% en poids de méthacrylate de méthyle.
Le PMMA peut contenir un élastomère acrylique.
S ' agissant de la charge conductrice (C) , elle peut être choisie parmi toutes les poudres de matériaux conducteurs de l'électricité et avantageusement les métaux en poudre, le noir de carbone, le graphite et les oxydes métalliques.
Avantageusement (C) est choisi parmi le noir de carbone (en préférence de pH de 2 à 7) et le graphite. Avantageusement le graphite (naturel ou synthétique) est sous forme de plaquettes. De préférence sa granulométrie est entre 5 et 50 μm.
On peut encore utiliser une composition à effet PTC comprenant, en poids, le total étant 100% :
A) 40 à 80% de PVDF,
B) 0 à 40% (avantageusement 10 à 40%) d'un polymère acrylique ou styrénique, C) 0 à 40% d'une résine époxy,
D) 0 à 60% d'au moins un oxyde métallique,
E) 0 à 25% de graphite,
D+E valant au moins 10% et avantageusement B+C valant au moins 10%. (B) peut être un mélange de différents polymères acryliques et/ou styréniques .
On peut encore citer les copolymères du fluorure de vinylidene (VDF) contenant de préférence au moins 60% en poids de VDF, le copolymère étant choisi parmi le chlorotrifluoroéthylêne (CTFE), 1 'hexafluoropropylène (HFP), le trifluoroéthylêne (VF3) et le tétrafluoroéthylêne (TFE) .
Avantageusement la proportion de VDF est d'au moins 75% et de préférence d'au moins 85%. Parmi ces comonomères on préfère
1 ' HFP . Avantageusement le PVDF (A) est choisi parmi les PVDF homopolymères et les copolymères VDF- HFP contenant au moins
85% en poids d'HFP.
Le PVDF peut être modifié en tout ou partie c'est à dire qu'on y introduit des fonctions, le but est de faciliter l'accrochage de la composition sur un substrat ou l'accrochage des électrodes sur la composition. Avantageusement le PVDF modifié est choisi parmi : les PVDF greffés par un monomère insaturé, le greffage étant effectué par irradiation en l'absence d'oxygène d'un mélange, les PVDF irradiés en présence d'oxygène (aussi désignés par PVDF oxydés 1) , les PVDF deshydrofluorés puis oxydés (aussi désignés par PVDF oxydés 2) .
S 'agissant du PMMA on désigne ainsi les homopolymères du méthacrylate de méthyle et les copolymères contenant au moins 50% en poids de méthacrylate de méthyle.
A titre d'autre exemple de polymère acrylique (B) on peut citer les copolymères à blocs ayant au moins un bloc constitué de PMMA au sens du paragraphe PMMA précédent c ' est à dire que ce bloc contient en poids au moins 50% de méthacrylate de méthyle. Parmi ces polymères on peut citer les triblocs constitués d'un bloc en poly (acrylate de butyle) entre deux blocs en PMMA. On peut encore citer les triblocs S-B-M dans lesquels : chaque bloc est relié à l'autre au moyen d'une liaison covalente ou d'une molécule intermédiaire reliée à l'un des blocs par une liaison covalente et à l'autre bloc par une autre liaison covalente, le bloc M est constitué de monomères MMA éventuellement copolymérisés avec d'autres monomères et comprend au moins 50% en poids de méthacrylate de méthyle (MMA) , le bloc B est incompatible avec le PVDF et avec le bloc M, le bloc S est incompatible avec le bloc B et le bloc M et sa Tg ou sa température de fusion Tf est supérieure à la Tg de B. S 'agissant des polymères styrèniques (B) de la composition à effet PTC on peut citer à titre d'exemple les copolymères à blocs S-B-S linéaires ou en étoile éventuellement hydrogénés (ils sont alors désignés par S-EB-S) . Des triblocs S-B-S sont décrits dans ULLMANN'S encyclopedia of industrial chemistry Vol A 26, pages 655 - 659.
S 'agissant de la résine epoxy (C) on désigne ainsi tout composé organique possédant au moins deux fonctions de type oxirane, polymérisable par ouverture de cycle. Le terme "résines époxy" désigne toutes les résines époxy usuelles liquides à température ambiante (23 °C) ou à température plus élevée.
S 'agissant de l'oxyde métallique (D) , on peut citer à titre d'exemple les oxydes d'étain et d'antimoine.
S 'agissant du graphite (E) , avantageusement le graphite (naturel ou synthétique) est sous forme de plaquettes. Selon un mode de réalisation, le fait d'avoir des latex avec des particules dispersées permet leur mise en œuvre entre deux surfaces conductrices, par trempage, imprégnation, séchage ou extrusion sur différents supports continus, ou sur des fils de natures différentes selon les milieux choisis, les densités d'apport d'énergie souhaités et les contraintes mécaniques prévisibles. Les supports ou les fils peuvent être dans tout matériau dont les points de fusion sont notamment supérieurs à 220 °C pour permettre la tenue à un traitement thermique à 180°C pendant 30 minutes et par exemple, soit en polyester soit en polyamide 6 ou en polyamide 6,6.
Une fois identifié le type de performances voulues, les produits à résistance autocontrôlée par la température (PTC) disponibles peuvent être utilisés selon les paramètres de choix suivants :
• Voltage de 9 à 440 v.
• Densité de puissance de 30 à 15000 ou 100.000 w/m . • Températures de +2°C à +150 °C ou plus selon les compositions de polymère utilisées.
• Longévité adaptée aux situations selon les formules.
• Fréquences de changements chaud/froid.
• Vitesse de montée en température . • Mode de régulation autour du point de consigne.
• Limites économiques et critères de surfaces.
Selon un autre objet, l'invention concerne des structures mono ou multicouches d'isolation et/ou de protection par exemple de corrosion, comprenant les nappes chauffantes décrites plus haut .
Par structures chauffantes monocouches on entend l'intégration de la nappe chauffante à structure perforée ou maillée dans une seule épaisseur de matériau isolant par exemple des dalles de béton ou des plaques de sol acrylique, des plaques de plâtres, de polymère, etc. Dans ce cas, les espaces vides formés par les mailles ou les perforations permettent l'intégration complète des éléments chauffants dans les structures d'isolation et/ou de protection de corrosion. Par structures chauffantes multicouches on entend l'insertion de la nappe chauffante entre différentes couches de matériaux identiques ou différents ayant des propriétés isolantes et/ou de protection par exemple de corrosion.
L'invention a aussi pour objet les matériaux chauffants fabriqués à partir de telles nappes chauffantes.
En particulier on peut utiliser les nappes chauffantes à structure continue recouvertes d'un polymère isolant électriquement mais conducteur sur le plan thermique, pour réaliser un échangeur à plaques chauffantes instantané plus léger et plus compact que les systèmes actuels qui en limitent les installations à des sites dispersés mais sous fort contrôle technique .
Cet échangeur à plaques chauffantes instantanées est conçu selon le modèle connu en aluminium ou en acier, ou tout autre métal ou plastique. Les modules correspondants sont réalisés ici en plaques de PMMA ou autre système liant plastique chargé de poudre aluminium aux granulométries bien réparties et déjà utilisées pour réaliser des moules rapides pour séries limitées. Ce faisant, les plaques qui entourent les éléments PTC sont rendues isolantes au plan électrique, tout en ayant de très bonnes propriétés de conductivité thermiques recherchée, avec 1 à 5 mm d'épaisseur au lieu des 20 mm imposés pour le moment par les éléments chauffants à 800°C et aux problèmes liés à la réduction de ces températures à moins de 100 °C sans perte d'étanchéité et sans déformation des plaques de métal. Les éléments obtenus sont bien plus compacts que les modèles connus à ce jour pour le même service.
Les applications des ces matériaux chauffants sont maintenant précisées dans tous les domaines humains et industriels connus avec la mise en place, au cas par cas, des compositions de polymères à effet PTC les plus performantes. Les systèmes étudiés d'apports d'énergies auto limitée en nappe peuvent couvrir les activités suivantes ;
• bâtiments chauffés en hors gel à +2°C au sol, ou à 15 °C pour un premier chauffage au sol ou aux murs, ou des nappes au plafond autour de 40 °C selon les limites imposées par la stabilité des matériaux ( plâtres, polymères...) .
• Les sous couches de tapis pour sécher et éviter les proliférations des acariens et assurer un confort de contact immédiat .
• Les usages domestiques en gastronomie entre 30 et 70/80°C et plus pour améliorer les goûts des produits sous cuisson contrôlée, et le maintien en température des aliments préparés, ou même leur réchauffage rapide sans autre matériel qu'une plaque de chauffe sans thermostat nécessaire.
• Les détails de chauffe par contact dans les salles de bains .
• Les transports d'énergie dans les fonds marins, dans de l'eau à +4°C dès 500 mètres de fond, avec la possibilité de chauffer des tubes de 12 pouces % en plus des précautions d'isolation des tubes par éléments isolants.
• Le dégivrage des moyens de transport par apport rapide d'énergie sous température fixée à l'avance, et à puissance évolutive; il peut aussi bien s'agir des ponts de bateaux que des ailes d'avion et que des habitacles de voitures ou véhicules commerciaux.
• Les domaines de santé, de l'élevage de tous animaux domestiques ainsi que pour l'industrie alimentaire, avec la possibilité de chauffer à tout moment toutes surfaces à la température voulue, de 35°C à la température de pasteurisation/ 70°C pendant la période jugée optimale après des tests de validation.
• L'industrie en général avec les produits sensibles à la température pour les stockages, les lignes de transports, les réacteurs, les moules pour matériaux divers . • Egalement, les surfaces sous les racines des plantes pour permettre des croissances contrôlées à chaque niveau de température déterminé optimal. Les transmissions de chaleur aux plantes se font bien plus rapidement et avec économie par les contacts de racines que par le milieu aérien.
Selon un autre objet l'invention concerne les matériaux PTC décrits à usage domestique ou à usage industriel dans les domaines de la construction et du bâtiment, du transport d'énergie dans les fonds marins, de la santé humaine ou animale, de l'industrie alimentaire ou de l'industrie des contrôles de procédés qui comprennent les dispositifs (nappes ou structures chauffantes) tels que décrits plus haut.
Pour les matériaux de construction de bâtiments à usage industriel ou domestique tels que les matériaux pour sols, murs plafonds ou sous couche de tapis à usage industriel ou domestique, on utilise plus particulièrement ce concept pratique de nappes chauffantes pour maintenir les températures aux seuils visés : hors gel à +2°C, confort à 15/25°C, séchage à 30/40°C, chauffage par rayonnement basse température.
Les transferts d'application se font entre le secteur industriel et le secteur domestique par réduction de la taille des zones chauffées aux 10 à 100 m2 usuels en habitat urbain ou rural .
Selon un autre mode d'application l'invention concerne des tuyaux chauffants et en particulier des tuyaux chauffants pour le transports de pétrole ou de gaz en production off shore ou on shore qui comprennent les nappes chauffantes .
Le problème du maintien en température des flux de pétrole sous l'eau à plus de 500 mètres de fond est très important, car l'eau est à 4°C du fait de la pression, tandis que les fluides sont pompables à plus de 50°C. Il est impératif de maintenir des températures minimales pour ne pas boucher les circuits. Ceci est obtenu avec des isolations thermiques qui permettent des arrêts limitées à un certain nombre d'heures, mais sans apport d'énergie possible à ce jour.
Les structures chauffantes PTC décrites permettent de doser les puissances requises pour compenser les pertes de chaleur de l'ordre de 60 W/m2 pour des tubes de 12 pouces 3/4 qui offrent des surfaces de pertes de 1 m2/mètre linéaire. La puissance requise est donc de 480 KW pour un tube de grand fond de 8 km, ce qui est typique en production off shore. Les puissances de quelques MW sur les plates formes permettent ce genre d'appoint de puissance.
Afin de pouvoir chauffer en contrôlant la température, les nappes sont par exemple insérées dans les multicouches de protection de corrosion des tubes, entre la couche époxy et la couche de polyoléfine. Les mailles qui sont éventuellement vides entre deux conducteurs, permettent l'intégration complète des éléments chauffants dans les structures d'isolation et de protection de corrosion.
Selon un autre mode d'application, l'invention concerne l'utilisation pour la suppression par chauffage de la contamination par des agents pathogènes des nappes ou structures chauffantes telles que décrites plus haut.
Dans cette application particulière de la suppression de la contamination par des agents pathogènes par chauffage on peut également utiliser des nappes chauffantes de type (b) comprenant au moins une couche de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC placée entre deux conducteurs électriques .
Plus particulièrement, ces nappes de type (b) comprennent une couche de polymère conducteur sous forme de couche continue et homogène comme dans les nappes de type (ai) décrites précédemment ou bien une couche de polymère conducteur sous forme de maille comme dans les nappes décrites précédemment et deux conducteurs électriques qui sont situés aux extrémités des nappes et qui apportent l'énergie électrique au système. Selon un mode d'utilisation préféré, dans ladite nappe chauffante (b) le polymère conducteur formant la couche placée entre les deux conducteurs électriques dans ladite nappe chauffante de type (b) est réparti avec une densité comprise entre 0.01 et 5 Kg/m2.
Lorsque le polymère conducteur forme une couche continue placée entre les deux conducteurs électriques on préférera une répartition avec une densité comprise entre 1 et 5 Kg/m2.
Lorsque le polymère conducteur forme une couche maillée placée entre les deux conducteurs électriques, on préférera une répartition avec une densité comprise entre 10 et 500 g/m2.
Selon un autre mode d'utilisation préféré pour la suppression de la contamination par des agents pathogènes par chauffage, ladite nappe chauffante (b) est recouverte par un polymère isolant électriquement et conducteur thermique comme décrit précédemment pour les nappes de type (a) .
L'invention porte aussi sur l'utilisation pour la suppression de la contamination par des agents pathogènes par chauffage d'une structure chauffante mono ou multicouches comprenant au moins une nappe chauffante de type (b) .
Le nettoyage physique des surfaces techniques est plus ou moins crucial au plan micro biologique selon la destination de ces plans de travail. Qu'il s'agisse d'industrie alimentaire, de pharmacie, de chirurgie, de laboratoires biologiques divers, il est souvent essentiel d'avoir des surfaces propres dont on est aussi certain qu'elles sont décontaminées de toute pollution microbienne extérieure à un moment donné. D'ordinaire, ce but est présumé atteint quand les nettoyants de surface sont réputés antibactériens dans les conditions de mise en œuvre prescrites. Mais il est clair que les contrôles de surface ne se font pas couramment, à chaque nettoyage antimicrobien. L'option de chauffage PTC des surfaces permet de procéder en deux étapes, dont la première consiste à nettoyer mécaniquement les surfaces. Ensuite, la seconde étape est celle de chauffer la surface visée pendant le temps compté de 1 à 15 minutes à la température requise et obtenir l'assainissement souhaité.
Dans un mode d'application particulier de la suppression par chauffage de la contamination par des agents pathogènes, les nappes chauffantes recouvertes de polymère isolant permettent de mettre en place des systèmes de génération d'eau chaude instantanée qui ne chauffent l'eau qu'au moment de l'ouverture du robinet, qui sont plus légers et plus compacts que les systèmes actuels et qui offrent une option de garantie et de performance améliorée.
Concernant les divers contrôles de procédés dans l'industrie pour toute la gamme de températures entre +5°C et +150°C, il est souvent très difficile de réguler autour des niveaux requis en raison de l'hétérogénéité des systèmes étudiés. On assiste à des phénomènes de surchauffe en surface, pour des températures à cœur insuffisantes .
Dans les mises en œuvre de systèmes alimentaires délicats, de bio fermentations par exemple lactiques et/ou fromagères, de maturation des viandes, des crèmes, des chocolats, glucoses et autres, le respect des températures maximales strictes oblige à des systèmes de régulation très complexes.
La mise en place de nappes chauffantes aux formes et puissances ajustables selon les besoins permet de simplifier la conception de ces matériels. Ces nappes peuvent être adaptées sous toutes les formes, avec les surfaces ou mailles conductrices chauffantes décrites ci dessus.
Dans le domaine de l'aviation, les avions ont des points très sensibles aux températures extérieures à -50°C. Les protections actuelles se font avec des apports de puissances constantes, ce qui entraîne des surchauffes ou des températures trop basses. Il est donc souhaitable de pouvoir chauffer en divers points de façon contrôlée en délocalisé en intégrant par exemple, des nappes chauffantes dans les ailes d'avion pour les protections antigel de surface ainsi que pour maintenir en température des organes d'évacuation divers et des circuits exposés hors de la carlingue.
Cette performance est permise par les propriétés de chauffage homogène et régulier des nappes de l'invention.
L'invention sera mieux comprise au regard des exemples suivants, qui sont donnés à titre illustratif et non limitatif.
Exemples
Préparation des nappes chauffantes Exemple la
Un rouleau de 1 mètre de large est imprégné par trempage dans une suspension d'un mélange de polymères PTC (30% de
Graphite, 40% de PVDF, 30% de PMMA) avec une densité de
100 g/m2 sur un matériau support soit en polyester soit en polyamide 6 ou en polyamide 6,6 de 1 cm2 ( 1 cm par 1 cm) . On effectue ensuite un séchage puis un conditionnement à 180°C ou par rouleau d' impression en continu avec la suite de traitements thermiques adaptés. Le réseau de conducteurs électriques pour le contrôle du courant est tissé dans les mailles avec une distribution de 15 cm de large pour les polarités du courant. Les redistributions se font en peigne de conducteurs (branchements en 110 V ou 42 V) .
Les mailles conductrices dégagent une puissance de 100 W/m2 à 12°C sous 110V et 50 W/m2 à 3°C sous 42 V.
Exemple lb Les nappes chauffantes obtenues selon l'exemple la sont isolées électriquement par application d'un polymère de type PMMA.
Préparation de structure monocouche ou multicouche et applications. Exemple 2
Une nappe chauffante avec des mailles de 2 mm d'épaisseur isolée électriquement obtenue comme décrit dans l'exemple lb est intégrée dans une épaisseur de 10 mm de ciment autolissant au-dessus du béton de sol et par bandes de 10 mètres de long.
Le courant est branché en donnant en 20 minutes les températures indiquées. Les enregistrements de courant consommé montrent les alternances de puissances nécessaires entre le jour et la nuit, ainsi que les changements de puissance en fonction de la température pendant la journée.
Exemple 3
Des plaques comprenant une nappe selon l'exemple la ou lb de taille de 0.5 x 0.5 mètres sont fixées aux plafonds en s' adaptant aux dimensions des éléments unitaires de différents modèles amovibles. Les puissances sont de l'ordre de 100 à 120 W/m2 avec environ 45°C maximum dans le cas de surfaces de type plâtre.
Ces surfaces de chauffe sont adaptées au chauffage des maisons par radiations sous plafond ou en sous couches des tapis ou dans les sols bétons immergés .
Dans le cas des sols et des dessous de tapis, les nappes chauffantes sont immergées dans les milieux visés, avec le seuils de températures appropriés pour la puissance requise et le voltage accepté par les normes de sécurité.
Exemple 4
Dans le cas de sols en acryliques chargés de billes de verre, les nappes chauffantes et conductrices obtenues selon l'exemple lb sont immergées telles quelles sans avoir besoin d'isolation puisque le PMMA est étanche à l'eau et isolant électrique .
Les branchements électriques se font d'une bande déroulée à l'autre pour permettre l'installation de chauffage homogène d'une zone de 5 mètres de large par 10 mètres de long. Quand une isolation thermique est installée sur le sol, on constate qu'on garde finalement la même température de consigne qui est de 12 °C pour 110 V.
Les cycles de température ont été testés sur des périodes de 5 jours, puis de 30 et de 90 jours sans changement notable de performances . Des marquages au sol sont prévus pour indiquer les limites de connexions électriques par modules de tailles adaptées, par exemple de 50 m2 dans un ensemble de 500 m2 ou davantage.
Exemple 5
Pour la mise hors gel de surface industrielle, on utilise des nappes filets selon l'exemple la de 1 mètre de large en rouleaux de 20 à 50 mètres avec des apports de courant espacés de 10 cm aux mailles conductrices de taille 0.5 par 0.5 cm à 2 par 2 cm selon les puissances requises et un réseau de conducteurs intégrés sous forme de modules étanches.
Les températures atteintes sont de +5°C au minimum et de +28 °C au maximum en moins de 30 minutes au sol, et de 45 °C maximum au plafonds et sur les murs.
Dans le cas de l'habitat humain permanent, les détections de présence par IR permettent de déclencher les chauffages localisés uniquement quand il y a besoin de chauffer, et d'arrêter selon des temporisations choisies.
Exemple 6
Pour préparer des tubes de chauffages utilisés dans les installations pétrolières et de gaz en off shore et on shore, on utilise une banderole de largeur fixée en fonction de la puissance à transmettre et du diamètre des tubes. Cette banderole est enroulée de façon continue autour du tube à traiter.
La banderole chauffante est préparée en insérant la nappe chauffante dans les multicouches de protection contre la corrosion des tubes, entre la couche époxy et la couche de polyoléfine. Les bilans thermiques sont établis par exemple à hauteur de 60 W/m2 à 60°C pour un tube de 12 pouces à immerger sous
1500 mètres d'eau dans un milieu à 4°C. La puissance consommée est de 480 KW pour une ligne de 8 km qui est typique en installation off-shore.
Exemple 7
Dans le cadre de l'utilisation de surfaces sensibles, il est possible de garantir la propreté microbiologique à tout moment sans avoir besoin de contrôle immédiat préalable.
Les tests de chauffe à 70 °C minimum, et 80°C maximum, ont montré que les germes classiques sont éliminés alors que la surface témoin est restée contaminée.
Ceci s'applique aussi pour la garantie de maintien en température de l'eau dans les réserves d'eau chaude sans risque de passer au-dessous de 50°C ainsi que pour les systèmes de génération d'eau chaude instantanée avec échangeur à plaques chauffantes instantanées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Nappe chauffante comprenant au moins une couche de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC placée entre au moins deux surfaces électriquement conductrices.
2. Nappe chauffante selon la revendication 1 dans laquelle la couche de polymère conducteur et les deux surfaces électriquement conductrices se présentent sous la forme de couches continues et homogènes.
3. Nappe chauffante selon les revendications 1 ou 2 dans laquelle l'ensemble formé par la couche de polymère conducteur et les deux surfaces électriquement conductrices présentent des perforations.
4. Nappe chauffante comprenant plusieurs bandes accolées constituées d'une couche de polymère conducteur, sous forme de couche continue et homogène ou sous forme de maille, reliée à deux conducteurs électriques situés aux extrémités de ladite couche .
5. Nappe chauffante selon les revendications 1 à 4 dans laquelle le polymère conducteur formant la couche placée entre les deux conducteurs électriques est réparti avec une densité comprise entre 0.01 et 5 Kg/m2.
6. Nappe chauffante selon les revendications 1 à 5 dans laquelle le polymère conducteur formant la couche continue placée entre les deux conducteurs électriques est réparti avec une densité comprise entre 1 et 5 Kg/m2.
7. Nappe chauffante selon les revendications 1 à 6 dans laquelle le polymère conducteur formant la couche maillée placée entre les deux conducteurs électriques est réparti avec une densité comprise entre 10 et 500 g/m2.
8. Nappe chauffante selon l'une quelconque des revendications précédentes recouverte par un polymère isolant électriquement et conducteur thermique
9. Structure chauffante mono ou multicouches comprenant au moins une nappe chauffante selon l'une des revendications 1 à 8.
10. Matériaux chauffants à usage domestique ou à usage industriel comprenant les nappes ou structures chauffantes selon les revendications 1 à 9.
11. Matériaux chauffants de construction de bâtiments pour sols, murs, plafonds, ou sous couche de tapis comprenant au moins une nappe ou structure chauffante selon l'une des revendications 1 à 9.
12. Systèmes chauffants comprenant au moins une nappe ou structure chauffante selon l'une des revendications 1 à 9.
13. Utilisation de nappe ou structure chauffante selon les revendications 1 à 9 dans les domaines de la construction et du bâtiment, du transport d'énergie dans les fonds marins, de la santé humaine ou animale, de l'industrie alimentaire ou de l'industrie des contrôles de procédés.
1 . Utilisation pour la suppression par chauffage de la contamination par des agents pathogènes d'au moins une nappe ou structure chauffante selon l'une des revendications 1 à 9.
15. Utilisation dans les domaines de la construction et du bâtiment, du transport d'énergie dans les fonds marins, de la santé humaine ou animale, de l'industrie alimentaire ou de l'industrie des contrôles de procédés d'au moins une nappe chauffante, ladite nappe chauffante comprenant au moins une couche de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC placée entre deux conducteurs électriques .
16. Utilisation, pour la suppression de la contamination par des agents pathogènes par chauffage, d'au moins une nappe chauffante, ladite nappe chauffante comprenant au moins une couche de polymère conducteur à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC placée entre deux conducteurs électriques .
17. Utilisation selon l'une des revendications 15 ou 16 d'une nappe chauffante comprenant une couche de polymère conducteur sous forme de couche continue et homogène, reliée à au moins deux conducteurs électriques situés aux extrémités de ladite couche.
18. Utilisation selon l' une des revendications 15 ou 16 d'une nappe chauffante comprenant une couche de polymère conducteur sous forme de maille, reliée à deux conducteurs électriques situés aux extrémités de ladite couche.
19. Utilisation selon l'une des revendications 15 à 18 dans laquelle le polymère conducteur formant la couche placée entre les deux conducteurs électriques est réparti avec une densité comprise entre 0.01 et 5 Kg/m2.
20. Utilisation selon l'une des revendications 15 à 19 dans laquelle le polymère conducteur formant la couche continue placée entre les deux conducteurs électriques est réparti avec une densité comprise entre 1 et 5 Kg/m2.
21. Utilisation selon l'une des revendications 15 à 20 dans laquelle le polymère conducteur formant la couche maillée placée entre les deux conducteurs électriques est réparti avec une densité comprise entre 10 et 500 g/m2. 22 Utilisation selon l'une des revendications 15 à 21 dans laquelle la nappe est recouverte par un polymère isolant électriquement et conducteur thermique .
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