用于可穿戴设备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在诸如可穿戴服装和座椅等制品中使用的改进型印刷加热器。所述改进包括用多个小片电阻材料或连续电阻材料的列来替代单个大面积电阻材料层，即用多个较小的单独加热器来替代单个大面积加热器。跨所述列的一系列导电条使所述加热器更加鲁棒、对局部电阻区域失效更不敏感。因为每个电阻材料片的面积大大减小，所以便于所述电阻材料的印刷。另外，实施例使得有机会提供一种可透气加热器。

Improved Printable Heaters for Wearable Equipment and Other Products

【技术实现步骤摘要】
用于可穿戴设备和其他制品的改进型可印刷加热器
本专利技术涉及用于可穿戴服装和其他制品的改进型可印刷加热器。
技术介绍
人们对提供舒适的加热型可穿戴服装越来越感兴趣。目前典型的商业化加热型服装是经由电阻丝供电的。这些服装具有的优点是这些丝之间的区域允许织物透气，但是它们具有的缺点是这些丝的存在使服装不舒适。一种替代方案是使用具有印刷部件的将提供更大的舒适性的加热器。在一个这样的版本中，加热器的部件是充当两个母线之间的电阻加热元件的电阻材料(例如，碳)层。这样的层可以覆盖服装的很大一部分。使用当前可用的组合物难以印刷具有适当厚度和均匀性的大面积电阻材料层，并且所得加热器在加热期间受到温度不均匀性的影响。一种补救方式是提供平行的电阻材料列。这些列可以由通过导电材料或通过连续电阻材料列连接的电阻材料区域组成。然而，这些列中的任一列的一部分中的电阻材料的失效将消除整个列的加热的能力。需要改进的印刷加热器。
技术实现思路
本专利技术提供了一种包含加热器的制品，所述加热器包括：a)基底；b)两个印刷母线；c)印刷电阻材料区域阵列，所述阵列形状基本上相同、以列安排在两个母线之间、在一列中的相邻电阻材料区域之间具有间隔且在相邻列之间具有间距，其中，每个列中的第一电阻材料区域邻接一个母线并且每个列中的最后一个电阻材料区域邻接另一个母线；以及d)印刷导电材料区域阵列，其中，每个印刷导电材料区域被定位成填充两列或更多列中的相邻电阻材料区域对之间的间隔并与这些相邻电阻材料区域对重叠且邻接，其中，在一列中电阻材料区域之间的每个间隔中存在导电材料区域，并且其中，可以在这些电阻材料区域之前或之后将这些导电区域和这些母线印刷到所述基底上。本专利技术还提供了一种包含加热器的制品，所述加热器包括：a)基底；b)两个印刷母线；以及c)这两个母线之间的印刷电阻材料列阵列，所述阵列在相邻列之间具有间距，其中，每个列的顶部邻接一个母线并且每个列的底部邻接另一个母线；以及d)印刷导电材料行阵列，所述阵列跨这些列间隔一定间距，其中，可以在这些电阻材料列之前或之后将这些母线和这些导电材料行印刷到所述基底上。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：具有两个平行母线的基底；以列安排在这两个母线之间的印刷电阻材料矩形阵列，一列中的相邻电阻材料矩形之间具有基本上完全相同的间隔并且相邻列之间具有间距，其中，这些列与母线正交并且这些列是基本上完全相同的，使得各列中的矩形和这些矩形之间的间隔形成与这些列正交的行。所述加热器还由印刷导电材料行阵列组成，其中导电行被定位成填充每列中的相邻电阻材料矩形对之间的间隔、与这些相邻电阻材料矩形对重叠且邻接。图2示出了图1的细节，即印刷电阻材料的各个矩形和跨这些列的导电材料行以及相邻列之间的间距。图3示出了用于在加热器的另一实施例中使用的印刷电阻材料列，所述加热器包括具有两个平行母线的基底以及在这些母线之间且与这些母线正交的印刷电阻材料列阵列。图4展示了印刷加热器的实施例，所述加热器包括：具有两个平行母线的基底、在这些母线之间且与这些母线正交的印刷电阻材料列阵列、以及与这些列正交且彼此等距间隔并跨越所有列的导电材料行。电阻材料列被示出为首先印刷到基底上，接着是导电材料行。图5展示了印刷加热器的实施例，所述加热器包括：具有两个平行母线的基底、在这些母线之间且与这些母线正交的印刷电阻材料列阵列、以及与这些列正交且彼此等距间隔并跨越所有列的导电材料行。导电材料行被示出为首先印刷到基底上，接着是电阻材料列。具体实施方式本专利技术涉及一种用于在可穿戴服装和诸如座椅等其他制品中使用的改进型印刷加热器。印刷大面积电阻材料时的温度不均匀性和湿蒸汽输送问题通过使用小面积电阻材料阵列来解决，这些小面积电阻材料中的每一个充当单独的加热器，而不是具有大面积电阻材料层的单个加热器。印刷许多较小面积电阻材料的能力导致更均匀的电阻材料面积，并且因此导致各个加热器以及包括这些各个加热器的加热器的改进性能。电阻材料区域被以列(在这些列之间具有间隔)安排，或者是连续的列。使用导电材料区域来接触不同列中的电阻区域解决了列的一部分中的电阻材料失效会消除了整个列的加热的能力的问题。另外，当其上印刷有加热器的基底是可渗透的时，加热器具有可透气的附加优点，在这个意义上，空气和水分(即水蒸汽)可以穿过相邻列之间的间距中暴露的可渗透基底区。这可以为服装的穿戴者提供附加的舒适性。可穿戴服装本身可以包括其上印刷有加热器的可渗透织物，或者加热器可以被印刷在附着于服装的可渗透聚合物或可渗透织物基底上。在实施例中，基底是热塑性聚氨酯。以列安排的印刷电阻材料区域阵列在本实施例中，加热器包括基底、两个印刷母线、以列安排在这两个印刷母线之间的印刷电阻材料区域阵列(一列中的相邻电阻材料区域之间具有间隔并且相邻列之间具有间距)、以及印刷导电材料区域阵列，其中，导电材料区域被定位成填充两个或更多列中相邻电阻材料对之间的间隔、与这些相邻电阻材料区域对重叠且邻接(即，电接触)，并且其中，在电阻材料区域之间的每个间隔中存在导电材料区域。每个列中的第一电阻材料区域邻接(即，电接触)一个母线，并且每个列中的最后一个电阻材料区域邻接(即，电接触)另一个母线。加热器不包含交叉指型电极。可以在电阻材料区域之前或之后将导电区域和母线印刷到基底上。如果基底是可渗透的，则相邻列之间的间距中暴露的可渗透基底使加热器可透气。在一些实施例中，印刷导电材料区域和母线是银区域和银母线并且印刷电阻材料是碳。在其他实施例中，印刷导电材料区域和母线是铜区域和铜母线并且印刷电阻材料层是碳。在仍其他实施例中，印刷导电区域和母线是银-氯化银、金或铝。本文提到的导电区域和母线是由包含电导体的聚合物厚膜膏形成的。当印刷导电材料区域和母线是银时，它们是使用聚合物厚膜银膏来形成的。电阻材料也使用聚合物厚膜膏来印刷。当印刷电阻材料是印刷碳时，其是使用聚合物厚膜碳膏来形成的。当使用聚合物厚膜膏时，所述聚合物是最终组合物(即，导电材料、母线和电阻材料)的组成部分。加热器电阻RH是决定加热器性能的主要因素。RH除了电阻材料的薄层电阻Rs之外，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、一列中电阻区域之间的距离、一列中电阻区域的数量以及列的数量。这些参数具有由印刷过程及其分辨率的极限指定、也由整个加热器大小指定的设计限制。在一个实施例中，印刷电阻材料区域阵列形状基本上相同且以平行的列安排，其中，每个列中存在M个电阻材料区域，其中，每个列中的相邻电阻材料区域以相同的顺序编号为i和i+1，其中，i的范围从1到M-1，并且其中，存在M-1个印刷导电材料区域，其中，印刷导电材料区域被定位成填充所有列中相邻电阻材料区域i与i+1对之间的每个间隔并与这些相邻电阻材料区域对重叠且邻接，其中，i的范围从1到M-1。每个列中的第一电阻材料区域(编号1)邻接一个母线且每个列中的最后一个电阻材料区域(编号＝M)邻接另一个母线。在一个这样的实施例中，这两个印刷母线是平行的，电阻区域列与母线正交并且这些列是基本上完全相同的，使得各个列中的第i个电阻材料区域形成一行，所述电阻材料区域上方和下方的间隔也形成一行，并且这些行与这些列正交。这M-1个印刷导电材料区域是M-1个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含加热器的制品，所述加热器包括：a)基底；b)两个印刷母线；c)印刷电阻材料区域阵列，所述阵列形状基本上相同、以列安排在所述两个母线之间、在一列中的相邻电阻材料区域之间具有间隔且在相邻列之间具有间距，其中，每个列中的第一电阻材料区域邻接一个母线并且每个列中的最后一个电阻材料区域邻接另一个母线；以及d)印刷导电材料区域阵列，其中，每个印刷导电材料区域被定位成填充两列或更多列中的相邻电阻材料区域对之间的间隔并与所述相邻电阻材料区域对重叠且邻接，其中，在一列中的电阻材料区域之间的每个间隔中存在导电材料区域，并且其中，可以在所述电阻材料区域之前或之后将所述导电材料区域和所述母线印刷到所述基底上。

【技术特征摘要】
2018.03.08 US 15/915,4701.一种包含加热器的制品，所述加热器包括：a)基底；b)两个印刷母线；c)印刷电阻材料区域阵列，所述阵列形状基本上相同、以列安排在所述两个母线之间、在一列中的相邻电阻材料区域之间具有间隔且在相邻列之间具有间距，其中，每个列中的第一电阻材料区域邻接一个母线并且每个列中的最后一个电阻材料区域邻接另一个母线；以及d)印刷导电材料区域阵列，其中，每个印刷导电材料区域被定位成填充两列或更多列中的相邻电阻材料区域对之间的间隔并与所述相邻电阻材料区域对重叠且邻接，其中，在一列中的电阻材料区域之间的每个间隔中存在导电材料区域，并且其中，可以在所述电阻材料区域之前或之后将所述导电材料区域和所述母线印刷到所述基底上。2.如权利要求1所述的制品，其中，所述印刷电阻材料区域阵列形状基本上相同且以平行的列安排，其中，每个列中存在M个电阻材料区域，其中，每个列中的相邻电阻材料区域以相同的顺序编号为i和i+1，其中，i的范围从1到M-1，并且其中，存在M-1个印刷导电材料区域，其中，印刷导电材料区域被定位成填充所有列中的相邻电阻材料区域i与i+1对之间的每个间隔并与所述相邻电阻材料区域对重叠且邻接，其中，i的范围从1到M-1。3.如权利要求2所述的制品，其中，所述两个印刷母线是平行的，其中，所述电阻区域列与所述母线正交并且所述列是基本上完全相同的，使得所述各列中的第i个电阻材料区域形成一行，所述电阻材料区域上方和下方的所述间隔也形成一行并且这些行与所述列正交，其中，所述M-1个印刷导电材料区域是具有大于相邻电阻材料区域之间的所述间隔的宽度w的M-1个印...

【专利技术属性】
技术研发人员：高卫英，M·梅迪扎德，M·A·拉蒙蒂亚，
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