Verfahren zur Herstellung von metallisierten Oberflächen, metallisierte Oberfläche und ihre Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer metallisierten Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass man
(A) musterförmig oder flächig eine Formulierung aufbringt, die als Komponente mindestens ein Metallpulver (a) enthält,
(B) ein weiteres Metall auf der textilen Oberfläche abscheidet und
(C) eine weitere Schicht aufbringt, welche Kohlenstoff in der Modifikation als Ruß oder Kohlenstoff-Nanoröhren oder Graphen enthält.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Oberflächen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von metallisierten Oberflächen.
Die Herstellung von metallisierten Flächengebilden ist ein Arbeitsgebiet mit großem Wachstumspotenzial. Metallisierte Flächengebilde, beispielsweise Folien und metallisierte Textilien, finden zahlreiche Anwendungsgebiete. Insbesondere metallisierte texti- le Flächengebilde lassen sich beispielsweise als Heizmäntel einsetzen, weiterhin als Modeartikel, beispielsweise für leuchtende Textilien, oder zur Herstellung von Textilien, die in der Medizin einschließlich der Prophylaxe eingesetzt werden können, beispielsweise zur Überwachung von Organen und ihrer Funktion. Weiterhin kann man metallisierte textile Flächengebilde zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung einsetzen.
Insbesondere bisherige Verfahren zur Herstellung von derartigen metallisierten Textilien sind jedoch noch sehr aufwändig und nicht flexibel. Man benötigt spezielle Geräte und kann herkömmliche Apparaturen wie beispielsweise konventionelle Webstühle nicht verwenden. So ist es beispielsweise bekannt, Metallfäden in Textil einzuarbeiten. Insbesondere ist bekannt, Kohlenstoff-, Silber- oder Stahlfasern auf Gewebe aufzubringen oder Silber- oder Kupferfasern einzuweben. Es ist jedoch in vielen Fällen nicht möglich, beispielsweise Kupferfäden und Polyesterfäden in einer befriedigenden Weise miteinander zu Geweben kombinieren, weil man spezielle Webstühle benötigt, außerdem muss von Anfang des Produktionsprozesses an feststehen, in welcher Form Me- tall einzuarbeiten ist. Ein flexibles Eingehen auf Kundenwünsche ist so nicht möglich.
In WO 2007/074090 ist ein Verfahren zur Herstellung von metallisierten Textilien offenbart. Das offenbarte Verfahren erlaubt eine einfache Herstellung beispielsweise von erwärmbaren Textilien. Es geht von Textil aus, auf welches ein Metallpulver aufge- druckt wird, vorzugsweise ein Carbonyleisenpulver. In einem weiteren Schritt metallisiert man, beispielsweise durch Galvanisieren. Man kann äußerst leicht komplizierte metallisierte Muster erzeugen.
In WO 2008/101917 ist ein Verfahren zur Herstellung von metallisierten Textilien offenbart, die in einem zusätzlichen Arbeitsschritt mit Strom erzeugenden oder Strom verbrauchenden Artikeln versehen werden.
Beide offengelegte Methoden erlauben ein äußerst einfaches und kostengünstiges Vorgehen bei der Metallisierung von Textilien. In einigen Fällen werden jedoch auch Nachteile beobachtet. So stellt man fest, dass im Falle des Bruchs oder Knickens einer der aufgedruckten Leitungen für elektrischen Strom„Hot Spots" entstehen, die auf den aufgebauten elektrischen Widerstand zurückzuführen sind. Derartige„Hot Spots" können eine Feuergefahr bedeuten, da Brüche und Knicken von Leitungen bei länger gebrauchten und mechanisch beanspruchten metallisierten Textilien in vielen Fällen nicht zu vermeiden sind. Derartige Nachteile sind auch zu beobachten, wenn man andere Substrate als Textil wählt. Hot Spots können auch in metallisierten Kunststofffolien unerwünscht sein.
Es bestand also die Aufgabe, ein Verfahren bereit zu stellen, durch das sich metallisierte Textilien und auch andere metallisierte Substrate herstellen lassen, die auch bei längerer Beanspruchung keine„Hot Spots" bilden. Weiterhin bestand die Aufgabe, metallisierte Textilien bereit zu stellen, die sich einfach herstellen lassen, aber auch bei längerer mechanischer Beanspruchung keine„Hot Spots" bilden.
Dementsprechend wurde das eingangs definierte Verfahren gefunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer metallisierten Oberfläche ist dadurch gekennzeichnet, dass man
(A) flächig oder vorzugsweise musterförmig eine Formulierung aufbringt, die als Komponente mindestens ein Metallpulver (a) enthält,
(B) ein weiteres Metall auf der textilen Oberfläche abscheidet, und
(C) eine weitere Schicht aufbringt, welche Kohlenstoff in der Modifikation als Ruß oder Kohlenstoff-Nanoröhren oder Graphen enthält.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt man eine Oberfläche eines Substrats bereit, die aus beliebigen vorzugsweise säurestabilen Materialien sein kann. Geeignet sind beispielsweise manuell biegsame Substrate, beispielsweise Kunststofffolien wie Folien aus Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und/oder Copolymeren von Polystyrol, beispielsweise ABS oder SAN, weiterhin Polyvinylchlorid. in einer Ausführungsform ist die Oberfläche des Substrats eine textile Oberfläche, im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch kurz als Textil bezeichnet, beispielsweise Gewirke, Bänder, Bändchen, Strickwaren oder bevorzugt Gewebe oder Vliesstoffen
(Non-Wovens). Textilien im Sinne der vorliegenden Erfindung können steif oder vorzugsweise flexibel sein. Vorzugsweise handelt es sich um solche Textilien, die man ein- oder mehrmals beispielsweise manuell biegen kann, ohne dass man visuell einen Unterschied zwischen vor dem Biegen und nach der Rückstellung aus dem gebogenen Zustand feststellen kann.
Textilien im Sinne der vorliegenden Erfindung können aus Naturfasern oder synthetischen Fasern oder Gemischen von Naturfasern und synthetischen Fasern sein. An Naturfasern seien beispielsweise Wolle, Flachs und bevorzugt Baumwolle zu nennen. An synthetischen Fasern seien beispielsweise Polyamid, Polyester, modifiziertes Polyester, Polyestermischgewebe, Polyamidmischgewebe, Polyacrylnitril, Triacetat, Acetat, Polycarbonat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyestermikrofasern genannt, bevorzugt sind Polyester und Mischungen von Baumwolle mit synthetischen Fasern, insbesondere Mischungen von Baumwolle und Polyester.
Textil im Sinne der vorliegenden Erfindung kann unbehandelt oder vorzugsweise vorbehandelt sein. Beispiele für Vorbehandlungsmethoden sind Bleichen, Färben, Beschichten und Ausrüsten, beispielsweise Knitterarm-Ausrüstung. Auf Textil bringt man ein einem ersten Arbeitsschritt (A), kurz auch Schritt (A) genannt, auf Textil flächig oder musterförmig eine Formulierung auf, die als Komponente mindestens ein Metallpulver (a) enthält, wobei das betreffende Metall in der elektrochemischen Spannungsreihe der Elemente vorzugsweise ein stärker negatives Normalpotenzial aufweist als Wasserstoff.
Bei Formulierung aus Schritt (A) handelt es sich um eine vorzugsweise flüssige Formulierung, besonders bevorzugt um eine wässrige Formulierung. Dabei werden unter wässrigen Formulierungen solche verstanden, deren kontinuierliche Phase mindestens 50%, bevorzugt mindestens 66% und besonders bevorzugt mindestens 90% Wasser als Lösungsmittel umfasst. In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen wässrige Formulierungen solche, bei denen die kontinuierliche Phase keine organischen Lösungsmittel enthält.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält Formulierung aus Schritt (A) im Bereich von 1 bis 70 Gew.-% Metallpulver (a).
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das dem Metallpulver (a) zu Grunde liegende Metall in der elektrochemischen Spannungsreihe der Elemente ein stärker negatives Normalpotenzial auf als Wasserstoff. Metallpulver (a), dessen Metall in der elektrochemischen Spannungsreihe der Elemente vorzugsweise ein stärker negatives Normalpotenzial aufweist als Wasserstoff, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch kurz als Metallpulver (a) bezeichnet.
Metallpulver (a) ist vorzugsweise ein Metall oder mehrere Metalle in pulveriger Form, wobei das oder die Metalle vorzugsweise edler sind als Wasserstoff. Bevorzugt wählt man als Metallpulver (a) Silber, Zinn, Nickel, Zink oder Legierungen von einem oder mehreren der vorstehend genannten Metalle.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die Partikel von Metallpulver (a) einen mittleren Durchmesser im Bereich von 1 bis 250 nm, bevorzugt 10 bis 100 nm, besonders bevorzugt 15 bis 25 nm.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die Partikel von Metallpulver (a) einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 bis 100 μηη, bevorzugt von 0,1 bis 50 μηη, besonders bevorzugt von 1 bis 10 μηη, bestimmt durch Laserbeugungsmessung, beispielsweise an einem Gerät Microtrac X100.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bedruckt man Substrat und insbesondere Textil in Schritt (A) mit einer Druckformulierung, vorzugsweise einer wässrigen Druckformulierung, die mindestens ein Metallpulver (a) enthält, wobei das betreffende Metall in der elektrochemischen Spannungsreihe der Elemente vorzugs- weise ein stärker negatives Normalpotenzial aufweist als Wasserstoff.
Beispiele für Druckformulierungen sind Druckfarben, z. B. Tiefdruckfarben, Offsetdruckfarben, Drucktinten wie z. B. Tinten für das Valvolineverfahren und bevorzugt Druckpasten, vorzugsweise wässrige Druckpasten.
Metallpulver (a) kann beispielsweise gewählt werden aus pulverförmigem Zn, Ni, Cu, Sn, Co, Mn, Fe, Mg, Pb, Cr und Bi, beispielsweise rein oder als Gemisch oder in Form von Legierungen der genannten Metalle untereinander oder mit anderen Metallen. Geeignete Legierungen sind beispielsweise CuZn, CuSn, CuNi, SnPb, SnBi, SnCu, NiP, ZnFe, ZnNi, ZnCo und ZnMn. Bevorzugt einsetzbare Metallpulver (a) umfassen nur ein Metall, besonders bevorzugt sind Eisenpulver und Kupferpulver, ganz besonders bevorzugt Eisenpulver.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat Metallpulver (a) einen mittle- ren Teilchendurchmesser von 0,01 bis 100 μηη, bevorzugt von 0,1 bis 50 μηη, besonders bevorzugt von 1 bis 10 μηη (bestimmt durch Laserbeugungsmessung, beispielsweise an einem Gerät Microtrac X100).
In einer Ausführungsform ist Metallpulver (a) durch seine Partikeldurchmesservertei- lung gekennzeichnet. Beispielsweise kann der Wert dio im Bereich von 0,01 bis 5 μηη liegen, der Wert für dso im Bereich von 1 bis 10 μηη und der Wert für dgo im Bereich von
3 bis 100 μηι, wobei gilt: dio < dso < dgo. Dabei hat vorzugsweise kein Partikel einen größeren Durchmesser als 100 μηη.
Metallpulver (a) kann man in passivierter Form einsetzen, beispielsweise in einer zu- mindest partiell beschichteten („gecoateten") Form. Als geeignete Beschichtungen seien beispielsweise anorganische Schichten wie Oxid des betreffenden Metalls, S1O2 bzw. SiCvaq oder Phosphate beispielsweise des betreffenden Metalls genannt.
Die Partikel von Metallpulver (a) können grundsätzlich jede beliebige Form aufweisen, beispielsweise sind nadeiförmige, plattenförmige oder kugelförmige Partikel einsetzbar, bevorzugt sind kugel- und plattenförmige.
In besonders bevorzugter Weise werden Metallpulver (a) mit kugelförmigen Partikeln, bevorzugt überwiegend mit kugelförmigen Partikeln, ganz besonders bevorzugt soge- nannte Carbonyleisenpulver mit kugelförmigen Partikeln, verwendet.
Die Herstellung von Metallpulvern (a) ist an sich bekannt. Man kann beispielsweise gängige Handelswaren oder nach an sich bekannten Verfahren hergestelltes Metallpulver (a) einsetzen, beispielsweise durch elektrolytische Abscheidung oder chemische Reduktion aus Lösungen von Salzen der betreffenden Metalle oder durch Reduktion eines oxidischen Pulvers beispielsweise mittels Wasserstoff, durch Versprühen oder Verdüsen einer Metallschmelze, insbesondere in Kühlmedien, beispielsweise Gasen oder Wasser. Besonders bevorzugt verwendet man solches Metallpulver (a), das durch thermische Zersetzung von Eisenpentacarbonyl hergestellt wurde, im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Carbonyleisenpulver genannt.
Die Herstellung von Carbonyleisenpulver durch thermische Zersetzung von insbeson- dere Eisenpentacarbonyl Fe(CO)s wird beispielsweise in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, Volume A14, Seite 599, beschrieben. Die Zersetzung des Eisenpentacarbonyls kann beispielsweise bei Normaldruck und beispielsweise bei erhöhten Temperaturen, z. B. im Bereich von 200 bis 300°C, z. B. in einem beheizbaren Zersetzer erfolgen, der ein Rohr aus einem hitzebeständigen Material wie Quarz- glas oder V2A-Stahl in vorzugsweise vertikaler Position umfasst, das von einer Heizeinrichtung, beispielsweise bestehend aus Heizbändern, Heizdrähten oder aus einem von einem Heizmedium durchströmten Heizmantel, umgeben ist.
Der mittlere Teilchendurchmesser von Carbonyleisenpulver kann durch die Verfah- rensparameter und Reaktionsführung bei der Zersetzung in weiten Bereichen gesteuert werden und liegt (Zahlenmittel) in der Regel bei 0,01 bis 100 μηη, bevorzugt von 0,1 bis 50 μηη, besonders bevorzugt von 1 bis 8 μηη.
Metallpulver (a) kann man in einer Ausführungsform von Schritt (A) so verdrucken, dass die Partikel von Metallpulver so dicht liegen, dass sie bereits zum Leiten von Strom in der Lage sind. In einer anderen Ausführungsform von Schritt (A) kann man so verdrucken, dass die Partikel von Metallpulver (a) so weit voneinander entfernt sind, dass sie nicht zum Leiten des Stroms in der Lage sind.
Bevorzugt bringt man in Schritt (A) Metallpulver (a) so auf, dass man eine Interdigital- struktur erzeugt. Unter einer Interdigitalstruktur versteht man ein Muster, bei dem die Elemente fingerartig ineinander greifen, ohne sich zu berühren.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Formulierung aus Schritt (A) ein Bindemittel (b) enthalten, bevorzugt mindestens eine wässrige Dispersion von mindestens einem Film bildenden Polymer, beispielsweise Polyacrylat, Polybutadien, Copolymere von mindestens einem Vinylaromaten mit mindestens einem konjugierten Dien und gegebenenfalls weiteren Comonomeren, beispielsweise Styrol-Butadien- Bindemittel. Weitere geeignete Bindemittel sind gewählt aus Polyurethan, vorzugsweise anionischem Polyurethan, oder Ethylen-(Meth)acrylsäure-Copolymer. Bindemittel (b) können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Binder (b) bezeichnet wer- den.
Als Binder (b) geeignete Polyacrylate im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise erhältlich durch Copolymerisation von mindestens einem (Meth)acrylsäure- Ci-Cio-Alkylester, beispielsweise Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester, Acryl- säure-n-Butylester, Methacrylsäure-n-butylester, Acrylsäure-2-ethylhexylester, mit mindestens einem weiteren Comonomer, beispielsweise einem weiteren (Meth)acrylsäure- Ci-Cio-Alkylester, (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylamid, N-Methylol(meth)acrylamid, Gly- cidyl(meth)acrylat oder einer vinylaromatischen Verbindung wie beispielsweise Styrol. Als Binder (b) geeignete vorzugsweise anionische Polyurethane im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise erhältlich durch Umsetzung von einem oder mehreren aromatischen oder vorzugsweise aliphatischen oder cycloaliphatischen Dii- socyanat mit einem oder mehreren Polyesterdiolen und vorzugsweise einer oder mehreren Hydroxycarbonsäuren, z. B Hydroxyessigsäure, oder vorzugsweise Dihydroxy- carbonsäuren, beispielsweise 1 ,1 -Dimethylolpropionsäure, 1 ,1 -Dimethylolbuttersäure oder 1 ,1 -Dimethylolethansäure, oder einer Diaminocarbonsäure, beispielsweise dem Michael-Additionsprodukt von Ethylendiamin an (Meth)acrylsäure.
Als Bindemittel (b) besonders geeignete Ethylen-(Meth)acrylsäure-Copolymere sind beispielsweise durch Copolymerisation von Ethylen, (Meth)acrylsäure und gegebenenfalls mindestens einem weiteren Comonomer wie beispielsweise (Meth)acrylsäure-Ci- Cio-Alkylester, Maleinsäureanhydrid, Isobuten oder Vinylacetat erhältlich, vorzugswei-
se durch Copolymerisation bei Temperaturen im Bereich von 190 bis 350°C und Drücken im Bereich von 1500 bis 3500, bevorzugt 2000 bis 2500 bar.
Als Bindemittel (b) besonders geeignete Ethylen-(Meth)acrylsäure-Copolymere können beispielsweise bis zu 90 Gew.-% Ethylen einpolymerisiert enthalten und eine Schmelzeviskosität v im Bereich von 60 mm2/s bis 10.000 mm2/s auf, bevorzugt 100 mm2/s bis 5.000 mm2/s aufweisen, gemessen bei 120°C.
Als Bindemittel (b) besonders geeignete Ethylen-(Meth)acrylsäure-Copolymere können beispielsweise bis zu 90 Gew.-% Ethylen einpolymerisiert enthalten und eine Schmelzemassefließrate (MFR) im Bereich von 1 bis 50 g/10 min, bevorzugt 5 bis 20 g/10 min, besonders bevorzugt 7 bis 15 g/10 min aufweisen, gemessen bei 160°C und einer Belastung von 325 g nach EN ISO 1 133. Als Bindemittel (b) besonders geeignete Copolymere von mindestens einem Vinylaro- maten mit mindestens einem konjugierten Dien und gegebenenfalls weiteren Como- nomeren, beispielsweise Styrol-Butadien-Bindemittel, enthalten mindestens eine ethy- lenisch ungesättigte Carbonsäure oder Dicarbonsäure oder ein geeignetes Derivat, beispielsweise das entsprechende Anhydrid, einpolymerisiert. Besonders geeignete Vinylaromaten sind para-Methylstyrol, α-Methylstyrol und insbesondere Styrol. Besonders geeignete konjugierte Diene sind Isopren, Chloropren und insbesondere 1 ,3- Butadien. Als besonders geeignete ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren oder Dicar- bonsäuren oder geeignete Derivate davon seien (Meth)acrylsäure, Maleinsäure, Ita- consäure, Maleinsäureanhydrid bzw. Itaconsäureanhydrid beispielhaft genannt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten als Bindemittel (b) besonders geeignete Copolymere von mindestens einem Vinylaromaten mit mindestens einem konjugierten Dien und gegebenenfalls weiteren Comonomeren einpolymerisiert: 19,9 bis 80 Gew.-% Vinylaromat,
19,9 bis 80 Gew.-% konjugiertes Dien,
0,1 bis 10 Gew.-% ethylenisch ungesättigte Carbonsäure oder Dicarbonsäure oder ein geeignetes Derivat, beispielsweise das entsprechende Anhydrid.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wählt man Bindemittel (b) aus solchen, die bei 23°C eine dynamische Viskosität im Bereich von 10 bis 100 dPa-s, bevorzugt 20 bis 30 dPa-s aufweisen, bestimmt beispielsweise durch Rotationsvisko- simetrie, beispielsweise mit einem Haake-Viskosimeter.
Formulierung aus Schritt (A) kann weiterhin ein oder mehrere Zusätze enthalten, beispielsweise einen oder mehrere Emulgatoren oder einen oder mehrere Verdicker oder einen oder mehrere Fixierer. Emulgatoren, Verdicker, Fixierer und gegebenenfalls weitere einzusetzende Zusätze sind weiter unten beschrieben.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat Formulierung aus Schritt (A) einen Feststoffgehalt im Bereich von 1 bis 90%, bevorzugt im Bereich von 30 bis 80%. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bringt man in Schritt (A) so viel Formulierung auf, dass die Belegung von Substrat und insbesondere von Textil mit Metallpulver (a) im Bereich von 20 bis 200 g/m2, bevorzugt 40 bis 80 g/m2 liegt.
Nach dem Aufbringen von Formulierung aus Schritt (A) kann man härten, beispielswei- se photochemisch oder vorzugsweise durch thermische Behandlung, und zwar in einem oder mehreren Schritten. Wünscht man mehrere Schritte zur thermischen Behandlung durchzuführen, so kann man mehrere Schritte bei der gleichen oder vorzugsweise bei verschiedenen Temperaturen durchführen. Zum Zwecke der Härtung kann man beispielsweise bei Temperaturen im Bereich von 50 bis 200°C behandeln.
Zum Zwecke der Härtung kann man beispielsweise über einen Zeitraum von 10 Sekunden bis 15 Minuten, bevorzugt 30 Sekunden bis 10 Minuten behandeln.
Besonders bevorzugt behandelt man in einem ersten Schritt zur thermischen Behandlung bei Temperaturen im Bereich von beispielsweise 50 bis 1 10°C über einen Zeitraum von 30 Sekunden bis 3 Minuten und in einem zweiten Schritt anschließend bei Temperaturen im Bereich von 130°C bis 200°C über einen Zeitraum von 30 Sekunden bis 15 Minuten.
Natürlich passt man die Temperatur, bei der man die thermische Behandlung durchführt, an den Schmelzpunkt von Substrat an. Man kann jeden einzelnen Schritt zum Zwecke der Härtung in an sich bekannten Geräten durchführen, zum Beispiel in Trockenschränken, Spannrahmen oder Vakuumtro- ckenschränken.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man in Schritt (A) eine vor- zugsweise wässrige Druckformulierung ein, die enthält:
(a) mindestens ein Metallpulver, wobei das betreffende Metall in der elektrochemischen Spannungsreihe der Elemente vorzugsweise ein stärker negatives Normalpotenzial aufweist als Wasserstoff, bevorzugt ist Carbonyleisenpulver,
(b) mindestens ein Bindemittel,
(c) mindestens einen Emulgator, der anionisch, kationisch oder bevorzugt nichtionisch sein kann,
(d) gegebenenfalls mindestens einen Rheologiemodifizierer.
Druckformulierungen aus Schritt (A) können mindestens ein Bindemittel (b) enthalten, bevorzugt mindestens eine wässrige Dispersion von mindestens einem filmbildenden Polymer, beispielsweise Polyacrylat, Polybutadien, Copolymere von mindestens einem Vinylaromaten mit mindestens einem konjugierten Dien und gegebenenfalls weiteren Comonomeren, beispielsweise Styrol-Butadien-Bindemittel. Weitere geeignete Bindemittel (b) sind gewählt aus Polyurethan, vorzugsweise anionischem Polyurethan, oder Ethylen-(Meth)acrylsäure-Copolymer. Bindemittel (b) können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Binder (b) bezeichnet werden, b
Als Emulgator (c) kann man anionische, kationische oder vorzugsweise nicht-ionische oberflächenaktive Substanzen verwenden.
Beispiele für geeignete kationische Emulgatoren (c) sind beispielsweise einen C6-C18- Alkyl-, Cz-Cis-Aralkyl- oder einen heterocyclischen Rest aufweisende primäre, sekundäre, tertiäre oder quartäre Ammoniumsalze, Alkanolammoniumsalze,
Pyridiniumsalze, Imidazoliniumsalze, Oxazoliniumsalze, Morpholiniumsalze,
Thiazoliniumsalze sowie Salze von Aminoxiden, Chinoliniumsalze, Isochinoliniumsalze, Tropyliumsalze, Sulfoniumsalze und Phosphoniumsalze. Beispielhaft genannt seien Dodecylammoniumacetat oder das entsprechende Hydrochlorid, die Chloride oder Acetate der verschiedenen 2-(N,N,N-Trimethylammonium)ethylparaffinsäureester, N- Cetylpyridiniumchlorid, N-Laurylpyridiniumsulfat sowie N-Cetyl-N,N,N- trimethylammoniumbromid, N-Dodecyl-N,N,N-trimethylammoniumbromid, N,N- Distearyl-N,N-dimethylammoniumchlorid sowie das Gemini-Tensid Ν,Ν'- (Lauryldimethyl)ethylendiamindibromid.
Beispiele für geeignete anionische Emulgatoren (c) sind Alkalimetall- und
Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: Cs bis C12), von Schwefelsäurehalbestern ethoxylierter Alkanole (Ethoxylierungsgrad: 4 bis 30, Alkylrest: C12-C18) und
ethoxylierter Alkylphenole (Ethoxylierungsgrad: 3 bis 50, Alkylrest: C4-C12), von
Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C12-C18), von Alkylarylsulfonsäuren (Alkylrest: Cg-Cie) und von Sulfosuccinaten wie beispielsweise Sulfobernsteinsäuremono- oder diestern.
Bevorzugt sind aryl- oder alkylsubstituierte Polyglykolether, weiterhin Substanzen, die in US 4,218,218 beschrieben sind, und Homologe mit y (aus den Formeln aus US 4,218,218) im Bereich von 10 bis 37.
Besonders bevorzugt sind nichtionische Emulgatoren (c) wie beispielsweise ein- oder vorzugsweise mehrfach alkoxylierte Cio-C3o-Alkanole, bevorzugt mit drei bis hundert Mol C2-C4-Alkylenoxid, insbesondere Ethylenoxid alkoxylierte Oxo- oder Fettalkohole.
Beispiele für besonders geeignete mehrfach alkoxylierte Fettalkohole und Oxoalkohole sind
n-Ci8H37O-(CH2CH2O)80-H, n-Ci8H37O-(CH2CH2O)70-H, n-Ci8H37O-(CH2CH2O)60-H, n-Ci8H370-(CH2CH20)5o-H, n-Ci8H370-(CH2CH20)25-H, n-Ci8H370-(CH2CH20)i2-H, n-Ci6H33O-(CH2CH2O)80-H, n-Ci6H33O-(CH2CH2O)70-H, n-Ci6H33O-(CH2CH2O)60-H, n-Ci6H330-(CH2CH20)5o-H, n-Ci6H330-(CH2CH20)25-H, n-Ci6H330-(CH2CH20)i2-H, n-Ci2H250-(CH2CH20)ii-H, n-Ci2H250-(CH2CH20)i8-H, n-Ci2H250-(CH2CH20)25-H, n-Ci2H250-(CH2CH20)5o-H, n-Ci2H25O-(CH2CH2O)80-H, n-C3oH6iO-(CH2CH20)8-H, n-CioH2iO-(CH2CH20)9-H, n-CioH2iO-(CH2CH20)7-H, n-CioH2iO-(CH2CH20)5-H, n-CioH2iO-(CH2CH20)3-H, und Mischungen der vorstehend genannten Emulgatoren, beispielsweise Mischungen von n-Ci8H37O-(CH2CH2O)50-H und
n-Ci6H330-(CH2CH20)5o-H, wobei die Indices jeweils als Mittelwerte (Zahlenmittel) aufzufassen sind. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können in Schritt (A) eingesetzte vorzugsweise wässrige Druckformulierungen mindestens einen Rheologiemodifizierer (d) enthalten, ausgewählt aus Verdickungsmitteln (d1 ), die auch als Verdicker bezeichnet werden können, und die Viskosität senkenden Mitteln (d2). Geeignete Verdickungsmittel (d1 ) sind beispielsweise natürliche Verdickungsmittel oder vorzugsweise synthetische Verdickungsmittel. Natürliche Verdickungsmittel sind solche Verdickungsmittel, die Naturprodukte sind oder durch Aufarbeitung wie beispielsweise Reinigungsoperationen, insbesondere Extraktion von Naturprodukten erhalten werden können. Beispiele für anorganische natürliche Verdickungsmittel sind Schichtsilikate wie beispielsweise Bentonit. Beispiele für organische natürliche Verdickungsmittel sind vorzugsweise Proteine wie beispielsweise Casein oder bevorzugt Polysaccharide. Besonders bevorzugte natürliche Verdickungsmittel sind gewählt aus Agar-Agar, Carrageen, Gummi arabicum, Alginaten wie beispielsweise Natriumalginat, Kaliumalginat, Ammoniumalginat, Calciumalginat und Propylengycolalginat, Pektinen, Polyosen, Johannisbrotbaum-Kernmehl (Carubin) und Dextrinen.
Bevorzugt ist der Einsatz von synthetischen Verdickungsmitteln, die gewählt sind aus im Allgemeinen flüssigen Lösungen von synthetischen Polymeren, insbesondere Acry- laten, in beispielsweise Weißöl oder als wässrige Lösungen, und aus synthetischen Polymeren in getrockneter Form, beispielsweise als durch Sprühtrocknung hergestelltem Pulver. Als Verdickungsmittel (d1 ) eingesetzte synthetische Polymere enthalten Säuregruppen, die vollständig oder zu einem gewissen Prozentsatz mit Ammoniak neutralisiert werden. Beim Fixierprozess wird Ammoniak freigesetzt, wodurch der pH- Wert gesenkt wird und die eigentliche Fixierung beginnt. Das für die Fixierung notwen- dige Absenken des pH-Wertes kann alternativ durch Zusatz von nichtflüchtigen Säuren wie z.B. Zitronensäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure oder Äpfelsäure erfolgen.
Ganz besonders bevorzugte synthetische Verdickungsmittel sind gewählt aus Copoly- meren von 85 bis 95 Gew.-% Acrylsäure, 4 bis 14 Gew.-% Acrylamid und 0,01 bis maximal 1 Gew.-% des (Meth)acrylamidderivats der Formel I
mit Molekulargewichten M
w im Bereich von 100.000 bis 2.000.000 g/mol, in denen die Reste R
1 gleich oder verschieden sein können und Methyl oder Wasserstoff bedeuten können.
Weitere geeignete Verdickungsmittel (d1 ) sind gewählt aus Reaktionsprodukten von aliphatischen Diisocyanaten wie beispielsweise Trimethylendiisocyanat, Tetramethy- lendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat oder Dodecan-1 ,12-diisocyanat mit vorzugsweise 2 Äquivalenten mehrfach alkoxyliertem Fettalkohol oder Oxoalkohol, beispiels- weise 10 bis 150-fach ethoxyliertem Cio-C3o-Fettalkohol oder Cn-C3i-Oxoalkohol.
Geeignete die Viskosität senkende Mittel (d2) sind beispielsweise organische Lösungsmittel wie Dimethylsulfoxid (DMSO), N-Methylpyrrolidon (NMP), N- Ethylpyrrolidon (NEP), Ethylenglykol, Diethylenglykol, Butylykol, Dibutylglykol, und bei- spielsweise Restalkohol-freiem alkoxyliertem n-C4-C8-Alkanol, bevorzugt Restalkoholfreiem ein- bis 10-fach, besonders bevorzugt 3- bis 6-fach ethoxyliertem n-C4-C8- Alkanol. Dabei ist unter Restalkohol das jeweils nicht alkoxylierte n-C4-C8-Alkanol zu verstehen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält in Schritt (A) eingesetzte Druckformulierung
im Bereich von 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 50 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt 60 bis 80 Gew.-% Metallpulver (a),
im Bereich von 1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 15 Gew.-% Bindemittel (b), im Bereich von 0,1 bis 4 Gew.-%, bevorzugt bis 2 Gew.-% Emulgator (c),
im Bereich von 0 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 1 Gew.-% Rheologiemodifizierer (d), wobei Angaben in Gew.-% jeweils auf die gesamte in Schritt (A) eingesetzte Druckformulierung bezogen sind und sich bei Bindemittel (b) auf den Feststoffgehalt des jeweiligen Bindemittels (b) beziehen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann man in Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Druckformulierung bedrucken, die zusätzlich zu Metallpulver (a) und gegebenenfalls Bindemittel (b), Emulgator (c) und gegebenenfalls Rheologiemodifizierer (d) mindestens ein Hilfsmittel (e) enthält. Als Hilfsmittel (e) seien
Griffverbesserer, Entschäumer, Netzmittel, Egalisiermittel, Harnstoff, Wirkstoffe wie beispielsweise Biozide oder Flammfestmittel, beispielhaft genannt:
Geeignete Entschäumer sind beispielsweise silikonhaltige Entschäumer wie beispiels- weise solche der Formel HO-(CH2)3-Si(CH3)[OSi(CH3)3]2 und
HO-(CH2)3-Si(CH3)[OSi(CH3)3][OSi(CH3)20Si(CH3)3], nicht alkoxyliert oder mit bis zu 20 Äquivalenten Alkylenoxid und insbesondere Ethylenoxid alkoxyliert. Auch Silikon-freie Entschäumer sind geeignet wie beispielsweise mehrfach alkoxylierte Alkohole, z.B. Fettalkoholalkoxylate, bevorzugt 2 bis 50-fach ethoxylierte vorzugsweise unverzweigte Cio-C2o-Alkanole, unverzweigte Cio-C2o-Alkanole und 2-Ethylhexan-1 -ol. Weitere geeignete Entschäumer sind Fettsäure-C8-C2o-alkylester, bevorzugt Stearinsäure-Cio-C2o- alkylester, bei denen C8-C2o-Alkyl, bevorzugt Cio-C2o-Alkyl unverzweigt oder verzweigt sein kann. Geeignete Netzmittel sind beispielsweise nichtionische, anionische oder kationische Tenside, insbesondere Ethoxylierungs- und/oder Propoxylierungsprodukte von Fettalkoholen oder Propylenoxid-Ethylenoxid-Blockcopolymere, ethoxylierte oder propoxy- lierte Fett- oder Oxoalkohole, weiterhin Ethoxylate von Ölsäure oder Alkylphenolen, Alkylphenolethersulfate, Alkylpolyglycoside, Alkylphosphonate, Alkylphenylphosphona- te, Alkylphosphate, oder Alkylphenylphosphate.
Geeignete Egalisiermittel sind beispielsweise Blockcopolymerisate von Ethylenoxid und Propylenoxid mit Molekulargewichten Mn im Bereich von 500 bis 5000 g/mol, bevorzugt 800 bis 2000 g/mol. Ganz besonders besonders bevorzugt sind Blockcopoly- merisate aus Propylenoxid/Ethylenoxid beispielsweise der Formel EOsPOzEOs, wobei EO für Ethylenoxid und PO für Propylenoxid steht.
Geeignete Biozide sind beispielsweise als Proxel-Marken im Handel befindlich. Beispielhaft seien genannt: 1 ,2-Benzisothiazolin-3-on („BIT"), kommerziell erhältlich als Proxel®-Marken der Fa. Avecia Lim., und dessen Alkalimetallsalze; andere geeignete Biozide sind 2-Methyl-2H-isothiazol-3-on („MIT") und 5-Chlor-2-methyl-2H-isothiazol-3- on („CIT").
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält in Schritt (A) eingesetzte Druckformulierung bis zu 30 Gew.-% Hilfsmittel (e), bezogen auf die Summe aus Metallpulver (a), Bindemittel (b), Emulgator (c) und gegebenenfalls Rheologiemodifizierer (d).
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bedruckt man in Schritt (A) voll- flächig mit Druckformulierung, die mindestens ein Metallpulver (a) enthält. In einer anderen Ausführungsform druckt man ein Muster von Metallpulver (a) auf, indem man Substrat und insbesondere Textil an einigen Stellen mit Druckformulierung bedruckt,
die Metallpulver (a) enthält, und an anderen Stellen nicht. Vorzugsweise verdruckt man solche Muster, bei denen Metallpulver (a) in Form von geraden oder vorzugsweise gebogenen Streifenmustern oder Linienmustern auf Substrat und insbesondere Textil angeordnet sind, wobei die genannten Linien beispielsweise eine Breite und Dicke je- weils im Bereich von 0,1 μηη bis 5 mm und die genannten Streifen eine Breite im Bereich von 5,1 mm bis beispielsweise 10 cm oder gegebenenfalls mehr und eine Dicke von 0,1 μηη bis 5 mm haben können.
In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verdruckt man solche Streifenmuster oder Linienmuster von Metallpulver (a), bei denen sich die Streifen bzw. Linien weder berühren noch schneiden. Ganz besonders bevorzugt verdruckt man solche Muster, die eine Interdigitalstruktur darstellen. Dabei können die Streifen oder Linien einen Mindestabstand im Bereich von 2 bis 3 mm aufweisen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bedruckt man in Schritt (A) nach Verfahren, die an sich bekannt sind. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet man eine Schablone, durch die man die Druckformulierung, die Metallpulver (a) enthält, mit einer Rakel presst. Das vorstehend beschriebene Verfahren gehört zu den Siebdruckverfahren. Weitere geeignete Druckverfahren sind Tiefdruck- verfahren und Flexodruckverfahren. Ein weiteres geeignetes Druckverfahren ist gewählt aus Valve-Jet-Verfahren. Bei Valve-Jet-Verfahren verwendet man solche Druckformulierung, die vorzugsweise keine Verdickungsmittel (d1 ) enthält.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens scheidet man in Schritt (B) ein weiteres Metall auf der Oberfläche von Substrat und insbesondere dem textilen Flächengebilde ab. Unter„dem textilen Flächengebilde" ist dabei das zuvor in Schritt (A) bearbeitete Textil zu verstehen.
Man kann in Schritt (B) mehrere weitere Metalle abscheiden, bevorzugt ist es jedoch, nur ein weiteres Metall abzuscheiden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wählt man als Metallpulver (a) Carbonyleisenpulver und als weiteres Metall Silber, Gold und insbesondere Kupfer. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, im Folgenden auch als Schritt (B1 ) bezeichnet, geht man so vor, dass man in Schritt (B1 ) ohne externe Spannungsquelle arbeitet und dass das weitere Metall in Schritt (B1 ) in der elektrochemischen Spannungsreihe der Elemente, in alkalischer oder vorzugsweise in saurer Lösung, ein stärker positives Normalpotenzial aufweist als Metall, das Metallpulver (a) zugrunde liegt, und als Wasserstoff.
Dazu kann man beispielsweise so vorgehen, dass zuvor in Schritt (A) und in Schritt (B) bearbeitetes Substrat und insbesondere Textil mit einer basischen, neutralen oder vorzugsweise sauren vorzugsweise wässrigen Lösung von Salz von weiterem Metall und gegebenenfalls einem oder mehreren Reduktionsmitteln behandelt, beispielsweise indem man es in die betreffende Lösung einlegt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung behandelt man in Schritt (B1 ) im Bereich von 0,5 Minuten bis zu 12 Stunden, bevorzugt bis zu 30 Minuten. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung behandelt man in Schritt (B1 ) mit einer basischen, neutralen oder vorzugsweise sauren Lösung von Salz von weiterem Metall, die eine Temperatur im Bereich von 0 bis 100°C, bevorzugt 10 bis 80°C aufweist. Zusätzlich kann man in Schritt (B1 ) ein oder mehrere Reduktionsmittel zusetzen. Wählt man beispielsweise Kupfer als weiteres Metall, so kann man als Reduktionsmittel beispielsweise Aldehyde, insbesondere reduzierende Zucker oder Formaldehyd als Reduktionsmittel zusetzen. Wählt man beispielsweise Nickel als weiteres Metall, so kann man beispielsweise Alkalihypophosphit, insbesondere Nah PC^I- O, oder Boranate, insbesondere NaBhU, als Reduktionsmittel zusetzen.
In einer anderen Ausführungsform, im Folgenden auch als Schritt (B2) bezeichnet, der vorliegenden Erfindung geht man so vor, dass man in Schritt (B2) mit externer Spannungsquelle arbeitet und dass das weitere Metall in Schritt (B2) in der elektrochemi- sehen Spannungsreihe der Elemente in saurer oder alkalischer Lösung ein stärker oder schwächer positives Normalpotenzial aufweisen kann als Metall, das Metallpulver (a) zugrunde liegt. Vorzugsweise kann man dazu als Metallpulver (a) Carbonyleisen- pulver und als weiteres Metall Nickel, Zink oder insbesondere Kupfer wählen. Dabei beobachtet man für den Fall, dass das weitere Metall in Schritt (B2) in der elektroche- mischen Spannungsreihe der Elemente ein stärker positives Normalpotenzial aufweist als Wasserstoff und als Metall, das Metallpulver (a) zugrunde liegt, dass zusätzlich weiteres Metall in Analogie zu Schritt (B1 ) abgeschieden wird.
Zur Durchführung von Schritt (B2) kann man beispielsweise einen Strom mit einer Stärke im Bereich von 10 bis 100 A, bevorzugt 12 bis 50 A anlegen.
Zur Durchführung von Schritt (B2) kann man beispielsweise über einen Zeitraum von 1 bis 60 Minuten unter Verwendung einer externen Spannungsquelle arbeiten. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kombiniert man Schritt (B1 ) und Schritt (B2) in der Weise, dass man zunächst ohne und danach mit externer Spannungsquelle arbeitet und dass das weitere Metall in Schritt (B) in der elektrochemi-
sehen Spannungsreihe der Elemente ein stärker positives Normalpotenzial aufweist kann als Metall, das Metallpulver (a) zugrunde liegt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man der Lösung von weite- rem Metall einen oder mehrere Hilfsstoffe zu. Als Hilfsstoffe seien beispielhaft genannt: Puffer, Tenside, Polymere, insbesondere partikelförmige Polymere, deren Partikeldurchmesser im Bereich von 10 nm bis 10 μηη liegt, Entschäumer, ein oder mehrere organische Lösungsmittel, ein oder mehrere Komplexbildner. Besonders geeignete Puffer sind Essigsäure/Acetat-Puffer.
Besonders geeignete Tenside sind gewählt aus kationischen, anionischen und insbesondere nicht-ionischen Tensiden. Als kationische Tenside seien beispielhaft genannt: C6-Ci8-Alkyl-, -Aralkyl- oder heteroeyclischen Rest aufweisende primäre, sekundäre, tertiäre oder quartäre
Ammoniumsalze, Alkanolammoniumsalze, Pyridiniumsalze, Imidazoliniumsalze, Oxazoliniumsalze, Morpholiniumsalze, Thiazoliniumsalze sowie Salze von Aminoxiden, Chinoliniumsalze, Isochinoliniumsalze, Tropyliumsalze, Sulfoniumsalze und
Phosphoniumsalze. Beispielhaft genannt seien Dodecylammoniumacetat oder das entsprechende Hydrochlorid, die Chloride oder Acetate der verschiedenen 2-(N,N,N- Trimethylammonium)ethylparaffinsäureester, N-Cetylpyridiniumchlorid, N- Laurylpyridiniumsulfat sowie N-Cetyl-N,N,N-trimethylammoniumbromid, N-Dodecyl- Ν,Ν,Ν-trimethylammoniumbromid, N,N-Distearyl-N,N-dimethylammoniumchlorid sowie das Gemini-Tensid N,N'-(Lauryldimethyl)ethylendiamindibromid.
Beispiele für geeignete anionische Tenside sind Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest: Cs bis C12), von Schwefelsäurehalbestern ethoxylierter
Alkanole (Ethoxylierungsgrad: 4 bis 30, Alkylrest: C12-C18) und ethoxylierter
Alkylphenole (Ethoxylierungsgrad: 3 bis 50, Alkylrest: C4-C12), von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest: C12-C18), von Alkylarylsulfonsäuren (Alkylrest: Cg-Cie) und von
Sulfosuccinaten wie beispielsweise Sulfobernsteinsäuremono- oder diestern.
Bevorzugt sind aryl- oder alkylsubstituierte Polyglykolether, weiterhin Substanzen, die in US 4,218,218 beschrieben sind, und Homologe mit y (aus den Formeln aus US 4,218,218) im Bereich von 10 bis 37.
Besonders bevorzugt sind nichtionische Tenside wie beispielsweise ein- oder vorzugsweise mehrfach alkoxylierte Cio-C3o-Alkanole, bevorzugt mit drei bis hundert Mol C2-C4-Alkylenoxid, insbesondere Ethylenoxid alkoxylierte Oxo- oder Fettalkohole.
Geeignete Entschäumer sind beispielsweise silikonhaltige Entschäumer wie beispielsweise solche der Formel HO-(CH2)3-Si(CH3)[OSi(CH3)3]2 und
HO-(CH2)3-Si(CH3)[OSi(CH3)3][OSi(CH3)20Si(CH3)3], nicht alkoxyliert oder mit bis zu 20 Äquivalenten Alkylenoxid und insbesondere Ethylenoxid alkoxyliert. Auch Silikon-freie Entschäumer sind geeignet wie beispielsweise mehrfach alkoxylierte Alkohole, z.B. Fettalkoholalkoxylate, bevorzugt 2 bis 50-fach ethoxylierte vorzugsweise unverzweigte Cio-C2o-Alkanole, unverzweigte Cio-C2o-Alkanole und 2-Ethylhexan-1 -ol. Weitere geeignete Entschäumer sind Fettsäure-C8-C2o-alkylester, bevorzugt Stearinsäure-Cio-C2o- alkylester, bei denen C8-C2o-Alkyl, bevorzugt Cio-C2o-Alkyl unverzweigt oder verzweigt sein kann. Geeignete Komplexbildner sind solche Verbindungen, die Chelate bilden. Bevorzugt sind solche Komplexbildner, die gewählt sind aus Aminen, Diaminen und Triaminen, die mindestens eine Carbonsäuregruppe tragen. Beispielhaft seien Nitrilotriessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure und Diethylenpentaaminpentaessigsäure sowie die korrespondierenden Alkalimetallsalze genannt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung scheidet man so viel weiteres Metall ab, dass man eine Schichtdicke im Bereich von 100 nm bis 100 μηη, bevorzugt von 1 μηη bis 10 μηη erzeugt. Bei der Durchführung von Schritt (B) wird Metallpulver (a) in den meisten Fällen partiell oder vollständig durch weiteres Metall ersetzt, wobei die Morphologie von weiterem abgeschiedenem Metall nicht identisch mit der Morphologie von Metallpulver (a) zu sein braucht. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man nach (B) thermisch behandeln, und zwar in einem oder mehreren Schritten. Wünscht man mehrere Schritte zur thermischen Behandlung durchzuführen, so kann man mehrere Schritte bei der gleichen oder vorzugsweise bei verschiedenen Temperaturen durchführen. Die thermische Behandlung nach Schritt (B) kann man analog zur thermischen Be- handlung durchführen, wie sie für den Anschluss an Schritt (A) vorstehend beschrieben ist.
In Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens bringt man flächig eine Formulierung auf, die Kohlenstoff in der Modifikation als Ruß oder vorzugsweise Kohlenstoff- Nanoröhren oder besonders bevorzugt in Form von Graphen enthält. Dabei wird unter „flächig" vollflächig oder in weiten Bereichen verstanden, beispielsweise in mindestens 1 cm breiten Streifen, bevorzugt in mindestens 2 cm breiten Streifen.
Das Aufbringen kann beispielsweise mit einer Rakel erfolgen. Andere Möglichkeiten des Aufbringens sind Siebdruck, beispielsweise als Rotationsdruck oder Flachbettdruck, und/oder Foulardieren eines Textils.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bringt man flächig eine Formulierung, vorzugsweise eine wässrige Formulierung auf, die Kohlenstoff in der Modifikation als Ruß oder vorzugsweise in Form von Graphen enthält. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bringt man flächig eine Formulierung auf, die Kohlenstoff in der Modifikation als Ruß enthält, beispielsweise Ofenruß oder Lampenruß, bevorzugt Flammruß, Thermalruß, Acetylenruß, insbesondere Fur- nace-Ruß. In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bringt man flächig eine Formulierung auf, die Kohlenstoff-Nanoröhren (Kohlenstoffnanorohren, kurz CNT oder englisch Carbon nanotubes) enthält, beispielsweise einwandige Kohlenstoffnanorohren (englisch single-walled carbon nanotubes, SW CNT) und bevorzugt mehrwandige Kohlenstoffnanorohren (englisch multi-walled carbon nanotubes, MW CNT).
Kohlenstoff-Nanoröhren sind an sich bekannt. Ein Verfahren zu ihrer Herstellung und Eigenschaften wird beispielsweise von A. Jess et al. in Chemie Ingenieur Technik 2006, 78, 94 - 100 beschrieben.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben Kohlenstoffnanorohren einen Durchmesser im Bereich von 0,4 bis 50 nm, bevorzugt 1 bis 25 nm.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben Kohlenstoffnanorohren eine Länge im Bereich von 10 nm bis 1 mm, bevorzugt 100 nm bis 500 nm.
Kohlenstoff-Nanoröhren kann man nach an sich bekannten Verfahren herstellen. Beispielsweise kann man eine flüchtige Kohlenstoff-haltige Verbindung wie beispielsweise Methan oder Kohlenmonoxid, Acetylen oder Ethylen, oder ein Gemisch von flüchtigen Kohlenstoff-haltigen Verbindungen wie beispielsweise Synthesegas in Gegenwart von einem oder mehreren Reduktionsmitteln wie beispielsweise Wasserstoff und/oder einem weiteren Gas wie beispielsweise Stickstoff zersetzen. Ein anderes geeignetes Gasgemisch ist eine Mischung von Kohlenmonoxid mit Ethylen. Geeignete Temperaturen zur Zersetzung liegen beispielsweise im Bereich von 400 bis 1000°C, bevorzugt 500 bis 800°C. Geeignete Druckbedingungen für die Zersetzung sind beispielsweise im Bereich von Normaldruck bis 100 bar, bevorzugt bis 10 bar.
Ein- oder mehrwandige Kohlenstoffnanorohren kann man beispielsweise durch Zersetzung von Kohlenstoff-haltigen Verbindungen im Lichtbogen erhalten, und zwar in Anwesenheit bzw. Abwesenheit eines Zersetzungskatalysators.
In einer Ausführungsform führt man die Zersetzung von flüchtiger Kohlenstoff-haltiger Verbindung bzw. Kohlenstoff-haltigen Verbindungen in Gegenwart eines Zersetzungskatalysators durch, beispielsweise Fe, Co oder bevorzugt Ni. Besonders bevorzugt handelt es sich bei Kohlenstoff in Schritt (C) um Graphen. Bei Graphen im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Kohlenstoffmodifikation, die im Wesentlichen sp2-hybridisierte Kohlenstoffatome in Schichten um- fasst, die etwa ein bis 500 C-Atome dick sind. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Graphen aus solchen Materialien gewählt, welches eine Länge und Breite jeweils im Bereich von 10 nm bis 1000 μηη aufweist und eine Dicke im Bereich von 0,3 nm bis 1 μηη, bevorzugt bis 1 bis 50 nm und besonders bevorzugt bis 5 nm. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Graphen aus solchen Materialien gewählt, die ein Atomverhältnis Kohlenstoff : Fremdatome im Bereich von 50 : 1 , bevorzugt 100 : 1 , besonders bevorzugt 200 : 1 und ganz besonders bevorzugt 500 : 1 aufweisen. Dabei sind Fremdatome gleich oder verschieden und im Wesentlichen gewählt aus Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff, Phosphor und Wasserstoff, bevorzugt Schwefel und Sauerstoff und insbesondere Wasserstoff. Der Anteil an Fremdatomen ist im Wesentlichen durch den Herstellungsprozess des betreffenden Graphens bestimmt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wählt man Graphen aus solchen Materialien, die man durch mechanische oder chemische Exfoliation (Abtrennung von blättchenförmigen Teilchen, Abblätterung von einer oder weniger Schichten, vorzugsweise bis zu 500 Kohlenstoff-Monoschichten) von Graphit erhalten kann.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wählt man Graphen aus solchen Materialien, die man durch partielle Oxidation von Graphit zu Graphitoxid, mechanische Exfoliation und anschließende Reduktion herstellen kann.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wählt man Graphen aus solchen Materialien, die man durch Expansion von Graphit oder Graphit- Interkalationsverbindungen mit Alkalimetall, Wasserstoffperoxid, Halogen oder Butylli- thium, beispielsweise n-Butyllithium, gefolgt von Exfoliation von Schichten erhalten kann.
Dabei wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter Exfoliation eine Abtrennung von blättchenförmigen Teilchen oder eine Abblätterung von einer oder weniger Schichten, vorzugsweise 2 bis zu 1000, besonders bevorzugt 3 bis zu 500 Kohlenstoff- Monoschichten verstanden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist Graphen eine elektrische Leitfähigkeit im Bereich von 1 bis 200 Ω, vorzugsweise 15 bis 40 Ω auf. Diese Leitfähigkeit wird beispielsweise über die gesamte beschichtete Oberfläche, beispielsweise über die gesamte Schicht nach Schritt (C) bestimmt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bringt man in Schritt (C) eine vorzugsweise wässrige Formulierung auf, beispielsweise durch Aufrakeln, Aufdrucken, Aufsprühen, Foulardieren oder Auflaminieren, bevorzugt ist Aufrakeln und Aufdrucken. Die wässrige Formulierung enthält Ruß, Kohlenstoff-Nanoröhren bzw. Graphen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bringt man in Schritt (C) eine wässrige Formulierung auf, die im Bereich von 1 bis 300 g Ruß, Kohlenstoff- Nanoröhren bzw. Graphen/kg Formulierung, vorzugsweise 30 bis 60 g/kg enthält.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bringt man in Schritt (C) wässrige Formulierung auf, die neben Ruß bzw. Kohlenstoff-Nanoröhren oder Graphen mindestens einen Zusatz enthält, beispielsweise ein oder mehrere Dispergiermittel (g), einen oder mehrere Rheologiemodifizierer, Fixierer oder Emulgatoren.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in Schritt (C) eingesetzte wässrige Formulierung mindestens ein Bindemittel (b) enthalten.
Beispiele für geeignete Dispergiermittel sind Kondensationsprodukte von aromatischen Mono- oder Disulfonsäuren mit einem oder mehreren Aldehyden, insbesondere mit Formaldehyd, und zwar als freie Säuren oder insbesondere als Alkalimetallsalz. Ein bevorzugtes Beispiel für Dispergiermittel sind Kondensationsprodukte von Naphthalin- sulfonsäure mit Formaldehyd, und zwar als Kalium- oder als Natriumsalz. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann man Dispergiermittel (g) in erfindungsgemäßer wässriger Formulierung ganz oder teilweise durch einen oder mehrere Emulgatoren (c) ersetzen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält im Schritt (C) eingesetzte wässrige Formulierung insgesamt im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-% Zusätze, bevorzugt 1 bis 15 Gew.-%.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bringt man in Schritt (C) 1 bis 50 g Ruß, Kohlenstoff-Nanoröhren bzw. Graphen pro m2 Oberfläche von Substrat, insbe- sondere von Textil auf.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann man nach dem Aufbringen von Ruß oder Kohlenstoff-Nanoröhren oder insbesondere Graphen thermisch behandeln. Bedingungen für eine thermische Behandlung sind vorstehend beschrieben. Nach der Beendigung des Abscheidens von weiterem Metall und Aufbringen von Kohlenstoff in der Modifikation Ruß, Nanoröhren oder vorzugsweise Graphen erhält man erfindungsgemäß metallisiertes Substrat und insbesondere erfindungsgemäßes metallisiertes textiles Flächengebilde. Man kann erfindungsgemäß metallisiertes Substrat und insbesondere erfindungsgemäßes metallisiertes textiles Flächengebilde noch ein- oder mehrmals spülen, beispielsweise mit Wasser.
Zur Herstellung von solchen textilen Flächengebilden, die beispielsweise zur Herstellung von elektrisch beheizbaren Autositzen verwendet werden sollen, kann man noch an den Enden auf an sich bekannte Weise Stromkabel befestigen, beispielsweise anlö- ten.
In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt man nach Schritt (C) mindestens einen weiteren Schritt aus, gewählt aus
(D) Aufbringen einer korrosionsinhibierenden Schicht oder
(E) Aufbringen einer flexiblen Schicht,
wobei die korrosionsinhibierende Schicht starr, beispielsweise nicht biegsam, oder flexibel sein kann.
Als korrosionsinhibierende Schichten sind beispielsweise Schichten aus einem oder mehreren der folgenden Materialien zu nennen: Wachse, insbesondere Polyethylen- wachse, Lacke, beispielsweise Wasserbasislacke, 1 ,2,3-Benzotriazol und Salze, insbesondere Sulfate und Methosulfate von quaternierten Fettaminen, beispielsweise Lauryl/Myristyl-trimethylammoniummethosulfat. Als flexible Schichten sind beispielsweise Folien, insbesondere Polymerfolien, beispielsweise aus Polyester, Polyvinylchlorid, thermoplastischem Polyurethan (TPU) oder insbesondere Polyolefinen wie beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen zu nennen, wobei unter Polyethylen und Polypropylen jeweils auch Copolymere von Ethy- len bzw. Propylen zu verstehen sind.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bringt man als flexible Schicht ein Bindemittel (b) auf, das gleich oder verschieden von gegebenenfalls aufgedrucktem Bindemittel (b) aus Schritt (B) sein kann. Das Aufbringen kann jeweils erfolgen durch Auflaminieren, Aufkleben, Verschweißen, Aufrakeln, Drucken, Sprühen oder Gießen.
Wenn man in Schritt (E) ein Bindemittel aufgebracht hat, so kann man danach erneut thermisch behandeln.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind metallisierte Flächengebilde, insbesondere metallisierte textile Flächengebilde, umfassend
mindestens ein textiles Substrat,
mindestens eine Schicht eines weiteren Metalls, das in einem Muster aufgebracht ist, vorzugsweise in einem interdigitalen Muster, und
mindestens eine Schicht, enthaltend Kohlenstoff in der Modifikation als Ruß oder vor- zugsweise Graphen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind metallisierte Flächengebilde bzw. Substrate und insbesondere metallisierte textile Flächengebilde, erhältlich nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren. Erfindungsgemäße metallisierte Flächen- gebilde lassen sich nicht nur gut und gezielt herstellen, so kann man beispielsweise durch die Art des aufgedruckten Musters von Metallpulver (a) und durch die Menge an abgeschiedenem weiteren Metall beispielsweise die Flexibilität und die elektrische Leitfähigkeit gezielt beeinflussen. Erfindungsgemäße metallisierte Flächengebilde sind auch flexibel einsetzbar, beispielsweise in Anwendungen für elektrisch leitfähige Texti- lien.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen erfindungsgemäße mit einem Linien- oder Streifenmuster bedruckte metallisierte Flächengebilde einen spezifischen Widerstand im Bereich von 1 mQ/cm2 bis 1 ΜΩ/cm2 bzw. im Bereich von 1 μΩ/cm bis 1 ΜΩ/cm auf, gemessen bei Zimmertemperatur und entlang der betreffenden Streifen bzw. Linien.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen erfindungsgemäße mit einem Linien- oder Streifenmuster bedruckte metallisierte Flächengebilde mindestens zwei Kabel, die an den jeweiligen Enden von Linien oder Streifen auf an sich bekannte Weise befestigt sind, beispielsweise angelötet.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von erfindungsgemäßen metallisierten textilen Flächengebilden beispielsweise zur Herstellung von beheizbaren Textilen, insbesondere beheizbaren Autositzen und beheizbaren Teppichen, Tapeten und Bekleidung.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von erfindungsgemäßen metallisierten textilen Flächengebilden als oder zur Herstellung von solchen Textilien, die Strom in Wärme umwandeln, weiterhin von solchen Textilien, die natürliche oder künstliche elektrische Felder abschirmen können, von Textil-integrierter Elektronik und von RFI D-Textilien. Unter RFI D-Textilien sind beispielsweise Textilien
zu verstehen, die eine Radiofrequenz identifizieren können, z.B. mit Hilfe eines Geräts, das als Transponder oder englisch RFID tag bezeichnet wird. Derartige Geräte benötigen keine interne Stromquelle. Beispiele für Textil-integrierte Elektronik sind mit Textil integrierte Sensoren, Transistoren, Chips, LED's (Licht-emittierende Dioden, englisch: light emitting diodes), Solarmodule, Solarzellen und Peltier-Elemente. So sind mit Textil integrierte Sensoren beispielsweise geeignet, um die Körperfunktionen von Säuglingen oder älteren Menschen zu überwachen. Geeignete Anwendungen sind weiterhin Warnbekleidung wie z. B. Warnwesten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind deshalb Verfahren zur Herstellung von beheizbaren Textilien, beispielsweise beheizbaren Tapeten, Teppichen und Vorhängen, beheizbaren Autositzen und beheizbaren Teppichen, weiterhin zur Herstellung von solchen Textilien, die Strom in Wärme umwandeln, weiterhin von solchen Textilien, die elektrische Felder abschirmen können, Textil-integrierte Elektronik und von RFID- Textilien unter Verwendung von erfindungsgemäßen metallisierten textilen Flächengebilden. Erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von beheizbaren Textilien, von solchen Textilien, die Strom in Wärme umwandeln, weiterhin für solche Textilien, die elektrische Felder abschirmen können, und von RFI D-Textilien unter Verwendung von erfindungsgemäßen metallisierten textilen Flächengebilden kann man beispielsweise so durchführen, dass man erfindungsgemäßes metallisiertes textiles Flächengebilde konfektioniert. Ein spezieller Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind beheizbare Autositze, hergestellt unter Verwendung von erfindungsgemäßem metallisiertem Textil. Erfindungsgemäße beheizbare Autositze benötigen beispielsweise wenig Strom, um eine angenehme Sitztemperatur zu erzeugen, und schonen daher die Autobatterie, was insbesondere im Winter vorteilhaft ist. Weiterhin lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beheizbare Autositze mit flexiblem Design herstellen, was für eine komfortable Wärmeverteilung sorgt. Auch nach längerer Benutzung weisen erfindungsgemäße metallisierte Textilien noch vorzügliche Eigenschaften auf, beispielsweise nur wenige„hot spots". Ein spezieller Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Tapeten, Teppiche und
Vorhänge, hergestellt unter Verwendung von oder bestehend aus erfindungsgemäßem metallisiertem Textil.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind wässrige Formulierungen, enthaltend Graphen,
(d) mindestens einen Rheologiemodifizierer, vorzugsweise gewählt aus Verdickern, und
(g) mindestens ein Dispergiermittel, und gegebenenfalls mindestens ein Bindemittel (b). Dabei sind Rheologiemodifizierer und Dispergiermittel wie vorstehend beschrieben.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann man Dispergiermittel (g) in erfindungsgemäßer wässriger Formulierung ganz oder teilweise durch einen oder mehrere Emulgatoren (c) ersetzen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten erfindungsgemäße wässrige Formulierungen
im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 3,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von 2 bis 3 Gew.-% Graphen,
gegebenenfalls im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-% bevorzugt 4% bis 8 Gew.-% Rheo- logiemodifzierer (d) und
gegebenenfalls im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 6 Gew.-% Dispergiermittel. Die Erfindung wird durch Arbeitsbeispiele erläutert.
Arbeitsbeispiele
Allgemeine Bemerkungen:
Angaben in Prozent bezeichnen Gewichtsprozent, wenn nicht ausdrücklich anders an- gegeben.
Angaben in Gew.-Teilen der Comonomere in den Bindemitteln sind jeweils bezogen auf gesamten Feststoff.
Angaben in g bei Dispersionen sind stets tel qu'el. I. Herstellung von Druckpasten
Ingredienzien:
Metallpulver (a.1 ): Carbonyleisenpulver, dio 3 μηη, dso 4,5 μηη, dgo 9 μηη, passiviert mit einer mikroskopisch dünnen Eisenoxidschicht Graphen: Länge nm, Durchmesser nm.
Bindemittel (b.1 ): wässrige Dispersion, pH-Wert 6,6, Feststoffgehalt 44,8 Gew.-%, eines statistischen Emulsionscopolymerisats von
1 Gew.-Teil Glycidylmethacrylat, 1 Gew.-Teil Acrylsäure, 28,3 Gew.-Teile Styrol, 59,7 Gew.-Teilen n-Butylacrylat, 10 Gew.-Teile 2-Hydroxyethylacrylat, mittlerer Partikeldurchmesser (Gewichtsmittel) 150 nm, bestimmt durch Coulter Counter, Tg: - 19°C, dynamische Viskosität (23°C) 70 mPa-s
Bindemittel (b.2):
wässrige Dispersion, pH-Wert 7,9, Feststoffgehalt 40%, eines Polyurethans, aufgebaut aus Hexamethylendiisocyanat und Polyesterdiol, hergestellt durch Polykondensation von Adipinsäure, Hexan-1 ,6-diol und Neopentylglykol (molare Anteile 1 : 0,8 : 0,2), OH- Zahl 55 mg KOH/g nach DIN 53240, und dem Na-Salz der 2'-Aminoethyl-2- aminoethansulfonsäure
mittlerer Partikeldurchmesser (Gewichtsmittel) 100 nm, bestimmt durch Coulter Coun- ter, Tg: -47°C, dynamische Viskosität (23°C) 45 mPa-s
Zusätze:
(e.1 ): Verdicker: statistisches Copolymer aus Acrylsäure (92 Gew.-%), Acrylamid (7,6 Gew.-%), Methylenbisacrylamid, quantitativ neutralisiert mit Ammoniak (25 Gew.-% in Wasser), Molekulargewicht Mw von ca. 150.000g/mol, in einer Wasser-in-Weißöl- Emulsion, Feststoffgehalt 27 %.
(e.2): Verdicker: 51 Gew.-% Lösung eines Umsetzungsprodukts von Hexamethylendiisocyanat mit n-CisH37(OCH2CH2)i50H in Isopropanol/Wasser (Volumenanteile 2:3) (e.3) Fixierer (Melamin-Formaldehyd-Kondensat, mit Ethylenglykol verethert)
(f.1 ): Verbindung von 2,2',2"-Nitrilotris[ethanol] mit 4-[(2-Ethylhexyl)amino]-4- oxoisocrotonsäure (1 :1 ) (Gehalt (W/W): 30 %), gelöst in: 2,2',2"-Nitrilotriethanol
Dispergiermittel (g.1 ): Kondensationsprodukt aus Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd, vollständig neutralisiert mit NaOH. I.2 Herstellung einer Druckpaste, die Metallpulver (a) enthält
Man verrührte miteinander:
54 g Wasser
700 g Metallpulver (a.1 ).
125 g Bindemittel (b.1 )
10 g Fixierer (e.3)
20 g Emulgator (c.1 )
20 g Verdicker (e.2)
20 g Korrosionsinhibitor (f.1 )
(c.1 )
Man rührte über einen Zeitraum von 20 Minuten mit 5000 U/min (Ultra-Thurrax). Man erhielt eine Druckpaste mit einer dynamischen Viskosität von 80 dPa-s bei 23°C, gemessen mit einem Rotationsvikosimeter nach Haake.
Man erhielt wässrige Druckpaste (A.1 ).
II. Herstellung einer erfindungsgemäßen Formulierung, die Graphen enthält In einem Rührgefäß vermischte man:
100 g einer wässrigen Graphen-Formulierung, enthaltend
3 g Graphen,
60 g Bindemittel (b.2)
8 g Verdicker (e.1 )
2 g Fixierer (e.3)
weitere 27 g Bindemittel (b.3)
4,1 g Dispergiermittel (g.1 ).
Man erhielt eine erfindungsgemäße Formulierung.
III. Bedrucken von Textil, Schritt (A), und thermische Behandlung
Man bedruckte mit Druckpaste aus I.2 ein Polyestergewebe mit einem Sieb, mesh 80 mit einem Streifenmuster. Das Muster findet sich schematisch in Abbildung 1 .
Anschließend trocknete man in einem Trockenschrank über einen Zeitraum von 10 Minuten bei 100°C und fixierte 5 Minuten bei 150 °C. Man erhielt bedrucktes und thermisch behandeltes Polyestergewebe. IV. Abscheiden eines weiteren Metalls, Schritt (B), und Aufbringen von einer weiteren Schicht, Schritt (C)
IV.1 Abscheiden von Kupfer ohne externe Spannungsquelle
Bedrucktes und thermisch behandeltes Polyestergewebe aus II. wurde über einen Zeit- räum von 30 Minuten in einem Bad (Zimmertemperatur) behandelt, das wie folgt zusammengesetzt war:
1 ,47 kg CuS04-5 H20
382 g H2S04
5,1 I destilliertes Wasser
1 ,1 g NaCI
5 g Ci3/Ci5-Alkyl-0-(EO)io(PO)5-CH3
(EO: CH2-CH2-O, PO: CH2-CH(CH3)-0)
Man entnahm das Polyestergewebe, spülte zweimal unter fließendem Wasser und trocknete bei 90°C über einen Zeitraum von 15 Minuten. Man erhielt metallisiertes Polyestergewebe PES-1.
IV.2 Aufbringen einer Schicht, die Graphen enthält Das metallisierte Polyestergewebe PES-1 wurde auf einem Drucktisch mittels einer Siebdruckschablone und einer Rakel mit der Formulierung aus II. flächig zwischen bzw. über die Leiterbahnen bedruckt.
Das so bedruckte Gewebe wurde 10 Minuten bei 80 °C getrocknet und anschließend 5 Minuten bei 150 °C fixiert.
Man erhielt ein erfindungsgemäßes metallisiertes Gewebe, bei dem sich nach Anlegen einer elektrischen Spannung die mit erfindungsgemäßer Formulierung, welche Graphen enthält, bedruckte Fläche aufheizte, beispielsweise bei 14,3 V auf etwa 50°C. Es wurden jedoch keine Hot Spots beobachtet, sondern ein gleichmäßiges Aufwärmen.