表面加热系统技术方案

本发明专利技术涉及导电薄片，该薄片由热塑性塑料基质以及导电增强纤维形成，该导电纤维被大体上均质地布置在该导电薄片中，本发明专利技术还涉及用于生产该薄片的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由热塑性塑料基质和导电增强纤维制成的导电薄片，其中，导电纤维被大体上均质地布置在导电薄片中，本专利技术还涉及该导电薄片的制造方法。
技术介绍
包括导电纤维或涂层的平坦导电材料在现有技术中是已知的。在此，US 4，534，886描述了包括按重量计为5%至50%的导电粒子的导电无纺织 物或纸张。该导电材料的特征在于导电纤维通过分散黏合剂保持在一起，因此可形成无纺 织物。该解决方案的缺点在于其中涉及的无纺织物并不相当结实耐用并且很难处理， 并且在其中可能发生纤维的分离，特别是导电纤维的分离。因此，在这里，导电纤维可能与 无纺织物复合材料分离，并且可能完全或不完全地迁移，因此导电纤维之间的接触点被部 分中断，这最终可能由于电弧导致形成火花，进而导致燃烧。此外，不利的是因为形成为无 纺织物，所以不存在电流传导部件(纤维)的稳定的固定布置。通过在ζ-方向上施加负荷 (表面挤压)，再次形成或优化所述导电部件之间的接触点，使得产生与表面压力有关的电 阻，因而也不能设置确定的、可再现的电阻。在此，接触轨道仅表面地被粘附在导电无纺织 物上。从DE 19911519A1中已知基于无纺织物或纸张的辐射加热器形式的导电材料。 因为在此也不能实现导电部件的充分固定，所以该导电材料也具有前述缺点。根据DE 19911519A1所述的材料事实上被两个层压薄片所覆盖，该材料的纤维(特别地，还有导电 纤维)也未被额外地局部固定。保持了松散的特征。被表面地粘附在导电材料上的接触带 同样被薄片覆盖，结果，在接触带的区域中产生夹层结构，并且该夹层结构包括两个绝缘薄 片、导电材料以及铜接触带。该多层结构自身具有接触带局部完全分解的危险；因此，过渡 电阻随着电压峰值和电流峰值而变化，这可能导致局部热区域，直至导致产生火花和火焰。从WO 01/43507A1中已知另一用于生产层式导电材料的方法。对于该导电材料， 在此，包括整齐隔开的导电经线或纬线的织物由热塑性薄片或织物压缩，以形成包括两个 覆盖层以及导电织物中间层的多层夹层结构。对于该平坦导电材料，除了基于多个单独的 层的复杂生产方法之外，特别不利的是，由于导电织物中间层的原因，因为只有导电经线或 纬线能够作为电阻元件并且能够变热，所以加热图案存在低均勻性。因此，产生条形加热图 案而非真正平面均勻加热。
技术实现思路
由此，本专利技术的目的为提供新型导电材料，其中不存在于使用情况下裂开、翘起或 剥落进而导致问题(例如形成火花、局部电压峰值进而温度峰值)并且存在安全风险的导 电涂层。在该导电材料中，导电部件应被安全且稳固地固定，使得导电部件的接触点被以确定且不变的方式固定。此外，该导电材料应在整个表面中具有导电能力恒定性，进而具有表面电阻恒定性。因此，应确保电表面功率和热表面功率的恒定性，使得多种应用成为可 能。此外，该材料不应具有电阻的压力相关性，并且应与环境影响例如空气湿度、湿气或其 他介质无关。因此，新材料的接触带应在不使用黏合剂的情况下固定且不变地存在，并且集 成在材料中。本专利技术的另一目的在于针对这样的导电材料的相应的生产方法。该目的通过具有权利要求1所述特征的薄片以及具有权利要求30所述特征的生 产方法实现。从属权利要求示出有利的改进方案。为薄片形式的根据专利技术的导电材料的区别在于被包含在热塑性塑料基质中且至 少部分地由导电增强纤维形成的增强纤维以关于x/y方向大体上均质地存在于该薄片中。 导电纤维因此关于薄片的横截面被嵌入热塑性基质中，并且在χ/y方向上均勻、大体均质， 并且不朝向ζ方向。由于该纤维定向的原因，可以实现χ方向与y方向的电导率的比在1 至3之间变化，优选在1. 2至2. 2之间，并且特别优选在1. 5至2之间。由于使用具有限定 的特定长度即0. Imm至30mm的长纤维，并且所述长纤维也被均勻地分布和固定在热塑性塑 料基质中，所以确保存在导电纤维关于彼此的网络状连接。该导电网络能够被局部中断，但 不会出现完全失去导电性，进而不会出现完全失去作为电辐射加热的功能。由于根据本发 明的构造，因此例如还可通过切口和/或穿孔而特定地调整薄片的导电性。此外，对于根据 本专利技术的导电薄片，应强调，由于导电增强纤维是如上所述被稳固嵌入热塑性塑料基质中 进而被固定在热塑性塑料基质中，所以产生非常稳定的组合。由于额外引入增强纤维(不 具有导电性)，因而还能够对应于使用情况而控制薄片的机械特性。根据本专利技术的导电薄片 的其他优点如下-不需要薄片层压和层压黏合剂，因此不存在黏合剂老化，不会有过渡电阻变化；-单层系统，因此无分层(脱层)的危险；-薄片内的内部强度高；-不存在由于断开的导电纤维端断开的风险以及产生火花或火焰的风险引起的薄 片内部分离的风险；-受到弯曲或卷曲时导电纤维不会毁坏；-不存在由于导电的自由纤维碎片导致形成火花的风险；_集成的、等高金属带导体；-无黏合剂的带导体的抗老化连接；_均勻的、全表面加热图案；-对加热薄片的局部破坏不会破坏基本功能；-不存在取决于表面压力的电阻变化；_独立于湿度的电阻。对于根据本专利技术的导电薄片，通过选择热塑性塑料和纤维、其含量和混合比以及 薄片的厚度能够限定机械特性。因此，各参数，例如延伸率、抗张强度以及弹性模数、抗弯曲 疲劳模数等，能够被特定调整，使得例如能够产生适用于建筑工地的耐用加热薄片系统。由 于在根据本专利技术的导电薄片中导电纤维大体上均质且均勻地布置在热塑性塑料基质中，在所谓的极低安全电压范围(SELV范围)内的操作中不能排除薄片表面上的导电性，本薄片 可在没有额外表面绝缘的情况下使用。然而，如果该导电薄片的表面被电绝缘，则导电薄片 也可用于更高的电压。对于根据本专利技术的导电薄片，在此优选的是，导电增强纤维的长度为0. Imm至 30mm，优选为2mm至18mm，特别优选为3mm至6mm。因为通过这种导电长纤维能够保证通过 在该薄片本身中形成导电的均勻网络实现导电性，所以纤维的长度选择是重要的。在此，有 利的是，纤维最大具有的厚度为1 μ m至15 μ m，特别优选为5 μ m至8 μ m。通过选择该类型 的纤维，还能够以相对低的导电增强纤维含量产生薄片自身的导电性。根据本专利技术，提出在 热塑性塑料基质中包含按重量计为3%至45%的增强纤维，其中，需要导电增强纤维的比 例优选是至少按重量计为0. 1%，优选是按重量计为0. 5%至20%。在此，申请人能够表明， 即使以最少量的导电增强纤维(例如按重量计为0.5% )也能够生产具有高电阻的导电薄 片，其在使用普通电压(230V)时能够实现足够低的表面功率，进而实现低的温度。由于根据本专利技术的具有指定参数的纤维的均勻且大体上均质的分布，可以控制热 塑性塑料薄片的电特性。因此，在该薄片的指定密度下，能够通过要使用的导电增强纤维的 量(重量比)控制根据本专利技术的薄片的导电性。另一方面，对于在热塑性塑料基质上的导 电增强纤维的指定的重量比，通过改变薄片的密度，因为能够导致影响接触点的数量，所以 可以实现导电性的相应的改变。最后，对于导电增强纤维的指定的比例或对于薄片的指定 的密度，由于薄片的穿孔和/或切口，通过薄片上的导电表面的减少变化，由此也能够影响 薄片的导电性。该实施例的决定性的优点在于该薄片能够用在对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由具有电接触和按重量计为３％至４５％的增强纤维的热塑性塑料基质形成的导电薄片，所述增强纤维至少部分包括纤维长度为０．１ｍｍ至３０ｍｍ的导电增强纤维，并且至少所述导电增强纤维在所述热塑性塑料基质中在ｘ－ｙ方向上大体上均质地存在于所述薄片中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯古恩特考奇，彼得于贝尔梅塞尔，
申请(专利权)人：飞斯利德有限两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]