CN102474912A - 可大面积电加热的透明的物体、其制造方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能大面积电加热的、透明的物体（1），具有：在透明衬底（2）上的至少一个大面积的、导电的、透明的涂层（3），所述至少一个涂层与两个电汇集带（4.1）（4.2）电接触以传输电功率；至少一个局部有限的、由涂层（3）划界的区域（100）；以及在被划界的区域（100）中的至少一个局部有限的、未被涂层（3）覆盖的、透明的区域（5），其中被划界的区域（100）通过涂层（3）上的至少两个与等势线（110.1,110.2）平行分布的、经由至少一个欧姆电阻连接的电流汇集区域（6.1,6.2）以及至少两个与电场线（115.1,115.2）平行分布的电绝缘的分隔线（7.1）（7.2）来至少部分地限定，以及本发明涉及一种根据本发明的方法和一种应用。

Description

可大面积电加热的透明的物体、其制造方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种新的、可大面积电加热的透明的物体，包括透明的电绝缘的衬底，该衬底具有大面积的、导电的透明涂层，所述物体包含至少一个局部有限的、未被该导电涂层覆盖的透明区域。此外本发明涉及一种用于制造可大面积电加热的、透明的物体的方法。
此外本发明还涉及所述新的透明的物体的新应用，该物体包括透明的电绝缘的衬底，该衬底具有可大面积电加热的透明的涂层，所述涂层具有至少一个局部有限的、未被该导电涂层覆盖的透明区域，以及涉及借助所述新方法制造的可大面积电加热的透明的物体的新应用，该物体具有透明的衬底，该衬底具有大面积的、导电的透明涂层，所述物体包含至少一个局部有限的、未被该导电涂层覆盖的透明区域。
背景技术
由欧洲专利EP 1 183 912 B1已知一种汽车玻璃化板或汽车玻璃化片，尤其是挡风玻璃，具有透明的、可大面积电加热的涂层以用于防护太阳或用于控制太阳光或者调节太阳光。可电加热的涂层与两个将电功率传输到可电加热的涂层的电汇集带连接。该已知的挡风玻璃具有用于使摄像机或传感器可以透过挡风玻璃“看”的至少一个数据传输窗或者所谓的摄像机区或传感器区。该窗或者区与可大面积电加热的涂层部分接触地定位。但是通过该不连续位置破坏了在大面积的导电涂层中的电场的均匀性。由此可以在挡风玻璃中形成引起热应力的热位置和冷位置和/或形成可能阻挡视线的光斑，所述热应力可能导致对挡风玻璃的损坏。
对于这种严重的问题欧洲专利EP 1 183 912 B1试图通过以下方式来克服，即通过导电带来限制不连续位置的范围的至少一个区域，所述导电带与母线连接并且所具有的电阻远小于大面积的导电涂层的电阻（以欧姆每平方面积为单位）。尤其是所述导电带应当具有<0.35以及尤其是<0.05欧姆每平方面积的电阻。
在US 6 734 396 B2中描述了一种具有数据传输窗的可加热的机动车玻璃，其中在共用的下母线对面设置多个分离的上母线。在这些上母线与共用的下母线之间施加通过多个电压源产生的不同电压。
在US 6 559 419 B1中描述了一种具有数据传输窗的可加热的机动车玻璃，其中导电涂层分为多个相互电绝缘的区域。这些区域具有共用的上母线和共用的下母线，在上母线和下母线之间施加加热电压。
虽然可以通过这些措施来改进电场的均匀性并且直到一定程度地抑制热位置和冷位置和/或光斑的形成，但是所达到的水平并非在全部范围中都令人满意，而是需要进一步改进。
发明内容
本发明所基于的任务是消除现有技术的缺陷并且尤其是在电场的均匀性和抑制热位置和冷位置的形成方面进一步改进由欧洲专利EP 1 183 912 B1已知的汽车玻璃化板或汽车玻璃化片、尤其是挡风玻璃，以有效地防止通过热应力对玻璃的损坏和/或通过光斑对视线的阻挡。
本发明的任务是提供一种新的、可大面积电加热的透明的物体，尤其是新的复合安全玻璃片，特别是挡风玻璃。
本发明的另一任务是提供一种用于制造可大面积电加热的透明的物体、尤其是复合安全玻璃片、特别是挡风玻璃的新的改进的方法。
本发明的另一任务是提供一种对于新的改进的可大面积电加热的透明的物体在到陆地、到空中和到水中的运输工具中的新的应用以及在建筑领域、家具领域和设备领域中的新的应用。在此，在所涉及的可大面积电加热的、透明的物体中，在施加电压的情况下形成均匀或基本上均匀的电场而不出现热位置和冷位置，从而可以不再出现热应力和/或光斑。
本发明的任务通过一种可大面积电加热的、透明的物体解决，该物体包括：
-在透明衬底上的至少一个大面积的、导电的、透明的涂层，所述至少一个涂层与两个电汇集带电接触以传输电功率，
-至少一个局部有限的、由涂层划界的区域，以及
-在被划界的区域中的至少一个空间有限的、未被涂层覆盖的、透明的区域，
其中被划界的区域通过
-涂层上的至少两个与等势线平行分布的、经由至少一个欧姆电阻连接的电流汇集区域以及
-至少两个与电场线平行分布的电绝缘的分隔线来至少部分地限定。
本发明的可大面积电加热的、透明的物体可以以简单和可非常好再生产的方式大批量地提供，其中透明的涂层具有导电材料。在此，在大面积的、导电的涂层中存在至少一个局部有限的、未被导电涂层覆盖的、透明的区域，尤其是其外围至少部分地被导电带包围的摄像机区或传感器区，所述摄像机区或传感器区的以欧姆每平方面积为单位的电阻明显小于大面积的导电的涂层的以欧姆每平方面积为单位的电阻。
本发明的可大面积电加热的、透明的物体尤其是在电场的均匀性和抑制热位置和冷位置的形成方面被显著改进，从而高效地防止通过热应力对玻璃的损坏和/或通过光斑对视线的阻挡。
本发明的优选扩展方式是一种可大面积电加热的、透明的物体，其中电流汇集区域的电势和邻接的等势线的电势相等。
本发明的优选扩展方式是一种可大面积电加热的、透明的物体，其中至少一个电流汇集区域至少部分地包含电流汇集带。
本发明的优选扩展方式是一种可大面积电加热的、透明的物体，其中欧姆电阻具有从0.1欧姆每平方面积至100欧姆每平方面积的层电阻。
本发明的优选扩展方式是一种可大面积电加热的、透明的物体，其中欧姆电阻包括含有银的丝网印刷膏。
本发明的优选扩展方式是一种可大面积电加热的、透明的物体，其中欧姆电阻由所述区域内的涂层的子区域形成。
本发明的优选扩展方式是一种可大面积电加热的、透明的物体，其中欧姆电阻包括在分立的电组件或加热线中。
本发明的优选扩展方式是一种可大面积电加热的、透明的物体，其中所述电分隔线具有从50μm至20mm的宽度。
本发明的优选扩展方式是一种可大面积电加热的、透明的物体，其中导电的电流汇集区域具有从100μm至20mm的宽度。
在本发明的优选扩展方式中，连接电流汇集区域的欧姆电阻的尺寸被设置为，使得在确定的加热电流密度下欧姆电阻上的电压降将电流汇集区域的电势与等势线的电势匹配。欧姆电阻被设置在至数据传输窗的区域中，使得欧姆电阻的焦耳损耗热保护数据传输窗免于模糊和结冰。
本发明的任务进一步通过一种用于制造可大面积电加热的、透明的物体的方法解决，其中
(I)将导电材料大面积地沉积在透明的、电绝缘的衬底上，其中产生至少一个透明的、导电涂层和至少一个局部有限的、未被导电涂层覆盖的透明的区域，所述至少一个区域至少部分地与涂层接触地定位，
（II）将涂层与两个电流汇集带电接触，
（III）在涂层中与电场线平行地置入电分隔线，
（IV）在涂层上在两个分隔线之间与等势线平行地形成导电的电流汇集区域并且形成由涂层划界的区域，以及
经由至少一个欧姆电阻将导电的电流汇集区域连接起来。
借助所述新的方法制造的、可大面积电加热的、透明的物体尤其是在电场的均匀性以及抑制热位置和冷位置的形成方面被显著改进。通过热应力对物体的损坏和/或通过光斑对视线的阻挡被高效地防止。
本发明的优选扩展方式是一种方法，其中将至少一个导电的电流汇集区域以丝网印刷方法沉积到涂层上。
本发明的优选扩展方式是一种方法，其中电分隔线利用激光切割或机械剥离地置入涂层中。
本发明的优选扩展方式是一种方法，其中连接电流汇集区域的欧姆电阻的尺寸被设置为，使得在确定的加热电流密度下欧姆电阻上的电压降将电流汇集区域的电势与等势线的电势匹配。欧姆电阻被设置在至数据传输窗的区域中，使得欧姆电阻的焦耳损耗热保护数据传输窗免于模糊和结冰。
本发明的任务进一步通过可大面积电加热的、透明的物体在用于到陆地、到空中和到水中的交通的运输工具中的应用以及在家具领域、设备领域和建筑领域中的应用来解决。
本发明的优选扩展方式是可大面积电加热的、透明的物体在用于交通的、具有驾驶员辅助系统的运输工具中的应用。
附图说明
下面借助图1和图6示例性地解释本发明的物体。图1至图6是应当说明本发明的原理的示意图。本发明的方法在图7中得到示例性的解释。
图1示出本发明的第一实施方式的俯视图，
图2示出本发明的第一实施方式的详细俯视图，
图3示出第二实施方式的详细俯视图，
图4示出第三实施方式的详细俯视图，
图5示出第四实施方式的详细俯视图，
图6示出本发明另一实施方式的俯视图，以及
图7示出本发明方法的实施例的流程图。
具体实施方式
根据图1至图6的实施方式的衬底（2）是具有例如用于挡风玻璃的尺寸的浮法玻璃片。
根据图1至图6的实施方式的涂层（3）分别是如在欧洲专利EP 0 847 965 B1的具有文件号DE 697 31 2 168 T2的德文翻译，示例1，第9页[0063]段至第11页[0080]段所描述的涂层。优选是包括银的层。涂层（3）的优选的表面电阻例如是在电压为12伏特至15伏特的情况下0.5欧姆每平方面积至1.5欧姆每平方面积。具有这样的层系统的机动车挡风玻璃需要具有总共至少大于或等于70%的光透射。
在图1中示出本发明的挡风玻璃（1）的俯视图。涂层（3）在挡风玻璃的上边缘和下边缘与电流汇集带（4.1）（4.2）电接触。上电流汇集带和下电流汇集带（4.1）（4.2）之间的电势差例如是14V。与电流汇集带平行地定义等势线（110），垂直于等势线地定义电场线（115）。挡风玻璃（1）在上边缘包括具有对于例如红外射线的更高透射性的数据传输窗（5）。
为了更好地图示，图2示出图1中的挡风玻璃（1）在数据传输窗（5）的区域中的片段。
为了实现用于传输数据的红外射线的高透射，在数据传输窗（5）的区域中不存在导电涂层（3）。数据传输窗位于与导电的透明涂层（3）分隔的区域（100）内。等势线（110）和电场线（115）针对被加热的挡风玻璃（1）被定义，在所述挡风玻璃中不存在数据传输窗（5）也不存在被划界的区域（100）。被划界的区域（100）的面通过两个等势线（110.1）（110.2）和两个电场线（115.1）（115.2）确定。
与等势线（110.1）和（110.2）平行地，由电流汇集区域（6.2）和电流汇集带（4.1）的子区域（6.1）来限制所述区域（100）。与电场线（115.1）（115.2）平行地，通过电绝缘的分隔线（7.1）（7.2）限制所述区域（100）。电流汇集区域（6.1,6.2）的间距（A6）是电流汇集带（4.1）和（4.2）的间距（A4）的1/7。由此，与等势线（110.1）（110.2）相适应所需要的电流汇集区域（6.1）和（6.2）的电势差是14V×1/7=2V。电流汇集区域（6.1）（6.2）经由区域（100）内的欧姆电阻（8）电接触。在该实施例中，欧姆电阻（8）是实施为区域（100）内的涂层（3）的分隔区域的层电阻。电流汇集带（4.1）和（4.2）以及电流汇集区域（6.1）和（6.2）包括20-100μm厚的市场上常见的基于银的印刷的导电膏。电流汇集区域（6.2）的宽度是10mm。电流汇集带（4.1）和（4.2）以及由此还有电流汇集区域（6.1）的宽度是5mm。
欧姆电阻（8）的尺寸被设置为，使得在确定的加热电流密度下该欧姆电阻（8）上的电压降是2V。由此电流汇集区域（6.2）的电势可以与等势线（110.2）的电势匹配。其作用是在区域（100）之外的挡风玻璃面（1）上达到非常高的加热功率均匀性。
在图3至图5中示出具有数据传输窗的区域（100）的实施方式。在此欧姆电阻（8）实施在区域（100）中，使得该欧姆电阻特别适用于加热数据传输窗（5）。电流汇集区域（6.1）和（6.2）经由区域（100）内的欧姆电阻（8）电接触。
在图3中的实施例中，用于加热的第一欧姆电阻（8）通过电分隔线（10）被实施为涂层（3）的子区域（11）。通过将高度（H）和宽度（B）与加热电流和涂层（3）的特殊层电阻相协调，所需要的电压降达到2V。该电压降是根据欧姆定律由所述特殊层电阻、加热电流的乘积以及子区域（11）的高度（H）和宽度（B）之商来计算的。此外，来自含有银的丝网印刷的欧姆电阻（8）经由电接触线（9）与电流汇集区域（6.1）和（6.2）电接触。在并联的欧姆电阻(8,11)均衡之后，电流汇集区域（6.1）和（6.2）之间所需要的电压降达到2V并且尤其是还实现区域（100）内的加热功能。
由此可以将电流汇集区域（6.2）的电势与等势线（110.2）的电势匹配。在区域（100）之外的挡风玻璃面（1）上达到非常高的加热功率均匀性。电阻（8）也设置在至数据传输窗（5）的区域（100）中，使得欧姆电阻（8）的焦耳损耗热保护数据传输窗（5）免于模糊和结冰。
在图4和图5中示出本发明挡风玻璃（1）的区域（100）的其它实施方式。
在图4和图5的实施例中，来自含有银的丝网印刷的欧姆电阻（8）是用定义的欧姆电阻实施的，并且经由电接触线（9）与电流汇集区域（6.1）和（6.2）电接触。电流汇集区域（6.2）的宽度是5mm。电接触线（9）具有100μm的宽度。可替换的，欧姆电阻（8）还可以混合地置入，例如实施为加热线或者分离的电组件。
在图6中示出本发明的挡风玻璃（1）的视图。该实施方式与根据图1的实施例的区别在于，电流汇集区域（6.1）不是电流汇集带（4.1）的子区域。由此具有数据传输窗（5）的区域（100）可以未被覆盖地设置在电流汇集带（4.1）和（4.2）之间的涂层（3）区域中。与等势线（110.1）和（110.2）相适应所需要的电流汇集区域（6.1）和（6.2）之间的例如3V的电压降同样可以在将欧姆电阻（8）与加热电流密度匹配的条件下达到。其作用是在区域（100）之外的挡风玻璃面（1）上达到非常高的加热功率均匀性。
本发明的实施方式分别与借助预复合法（压延法、蛇形法或真空沉淀法）和高压法由聚乙烯醇缩丁醛PVB（未示出）和浮法玻璃片（未示出）制成的粘附膜稳固附着地相互连接，从而导致对于复合安全玻璃片来说典型的结构。
在向汇集带（4.1）和（4.2）上施加例如14V的电压时，电流均匀地流过涂层（3），由此将挡风玻璃加热到50℃，而不会形成热位置和冷位置或者形成光斑。在被分隔的区域（100）中，通过欧姆电阻（8）的局部有限的加热将数据传输窗（5）的湿气浓度和结冰最小化。
在图1至图5中的附图标记具有以下含义：
（1）透明的物体（挡风玻璃），
（2）透明的、电绝缘的衬底，
（3）导电的、透明的涂层，
（4）电流汇集带，
（4.1）电流汇集带，
（4.2）电流汇集带，
（5）数据传输窗，
（6）电流汇集区域，
（6.1）电流汇集区域，
（6.2）电流汇集区域，
（7）电绝缘的分隔线，
（7.1）电绝缘的分隔线，
（7.2）电绝缘的分隔线，
（8）欧姆电阻，
（9）电接触线，
（10）区域（100）中的电分隔线，
（11）作为欧姆电阻的区域（100）的子区域，
（100）被划界的区域，
（110）等势线，
（110.1）等势线，
（110.2）等势线，
（115）电场线，
（115.1）电场线，
（115.2）电场线，
（A4）电流汇集带的间距，
（A6）电流汇集区域的间距。

Claims (15)

1.能大面积电加热的、透明的物体（1），该物体包括：
-在透明衬底（2）上的至少一个大面积的、导电的、透明的涂层（3），所述至少一个涂层与两个电汇集带（4.1）（4.2）电接触以传输电功率，
-至少一个局部有限的、由涂层（3）划界的区域（100），以及
-在被划界的区域（100）中的至少一个局部有限的、未被涂层（3）覆盖的、透明的区域（5），
其中被划界的区域（100）通过
-涂层（3）上的至少两个与等势线（110.1,110.2）平行分布的、经由至少一个欧姆电阻连接的电流汇集区域（6.1,6.2）以及
-至少两个与电场线（115.1,115.2）平行分布的电绝缘的分隔线（7.1）（7.2）来至少部分地限定。
2.根据权利要求1的能大面积电加热的、透明的物体（1），其中至少一个电流汇集区域（6.1）至少部分地包含电流汇集带（4.1）。
3.根据权利要求1或2的能大面积电加热的、透明的物体（1），其中欧姆电阻（8）具有从0.1欧姆每平方面积至100欧姆每平方面积的层电阻。
4.根据权利要求1至3之一的能大面积电加热的、透明的物体（1），其中欧姆电阻（8）包括含有银的丝网印刷膏。
5.根据权利要求1至3之一的能大面积电加热的、透明的物体（1），其中欧姆电阻（8）由所述区域（100）内的涂层（3）的子区域（11）形成。
6.根据权利要求1至2之一的能大面积电加热的、透明的物体（1），其中欧姆电阻（8）包括在分立的电组件或加热线中。
7.根据权利要求1至6之一的能大面积电加热的、透明的物体（1），其中电分隔线（7.1）（7.2）具有从50μm至20mm的宽度。
8.根据权利要求1至7之一的能大面积电加热的、透明的物体（1），其中导电的电流汇集区域（6）具有从1mm至20mm的宽度。
9.根据权利要求1至8之一的能大面积电加热的、透明的物体（1），其中连接电流汇集区域（6.1）（6.2）的至少一个欧姆电阻（8）的尺寸被设置为，使得在确定的加热电流密度下所述至少一个欧姆电阻（8）上的电压降将电流汇集区域（6.1）（6.2）的电势与等势线（110.1）(110.2）的电势匹配，并且所述至少一个欧姆电阻（8）被设置在至数据传输窗（5）的区域（100）中，使得所述至少一个欧姆电阻（8）的焦耳损耗热保护数据传输窗（5）免于模糊和结冰。
10.用于制造能大面积电加热的、透明的物体（1）的方法，其中
(I)将导电材料大面积地沉积在透明的、电绝缘的衬底（2）上，其中产生至少一个透明的、导电涂层（3）和至少一个局部有限的、未被导电涂层（3）覆盖的透明的区域（5），所述至少一个区域至少部分地与涂层（3）接触地定位，
（II）将涂层（3）与两个电流汇集带（4.1和4.2）电接触，
（III）在涂层（3）中与电场线（115.1）（115.2）平行地置入电分隔线（7.1）（7.2），
（IV）在涂层（3）上在两个分隔线（7.1）（7.2）之间与等势线（110.1）(110.2）平行地形成导电的电流汇集区域（6.1）（6.2）并且形成由涂层（3）划界的区域（100），以及
（V）经由至少一个欧姆电阻（8）将导电的电流汇集区域（6.1）（6.2）连接起来。
11.根据权利要求10的方法，其中将导电的电流汇集区域（6）以丝网印刷方法沉积到涂层（3）上。
12.根据权利要求10或11的方法，其中将电分隔线（7.1）（7.2）和（10）利用激光切割或机械剥离地置入到涂层（3）中。
13.根据权利要求10至12之一的方法，其中连接电流汇集区域（6.1）（6.2）的至少一个欧姆电阻（8）的尺寸被设置为，使得在确定的加热电流密度下所述至少一个欧姆电阻（8）上的电压降将电流汇集区域（6.1）（6.2）的电势与等势线（110.1）(110.2）的电势匹配，并且所述至少一个欧姆电阻（8）被设置在至数据传输窗（5）的区域（100）中，使得所述至少一个欧姆电阻（8）的焦耳损耗热保护数据传输窗（5）免于模糊和结冰。
14.根据权利要求1至9之一的能大面积电加热的、透明的物体在用于到陆地、到空中和到水中的交通的运输工具中的应用以及在家具领域、设备领域和建筑领域中的应用。
15.根据权利要求14的能大面积电加热的、透明的物体在用于交通的、具有驾驶员辅助系统的运输工具中的应用。
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