Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Flächenleiter. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung des elektrischen Flächenleiters für die flächige Stromversorgung für Niedervolt- Applikationen.

Elektrischer Strom wird in der Hauptsache noch stets über isolierte Stromleitungen zum elektrischen Verbraucher geführt. Diese Stromleitungen können fest verlegt sein, beispielsweise im Mauerwerk oder in Putzlagen oder über lose flexible Kabelleitungen mit dem elektrischen Verbraucher verbunden werden. Dieses Konzept der Stromversorgung basiert regelmäßig auf der Nutzung von Wechselstrom bei relativ hohen Spannungen, beispielsweise von 220V. Daneben gewinnen elektrische Anwendungen im Niedervolt-Bereich, die mit Gleichspannung betrieben werden, an Bedeutung. Für derartige Anwendungen gibt es bereits einige Ansätze, den elektrischen Strom über elektrische Flächenleiter verfügbar zu machen. Exemplarisch sei hierfür auf die US 2009/0219712 Al und die DE 3419579 Al verwiesen. Trotz dieses konzeptionell attraktiv anmutenden Ansatzes konnten sich bislang am Markt keine entsprechenden Produkte etablieren. Herstellung und praktische Umsetzung haben sich offenbar als problematisch erwiesen.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Flächenleiter zur Verfügung zu stellen, der nicht mehr mit den Nachteilen des Stands der Technik behaftet ist und der insbesondere mit vertretbaren Kosten als Massenprodukt gefertigt und auf technisch einfache Weise zur Anwendung gebracht werden kann.

Demzufolge wurde ein elektrischer Flächenleiter für die Flächenstromversorgung im Niedervoltbereich für Wandungen, bevorzugt eine Gebäudewandung und besonders bevorzugt eine Gebäudeinnenwand, gefunden, bestehend aus oder umfassend eine elektrisch nicht leitfähige Trägerlage, die auf mindestens einer Seite entlang einer Vielzahl an voneinander jeweils paarweise beabstandeten streifenförmigen Arealen imprägniert ist mit und/oder ausgestattet ist mit, insbesondere Stäbchen- oder plättchenförmigen, elektrisch leitfähigen Füllstoffen, pulverförmige Metallen, Aluminiumflocken, Metallnanodrähten, Carbon- Nanotubes, Leitruß, Carbonfasern, Graphen und/oder intrinsisch leitfähigen Polymeren oder mit mindestens einer durchgehenden elektrisch leitfähigen Zusammensetzung, bestehend aus oder enthaltend, insbesondere Stäbchen- oder plättchenförmige, elektrisch leitfähige Füllstoffe, pulverförmige Metalle, Aluminiumflocken, Metallnanodrähte, Carbon- Nanotubes, Leitruß, Carbonfasern, Graphen und/oder intrinsisch leitfähige Polymere.

Bei der elektrisch nicht leitfähigen Trägerlage handelt es sich bevorzugt um eine flexible, Trägerlage. Die elektrisch nicht leitfähige Trägerlage kann dabei eine Folienlage, insbesondere Kunststofffolienlage, Vlieslage, Gewirklage, Gewebelage, Gestricklage oder eine Papierlage darstellen oder diese enthalten. Geeignete Papierlagen gehen in einer Ausführungsform auf Tapeten zurück. Die elektrisch nicht leitfähige Trägerlage ist in einer bevorzugten Ausführungsform dafür ausgelegt und eingerichtet, um an eine Wandung, insbesondere Gebäudewandung, angebracht zu werden. Die Anbringung von Tapeten oder anderen flexiblen Trägerlagen, wie zum Beispiel vorangehend aufgezählt, an Gebäudewandungen kann regelmäßig auch vom Laien vorgenommen werden. Als geeignete Haft- bzw. Klebemittel kommen zum Beispiel Kleister oder auf den Tapeten oder den anderen flexiblen Trägerlagen vorliegende selbstklebende Beschichtungen in Betracht. Die elektrisch nicht leitfähigen Trägerlagen sind bevorzugt bahnförmig ausgestaltet, mit anderen Worten, sie verfügen über eine Längsausrichtung bzw. -erstreckung und eine Querausrichtung bzw. - erstreckung sowie über einen Endabschnitt an der ersten Schmalseite und einen gegenüberliegenden Endabschnitt an der zweiten Schmalseite. Bei den bahnförmig ausgestalteten elektrisch nicht leitfähigen Trägerlagen, d.h. bei solchen mit einer Längs- und einer Quererstreckung verläuft die Vielzahl der elektrisch leitfähigen streifenförmigen Areale vorzugsweise entlang der Längserstreckung. Die Vielzahl der voneinander jeweils paarweise beabstandeten durchgehend elektrisch leitfähigen streifenförmigen Areale erstreckt sich in einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform von dem Endabschnitt an der ersten Schmalseite bis zu dem Endabschnitt an der gegenüberliegenden zweiten Schmalseite. Auf diese Weise gelingt regelmäßig eine besonders einfache und wirksame Kontaktierung der elektrisch leitfähigen streifenförmigen Areale mit einer beispielsweise in einer Fuß- bzw. Deckenleiste vorliegenden Spannungsquelle. Vielfach hat es sich als besonders zweckmäßig für die Erfüllung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe erwiesen, dass die Vielzahl der voneinander jeweils paarweise beabstandeten durchgehend elektrisch leitfähigen streifenförmigen Areale im Wesentlichen parallel verläuft. Dies erleichtert vielfach die großtechnische Herstellung. Von besonderem Vorteil bei den erfindungsgemäßen elektrischen Flächenleitern ist auch, dass die nicht leitfähigen Trägerlagen im Allgemeinen ohne weiteres mit geeigneten Werkzeugen, beispielsweise einem Messer oder einer Schere, einkürzbar sind, insbesondere entlang der ersten und/oder zweiten Schmalseiten der Trägerlage. Hierdurch wird die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen elektrischen Flächenleiter nicht beeinträchtigt. Die bahnförmigen nicht leitfähigen Trägerlagen können auch entlang ihrer Längsachse eingekürzt werden, wodurch sich deren Breite verringern lässt und eine Anpassung an vorgegebene Raumsituationen möglich ist.

Die in den streifenförmigen Arealen zum Einsatz kommenden elektrisch leitfähigen Substanzen, d.h. die elektrisch leitfähigen Füllstoffe, pulverförmigen Metalle, Aluminiumflocken, Metallnanodrähte, Carbon-Nanotubes, Leitruß, Carbonfasern, Graphen oder die intrinsisch leitfähigen Polymere sowie deren beliebige Mischungen liegen in den streifenförmigen Arealen in einer Weise vor, insbesondere in Stäbchen- oder Plättchenform, so dass ein durchgängiger elektrisch leitfähiger Abschnitt resultiert. Für den Fachmann ist es möglich, für jede der genannten elektrisch leitfähigen Substanzen geeignete Konzentrationen bzw. Mengen zu finden, die zu solchen elektrisch leitfähigen Abschnitten, vorzugsweise entlang der gesamten Länge der streifenförmigen Areale führen. Dies gelingt besonders zuverlässig bei Verwendung von Stäbchen- oder plättchenförmigen leitfähigen Füllstoffen, Metallnanodrähten, Carbon-Nanotubes und/oder Carbonfasern, und besonders bevorzugt bei solchen, die über ein Aspekt-Verhältnis im Bereich von 100 bis 1000, bevorzugt im Bereich von 200 bis 500, verfügen.

In einer sehr praktikablen Ausführungsform können die streifenförmigen Areale der erfindungsgemäßen elektrischen Flächenleiter durch Bedrucken der elektrisch nicht leitfähigen Trägerlage mit der elektrisch leitfähigen Zusammensetzung, enthaltend, insbesondere Stäbchen- oder plättchenförmige, leitfähige Füllstoffe, pulverförmige Metalle, Aluminiumflocken, Metallnanodrähte, Carbon-Nanotubes, Leitruß, Carbonfasern und/oder Graphen, erhalten werden. Dieser Druckvorgang kann auch zwei- oder mehrmals unter Ausbildung von zwei oder mehr durchgehenden aufeinander liegenden elektrisch leitfähigen Lagen wiederholt werden.

Ferner lassen sich in der Massenfertigung solche erfindungsgemäßen elektrischen Flächenleiter besonders zuverlässig erhalten, bei denen die streifenförmigen Areale intrinsisch leitfähige Polymere enthalten oder hieraus gebildet sind. Bevorzugt wird für diese intrinsisch leitfähigen Polymere zurückgegriffen auf solche, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Poly-3,4-ethylendioxythiophen, Polyacetylen, Polyanilin, Polyparaphenylen, Po- lypyrrol, dotiertes Polythiophen und beliebigen Mischungen hiervon. Dies gelingt zum Beispiel insbesondere auch dadurch, dass die elektrisch nicht leitfähige Trägerlage mit den intrinsisch leitfähigen Polymeren in Schmelzeform imprägniert wird. Alternativ können die intrinsisch leitfähigen Polymeren in Schmelzeform als elektrisch leitfähige Lage auf mindestens eine Seite der elektrisch nicht leitfähigen Trägerlage aufgebracht werden. Wird als Trägerlage eine Folienlage aus einem thermoplastischen Polymermaterial verwendet, beispielsweise aus einem Polyolefin wie Polyethylen oder Polypropylen oder einem Polyester wie Polyethylenterephthalat, können geeignete elektrische Flächenleiter, bei denen die streifenförmigen Areale auf den Einsatz intrinsisch leitfähiger Polymere zurückgehen, auch im Wege von Coextrusionsverfahren hergestellt werden. Der erfindungsgemäße elektrische Flächenleiter stellt dann eine Coextrusionsfolie dar.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die streifenförmigen Areale der erfindungsgemäßen elektrischen Flächenleiter eine elektrisch leitfähige Carbonfaserverbundlage umfassen oder hieraus gebildet sind. Die elektrisch leitfähige Carbonfaserverbundlage kann dabei in einer zweckmäßigen Ausführungsvariante ein Carbonfasergewebe, ein Carbonfasergewirk, ein Carbonfasergestrick und/oder ein Carbon fas er vlies umfassen oder hieraus bestehen. Die elektrisch leitfähigen Carbonfasern sind dann Bestandteil einer die streifenförmigen Areale bildenden elektrisch leitfähigen Carbonfaserverbundlage.

Ein besonders hohes Maß an Anwendungsflexibilität kann überraschenderweise auch dadurch erhalten werden, dass man den erfindungsgemäßen elektrischen Flächenleiter, vorzugsweise die nicht elektrisch leitfähige Trägerlage magnetisierbar oder magnetisch, insbesondere magnetisch, ausgestaltet. Auf diese Weise lässt sich der erfindungsgemäße elektrische Flächenleiter auf beliebigen magnetischen oder magnetisierbaren Substratoberflächen reversibel und rückstandsfrei anbringen. Hierfür kann beispielsweise die Trägerlage mit magnetisierbaren Materialien, insbesondere ferri- oder ferromagnetische Materialien, imprägniert werden. Auch ist es möglich, alternativ oder zusätzlich, magnetisierbare Materialien, insbesondere ferri- oder ferromagnetische Materialien, in die Trägerlage, beispielsweise bei der Herstellung derselben, einzubetten. Auch kann man auf mindestens einer Seite der Trägerlage eine Lage aus oder enthaltend magnetisierbare Materialien, insbesondere ferri- und/oder ferromagnetischen Materialien, anbringen. Bevorzugt wird für geeignete ferrimagnetische Materialien auf Magnetit zurückgegriffen. Alternativ oder zusätzlich kann ein magnetisierbarer erfindungsgemäßer elektrischer Flächenleiter auch dadurch erhalten werden, dass man zu der elektrisch leitfähigen Zusammensetzung eben- falls magnetisierbare Materialien, insbesondere ferri- und/oder ferromagnetischen Materialien, z.B. Magnetit, hinzu gibt.

Es hat sich überraschend gezeigt, dass die erfindungsgemäßen elektrischen Flächenleiter einen äußerst zuverlässigen und einfachen Zugang zur flächigen Stromversorgung für Niedervolt-Applikationen bereitstellen.

Die in der voranstehenden Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.