用于加热可穿戴物和其他制品的改进型可印刷加热器制造技术

本发明专利技术提供了用于加热各种制品的改进的印刷加热器。改进包括用成列的多个小电阻材料贴片或成列的连续电阻材料来替换单个大面积电阻材料层，即用多个较小的单独加热器替换单个大面积加热器。由于每个电阻材料贴片的面积大大减小，所以有利于电阻材料的印刷。另外，一些实施例使得有机会提供用于可穿戴服装中的可透气加热器。

【技术实现步骤摘要】
用于加热可穿戴物和其他制品的改进型可印刷加热器
本专利技术涉及用于加热可穿戴服装、座椅和电动汽车的零件的改进型可印刷加热器。
技术介绍
对用于加热诸如可穿戴服装、座椅和电动汽车零件等制品的加热器存在需求。对提供可加热的可穿戴服装的兴趣在日益增加。目前典型的商业化加热服装是由电阻丝加热的。这些服装的优点是电阻丝之间的区域允许织物能够透气。然而，它们所具有的缺点是电阻丝的存在会导致服装令人不舒服。另一种替代方案是使用带有印刷部件的加热器，这将为穿戴者提供更大的舒适性。在一种这样的版本中，加热服装的部件是用作两个汇流条之间的电阻加热元件的电阻材料层，例如碳。这样的层可以覆盖服装的很大部分。难以使用目前可用的合成物来印刷具有合适的厚度和均匀性的大面积电阻材料层。这样的加热器的电阻相对较高，并且电池不能递送可行加热器所需的电力。叉指电极与大面积电阻材料的使用可以导致电阻显著降低。然而，印刷大的电阻材料区域仍然存在困难。而且在这两种途径中，大的印刷电阻材料区域可能导致服装部分不可透气，即不允许水蒸气传输，并且这将成为穿戴者不适的来源。对用于加热诸如可穿戴服装、座椅和电动汽车零件等制品的改进型加热器存在需求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种印刷加热器，所述印刷加热器包括：a)衬底；b)两个印刷汇流条；c)印刷电阻材料区域的阵列，所述印刷电阻材料区域在所述两个汇流条之间安排成列，列中的相邻电阻材料区域之间具有空间并且相邻列之间具有间隔，其中最靠近所述汇流条的电阻材料区域与所述汇流条重叠并且与其电接触；以及d)印刷导电区域的阵列，其中导电区域被定位成填充列中的每个相邻电阻材料区域对之间的空间、并且与所述每个相邻电阻材料区域对重叠并邻接并且提供与其的电接触，其中沿着所述列所述电阻材料区域的不与所述导电区域接触的部分形成提供加热的电阻区，并且其中所述导电区域和所述汇流条能够在所述电阻材料区域之前或之后印刷到所述衬底上。本专利技术还提供了一种印刷加热器，所述印刷加热器包括：a)衬底；b)两个印刷汇流条；以及c)印刷电阻材料列的阵列，所述印刷电阻材料列位于所述两个汇流条之间，相邻列之间具有间隔，其中所述电阻材料列与每个汇流条重叠并电接触，并且其中所述汇流条能够在所述电阻材料列之前或之后印刷到所述衬底上。本专利技术进一步提供了一种印刷加热器，所述印刷加热器包括：a)衬底；b)两个印刷汇流条；c)印刷电阻材料列的阵列，所述印刷电阻材料列位于所述两个汇流条之间，相邻列之间具有间隔，其中所述电阻材料列与每个汇流条重叠并电接触；以及d)印刷导电区域的阵列，其中所述导电区域沿着每个电阻材料列以一定间隔定位成邻接所述电气电阻材料列并提供与其的电接触，其中沿着所述列所述电阻材料的不与所述导电区域接触的部分形成了提供加热的电阻分块，并且其中所述导电区域和所述汇流条能够在所述电阻材料列之前或之后印刷到所述衬底上。因此，本专利技术提供了一种加热器，所述加热器包括布置成所描述阵列的多个单独加热器。电阻材料的面积越小，越易于放置。本专利技术还提供了包含上述三种构型中的每种构型的加热器的制品。当加热器处于可穿戴服装中并且印有加热器的衬底是可渗透的时，相邻列之间的间隔中暴露的可渗透衬底给加热器提供透气性。附图说明图1展示了印刷加热器的实施例，所述加热器包括衬底，所述衬底带有两个汇流条、印刷电阻材料矩形的阵列以及印刷导电矩形的阵列，所述印刷电阻材料矩形在所述两个汇流条之间安排成列，列中的相邻电阻材料矩形之间具有空间并且相邻列之间具有间隔，导电矩形被定位成填充列中的每个相邻电阻材料矩形对之间的空间、与所述每个相邻电阻材料矩形对重叠并邻接并且提供与其的电接触。图2是示出图1的细节的附图，即列内单独的印刷电阻材料矩形和导电材料矩形以及相邻列之间的间隔。图3展示了印刷加热器的实施例，所述加热器包括衬底，所述衬底带有两个汇流条以及印刷电阻材料列的阵列，相邻列之间具有间隔。具体实施方式本专利技术涉及一种可用于加热各种制品的改进型印刷加热器。印刷大电阻材料区域所附带的问题通过使用小电阻材料区域阵列来解决，每个电阻材料区域都用作单独加热器，而不是使用具有大面积电阻材料层的单一加热器。印制许多较小电阻材料区域的能力导致更均匀的电阻材料的区域，并且因此导致单独加热器以及包括这些单独加热器的加热器的改进的性能。所述制品包括可穿戴服装、座椅以及电动汽车零件。另外，当其上印有加热器的衬底是可渗透的时，加热器具有在空气和湿气(即水蒸气)可以穿过可渗透衬底的在相邻列之间的间隔中的暴露区的意义上的透气性。这可以为包含加热器的服装的穿戴者提供额外的舒适性。可穿戴服装本身可以由可渗透织物构成，在所述可渗透织物上印有加热器，或者可以将加热器印刷在贴附于服装的可渗透聚合物或可渗透织物衬底上。可以在没有被单独加热器覆盖的衬底区(即单独加热器之间的区域)中制作开口，以便在衬底可渗透的情况下提供额外的透气性或在衬底不可渗透的情况下提供透气性。如本文所使用的，“两个汇流条”用于指连接至印刷电阻材料列并向印刷电阻材料列提供电压的印刷导体。每个加热器都有两个汇流条跨所述加热器施加电压。在一些实施例中，可以方便地将汇流条分成单独的部分。这类实施例被包含在“两个汇流条”的用途中。构型A在该构型中，加热器包括：衬底；两个印刷汇流条；印刷电阻材料区域的阵列，所述印刷电阻材料区域在所述两个汇流条之间安排成列，列中的相邻电阻材料区域之间具有空间并且相邻列之间具有间隔，其中最靠近所述汇流条的电阻材料区域与所述汇流条重叠并且与其电接触；以及印刷导电区域的阵列，其中导电区域被定位成填充列中的每个相邻电阻材料区域对之间的空间、与所述每个相邻电阻材料区域对重叠、并且邻接所述每个相邻电阻材料区域对并提供与其的电接触。所述电阻材料区域的不与所述导电区域接触的部分提供加热。加热器不包含叉指电极。可以将导电区域和汇流条在电阻材料区域之前或之后印刷到衬底上。如果衬底是可渗透的，则相邻列之间的间隔中暴露的可渗透衬底使加热器可透气。可以在没有被单独加热器覆盖的衬底区(即单独加热器之间的区域)中制作开口，以便在衬底可渗透的情况下提供额外的透气性或在衬底不可渗透的情况下提供透气性。在一些实施例中，印刷导电区域和汇流条是银区域和银汇流条，并且印刷电阻材料是碳。在其他实施例中，印刷导电区域和汇流条是铜区域和铜汇流条，并且印刷电阻材料层是碳。在又其他实施例中，印刷导电区域和汇流条是银-氯化银、金或铝。本文所指的导电区域和汇流条由含有电导体的聚合物厚膜糊料形成。当印刷导电区域和汇流条是银时，它们使用聚合物厚膜银糊料形成。电阻材料也使用聚合物厚膜糊料来印刷。当印刷电阻材料是印刷碳时，它使用聚合物厚膜碳糊料形成。当使用聚合物厚膜糊料时，聚合物是最终合成物的整合部分，即导电材料、汇流条或电阻材料。加热器电阻RH是用于确定加热器性能的主要因素。除了电阻材料的薄层电阻Rs以外，RH还取决于多个几何参数。所述几何参数是电阻材料区域的尺寸、列中的电阻区域之间的距离、列中的电阻区域的数量、以及列数。这些参数具有取决于印刷工艺及其分辨率极限以及加热器整体尺寸的设计限制。在一个实施例中，每个单独电阻材料区域都呈具有宽度W和有效长度Leff的矩形的形式。电阻材料矩形的有效长度Leff是在电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含印刷加热器的制品，所述印刷加热器包括：a)衬底；b)两个印刷汇流条；c)印刷电阻材料区域的阵列，所述印刷电阻材料区域在所述两个汇流条之间安排成列，列中的相邻电阻材料区域之间具有空间并且相邻列之间具有间隔；以及d)印刷导电区域的阵列，其中导电区域被定位成填充列中的每个相邻电阻材料区域对之间的空间、并且与所述每个相邻电阻材料区域对重叠并邻接并且提供与其的电接触，其中沿着所述列所述电阻材料区域的不与所述导电区域接触的部分形成了提供加热的电阻区，其中所述导电区域和所述汇流条能够在所述电阻材料区域之前或之后印刷到所述衬底上。

【技术特征摘要】
2017.06.20 US 62/522,2601.一种包含印刷加热器的制品，所述印刷加热器包括：a)衬底；b)两个印刷汇流条；c)印刷电阻材料区域的阵列，所述印刷电阻材料区域在所述两个汇流条之间安排成列，列中的相邻电阻材料区域之间具有空间并且相邻列之间具有间隔；以及d)印刷导电区域的阵列，其中导电区域被定位成填充列中的每个相邻电阻材料区域对之间的空间、并且与所述每个相邻电阻材料区域对重叠并邻接并且提供与其的电接触，其中沿着所述列所述电阻材料区域的不与所述导电区域接触的部分形成了提供加热的电阻区，其中所述导电区域和所述汇流条能够在所述电阻材料区域之前或之后印刷到所述衬底上。2.如权利要求1所述的制品，其中，每个单独的电阻材料区域呈具有宽度W和有效长度Leff的矩形的形式，每个电阻材料矩形具有基本相同的薄层电阻Rs，列中的相邻电阻材料矩形对之间的空间基本相同，每列具有M个电阻材料矩形，并且其中列中的M-1个导电区域中的每一个导电区域呈具有宽度w和长度l的矩形的形式，并且其中，存在N列。3.如权利要求1所述的制品，其中，所述制品是可穿戴服装。4.一种包含印刷加热器的制品，所述印刷加热器包括：a)衬底；b)两个印刷汇流条；以及c)印刷电阻材料列的阵列，所述印刷电阻材料列位于所述两个汇流条之间，相邻列之间具有间隔，其中所述电阻材料列与每个汇流条重叠并电接...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·拉蒙提亚，M·梅迪扎德，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：美国,US