FR2721788A1

FR2721788A1 - Heating film

Info

Publication number: FR2721788A1
Application number: FR9408040A
Authority: FR
Inventors: Bernard Tavernier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-06-24
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 1995-12-29
Anticipated expiration: 2014-06-24
Also published as: FR2721788B1

Abstract

A heating film (1) comprises a conducting track (4) placed between two films (5, 8) of synthetic material and fed with a current via two cable terminals (9). The conducting track (4) is obtained by metallisation under vacuum or by metal deposition under vacuum on one of the two films (5) of synthetic materials. The process for producing this heating film is also claimed and comprises the following stages:- metal deposition under vacuum on one face of a film of synthetic material; deposition of a product insensible to the base on which the conducting track is placed; chemical attack of the metal deposited; attachment of the second film of synthetic material and the placement of the electrical feed cable terminals (9).

Description

L'invention concerne un film chauffant ainsi que son procédé de fabrication. Un tel film peut notamment être utilisé pour le chauffage de locaux. II est alors disposé sur un plafond, entre une paroi de parement située du côté du local et une couche de matériau isolant ou bien sur une paroi verticale. On obtient alors un chauffage rayonnant. The invention relates to a heating film and its manufacturing process. Such a film can in particular be used for space heating. It is then placed on a ceiling, between a facing wall located on the side of the room and a layer of insulating material or else on a vertical wall. Radiant heating is then obtained.

De tels films comportent en général une piste conductrice métallique placée à plat entre deux films en matière synthétique ou composite et reliée à chacune de ses extrémités à une cosse d'alimentation électrique. Such films generally comprise a metallic conductive track placed flat between two films of synthetic or composite material and connected at each of its ends to an electrical supply terminal.

L'épaisseur des pistes connues varie entre 7 et 12 zm. La section de ces pistes est donc relativement importante. La résistance d'une piste étant inversement proportionnelle à sa section, la résistance des pistes utilisées dans les films chauffants connus est faible. Ces pistes ne doivent pas être parcourues par un courant d'une trop forte intensité, et donc la différence de potentiel à appliquer aux bornes de la piste est limitée. Dans la pratique, cela signifie que pour une faible surface de film chauffant, et donc une faible longueur de piste, il n'est pas possible de connecter un seul élément chauffant sur le secteur (220-230 V), mais il faut monter plusieurs éléments en série pour pouvoir utiliser le secteur, ou bien alors utiliser un transformateur. The thickness of the known tracks varies between 7 and 12 zm. The section of these tracks is therefore relatively large. The resistance of a track being inversely proportional to its section, the resistance of the tracks used in known heating films is low. These tracks must not be crossed by a current of too high an intensity, and therefore the potential difference to be applied to the terminals of the track is limited. In practice, this means that for a small area of heating film, and therefore a short track length, it is not possible to connect a single heating element to the mains (220-230 V), but several elements in series to be able to use the sector, or else use a transformer.

II existe plusieurs procédés pour réaliser la piste conductrice. There are several methods for producing the conductive track.

Un premier procédé consiste à découper une mince feuille d'alliage plombétain. Celle-ci est alors disposée et collée entre deux films de matière plastique, telle que du polyester.A first method consists in cutting a thin sheet of lead-tin alloy. This is then placed and glued between two plastic films, such as polyester.

La piste conductrice peut également être obtenue par sérigraphie. L'encre utilisée est alors à base de graphite. La section de la piste est comparable à celle des pistes en aluminium, mais la résistivité du graphite étant supérieure à celle de l'aluminium, il est possible d'alimenter directement avec le secteur des éléments chauffants de surface relativement faible. Cependant, ce procédé n'offre pas une grande stabilité dans le temps et la durée de vie de l'élément chauffant est réduite. The conductive track can also be obtained by screen printing. The ink used is then based on graphite. The section of the track is comparable to that of aluminum tracks, but the resistivity of graphite being higher than that of aluminum, it is possible to supply directly with the sector heating elements of relatively small surface. However, this method does not offer great stability over time and the life of the heating element is reduced.

Le but de l'invention est alors de fournir un élément chauffant, du type comportant une piste conductrice, placée entre deux films en matière synthétique, et tel qu'il puisse être alimenté directement avec le courant du secteur, même lorsqu'il a une surface relativement faible et qui présente une grande stabilité dans le temps. The object of the invention is then to provide a heating element, of the type comprising a conductive track, placed between two films of synthetic material, and such that it can be supplied directly with the mains current, even when it has a relatively small surface and which has great stability over time.

A cet effet, le film chauffant qu'elle propose, comporte une piste conductrice placée entre deux films de matière synthétique et alimentée en courant par l'intermédiaire de deux cosses. Selon l'invention, cette piste conductrice est obtenue par métallisation sous vide ou par dépôt métallique sous vide sur l'un des deux films en matière synthétique. For this purpose, the heating film which it offers, comprises a conductive track placed between two films of synthetic material and supplied with current via two lugs. According to the invention, this conductive track is obtained by vacuum metallization or by metallic vacuum deposition on one of the two plastic films.

La métallisation sous vide, ou le dépôt métallique sous vide, permettent d'obtenir une piste de faible épaisseur et donc de faible section. Sa résistance est donc relativement élevée. De plus, une piste conductrice obtenue par métallisation sous vide est très stable dans le temps, ce qui garantit une longue durée de vie au film chauffant. Vacuum metallization, or vacuum metal deposition, makes it possible to obtain a track of small thickness and therefore of small section. Its resistance is therefore relatively high. In addition, a conductive track obtained by vacuum metallization is very stable over time, which guarantees a long service life for the heating film.

De préférence, le métal utilisé pour réaliser la piste conductrice est de l'aluminium. L'épaisseur de la piste est avantageusement comprise entre 0,03 zm et 2 tLm. Preferably, the metal used to make the conductive track is aluminum. The thickness of the track is advantageously between 0.03 zm and 2 tLm.

Pour éviter la formation d'arcs électriques au niveau des cosses et permettre le passage d'un courant plus élevé sans échauffer ces dernières, une bande de cuivre est collée sur chaque extrémité de la piste conductrice. To avoid the formation of electric arcs at the terminals and allow the passage of a higher current without heating them, a copper strip is glued on each end of the conductive track.

La largeur de la bande de cuivre est de préférence comprise entre 5 et 25 mm. The width of the copper strip is preferably between 5 and 25 mm.

L'invention concerne également le procédé de fabrication d'un film chauffant tel que décrit ci-dessus. Le procédé proposé comporte les étapes suivantes
- métallisation sous vide d'une face d'un film en matière synthétique,
- dépôt d'un produit insensible aux bases sur la couche de métal, aux endroits où doit se trouver la piste conductrice,
- attaque chimique par une base du dépôt de métal, dans le but d'éliminer le métal non protégé par le produit insensible aux bases,
- collage du second film en matière synthétique sur le premier, de telle sorte que la piste métallique se trouve entre les deux films et mise en place des cosses d'alimentation.The invention also relates to the method of manufacturing a heating film as described above. The proposed process includes the following steps
- vacuum metallization of one side of a plastic film,
- deposit of a product insensitive to bases on the metal layer, at the places where the conductive track must be,
- chemical attack by a base of the metal deposit, in order to remove the metal not protected by the product insensitive to the bases,
- Bonding of the second plastic film on the first, so that the metal track is between the two films and placement of the supply terminals.

II existe plusieurs procédés de métallisation sous vide. Dans cette application, la métallisation sous vide consiste de préférence en une évaporation sous vide. There are several methods of vacuum metallization. In this application, vacuum metallization preferably consists of vacuum evaporation.

Selon un mode de réalisation avantageux, après l'attaque chimique, une bande de cuivre, de faible épaisseur, est collée sur les extrémités de la piste conductrice afin d'éviter la formation d'arcs électriques et d'autoriser le passage d'un courant plus élevé sans échauffer les électrodes en augmentant la section totale conductrice. According to an advantageous embodiment, after the chemical attack, a thin copper strip is bonded to the ends of the conductive track in order to avoid the formation of electric arcs and to allow the passage of a higher current without heating the electrodes by increasing the total conductive section.

De toute façon, I'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, illustrant à titre d'exemples non limitatifs un film chauffant et son procédé de fabrication selon l'invention
Figure 1 est une vue en perspective d'un film chauffant selon l'invention
Figure 2 est une vue semblable à la figure 1 mais montrant mieux les divers constituants du film chauffant
Figure 3 est une vue en coupe à échelle agrandie selon la ligne 111-111 de la figure 1;
Figure 4 est une vue en coupe illustrant une application possible d'un film chauffant
Figure 5 est une vue schématique d'une chaîne de fabrication d'un film chauffant selon l'invention.In any case, the invention will be clearly understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing, illustrating by way of nonlimiting examples a heating film and its manufacturing process according to the invention
Figure 1 is a perspective view of a heating film according to the invention
Figure 2 is a view similar to Figure 1 but better showing the various constituents of the heating film
Figure 3 is a sectional view on an enlarged scale along the line 111-111 of Figure 1;
Figure 4 is a sectional view illustrating a possible application of a heating film
Figure 5 is a schematic view of a production line for a heating film according to the invention.

Un élément chauffant 1 selon l'invention est représenté à la figurel. II est destiné à assurer le chauffage de locaux par le plafond. Le chauffage est alors dit par plafond rayonnant. A heating element 1 according to the invention is shown in the figure. It is intended to provide space heating by the ceiling. Heating is then said by radiant ceiling.

Un tel élément est utilisé dans des complexes préfabriqués finis ou semi-finis comprenant un isolant thermique 2, I'élément chauffant 1 et un parement ou plaque de plafond 3 (figure 4). L'isolant thermique est par exemple un panneau semi-rigide de laine minérale d'une épaisseur d'environ 50 à 100 mm. Les trois éléments sont assemblés par collage. Such an element is used in finished or semi-finished prefabricated complexes comprising a thermal insulator 2, the heating element 1 and a facing or ceiling plate 3 (FIG. 4). The thermal insulation is for example a semi-rigid panel of mineral wool with a thickness of about 50 to 100 mm. The three elements are assembled by gluing.

L'élément chauffant 1 comporte deux films de forme rectangulaire, en matière synthétique, du polyester par exemple, entre lesquels se trouve une piste conductrice 4. Cette dernière a été déposée par évaporation sous vide d'aluminium sur une face d'un premier film 5 en polyester. La piste conductrice 4 a une épaisseur d'environ 1 000 Â (0,1 ym) et une largeur de quelques millimètres (environ 1 à 10 mm). Afin d'offrir une surface chauffante la plus grande possible, la piste 4 a la forme d'un serpentin recouvrant toute la surface du film polyester 5, dont la longueur est en relation avec l'épaisseur et la largeur. La piste conductrice 4 a ainsi une grande résistance, puisque sa résistance est proportionnelle à sa longueur et inversement proportionnelle à sa section (c'est-à-dire sa largeur multipliée par son épaisseur). The heating element 1 comprises two films of rectangular shape, made of synthetic material, polyester for example, between which there is a conductive track 4. The latter has been deposited by evaporation under aluminum vacuum on one side of a first film 5 in polyester. The conductive track 4 has a thickness of approximately 1000 Å (0.1 μm) and a width of a few millimeters (approximately 1 to 10 mm). In order to provide the largest possible heating surface, the track 4 has the shape of a coil covering the entire surface of the polyester film 5, the length of which is in relation to the thickness and the width. The conductive track 4 thus has a high resistance, since its resistance is proportional to its length and inversely proportional to its section (that is to say its width multiplied by its thickness).

Sur toute sa longueur, la piste conductrice 4 est recouverte d'une couche 6 de polymère, qui est nécessaire lors de la fabrication de l'élément chauffant 1, mais qui n'a plus de fonction lorsque l'élément chauffant 1 est réalisé. Over its entire length, the conductive track 4 is covered with a layer 6 of polymer, which is necessary during the manufacture of the heating element 1, but which no longer has a function when the heating element 1 is produced.

Chaque extrémité de la piste conductrice 4 est doublée d'une bande de cuivre 7, de faible épaisseur (environ 50 zm), de largeur comprise entre 5 et 25 mm. Chaque bande 7 s'étend tout le long d'un côté du film polyester 5. Each end of the conductive track 4 is lined with a copper strip 7, of small thickness (about 50 μm), of width between 5 and 25 mm. Each strip 7 extends all along one side of the polyester film 5.

Un second film polyester 8 est collé sur le premier film 5, pour protéger la piste conductrice 4 et les bandes de cuivre 7. Il est identique au premier film. A second polyester film 8 is bonded to the first film 5, to protect the conductive track 4 and the copper strips 7. It is identical to the first film.

L'alimentation électrique d'un élément chauffant 1 se fait à l'aide de cosses 9 qui sont montées au niveau des bandes de cuivre 7. The electrical supply of a heating element 1 is done using lugs 9 which are mounted at the level of the copper strips 7.

II est possible de monter plusieurs éléments chauffants 1 en parallèle. Ces éléments 1 sont alors reliés entre eux au niveau des bandes de cuivre 7 qui constituent des électrodes. It is possible to mount several heating elements 1 in parallel. These elements 1 are then connected together at the level of the copper strips 7 which constitute the electrodes.

Le procédé de fabrication de tels éléments chauffants 1 est décrit ci-après en référence à la figure 5. The manufacturing process for such heating elements 1 is described below with reference to FIG. 5.

Les éléments chauffants 1 sont réalisés à partir d'un film polyester 25 continu, stocké sur un rouleau 30. Le film 25 est déroulé et passe dans une enceinte de métallisation sous vide 31. Au sein de cette enceinte, des filaments 32 d'aluminium défilent de façon automatique et réglable. Ils passent dans des creusets 33 dans lesquels ils sont portés à fusion et se vaporisent. La vapeur d'aluminium ainsi créée se dépose sur le film polyester 25 qui défile à vitesse réglable en partie supérieure de l'enceinte 31. The heating elements 1 are produced from a continuous polyester film 25, stored on a roller 30. The film 25 is unwound and passes into a vacuum metallization enclosure 31. Within this enclosure, aluminum filaments 32 scroll automatically and adjustable. They pass into crucibles 33 in which they are brought to fusion and vaporize. The aluminum vapor thus created is deposited on the polyester film 25 which runs at an adjustable speed in the upper part of the enclosure 31.

A la sortie de l'enceinte 31, le film polyester 25 est recouvert entièrement et uniformément d'une couche d'aluminium. L'épaisseur de cette couche est réglable, en faisant varier les divers paramètres de fabrication au niveau de l'enceinte 31. At the outlet of the enclosure 31, the polyester film 25 is completely and uniformly covered with a layer of aluminum. The thickness of this layer is adjustable, by varying the various manufacturing parameters at the level of the enclosure 31.

La face métallisée du film polyester 25 passe alors sur un cylindre d'impression34 dont la surface est gravée. Le dessin gravé à la surface du cylindre 34 correspond au dessin de la piste conductrice 4 que
I'on souhaite obtenir. Ce cylindre 34 barbotte dans un bain 35 de polymère insensible aux bases.The metallized face of the polyester film 25 then passes over a printing cylinder 34, the surface of which is engraved. The design engraved on the surface of the cylinder 34 corresponds to the design of the conductive track 4 that
We wish to obtain. This cylinder 34 bubbled through a bath 35 of polymer insensitive to bases.

La vitesse de rotation du cylindre 34 est adaptée à la vitesse de défilement du film polyester 25 et lors du passage sur le cylindre 34, une couche de polymère insensible aux bases se dépose sur la fine couche d'aluminium aux endroits où doit se trouver la piste conductrice 4. The speed of rotation of the cylinder 34 is adapted to the speed of travel of the polyester film 25 and when passing over the cylinder 34, a layer of polymer insensitive to bases is deposited on the thin layer of aluminum at the places where the conductive track 4.

Le film polyester 25 passe alors dans un bain 36 basique. Aux endroits non protégés par la couche de polymère, la couche d'aluminium est attaquée et dissoute. Seuls les endroits protégés par le polymère ne sont pas attaqués. A la sortie du bain basique 36, le film 25 comporte donc une piste conductrice, recouverte de polymère insensible aux bases. The polyester film 25 then passes through a basic bath 36. In places not protected by the polymer layer, the aluminum layer is attacked and dissolved. Only the areas protected by the polymer are not attacked. At the outlet of the basic bath 36, the film 25 therefore comprises a conductive track, covered with polymer insensitive to bases.

Sur chaque bord du film polyester 25, une bande de cuivre nu 27, déroulée d'un rouleau 37, est collée à la sortie du bain basique 36. On each edge of the polyester film 25, a strip of bare copper 27, unwound from a roll 37, is bonded to the outlet of the basic bath 36.

Ces bandes 27 recouvrent les extrémités de la piste conductrice réalisée sur le film polyester 25.These strips 27 cover the ends of the conductive track produced on the polyester film 25.

Simultanément, un second film polyester 28, stocké sur un rouleau 38, est collé sur le premier film polyester 25, sur le côté de ce dernier comportant la piste conductrice. Simultaneously, a second polyester film 28, stored on a roll 38, is bonded to the first polyester film 25, on the side of the latter comprising the conductive track.

Le collage simultané des bandes de cuivre 27 et du second film polyester 28 constituent l'opération de complexage.z
La bande ainsi formée est alors découpée dans un poste de découpe non représenté en éléments chauffants 1, qui sont ensuite munis de cosses 9 pour leur alimentation électrique.The simultaneous bonding of the copper strips 27 and the second polyester film 28 constitute the complexing operation.
The strip thus formed is then cut in a cutting station not shown in heating elements 1, which are then provided with lugs 9 for their electrical supply.

Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de l'élément chauffant décrite ci-dessus à titre d'exemple, ni à ce seul procédé d'obtention. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes. It goes without saying that the invention is not limited to the sole embodiment of the heating element described above by way of example, nor to this single method of production. On the contrary, it embraces all variants.

Ainsi, par exemple, au lieu d'être rectangulaire, I'élément chauffant peut être une bande continue, destinée à être déroulée sur un plafond plâtre, un plafond bois ou un plafond tendu. Thus, for example, instead of being rectangular, the heating element can be a continuous strip, intended to be unwound on a plaster ceiling, a wooden ceiling or a stretch ceiling.

Ces éléments chauffants, ou bien la bande chauffante, peuvent également être intégrés à une dalle ou un panneau. Au lieu d'être posés sur des plafonds, ces éléments peuvent très bien équiper des sols, des panneaux verticaux, tels des murs ou des panneaux radiants pour chauffer une partie d'un grand local. These heating elements, or the heating strip, can also be integrated into a tile or a panel. Instead of being placed on ceilings, these elements can very well equip floors, vertical panels, such as walls or radiant panels to heat part of a large room.

Le métal utilisé est de l'aluminium. D'autres métaux sont tout à fait envisageables. De même, la métallisation sous vide est réalisée ici par évaporation sous vide. II est également possible de métalliser le film en matière synthétique par bombardement électronique sous vide, appelé également pulvérisation cathodique magnétron. The metal used is aluminum. Other metals are quite possible. Likewise, vacuum metallization is carried out here by vacuum evaporation. It is also possible to metallize the plastic film by electronic bombardment under vacuum, also called magnetron sputtering.

L'épaisseur de la piste conductrice décrite est de 1 000 . The thickness of the conductive track described is 1000.

Cette épaisseur peut varier de 300 à 20 000 Â suivant les applications. This thickness can vary from 300 to 20,000 Å depending on the application.

Claims

REVENDICATIONS

1. Film chauffant 1 comportant une piste conductrice 4 placée entre deux films (5, 8) de matière synthétique et alimentée en courant par l'intermédiaire de deux cosses (9), caractérisé en ce que la piste conductrice (4) est obtenue par métallisation sous vide ou par dépôt métallique sous vide sur l'un des deux films (5) en matière synthétique. 1. Heating film 1 comprising a conductive track 4 placed between two films (5, 8) of synthetic material and supplied with current via two lugs (9), characterized in that the conductive track (4) is obtained by metallization under vacuum or by metallic vacuum deposition on one of the two plastic films (5).

2. Film chauffant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la piste conductrice (4) est en aluminium. 2. Heating film according to claim 1, characterized in that the conductive track (4) is made of aluminum.

3. Film chauffant selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la piste (4) est comprise entre 0,03 zm et 2 ssm. 3. Heating film according to claim 1 or 2, characterized in that the thickness of the track (4) is between 0.03 zm and 2 ssm.

4. Film chauffant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une bande de cuivre (7) de faible épaisseur collée sur chaque extrémité de la piste conductrice (4), au niveau des cosses (9). 4. Heating film according to one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a copper strip (7) of small thickness bonded to each end of the conductive track (4), at the terminals (9) .

5. Film chauffant selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la bande de cuivre (7) a une largeur comprise entre 5 et 25 mm. 5. Heating film according to one of claims 1 to 4, characterized in that the copper strip (7) has a width between 5 and 25 mm.

6. Procédé de fabrication d'un film chauffant (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes 6. A method of manufacturing a heating film (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises the following steps

- dépôt métallique sous vide d'une face d'un film (25) en matière synthétique, - metallic vacuum deposition of one side of a film (25) of synthetic material,

- dépôt d'un produit insensible aux bases sur la couche de métal, aux endroits où doit se trouver la piste conductrice (4), - deposit of a product insensitive to bases on the metal layer, at the places where the conductive track must be (4),

- attaque chimique par une base du dépôt de métal, dans le but d'éliminer le métal non protégé par le produit insensible aux bases, - chemical attack by a base of the metal deposit, in order to remove the metal not protected by the product insensitive to the bases,

- collage du second film (28) en matière synthétique sur le premier (25), de telle sorte que la piste métallique (4) se trouve entre les deux films (25, 28) et mise en place des cosses (9) d'alimentation. - bonding of the second film (28) in synthetic material on the first (25), so that the metal track (4) is between the two films (25, 28) and establishment of the terminals (9) of food.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la métallisation sous vide consiste en une évaporation sous vide. 7. Method according to claim 6, characterized in that the vacuum metallization consists of vacuum evaporation.

8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'après l'attaque chimique, une bande de cuivre (7), de faible épaisseur, est collée sur les extrémités de la piste conductrice. 8. Method according to one of claims 6 or 7, characterized in that after the chemical attack, a copper strip (7), of small thickness, is bonded to the ends of the conductive track.