DE1621829B2

DE1621829B2 - Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen einer Schicht mit vorgegebener elektrischer Leitfähigkeit auf einer Trägerbahn

Info

Publication number: DE1621829B2
Application number: DE1621829A
Authority: DE
Inventors: Robert Brookfield Conn. Smith-Johannsen (V.St.A.)
Original assignee: Chemelex Inc Danbury Conn (vsta)
Current assignee: Chemelex Inc Danbury Conn (vsta)
Priority date: 1965-03-29
Filing date: 1966-03-26
Publication date: 1975-10-23
Also published as: GB1098078A; NL6603994A; NL150255B; US3399451A; JPS4929615B1; DE1621829A1; CH479939A; SE316851B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen einer Schicht mit vorgegebener elektrischer Leitfähigkeit auf einer Trägerbahn.

Es ist bereits bekannt, elektrisch leitende Beschichtungsmischungen auf die verschiedensten Substrate aufzutragen, um eine Leitung eines elektrischen Stroms längs oder quer durch diese Schichten zu ermöglichen. Die Anwendung solcher elektrisch leitender Widerstandselemente ist allgemein bekannt. Bei einer der hauptsächlichsten Anwendungen dienen sie zur Wärmeerzeugung durch entsprechenden Einbau dieser Widerstandselemente in Häusern, Geräten, Industrieanlagen, Rohrleitungen und so weiter.

Bekannt sind zum Auftragen der elektrisch leitenden Mischungen auf Unterlagematerialien verschiedene Verfahren, z. B. durch Aufspritzen oder Aufstreichen mit einem Pinsel. Diese Verfahren zeigen jedoch in bezug auf das Einstellen des richtigen Widerstandswerts erhebliche Schwierigkeiten, insbesondere im Zusammenhang mit der gewählten Mischung und deren Konzentration und Viskosität. Eine Änderung des Widerstandswerts der Beschichtung erforderte bei diesen Auftragverfahren stets auch eine Änderung der Beschichtungsmischung, was die getrennte Herstellung von ebenso vielen unterschiedlichen Beschichtungsmischungen und Beschichtungen erforderte, als Endprodukte mit einem unterschiedlichen Widerstand gewünscht wurden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren lag darin, daß es gar nicht ohne weiteres möglich war, mit der gleichen Beschichtungsmischung gleiche Widerstandswerte zu erhalten, weil die Auftragsbedingungen nur mit großem Aufwand genau wiederholbar sind. Insbesondere ist die Einhaltung vorbestimmter Schichtdicken schwierig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem einerseits bei gleichen Auftragsmischungen die gleichen Widerstandswerte ohne weiteres erreichbar sind und das für jeweils eine bestimmte Mischung eine große Variationsbreite des Widerstandswerts ergibt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch ίο gelöst, daß eine Walzenbeschichtungseinrichtung, bestehend aus zwei Druckwalzen aus verformbarem Material mit Walzenspalt und in der Mulde der Walze befindlicher Auftragsmischung verwendet wird, wobei zur Einstellung des Widerstandswerts Füllhöhe, WaI-zendruck und Umfangsgeschwindigkeit geregelt werden.

In manchen Fällen ist es günstig, wenn zum Abdecken der Schicht eine Abdeckbahn gleichsinnig zur Trägerbahn in den Walzenspalt mit einläuft, ao Um ein nachträgliches Anbringen von Stromführungen und einen besonderen Arbeitsgang hierfür zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn zwischen der Trägerbahn und der Abdeckbahn zwei elektrisch leitende Leiterbahnen in den Walzenspalt einlaufen und je eine as Schicht zwischen den mittleren Leiterbahnen und der Trägerschicht bzw. der Abdeckschicht eingebracht wird.

Erwähnt sei noch, daß es bereits bekannt ist, kontinuierlich auf ein laufendes Material, beispielsweise eine Papierbahn, eine eine Flüssigkeit enthaltende Substanz aufzubringen. Die hierzu bekannte Vorrichtung weist zwei Walzen auf, die horizontal nebeneinander angeordnet sind und sich berühren. In der Mulde oberhalb des sogenannten Walzeneinzugs befindet sich ein Vorrat der betreffenden Substanz. Wenn nun die Papierbahn diesen Vorrat und anschließend den Walzenspalt durchläuft, ergibt sich ein kontinuierlicher und gleichmäßiger Auftrag auf dem laufenden Material (deutsche Patentschrift 10 05 479). Die Zeichnung enthält ein Beispiel einer Beschichtungseinrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens und damit zum Herstellen einer Widerstandsbahn.

Es zeigt

♦5 Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Einrichtung während des Aufbringvorgangs,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Walzen gemäß Fig. 1 zur Erläuterung der Walzendrücke.

In Fig. 1 sind die aus einem verformbaren Material, wie z. B. Gummi, bestehenden Druckwalzen mit 1 und 2 bezeichnet.

Diese Druckwalzen sind auf den Wellen 3 und 4

horizontal angeordnet, so daß sich ein Walzenspalt 5 und auf der Oberseite der Druckwalzen eine Mulde 6 bilden, die — wie in Fig. 1 wiedergegeben — die elektrisch leitende Auftragsmischung aufnimmt.

Die Druckwalzen werden durch eine nicht dargestellte Vorrichtung angetrieben. Der Druck zwischen den Druckwalzen am Walzenspalt 5 kann dadurch eingestellt werden, daß durch eine nicht dargestellte Vorrichtung in bekannter Weise die Druckwalzen aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Die zu beschichtende Trägerbahn 7 wird, wie aus Fig. 1 zu ersehen, zwischen die Druckwalzen eingeführt, wodurch sie mit der Auftragsmischung in Berührung kommt, die sich in der Mulde zwischen den Druckwalzen befindet. In Fig. 1 sind auch die beiden als Stromzuführungen dienenden Leiterbahnen 8 und 9

gezeigt, die vorzugsweise aus Kupfer bestehen. Diese Leiterbahnen werden ebenfalls durch die Auftragsmischung hindurch in den Walzenspalt eingeführt und dabei auf die beschichtete Trägerbahn in dem vorgesehenen gegenseitigen Abstand aufgebracht. Des weiteren ist in Fig. 1 auch das gleichzeitige Aufbringen einer isolierenden Abdeckbahn 10 dargestellt. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform erhält die Abdeckbahn ebenfalls einen Überzug aus der leitenden Auftragsmischung in der gleichen Weise wie auch die Trägerbahn.

Für die praktische Anwendung der Erfindung ist das gleichzeitige Aufbringen der isolierenden Abdeckschicht nicht unbedingt erforderlich. Es gibt einige Fälle, in denen dies nicht erwünscht ist, z. B. wenn die fertige Widerstandsbahn keine solche Isolierschicht benötigt oder wenn die Isolierschicht erst nach der Installation der Widerstandsbahn in Apparaten, Wohnungen u. dgl. aufgebracht werden soll.

Aus Fig. 2 sind die Abmessungen der Druckwalzen zu ersehen, die zum Durchführen der weiter unten beschriebenen Arbeitsbeispiele verwendet worden sind. Die Seitenwände eines Behälters 20 reichen in Wirklichkeit ausreichend weit über die beiden Enden der Druckwalzen nach unten, um die Beschichtungsmischung im Raum über dem Walzenspalt zu halten. Sie sind in der Fig. 2 nur teilweise eingezeichnet, so daß die Lage der Beschichtungsmischung zu erkennen ist. Der Abstand zwischen diesen Seitenwänden (von oben gesehen) betrug ungefähr 12 cm. Der Berührungsdruck im Walzenspalt oder der Verformungsbereich ist bei A zu erkennen. Wenn die Druckwalzen in einen engeren Abstand zueinander gebracht werden, so steigt der Druck am Punkt A und der verformte Bereich wird größer; wird der Abstand dagegen vergrößert, so geht der Druck zurück und der verformte Bereich wird entsprechend kleiner. Somit kann der Druck im Walzenspalt oder am Punkt A durch Messung der Größe der Verformung festgestellt und aufgezeichnet werden. Das Ausmaß der Verformung, welche durch einen bestimmten Druck am Walzenspalt A hervorgerufen wird, hängt selbstverständlich von der Deformierbarkeit des Materials ab, aus welchem die Walzen bestehen. Die gegenseitige Beziehung zwischen Druck und Ausmaß der Verformung ist daher für jeden einzelnen Satz von Druckwalzen neu zu bestimmen.

Die genormten Bedingungen für die Herstellung einer Widerstandsbahn mit dem bestimmten Widerstandswert müssen sowohl auf die Größe der Druckwalzen als auch auf die Deformierbarkeit des Walzen- 5» materials Rücksicht nehmen. Bei der Anwendung von Druckwalzen mit einem größeren Durchmesser ergibt sich eine tiefere Mulde zwischen den Druckwalzen. Wenn die Druckwalzen leichter deformierbar sind, verändert sich auch die meßbare Verformung der Walzen. Infolgedessen müssen die genormten Bedingungen, zu weichen die Zusammensetzung der Auftragsmischung, die Höhe des Auftragsmaterials in der Mulde, der Druck der Druckwalzen am Walzenspalt und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalzen gehören, für jedes Walzenpaar mit einem anderen Durchmesser oder mit einer anderen Deformierbarkeit einzeln festgestellt werden.

Die drei hauptsächlichsten Variablen, die zur Herstellung des gewünschten gleichmäßigen Widerstandswerts eingeregelt werden müssen, sind die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen, der Druck, den die Druckwalzen auf das Unterlagematerial und auf die Auftragsmischung beim Auftragen ausüben (oder die Verformung der Walzen am Spalt), sowie die Füllhöhe der Auftragsmischung in der Mulde.

Unter der Annahme, daß alle anderen Faktoren konstant sind, läßt sich der vorgesehene genaue Widerstandswert über die Länge und Breite der Widerstandsbahn somit dadurch gleichmäßig erhalten, daß die Walzengeschwindigkeit, der Walzendruck und die Füllhöhe der Auftragsmischung in der Mulde entsprechend eingeregelt werden. Diese drei Variablen können in Beziehung zueinander so bestimmt werden, daß bei Einhaltung von genormten Werten für Geschwindigkeit, Druck und Füllhöhe die Auftragsmischung unter Erzielung des gewünschten Widerstandswerts auf die Trägerbahn aufgetragen wird. Wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalzen erhöht wird, so nimmt auch der Widerstandswert der unter diesen Bedingungen aufgetragenen Schicht zu; wird die Geschwindigkeit herabgesetzt, so fällt der Widerstandswert ab. Mit steigendem Druck, den die Druckwalzen auf die Trägerbahn und auf die Auftragsmischung ausüben (bzw. mit größer werdender Walzenverformung) steigt auch der Widerstandswert an, während eine Erniedrigung des Drucks eine Verringerung des Widerstandswerts zur Folge hat. Wird der Raum über dem Walzenspalt höher mit der Auftragsmischung angefüllt, so ergeben sich Schichten mit geringerem Widerstandswert, wogegen eine Verringerung der Füllhöhe zu einer Erhöhung dieses Widerstandswerts führt. Die Füllhöhe der Auftragsmischung im Raum über dem Walzenspalt und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen sind nicht völlig unabhängig voneinander; beide Arbeitsbedingungen sind von Einfluß auf die Zeitdauer, während welcher die zu beschichtende Trägerbahn mit der Auftragsmischung vor dem Passieren des Walzenspalts in Berührung steht, und ihre Wirkung kann gewünschtenfalls in einem Zeitmaß ausgedrückt werden.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Druckwalzen so stark gegeneinander gedrückt, daß sie, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, in einem meßbaren Ausmaß verformt werden, wodurch im Walzenspalt ein bestimmter Druck hervorgerufen wird. Wie weiter aus Fig. 2 zu ersehen ist, wird in den Walzenspalt die Trägerbahn zusammen mit den als Stromzuführungen dienenden Leiterbahnen und ■— falls gewünscht — auch mit der isolierenden Abdeckschicht eingeführt. In den Raum über dem Walzenspalt wird eine elektrisch leitende Mischung von bekannter Zusammensetzung eingefüllt, und zwar vorzugsweise bis zum höchstmöglichen Niveau, worauf die Druckwalzen mit einer konstanten, festgelegten Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden. Dann werden ungefähr 6 m Trägerbahn beschichtet, worauf die Einrichtung abgestellt und die Beschichtung getrocknet wird. Danach wird der Widerstandswert der Schicht unter festgelegten Bedingungen gemessen. Entspricht der Widerstandswert dieser Versuchswiderstandsbahn dem gewünschten, so wird die Einrichtung mit der gleichen Geschwindigkeit und der gleichen Füllhöhe der Auftragsmischung im Raum über dem Walzenspalt, die durch eine kontinuierliche, nicht dargestellte Zufuhr aus einem äußeren Behälter aufrecht erhalten wird, wieder in Betrieb genommen und so lange in Betrieb gelassen, bis die gewünschte Menge der beschichteten Widerstandsbahn mit diesem speziellen Widerstandswert hergestellt ist, worauf sie getrocknet wird. Die genormten Bedingungen für diesen

5 6

bestimmten Widerstandswert können denn aufge- arbeiten und die Bedingungen für diese spezielle Beschrieben und erneut eingestellt werden, wenn die Schichtungsmischung erneut festzulegen. So ist es z. B. Produktion dieser Widerstandsbahn wieder aufge- ohne weiteres möglich, die Zusammensetzung so zu nommen werden soll. ändern, daß sich Widerstandswerte im Bereich zwi-

Ist der Widerstandswert des Versuchsstreifens von 5 sehen ungefähr 60 bis 600 Ohm/Quadrat oder 1500 bis

ungefähr 6 m Länge zu hoch, so kann der Druck der 6000 oder 6000 bis 24000 ergeben, so daß sich unter

Walzen bzw. der Verformungsbereich vermindert oder · Verwendung von verschiedenen Auftragsmischungen

die Füllhöhe der Beschichtungsmischung im Raum verschiedene Widerstandsbereiche ergeben, die sich

über dem Walzenspalt erhöht werden; es ist auch überlappen. Die Einstellungen der Geschwindigkeit,

möglich, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen 10 des Drucks und der Füllhöhe sind zur Erzielung der

herabzusetzen, bis ein bestimmter Satz von Arbeits- gleichen Widerstandswerte nicht notwendigerweise

bedingungen gefunden wird, bei welchem sich in der gleich, wenn unterschiedliche Beschichtungsmischun-

fertigen Widerstandsbahn der gewünschte Wider- gen verwendet werden.

standswert ergibt. Ist der Widerstandswert der Ver- Die obige Diskussion, aus welcher hervorgeht, daß suchsbahn zu niedrig, so kann die Umdrehungsge- 15 die hauptsächlichen Variablen die Walzengeschwindigschwindigkeit der Walzen oder der Walzendruck so keit, der Walzendruck und die Füllhöhe der Beschichweit gesteigert werden, bis sich der gewünschte Wert tungsmischung im Walzenspalt sind, geht von der Anergibt, nähme aus, daß alle anderen Faktoren konstant sind,

Da es vom wirtschaftlichen Standpunkt offensicht- doch gibt es noch weitere Faktoren, welche den Widerlich sehr erwünscht ist, daß die Druckwalzen im ao standswert des erzielten fertigen Produkts beeinflussen. Interesse einer hohen Stundenleistung mit möglichst Diese Faktoren sind unter anderem die Aufnahmehoher Umdrehungszahl lauf en, wird man bestrebt sein, f ähigkeit der Trägerbahn für die Auftragsmischung, die Einstellung des gewünschten Widerstandswerts in die Oberflächenrauhigkeit der Trägerbahn und die erster Linie durch eine Variation der Füllhöhe der Viskosität der im Raum über dem Walzenspalt befind-Auftragsmischung im Raum über dem Walzenspalt 15 liehen Auftragsmischung. Somit kann bei gleicher oder durch eine Verstellung des Walzendrucks zu Trägerbahn und bei einer konstanten Viskosität der erreichen. Auftragsmischung der Widerstandswert dadurch va-

Es ist offensichtlich, daß diese drei Bedingungen, riiert und für eine bestimmte Höhe genormt werden,

nämlich die Walzengeschwindigkeit, der Walzendruck daß die Walzengeschwindigkeit, der Walzendruck und

sowie die Füllhöhe, nur innerhalb bestimmter Grenzen 30 die Füllhöhe der Beschichtungsmischung entsprechend

geändert werden können. So muß z. B. der Druck, der eingestellt werden.

auf die Trägerbahn ausgeübt wird oder der Verfor- Wenn jedoch die Aufnahmefähigkeit der Trägerbahn mungsbereich der Druckwalzen ausreichend groß sein, für die Auftragsmischung größer wird, so nimmt der um die Auftragsmischung in der vorgesehenen Weise Widerstandswert der Widerstandsbahn ab, ist die Aufauf die Trägerbahn aufzutragen und diese durch den 35 nahmefähigkeit geringer, so steigt er an. Ist die Ober-Walzenspalt hindurch zu bewegen; der Druck kann flächenrauhigkeit der beispielsweise aus Papier besteaber nicht so groß sein, daß die beispielsweise aus henden Trägerbahn geringer, so nimmt der WiderPapier bestehende Trägerbahn in unzulässiger Weise standswert der fertigen Widerstandsbahn ebenfalls zu, gedehnt oder deformiert wird. während die Anwendung eines rauheren Papiers zu

In ähnlicher Weise ist es erforderlich, daß in dem 4» einer Abnahme dieses Werts führt. Mit ansteigender

Raum über dem Walzenspalt eine ausreichende Menge Viskosität der Auftragsmischung nimmt der Wider-

an Auftragsmischung vorhanden ist, damit der Be- standswert ab, mit geringer werdender Viskosität

Schichtungsvorgang in der vorgesehenen Weise abläuft. nimmt er dagegen zu.

Es gibt also zwangsläufig eine untere Grenze für die Wenn daher zum Erzielen eines bestimmten Wider-Füllhöhe. Auch die Umdrehungsgeschwindigkeit der 45 Standswerts genormte Bedingungen für die Walzen-Walzen kann selbstverständlich nicht unbegrenzt geschwindigkeit, den Walzendruck und für die Füllvariiert werden. . höhe eingehalten und genormte Auftragsmischungen

Somit kann es unter Berücksichtigung der gegebenen verwendet werden, so ist daher sorgfältig darauf zu Grenzen in der Variation der Umdrehungsgeschwindig- achten, daß das zum Beschichten verwendete Unterkeit der Walzen, der Füllhöhe der Auftragsmischung 50 lagenmaterial in Form einer Trägerbahn die gleiche und des auf die Trägerbahn und die Auftragsmischung Aufnahmefähigkeit für die Auftragsmischung und die ausgeübten Drucks bei einem bestimmten Satz von gleiche Oberflächenrauhigkeit aufweist und daß die Bedingungen nicht mehr möglich sein, den gewünsch- Viskosität der Auftragsmischung praktisch die gleiche ten Widerstandswert zu erzielen. In einem solchen Fall ist wie bei den Auftragsmischungen, die zur Festsetkann es notwendig werden, die Zusammensetzung der 55 zung der genormten Bedingungen verwendet worden Auftragsmischung etwas zu ändern, indem der Anteil sind.

des in dieser Mischung enthaltenen leitenden Materials Diese weiteren Variationen können auch mit Vorteil erhöht oder verringert wird oder indem — wie weiter dazu verwendet werden, um die Bereiche der erreichunten ausgeführt wird — auf andere Variablen zurück- baren Widerstandswerte nach oben oder unten auszugegriffen wird. Unter Verwendung einer bestimmten ⁶° dehnen, die mit Hilfe der eingangs erwähnten Bedin-Auftragsmischung ist es somit möglich, durch Variieren gungen und unter Verwendung einer bestimmten Aufoder Einstellen der Umdrehungsgeschwindigkeit der tragsmischung zu erreichen sind. So kann der WiderWalzen, des Walzendrucks und der Füllhöhe Wider- standswert dadurch herabgesetzt werden, daß als .standswerte zu erzielen, die im Bereich zwischen 500 Trägerbahn ein Unterlagematerial verwendet wird, das und 1500 Ohm/Quadrat liegen. Wenn aber Wider- ⁶S für die Auftragsmischung weniger aufnahmefähig ist standswerte erreicht werden sollen, die höher oder oder das eine höhere Oberflächenrauhigkeit aufweist, tiefer liegen, kann es notwendig werden, die Auftrags- Die Viskosität der Auftragsmischung kann auch vamischung zu ändern oder mit anderen Variablen zu riiert werden, um den Widerstandswert entweder zu

erniedrigen oder zu erhöhen; dabei muß der Feststoffgehalt der Mischung nicht wesentlich verändert werden, vielmehr genügt hierzu der Zusatz oder das Weglassen eines Verdickungsmittels.

Die in den nachfolgenden Beispielen angeführten verschiedenen technischen Produkte werden wie folgt definiert: Atomite ist ein gepulvertes Calciumcarbonat in fester Form, das von der Firma Whittaker, Clarke und Daniels, USA, in den Handel gebracht wird; Warco F-71 ist die 10%ige wäßrige Lösung eines Dicyandiamid-Formaldehyd-Kondensats, die von der Firma Sun Chemical Company, USA, geliefert wird; Ludox AM ist eine kolloidale Suspension von Kieselsäure-Teilchen mit einem Feststoffgehalt von 30%, die praktisch kein Alkali, auch nicht an die Kieselsäure-Teilchen gebunden, enthält, sie ist mit einer Aluminiumverbindung stabilisiert; Ludox ist ein mit Alkali stabilisiertes Kieselsäurepräparat; beide Luxod-Präparate werden von der Du-Pont Company, USA, in den Handel gebracht; Shawinigan Black ist ein fester, pulverisierter Acetylenruß, der von der Shawinigan Chemical Company, USA, geliefert wird; Acheson 230 ist eine 25 %ige wäßrige Aufschlämmung von Acetylenruß, die von der Acheson Colloids Company, USA, hergestellt wird; Grade 38 Graphite ist ein trockener, pulvriger Graphit, der von der National Carbon Company, USA, in den Handel gebracht wird; Rhoplex AC-61 ist die wäßrige Emulsion eines Acryl-Copolymerisats, die ungefähr 46 bis 47% Feststoffe enthält und die von der Firma Rohm & Haas, USA, geliefert wird; Teflon 30 ist ein Polytetrafluoräthylenprodukt, das von der Firma DuPont, USA, hergestellt wird; und Acrysol G. S. ist eine Polacrylsäure, die von der Firma Rohm & Haas, USA, in den Handel gebracht wird.

Rhoplex AC-61 dient als Bindemittel zur besseren Bindung der Bestandteile im fertigen Element und zur Sicherstellung einer stärkeren Adhäsion der leitenden Schicht auf dem Unterlagematerial. Teflon wird verwendet, weil es zur Stabilisierung des Widerstandswerts beiträgt, wenn es anschließend harz-imprägniert werden soll. Acrysol G. S. wird als Verdickungsmittel zur Einstellung der Viskosität verwendet.

Unter Verwendung der folgenden Bestandteile wurden drei Vormischungen hergestellt:

Vormischung A · Gewichtsteile

Wasser. 100

Atomite 20

Warco F-71 (auf den Feststoff gehalt

bezogen) , 0,1

Shawinigan Black 6

Ludox AM (auf den Feststoffgehalt

bezogen) 15

Vormischung B

Vormischung A 10

Acheson 230. 90

Vormischung C

Wasser 60

, Grade 38 Graphite 60

Vormischung B 100

Die Vormischung A wurde in der Weise hergestellt, daß das Atomite ungefähr 15 min lang unter starker Scherwirkung, wie sie z. B. von einem Mischer mit einem Messerkreuz ausgeübt wird, gemischt wurde.

Die Atomite-Wasser-Mischung wurde dann allmählich mit dem Warco F-71 versetzt und dann erneut ungefähr 15 min lang unter starker Scherwirkung gemischt. Diese Atomite-Warco-Mischung wurde dann eine Stunde lang stehen gelassen. Nach dieser Wartezeit wurde das Shawinigan Black langsam dazugegeben, während die Mischung unter Scherwirkung durchgearbeitet wurde. Dann blieb die Mischung wiederum eine Stunde sich selbst überlassen. Anschließend wurde ίο das Ludox langsam hinzugegeben und die gesamte Mischung 5 min lang unter Scherwirkung gründlich durchgearbeitet. Diese Grundmischung A wurde dann 24 Stunden lang stehen gelassen. Die Vormischung B wurde dadurch hergestellt, daß die Aufschlämmung Acheson 230 langsam zu der Vormischung A zugegeben wurde, während die gesamte Mischung mit starker Scherwirkung gerührt wurde.

Die Vormischung C wurde in der Weise hergestellt, daß der Grade 38 Graphit durch 15minütiges Rühren unter starker Scherwirkung in dem Wasser dispergiert wurde, worauf diese Dispersion allmählich in die Vormischung B eingerührt wurde.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung verschiedener Beschichtungsmischungen und spezieller Normwerte für den Walzendruck oder die Verformung der Walzen, für die Füllhöhe der Beschichtungsmischung im Raum über dem Walzenspalt und für die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen zur Erzielung spezieller Widerstandswerte. Alle Versuche wurden auf einer Einrichtung mit den in Fig. 2 verzeichneten Abmessungen gefahren und — entsprechend der Darstellung in Fig. 1 — unter Verwendung einer Trägerbahn, von Unterbahnen aus Kupfer und einer isolierenden Abdeckbahn durchgeführt. Als Trägerbahn und Abdeckbahn wurden genormte Asbestpapierbahnen von ungefähr 0,18 mm Dicke verwendet.

Zur Herstellung des Ansatzes von Beispiel 9 wurde der Atomite in den 45,4 kg Wasser dispergiert und 15 min lang unter starker Scherwirkung gemischt, dann wurde nach und nach das verdünnte Warco F-71 hinzugefügt, worauf weitere 15 min unter starker Scherwirkung gemischt wurde. Die so erhaltene Mischung blieb dann eine Stunde sich selbst überlassen. Dann erfolgte der anteilweise Zusatz von Acheson 230, wobei ebenfalls mit starker Scherwirkung gemischt wurde. Danach blieb die Mischung wiederum für eine Stunde stehen. Nach der allmählichen Zugabe des Ludox würde die Mischung 5 min unter Scherwirkung gemischt. In die so erhaltene Mischung wurden dann ungefähr 2,27 kg eines polymeren Acrylats mit ungefähr 50% Feststoffen in Wasser (das von der Firma Goodrich, USA, unter der Bezeichnung Hycar 2600x83 in den Handel gebracht wird) eingearbeitet und anschließend ungefähr 0,68 kg eines Polyacrylsäure-Verdickungsmittels, das von der Firma Rohm & Haas, USA, unter der Bezeichnung Acrysol G. S. geliefert wird, bis eine vollkommen gleichmäßige Dispersion erreicht war.

Beispiel 1

60 Ohm/Quadrat

Vormischung C 3630 g

Vormischung B 907 g

Ludox AM 75 g

Teflon 30 298 g

Rhoplex AC-61 907 g

Acrysol GS 184 g

Ludox AM.

Einstellung des Walzenspalts (Verformung) .....· 9,5 mm

Füllhöhe........;..... ...... voll

Walzengeschwindigkeit 14 m/min

Ergiebigkeit 7,17 m²/kg

Beispiel 2 Ohm/Quadrat

Vormischung C 2268 g

Vormischung B 2268 g

Teflon 30 298g

Rhoplex AC-61 .; 680 g

AcrysolGS......... 184 g

Einstellung des Walzenspalts (Verformung) 9,5 mm

Füllhöher..... .....voll

Walzengeschwindigkeit ........... 14 m/min

Beispiel 3 Ohm/Quadrat

Vormischung B ...... ........ 3175 g

Vormischung C 1361 g

Teflon 30... 298 g

Rhoplex AC-61 680 g

Acrysol GS,........ 184 g

Einstellung des Walzenspalts (Verformung) ,. 9,5 mm

Füllhöhe ...:.. halbvoll

Walzengeschwindigkeit 14 m/min

Ergiebigkeit ...... ,.......... 8,81 m²/kg

Beispiel 4 Ohm/Quadrat

Vormischung B .. 3865 g

Vormischung A 680 g

Teflon30 298g

Rhoplex AC-61 680 g

AcrysolGS .. 184 g

Einstellung des Walzenspalts (Verformung) 9,5 mm

Füllhöhe.. halbvoll

Walzengeschwindigkeit ........... 14 m/min

Ergiebigkeit .........;. :..... 10,24 m²/kg

Beispiel 5 Ohm/Quadrat

Vormischung B .... Λ . 2722 g

Vormischung A .......... ..... 1814 g

Teflon 30 .......... 298 g

Rhoplex AC-61 ... ........... 68Og

AcrysolGS...................... 184g

Einstellung des Walzenspalts (Verformung) 9,5 mm

Füllhöhe halbvoll

Walzengeschwindigkeit 14 m/min

Ergiebigkeit 8,60 m²/kg

Beispiel 6 Ohm/Quadrat

Vormischung B 2438 g

Vormischung A 2098 g

Teflon 30 298 e

g Rhoplex AC-61 680 g

AcrysolGS 184 g

Einstellung des Walzenspalts (Ver-

formung) 9,5 mm

Füllhöhe halbvoll

Walzengeschwindigkeit 14 m/min

Ergiebigkeit 8,60 m²/kg

ίο Beispiel 7

Ohm/Quadrat

Vormischung A 3459 g

Vormischung B 1106 g

Teflon 30 298 g

¹S Rhoplex AC-61 680 g

AcrysolGS 184 g

Einstellung des Walzenspalts (Verformung) über 9,5 mm

ao Füllhöhe halbvoll

Walzengeschwindigkeit 14 m/min

Ergiebigkeit 9,22 m²/kg

35

_a5 Beispiel 8

Ohm/Quadrat

Vormischung B 4536 g

Teflon 30 298 g

Rhoplex AC-61 . 680 g

Acrysol GS. 184 g

Einstellung des Walzenspalts (Verformung) , 9,5 mm

Füllhöhe .. halbvoll

Walzengeschwindigkeit 14 m/min

Ergiebigkeit 10,24 m*/kg

Beispiel 9
Ohm/Quadrat

Wasser 45359 g

Atomite 9072 g

Warco F-71 (10% Feststoffe in

Wasser) 250g

Wasser 500 g

Ludox AM . 6804 g

Acheson 230 32205 g

Einstellung des Walzenspalts (Verformung) ..... 9,5 mm

Füllhöhe........ i......;........ halbvoll

Walzengeschwindigkeit 14 m/min

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Bei jedem der vorstehenden Beispiele wurden der Druck am Walzenspalt, die Füllhöhe der Beschichtungsmischung im Raum über dem Walzenspalt und die Walzengeschwindigkeit entsprechend den Angaben eingestellt, worauf Probestücke von ungefähr 6 m Länge hergestellt wurden, während das Niveau der Beschichtungsmischung im Raum über dem Vfalzen-

spalt konstant gehalten wurde. Die Längen von 6 m wurden jeweils in Stücke von ungefähr 50 cm Länge zerschnitten und in einem Ofen unter genormten Bedingungen (ungefähr 66°C, 2 min) getrocknet; danr wurde der Widerstandswert gemessen, um sicherzu

⁶S gehen, daß beim jeweiligen Probelauf bis zum SchluE der vorgesehene Wert erreicht worden ist. Ein solche: Probelauf ist besonders dann von Nutzen, wenn eint neue Charge einer Trägerbahn oder von Papier zu:

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Anwendung kommt, da selbst das genormte handeis- Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen übliche Asbestpapier gelegentlich von Charge zu speziellen Beschichtungsmischungen begrenzt, diese Charge in der Beschaffenheit, besonders im Aufnahme- können vielmehr in erheblichem Umfang verändert vermögen für die Auftragsmischung und in der Ober- werden, z. B. durch Weglassen verschiedener Bestandflächenrauhigkeit, etwas wechselt, so daß geringe Ab- 5 teile, z. B. des Teflons, oder durch Hinzunahme von änderungen der Regelwerte für die Füllhöhe der Auf- verschiedenen anderen Materialien oder aber durch tragsmischung, den Walzendruck und die Walzenge- Austausch eines oder mehrerer Bestandteile gegen schwindigkeit notwendig sein können. andere geeignete Stoffe, wie dem Fachmann ohne

Alle vorstehend aufgeführten Auftragsmischungen weiteres geläufig ist.

können durch Veränderung der Füllhöhe der Mi- io An Stelle von Rhoplex AC-61 können verschiedene

schung im Raum über dem Walzenspalt, des Drucks andere Bindemittel verwendet werden, unter anderem

im Walzenspalt oder der Verformung der Walzen und Polymethylacrylat, Polymethylmethacrylat oder PoIy-

der Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen so auf äthylacrylat sowie Copolymerisate dieser Verbindun-

das Unterlagematerial aufgetragen werden, daß sich gen untereinander oder mit anderen copolymerisablen

Beschichtungen ergeben, deren Widerstandswert inner- 15 Monomeren, wie Acrylsäure, Styrol, Vinyltoluol usw.;

halb eines weiten Bereichs variieren kann. Die Mi- Styrol-Butadien-Copolymerisate und carboxyliert^

schung nach dem Beispiel 9 kann z. B. durch Verände- Styrol-Butadien-Copolymerisate sind weitere Beispiele,

rung des Drucks im Walzenspalt, der Umdrehungs- Tatsächlich kann nahezu jedes verträgliche Bindemittel

geschwindigkeit der Walzen und der Füllhöhe der oder Verdickungsmittel verwendet werden, solange es

Mischung im Raum über dem Walzenspalt in so ver- »o die gewünschte Bindung oder Verdickung herbeiführt,

schiedener Weise aufgetragen werden, daß sich in ohne dabei den Widerstandswert und die Stabilität des

Extremfällen Widerstandsbahnen mit einem Wider- fertigen Elements nennenswert zu beeinflussen,

standswert von ungefähr 1300 Ohm/Quadrat Gemäß der vorliegenden Erfindung können die ver-

bzw. ungefähr 4000 Ohm/Quadrat ergeben. Eine Ände- schiedensten Unterlagematerialien, die durch den

rung der Auftragsmischung führt normalerweise bei 35 Walzenspalt hindurchgeführt werden können, wie

den gleichen Beschichtungsbedingungen zu einer An- z. B. Cellulosepapier, Asbestpapier, Tuch, Kunststoff -

derung des Widerstandswerts der Beschichtung, wie bei Folien usw., mit den angegebenen Mischungen be-

den oben angeführten Beispielen zu erkennen ist. schichtet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen einer Schicht mit vorgegebener elektrischer Leitfähigkeit auf einer Trägerbahn, dadurch gekennzeichnet, daß eine Walzenbeschichtungseinrichtung, bestehend aus zwei Druckwalzen aus verformbarem Material mit Walzenspalt und in der Mulde der Walze befindlicher Auftragsmischung, verwendet wird, wobei zur Einstellung des Widerstandswerts Füllhöhe, Walzendruck und Umfangsgeschwindigkeit geregelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichsinnig mit der Trägerbahn die Abdeckbahn in den Walzenspalt einläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Trägerbahn und die Abdeckbahn zwei elektrisch leitende Leiterbahnen in den Walzenspalt einlaufen und aus der Auftragsmischung je eine Schicht zwischen die mittleren Leiterbahnen und die Trägerschicht bzw. die Abdeckschicht eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auftragsmischung verwendet wird, die elektrisch leitende Teilchen zusammen mit kolloidalen Kieselsäureteilchen enthält, die praktisch keinen Alkaligehalt aufweisen.