NO303160B1

NO303160B1 - Ledende oppvarmingsenhet, og fremgangsmÕte for fremstilling av samme

Info

Publication number: NO303160B1
Application number: NO903151A
Authority: NO
Inventors: Takashi Ota
Original assignee: Takashi Ota; Fujii Kinzoku Kako Kk
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1990-07-13
Publication date: 1998-06-02
Also published as: DE69029174T2; DE69029174D1; CA2021291A1; CA2021291C; NO903151L; KR910004064A; EP0409099B1; NO903151D0; EP0409099A3; KR0181499B1; EP0409099A2; JPH0347878A; JP2849405B2

Description

Oppfinnelsen angår en ledende oppvarmingsenhet med et fast stoff eller en fast overflate som er belagt med en ledende film med en tykkelse på 0,1 til 3,0 mm på en overflate, og med klemmer for påtrykning av en spenning fra 0,5 til 200 V.

Det er tidligere kjent forskjellige ledende oppvarmingsenheter som omfatter et ledende ark eller en belegningsfilm som inneholder et findelt ledende pulver og et bindemiddel, og et findelt pulver av kjønrøk, grafitt, et metall eller et metalloksid er blitt benyttet som det findelte, ledende pulver (japanske patentpublikasjoner nr. 60-59131/1985 og nr. 54-149758/1979).

De tidligere kjente, ledende oppvarmingsenheter som benytter kjønrøk eller grafitt som det findelte ledende pulver, kan anvendes ved kommersielle spenninger på 100-200 V, men de kan ikke anvendes ved lave spenninger på 1,2-24 V som påtrykkes f.eks. når batterier anvendes som kraftkilder, fordi den elektriske motstand til kjønrøk eller grafitt er for høy til at varme vil bli utviklet. For å redusere motstanden for en ledende oppvarmingsenhet til flere tideler til flere hundredeler i forhold til motstanden til oppvarmingsenheter som inneholder kjønrøk eller grafitt, kan oppmerksomheten rettes mot metallpulvere.

Metallpulvere innarbeidet i belegningsoppløsninger blir imidlertid, selv dersom de er finpulveriserte, utfelt nedad under lagring som ledende belegg eller under størkningsprosesser for flytende belegningsfilmer på grunn av sin høye egenvekt.Fremstillingen av oppvarmingsenheter ved anvendelse av metallpulvere resulterer derfor i vanskeligheten med å oppnå ensartede, eksoterme overflater. Én mulig løsning for å hindre denne utfelling er å blande belegget med et fortykningsmiddel eller et suspensjonsmiddel. Slike tidligere kjente fortykningsmidler eller suspensjonsmidler kan imidlertid ikke spre metallpulverne på effektiv måte, og dermed oppnås bare eksoterme, ledende belegg som har en delvis forskjellig motstand. Av denne grunn er slike belegg uegnede for overflatevarmelegemer som må ha ensartet temperaturfordeling.

JP 60-96548 A viser hule glasspartikler med en tilsyne-latende egenvekt på > 1, en gjennomsnittlig partikkeldiameter på fortrinnsvis < 100 pm, dvs. såkalte glassballonger som er gjort følsomme ved å bringes i kontakt med en vandig oppløsning av en oppløselig tinnforbindelse, og som deretter bringes i kontakt med en vandig oppløsning av et oppløselig Pd-salt. Partiklene dispergeres i et vandig medium, og en elektroløs pletteringsvæske tilsettes til dispersjonen med en kontrollert tilsetnings-hastighet for å bevirke en rask pletteringsreaksjon.

WO 87/05385 viser et målobjekt omfattende et basis-materiale og et elektrisk ledende og oppvarmbart belegg som kan tilkoples til en strømkilde. Det elektrisk ledende og oppvarmbare belegg er dannet av en lakk som inneholder et ledende materiale.

EP 0 162 979 Al angår elektrisk ledende mikropartikler som er kjennetegnet ved høy ledningsevne og lav tetthet og som omfatter elektrisk ikke-ledende mikroballonger som har et elektrisk ledende belegg av metall.

JP 61-152775 A angår en elektrisk ledende beleggsam-mensetning som er nyttig for elektroniske anordningsbokser og som har forbedret vedheftingsevne til plastmaterialer og tilstrekkelig avskjermingseffekt på kraftige elektromagnetiske bølger, og som oppnås ved blanding av en beleggsammensetningsharpiks med elektrisk ledende partikler som har tilnærmet samme egenvekt som harpiksen.

JP 62-153146 A angår fremstilling av silasballonger som har et metallovertrekk. Silasballonger som i det vesentlige består av kisel og har meget lett vekt, dyppes først i vann i en gitt tidsperiode for å fraskille og gjenvinne bare fullstendig ekspanderte og hule, fine sfæriske partikler som flyter på overflaten. De fraskilte og gjenvunne, fullstendig hule silasballonger anbringes deretter i en pose som er fremstilt av fibrer med et knapt klebende metallovertrekk, for eksempel et nylonnett. Posen dyppes deretter tilstrekkelig i en metallpletteringsoppløs-ning for på ensartet måte å plettere overflatene av silasballong-ene med metaller.

Som følge av de innledningsvis omtalte problemer anvendes for tiden ingen overflatevarmelegemer som kan operere ved lave spenninger som påtrykkes f.eks. når batterier anvendes som kraftkilder.

Det er derfor et hovedformål med oppfinnelsen å tilveiebringe en ledende oppvarmingsenhet som kan operere ved lave spenninger.

Andre formål med oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse.

Den foreliggende oppfinnelse er basert på den erkjen-nelse at findelte, hule harpiks- eller glasspartikler plettert med et metall kan dispergeres jevnt i en eksoterm, ledende belegningsfilm og dermed oppnå en ledende oppvarmingsenhet som kan operere ved lave spenninger.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en ledende oppvarmingsenhet av den innledningsvis angitte type som er kjennetegnet ved at filmen er oppnådd ved påføring av et belegg eller en pasta på overflaten av det faste stoff, eller ved impregnering av det faste stoff i et belegg eller en pasta, at belegget eller pastaen omfatter findelt(e), ledende partikkelpulver(e) og et syntetisk harpiksbindemiddel, og at det eller de findelte, ledende partikkelpulvere omfatter fine, hule, sfæriske partikler av glass eller en varmebestandig harpiks, idet partiklene er plettert med et metall i en tykkelse på 0,1 til 0,3 pm og pulveret har en romvekt på 0,2 til under 0,9 g/cm<3>.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt en fremgangsmåte for fremstilling av en slik oppvarmingsenhet, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at det påføres et belegg eller en pasta på overflaten av det faste stoff, eller det faste stoff impregneres i et belegg eller en pasta, hvilket resulterer i 0,1 til 3,0 mm tykkelse, og at belegget eller pastaen deretter herdes ved en temperatur på 70 til 350 °C.

Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt en anvendelse av den ovenfor angitte, ledende oppvarmingsenhet for frembringelse av innerveggbelegning, gulv- og takbelegg, innvendige ovnsoverflater, indre og ytre røroverflater, tepper, dekker, varmelegemer, antifrysingsanordninger, signaldeksler og kjeler.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, der fig. 1 er et diagram som viser motstanden i forhold til forholdet mellom harpiks og ledende pulver, og fig. 2 er et diagram som viser relasjonen mellom den eksoterme temperatur ved 6 V og den elektriske motstand i en oppvarmingsenhet ifølge oppfinnelsen.

De findelte, hule, sfæriske glass- eller harpikspartikler som benyttes i oppvarmingsenheten ifølge oppfinnelsen, innbefatter for eksempel glass, som f.eks. Scotch Light<*>"Glass Bubble" (S60/10000 osv., Sumitomo 3M) og harpikser, som f.eks. polymetylmetakrylat (PMMA) og polystyren.

Som glass anvendes soda-kalkborsilikatglass (Si0254, A120314, Be038,3, Fe030,2, NA20 0,5, MgO 1, CaO 22), og som varmebestandige harpikser anvendes polyamidharpikser.

Størrelsen av de findelte, hule, sfæriske glass- eller harpikspartikler er passende 4-350 pm, fortrinnsvis 10-200 pm. Partikler som har en størrelse på under 4 pm, øker motstanden ( Q) til overflatevarmelegemet for sterkt, og partikler med en størrelse på over 350 pm er vanskelige å dispergere i belegningsmiddelet. Disse partikler er derfor ugunstige. Glass- eller harpikspartiklenes tykkelse kan være 0,5-2 pm.

Metallpletteringen på de findelte, hule, sfæriske glass- eller harpikspartikler utføres ved hjelp av elektrofri plettering som er en kombinasjon av elektrofri plettering og elektrodeplettering eller liknende. For metallplettering benyttes fortrinnsvis Pt, Au, Ag og Ni som metaller. Andre metaller, som f.eks. Cu og Sn, er uegnede fordi disse blir oksidert under bruk av oppvarmingsenheten, slik at den elektriske motstand øker.

Av metallene kan Ag tilfredsstille kravene både til pris og kvalitetsstabilitet.

De metalliske avsetningers tykkelse er ikke spesielt begrenset og kan velges under hensyntagen til pris og disperger-barhet. Tykkelsen er passende 0,03-0,8 pm, fortrinnsvis 0,1-0,3 pm. Avsetninger som har en tykkelse på under 0,03 pm, øker overflatevarmelegemets motstand for sterkt, og avsetninger som har en tykkelse på over 0,8 pm, gjør det vanskelig å dispergere partiklene i belegningsmiddelet, hvilket fører til økende omkostninger.

De findelte, hule, sfæriske metallpletterte glass-eller harpikspartikkelpulveres romvekt er omtrent den samme som romvekten til de syntetiske harpiksbindemidler, nemlig fra 0,2 til under 0,9 g/cm<3>. Dersom romvekten er mindre enn 0,2 g/cm<3>, finner segregering sted under utvikling av utilstrekkelig styrke. Hvis derimot romvekten er 0,9 g/cm<3>eller høyere, finner utfelling sted, og dette fører til forringelse av dispergerbar-heten.

Som syntetiske harpiksbindemidler for de ledende materialer anvendes termoplastiske harpikser, varmeherdende og elektronstråleherdbare harpikser, og disse kan passende velges under hensyntagen til anvendelsesområdet for oppvarmingsenheten. De termoplastiske harpikser har et mykningspunkt på minst 15 °C og en midlere molekylvekt på fra flere tusen til flere hundre tusen. De varmeherdende harpikser eller reaktive harpikser har en molekylvekt på ikke over 200 000 når de anvendes som beleg-ningsoppløsninger. Harpiksene oppvarmes etter at de er blitt påført, og de tørkes for å øke sin molekylvekt til uendelig ved slike reaksjoner som kondensasjon og addisjon. Det kan også benyttes strålingsherdbare harpikser i hvilke grupper som er tverrbindbare eller polymeriserbare inntil tørrhet ved eksponer-ing for stråling er inneholdt eller innført i herdeharpiksenes molekyler. Slike grupper innbefatter akryldobbeltbindingsgrupper, som f .eks. en radikal-polymiserbar, umettet dobbeltbindingsgruppe som er inneholdt i akrylsyre, metakrylsyre eller deres esterfor-bindelser, allyliske dobbeltbindingsgrupper, som f .eks. en gruppe som er inneholdt i diallylftalat, og umettede bindingsgrupper, som f.eks. en gruppe som er inneholdt i maleinsyre eller dens derivater.

Eksempler på slike syntetiske harpikser innbefatter polyimidharpikser, polyamidharpikser, polyfenylenoksid-harpikser, silikonharpikser, polytitanokarbosilanharpikser, fenolharpikser, epoksyharpikser, polyparabansyreharpikser, polyuretanharpikser, polyesterharpikser, polyetereterketonharpikser, polyfenylensul-fidharpikser, polyflonharpikser, polyolefinharpikser og poly-vinylkloridharpikser. Det kan velges en harpiks som har en mykningstemperatur eller en spaltningstemperatur som er avhengig av den ønskede temperatur for den belagte film.

Mengdeforholdet mellom det syntetiske harpiksbindemiddel og det findelte, hule, sfæriske, ledende partikkelpulver velges varierende i avhengighet av den ønskede oppvarmingstempe-ratur, arealet av oppvarmingsoverflaten, typen av det findelte, ledende partikkelpulver og den syntetiske harpiks, kombinasjoner av disse og liknende. Den syntetiske harpiks blir imidlertid generelt anvendt i et forhold på 25-360 vektdeler, fortrinnsvis 30-200 vektdeler, pr. 100 vektdeler av det findelte, ledende partikkelpulver.

Når forholdet for den syntetiske harpiks er mindre enn 25 vektdeler, avtar den elektriske motstandsverdi, og oppvarmingsenhetens temperatur kan forhøyes (og er derfor anvendbar for en oppvarmingsenhet med en stor oppvarmingsoverflate). Den belagte films styrke blir imidlertid utilstrekkelig, og tempera-turkoeffisienten for den elektriske motstand blir redusert, slik at det er fare for at temperaturujevnhet blir forårsaket. Når på den annen side forholdet for den syntetiske harpiks er over 360 vektdeler, kan den elektriske strøm som er nødvendig for oppvarmingen, ikke oppnås (på grunn av den altfor høye motstandsverdi), og dette fører til uegnethet for anvendelse i praksis.

Den påtrykte spenning som kan anvendes ved oppvarmingsenheten ifølge oppfinnelsen, er 0,5-200 V og kan reguleres ved å variere forholdet mellom det syntetiske harpiksbindemiddel og det findelte, ledende pulver og filmens tykkelse. Når for eksempel den lave spenning påtrykkes fra et batteri, økes mengdeforholdet for det findelte, ledende pulver. I henhold til den foreliggende oppfinnelse blir oppvarmingsenhetens overflatetemperatur stabilt oppvarmet ved ønskede temperaturer opp til høyst 450 °C (ved en omgivelsestemperatur på fra -30 til 40 °C) i lang tid ved kombinasjoner av sammensetningen av belegget, tykkelsen av den belagte film, den påtrykte spenning og liknende.

Beleggene som hovedsakelig omfatter de findelte, ledende partikkelpulvere og de syntetiske harpikser, blir påført ved hjelp av forskjellige belegningsmetoder, så som påpensling, rullebelegning, sprøytebelegning, elektrostatisk belegning, elektroavsetningsbelegning og pulverbelegning, eller ved neddykkingsmetoder. Andre tilsetningsmidler eller hjelpemidler kan tilsettes til beleggene. Eksempler på tilsetningsmidler eller hjelpemidler innbefatter fortynningsmidler, suspenderende midler, dispergeringsmidler, antioksidasjonsmidler, andre pigmenter og andre nødvendige tilsetningsmidler.

Som fortynningsmidler anvendes løsningsmidler som benyttes for belegg, som f.eks. alifatiske hydrokarboner, aromatisk petroleumsnaf ta, aromatiske hydrokarboner (foreksempel toluen og xylen), alkoholer (for eksempel isopropylalkohol, butanol og etylhexylalkohol), eteralkoholer (for eksempel etyl-Cellosolve<*>, butyl-Cellosolve<*>og etylenglykolmonoeter, etere (for eksempel butyleter), acetater, syreanhydrider, eterestere (for eksempel etyl-Cellosolve<*->acetat), ketoner (for eksempel metyletylketon og metylisobutylketon), N-metyl-2-pyrrolidon, dimetylacetamid og tetrahydrofuran. Det foretrukne løsningsmiddel velges på egnet måte i avhengighet av den syntetiske harpiks som anvendes som bindemiddel. Det fortynnede løsningsmiddel anvendes i en mengde av 400 vektdeler eller derunder pr. 100 vektdeler av harpiksen.

De suspenderende midler som benyttes etter behov, innbefatter metylcellulose, kalsiumkarbonat og findelte pulvere av modifisert bentonitt. Som dispergeringsmidler anvendes forskjellige overflateaktive midler. Slike overflateaktive midler innbefatter anioniske, overflateaktive midler (som f.eks. fettsyresalter og flytende fettoljesulfatsalter), kationiske, overflateaktive midler (som f.eks. alifatiske aminsalter og kvartære ammoniumsalter), amfotere overflateaktive midler og ikke-ioniske, overflateaktive midler.

For å oppnå størkning inntil tørrhet eller herding av beleggene eller pastaene på enkel måte i løpet av kort tid, kan herdemidler tilsettes. Herdemiddelet kan velges i avhengighet av den anvendte harpiks, og det anvendes kjente herdemidler, som f.eks. alifatiske eller aromatiske aminer, polyisocyanater, polyamider, aminer, tiourea og syreanhydrider.

I tillegg benyttes stabilisatorer, plastifiseringsmid-ler, antioksidasjonsmidler eller liknende på passende måte.

De faste stoffer som er dannet av substrater, så som plastmaterialer, keramiske materialer, treaktige materialer, fibrer, papir- og metallmaterialer som er belagt med elektriske isolatorer med ønskede former, eller overflatene av disse, belegges med eller neddykkes i de eksoterme, ledende belegnings-midler som benyttes ifølge oppfinnelsen, for fremstilling av oppvarmingsenhetene.

For eksempel blir et substrat som er dannet av metallmateriale, belagt med en elektrisk isolator, et keramisk materiale, plastmateriale, et treaktig materiale eller en kombinasjon av disse, til hvilket minst to metallklemmer er sikkert festet, belagt med belegningsmiddelet inntil en tykkelse på 0,2-3,5 mm, idet den belagte films tykkelse etter herding er 0,1-3 mm.

Formen på substratet som er omtalt ovenfor, er ikke spesielt begrenset og kan være en plan overflate eller en krum overflate. Oppvarmingsenhetene kan være dannet av lineære, stangliknende, sylindriske, plane eller andre tredimensjonalt krumme substrater.

Selv om det er ønskelig å belegge substratoverflåtene med keramiske materialer, er treaktige materialer iblant anvendbare dersom den ønskede temperatur er 150 °C eller lavere. Kombinerte gjenstander, som f.eks. en kompositt som omfatter et treaktig materiale, et plastmateriale eller metallmateriale og med det keramiske materiale påført på denne, er også anvendbare.

Når den faste overflate som skal belegges, er stor, og påpensling, rullebelegning eller sprøytebelegning anvendes, gis belegningsmiddelet øket flytbarhet for å forbedre bearbeidbar-heten. I dette tilfelle blir et fortynnende løsningsmiddel fortrinnsvis innarbeidet i en mengde på ikke over 400 vektdeler pr. 100 vektdeler av det ledende pulver. Dersom mer løsningsmid-del innarbeides, blir belegningsmiddelet for flytbart, og det er vanskelig å oppnå en foreskreven tykkelse for den belagte film. Anvendelsen av for mye løsningsmiddel er derfor uegnet for oppnåelse av en ønsket overflatetemperatur av den belagte film.

Den belagte film herdes, størknes til tørrhet eller herdes ved hjelp av en elektronstråler (bestråling) ved en temperatur innen området 70-350 °C.

Når størkningen til tørrhet eller herdingen utføres ved en temperatur innen området 70-350 °C i tilstrekkelig tid, kan en glatt film med en foreskreven tykkelse oppnås. Høyere temperaturer er uønskede fordi skumdannelse, flyting, sprekkdan-nelse og kvalitetsforringelse da vil kunne finne sted. Temperaturer under 70 °C er også uønskede fordi disse krever lang tid.

Når belegget påføres inntil en tykkelse på 0,2-3,5 mm etterfulgt av reaksjon ved en temperatur på ikke over 350 °C for å herde belegget, fås en belagt film som er størknet til tørrhet og med en tykkelse på 0,1-3,0 mm. Når denne belagte film oppvarmes ved elektrisk motstandsoppvarming, utvikles høy temperatur såvel som lav temperatur. Det foretrekkes at belegget påføres inntil en tykkelse på 0,1-3,0 mm. Dersom tykkelsen er mindre enn 0,1 mm, øker den elektriske motstand for sterkt, effekten pr. arealenhet synker slik at den blir for lav, og dessuten vil filmstyrken være utilstrekkelig. Dersom tykkelsen er over 3,0 mm, er segregering tilbøyelig til å finne sted ved utfelling og separering av partiklene, og det blir vanskelig å oppnå en ensartet, belagt film. Den elektriske motstand mellom den belagte films metallklemmer er 0,1 til 300 Cl/ n ved vanlig temperatur (hvor Cl/ n representerer elektrisk motstandsverdi pr. arealenhet).

Dersom det er fare for lekkasje, blir den eksoterme belagte film dekket med en elektrisk isolerende film som er tynn under hensyntagen til at styrken skal opprettholdes. En for tykk film fører til forstyrrelse av varmeoverføringen.

Oppvarmingsenhetene fremstilles på liknende måte ved å behandle fibrer eller papir med beleggene eller pastaene ifølge oppfinnelsen som inneholder de findelte, hule, sfæriske, metallpletterte partikler og de syntetiske harpikser.

Oppvarmingsenheter med utmerkede overflateegenskaper kan også oppnås ved anvendelse av harpikser som er herdbare under påvirkning av elektronstråler (bestråling).

I overensstemmelse med de eksoterme, ledende belegg i oppvarmingsenheten ifølge oppfinnelsen kan temperaturen på oppvarmingsenhetene reguleres til en ønsket temperatur ved valget av typen av de findelte, hule, sfæriske, metallpletterte partikler og den syntetiske harpiks, blandingsforholdet, tykkelsen av den påførte film og kombinasjoner derav, og dessuten ved valget av oppvarmingsarealet eller den påtrykte spenning.

De eksoterme, ledende belegg i oppvarmingsenheten ifølge oppfinnelsen har temperaturselvregulerende funksjon. Spesielt er det unødvendig å gjøre de påførte filmers tykkelse nøyaktig jevn, og de påførte filmer kan formes for hånd på de faste overflater med ønsket form. Videre kan oppvarmingsenhetene fremstilles ved nedsenking av de impregnerbare, faste materialer (så som fibrene og papiret) med en ønsket form i beleggene. Oppvarmingsenhetene ifølge oppfinnelsen kan derfor utstrakt anvendes innen forskjellige områder, som f.eks. innerveggbelegning, gulv- og takbelegg, innvendige ovnsoverflater, indre og ytre røroverflater, tepper, forenklede oppvarmingsanordninger, varmelegemer, antifrysingsanordninger, signaldeksler og kjeler. Oppvarmingsenhetene er spesielt utmerkede som varmelegemer, for romsoppvarming og varmeisolasjon og oppvarmingsdeler. Oppvarmingsenhetene kan fremstilles med temperatur-selvregulerende funksjon, vilkårlig regulerbar til den ønskede temperatur på opptil 450 °C, og dessuten med jevn temperatur fordeling over en stor oppvarmingsoverflate til en liten oppvarmingsoverflate med forskjellige former og overflater (innbefattende en ujevn overflate).

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til de nedenstående eksempler. Man vil forstå at disse eksempler ikke er ment å begrense oppfinnelsens omfang. I eksemplene er alle deler basert på vekt.

Eksempel 1

Et hult, sfærisk, Ag-plettert, ledende partikkelpulver (PM) med en romvekt på 0,6-0,8 g/cm<3>og oppnådd ved plettering av hule, sfæriske partikler (størrelse 30-70 pm) av soda-kalkborsilikatglass med sølv til en avsetningstykkelse på 0,1-0,2 pm ved hjelp av elektrofri plettering, ble blandet med forskjellige syntetiske harpikser (R) som bindemidler for å fremstille et belegningsmiddel. Belegningsmidlene i hvilke R ble anvendt i mengder på 50, 100, 200 og 500 deler pr. 100 deler av det anvendte PM, ble påført på 3 cm x 3 cm glassplater som hver hadde polklemmer festet til begge ender av platen, for fremstilling av oppvarmingsenheter med en filmtykkelse på 1 mm. Den elektriske motstand (Q/O) ble målt for hver oppvarmingsenhet ved hjelp av et ohmmeter. Resultatene falt mellom de to øvre og nedre kurver som viser relasjonen mellom R/PM og Cl/ o på fig. 1. Motstanden er forskjellig i overensstemmelse med typen av harpiks. Når f.eks. R/PM er 2, oppviste oppvarmingsenhetene med høy motstand en motstand på 10 Cl/ n ved vanlig temperatur (silikoner og uretanhar-pikser av énpakningstypen), og oppvarmingsenhetene med lav motstand oppviste en motstand på 3 Cl/ D (umettede polyesterharpikser). Motstanden til oppvarmingsenhetene som inneholdt epoksyharpikser, polyamidharpikser, polyflonharpikser, polyetereterketonharpikser, polytitanokarbosilanharpikser, polyfenylenok-sidharpikser og liknende, falt mellom de ovenstående motstands-verdier. Det ble påvist at motstanden varierte i avhengighet av typen av harpiks og fremstillingsbetingelsene, og den falt mellom de to kurver som er vist på fig. 1.

Det fremgår av disse resultater at motstanden Cl/ n øker med økning i mengden av harpiksbindemiddelet. Dette viser at oppvarmingsenheter som utvikler forskjellige temperaturer, kan oppnås ved å forandre typen av harpiks og mengden av denne.

Eksempel 2

100 deler av de hule, sfæriske, Ag-pletterte glasspartikler (med en størrelse på 30-70 pm, en avsetningstykkelse på 0,1-0,2 pm og en romvekt på 0,6-0,8 g/cm<3>) som ble oppnådd på samme måte som beskrevet i eksempel 1, og 130 deler av epoksyharpiks inneholdende dodecenylravsyreanhydrid (DDSA) av énpakningstypen som herdemiddel, ble blandet med hverandre for fremstilling av et ledende belegningsmiddel. Det resulterende belegningsmiddel ble påført på et 10 cm x 10 cm glassubstrat til en tykkelse på 2 mm etterfulgt av herding ved 100 °C. Relasjonen mellom motstand ( Cl/ n) og temperatur i overflatevarmelegemet som ble oppnådd på denne måte, er som vist på fig. 2. Når en spenning på 6 V ble påtrykt på dette varmelegeme, ble en overflatetemperatur på 55 °C oppnådd (romtemperaturen var 18 °C).

Ut fra dette forsøk ble det anslått at temperaturen på den påførte film med en motstand på 10 Cl/ n og en størrelse på 172 cm x 172 cm kan forhøyes til 55 °C når en spenning på 100 V ble påtrykt på denne.

Eksempel 3

En påført film som inneholdt 100 deler av de hule, sfæriske, Ag-pletterte glasspartikler (med en størrelse på 30-70 pm, en avsetningstykkelse på 0,1-0,2 pm og en romvekt på 0,6-0,8 g/cm<3>) og 60 deler av en polyamidharpiks ble dannet på en keramisk plate av 95 % A1203(20 cm x 20 cm x 2 cm). Når en spenning på 24 V (144 W) ble påtrykt på kobberklemmer som var lagt inn i den påførte film parallelt med hverandre ved begge ender av platen, ble en høy temperatur på 210 °C oppnådd (romtemperaturen var 20 °C). Når en spenning på 100 V ble påtrykt, økte effekten fra 144 W til 2500 W, og temperaturen på den påførte film med en størrelse på 80 cm x 80 cm økte til 210 °C. Et overflatevarmelegeme med et så stort oppvarmingsareal som tidligere ble ansett for ikke å være oppnåelig, ble således oppnådd. I motsetning til dette, med hensyn til tidligere kjente overflatevarmelegemer, har et SiC, Ni-Cr-varmelegeme en maksi-mumsstørrelse på 15 cm x 30 cm hvis temperatur heves til 200 °C ved 100 V.

Claims

1. Ledende oppvarmingsenhet med et fast stoff eller en fast overflate som er belagt med en ledende film med en tykkelse på 0,1 til 3,0 mm på en overflate, og med klemmer for påtrykning av en spenning fra 0,5 til 200 V, KARAKTERISERT VED at filmen er oppnådd ved påføring av et belegg eller en pasta på overflaten av det faste stoff, eller ved impregnering av det faste stoff i et belegg eller en pasta, at belegget eller pastaen omfatter findelt(e), ledende partikkelpulver(e) og et syntetisk harpiksbindemiddel, og at det eller de findelte, ledende partikkelpulvere omfatter fine, hule, sfæriske partikler av glass eller en varmebestandig harpiks, idet partiklene er plettert med et metall i en tykkelse på 0,1 til 0,3 pm og pulveret har en romvekt på 0,2 til under 0,9 g/cm<3>.

2. Ledende oppvarmingsenhet ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de fine, hule, sfæriske partikler har en stør-relse på 4 til 350 pm.

3. Ledende oppvarmingsenhet ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at det syntetiske harpiksbindemiddel er inneholdt i et forhold på 25 til 360 vektdeler pr. hundre vektdeler av det findelte, ledende partikkelpulver.

4. Ledende oppvarmingsenhet ifølge krav 1, 2 eller 3, KARAKTERISERT VED at det syntetiske harpiksbindemiddel er minst én harpiks som er valgt fra den gruppe som består av en sili-konharpiks, en uretanharpiks, en epoksyharpiks, en polyamidharpiks, en polyesterharpiks, en polyimidharpiks, en polyolefin-harpiks, en polyflonharpiks, en polyeter-eterketonharpiks, en polyfenylensulfidharpiks og en polytitanokarbosilanharpiks.

5. Fremgangsmåte for fremstilling av en ledende oppvarmingsenhet ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det påføres et belegg eller en pasta på overflaten av det faste stoff, eller det faste stoff impregneres i et belegg eller en pasta, hvilket resulterer i 0,1 til 3,0 mm tykkelse, og at belegget eller pastaen deretter herdes ved en temperatur på 70 til 350 °C.

6. Anvendelse av den ledende oppvarmingsenhet ifølge ett av kravene 1-4 for frembringelse av innerveggbelegning, gulv-og takbelegg, innvendige ovnsoverflater, indre og ytre rørover-flater, tepper, dekker, varmelegemer, antifrysingsanordninger, signaldeksler og kjeler.