可電加熱的載體和板式加熱體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種載體，特別是塑料-薄膜，其具有至少在部分載體表面上施加的電加熱層。所述加熱層通過(guò)下列分隔區(qū)電劃分：一個(gè)或多個(gè)第一分隔區(qū)，所述第一分隔區(qū)分別如此地形成，以使電流電路在自由的區(qū)域末端處改變其流向，和一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)，所述第二分隔區(qū)分別如此地形成，以使在自由的區(qū)域末端改變其流向的電流電路至少以分段的方式分成多個(gè)電平行的子電流電路。第一分隔區(qū)的至少一個(gè)自由的區(qū)域末端對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)，其中所述第二分隔區(qū)設(shè)置在第一分隔區(qū)的直線延長(zhǎng)線上。
【專利說(shuō)明】可電加熱的載體和板式加熱體及其制備方法
[0001]具有基底和電加熱層的板式加熱體本身是熟知的，并且已經(jīng)多次在專利文獻(xiàn)中被描述過(guò)。在本文中，僅示例性地參閱德語(yǔ)公開(kāi)文獻(xiàn)DE 102008018147 Al和DE 102008029986Al。在機(jī)動(dòng)車(chē)中，其經(jīng)常被用作擋風(fēng)玻璃，因?yàn)閾躏L(fēng)玻璃的中間視野由于法律規(guī)定而不允許具有顯著的視界限制。
[0002]在板式加熱體的工業(yè)批量生產(chǎn)已知通過(guò)分隔線形成通常盤(pán)繞的電流電路使加熱層結(jié)構(gòu)化。其優(yōu)點(diǎn)在于，可以提高電阻和通過(guò)相對(duì)小的連接電極接觸電流電路。在專利文獻(xiàn)中，這樣的板式加熱體例如在德語(yǔ)公開(kāi)文獻(xiàn)DE 19860870 Al中描述過(guò)。
[0003]在這樣的板式加熱體中出現(xiàn)的問(wèn)題是，在電流電路的彎曲區(qū)域中電流分布不均勻，并且會(huì)產(chǎn)生局部熱中心(“熱點(diǎn)”)。這些熱點(diǎn)在板式加熱體中造成不均勻的熱分布，并且由于局部過(guò)熱會(huì)不利地影響和可能地甚至損壞加熱層或者基底。此外，在透明玻璃的情況中，在過(guò)熱點(diǎn)上會(huì)不利地影響透過(guò)玻璃的視覺(jué)感知。
[0004]在US-美國(guó)專利申請(qǐng)US 2005/221062 Al中公開(kāi)了該問(wèn)題的一種解決辦法。據(jù)此，在分隔線的自由末端上設(shè)置弧形彎曲的輔助線，通過(guò)所述輔助線將電流電路劃分成多個(gè)平行的子電流電路。
[0005]與此相反，本發(fā)明的目的在于，抵制或者阻止局部熱中心的出現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的建議，該目的和其它目的通過(guò)一種載體、一種由其制備的板式加熱體、以及這種載體的并列專利權(quán)利要求的特征的制備方法而實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利實(shí)施方式通過(guò)從屬權(quán)利要求而給出。
[0006]本發(fā)明示出了一種載體，特別是塑料-薄膜，其中在至少部分載體表面或薄膜表面上施加了用于加熱載體的電加熱層。所述載體或薄膜可以由任何適用于所述應(yīng)用的塑料構(gòu)成，例如聚酰胺(PA)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PE)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。此外，其具有至少兩個(gè)被設(shè)置用于連接電壓源的電極，所述電極與所述加熱層如此相連，以至于在電極之間形成加熱電流的(主_)電流電路。將所述加熱層通過(guò)一個(gè)或多個(gè)第一分隔區(qū)以分段的方式電劃分，其中每個(gè)第一分隔區(qū)具有至少一個(gè)在加熱層自由終止的(“自由”)區(qū)域末端。所述一個(gè)或多個(gè)第一分隔區(qū)如此地形成，以至于(主_)電流電路在自由的區(qū)域末端處各自改變其流向，例如改變180°。優(yōu)選但并非絕對(duì)必要地，所述第一分隔區(qū)作為分隔線線狀、特別是直線形成。此外，在加熱層中形成一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)，其將加熱層分別以分段的方式電劃分并如此地形成，以至于將所述在自由的區(qū)域末端處改變其流向的(主_)電流電路至少以分段的方式劃分成多個(gè)電平行的子電流電路。(主_)電流電路因此在自由的區(qū)域末端處至少在其流向改變的電流電路段中被分成多個(gè)子電流電路。因此，可以引導(dǎo)加熱電流至少以分段的方式在子電流電路中環(huán)繞自由的區(qū)域末端。在這種情況下，一個(gè)第一分隔區(qū)的同一自由的區(qū)域末端對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)，其中為此布置一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)分別與其所屬的自由的區(qū)域末端相鄰或鄰接。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選直線形的第一分隔區(qū)的自由的區(qū)域末端對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)，所述第二分隔區(qū)分別布置在第一分隔區(qū)的直線延長(zhǎng)線上。優(yōu)選但并非絕對(duì)必要地，第二分隔區(qū)呈線狀、特別是直線形成為分隔線。通過(guò)這些措施可以以特別有利的方式在與第一分隔區(qū)相同的方法步驟中制備第二分隔區(qū)，由此在批量生產(chǎn)中顯著地簡(jiǎn)化了載體的生產(chǎn)。如果使用例如除去加熱層的激光來(lái)制備第一和第二分隔區(qū)，則只需要將激光例如直線形地引導(dǎo)于加熱層上并相應(yīng)地改變供給激光的電功率，以至可以在激光頭的同一平移運(yùn)動(dòng)中制備第一分隔區(qū)和所屬的第二分隔區(qū)。
[0008]通過(guò)將(主_)電流電路分成多個(gè)子電流電路，可以以有利的方式在(主_)電流電路的流向改變的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)電流密度的空間均勻化，從而以這種方式阻止局部熱中心或過(guò)熱點(diǎn)的產(chǎn)生。
[0009]如果分隔區(qū)具有在朝向自由的區(qū)域末端的方向上減小的間距，則是特別有利的。通過(guò)所述措施可以在彎曲的電流電路中實(shí)現(xiàn)特別有效的電流的均勻化，以使熱分布均勻化。
[0010]在所述載體的另一有利的實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)(同一)自由的區(qū)域末端對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)，其中所述第二分離區(qū)如此地形成，以使在自由的區(qū)域末端處的子電流電路具有至少近乎相同的電阻。通過(guò)所述措施可以以有利的方式實(shí)現(xiàn)將電流均勻地分配到子電流電路上，從而在載體中產(chǎn)生特別均勻的電流密度分布和熱分布。
[0011]在所述載體的另一有利的實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)第一分隔區(qū)的自由的區(qū)域末端鄰接著一個(gè)過(guò)渡區(qū)，其中所述第一分隔區(qū)對(duì)應(yīng)有一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)，在所述過(guò)渡區(qū)中加熱層的電導(dǎo)率在朝向自由的區(qū)域末端的方向上減小，即直至減小到零。優(yōu)選但并非絕對(duì)必要地，所述過(guò)渡區(qū)如此地形成，以使加熱層的電導(dǎo)率在朝向自由的區(qū)域末端的方向上連續(xù)地、特別是線性地減小。優(yōu)選但并非絕對(duì)必要地，所述過(guò)渡區(qū)分別呈線狀、特別是直線形成。通過(guò)所述措施可以以有利的方式通過(guò)加熱層電阻的空間變化而能夠使在自由的區(qū)域末端處的電流電路的彎曲區(qū)域中的電流進(jìn)一步均勻化。
[0012]在過(guò)渡區(qū)的開(kāi)端處，電導(dǎo)率為零。通過(guò)在其中漸增的電導(dǎo)率達(dá)到了加熱層的完全電導(dǎo)率的區(qū)域來(lái)確定過(guò)渡區(qū)的末端。對(duì)應(yīng)于自由的分隔區(qū)的第二分隔區(qū)分散分布在過(guò)渡區(qū)的范圍中。距離自由的區(qū)域末端最遠(yuǎn)的第二分隔區(qū)的遠(yuǎn)離自由的區(qū)域末端的末端位于過(guò)渡區(qū)的末端處。
[0013]在一個(gè)有利的實(shí)施方式中，過(guò)渡區(qū)如此地形成，以使加熱層的層厚度改變。其中，加熱層的層厚度在朝向自由的區(qū)域末端的方向上減小，或者在遠(yuǎn)離自由的區(qū)域末端的方向上增加。過(guò)渡區(qū)的開(kāi)端通過(guò)自由的區(qū)域末端來(lái)確定，在該處上加熱層的層厚度為零。過(guò)渡區(qū)的末端通過(guò)達(dá)到加熱層的完全層厚度來(lái)確定。優(yōu)選但并非絕對(duì)必要地，如此地形成該過(guò)渡區(qū)，以使加熱層的層厚度在朝向自由的區(qū)域末端的方向上連續(xù)地、特別是線性地減小。
[0014]在另一有利的實(shí)施方式中，加熱層的孔隙率在朝向自由的區(qū)域末端的方向上增力口，從而可以以相應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率的減小。
[0015]在另一有利的實(shí)施方式中，其中所述加熱層具有用于提高電導(dǎo)率的摻雜物，如此地形成所述過(guò)渡區(qū)，即摻雜物在過(guò)渡區(qū)中的濃度在朝向自由的區(qū)域末端的方向上減小，從而以相應(yīng)的方式可以實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率的減小。
[0016]在另一有利的實(shí)施方式中，其中所述加熱層具有用于減小電導(dǎo)率的摻雜物，如此地形成所述過(guò)渡區(qū)，即在過(guò)渡區(qū)中的摻雜物濃度在朝向自由的區(qū)域末端的方向上增加，從而可以以相應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率的減小。
[0017]在一個(gè)有利的實(shí)施方式中，緊鄰自由的區(qū)域末端的所述過(guò)渡區(qū)具有的長(zhǎng)度相應(yīng)于在垂直于其延伸方向所測(cè)量的在自由的區(qū)域末端上的電流電路寬度的至少一半，由此可以實(shí)現(xiàn)電流特別好的均勻化。
[0018]此外，本發(fā)明涉及板式加熱體，其包括具有至少一個(gè)具有基底表面的基底，在所述基底表面上施加如上所述的用于加熱該基底的塑料-薄膜。所述板式加熱體尤其可以是兩個(gè)單層玻璃通過(guò)粘合層相互結(jié)合的復(fù)合玻璃。
[0019]此外，本發(fā)明涉及如上所述形成的可電加熱的載體，特別是塑料-薄膜的制備方法，包括下列步驟:
-提供所述載體，其中在至少部分薄膜表面上施加電加熱層并且所述載體具有至少兩個(gè)被設(shè)置用于連接電壓源的電極，所述電極與所述加熱層如此相連，以使得在電極之間形成加熱電流的電流電路；
-通過(guò)一個(gè)或多個(gè)第一分隔區(qū)電劃分所述加熱層，所述分隔區(qū)各自具有至少一個(gè)自由的區(qū)域末端并如此地形成，以使電流電路在所述自由的區(qū)域末端處改變其流向，和；
-通過(guò)一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)電劃分所述加熱層，所述第二分隔區(qū)如此地形成，以使在所述自由的區(qū)域末端處改變其流向的電流電路至少以分段的方式分成多個(gè)電平行的子電流電路，其中直線的第一分隔區(qū)的至少一個(gè)自由的區(qū)域末端對(duì)應(yīng)有一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)，其中所述第二分隔區(qū)布置在第一分隔區(qū)的直線延長(zhǎng)線上。
[0020]此外，本發(fā)明涉及如上所述的載體用于功能性單件和在家具、設(shè)備和建筑物中的內(nèi)裝部分的電加熱，尤其是用于起居室中的加熱體，例如作為可安裝于墻壁上或者獨(dú)立式的加熱體，以及在用于在陸地上、在空中或者在水中行進(jìn)的行進(jìn)裝置，尤其是在汽車(chē)中例如作為擋風(fēng)玻璃、后窗、側(cè)窗和/或玻璃頂蓋的加熱體的電加熱的用途。
[0021]不言而喻，本發(fā)明的不同實(shí)施方式可以單獨(dú)地或以任意的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。特別地，前面提到的和下面待闡述的特征不僅可以以給出的組合，而且可以以其它的組合或者單獨(dú)地使用，而并沒(méi)有背離本發(fā)明的范圍。
[0022]附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
現(xiàn)借助實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，其中參照附圖。其中在簡(jiǎn)化的、并非按比例的圖示
中:
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有第一和第二分隔區(qū)的塑料-薄膜的俯視圖；
圖2示出具有額外的過(guò)渡區(qū)的圖1的塑料-薄膜的俯視圖和截面圖；
圖3A-3B示出具有繪制出電流電路的圖2的塑料-薄膜的俯視圖(圖3 A)，以及沒(méi)有過(guò)渡區(qū)的傳統(tǒng)塑料-薄膜(圖3B)；
圖4示出了具有表現(xiàn)出局部熱中心的傳統(tǒng)板式加熱體的俯視圖。
[0023]附圖具體說(shuō)明
首先觀察圖4，其中示出了整個(gè)用標(biāo)記數(shù)101表示的現(xiàn)有技術(shù)的塑料-薄膜。塑料-薄膜101包含薄膜表面102，在所述薄膜表面上施加了電加熱層103。通過(guò)直線分隔區(qū)104將加熱層103電中斷，從而形成連續(xù)的回形或S-形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在其兩個(gè)末端與兩個(gè)連接電極106、106’電連接。在兩個(gè)連接電極106，106’之間形成在連接電極106、106’上輸入的加熱電流的盤(pán)繞電流電路105。分隔區(qū)104在加熱層103中各自具有自由的區(qū)域末端108。
[0024]在變化區(qū)域107中(在其中在每種情況中含有分隔區(qū)104的自由終止的區(qū)域末端108)，加熱電流多次將其流向反轉(zhuǎn)108°。因此，在變化區(qū)域107中，電流電路105具有彎曲的路徑，從而產(chǎn)生不均勻的電流密度分布，其中電流集中在自由的區(qū)域末端108上。這通常導(dǎo)致在區(qū)域末端108上出現(xiàn)局部過(guò)熱位點(diǎn)或熱點(diǎn)109。
[0025]本發(fā)明通過(guò)使電流在電流電路的彎曲區(qū)域的分布均勻化，從而至少在很大程度上避免電流集中在電流電路的反轉(zhuǎn)位點(diǎn)處解決了該問(wèn)題。這將在下面進(jìn)一步闡述。
[0026]現(xiàn)在觀察圖1，其中示出了整個(gè)用標(biāo)記數(shù)I表示的根據(jù)本發(fā)明的塑料-薄膜。圖1示出了塑料-薄膜I的整體視圖(上面)，及其放大的截圖(下面)。
[0027]根據(jù)此圖，塑料-薄膜I包含一個(gè)薄膜表面2，在所述薄膜表面上基本上在整個(gè)平面上施加了導(dǎo)電性加熱層3。作為用于塑料-薄膜I的材料使用塑料，此處例如PET。對(duì)于薄膜I而言，通?？梢允褂萌魏尉哂凶銐蚰突瘜W(xué)性、具有合適的形狀穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性、以及任選足夠的光學(xué)透明度的材料。
[0028]加熱層3含有導(dǎo)電材料。通常，加熱層3的選擇不局限于特定的材料，只要通過(guò)這種材料可以實(shí)現(xiàn)平面電加熱。對(duì)此的實(shí)例是具有高電導(dǎo)率的金屬，如鈦、錳、銦、鉻、銀、銅、金、招或鑰，金屬合金，如IE與銀的合金，以及透明的導(dǎo)電氧化物(TCO= TransparentConductive Qxides)。TCO優(yōu)選是氧化銦錫、摻雜氟的二氧化錫、摻雜鋁的二氧化錫、摻雜鎵的二氧化錫、摻雜硼的二氧化錫、氧化錫鋅或摻雜銻的氧化錫。加熱層3可以由導(dǎo)電的單層或者含有至少一個(gè)導(dǎo)電的子層的層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。例如，這樣的層結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)導(dǎo)電的子層，優(yōu)選銀(Ag),和其它子層如防反射層和封阻劑層(Blockerschicht)。加熱層3的層厚度可以在寬泛地變化，其中每處的層厚度例如在0.1nm-1OOym的范圍。在TCO的情況中，層厚度例如在IOOnm-L 5 μ m的范圍，優(yōu)選在150nm_l μ m的范圍和更優(yōu)選在200nm-500nm的范圍。例如，鈦層的層厚度在0.1至2nm的范圍，錳層的層厚度在0.1至Inm的范圍，鑰層的層厚度在0.1至Inm的范圍，銀層的層厚度在I至50nm的范圍，銦層的層厚度在50至200nm的范圍，金層的層厚度在I至IOnm的范圍，鉻層的層厚度為例如約lnm。加熱層3的層電阻例如小于20 Ohm，并且特別是在0.1至20 Ohm的范圍。在所展示的實(shí)施例中，加熱層3的層電阻例如在3至7 Ohm的范圍。
[0029]加熱層3由氣相沉積在塑料-薄膜I上，為此可以使用本身已知的方法，如化學(xué)氣相沉積(CVD = Chemical Vapor Reposition)或物理氣相沉積(PVD = Physical VaporDeposition).,優(yōu)選地，加熱層3通過(guò)濺射法(磁控管-陰極濺射法)沉積在塑料_薄膜I上。
[0030]如果將塑料-薄膜I用于加熱汽車(chē)玻璃，特別是擋風(fēng)玻璃，則對(duì)于在350nm-800nm波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光而言其必須是足夠透明的，其中術(shù)語(yǔ)“透明的”是指例如超過(guò)80%的高透光率。這尤其可以通過(guò)PET的制備和銀(Ag)制的透明加熱層3實(shí)現(xiàn)。
[0031 ] 所述塑料-薄膜I例如以矩形形式形成，由此其具有兩個(gè)相對(duì)的第一薄膜邊緣11、11’(此處例如較長(zhǎng)的薄膜邊緣)和兩個(gè)相對(duì)的第二薄膜邊緣12、12’(此處例如較短的薄膜邊緣)。不言而喻，塑料-薄膜I可以具有任何其它的對(duì)于各自的應(yīng)用合適的形狀。
[0032]如在圖1中所示，加熱層3被多個(gè)直線分隔區(qū)4，5電劃分，由此在加熱層3的兩個(gè)連接電極8、8’之間形成連續(xù)的回形或S-形電流電路6。通過(guò)在連接電極8、8’上輸入加熱電流可以加熱加熱層3。此處，兩個(gè)連接電極8，8’例如由相同的金屬材料構(gòu)成，例如銅或鋁。連接電極8、8’可以通過(guò)連接導(dǎo)體(未示出)與電壓源(例如電池或蓄電池，特別是汽車(chē)-電池)的兩極相連來(lái)提供供電電壓。電壓源例如可以提供12到24V的供電電壓，對(duì)應(yīng)于在內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)中典型的車(chē)載電壓，或提供超過(guò)40V的供電電壓，對(duì)應(yīng)于在電動(dòng)汽車(chē)中典型的車(chē)載電壓。特別地，加熱層3可以用42-400伏范圍的電壓來(lái)加熱。對(duì)于用于加熱建筑物內(nèi)部-或外部區(qū)域的板式加熱體I，電壓源尤其可以是具有例如110-220伏的電源電壓的中央電壓供電。
[0033]在塑料-薄膜I中，分隔區(qū)4，5通過(guò)除去加熱層3的材料而制成，由此在加熱層3的材料中得到例如V-形或U-形的溝道或凹槽。這些溝道可以另外用電絕緣材料填充。用于形成分隔區(qū)4，5的加熱層3的除去例如可以以機(jī)械方式進(jìn)行，例如通過(guò)刻入或磨削。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選借助激光輻射進(jìn)行所述去除，激光輻射除去在分隔區(qū)4，5中的加熱層3的材料。
[0034]在本發(fā)明范圍內(nèi)，術(shù)語(yǔ)“分隔區(qū)”通常是指適合于將加熱層3的兩個(gè)鄰接區(qū)域相互電分隔，從而通過(guò)分隔區(qū)阻止了電流的加熱層3的任何區(qū)域。為此，分隔區(qū)例如具有大于1ΜΩ的電阻。
[0035]加熱層3具有平行布置的直線第一分隔區(qū)4。第一分隔區(qū)4交替地從一個(gè)第一薄膜邊緣11或11’向相對(duì)的第一薄膜邊緣11’或11延伸，其中它們?cè)诩訜釋?內(nèi)被區(qū)域末端10自由終止，而沒(méi)有到達(dá)相對(duì)的第一薄膜邊緣。由此，在加熱層3中形成回形或S-形的主電流電路6。通常，可以將區(qū)域末端10理解為第一分隔區(qū)10的任何邊或角，所述邊角突出到加熱層3的平面范圍中并使在加熱層3內(nèi)的主電流電路6改變其流向。換句話說(shuō)，區(qū)域末端10是各自的反轉(zhuǎn)點(diǎn)，在該反轉(zhuǎn)點(diǎn)上加熱電流改變其流向，此處例如改變了 180°。
[0036]在圖1中示出的實(shí)施方式中，在第一分隔區(qū)4的直線延長(zhǎng)線上各自布置了直線形第二分隔區(qū)5，所述分隔區(qū)5用于中斷在該區(qū)域中的電流。在實(shí)施例中，例如第一分隔區(qū)4的同一區(qū)域末端10對(duì)應(yīng)各四個(gè)第二分隔區(qū)5。在分隔區(qū)4，5之間總是存在加熱層3的材料，從而形成多個(gè)(此處例如四個(gè))加熱電流的通道口 13。這樣造成主電流電路6在每個(gè)區(qū)域末端10的區(qū)域內(nèi)被分成多個(gè)(此處五個(gè))子電流電路7，由此引導(dǎo)加熱電流通過(guò)子電流電路7至少以分段的方式環(huán)繞自由的區(qū)域末端10。通過(guò)將主電流電路6拆分成多個(gè)子電流電路7達(dá)到這樣的效果，即相比于圖9的傳統(tǒng)塑料-薄膜101，在區(qū)域末端10處的加熱電流分散在加熱層3的更大的面積上。這尤其可以避免電流密度的局部集中，從而使在加熱層3中的電流均勻化并且阻止出現(xiàn)局部加熱(熱點(diǎn))。在所示的實(shí)施例中，第二分隔區(qū)5形成得越短，其距離自由的區(qū)域末端10越遠(yuǎn)。在此情況下，在第一分隔區(qū)4的直線延長(zhǎng)線上測(cè)量的通道口 13的寬度在朝向區(qū)域末端10的方向上減小，由此可以獲得特別好的電流密度分布的均勻化。在工業(yè)批量生產(chǎn)中，第一和第二分隔區(qū)4，5可以以特別簡(jiǎn)單和成本有利的方式來(lái)制備，其中為此將激光頭直線形地引導(dǎo)于加熱層3上并且短暫地開(kāi)啟以產(chǎn)生分隔區(qū)4，5。
[0037]圖2顯示了圖1的塑料-薄膜I的另一實(shí)施方式。為了避免不必要的重復(fù)，只說(shuō)明與圖1的實(shí)施例的區(qū)別，而其它部分參照那里所做的描述。
[0038]據(jù)此，在自由的區(qū)域末端10處，在直線形第一分隔區(qū)4的直線延長(zhǎng)線上分別布置了直線過(guò)渡區(qū)14，其中過(guò)渡區(qū)14緊接著第一分隔區(qū)4。但也可以考慮，過(guò)渡區(qū)14相對(duì)于所屬的第一分隔區(qū)4各具有另外的方向和排列。分別通過(guò)在朝向區(qū)域末端10的方向上減小加熱層3的層厚度形成過(guò)渡區(qū)14。由于減小加熱層3的層厚度使加熱層3的電導(dǎo)率局部降低并因此提高了電阻。
[0039]如借助放大的圖2的截面圖(沿第一分隔區(qū)4和過(guò)渡區(qū)14的塑料-薄膜I的截面)可以觀察到的，加熱層3在過(guò)渡區(qū)14中的層厚度從區(qū)域末端10開(kāi)始線性增加，直到達(dá)到加熱層3在第一分隔區(qū)4之外的層厚度。由此以相應(yīng)的方式改變過(guò)渡區(qū)14中的電導(dǎo)率，即在朝向區(qū)域末端10的方向上減少。如所示的，在第一分隔區(qū)4的范圍(區(qū)域A)中在基底2上沒(méi)有加熱層3，從而絕無(wú)可能有電連接。在過(guò)渡區(qū)14的范圍(區(qū)域B)中，加熱層3的層厚度從第一分隔區(qū)4的自由的區(qū)域末端10開(kāi)始連續(xù)線性地增加，其中過(guò)渡區(qū)14的電導(dǎo)率隨著與自由的區(qū)域末端10的距離的增加而提高。在加熱層3 (區(qū)域C)中，存在至少近乎恒定的層厚度。因?yàn)殡妼?dǎo)率的減小導(dǎo)致部分電流轉(zhuǎn)移到更高電導(dǎo)率的區(qū)域中，所以可以在區(qū)域末端10上實(shí)現(xiàn)電流的均勻化以避免熱點(diǎn)。
[0040]在過(guò)渡區(qū)14中加熱層3的層厚度的變化例如可以通過(guò)選擇性除去來(lái)進(jìn)行，優(yōu)選借助激光，其中根據(jù)所選擇的激光點(diǎn)在加熱層3上的能量密度切除一定量的加熱層材料。但是或者，也可以適當(dāng)調(diào)整其它激光參數(shù)，例如功率、頻率、脈沖長(zhǎng)度、激光束形狀或重復(fù)率。合適的激光波長(zhǎng)例如可為355nm、532nm或1064nm。此外,在使用可控制的和可移動(dòng)的激光頭時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)激光點(diǎn)的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同的切除，例如通過(guò)改變激光點(diǎn)的速度或加速。為了實(shí)現(xiàn)所希望的加熱層3的切除深度，可以任意組合上述方法。其中，參數(shù)的選擇和所使用的激光取決于加熱層3待結(jié)構(gòu)化的材料。原則上，為了切除加熱層3和制備層厚度梯度也可以使用其它方法，例如機(jī)械或化學(xué)的方法。用于切除加熱層3的化學(xué)方法例如可以具有蝕刻步驟。
[0041]有利地，過(guò)渡區(qū)14具有相應(yīng)于主電流電路6的寬度的至少雙倍的在第一分隔區(qū)4的直線延長(zhǎng)線上測(cè)量的長(zhǎng)度，由此可以實(shí)現(xiàn)，在過(guò)渡區(qū)14的范圍內(nèi)存在特別均勻的電流分布并且可以有效而安全地阻止熱點(diǎn)的形成。
[0042]代替減小加熱層3的層厚度，通常可以通過(guò)所有合適的措施形成過(guò)渡區(qū)14，該措施能夠以所希望的方式在自由的區(qū)域末端10的范圍內(nèi)改變加熱層3的電導(dǎo)率，例如通過(guò)改變加熱層3的孔隙率或者向加熱層3中加入雜質(zhì)或摻雜物。
[0043]在過(guò)渡區(qū)14中各自分散布置著第二分隔區(qū)5，這在圖2中沒(méi)有進(jìn)一步顯示。距離自由的區(qū)域末端10最遠(yuǎn)的第二分隔區(qū)5的遠(yuǎn)離自由的區(qū)域末端10的末端位于過(guò)渡區(qū)14的末端處?？傊ㄟ^(guò)第二分隔區(qū)5和過(guò)渡區(qū)14的組合可以獲得圍繞自由的區(qū)域末端10的電流的更好的均勻化。
[0044]圖3A示出了圖2的實(shí)施方式，其中借助電流線描繪主電流電路6。據(jù)此，在主電流電路6的彎曲區(qū)域中，通過(guò)改變過(guò)渡區(qū)14中的電導(dǎo)率防止電流在自由的區(qū)域末端10處集中，由此可以防止產(chǎn)生熱點(diǎn)。與此相比，圖3B示出了在圖4的傳統(tǒng)塑料-薄膜101中的相應(yīng)情況。據(jù)此，電流在分隔區(qū)104的自由的區(qū)域末端10的區(qū)域集中，由此溫度在該區(qū)域急劇升高，導(dǎo)致塑料-薄膜101中不均勻的熱分布并產(chǎn)生熱點(diǎn)109。
[0045]附圖標(biāo)記列表:
I’塑料-薄膜
2薄膜表面 3加熱層 4第一分隔區(qū) 5第二分隔區(qū) 6主電流電路7子電流電路
8，8’連接電極
9變化區(qū)域
10區(qū)域末端
11，11’第一薄膜邊緣
12，12’第二薄膜邊緣
13通道口
14過(guò)渡區(qū)
101塑料-薄膜
102薄膜表面
103加熱層
104分隔區(qū)
105電流電路
106，106’連接電極
107變化區(qū)域
108區(qū)域末端
109熱點(diǎn)
【權(quán)利要求】
1.用于板式加熱體的載體(1)，特別是塑料-薄膜，其具有施加至少在部分載體表面(2)上的電加熱層(3)和具有至少兩個(gè)被設(shè)置用于連接電壓源的電極(8，8’)，所述電極與加熱層(3)如此相連，以在電極之間形成加熱電流的電流電路(6)，其中所述加熱層(3)通過(guò)下列分隔區(qū)電劃分: -一個(gè)或多個(gè)第一分隔區(qū)(4)，所述分隔區(qū)各自具有至少一個(gè)自由的區(qū)域末端(10)并如此地形成，以使電流電路(6 )在所述自由的區(qū)域末端(10 )處改變其流向，和 -一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)(5)，所述分隔區(qū)如此地形成，以使在所述自由的區(qū)域末端(10)處改變其流向的電流電路(6)至少以分段的方式分成多個(gè)電平行的子電流電路(7)， 其中第一分隔區(qū)(4)的至少一個(gè)自由的區(qū)域末端(10)對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)(5)，其中將所述第二分隔區(qū)(5)布置在第一分隔區(qū)(4)的直線延長(zhǎng)線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的載體(1)，其中所述分隔區(qū)(4，5)具有在朝向自由的區(qū)域末端(10)的方向上減小的間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的載體(I)，其中對(duì)應(yīng)于所述自由的區(qū)域末端(10)的第二分離區(qū)(5)如此地形成，以使在自由的區(qū)域末端(10)上的子電流電路(7)具有至少近乎相同的電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的載體(I)，其中過(guò)渡區(qū)(14)鄰接著對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)(5)的至少一個(gè)第 一分隔區(qū)(4)的自由的區(qū)域末端(10)，在所述過(guò)渡區(qū)(14)中加熱層(3)的電導(dǎo)率在朝向自由的區(qū)域末端(10)的方向上減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的載體(1)，其中在所述過(guò)渡區(qū)(14)中加熱層(3)的層厚度在朝向自由的區(qū)域末端(10)的方向上減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的載體(1)，其中在所述過(guò)渡區(qū)(14)中加熱層(3)的孔隙率在朝向自由的區(qū)域末端(10)的方向上增加。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6之一的載體(I)，其中所述加熱層(3)具有用于提高電導(dǎo)率的摻雜物，其中在過(guò)渡區(qū)(14)中所述摻雜物的濃度在朝向自由的區(qū)域末端(10)的方向上減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至6之一的載體(1)，其中加熱層(3)具有用于減小電導(dǎo)率的摻雜物，其中在所述過(guò)渡區(qū)(14)中所述摻雜物的濃度在朝向自由的區(qū)域末端(10)的方向上增加。
9.板式加熱體，其包括至少一個(gè)具有基底表面的基底，在所述基底表面上施加了根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的載體(I)，特別是塑料-薄膜。
10.可電加熱的載體(I)、特別是塑料-薄膜的制備方法，包括下列步驟: -提供所述載體(I)，其中在至少部分薄膜表面(2 )上施加電加熱層(3 )并且所述載體具有至少兩個(gè)被設(shè)置用于連接電壓源的電極(8，8’)，所述電極與加熱層(3)如此相連，以在電極之間形成加熱電流的電流電路(6)； -通過(guò)一個(gè)或多個(gè)第一分隔區(qū)(4)電劃分所述加熱層(3)，所述分隔區(qū)(4)各自具有至少一個(gè)自由的區(qū)域末端(10)并如此地形成，以使電流電路(6)在所述自由的區(qū)域末端(10)處改變其流向，和； -通過(guò)一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)(5)電劃分所述加熱層(3)，所述第二分隔區(qū)(5)如此地形成，以使在所述自由的區(qū)域末端(10)處改變其流向的電流電路(6)至少以分段的方式分成多個(gè)電平行的子電流電路(7)，其中第一分隔區(qū)(4)的至少一個(gè)自由的區(qū)域末端(10)對(duì)應(yīng)有一個(gè)或多個(gè)第二分隔區(qū)(5)，其中所述第二分隔區(qū)(5)布置在第一分隔區(qū)(4)的直線延長(zhǎng)線上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的載體(1)，特別是塑料-薄膜用于功能性單件和在家具、設(shè)備和建筑物中的內(nèi)裝部分的電加熱，尤其是用于起居室中的加熱體，例如作為可安裝于墻壁上或者獨(dú)立式的加熱體，以及在用于在陸地上、在空中或者在水中行進(jìn)的行進(jìn)裝置，尤其是在汽車(chē)中例如作為擋風(fēng) 玻璃、后窗、側(cè)窗和/或玻璃頂蓋的加熱體的電加熱的用途。
【文檔編號(hào)】H05B3/84GK103477706SQ201280017889
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月12日
【發(fā)明者】S.利辛斯基, D.C.潘, G.沙爾, M.克萊因, S.韋爾登 申請(qǐng)人:法國(guó)圣戈班玻璃廠