本申请公开了包括导电体（２）的加热元件，其中电力基本上通过导电体（２）传导，通过穿过欧姆电阻器的电压降将电流转化成热。所述加热元件的特征在于所述加热元件设计为平面结构或带状结构，并且提供有至少一个支撑层（１）和粘合剂层（３），而所述导电体设计为另外的导电层，所述导电层布置于所述支撑层和所述粘合剂层之间。此外，所述支撑层、所述导电层和所述粘合剂层是透明的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加热元件，和包括加热元件的可加热窗格本专利技术涉及包括导电体(electrical current conductor)的力o热元件，以及包 括这种加热元件的可加热窗格(heatable pane)。为了在加热元件中产生热，常常使电流通过导电体。在这种安排中， 作为在欧姆电阻器处电压下降的结果，电能转化成热能。这种类型的加热 元件用于各种各样的目的。为了在可加热窗格的情况下使用加热元件，已 知将细电线插入到该窗格中，并且使用这些电线作为导电体用于加热该窗 格的目的。除了较高的生产成本之外，这必定会导致对视觉的妨碍 (obstruction to vision)以及窗格的不均匀的加热。所提及的窗格优选不仅包括无机玻璃(mineral glass)窗格，而且包括由 塑料玻璃(plastic glasses)制成的窗格。使用具有加热元件的这种类型的窗格对于机动车辆和航空器是特别感兴趣的。此外，可能的应用领域是保护性 头盔(如摩托车头盔)的可加热遮护物(visor),或者用于例如极地区域的测量仪器的镜子或显示器。也已知的是使用电传导性的膜作为加热元件。但是，它们的应用领域 有限，这是因为有限的电流流过它们，和透明度不足。在增加电流的情况 下，常常会对这些导电膜有损坏，这削弱了它们的功能性。此外，在这些 膜中使用的固有导电性的聚合物具有低的长期稳定性。本专利技术的目的是提出一种加热元件，所述加热元件容许均匀地加热区 域并且同时是稳健的(robust)，易于安装，并且是便宜的。在具有权利要求1的前序部分的特征的加热元件的情况下，通过权利 要求1的特征部分的特征完成了本专利技术。优选的实施方式和改进是从属权 利要求的主题。根据本专利技术，已经认识到可有利地使用透明的平面结构或带状(tapelike) 结构(下文中仅称为平面结构)作为加热元件。该平面结构由各层具有不同的 功能性的至少三层构建而成背衬层，导电层，和粘合剂层。这些层都是 透明的，从而该加热元件本身同样是透明的，并且也可与窗格结合使用。使用具有不同功能的多个层产生功能性的分离(decoupling)，这使得可以使每个层适于特定的要求。结果，可更简单地和更加成本有效地实现与 用于宽泛的不同用途的加热元件相关的要求。所述背衬层用作两个其它层 的载体。应该制备背衬，使得该结构整体上足够柔性，并且能够有效地应 用。所述导电层用于实现实际的加热功能。因此，它应该容许足够高的电 流。此外，应该基本上避免通过其它层的电流。所述粘合剂层又用于将平 面结构施用至任何期望的基板。然后根据基板和应用领域，有待满足的特 定要求，如高粘结强度，温度稳定性和耐候性等。该层结构另外的优点是 导电层置于背衬层和粘合剂层之间。这种排列的优点是保护了导电层不受 有害的外部影响，如刮擦，和不受气候影响。在本专利技术的意义上来说，透明度(透明性(transparency))是指透光率为照 射强度的至少50%。这种透光率可才艮据例如DIN 5036第3部分或ASTM D 1003-00进行测定。在优选的实施方式中，获得的透光率为至少70%。在优选的实施方式中，设计导电层使得它容许在整个平面结构上基本上 均匀地加热。所述平面结构的平面中的温度差应该相应地一除例如4妄触的区 域中的边缘区域外一不大于平面结构的平面中达到的最大最终温度的20%。但是，作为一种替换方案，也可故意提供其中发热能力增加的多个区 域一换句话说，相对于整个加热元件的结构的发热能力赋予(mandate)温度 梯度。这可例如通过导电层的区域性增加的厚度来完成。作为这种设计的 结果，可弥补作为例如由于空气湍流而区域性较快冷却的结果而在窗格中 常常出现的温度梯度。但是，由于这种类型的效果是速度依赖性的，所以 不得不接受，在不处于预期速度时在相应的区域中发热能力可能会增加。导电层优选完成加热功能，使得该加热元件达到在空气中的加热速度 (从室温开始)为至少l°C/min，更优选至少3°C/min。在上述条件下，发热能 力应该足以使温度增加至少3°C，优选使温度增加至少5°C。根据权利要求2，设计该导电层使得至少90%,优选95%,更优选98% 的总体上流过该加热元件的电流流过该层。这可例如通过相应厚度的导电 层和/或通过所述层中相应的所选浓度的碳纳米管而实现。以这种方式的优 选改进的优点是避免了由于其它层的从属(subordinate)导电性而导致的事故 危险(accident hazards)。根据权利要求3，所述导电层包括碳纳米管(CNT)。这些材料是导电良 好的(enormously conductive),且由于它们的纤维状结构，也能够易于形成导电网络，结果，通过这种方式，即使在导电层的分率非常低的情况下(incase of a very low fraction in the current-conducting layer)也能达到足以产生热的电导率。这使得可以以特别简单的方式获得导电层的期望透明度。为 了获得足够的电导率，碳纳米管应该以至少0.01wt。/。的量用作填料。此外，对于应用加热元件的某些领域，可能期望所述元件具有有不同 发热能力的多个区域一即，在边缘区域中获得的发热能力例如高于加热元 件中间的发热能力，或者反之亦然。这种在加热元件内不同的发热能力可 以以简单的方式通过例如其中要获得较高发热能力的导电层的区域性不同 的厚度，和/或通过导电层中区域性不同浓度的碳纳米管而实现。在进一步优选的实施方式中，导电层基本上由碳纳米管本身构成，没 有进一步添加如粘结剂。在这种情况下，该层在背衬材料上的锚定基本上 通过范德华力(van der Waals forces)带来，并且由它上方的粘合剂层所支持。根据权利要求5的另一有利的实施方式是其中碳纳米管包埋在透明基 质中。以此方式，碳纳米管可经久地固定于该层中并被保护以免外部影响， 结果，可获得增加的长期稳定性。此外，借助于高透明度的基质，可增加 加热元件的总透明度。作为基质材料，优选使用聚合物粘结剂，所述聚合物粘结剂从一种或 多种有机溶剂或水中的溶液或分散体转入导电层中(which is converted intothe current-conducting layer from a solution or dispersion in one or more organicsolvents or water)。这种转变过考呈可例如通过以下方法完成将所述溶液或 分散体涂覆到背衬材料上，然后蒸发掉溶剂或分散体介质。此处，有利的是，与从100%的体系相比，从溶液或分散体更容易产生非常薄且因而高度 透明的层，所述100%的体系也即不含溶剂和不含分散体介质的体系，如辐 射固化涂层材料(radiation-curing coating material)。此外，乂人市场的角度来说， 已经有了可得到的在有机溶剂和水中的碳纳米管分散体(例如，来自以下公 司Eikos, Boston (以商标名Invisicon ); Zyvex， Richardson (Texas, USA)(以 商标名NanoSoIve ),和FutureCarbon GmbH, Bayreuth)，这些分散体可容易 地分散到这些本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有导电体的加热元件， 其中电流可基本上通过所述导电体传导，和 其中，作为在欧姆电阻器处电压下降的结果，电流可被转化成热， 其特征在于 所述加热元件设计为平面结构或带状结构，并且具有至少一个背衬层和粘合剂层， 所述导电体设计为附加层：即导电层， 将所述导电层布置于所述背衬层和所述粘合剂层之间，和 所述背衬层、所述导电层和所述粘合剂层是透明的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯基特特尔根比谢尔，伯恩德利曼，亚历山大普伦泽尔，
申请(专利权)人：蒂萨公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。