CN101978776A - 加热件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制备加热件的方法以及由该方法制备的加热件，所述方法包括：确定图案的样式，其中线宽为100微米或更小且开口率在70％至99％的范围内；根据确定的图案在透明基板的至少一侧上印刷含有导电加热材料的膏剂；通过烧结含有导电加热材料的印刷膏剂而形成导电加热图案；在导电加热图案的两侧形成汇流条；以及提供与汇流条连接的电源部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热件及其制备方法。更具体而言，本发明涉及一种不易被察觉且在低电压下具有极佳加热性能的加热件，以及该加热件的制备方法。
背景技术
在冬天或雨天，由于车辆外部和内部的温差，在车辆的玻璃表面会形成霜。另外在室内滑雪场中，由于斜坡的内部和其外部的温差，会发生冰冻现象。为了解决上述问题，人们开发了加热玻璃。加热玻璃采用这样的设想：将加热线片贴在玻璃表面上或在玻璃表面上直接形成加热线后，在加热线的两个末端施加电流从而由加热线产生热，从而提高了玻璃表面的温度。重要的是车辆或建筑的加热玻璃要具有低电阻以平稳地产生热，但其不应刺激人眼。因此人们已经设计了通过使用例如ITO(氧化铟锡)或Ag薄膜的透明导电材料的溅射工艺形成加热层并且将其前端与电极连接的方法来制备已知的透明加热玻璃。但是，根据上述方法的加热玻璃的问题在于，由于高表面电阻，而难以在40V或更小的低电压下驱动。作为其它方法，在光刻法中，由于制备工艺复杂且材料浪费严重，不能以较低成本制备产品，因此不能用于制备加热玻璃。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，因而开发本发明以提供一种不易察觉并在低电压下具有极佳的加热性能的加热件以及以低成本容易地制备该加热件的方法。
技术方案
为了实现上述目的，本发明的示例性实施例提供了一种制备加热件的方法，其包括：确定图案的样式，其中线宽为100微米或更小且开口率(openingratio)在70％至99％的范围内；根据确定的图案在透明基板的至少一侧上印刷含有导电加热材料的膏剂(paste)；通过烧结含有导电加热材料的印刷膏剂而形成导电加热图案；在导电加热图案的两侧形成汇流条(bus bar)；和提供与汇流条连接的电源部分。
此外，本发明的另一示例性实施例提供了一种加热件，该加热件包括：a)透明基板；b)导电加热图案，其置于透明基板的至少一侧上，图案线宽为100微米或更小，图案开口率为70％至99％；c)置于导电加热图案两端的汇流条；和d)与汇流条连接的电源部分。
优选通过采用平板印刷法、凹版印刷法、柔版印刷法、喷墨印刷法或者所述印刷法的一种或多种复合方法来形成加热件的导电加热图案。
有益效果
根据本发明的示例性实施例，制备加热件的方法可以提供一种因为具有较小的线宽而不易察觉的导电加热图案的加热件，其具有低电阻并且在低电压下具有极佳的加热性能，并且该方法易于进行且成本低。
附图说明
图1为说明平板印刷工艺的示图。
图2为根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的加热玻璃的例子。
图3为根据本发明的一个示例性实施例的加热玻璃的图片。
图4至8表示根据本发明的加热玻璃的导电加热图案。
图9为在实施例1中制备的加热玻璃的图片。
图10为在实施例1中制备的加热玻璃的加热性能的测量结果。
图11至16为根据本发明的一个示例性实施例的导电加热图案。
具体实施方式
下文，将详细描述本发明。
根据本发明的一个示例性实施例的制备加热件的方法包括：确定图案的样式，其中线宽为100微米或更小且开口率在70％至99％的范围内；根据确定的图案在透明基板的至少一侧上印刷含有导电加热材料的膏剂；通过烧结含有导电加热材料的印刷膏剂形成导电加热图案；在导电加热图案的两侧形成汇流条；和提供与汇流条连接的电源部分。在本发明中，图案的开口率更优选为70％至97.5％，且更优选为80％至97.5％。
在如现有技术那样采用例如ITO的透明导电薄膜层的情况下，问题在于表面电阻。由于光刻法复杂且需要高成本，其不能用于加热件的制备。另外，在现有技术中，通过使用例如丝网印刷的方法向玻璃上贴金属线或向玻璃上贴金属膏剂来形成加热线。但是在使用该方法的情况下，由于加热图案的线太厚，容易被肉眼观察到。因此不能应用于车辆前窗的目的，因为确保视野是很重要的。
但是，在本发明中，当制备加热件时，预先确定导电加热图案的样式，因此图案的线宽为100微米或更小且图案开口率为70％至99％，并且通过采用印刷法来形成导电加热图案。由于通过在预定范围内使线之间的间隔变窄并控制开口率(即，未被图案占据的区域)来提供所述加热件，同时使导电加热图案具有细的线宽，因此所述加热件的加热图案不易被肉眼觉察且所述加热件具有低表面电阻和在低电压下极佳的加热性能。
另外，导电加热图案最终形成的样式可以通过预先确定图案的样式并采用印刷法在透明基板上按其确定的样式形成加热图案来预先得知。因此，可以预知在加热件上加热图案的样式或者加热件的性能并且易于对其控制。从而，与随意形成的图案相比，更为有利地控制加热件的状态和性能。
另外，通过使用印刷法而形成上述图案的样式，需要相对低的成本，制备工艺简单，并且可以形成具有窄线宽的精确导电加热图案。
在本发明中，对印刷法没有特别限制，但可以使用平版印刷法、凹版印刷法、柔版印刷法、喷墨印刷法或者所述印刷法的一种或多种复合方法。印刷法可以采用辊到辊的方法、辊到板的方法、板到辊的方法或板到板的方法。
具体而言，可以通过采用以下方法实施平板印刷，在将膏剂填充于其上形成了图案的凹版中后，通过采用被称为橡皮滚筒(blanket)的硅橡胶实施首次转印，以及通过橡皮滚筒与透明基板的紧密接触实施二次转印。可以通过采用以下方法实施凹版印刷，其中当卷绕在辊上形成了图案的橡皮滚筒的同时膏剂被填充到图案后，膏剂被转印到透明基板上。在本发明中，可以使用上述方法并且可以组合使用上述方法。另外，还可以使用本领域技术人员已知的其它印刷方法。
在平版印刷法的情况下，基于橡皮滚筒的脱模性能，几乎全部膏剂被转印到透明基板上，不需要单独的橡皮滚筒洗涤处理。通过精确蚀刻玻璃而制备凹版，在所述玻璃上形成预期的导电加热图案，并且为了持久性可以在玻璃表面上施加金属或DLC(金刚石型碳)的涂层。凹版可以通过蚀刻金属板来制备。
在本发明中，为了实现更精确的导电加热图案，优选采用平版印刷法。图1显示了平版印刷法。根据图1，作为第一步骤，使用刮墨刀将膏剂填充于凹版的图案中后，通过滚动橡皮滚筒实现首次转印，而作为第二步骤，通过在透明基板的表面上滚动橡皮滚筒实现二次转印。
在本发明中，作为导电加热材料，优选使用具有极佳导热性的金属。另外，导电加热图案材料的电阻率值在1微欧厘米至200微欧厘米的范围内。作为导电加热图案材料的具体例子，可以使用铜、银、碳纳米管(CNT)，并且最优选银。在本发明中，可以使用颗粒状的导电加热材料。在本发明中，作为导电加热图案的材料，可以使用银包裹的铜颗粒。
在本发明中，除了上述导电加热材料以外，膏剂可以进一步包括有机粘合剂，因此易于实施印刷工艺。优选在烧结处理中有机粘合剂具有挥发性。作为有机粘合剂，有聚丙烯树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂和纤维素树脂、聚酰亚胺树脂、聚萘二甲酸乙二酯树脂和改性环氧树脂，但并不限于此。
为了改善膏剂对玻璃的粘合能力，膏剂可以进一步包括玻璃粉。玻璃粉可以选自商用产品，但优选使用不含铅成分的环保玻璃粉。其中，优选玻璃粉的平均直径为2微米或更小并且其最大直径为50微米或更小。
如果需要，可以向膏剂中进一步加入溶剂。作为溶剂，有二甘醇一丁醚乙酸酯、二甘醇一乙醚乙酸酯、环己酮、乙酸溶纤素和萜品醇，但并不限于此。
在本发明中，在使用包含导电加热图案材料、有机粘合剂、玻璃粉和溶剂的膏剂的情况下，优选导电加热材料的重量比为50至90％，有机粘合剂的重量比为1至20％，玻璃粉的重量比为0.1至10％并且溶剂的重量比为1至20％。
通过使用印刷法，上述膏剂可以印刷为：形成导电加热图案的线的线宽为100微米或更小，优选为70微米或更小，更优选为50微米或更小，最优选为30微米或更小。特别是，在线宽为30微米或更小的情况下，由于导电加热图案不被肉眼觉察到，其有利于保证视野。例如通过使用印刷法，导电加热图案的线宽可以在5微米至30微米的范围内。
在本发明中，上述加热图案可以这样形成：通过一定的方法使线宽和线高均匀一致或者可以人为地包括不同的线宽或线高。即，当采用膏剂运用印刷法时，可以控制导电加热图案的线之间的间隔。在图案中，优选开口率(即，未被图案覆盖的透明基板的面积比例)为70％或更大，优选导电加热图案的线之间的间隔为30mm或更小。在导电加热图案不彼此交叉的情况下，优选导电加热图案的线之间的间隔为200微米或更大和30mm或更小。以透明基板的表面为基准，线的高度可以印刷为1至100微米，优选约3微米。
在本发明中，可以通过上述方法将加热图案的线宽和线高制成均匀的。在本发明中，加热图案的均匀性就线宽而言是在±3微米的范围内，而就线高而言是在±1微米的范围内。
如图3、4至7所示，印刷图案可以为条纹、菱形、矩形格栅、圆形、波形图案、网格、二维网格等，但不限于预定的式样，并且优选被设计为从预定光源发出的光不因衍射和干涉而降低光学性质。也就是说，为了最小化图案的规则性，可以采用潮汐图案、正弦波和格栅结构的空隙以及线厚度不均一的图案。另外，为了改善光学性质，除了上述图案以外，可以加入如图8所示的各种图案。另外，可以不规则地形成不与上述图案接触的额外的点图案。在此情况下，图案和点图案优选具有30微米或更小的尺寸。如果需要，印刷图案可以为两种或多种图案的组合。在本发明中，构成加热图案的线可以由直线形成，或其它变形的线也可以，例如曲线、波形线和锯齿线。
在本发明中，在使用以下方法在透明基板上形成加热图案的情况中，线宽和线高可以均匀制得。根据本发明的一个示例性实施例，导电加热图案的至少一部分可以与其余图案不同。可以通过这样的结构获得预期的加热图案。例如，在车辆玻璃中，为了首先确保与驾驶员的正面相对应区域的视野，对应区域的加热图案和其余区域可以彼此不同。印刷图案的线宽和线间隔可以彼此不同，所以加热图案的至少一部分与其余印刷图案不同。因此，在预期的位置可以更快速或有效地实现加热。即，如图11至13所示，可以控制线之间的间隔。并且如图14至16所示，通过在A和C区域使用大的线宽和在B区域使用小的线宽而在B区域中可以获得大量的发热。根据本发明的一个示例性实施例的加热件可以包括至少两个其中加热图案的线宽或线间隔不同的区域。
根据本发明的示例性实施例，加热件可以包括其中没有形成导电加热图案的区域。通过允许加热件的至少一部分不形成导电加热图案可以实现具有预定频率的传送与接收，并且可以在内部空隙和外部空隙之间实现信息的传送与接收。在此情况下，没有形成导电加热图案的区域可以具有根据传送与接收的预定频率而变化的区域。例如，为了通过GPS中使用的1.6GHz的电磁波，需要其长边为上述波长的1/2(9.4cm)或更大的区域。没有形成导电加热图案的区域可以具有能够透过并接收预定频率的区域，并且其形状并无特别限制。例如，在本发明中，为了通过电磁波，没有形成导电加热图案的区域可以为设置有一个或多个半圆区域的加热件，所述半圆区域具有5至20cm的直径。
根据本发明的一个示例性实施例，导电加热图案可以被黑化。如果高温下烧结含有金属材料的膏剂，会显示出金属光泽，这样由于光的反射而使视见度降低。该问题可以通过黑化导电加热图案来防止。为了黑化导电加热图案，黑化材料可以加入膏剂中以形成加热图案或者在膏剂印刷和烧结后进行黑化处理，从而黑化导电加热图案。
作为可以加入膏剂的黑化材料有金属氧化物、炭黑、碳纳米管、黑色颜料、冷却的玻璃粉等。在这样的情况下，膏剂的组分可以包括50至90wt％的导电加热图案材料、1至20wt％的有机粘合剂、1至10wt％的黑化材料、0.1至10wt％的玻璃粉以及1至20wt％的溶剂。
当烧结后进行黑化处理时，膏剂的组成可以包括50至90wt％的导电加热材料、1至20wt％的有机粘合剂、0.1至10wt％的玻璃粉和1至20wt％的溶剂。烧结后进行黑化处理包括浸入氧化溶液中，例如包含Fe或Cu离子的溶液；浸入包含卤素离子的溶液中，例如氯离子；浸入过氧化氢和硝酸中；以及用卤素气体处理。
在本发明中，当使用上述膏剂的情况下，如果在将膏剂印刷为预定图案样式后烧结膏剂，则形成具有导电性的加热图案。在此情况下，烧结温度并无限制，但可以为500℃至800℃，且优选为600℃至700℃。当形成加热图案的透明基板为玻璃时，如果需要，在上述烧结步骤中，玻璃可以根据建筑或车辆来成型。例如，在将用于车辆的玻璃成型为曲线的步骤中，可以烧结膏剂。另外，当使用塑料基板或膜作为透明基板以形成导电加热图案的情况下，优选在相对低的温度下进行烧结。例如，可以在50℃至350℃进行。
如上所述，在形成导电加热图案后，进行在导电加热图案的两端形成汇流条的步骤和准备与汇流条连接的电源部分的步骤。这些步骤可以采用本领域中已知的方法。例如，汇流条可以与导电加热图案同时形成，并且可以在形成导电加热图案之后使用其它印刷法形成。例如，在用平版印刷法形成导电加热图案后，可以通过丝网印刷形成汇流条。在此情况下，适当的汇流条厚度为1微米至100微米且优选为10微米至50微米。如果小于1微米，则导电加热图案与汇流条之间的接触电阻升高，在接触部分可能出现局部加热；而如果其大于100微米，则电极材料的成本增加。可以通过焊接和与具有良好的导电散热结构的物理接触来实现汇流条与电源之间的连接。
为了隐藏导电加热图案和汇流条，可以形成黑色图案。通过使用含有氧化钴的膏剂印刷黑色图案。在此情况下，适当的印刷法是丝网印刷，并且其厚度为10微米至100微米。可以在形成黑色图案之前或之后形成导电加热图案和汇流条。
根据本发明的一个示例性实施例的加热件包括另外的透明基板，其设置在其上带有透明基板的导电加热图案的一侧上。可以在导电加热图案和另外的透明基板之间提供粘合膜。在粘合它们的过程中，可以控制温度和压力。
在一个详细实施例中，粘合膜被插入其上形成有导电加热图案的透明基板与另外的透明基板之间，将它们放入真空袋中，减压并提高温度或通过热辊提高温度，然后除去气体，从而完成首次粘合。在此情况中，可以根据粘合膜的种类调节压力、温度和时间，并且通常在300托至700托的压力下温度可以逐渐地从常温升至100℃。在此情况中，时间通常优选为1小时或更少。首次粘合的初步粘合层结构要经过反应釜工艺进行二次粘合处理，其中在反应釜中温度上升的同时压力也上升。二次粘合根据粘合膜的种类而不同，但优选在140巴或更高的压力下，130℃至150℃的温度范围内进行粘合1小时至3小时，并且优选为约2小时，然后缓慢冷却。
在其它详细实施例中，与上述两步粘合处理不同，可以应用通过使用真空贴膜机一步粘合它们的方法。可以通过将温度逐步升高至80℃至150℃而进行粘合，并冷却它们从而降低压力(～5毫巴)直至温度为100℃并且随后压力增加(～1000毫巴)。
此处，任何具有粘合强度并在粘合后为透明的材料都可以作为粘合膜的材料。例如，可以使用PVB膜、EVA膜、PU膜等，但不限于此。粘合膜并无特别限制，但优选其厚度在100微米至800微米的范围内。
在上述方法中，另外粘贴的透明基板可以仅由透明基板形成并且可以由带有按上述制备的导电加热图案的透明基板形成。另外的透明基板可以为玻璃或塑料基板或者塑料膜。
另外，本发明的另一实施例提供了一种加热件，其包括：a)透明基板；b)导电加热图案，其置于透明基板的至少一侧上，并且具有100微米或更小的图案线宽，图案的开口率为70％至99％；c)置于导电加热图案两端的汇流条；和d)与汇流条连接的电源部分。加热件的导电加热图案优选通过印刷法形成。加热件可以包括另外的透明基板，所述另外的透明基板被置于带有导电加热图案的一侧上。另外的透明基板可以为玻璃或塑料基板或者塑料膜。
通过印刷法形成的导电加热图案可以根据膏剂或印刷法的种类略微改变，但其表面由于表面张力而变圆。这种表面形状不能由已知的光刻法形成。圆形化的图案的垂直截面可以为双凸透镜形状。图案与透明基板的表面之间的接触点处的正切线与透明基板的表面之间的角度优选为80°或更小，优选75°或更小，且更优选60°或更小。在图案的垂直截面的圆形化上表面中，在圆周方向上，直线区域优选为1/50或更小。
加热件的导电加热图案的线宽为100微米或更小，优选50微米或更小，更优选30微米或更小，最优选25微米或更小，并且线之间的间隔为30mm或更小，而线的高度为1微米至100微米，且更优选约3微米。
根据本发明的一个示例性实施例的加热件可以通电来发热，此时发热量为每平米100W至700W，且优选为200W至300W。由于根据本发明的一个示例性实施例的加热件在低电压下具有极佳的加热性能，例如30V或更小，且优选20V或更小，其可以有效地用于车辆等。加热件的电阻为5Ω/sq或更小，优选为1Ω/sq或更小，且更优选为0.5Ω/sq或更小。
根据本发明的一个示例性实施例的加热件可以具有弯曲表面的形状。
根据本发明的示例性实施例的加热件中，优选的是导电加热图案的开口率(即，玻璃未被图案覆盖的区域)为70％或更大。对于加热件的均匀加热和视见度，优选在单位面积内图案的开口率恒定。对于具有20cm的直径的预定圆，加热件的透过率偏差为5％或更小。在此情况中，加热件可以防止局部发热。另外，在加热件中，发热后，透明基板的表面温度的标准差在20％以内，且优选在发热5分钟后，表面温度的标准差在10％以内。
由于根据本发明的一个示例性实施例的加热件具有通过以下方式形成的导电加热图案，在汇流条的每1cm长度上可以布置5条或更多条图案线。
图2表示用于车辆的加热玻璃的详细实施例。其中设定加热量为200W至300W，在线宽为20微米且高度为1.5微米的加热线与图形一起形成的情况下，如果每1mm有3条加热线，即形成间距约为330微米的加热线，则达到了预期的性能。在此情况中，透过率为310/330＝93.9％，其足以用于车辆。另外，当加热线材料的电阻率为两倍高时，若间距为165微米，由于透过率为87.8％即获得等量的热，这样的透过率足以用于车辆。
根据图2的具有条纹形状的加热玻璃具有以下物理性质。
R(Ω)＝ρ*(L1/n A)＝ρ*(L1*p)/(L2*w*h)
Ar(％)＝(1-w/p)*100
R：汇流条之间的电阻
Ar：开口率
ρ：加热线的电阻率(Ωcm)
L1：汇流条之间的间隔(cm)
n：加热线的数量
A：导电线的横截面积(cm2)
p：加热线之间的间隔(cm)
L2：汇流条的长度(cm)
w：加热线的宽度(cm)
h：加热线的高度(cm)
也就是说，当加热线的线宽w为20微米，高度h为1.5微米，电阻率ρ为3*10-6Ωcm，线之间的间隔p为300微米，L1为1m且L2为1m，R为0.3Ω，并且开口率为93.3％时，此时如果向两端施加12V，能够确保480W的发热量。
根据本发明的一个示例性实施例的加热件可以应用于例如车辆、船只、铁路、高速铁路和飞机的多种交通工具以及住房或其它建筑的玻璃。特别是，由于根据本发明的一个示例性实施例的加热件在低电压下具有极佳的加热性能，其能够使日落后因单一光源产生的衍射和干涉的不良影响最小化，并且上述线宽的加热件可以不易被察觉，不像已知技术，其可以应用于交通工具的前窗，例如车辆。
实施例
下文中，通过实施例来解释说明本发明，但本发明的范围不受这些实施例的限制。
实施例1
通过在10％的BCA(二甘醇一丁醚乙酸酯)溶剂中溶解80％的2微米的银颗粒、5％的聚酯树脂和5％的玻璃粉来制备银膏(silver paste)。作为凹版，使用具有间隔为300微米、宽度为20微米且深度为7.5微米并以网格形式正交形成的图形的玻璃。
通过如图1所示的方法和平板印刷机在玻璃基板(685mm×400mm)上形成网格形式的银图案后，在600℃下烧结3分钟来形成如图3所示的银线。在此情况下，形成的银线的间隔为300微米、宽度为20微米、高度为1.5微米且开口率为84％。玻璃基板的表面电阻为0.4Ω/sq，且通过在400mm方向上用夹子使铜条与图案接触从而形成汇流条(图9)。其中两终端之间的电阻为0.5欧姆。在此情况中，当施加8.6V的电压时，发热量为148W(540W/m2)。使用红外图像照相机测量加热现象的结果是在5分钟内温度由20℃上升至50℃，如图10所示。此外，在测量时间内的温度偏差百分数值为6％以下，该温度偏差百分数值是通过用测量的20个点(如图10所示)的温度最高值与最低值的差除以平均值来获得。
实施例2
通过在10％的BCA(二甘醇一丁醚乙酸酯)溶剂中溶解80％的2微米的银颗粒、5％的聚酯树脂和5％的玻璃粉来制备银膏。作为凹版，使用具有间隔为300微米、宽度为20微米且深度为7.5微米并以网格形式正交形成的图形的玻璃。
通过如图1所示的方法和平板印刷机在玻璃基板(685mm×400mm)上形成网格形式的银图案后，在烧结前，清除在图案底部的具有10cm直径的半圆部分。烧结图案3分钟形成银线。在此情况下，形成的银线的间隔为300微米、宽度为20微米、高度为1.5微米且开口率为84％。玻璃基板的表面电阻为0.4Ω/sq，且在400mm方向上通过夹子使铜条与图案接触从而形成汇流条。
其中两终端之间的电阻为0.6欧姆。在此情况中，当施加8.6V的电压时，发热量为123W(450W/m2)。
将加热玻璃安装在尺寸为685mm×400mm×400mm的铝盒的一侧之后，电极部分与铝盒接触。然后将GPS设备和移动电话放入盒内观察其运行状态。
实施例3
通过在10％的BCA(二甘醇一丁醚乙酸酯)溶剂中溶解77％的2微米的银颗粒、5％的聚酯树脂、3％的玻璃粉和5％的氧化钴来制备银膏。作为凹版，使用具有间隔为300微米、宽度为20微米且深度为7.5微米并以网格形式正交形成的图形的玻璃。
通过如图1所示的方法和平板印刷机在玻璃基板(685mm×400mm)上形成网格形式的银图案后，在600℃下烧结3分钟来形成如图3所示的银线。在此情况下，形成的银线的间隔为300微米、线宽为20微米、高度为1.5微米且开口率为84％。
在用Shimadzu有限公司制造的UV-3600测量导电图案的反射率(550nm)后，由反射率测算黑度(L值)，并获得结果为31。
在400mm方向上通过夹子使铜条与图案接触从而形成汇流条。其中两终端之间的电阻为0.82欧姆。在此情况中，当施加11V的电压时，发热量为147W(540W/m2)。使用红外图像照相机测量加热现象的结果是在室温下5分钟内温度由20℃上升至50℃。此外，在测量时间内的温度偏差百分数值为7％以下，该温度偏差百分数值是通过用测量的20个点的温度最高值与最低值的差除以平均值来获得。
实施例4
通过在10％的BCA(二甘醇一丁醚乙酸酯)溶剂中溶解80％的2微米的银颗粒、5％的聚酯树脂和5％的玻璃粉来制备银膏。作为凹版，使用具有间隔为300微米、宽度为20微米且深度为7.5微米并以网格形式正交形成的图形的玻璃。
通过如图1所示的方法和平板印刷机在玻璃基板(685mm×400mm)上形成网格形式的银图案后，在600℃下烧结3分钟来形成如图3所示的银线。在此情况下，形成的银线的间隔为300微米、线宽为20微米、线高为1.5微米且开口率为84％。
在将10g KI和2g I2溶解在100g水中后，搅拌约10分钟以制得碘的水溶液，通过将玻璃浸入碘的水溶液中3秒钟以进行黑化处理。在用Shimadzu有限公司制造的UV-3600测量导电图案的反射率(550nm)后，由反射率测算黑度(L值)，并获得结果为34。
在玻璃的400mm方向上通过夹子使铜条与图案接触而形成汇流条。其中两终端之间的电阻为0.6欧姆。在此情况中，当施加8.6V的电压时，发热量为123W(450W/m2)。使用红外图像照相机测量加热现象的结果是在5分钟内温度由20℃上升至48℃。此外，在测量时间内的温度偏差百分数值为8％以下，该温度偏差百分数值是通过用测量的20个点的温度最高值与最低值的差除以平均值来获得。
实施例5
通过在10％的BCA(二甘醇一丁醚乙酸酯)溶剂中溶解80％的2微米的银颗粒、5％的聚酯树脂和5％的玻璃粉制备银膏。作为凹版，使用具有间隔为300微米、宽度为20微米且深度为7.5微米并以网格形式正交形成的图形的玻璃。
通过如图1所示的方法和平板印刷机在玻璃基板(685mm×400mm)上形成网格形式的银图案后，在600℃下烧结3分钟来形成如图3所示的银线。在此情况下，形成的银线的间隔为300微米、宽度为20微米、高度为1.5微米且开口率为84％。
通过将玻璃浸入10％的FeCl3溶液中20秒钟以进行黑化处理。在用Shimadzu有限公司制造的UV-3600测量导电图案的反射率(550nm)后，由反射率测算黑度(L值)，并获得结果为33。
在玻璃的400mm方向上通过夹子使铜条与图案接触而形成汇流条。其中两终端之间的电阻为0.5欧姆。在此情况中，当施加8.6V的电压时，发热量为148W(540W/m2)。使用红外图像照相机测量加热现象的结果是在5分钟内温度上升至50℃。此外，在测量时间内的温度偏差百分数值为7％以下，该温度偏差百分数值是通过用测量的20个点的温度最高值与最低值的差除以平均值来获得。
实施例6
通过在10％的BCA(二甘醇一丁醚乙酸酯)溶剂中溶解80％的2微米的银颗粒、5％的聚酯树脂和5％的玻璃粉来制备银膏。作为凹版，具有如图14所示形状的玻璃以300微米的间隔被分为A、B和C区域，其中A和C区域具有30微米的宽度，B区域具有20微米的宽度，且提供了深度为10微米并以网格形式正交形成的图形。
通过如图1所示的方法和平板印刷机在玻璃基板(685mm×400mm)上形成网格形式的银图案后，在600℃下烧结3分钟来形成如图3所示的银线。在此情况下，形成的银线的间隔为300微米，A和C区域具有30微米的线宽，B区域具有20微米的线宽，高度为1.5微米且开口率为82％。在400mm方向上通过夹子使铜条与图案接触而形成汇流条。在此情况中，当施加8.6V的电压时，发热量为120W(440W/m2)。其中理论上A和C区域的发热量为414W/m2，而B区域的发热量为498W/m2。使用红外图像照相机测量加热现象的结果是A和C区域的温度在5分钟内从20℃上升至30℃，而B区域的温度在5分钟内从20℃上升至45℃。此外，在测量时间内的温度偏差百分数值为5％以下，该温度偏差百分数值是通过用在各个区域测量的10个点的温度最高值与最低值的差除以平均值来获得。
Claims (20)
1.一种制备加热件的方法，该方法包括：
确定图案的样式，其中线宽为100微米或更小且开口率在70％至99％的范围内；
根据确定的图案在透明基板的至少一侧上印刷含有导电加热材料的膏剂；
通过烧结含有导电加热材料的印刷膏剂而形成导电加热图案；
在导电加热图案的两侧形成汇流条；和
提供与汇流条连接的电源部分。
2.根据权利要求1所述的制备加热件的方法，其中所述印刷采用平板印刷法、凹版印刷法、柔版印刷法、喷墨印刷法或者所述印刷法的一种或多种复合方法。
3.根据权利要求1所述的制备加热件的方法，其中所述导电加热材料包括铜、银或碳纳米管(CNT)。
4.根据权利要求1所述的制备加热件的方法，其中所述膏剂进一步包含有机粘合剂和玻璃粉。
5.根据权利要求1所述的制备加热件的方法，其中实施所述印刷以使得在烧结后印刷图案的线之间的间隔为30mm或更小，且以透明基板的表面为基准，线的高度在1至100微米的范围内。
6.根据权利要求1所述的制备加热件的方法，其中所述图案为条纹、菱形、格栅、圆形、波形图案、网格、二维网格、潮汐图案和正弦波中的一种或多种图案的组合。
7.根据权利要求6所述的制备加热件的方法，其中将所述图案构建成空隙或线厚度是不规则的。
8.根据权利要求1所述的制备加热件的方法，该方法进一步包括在其上形成了透明基板的导电加热图案的表面上层叠另一层透明基板并使它们粘合。
9.根据权利要求1所述的制备加热件的方法，其中所述透明基板为玻璃或塑料基板。
10.一种加热件，其包括：
a)透明基板；
b)导电加热图案，其置于透明基板的至少一侧上，并且具有100微米或更小的图案线宽，图案的开口率为70％至99％；
c)置于导电加热图案两端的汇流条；和
d)与汇流条连接的电源部分。
11.根据权利要求10所述的加热件，其中所述导电加热图案通过采用平板印刷法、凹版印刷法、柔版印刷法、喷墨印刷法或者所述印刷法的一种或多种复合方法形成。
12.根据权利要求10所述的加热件，其中所述导电加热图案的线之间的间隔为30mm或更小，并且以透明基板的表面为基准，线的高度在1至100微米的范围内。
13.根据权利要求10所述的加热件，其中在加热运行后5分钟内的温度偏差为10％或更小。
14.根据权利要求10所述的加热件，其中在汇流条的每1cm长度上设置5条或更多条图案的线。
15.根据权利要求10所述的加热件，其中所述加热件包括至少两个具有不同导电加热图案的区域。
16.根据权利要求10所述的加热件，其中加热件包括其中没有形成导电加热图案的区域。
17.根据权利要求10所述的加热件，其中导电加热图案被黑化。
18.根据权利要求10所述的加热件，其中所述加热件包括在c)的加热图案上提供的另一透明基板。
19.根据权利要求10所述的加热件，其中所述透明基板为玻璃或塑料基板。
20.根据权利要求10所述的加热件，其中所述加热件用于车辆的前窗。
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Legal Events
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Correction item: Third inventor Correct: Huang Renxi False: Huang Renzhe Number: 07 Volume: 27 |
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| CI02 | Correction of invention patent application |
Correction item: Third inventor Correct: Huang Renxi False: Huang Renzhe Number: 07 Page: The title page Volume: 27 |
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| ERR | Gazette correction |
Free format text: CORRECT: THE THIRD INVENTOR; FROM: HUANG RENZHE TO: HUANG RENXI |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110216 |