CN101601328A - 加热元件，和包括加热元件的可加热窗格 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

加热元件，和包括加热元件的可加热窗格
本发明涉及包括导电体(electrical current conductor)的加热元件，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。
本发明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发明。优选的实施方式和改进是从属权利要求的主题。
根据本发明，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。
在本发明的意义上来说，透明度(透明性(transparency))是指透光率为照射强度的至少50％。这种透光率可根据例如DIN 5036第3部分或ASTMD 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-除例如接触的区域中的边缘区域外-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-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1℃/min，更优选至少3℃/min。在上述条件下，发热能力应该足以使温度增加至少3℃，优选使温度增加至少5℃。
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-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)。这种转变过程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，从市场的角度来说，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(以面标名InvisiconTM)；Zyvex，Richardson(Texas，USA)(以商标名
Figure A20088000321400071
)，和FutureCarbon GmbH，Bayreuth)，这些分散体可容易地分散到这些粘结剂体系中。
根据权利要求7，特别地选择用于制备基质材料的单体，使得得到的聚合物可在室温或更高的温度用作压敏粘合剂，优选以这样的方式选择，使得得到的聚合物具有根据以下文献的压敏粘合性：Donatas Satas的″Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology″(van Nostrand，NewYork 1989)。由于玻璃化转变温度(对于这些材料来说，常常低于室温)，和由于低交联密度以及相应的低弹性模量，该碳纳米管需要高的移动性，而这导致网络形成的增强。结果，可减少所用的碳纳米管的量，这会提高透明度并且降低成本。
为了获得对于压敏粘合剂(PSAs)优选的聚合物的玻璃化转变温度Tg≤25℃(其通过差式扫描量热测定)，以此方式和根据以上论述，非常优选地选择单体以及有利地选择单体混合物的定量组成，以便根据Fox方程式(E1)给出所期望的聚合物Tg值(参考T.G.Fox，Bull.Am.Phys.Soc.1(1956)123)。
1 T g = Σ n W n T g , n - - - ( E 1 )
该方程式中，n表示所用单体的序号，Wn为各单体n的质量分数(wt％)以及Tg，n为由各单体n获得的均聚物的各自的玻璃化转变温度，其单位为K。
特别适合于作为粘合剂组分的是丙烯酸酯PSA，其可例如通过自由基加成聚合获得，并且其至少部分基于通式(1)的至少一种丙烯酸类单体
Figure A20088000321400082
其中R1是H或CH3基团，R2是H或者选自下组：饱和的，未支化的或支化的，取代的或未取代的C1至C30烷基(alkyl groups)。所述至少一种丙烯酸类单体应该在PSA中具有至少50％的质量分率。所述丙烯酸酯PSA的有利特征是它们的高透明度以及它们良好的热和老化稳定性。
在一个有利的实施方式中，存在安装在加热元件中的至少两个表面区域，电流可通过它们进入导电层。这些表面区域安装在粘合剂层的平面中，并且在这些区域中没有粘合剂层，或者有不同类型的电传导层-即不同于所述导电层。这种不同类型的层不需要是透明的，因为它仅意图与导电层进行电接触，因此优选仅置于加热元件的边区域(edge regions)中。所述层的电导率是导电层的电导率的至少10倍高(is at least 10 times higher than theelectrical conductivity of the current-conducting layer)。这样的优点是，与也可能通过加热元件的端面(end faces)进行的连接相比，基本上传导电流的层可更容易地与位于加热元件外部的电源(current source)连接。
在另一有利的实施方式中，与电源的连接可通过两个另外的透明层实现，所述两个另外的透明层置于该导电层的上面和下面，并且它们同样是电传导性的，这些层的电导率是导电层的电导率的至少10倍高。这些层可由例如蒸汽沉积的(vapor deposited)、溅射涂覆的(sputter-applied)或者微粒金属的或金属氧化物(如氧化铟锡(ITO))的层构成，或者由固有导电的聚合物(例如以商标名Baytron可由H.C.Starck(Leverkusen)得到的)构成。这种类型的结构示于图2中。
碳纳米管是由碳制成的微观上(microscopically)的小管状结构(分子纳米管)。它们的壁，像富勒烯(fullerenes)的壁或像石墨的平面，仅由碳构成，该碳原子采用每种情况下具有六边形和三个键合配偶体(bond partner)(这由sp2杂化所表明)的蜂窝样(honeycomblike)结构。该管的直径为0.4nm至100nm。对于单个管达到0.5μm多至几个毫米的长度，对于管束达到多至20cm的长度。
在单壁管和多壁管之间，开式管或闭式管(其具有盖，该盖具有来自富勒烯结构的部分)之间，和空管以及填充管之间具有区别。
取决于该结构的详细信息，该管中的电导率是金属性的或者半导体性的。也有已知在低温具有超导性的碳管。
杂志″Science″发表了一篇题为″Carbon Nanotubes-the Route TowardApplications″的文章(Ray H.Baughman，Anvar A.Zakhidov，Walt A.de Heer，Science 297，787(2002))。也发表了题为″Transparent，Conductive CarbonNanotube Films″的文章(Z.Wu，Z.Chen，X.Du，J.M.Logan，J.Sippel，M.Nikolou，K.Kamaras，J.R.Reynolds，D.B.Tanner，A.F.Hebard，A.G.Rinzler，Science 305，1273(2004))。这些文章都没有涉及本申请所要解决的问题，即在运输设施例如机动车辆、机车(locomotive)或航空器中使玻璃制品/釉(glazing)的透明度更少地取决于风化(weathering)。
碳纳米管也可由2至约30个石墨样的层构建而成，并且当有两个层时常常也称为双壁碳纳米管(DWNTs)。单壁碳纳米管(SWNTs)的壁以及多壁碳纳米管(MWNTs)的壁可具有″正常″结构，扶手椅结构(armchair structure)、锯齿形结构(zigzag structure)或手性结构，这些结构在扭曲(twist)的程度上各不相同。CNT的直径可为小于1至100nm，该管也可采用多至1毫米的长度(″Polymers and Carbon Nanotubes-dimensionality，interactions andnanotechnology″，I.Szleifer，R.Yerushalmi-Rozen，Polymer 46(2005)，7803)。
对于本发明的加热元件，可有利地使用平均长度大于10μm的碳纳米管，因为随着长度的增加，较少的碳纳米管用于足够的导电性，因此加热元件的透明度会增加。
此外，本发明的加热元件的优点是平均外径小于40nm的碳纳米管的使用。对于碳纳米管，减少外径伴随着增加移动性，由此使得更容易形成网络，并因此意味着较少的碳纳米管用于足够的导电性。通过减少所用的碳纳米管的量，可增加加热元件的透明度。此外，随外径减小，由碳纳米管本身产生的光散射下降(fall)，结果还是透明度增加。
特别优选的是，碳纳米管的长度与外径的平均比为至少250，因为在这种情况下，通过上述与长度和直径相关的优点的组合，可获得特别高的透明度连同足够的电导率。
在某些实施方式中，有利的是对碳纳米管的表面进行化学官能化或者其它改性。化学改性(chemical modification)简化了与聚合物基质的混合和/或在聚合物基质中的分散，因为它促进了碳纳米管的个体化(individualization)。在某些实施方式中，化学改性的CNT还可以与聚合物基质在空间上相互作用，而在另外的实施方式中，该化学相互作用又包括CNT或CNT衍生物与聚合物基质的共价附接，这导致交联并因此导致层的有利地高机械稳定性。改性的碳纳米管可以例如以商标名由以下公司得到：FutureCarbon，Bayreuth和Zyvex，Richardson(Texas，USA)。
在加热元件的一个优选的实施方式中，碳纳米管在端面视图中显示出单碳层，并因此是单壁碳纳米管。单壁碳纳米管对光的散射小于多壁碳纳米管，因此可获得相比较而言更大的透明度。
在加热元件的其它优选的实施方式中，使用在端面视图中显示出多个碳层的碳纳米管-即，双壁或多壁碳纳米管。这些可以以相对于单壁碳纳米管更低的成本获得。
也有利的是，导电层中的碳纳米管取向为一个优选的(preferential)方向。该取向有利地采取电流的方向，电流的方向由接触电极的位置确定。该取向的结果是，产生在电流方向伸展的碳纳米管的网络，这确保了以比各向同性网络所需的更低的碳纳米管浓度获得足够的电导率。浓度降低伴随着透明度的改善和成本的降低。
该取向可例如在从液相涂覆该基本上导电的层的过程中通过流变学效应(在流动中的剪切或伸长)实现。还可能采用将电压或外部电磁场施加于施用之后仍为流体的层。此外，在例如部分结晶聚合物(其优选在低于结晶温度时被拉伸)的情况下，在微晶边界(crystallite boundaries)的取向是可能的，或者在多相基质体系(例如，具有优选的圆柱状或层状形态的嵌段共聚物)的相边界处取向。还可能的是碳纳米管在背衬层或粘合剂层中存在的结构处的取向，如从液晶聚合物(LCPs)的领域中已知的。
虽然碳纳米管属于最具导电性的填料，但是仍然可有利地向导电层中添加另外的导电组分，因为通过这种方法可降低成本或者增加电导率和/或透明度。合适的添加剂是纳米级金属氧化物，尤其是氧化铟锌或者以其它方式掺杂的锌氧化物(otherwise-doped zinc oxides)。在此上下文中，添加固有导电的聚合物也是有利的(″Synthesis and Characterization of ConductingPolythiophene/Carbon Nanotubes Composites″，M.S.Lee等，J.Pol.Sci.A，44(2006)5283)。
在加热元件的进一步有利的实施方式中，将粘合剂层设计为自-粘合剂层(压敏粘合剂)。自-粘合剂在室温是永久粘性的，并且由此具有足够低的粘度和高粘性，并且因此它们即使在小的施加压力的情况下也润湿各个粘性基板的表面。这种表现形式比热熔体粘合剂或液体粘合剂体系更容易处理，在施用时不需要加热或其它能量供应，并且在施用之后通常不会发生化学反应。
就本发明而言基于丙烯酸酯的粘合剂是任何粘合剂，其除了其它任选成分之外还包括基础粘合剂，所述基础粘合剂的粘合剂性质通过其基础框架以丙烯酸类单体为特征的聚合物来确定，或者至少部分确定(or at leastsubstantially co-determined)。
作为自-粘合剂层更加特别合适的是丙烯酸酯PSA，其至少部分基于至少一种丙烯酸类单体。丙烯酸酯PSA的优点是它们的高透明度，以及它们良好的热稳定性和老化稳定性。
丙烯酸类单体的组由具有这样的结构的所有化合物构成，所述结构可源自未取代的或取代的丙烯酸或甲基丙烯酸的结构或者源自这些化合物的酯，并且它可通过通式CH2＝C(R1)(COOR2)描述，其中基团R1可为氢原子或甲基基团，基团R2可为氢原子，或者基团R2选自下组：饱和的，未支化的或支化的，取代的或未取代的C1至C30烷基。基于丙烯酸酯的粘合剂的基础粘合剂(base adhesive)的聚合物优选具有50wt％以上的丙烯酸类单体含量。
可使用的丙烯酸类单体主要是这些化合物的所有上述组，它们的具体选择和它们的比例取决于目的应用领域的特定要求。
作为基础聚合物特别合适的是那些基于丙烯酸酯的聚合物，其可例如通过自由基加成聚合而得到。
在进一步有利的实施方式中，该加热元件的特征在于，该自-粘合剂是苯乙烯嵌段共聚物粘合剂。它的优点是该粘合剂即使对非极性基板也粘附得非常好，并且此外，其特征在于非常好的透明度，以及在氢化聚合物类型的情况下非常好的老化稳定性。
除了所述基础粘合剂之外，该自-粘合剂当然也可包括另外的添加剂如填料，尤其是不散射光并因此保持透明度的纳米级填料、流变学添加剂、用于改善粘着力的添加剂、增塑剂、树脂、弹性体、老化抑制剂(抗氧化剂)、光稳定剂、UV吸收剂以及其它的辅助物和添加剂，实例是助流剂(flow agent)和流平剂(leveling agent)和/或润湿剂(如表面活性剂)或催化剂。
进一步优选的是，所述加热元件的特征在于，该自-粘合剂的透明度大于70％，优选大于80％，更优选大于90％。这可例如以30μm的层厚度实现。高透明度的优点是加热元件整体上具有增加的透明度。除了合适地选择聚合物和添加剂之外，这类高透明度由粘合剂本身中的低凝胶部分(lowgel fraction)(即，部分地具有较高交联度并散射光的区域)产生，也通过使用非常平滑的衬垫材料产生，可使用所述衬垫材料在涂覆之后对自-粘合剂加衬。后一方法使自-粘合剂层产生非常平滑的表面，这会导致更少的散射和光反射。因此粗糙度Rz小于0.5μm，优选小于0.3μm，根据DIN EN ISO 4287得到。
本发明的加热元件可用于尤其是可加热窗格(无论它是无机玻璃或者塑料玻璃如Plexiglas制成的)，优选例如用于机动车辆，包括尤其是用于外部后视镜(exterior rearview mirrors)，或者用于航空器。这种玻璃窗格的另外应用领域是头盔遮护物或护目玻璃(eyewear glass)，例如用于滑雪用护目镜(ski goggle)。在这些和许多其它应用领域中，可有利地限制加热元件的透明度，因为这样一来它能够同时用作防炫目装置(dazzle prevention means)。
因此，加热元件的另一优选的实施方式具有不大于80％的透明度。这可例如通过对背衬材料和/或粘合剂层着色而实现。但是，优选以这样的方式选择在基本上传导电流的层中所用的碳纳米管的类型，使得在该层中获得期望程度的透明度连同足够的加热功能。它的优点是，为了调节透明度的目的，不需要在背衬材料和粘合剂层中进行另外的方法。
图1示出了设置为平面结构的本发明加热元件的示意图。该平面结构具有背衬层1，导电层2，和粘合剂层3。导电层2置于背衬层1和粘合剂层3之间，从而基本上被保护而不受气候的影响。
在图1中也可看出的是用于导电层2的电接触4。为此，在该情况下和优选地位于加热元件的边缘上的两个表面区域中，没有粘合剂层3。作为替代，在那些点上，导电层2覆盖有不同类型的具有更大电导率的电传导层4。该不同类型的电传导层容许电流流入导电层2中。
图2示出了设置为平面结构的本发明的另一加热元件的示意图。该平面结构具有背衬层1、导电层2，和粘合剂层3。导电层2置于背衬层1和粘合剂层3之间。
此外，图2显示了导电层2的电接触。为此，两个另外的透明层5置于导电层2的上面和下面，并且同样是电传导性的，这些层5具有的电导率是导电层2的电导率的至少10倍高。作为这些不同类型的电传导层5的结果，可以使电流流入导电层2中。
图3示出了如图2中的本发明的结构，其中在具有较高导电率的层5和粘合剂层3之间设置了另外的层6，所述层5分配于(assigned to)导电层2；所述另外的层6使具有较高电导率的层5稳定化，从而避免在该层5中产生裂缝(fracture)，从而确保更持久的接触。
图4示出了本发明的具有加热元件的可加热窗格7，该加热元件的结构描述于图1中。
下面将参考实施例更加详细地说明本发明的加热元件的结构。
实施例1：
制备碳纳米管的水分散体。这使用Yerushalmi-Rozen等的方法(R.Shvartzman-Cohen，Y.Levi-Kalisman，E.Nativ-Roth，R.Yerushalmi-Rozen，Langmuir 20(2004)，6085-6088)完成，其中使用三嵌段共聚物(PEO-b-PPO-b-PEO)作为稳定剂。中间嵌段比末端嵌段具有更高的对CNT的亲和力，这由于大的水力半径而导致碳纳米管之间的立体相互作用。稳定剂的水力半径大于范德华力仍然有效地起作用的范围。
使用的碳纳米管如下：ATI-MWNT-001(多壁CNT，如生长状态未成束(unbundled as grown)，95％形式(form)，3至5层，平均直径35nm，平均长度100μm，购自Ahwahnee，San Jose，USA)。
使用的稳定剂如下：PEO-b-PPO-b-PEO嵌段共聚物，其摩尔重量Mn为14600g/mol(PEG＝80％(w/w)，Aldrich No.542342)。该稳定剂在软化水(demineralized water)中以1wt％的浓度溶解。
然后使用超声浴作为分散辅助制备碳纳米管在该溶液中的1wt％分散体。超声处理4小时之后，约70％的CNT分散(目测)，该分散体在进一步加工之前几天内是稳定的。通过过滤除去未分散的纳米管。
将该分散体刮涂到23μm厚的PET膜上，并且使施用的分散体干燥，得到约0.1μm的干的膜厚度。
然后将一层约20μm厚的丙烯酸酯PSA(来自BASF的acResin 258，用36mJ/cm2交联)层压到导电层上，其中在边缘处留下空白的一条(with a stripeleft free at the edges)。然后该区域用一条导电银清漆(silver varnish)涂刷。该加热元件示意图示于图1中。接触条之间的距离为5cm；加热元件的长度为10cm。
在12.8V的施加电压下，该加热元件显示出约10℃/min的加热速率，并从室温开始达到39℃的平衡温度(在该粘合剂上测得)。
根据DIN 5036-3通过该加热元件的透射测量给出透射率τ为63％。
实施例2：
将填充有约0.05wt％(基于粘合剂部分)的单壁碳纳米管(可由Eikos，Franklin，MA，USA获得)的水性粘结剂分散体刮涂到23μm厚的PET膜上，并使施用的分散体干燥，得到干膜厚度为约0.5μm。
然后将一层约20μm厚的丙烯酸酯PSA(来自BASF的acResin 258，用36mJ/cm2交联)层压到导电层上，其中在边缘处留下空白的一条。然后该区域用一条导电银清漆涂刷。该加热元件示意图示于图1中。接触条之间的距离为5cm；加热元件的长度为10cm。
在12.8V的施加电压下，该加热元件显示出约6℃/min的加热速率，并从室温开始达到28℃的平衡温度(在该粘合剂上测得)。
根据DIN 5036-3通过该加热元件的透射测量给出透射率τ为72％。
实施例3：
将含有20wt％丙烯酸酯PSA(acResin 252，来自BASF，Ludwigshafen)的甲苯溶液(toluenic solution)以5∶1的比例与1wt％单壁碳纳米管在甲苯中的分散体(来自Zyvex)混合，由此给出，相对于丙烯酸酯PSA，分率为约0.01wt％的碳纳米管。
将该分散体刮涂到23μm厚的PET膜上，并使施用的分散体干燥，得到干膜厚度为约2μm。使用中压汞灯用36mJ/cm2的UV-C剂量，通过UV辐射使该层交联。
然后将一层约20μm厚的丙烯酸酯PSA(来自BASF的acResin 258，以36mJ/cm2的UV-C剂量交联)层压到导电层上，其中在边缘处留下空白的一条。然后该区域用一条导电银清漆涂刷。该加热元件示意图示于图1中。接触条之间的距离为5cm；加热元件的长度为10cm。
在12.8V的施加电压下，该加热元件显示出约15℃/min的加热速率，并从室温开始达到45℃的平衡温度(在该粘合剂上测得)。
根据DIN 5036-3通过该加热元件的透射测量给出透射率τ为59％。

Claims (25)

1.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。
2.权利要求1的加热元件，其特征在于所述导电层设计为使得至少90％，优选至少95％，更优选至少98％的总的流经所述加热元件的电流流经所述导电层。
3.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于所述导电层包括碳纳米管。
4.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于所述加热元件具有有不同发热能力的多个区域，
优选所述导电层具有区域性不同浓度的碳纳米管和/或区域性不同的厚度。
5.权利要求3或4的加热元件，其特征在于所述碳纳米管包埋在透明基质中。
6.权利要求5的加热元件，其特征在于所述透明基质具有聚合物粘结剂，其中，优选所述聚合物粘结剂从一种或多种有机溶剂中的或水中的溶液或分散体转入导电层中。
7.权利要求5的加热元件，其特征在于选择用于制备该基质材料的单体，使得得到的聚合物可在室温或更高的温度用作压敏粘合剂。
8.权利要求5至7中任一项的加热元件，其特征在于所述基质材料是压敏丙烯酸酯类粘合剂。
9.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于
提供两个表面区域，其设计用于将电流引入到导电层中，和
在该表面区域中，不存在置于该导电层上的粘合剂层，和/或存在不同类型的设置的电传导层，所述电传导层的电导率是导电层的电导率的至少10倍高。
10.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于两个另外的透明层置于该导电层的上面和下面，并且它们同样是电传导性的，所述透明层的电导率是所述导电层的电导率的至少10倍高。
11.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于所述碳纳米管的平均长度为至少10μm。
12.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于所述碳纳米管的平均外径为小于40nm。
13.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于所述碳纳米管的长度与外径的平均比为至少250。
14.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于所述碳纳米管的表面是化学改性的。
15.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于所述碳纳米管是单壁碳纳米管。
16.权利要求1至14中任一项的加热元件，其特征在于所述碳纳米管是多壁碳纳米管。
17.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于至少一些，优选大多数在所述导电层中的所述碳纳米管取向为优选的方向。
18.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于所述导电层，除了具有所述碳纳米管之外，还具有另外的导电组分，优选固有导电的聚合物。
19.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于所述粘合剂层设计为自-粘合剂层。
20.权利要求19的加热元件，其特征在于所述自-粘合剂是丙烯酸酯类粘合剂。
21.权利要求19的加热元件，其特征在于所述自-粘合剂是苯乙烯嵌段共聚物粘合剂。
22.权利要求19至21中任一项的加热元件，其特征在于所述自-粘合剂的透明度大于70％，优选大于80％，更优选大于90％。
23.前述权利要求中任一项的加热元件，其特征在于基本上传导电流的层具有不大于80％的透明度。
24.具有加热元件的可加热窗格，其尤其是用于机动车辆或航空器，
其特征在于
所述加热元件根据权利要求1至23中任一项设计。
25.权利要求24的可加热窗格，其特征在于所述窗格由无机玻璃或塑料玻璃，尤其是P1exiglas构成。
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