SE529543C2 - Bred självreglerande värmematta process - Google Patents

Description

25 30 529 543 <1 samt därefter i samma verktyg tvåsidigt täckt med ett isolerande skikt av en icke ledande po- lymer som påföres via en andra extruder via motsvarande klädeshängarforrnade fördelnings- kanaler. Ko-extrudering med hjälp av sådana D-dysor för formning av skivformade produk- ter eller filmer beskrivs i detalj i boken: “Extrusion dies for plastics and rubber: design and engineering computations / Walter Michaeli; with contributions by Ulrich Dombrowski [et al] Hanser 2003”. Det skivformade extrudatet överföres sedan till kylvalsar där det stelnar och avkyls till en temperatur där det kan bli tryckt med information och slutligen bli upprul- lad och kapad i bestämda längder.

Efter introduktionen av golvvärmeprodukten på marknaden uppenbarades en svaghet angå- ende långtidsstabiliteten. Ibland uppstod en varm zon vid själva kontakten mellan elektroden och PTC-materialet.. l andra fall uppstod det en varm zon någonstans mellan elektroden och upp till ett avstånd omkring 15 - 20 mm från elektroden. I båda fallen, kommer de varma zonerna i kombination med PCT-karakteristiken hos materialet att resultera i en lokal ökning av resistiviteten, något som renderar mattan en lägre värmealstrande effekt. Denna lokala uppvärmning kommer att sprida sig utefter mattan och denna kommer inte att fungera som det var avsett. Orsaken till fenomenet är tvåsidigt. För det första finns det alltid ett kontakt- motstånd mellan elektroden och det halvledande materialet. Om inga motåtgärder företas kommer detta kontaktmotstånd vara tillräckligt stort för att förorsaka en lokal överhettning i PTC-materialet som är i närmast elektroden. Den andra orsaken till lokal överhettning kan förklaras som med hjälp av F ig 1 och Fig. 2. Dessa figurer visar ett tvärsnitt av värmemattan och områdena nära elektrodema. Avståndet mellan elektroderna är ca 380 mm. Som framgår av figurerna har inte värmemattan samma tjocklek överallt. Speciellt anmärkningsvärt är att det lektoriskt ledande skiktet, PTC-materialet, har en varierande tjocklek närmast elektro- den. Elektroden har en bestämd tjocklek och måste vara omsluten av det elektriskt ledande materialet. Ko-extruderingen i kombination med formningen och avkylningen av mattan re- sulterar i en lokalt tunnare matta i området strax innanför elektroden och till ett avstånd ca 15 mm innanför nämnda elektrod. Dessutom blir nämnda område innanför elektroderna ut- satt för skjuvdeforrnafïion under tiden då extrudatet lämnar dysan tills det kontrakterar kyl- valsarna.. Denna skjuvdeforrnation kommer till en viss grad att störa utvecklingen av kon- takten mellan de elektriskt ledande partiklarna och kommer på så sätt att förorsaka en högre volymresistivitet i det aktuella området.

För att lösa själva kontaktproblemet utprovades de metoder som beskrivs i publikationema US 3,858,l44 och US 4,426,339. De anförda publikationema handlar om självbegränsande C-G Gustafsson 2006-08-19 (svensk översättning) 10 15 20 25 30 ~ 529 543 i "1 9 värmekablar. I publikation US 3,858,l44 hävdas det att kontaktproblemet kan åtgärdas ge- nom att man använder en ökad sothalt närmast vid själva kontakten mellan elektrod och PTC-material. När jag följde den rekommendationen genom att först, i ett separat tillverk- ningssteg extrudera ett tunt skikt runt nämnda elektroder med en kompound bestående av samma polymer men med en högre sothalt och därefter mata in nämnda elektrod i extru- sionsverktyget ändå erfor, men i något mindre grad, att lokal uppvärmning vid och i området närmast elektroderna. Samma negativa resultat blev följden av ett andra försök där en tredje extruder tryckte in en kompound med högre sothalt i en trång och 20 mm lång kanal som elektroden passerade innan elektroden mötte flödet med det halvledande materialet levererat från huvudextruern. Det finns ingen enkel förklaring varför dessa åtgärder inte fungerar som avsett. En tänkbar förklaring är att i båda fallen det första skiktet runt elektroden blev undantrykt bort från själva kontaktytan av den halvledande kompounden levererad av huvu- dextrudern i tillverkningsprocessen. Förfarandet som beskrivs i US 4,426,339 hävdar att kontakteringsproblemet kan lösas genom att elektroden ges en temperatur som är högre än smälttemperaturen hos polymeren, i det den täcks av nämnda smälta. Detta förfarande blev också utprovat och en marginell positiv effekt kunde noteras men problemet med lokal över- hettning blev inte undanröjt. Problemet med överhettning i en zon som sträckte sig från elek- troden till avståndet 15-20 mm innanför nämnda elektroder kvarstod således. Lösningen av båda dessa problem var att vidga nämnda kanal och kraftigt öka mängden av det material (PTC-material 2) som levereras av den tredje extrudem. Något som medförde skapandet av ett område med högre ledningsfönnåga runt nämnda elektrod och med en utsträckning innåt räknat från elektroden av så långt som 20 mm. Denna lösning undanröjde också problemet med att lokaliserad överhettning uppstod i området där mattan var tunnare. Figur 2 är illust- rativ. Vänstersidan av figuren visar det ursprungliga utförandet och indikerar områden med risk för lokal överhettning. Högersidan visar den förbättrade lösningen.

Enär mattan består av termoplastiska material, gjordes inga försök med att försöka lösa kon- taktproblemet med tvärbindningsbara elastomerer såsom beskrives i publikationema US 4,348,584 och US 4,444,708.

Ett annat problem med den ursprungliga konstruktionen av golvvärmemattan var förbundet med vågigheten hos mattan. När de ingående plastmaterialen stelnar krymper de mycket mer än elektrodema. Det medför att elektrodema bucklar något som förorsakar mattans vågighet.

Denna vågighet kan till en viss grad motverkas i i formningsprocessen, men inte helt. Om temperaturen sjunker kommer vågigheten hos mattan att öka. Under installationen av mattan C-G Gustafsson 2006-08-19 (svensk översättning) l0 15 20 25 30 s29gs4s kommer denna vâgighet till stor grad att undertryckas när mattan kläms mellan övergolvet och undergolvet. Emellertid avslöjar en mer detaljerad studie att den ursprungliga vågighe- ten hos mattan ersätts av kortare vågor. Denna vågighet leder till en deformation av det halv- ledande materialet närmast elektroden. En sådan deformation kommer att öka volymresisti- viteten hos halvledannaterialet. Som har nämnts tidigare att där mattan inte kan avge vär- met via direkt kontakt med golvytoma så kommer med den ursprungliga konstruktionen att leda till att det uppstår lokal överhettning i närheten av elektroden. Användning av ett mer ledande PTC-material omkring och innanför elektroden är också i detta fallet ett botemedel mot överhettningsproblemet.

Men ett mer allvarligt problem, kopplat till mattans inneboende vågighet, blev uppenbart ef- ter flera års drift. Om installationen gjordes enligt föreskrifterna kunde vågigheten hos mat- tan absorberas och golvvärmemattan uppvisade inga som helst tecken på skada. Men då om installationen gjordes i kyla eller att mattan blev exponerad av en alltför låg omgivnings- temperatur så blev vågigheten så pass stor att den blev besvärande. Under vissa omständig- heter medför läggningen av parkett- eller laminatgolvet deformation av golvvärmemattan, något som de facto kunde försaka extra vågighet hos nämnda golvvärmematta. l sådana fall kan elektrodema vid kontaktpunktema med över- och undergolv bli utsatta för tryckspän- ningar som kan förorsaka att elektrodema får stor plastisk deformation, något som i sin tur skapar en skarpt veck hos nämnda elektrod. När golvet utsättes för upprepad belastning från folk som rör sig över golvet, kommer det starkt defonnerade vecket att utsättas för utmatt- ningslaster enär övergolvet rider på den deformerade mattan. Detta fenomen kan i vissa fall leda till utmattning hos elektroden. Ett brott av en strömförande elektrod kan ge upphov till att en ljusbåge skapas mellan ändarna av den fallerade elektroden. En sådan ljusbåge kan i värsta fall, åtmindstånde teoretiskt, ge upphov till brand. Om man lägger in en flexibel cell- plastmatta, något som är ett vanligt att göra under parkett-eller laminatgolv, mellan golv- värmemattan och undergolvet minskar tendensen att det bildas nämnda veck, men inte till- räckligt för att risken för brand undviks helt. Andra typer av cellplastprodukter som exem- pelvis extruderad skummad polystyren (XPS) ger ytterligare förbättringar, men vecken i mattan kan fortsatt uppstå.

Det finns flera medel att ta till för att minimera brandfaran. För det för första kan man lägga in en mjuk cellplastskiva mellan mattan och undergolvet och så arrangerad att den mjuka cellplasten bara upptar en bestämd vidd hos mattan i området innanför elektrodema såsom visas i fig. 4. Cellplastskivan kan läggas separat före installationen av golvvärmemattan eller C-G Gustafsson 2006-08-19 (svensk översättning) 10 15 20 25 30 3529 545 .5 företrädesvis fastsatt till golvvärmemattan vid själva fabrikationen av denna. Tjockleken hos cellplastskivan ligger företrädesvis mellan 2 - 4 mm. Avståndet mellan elektroderna och cellplastmattans kanter ligger företrädesvis i storleksordningen 10 - 30 mm. Mattan kan röra sig något i horisontell riktning. Emellertid, då elektrodema inte längre kläms mellan golv- ytorna, kommer det inte heller att uppkomma några skarpa veck hos elektroderna. Utmat- ningsbrott kommer inte att kunna äga rum och földjriktigt kommer inte heller det att uppstå ljusbågar och därmed är brandrisken undanröjd. I ett annat utförande av uppfinningen, kan hårdare skivor infogas mellan golvvärmemattan och undergolvet. En sådan skiva utgörs av en extruderad och skummad styrenplast (XPS). Sådana XPS-skivor säljes bland annat under varumärkena Depron och Kapron. Dimensionerna som har angivits för den flexibla cell- plastskivan är tillämpliga också för den hårdare skivan. De nämnda förbättringarna kan ge- neraliseras och komma till användning i många applikationer andra än golvvärme. Även om nämnda förbättringar kommer att minimera brandrisken, kan man tillföra flamskyddsmedel både i isoleringen och cellplasten samt i XPS-skivan för att ytterligare minska risken för att brand skall uppstå.

Värmemattan kan också användas i väggrnonterade värmeelement. Traditionellt använder man ledare med legeringar med relativt högt elektriskt motstånd, så kallade värmetrådar.

Värmetråden anslutes till nätspänningen och i serie med en termostat eller temperaturstyr- ning. Värmeelementen är försedda med text som varnar mot överhettning och brandrisk för det fall att man täcker över värmeelementet med en handduk eller dylikt. Förevarande upp- fmning, förutsatt korrekt användning, undanröjer risken för överhettning. Eftersom man önskar att minimera den totala väggytan som upptas av värmeelementen, behöver tempera- turerna att vara högre än de som är tjänliga för applikationen golvvärme med dens stora golvareal till förfogande. Emellertid måste temperaturerna under alla omständigheter inte vara så höga så att risk för överupphettning under några som helst omständigheter kan upp- stå, även om värmeelementet täcks av en duk eller liknande. För en sådan applikation läm- par sig väl en semikristallin polymer eller sampolymer med en smältpunkt i ornrådet 95-130 C. För att säkra lång1;idsstabiliteten hos nämnda värmematta behöver man använda två PTC- material enligt vad som har förklarats tidigare.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med förevarande uppfinning är en förbättring av värmemattan såsom den beskri- ves i US 6,737,611 och WO 0156333. Den skall dock anses vara tillämpbar till varje ut- C-G Gustafsson 2006-08-19 (svensk översättning) 10 15 20 25 30 529 543 a förande av breda sj älvbegränsande värmemattor. Ändamålen med förevarande uppfinning är femfaldigt.

Det första (1) ändamålet är att motverka tendenser till uppkomsten av lokal överhettning vid och i närheten av elektrodema. Detta ernås genom att placera ett PTC-material, omkring och innanför nämnda elektroder, som har en lägre volymresistivitet och samtidigt en flacka- re PTC-karakteristik jämfört med PTC-materialet i den övriga delen av värmemattan.

Det andra (2) ändamålet är att hindra att det inte uppstår några skarpa veck hos elektrodema.

Detta ernås genom att det skapas ett utrymme mellan mattan och de kroppar som klämmer mattan och som tillåter den yttre delen av mattan innehållande elektrodema att böjas mer el- ler mindre fritt och därigenom undgå någon som helst tendens till att det skall bildas skarpa veck hos elektroderna.

Det tredje (3) ändamålet är att ge värmemattans isolationskikt ett ökat brandmotstånd genom att dessa tillföra fyllmedel, exempelvis såsom aluminiumtrihydrat (ATH) och/eller magnesi- umhydroxid (MgOH).

Det fjärde (4) ändamålet är att förse varje annat material som är i kontakt med värmemattan ett kraftigt förbättrat brandmotstånd genom att i dessa där så är möjligt tillföra additiver så- som ATH och/eller MgOH.

Det femte (5) ändamålet är att använda standard jordfelsbrytare för att kunna detektera upp- komsten av en ljusbåge som resultat av ett elektrodbrott och ögonblickligen bryta strömför- sörj ningen till värmemattorna. Detta kan ernås genom att man anbringar en jordad metallfo- lie under cellplastskivan.

En annan avsikt med den här aktuella uppfinningen är att kunna erbjuda självbegränsande anordningar avsedda för golvvärme och väggmonterade värmeelement som är snabba och enkla att installera.

Dessa mål nås genom att använda en anordning bestående av en bred, elektriskt isolerad värmematta, karakteriserad av att trådliknande elektroder (4) är placerade längs var långsida (3) av nämnda matta och att över dessa elektroder (4) en spänning anslutes, vilket medför att en ström ledes genom mattans kärna, där kärnan till största delen kärnan består av ett semi- kristallint PTC-material 1 (1) med hög volymresistivitet, samt ett semikristallint PTC- material 2 (2) placerat omkring och strax innanför nämnda elektroder (4), varvid nämnda PTC-material 1 (1) kommer att uppvännas och avge värrne under det att PCT-material 2 ( C-G Gustafsson 2006-08-19 (svensk översättning) 10 15 20 25 30 529 543 z 2) i den yttre och mindre delen av kärnan har en lägre temperatur och därigenom förhindrar att det bildas lokala varma zoner vid eller nära elektroderna.

Det semi- kristalliniskia polymera materialet kan generellt sett utgöras av varje flexibel semi- kristallin polymer eller sampolymer som exempelvis en etenetylakrylatpolymer (EEA), eten- butylakrylatpolymer (EBA), etenmetylakrylatpolymer (EMA), etenvinylacetat-polymer (EVA) eller en så kallad plastomer. Plastomerer är ett samlingsnamn för en familj av eten- alfaolefin-polymerer framställda med användning av metallocenkatalysatorer. Speciellt för applikationen golvvärme bör den kristallina smältpunkten ligga i området 75 -99 °C och helst i området 80 -96 °C samt att det elektriskt ledande fyllmedlet är kimrök. För en appli- kation såsom väggmonterade vårmepaneler är det lämpligt att använda en semikristallin po- lymer eller sampolymer med en kristallin smältpunkt liggande i området 96 - 130 °C. Också här är det lämpligaste fyllmedlet kimrök.

Mattan kan förses med heltäckande elektriskt isolerande skikt så att anordningen är färdig för användning utan att man behöver isolera mattan ytterligare och utan att fara uppstår för elektriskt överslag. Företrädesvis blir de elektriskt ledande skikten ko-extruderade samtidigt med den elektriskt ledande mattan, men kan anbringas med andra metoder såsom foliering.

Det elektriskt isolerande skiktet kan exempelvis bestå av lågdensitetspolyeten (LDPE), linjär lågdensitetspolyeten (LLDPE), polypropen (PP), polyester eller någon av de tidigare nämn- da ko-polymererna, som företrädesvis också bör ha en högre kristallinisk smältpunkt än den som mattans semikristalliska PTC-materialet har. Så kallade plastomerer är också aktuella härvid. Det elektriskt ledande skiktet kan bestå av flera skikt med olika material som exem- pelvis med ett yttre skikt av en reptålig polymer. Företrädesvis kan man i polymerema tillfö- ra elektriskt isolerande fyllmedel som samtidigt ökar flamskyddet, såsom aluminiumtri- hydrat (ATH)och/eller magnesiumhydroxid (MgOH) KORT BESKRIVNING AV FIGURERNA Uppfinningen skall nu beskrivas i detalj med stöd av bifogade schematiska ritningar, som exemplifierar de nuvarande föredragna utförandena av uppfinningen.

Fig. 1 illustrerar ett tvärsnitt av anordningen i enlighet med föreliggande uppfinning, F ig.2 illustrerar i en tvärsnittsvy skillnaden mellan det ursprungliga utförandet och det för- bättrade utförandet.

C-G Gustafsson 2006-08-19 (svensk översättning) 10 15 20 25 30 529 543 å' F ig. 3 visar i grafiskt form PTC - karakteristiken hos PTC-material l.

Fig.4 illustrerar inkluderandet av ett skikt av en mjuk flexibel cellplast placerad under vär- memattan.

Fig. 5 illustrerar ett sätt att installera värmemattorna för en golvvärmeapplikation.

Fig 6 visar en sprängskiss som förklarar ett exempel på hur värrnemattor kan installeras i väggmonterade värmeelement.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN I fig. l visas, i ett tvärsnitt av värmemattan, ett första utförande av uppfinningen bestående av en elektriskt ledande kärna av en semikristallinisk polymer fylld med ett elektriskt ledan- de fyllmedel som till exempel kimrök. Ett sådant material kallas för en halvledande kompo- und. Halvledande kornpounder baserade på semikristallina polymerer uppvisar en positiv temperatur-koefficient hos volymsresistiviteten som funktion av temperaturen. Detta feno- men kallas i den tekniskt-vetenskapliga litteraturen som att materialet uppvisar en ”Positive Temperature Coefficient” (PTC) i volymsresistivitet. Man benämner sådana material som PTC-material. Fig. 2 visar skillnaden mellan det ursprungliga utförandet med användningen av endast ett PTC-material l (1) och det nya förbättrade utförandet som utnyttjar två halvle- dande kompounder, PTC-material 1 (l) och PTC-material 2 (2). PTC-material 2 har en be- tydligt lägre volymsresistivitet än den som PTC-material 1 har. Denna skillnad i resistivitet kan enkelt åstadkommas genom att man tillsätter mer kimrök till PTC-material 2. Samtidigt ger den ökade halten av kimrök en flackare PTC-karakteristik. Alternativt kan man använda en så kallat ledande kimrök. Den semikristalliniska polymeren kan utgöras av någon av de tidigare nämnda. Elektroderna (4) är placerade längs mattans kanter (3) och omslutna av PTC-material 2. PTC-material 2 utfyller ett område som innehåller nämnda elektroder (4) och sträcker sig inåt en sträcka i storleksordningen 10 - 30 mm räknat från elektroden.

Det finns ett stort antal olika kimrökstyper som är möjliga att använda i uppfinningen. Bero- ende på typen av kimrök så krävs olika procentandelar inblandning för att nå den avsedda volymresistiviteten vid 20 °C och avsedd PTC-karakteristik, det vill säga hur volymresistivi- teten ökar i mattans elektriskt ledande material som funktion av ökande temperatur Detta ökar resistansen hos golvvärmeanordningen något som i sin tur minskar effekten och där- igenom också begränsar temperaturen i nämnda golvvärmeanordning och förhindrar upp- komsten av övertemperaturer.

C-G Gustafsson 2006-08-19 (svensk översättning) 10 15 20 25 30 529 543 <1 Företrädesvis består elektroden (4) av en förtennad kopparlina.

Utanpå det elektriskt ledande skiktet bestående av PTC-material 1 (1) och PTC-material 2 (2) och elektroderna (4) anbringas elektriskt isolerande skikt (5). Olika myndigheteri olika land kan ha olika krav vad gäller minsta isolationstjocklek och antal isolationsskikt runt elektriskt ledande produkter.

Grafen i fig. 3 visar, i ett utförande av uppfinningen, att volymresistiviteten hos PTC- material 1 vid effektutvecklingen 60 W/mz vid 20 °C är ca 700 Ohmcm mens så hög som 1200 Ohmcm vid 30 °C. PTC-material 2 kan formuleras så att volymresistiviteten endast uppgår till 10 Ohmcm vid 20 °C.

Företrädesvis bör tj ockleken hos det ledande skiktet ligga mellan 0,3 och 1 mm.

För att förhindra att elektroderna (4) kan skadas av yttre mekaniska laster, enligt vad som har sagts tidigare, kan man i ett utförande av uppfinningen lägga in en symmetriskt placerad flexibel cellplast (6) under värmemattan, se fig. 4. Om avståndet mellan elektroderna (4) be- tecknas med s, kan företrädesvis bredden hos den flexibla cellplasten (6) ligga i intervallet I [s-10, w, s-60]. Tjockleken av cellplasten (6) bör företrädesvis ligga i området 2,0 till 4,0 mm. För att förenkla installationsarbetet bör cellplastskiktet (6) fästas mot värmernattan i samband med tillverkningen av värmemattan. I ett utförande av värmemattan för applikatio- nen golvvärme är det lämpligt att använda sig av en PE-cellplast med slutna celler.

Vid själva tillverkningen av den halvledande kompounden är det också lämpligt att tillsätta små mängder av antioxidanter för att därigenom förbättra åldringsbeständigheten hos kom- pounden och därmed också livslängden hos anordningen som den definieras av föreliggande uppfinning, Vid installationen av ett golv uppvärmt medelst den beskrivna anordningen mäts golvet (11) upp och ett antal väder av mattan (10) kapas så att golvytan blir täckt när vådema placeras sida vid sida. Se figurerna 1 och 5. Mattans kapade ändar (7) isoleras med hjälp av isole- ringstape (8) eller liknande. Vid en av ändarna (7) och företrädesvis vid samrna sida av golvytan friläggs el ektrodändarna (9), varefter våderna placeras sida vid sida utan överlapp ovanpå en företrädesvis isolerad golvyta. Varje våd ansluts i parallellkoppling till spän- ningskällan, varvid varje koppling till elektrodändarna (9) måste elektriskt isoleras.

Sammanfattningsvis beskrivs två aktuella exempel, som inte skall ses på som begränsningar av uppfinningen, men som tvâ möjliga utföranden av många tänkbara användningsområden C-G Gustafsson 2006-08--19 (svensk översättning) 10 15 20 25 30 529 543 /Ö enligt patentkrav 1. En möjlig anordning för alstrandet av golvvärme, utformad enligt före- liggande uppfinning, består av en elektriskt ledande kärna av en delkristallin polymer, eten- butylakrylat (EBA) med 17 vikt % butyl-akrylat (BA) som matris och där denna polymer har en kristallin smältpunkt av cirka 90 °C. Kimrök av typen N774 med cirka 36 vikt % till- sättes och blandas in i polymeren för att åstadkomma passande elektriskt ledande egenska- per hos PTC-material 1 och med en kimrök av typen N550 med cirka 35 vikt % för att kun- na åstadkomma en passande PTC-karakteristik för PTC-material 2.

Den elektriskt ledande kärnan har en tjocklek omkring 0,4 mm och med en bredd av 380 mm. Två yttre elektriskt isolerande skikt är ko-extruderade runt den elektriskt ledande kär- nan och med en tjocklek som överskrider 0,4 mm på var sida. De elektriskt ledande skikten består av etenbutylakrylat (EBA) med en butylakrylathalt av 14-29 procent. De isolerande skikten kommer i detta utförande att vara fyllda med rök- og flammhämmare såsom alumi- niumtrihydrat (ATH) och/eller magesiumhydroxid (MgOH) med avsikt att nå ett begränsan- de oxygenindex (L()I) högre än 40%. Två trådlika elektroder, var och en placerad längs mat- tans sidor, är inbäddade i den elektriskt ledande kärnan. Beroende på anslutningsspänning- ens storlek kommer tvärsnittsarean hos elektroderna ligga i området 0,5 - 1,5 mmz. Antioxi- danter har också tillsatts.

Ett andra utförande visas i fig.6 och rör användningen av anordningen som väggmonterade värmeelement. Värmemattorna (10) är lodrätt placerade sida vid sida inuti en omslutning gjord av stålplåt. De elektriska anslutningarna är i princip desamma som för golvvärmeap- plikationen men med en tape (8) som har en högre temperaturtålighet. Figuren är mer eller mindre självförklarande. Mattan (10) inkluderat skivor av cellplast är ordentligt monterad mellan de bakre (112) och främre (13) plattorna. På grund av de högre temperaturerna kan cellplasten i detta fall bestå av en cellplast av PP med slutna celler. Denna applikation kräver mycket högre effekt och därför högre temperatur än den för applikationen golvvärme. Detta implicerar i sin tur att man använder en polymer med högre kristallin smältpunkt. Ett tänk- bart utförande av ett väggmonterat värmeelement enligt föreliggande uppfinning känneteck- nas av en kärna bestående av semikristallin etenbutylakrylatpolymer (EBA) med 7 % buty- lakrylat som har en kristallin smältpunkt omkring 107 °C. I denna polymer blandas det in cirka 34 vikt % N5 50 kirnrök för att åstadkomma den lämpliga ledningsförmågan hos PTC - material 1 och med en inblandning av 37 vikt % för att åstadkomma passande nivå i led- ningsförmågan hos IPTC-rnaterial 2. De isolerande skikten kan tillverkas av samma EBA och kommer att i detta utförande vara fylld med tillräckliga mängder av ATH och/eller MgOH C-G Gustafsson 2006-08-19 (svensk översättning) 529 543 f/ for att nå ett begränsande oxygenindex (LOI) högre 35 %. Den högre effekten och tempe- raturerna i denna applikation kan förorsaka irreversibla ändringar i mattans ledningsfórrnå- ga. Därför skulle det vara fördelaktigt att använda sig av vanliga metoder som elektronstrå- le- (EB) och silantvär bindning efter tillverkningen av värmemattorna för att ge värmemattan temperaturstabilitet.

C-G Gustafsson 2006-08-19 (svensk översättning)

Claims (12)

10 15 20 25 529 543 /Q PATENTKRAV

1. En bred självregleraride värmematta bestående av två flexibla elektroder (4) arrangerade längs mattans motstående kanter (3) och där mattan består av två elektriskt ledande poly- merbaserade PTC-material l (1) och PTC-material 2 (2) där PTC-material 2 (2) har en vä- sentligt lägre volymresistivitet än PTC-material l (1) omslutande nämnda elektrod (4) och utfyllande ett område som sträcker sig upp till 30 mm innanför nämnda elektrod och där PTC-material l (1) ligger mellan de två områdena med PTC-material 2 (2) samt att nämnda värmematta i tillägg består av ett eller flera polymera isolatíonsskikt (5) täckande nämnda elektriskt ledande arrangemang bestående av PTC material 1 (l), PTC-material 2 (2) och elektroder (4) där nämnda elektroder är anslutna till en växel- eller likspänningskälla, resul- terande i en självregle:rande vännealstrande mattlik anordning.

2. En anordning enligt: patentkrav 1 kännetecknad av att PTC-material 1 (1) och PTC- material 2 (2).är konstituerade av semikristallina polymerer och elektriskt ledande fyllmedel.

3. En anordning enligt patentkrav l och 2 kännetecknad av att isolationsskiktet eller isola- tionsskikten består av en semikristallin polymer som är kompatibel med PTC-material 1 och 2 (l och 2).

4. En anordning enligt tidigare patentkrav kännetecknad av att denna tillverkas medelst termoplastiska formningsmetoder.

5. En anordning enligt patentkrav 1 och 2 kännetecknad av en matta där isolationsskikten lägges på i en skivlamineringsprocess skild från ko-extrudering.

6. En anordning enligt tidigare patentkrav kännetecknad av att de elektriskt ledande fyll- medlet är kirnrök.

7. En anordning enligt patentkrav 1-4, kännetecknad av att de polymera materialen tvär- binds efter formningsoperationen.

8. En anordning enlig: tidigare patentkrav kännetecknad av att ett skikt ( 6) av en cellplast med en tjocklek i området 1,5 till 5 mm placeras mot någon av mattans ytor på sådant sätt att avståndet mellan elektroderna (4) och kanterna hos nämnda sikt (6) ligger i intervallet 10 till 30 mm. C-G Gustafsson 2006-08-19 (svensk översättning) 10 529j 543 f:

9. En anordning enligt patentkrav 1 till 5 kännetecknad av att de isolerande skikten (5) är fyllda med flam- och rökhämmande tillsatser såsom aluminiurntrihydrat (ATH) och magne- siumhydroxid (MgOH).

10. En anordning enligt patentkrav 8, kännetecknad av att cellplasten är fylld med flam- och rökhärnmande tillsatser såsom aluminiumtrihydrat (ATH) och magnesiumhydroxid (MgOH).

11. En anordning enligt patentkrav 9 och 10 kännetecknad av att cellplastskiktet (6) är tör- sett med en metallfolie på en av de större ytoma.

12. En anordning enligt patentkrav 11 kännetecknad av att varje metallfolíe är kopplad till jord och därigenom ger möjlighet, via en så kallad jordfelsbrytare, till tidig upptäckt av brandrisk förorsakad av en elektrisk ljusbåge som kan uppstå vid brott av en strömförande elektrod (4). C-G Gustafsson 2006-08-19 (svensk översättning)