DE19823494A1 - Heizwalze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizwalze, insbesondere für die Verwendung als Kopier- oder Folierwalze.

Auf vielen Gebieten der Wärmetechnik ist es notwendig, eine Walze zur Verfügung zu stellen, die auf eine gewisse Temperatur aufgeheizt werden kann. Bislang wurden solche Heizwalzen durch Heizelemente, bei denen in einer isolierenden Masse Widerstandsdrähte eingebettet sind, hergestellt. Eine andere Variante, Heizwalzen, die z. B. in Kopierern verwendet werden können, zu betreiben, ist, einen Halogenstrahler in der Walze vorzusehen. Beide Varianten haben den Nachteil, daß sie entweder sehr teuer in der Herstellung sind oder einen schlechten Wirkungsgrad der Wärmeübertra­ gung aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizwalze zu schaffen, die eine einfache Konstruktion aufweist, mit geringer Spannung betrieben werden kann und gleichzeitig einen hohen Wirkungsgrad der Wärmeübertragung aufweist. Des weiteren soll die Heizwalze vielseitig ein­ setzbar sein.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Aufgabe durch eine Heizwalze gelöst werden kann, bei der das Heizelement flächig ausgebildet ist und eine gleichmäßige Wärmeabgabe über die Fläche gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Heizwalze gelöst, die einen Walzenmantel und mindestens ein an der Innenseite des Walzenmantels an­ geordnetes flächiges Widerstandsheizelement umfaßt, wobei das Wider­ standsheizelement aus mindestens zwei flächigen Elektroden und einer Wi­ derstandsschicht, die ein elektrisch leitendes Polymer umfaßt, besteht.

Als Elektroden werden im folgenden die Teile des Heizelementes bezeich­ net, die der Stromzu- bzw. -abführung zu bzw. von der Widerstandsschicht dienen.

Durch die Wahl eines elektrisch leitenden Polymers als Widerstandsschicht ist zum einen eine ausreichende Flexibilität des Heizelementes gewährlei­ stet, wodurch sich dieses gut an die Innenfläche einer Walze anlegen läßt, und zum anderen wird über eine große Fläche gleichmäßig Wärme erzeugt. Die Verwendung eines elektrisch leitenden Polymers hat weiterhin den Vorteil, daß dieses Material mechanischen und thermischen Belastungen standhalten kann, ohne daß eine lokale Änderung der Leitfähigkeit befürch­ tet werden muß was beispielsweise bei Rußgerüsten in der Widerstands­ masse im Fall des Abrisses der Rußverbindung auftreten würde.

Die erfindungsgemäße Heizwalze kann zudem mit geringen Spannungen ausreichend Wärme erzeugen. Mit dem erfindungsgemäß verwendeten Heiz­ element können dabei Leistungen bis zu 30 kW/m² auch in Langzeitbetrieb erzielt werden.

Zudem dient das Widerstandsheizelement mit elektrisch leitendem Polymer als "schwarzer Körper". Dieser Körper kann Strahlungen aller Wellenlängen abgeben. Mit abnehmender Temperatur verschiebt sich die Wellenlänge der abgestrahlten Strahlung immer mehr zum Infrarot. Besteht die Walze aus einem Material, das diese Strahlungen transmittiert, wie z. B. Glas oder Kunststoff, so können die Infrarotstrahlungen von der Walze auf das zu be­ heizende Gut einwirken. Durch die Tiefenwirkung sind in der Widerstands­ schicht selber keine hohen Temperaturen erforderlich.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Widerstandsschicht zwischen den an einer Stromquelle angeschlossenen Elektroden angeordnet, die die Wider­ standsschicht zumindest teilweise bedecken. Bei dieser Ausführungsform kann z. B. der Walzenmantel selber als eine Elektrode dienen. Dabei wird die Widerstandsschicht mit vorgegebener Dicke unmittelbar auf die Wal­ zeninnenseite aufgebracht. Auf der dem Walzenmantel ab gewandten Seite der Widerstandsschicht wird dann eine Gegenelektrode angeordnet. Der an die Elektrode und den als Elektrode dienenden Walzenmantel angelegte Heizstrom durchfließt die Widerstandsmasse im wesentlichen in der Dicke. Die Elektrode und der Walzenmantel bestehen vorzugsweise aus einem gut leitenden Material. Örtliche Überhitzungen können so über die gute Leitfä­ higkeit der Elektrode und des Walzenmantels abgeleitet werden. Überhit­ zungen können somit nur in Richtung der Dicke auftreten, wirken sich aber aufgrund der geringen Schichtdicke bei dem flächigen Widerstandsheizele­ ment nicht negativ aus. Ein weiterer Vorteil eines solchen Aufbaus des Wi­ derstandsheizelementes bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß auch eine von außen hervorgerufene Temperaturerhöhung durch das Widerstandsheizelement ideal ausgeglichen werden kann.

Gemäß dieser Ausführungsform kann aber auch an der Innenseite des Wal­ zenmantels eine flächige Elektrode angeordnet sein, die auf ihrer dem Wal­ zenmantel abgewandten Seite mit einer Widerstandsschicht bedeckt ist. Auf dieser Widerstandsschicht wird dann die weitere Elektrode angeordnet. In diesem Fall fließt der Heizstrom zwischen den beiden Elektroden, und die Walzenoberfläche kann spannungsfrei gehalten werden. Diese Ausführungs­ form ist vor allem bei Anwendungen von Vorteil, in denen ein unmittelbarer Kontakt zwischen der Heizwalze und z. B. dem Benutzer der Vorrichtung auftreten kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können auf der dem Walzenmantel ab gewandten Seite der Widerstandsschicht die mindestens zwei flächigen Elektroden nebeneinander und durch eine Isolierung voneinander getrennt angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform wird der Strom der Wider­ standsmasse nur von einer Seite zugeführt. Auf der den Elektroden abge­ wandten Seite der Widerstandsschicht kann eine Zwischenschicht aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit zwischen der Widerstands­ schicht und dem Walzenmantel vorgesehen sein. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die Widerstandsschicht bei dieser Ausführungsform unmittelbar auf den Walzenmantel aufzubringen. Die mindestens zwei flä­ chigen Elektroden auf einer Seite nebeneinander anzuordnen, bringt mehrere Vorteile. Zum einen sind die Elektroden für die Stromzuführung leicht zu­ gänglich und zum anderen sind an der Zwischenschicht bzw. dem Walzen­ mantel keine Kontakte notwendig. Aus diesem Grund kann eine gleichmäßi­ ge Wärmeübertragung von dem Widerstandsheizelement auf den Walzen­ mantel und damit auf das zu beheizende Gut zuverlässig erfolgen. Auch eine elektrische Isolierung der Zwischenschicht bzw. der Widerstandsschicht vom Walzenmantel kann durch einfache Mittel, z. B. durch eine Folie, ver­ wirklicht werden.

Erfindungsgemäß können die Elektroden, die auf der dem Walzenmantel ab gewandten Seite der Widerstandsschicht angebracht sind, sich in Um­ fangsrichtung erstrecken und axial nebeneinander angeordnet sein. Diese Anordnung ist vorteilhaft, da bei einer Heizwalze, die im Einsatz in Dreh­ bewegung ist, eine Stromzuführung von den beiden Walzenenden erfolgen kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Wider­ standsschicht einen Aufbau aufweisen, in dem verschiedene Widerstandsma­ terialien mit unterschiedlichen spezifischen elektrischen Widerständen in Schichten vorliegen. Bei dieser Ausführungsform kann die dem Walzenin­ neren zugewandte Seite der Widerstandsschicht aus einem Material beste­ hen, das einen geringen Widerstand aufweist. Auf dieser Schicht sind weite­ re Materialien in Schichten aufgebracht, deren spezifischer Widerstand von Schicht zu Schicht steigt. Die dem Walzenmantel zugewandte Seite weist bei dieser Anordnung den höchsten spezifischen Widerstand der Wider­ standsschicht auf, so daß diese Oberfläche stärker erwärmt wird, da hier der größere Spannungsabfall auftritt.

Erfindungsgemäß kann die Widerstandsschicht eine Kunststoffmatrix aus einem elektrisch leitenden Polymer und ein in der Matrix fein verteiltes thermisch und elektrisch isolierendes Füllmaterial umfassen. Vorteil dieses Aufbaus der Widerstandsschicht ist insbesondere der dadurch bedingte Stromfluß. Der Strom kann nicht auf dem kürzesten Weg von der einen Elektrode zur anderen bzw. zur Zwischenschicht oder dem Walzenmantel gelangen, sondern wird an dem fein verteilten Füllmaterial abgelenkt oder aufgespalten. Dadurch kann die zugeführte Energie optimal ausgenutzt und die Widerstandsschicht im wesentlichen vollständig erwärmt werden. Eine solche Widerstandsschicht weist darüber hinaus den Vorteil auf, daß sie eine gewisse Stabilität aufgrund der Kunststoffmatrix besitzt, durch die me­ chanische Belastungen von dem Widerstandsheizelement aufgenommen werden können, ohne eine Beschädigung des Widerstandsheizelementes be­ fürchten zu müssen. Da die Widerstandsschicht gleichzeitig als Abstands­ halter zwischen den Elektroden und der Zwischenschicht bzw. dem Wal­ zenmantel dient, kann auch ein unmittelbarer Kontakt zwischen diesen Bauelementen und damit ein Kurzschluß vermieden werden.

Gemäß einer Ausführungsform weist das elektrisch leitende Polymer der Widerstandsmasse des Widerstandsheizelementes einen positiven Tempera­ turkoeffizienten des elektrischen Widerstandes auf. Hierdurch wird ein Selbstregeleffekt bezüglich der maximal erreichbaren Temperatur erzielt. Durch diesen Effekt können Überhitzungen der Walze, die zu einer Be­ schädigung führen können, vermieden werden. Auch ein Schmelzen der Wi­ derstandsschicht, das zu einem Kurzschluß und gegebenenfalls zu einem Brand führen kann, kann bei der erfindungsgemäßen Heizwalze nicht auftre­ ten. Der Selbstregeleffekt ist dadurch bedingt, daß sich aufgrund des posi­ tiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes der Wider­ standsmasse der Stromfluß durch die Widerstandsmasse in Abhängigkeit von der Temperatur regelt. Je höher die Temperatur ansteigt, um so geringer wird aufgrund des erhöhten Widerstandes die Stromstärke, bis sie schließ­ lich bei einem bestimmten thermischen Gleichgewicht unmeßbar klein ist. Eine lokale Überhitzung und ein Schmelzen der Widerstandsmasse wird somit vermieden. Dieser Effekt ist bei der vorliegenden Erfindung von be­ sonderer Bedeutung. In den Bereichen, in denen die Heizwalze nicht mit dem zu beheizenden Material in Kontakt steht, sondern von Luft umgeben ist, ist die Wärmeabfuhr geringer, so daß es in diesen Bereichen zu einem Wärmestau kommen könnte. Diesem Wärmestau wirkt aber der Selbstrege­ leffekt des erfindungsgemäß verwendeten Widerstandsheizelementes entge­ gen.

In einer weiteren Ausführungsform der Heizwalze ist im Inneren der Walze auf der der Widerstandsschicht abgewandten Seite der Elektroden ein Wär­ medämmstoff vorgesehen, der das Innere der Walze gegebenenfalls voll­ ständig ausfüllen kann. Dieser Wärmedämmstoff verhindert eine Abstrah­ lung der Wärme vom Widerstandsheizelement in Richtung des Inneren der Walze und somit einen Wärmestau in der Walze.

Die erfindungsgemäße Heizwalze eignet sich besonders für die Verwendung als Kopierwalze in einem Photokopiergerät oder als Folierwalze zum Ab­ dichten von Materialien mit Folien.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizwalze mit ei­ ner zwischen den Elektroden eingeschlossenen Widerstands­ schicht;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Heizwalze mit zwei nebeneinander angeordneten Elektroden auf einer Seite der Widerstandsschicht;

Fig. 3 Seitenansicht eines erfindungsgemäß verwendeten Widerstandsheize­ lementes mit zwei Elektroden und mehreren leitenden Schichten.

In Fig. 1 ist eine Heizwalze 1 dargestellt, bei der die Innenseite des Wal­ zenmantels 2 von einer flächigen Elektrode 3 bedeckt ist. Auf dieser Elek­ trode 3 ist die Widerstandsschicht 5 angeordnet und weist auf der der Elek­ trode 3 ab gewandten Seite eine weitere Elektrode 4 auf. Im Inneren der Walze ist ein Wärmedämmstoff 7 angeordnet, der den Innenraum der Heizwalze vollständig ausfüllt und an der inneren Elektrode 4 anliegt. Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Elektroden 3 und 4 an eine Stromquelle (nicht dargestellt) angeschlossen. Der durch die Widerstands­ schicht 5 fließende Strom erwärmt diese und führt dadurch zu einer Erwär­ mung des Walzenmantels 2.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizwalze 1 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Widerstandsschicht 5 unmit­ telbar auf dem Walzenmantel 2 angeordnet und wird auf ihrer dem Walzen­ mantel 2 ab gewandten Seite von zwei Elektroden 3 und 4 im wesentlichen vollständig bedeckt. Die Elektroden 3 und 4 sind durch eine Isolierung 6 elektrisch voneinander getrennt.

Als Material für die Isolierung 6 können herkömmliche Dielektrika wie Luft oder Kunststoff Anwendung finden.

Die Elektrode 4 kann von der linken Seite und die Elektrode 3 von der rechten Seite der Kopierwalze mit der Stromquelle (nicht gezeigt) verbun­ den werden. Der Heizstrom fließt bei dieser Ausführungsform von der er­ sten Elektrode 3 zu dem Walzenmantel, der vorzugsweise aus einem gut elektrisch leitenden Material besteht, und von diesem durch die Wider­ standsmasse 5 zurück zu der weiteren Elektrode 4, oder umgekehrt.

Werden die mindestens zwei Elektroden auf einer Seite der Widerstands­ schicht angeordnet und auf der gegenüberliegenden Seite eine Zwischen­ schicht aus Material mit hoher Leitfähigkeit vorgesehen, so fließt der Heiz­ strom von einer Elektrode durch die Widerstandsschicht zu der Zwischen­ schicht, wird in dieser weitergeleitet und fließt durch die Widerstands­ schicht zu der weiteren Elektrode. Aufgrund der Wahl des Widerstandsma­ terials ist es aber auch möglich, ohne Zwischenschicht zu arbeiten, selbst wenn der Walzenmantel aus einem nicht leitenden Material besteht. Der Heizstrom fließt in diesem Fall durch die Widerstandsschicht, wobei es auf­ grund der Polymerstruktur zu einer Erwärmung der gesamten Widerstands­ masse kommt. Schließlich kann auch der Walzenmantel aus leitendem Ma­ terial bestehen und zur Leitung des Stromes verwendet werden. Der an die Elektroden angelegte Strom fließt in diesem Fall von einer Elektrode durch die Widerstandsmasse und wird in dem Walzenmantel weitergeleitet, um dann durch die Widerstandsmasse zu der weiteren Elektrode zu gelangen.

Bei allen diesen Ausführungsformen, in denen der Strom der Widerstands­ masse von einer Seite zugeführt wird, ist die benötigte Spannung im Gegen­ satz zu der zweiseitigen Stromzufuhr bis zur Hälfte reduziert. Die Reduzie­ rung der Versorgungsspannung wird unter anderem auch durch den durch die Isolierung zwischen den benachbarten Elektroden gebildeten Widerstand bedingt. Wird Luft als Isolierung gewählt, so wird der Widerstand durch den Abstand der Elektroden zueinander und damit durch den Oberflächenwider­ stand bestimmt.

In Fig. 3 ist ein Widerstandsheizelement gezeigt, bei dem eine dünne Wi­ derstandsschicht 5 vorliegt. Auf einer Seiten der Widerstandsschicht 5 sind zwei flächige Elektrode 3, 4 und mehrere leitende Schichten 8 angeordnet. Die Elektroden 3, 4 sind jeweils am gegenüberliegenden Ende der Wider­ standsschicht 5 vorgesehen. Die Elektroden 3, 4 und die leitenden Schichten 8 sind voneinander beabstandet und zu den an der gegenüberliegenden Seite der Widerstandsschicht 5 angeordneten leitenden Schichten 8 versetzt. Der an die Elektroden 3, 4 angelegte Strom durchfließt bei diesem Aufbau die Widerstandsschicht 5 und die leitenden Schichten 8 in der Richtung, die in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet ist. Bei diesem Stromfluß dient die Widerstandsschicht 5 als eine Serienschaltung mehrerer elektrischer Wider­ stände, wodurch eine hohe Leistung erzielt werden kann. Hierbei wird so­ wohl der Widerstand in der Dicke der Widerstandsschicht 5, als auch der Oberflächenwiderstand in den Abständen zwischen den elektrisch leitenden Schichten 8 bzw. der elektrisch leitenden Schicht 8 und der Elektrode 3 bzw. 4 genutzt. Zudem bietet der große räumliche Abstand zwischen den Elektroden den Vorteil, daß ein unmittelbarer Kontakt zwischen diesen vermieden werden kann.

Das in Fig. 3 gezeigte Widerstandsheizelement wird in der erfindungsge­ mäßen Walze so verwendet, daß die Seite des Widerstandsheizelementes, an der die Elektroden angeordnet sind dem Walzenmantel abgewandt ist.

Falls die Oberfläche der Heizwalze spannungsfrei gehalten werden soll, so kann eine bekannte Isolierung in Form von Polyester-, Polyimid- und ande­ ren Folien zwischen dem Widerstandsheizelement und dem Walzenmantel vorgesehen sein. Die Stromversorgung der Elektroden erfolgt vorzugsweise über bekannte Kontaktierungstechniken bei flächigen Heizelementen oder über Schleifringe oder über als elektrische Kontakte dienende Lager.

Als Elektroden können je nach Verwendungszweck beispielsweise Metall­ folien oder Bleche verwendet werden. Es liegt auch im Rahmen der Erfin­ dung, das Widerstandsheizelement durch Anpressvorrichtungen an den Wal­ zenmantel anzupressen. Als Anpressvorrichtung können z. B. Spannringe verwendet werden, die gleichzeitig als Elektroden dienen können. Zur Ver­ besserung des Wärmeübergangs zwischen dem Widerstandsheizelement und dem Walzenmantel können thermoplastische Kunststoffe in Form von Foli­ en oder wärmeleitende Pasten zwischen dem Widerstandsheizelement und dem Walzenmantel vorgesehen sein.

Bei der erfindungsgemäßen Walze können mehrere Widerstandsheizelemen­ te getrennt voneinander über die Länge der Walze verteilt im Walzeninneren vorgesehen sein. Es liegt aber auch im Sinne der Erfindung, eine durchge­ hende Widerstandsschicht im Walzeninneren vorzusehen, auf die mehrere Elektroden in Form von Segmenten aufgebracht werden. Diese Segmente können leicht in die Walze eingeführt werden und erlauben somit eine schnelle Montage. Weiterhin kann durch das Vorsehen mehrerer Elektroden in der erfindungsgemäßen Heizwalze, die jeweils als Elektrodenpaare fun­ gieren und wahlweise mit Strom beaufschlagt werden, eine Beheizung ein­ zelner Bereiche der Walze erzielt werden. Bei der Verwendung der Heiz­ walze als Folierwalze können beispielsweise die Randbereiche der Walze zusätzlich beheizt werden. Durch diese zusätzliche Wärmezufuhr kann eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den Bereich, der mit dem zu be­ heizenden Gut in Kontakt tritt, erzielt werden, da Temperaturerniedrigungen im Randbereich durch die zusätzliche Beheizung ausgeglichen werden.

Die Widerstandsschicht kann ein Glasfasergewebe, das durch Eintauchen in eine Masse, die ein elektrisch leitendes Polymer umfaßt, beschichtet wird, darstellen. In diesem Fall dient das Glasfasergewebe als Stützgewebe für das elektrisch leitende Polymer.

Die in der Widerstandsschicht verwendeten Füllstoffe können Glasfasern, Steinwolle, Keramiken, z. B. Barium-Titanat oder Kunststoffe umfassen.

Die Widerstandsmasse kann im Rahmen der Erfindung auch so gewählt werden, daß sie einen negativen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes aufweist. Bei einer solchen Ausführungsform werden sehr geringe Einschaltströme benötigt. Bei der erfindungsgemäßen Widerstands­ masse kann ab einer gewissen Temperatur, z. B. 80°C, der Temperaturkoef­ fizient des elektrischen Widerstandes positiv werden.

Die Widerstandsschicht kann an der den Elektroden und gegebenenfalls der Zwischenschicht oder dem Walzenmantel zu gewandten Oberfläche metalli­ siert sein. Diese Metallisierung kann durch Aufspritzen von Metall erfolgen. Durch das Aufspritzen kann sich das Metall an der Oberfläche der Wider­ standsschicht anlagern und verbessert so den Stromfluß zwischen den Elek­ troden bzw. der Zwischenschicht und der Widerstandsschicht. Zudem wird hierbei auch der Wärmeübergang von der Widerstandsschicht zu der Zwi­ schenschicht bzw. dem Walzenmantel verbessert.

Die Schichtdicke der Widerstandsschicht kann erfindungsgemäß sehr gering z. B. 1 mm sein.

Als elektrisch leitendes Polymer können insbesondere solche Polymere ver­ wendet werden, die durch Metall- oder Halbmetallatome, die an die Polyme­ re angelagert sind, leitfähig sind. Solche Polymere können durch ein Ver­ fahren erhalten werden, bei dem Polymer-Dispersionen, Polymer-Lösungen oder Polymere mit Metall- oder Halbmetallverbindungen oder deren Lösung in einer Menge versetzt werden, so daß auf ein Polymer-Molekül annähernd ein Metall- oder Halbmetallatom kommt. Dieser Mischung wird ein Reduk­ tionsmittel in geringem Überschuß zugegeben oder durch bekannte thermi­ sche Zersetzung Metall- oder Halbmetallatome gebildet. Anschließend wer­ den die gebildeten oder noch vorhandenen Ionen ausgewaschen und die Dispersionslösung oder das Granulat kann mit Graphit oder Ruß versetzt werden. Dadurch, daß eingebettete Leiterteilchen, z. B. Graphit, sich nicht berühren müssen, wenn ein wie oben beschrieben hergestelltes elektrisch leitendes Polymer verwendet wird, ist ein aus dem elektrisch leitenden Po­ lymer mit Graphit hergestellter Verbundstoff nicht nur mechanisch wider­ standsfähig, sondern es ist auch die Leitfähigkeit unabhängig von einer me­ chanischen oder thermischen Beanspruchung. Diese Unabhängigkeit der Leitfähigkeit ist insbesondere bei der vorliegenden Erfindung von besonde­ rer Bedeutung, da sowohl mechanische als auch thermische Beanspruchun­ gen des Widerstandsheizelementes an der erfindungsgemäßen Heizwalze auftreten können.

Die erfindungsgemäß eingesetzten elektrisch leitenden Polymere sind vor­ zugsweise frei von Ionen. Wie sich gezeigt hat, besitzen Polymere, die Io­ nen enthalten, eine nur geringe Alterungsbeständigkeit bei Einwirkung von elektrischen Strömen. Das erfindungsgemäß verwendete elektrisch leitende Polymer hingegen ist auch bei längerer Beaufschlagung mit Strom alte­ rungsbeständig. Als Reduktionsmittel für das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäß eingesetzten elektrisch leitenden Polymers werden solche Reduktionsmittel verwendet, die entweder keine Ionen bilden, weil sie thermisch bei der Verarbeitung zersetzt werden, wie z. B. Hydrazin, oder mit dem Polymer selbst chemisch reagieren, wie z. B. Formaldehyd oder solche, deren Überschuß oder Reaktionsprodukte sich leicht auswaschen lassen, wie z. B. Hypophosphite. Als Metall oder Halbme­ talle werden vorzugsweise Silber, Arsen, Nickel, Graphit oder Molybdän verwendet. Besonders bevorzugt sind solche Metall oder Halbmetallverbin­ dungen, die durch reine thermische Zersetzung das Metall oder Halbmetall ohne störende Reaktionsprodukte bilden. Insbesondere Arsenwasserstoff oder Nickelcarbonyl haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Es kön­ nen sowohl elektrisch leitende Polymerisate wie Polystyrol, Polyvinylharze, Polyacrylsäure-Derivate und Mischpolymerisate derselben, als auch elek­ trisch leitende Polyamide und deren Derivate, Polyfluorkohlenwasserstoffe, Epoxyharze und Polyurethane erzeugt werden.

Die erfindungsgemäß verwendeten elektrisch leitenden Polymere können z. B. hergestellt werden, indem das Polymer mit 1-10 Gew.-% (bezogen auf das Polymer) einer Vormischung, die nach einer der folgenden Rezepturen hergestellt wurde, versetzt wird.

Beispiel 1

1470 Gew.-Teile Dispersion von Fluorkohlenwasserpolymers (55% Feststoff in Wasser), 1 Gew.-Teil Netzmittel, 28 Gew.- Teile Silbernitratlösung 10%, 6 Gew.-Teile Kreide, 8 Gew.- Teile Ammoniak, 20 Gew.-Teile Ruß, 214 Gew.-Teile Graphit, 11 Gew.-Teile Hydrazinhydrat.

Beispiel 2

1380 Gew.-Teile Acrylharzdispersion 60 Gew.-% in Wasser, 1 Gew.-Teil Netzmittel, 32 Gew.-Teile Silbernitratlösung 10%ig, 10 Gew.-Teile Kreide, 12 Gew.-Teile Ammoniak, 6 Gew.-Teile Ruß, 310 Gew.-Teile Graphit, 14 Gew.-Teile Hydrazinhydrat.

Beispiel 3

2200 Gew.-Teile dest. Wasser, 1000 Gew.-Teile Styrol (monomer), 600 Gew.-Teile Ampholytseife (15%ig), 2 Gew.- Teile Natriumpyrophosphat, 2 Gew.-Teile Kaliumpersulfat, 60 Gew.-Teile Nickelsuflat, 60 Gew.-Teile Natriumhypophospit, 30 Gew.-Teile Adipinsäure, 240 Gew.-Teile Graphit.

Claims (11)

1. Heizwalze (1), die einen Walzenmantel (2) und mindestens ein an der Innenseite des Walzenmantels (2) angeordnetes flächiges Wider­ standsheizelement umfaßt, wobei das Widerstandsheizelement aus min­ destens zwei flächigen Elektroden (3, 4) und einer Widerstandsschicht (5), die ein elektrisch leitendes Polymer umfaßt, besteht.

2. Heizwalze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wi­ derstandsschicht (5) zwischen den flächigen Elektroden (3, 4) angeordnet ist und die Elektroden (3, 4) diese zumindest teilweise bedecken.

3. Heizwalze gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei flächigen Elektroden (3, 4) auf der dem Walzenmantel (2) ab gewandten Seite der Widerstandsschicht (5) nebeneinander und durch eine Isolierung (6) voneinander getrennt angeordnet sind.

4. Heizwalze gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Widerstandsschicht (5) und dem Walzenmantel (2) eine Zwischen­ schicht aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ange­ ordnet ist.

5. Heizwalze gemäß einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elektroden (3, 4) sich in Umfangsrichtung erstrecken und axial nebeneinander angeordnet sind.

6. Heizwalze gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Widerstandsschicht (5) einen Aufbau aufweist, in dem verschiedene Widerstandsmaterialien mit unterschiedlichen spezifischen elektrischen Widerständen in Schichten vorliegen.

7. Heizwalze gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Widerstandsschicht (5) eine Kunststoff-Matrix aus ei­ nem elektrisch leitenden Polymer und ein in der Matrix fein verteiltes, thermisch und elektrisch isolierendes Füllmaterial umfaßt.

8. Heizwalze, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Poly­ mer einen positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Wider­ standes aufweist.

9. Heizwalze gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Inneren der Walze auf der der Widerstandsschicht (5) abgewandten Seite der Elektroden (3, 4) Wärmedämmstoff (7) vorgese­ hen ist.

10. Verwendung einer Heizwalze gemäß einem der vorstehenden Ansprüche als Kopierwalze.

11. Verwendung einer Heizwalze gemäß einem der vorstehenden Ansprüche als Folierwalze.