ES2537400B1 - Procedimiento para la obtención de un calefactor en un automóvil - Google Patents
Procedimiento para la obtención de un calefactor en un automóvil Download PDFInfo
- Publication number
- ES2537400B1 ES2537400B1 ES201331772A ES201331772A ES2537400B1 ES 2537400 B1 ES2537400 B1 ES 2537400B1 ES 201331772 A ES201331772 A ES 201331772A ES 201331772 A ES201331772 A ES 201331772A ES 2537400 B1 ES2537400 B1 ES 2537400B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- solution
- substrate
- layer
- polymeric material
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 54
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 8
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 4
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 abstract description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007639 printing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 14
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 14
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 3
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 229920002877 acrylic styrene acrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000003440 styrenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
- H05B3/845—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields specially adapted for reflecting surfaces, e.g. bathroom - or rearview mirrors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/145—Carbon only, e.g. carbon black, graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
Procedimiento, y dispositivo asociado, para la obtención de un calefactor con nanotubos de carbono, que comprende la preparación de una disolución de un material polimérico, disolvente y un aditivo de carbono, la aplicación de al menos una capa de dicha disolución sobre un sustrato, la disposición de unos medios conductores sobre dicha capa, el recubrimiento de dichos medios conductores con unos medios protectores, siendo el material del sustrato de propiedades similares al material polimérico de la disolución. Así, la invención plantea eliminar la capa interior calefactora compuesta por circuitos metálicos imprimando sobre el propio soporte del espejo una capa con nanotubos permitiendo obtener un calentamiento del espejo de iguales prestaciones omitiendo dicho componente. La invención es igualmente válida para todas aquellas funciones en que se requiera del calentamiento de una superficie o material polimérico por contacto.
Description
5
10
15
20
25
30
35
DESCRIPCION
Procedimiento para la obtencion de un calefactor en un automovil
OBJETO DE LA INVENCION
La presente solicitud de patente tiene por objeto un procedimiento para la obtencion de un calefactor en un automovil segun la reivindicacion 1, y que incorpora notables innovaciones y ventajas.
Asl mismo, la presente solicitud de patente tiene tambien por objeto un dispositivo calefactor en un automovil segun la reivindicacion 13.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
La estructura actual de los retrovisores consta de dos superficies visibles desde el exterior: la carcasa y el espejo. En la parte interior comprenden un soporte (el cual ademas permite el movimiento del espejo al objeto de ajustar su orientacion segun las necesidades del conductor), y una capa o manta calefactora (que puede estar compuesta por aluminio, cobre y/o una aleacion de varios de metales) al objeto de desempanarlo con celeridad cuando las condiciones ambientales producen este efecto sobre la superficie de la luneta.
La colocacion de dicha capa o manta calefactora representa un coste adicional en la fabricacion del retrovisor, y cuanto mayor sea su integracion en los componentes basicos del retrovisor, mayor sera la simplicidad de su montaje, y menor el coste final del conjunto.
Es conocido del estado de la tecnica, segun el documento EP2136603, un calentador lineal que incluye un soporte lineal, un elemento de calentamiento y al menos dos electrodos. El elemento de calentamiento se encuentra en el soporte lineal e incluye una estructura de nanotubos de carbono. Los al menos dos electrodos estan situados por separado y conectados electricamente al elemento de calentamiento.
Por otro lado, en el documento del estado de la tecnica EP2400814, se describe un calentador de lamina producida por impresion en huecograbado, en el que una pasta de
5
10
15
20
25
30
35
plata se imprime en un patron en zigzag entre pellculas transparentes de PET o OPS biaxialmente orientada, y una tinta de CNT que tiene excelentes propiedades de generation de calor esta cubierta en forma de lamina sobre la pellcula, evitando de este modo la desconexion o un incendio, y que permite elevation de la temperatura en un corto perlodo de tiempo mientras que consume menos energla.
Por otro lado, en el documento del estado de la tecnica US20100122980, se describe un calentador que incluye un elemento de calentamiento y por lo menos dos electrodos conectados al elemento de calentamiento. El elemento de calentamiento incluye una estructura de material compuesto de nanotubos de carbono. La estructura de material compuesto de nanotubos de carbono incluye una matriz y al menos una estructura de nanotubos de carbono. La al menos una estructura de nanotubos de carbono incluye una pluralidad de nanotubos de carbono unidos por fuerzas atractivas de van der Waals entre los mismos.
En cuanto a los procedimientos de fabrication de los dispositivos resenados en los citados documentos del estado de la tecnica, son divulgados de manera limitada atendiendo a la configuration especlfica de dichos dispositivos.
Asl pues existe aun una necesidad de disponer de un procedimiento mejorado para la obtencion de un sistema de calefaccion utilizado en los retrovisores laterales exteriores de un vehlculo, de modo que el propio soporte comprenda la funcion de calefactor, omitiendo la capa de material calefactor actual y, a la vez, sea una alternativa al sistema de calentamiento sobre cualquier superficie de plastico por contacto directo.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
De acuerdo con la presente invention, este cometido se soluciona mediante un procedimiento y un dispositivo calefactor en un automovil segun las reivindicaciones independientes 1 y 13. Ventajas adicionales de la invencion se presentan en las reivindicaciones dependientes de la descripcion que se acompana a continuacion.
Segun la invencion, el procedimiento para la obtencion de un calefactor comprende las siguientes etapas:
5
10
15
20
25
30
35
- preparation de una disolution de un material polimerico, disolvente y un aditivo de carbono,
- aplicacion de al menos una capa de dicha disolucion sobre un sustrato,
- disposition de unos medios conductores sobre dicha capa,
- recubrimiento de dichos medios conductores, y de la al menos una capa aplicada sobre el sustrato, con unos medios protectores,
siendo el material del sustrato de la misma familia de pollmeros que el material polimerico de la disolucion.
Por medios conductores se debe entender medios conductores electricamente, y las propiedades similares, no teniendo que ser exactamente el mismo material, deben serlo en particular a nivel qulmico, buscando prestaciones de adherencia. Asl, si el sustrato y el pollmero de la disolucion son el mismo pollmero (o de la misma familia), el propio disolvente presente en la disolucion ataca la superficie del sustrato dando como resultado una adherencia muy elevada entre sustrato y recubrimiento, sin necesidad de usar ningun tipo de cola o union adicional. De este modo, el calefactor serla el mismo soporte, reduciendo el peso del conjunto retrovisor, consiguiendo disminuir el consumo energetico necesario para obtener resultados semejantes. Ademas, el hecho de reducir el numero de piezas, permite simplificar y mejorar el proceso productivo de dichos espejos retrovisores laterales. No hay que omitir que esta invention es igualmente valida para todas aquellas funciones en que se requiera del calentamiento de una superficie o material polimerico por contacto directo o, de igual modo, del calentamiento indirecto por contacto a dicho material polimerico.
Mas concretamente la etapa de preparation de una disolucion de un material polimerico, disolvente y un aditivo de carbono comprende las siguientes subetapas:
- pesar el material polimerico y el aditivo de carbono,
- juntar ambos materiales,
- anadir el llquido disolvente del material polimerico,
- actuar hasta su mezcla completa,
- aplicar ultrasonidos durante un tiempo predefinido, preferiblemente una hora.
De este modo se logra una distribution homogenea de la disolucion. Se entiende que los materiales se juntan en un recipiente y que actuar sobre los materiales hasta su mezcla es agitar el recipiente.
Segun otro aspecto de la invention, la concentration de la disolucion del material polimerico con un aditivo de carbono en el llquido disolvente es de un intervalo entre 2 y 10 mg/ml,
5
10
15
20
25
30
35
preferiblemente 6 mg/ml. Asl, la disolucion preparada en las concentraciones citadas incorpora el pollmero o material base, de modo que no es necesario incorporar una capa base adicional, ni tampoco una capa de material adhesivo.
Segun aun otro aspecto de la invention, la etapa de aplicacion de al menos una capa de dicha disolucion sobre un sustrato comprende las siguientes subetapas:
- disponer una mascara con la geometrla de la capa a aplicar encima del sustrato,
- aplicacion de la disolucion sobre el sustrato,
- dejar secar un tiempo predefinido, preferiblemente 10 minutos,
- extraer la mascara,
siendo la mascara una pieza con cierta rigidez y con uno o varios huecos dispuesto en su interior, cuyo diseno va en funcion de la forma que interesa aplicar sobre el sustrato.
Mas en particular, la aplicacion de la disolucion sobre el sustrato es una tecnica de aerografiado. Asl, mediante esta tecnica se puede recubrir un sustrato de cualquier forma 3D (plana, curva...), debiendo ser, preferiblemente, poco rugosa o lisa. Tambien es posible usar otras tecnicas para su aplicacion, como por ejemplo la serigrafla con rodillo o la impresion por inyeccion.
Segun aun otro aspecto de la invencion, la etapa de disposition de medios conductores sobre dicha capa comprende las siguientes subetapas:
- sobrescribir unas pistas conductoras de un circuito,
- dejar secar un tiempo predefinido, preferiblemente 10 minutos,
- disponer unos contactos electricos con un barniz conductor sobre dicho circuito.
De este modo se incorpora al calefactor los medios conductores que generan el calor y los elementos conductores que transmiten la energla electrica desde la fuente exterior.
Ventajosamente, el barniz conductor tiene una conductividad un orden de magnitud mayor a la de la capa, siendo especialmente de plata o de carbono. Asl, el barniz permite el paso a su a traves de la energla electrica. Por otra parte, utilizando contactos de barniz de carbono en lugar de barniz de plata permite tener un producto "libre de metales”, lo cual es ventajoso en procesos de separation y reciclaje al final de la vida util del producto.
Segun otro aspecto de la invencion, la etapa de recubrimiento de dichos medios conductores con medios protectores comprende las siguientes subetapas:
5
10
15
20
25
30
35
- recubrir la capa mediante un material protector,
- reforzar los contactos,
- dejar secar un tiempo predefinido, preferiblemente 15 minutos.
De este modo se consigue que los medios conductores queden protegidos de la degradation por agentes ambientales y de corrosion.
Mas en particular, el material protector es resina. Asl se consigue que los agentes externos no presenten interaction con el recubrimiento con la disolucion conductora.
Ventajosamente, el aditivo de carbono esta compuesto de nanotubos de carbono y/o de grafeno. De este modo, mediante la incorporation de nanotubos en el material polimerico, este permite ser calentado sin el uso de los filamentos de cobre actuales. Los nanotubos de carbono presentan unas propiedades destacables que los hacen especialmente utiles para la presente aplicacion. En concreto, presentan una conductividad electrica similar a la del cobre, una conductividad termica similar a la del diamante y una resistencia mecanica mucho mayor que el acero. Todo ello con una baja densidad. Asl, los nanotubos quedan fijados en el material polimerico (matriz estirenica) evitando posibles emisiones de partlculas y limitando el movimiento de los nanotubos cuando el dispositivo esta en uso. Por eso no hace falta poner otra capa de sustrato encima de la superficie calefactora. Por otra parte, aumentando el porcentaje de nanotubos de carbono en la disolucion planteada, se pueden incrementar las prestaciones conductoras sin necesidad de anadir materiales metalicos adicionales.
Segun otro aspecto de la invention, el sustrato sobre el que se aplica la capa de disolucion es un soporte de una luneta de un espejo retrovisor, siendo la luneta un cristal con una de sus caras tintada con un material reflectante de la imagen.
Es tambien objeto de la invencion el dispositivo calefactor obtenido del procedimiento de la reivindicacion 1.
Mas concretamente el material protector del dispositivo calefactor obtenido del procedimiento de la reivindicacion 1, es resina.
Mas en particular el aditivo de carbono del dispositivo calefactor obtenido del procedimiento de la reivindicacion 1, esta compuesto de nanotubos de carbono y/o de grafeno.
Es tambien objeto de la invencion el retrovisor para vehlculos automoviles que comprende un dispositivo calefactor segun la reivindicacion 14, siendo el sustrato de dicho dispositivo calefactor un soporte para una luneta. Asl, una vez comprobado que el soporte del espejo 5 este correctamente aerografiado, y que el circuito sobrescrito funciona correctamente se procede al montaje de dicho soporte en el retrovisor. Resenar que mediante las experimentaciones realizadas con el pollmero con nanotubos se ha demostrado que, en el rango de temperaturas y condiciones exteriores de funcionamiento de un retrovisor lateral actual:
10 • el material no se degrada termicamente
• el material no sufre cambios estructurales
• el material es adecuado para el calentamiento del retrovisor a las temperaturas requeridas
• el material mantiene su funcionalidad en el ciclo de vida util del retrovisor 15
En los dibujos adjuntos se muestra, a tltulo de ejemplo no limitativo, un procedimiento, y dispositivo asociado, para la obtencion de un calefactor en un automovil, constituido de acuerdo con la invencion. Otras caracterlsticas y ventajas de dicho procedimiento, y dispositivo asociado, para la obtencion de un calefactor en un automovil, objeto de la 20 presente invencion, resultaran evidentes a partir de la description de una realization preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompanan, en los cuales:
5
10
15
20
25
30
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Figura 1.- Es una vista de perfil de los componentes del dispositivo calefactor, de acuerdo con la presente invention;
Figura 2.- Es una vista en perspectiva del recipiente en el que se realiza la disolucion, de acuerdo con la presente invencion;
Figura 3.- Es una vista en perspectiva del despiece completo del retrovisor del automovil, de acuerdo con la presente invencion;
Figura 4A.- Es una grafico que realiza una comparacion energetica entre los sistemas comerciales y la presente invencion, concretamente una comparacion en cuanto a la evolution de la Temperatura en el tiempo del sistema calefactor con nanocompuestos de carbono (llnea ABS/MWCNT) en comparacion con los sistemas calefactores usados actualmente (llnea C1: sistema calefactor con mezcla de varios metales; llnea C2: sistema calefactor con pistas de aluminio);
Figura 4B.- Es una grafico que realiza una comparacion energetica entre los sistemas comerciales y la presente invencion, concretamente una comparacion en cuanto a la evolucion de la Potencia consumida en el tiempo del sistema calefactor con nanocompuestos de carbono (llnea ABS/MWCNT) en comparacion con los sistemas calefactores usados actualmente (llnea C1: sistema calefactor con mezcla de varios metales; llnea C2: sistema calefactor con pistas de aluminio); aluminio);
Resenar el significado de los acronimos:
ABS: Acrilonitrilo Butadieno Estireno MWCNT: Nanotubos de carbono multipared
DESCRIPCION DE UNA REALIZACION PREFERENTE
A la vista de las mencionadas figuras y, de acuerdo con la numeration adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realization preferente de la invencion, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuation.
Asl, tal como se aprecia en las figuras 1 y 2, el procedimiento para la obtencion de un calefactor, comprende las siguientes etapas:
5
10
15
20
25
30
35
- preparation de una disolution 5 de un material polimerico 51, disolvente 52 y un aditivo de carbono 53,
- aplicacion de al menos una capa 3 de dicha disolucion 5 sobre un sustrato 1,
- disposition de unos medios conductores 2 sobre dicha capa 3,
- recubrimiento de dichos medios conductores 2 con unos medios protectores 4,
donde el material del sustrato 1 es de la misma familia de pollmeros que el material polimerico 51 de la disolucion 5. En concreto pollmeros acrllicos y, sobretodo, los de la familia de los estirenicos, como por ejemplo ASA, ABS, poliestireno, y cualquier pollmero con radicales aromaticos en la cadena, los cuales, por su naturaleza, resultan mas faciles de compatibilizar con los nanotubos de carbono.
Segun otro aspecto de la invention, tal como se aprecia en la figura 2, la etapa de preparation de una disolucion 5 de un material polimerico 51, disolvente 52 y un aditivo de carbono 53 comprende las siguientes subetapas:
- pesar el material polimerico 51 y el aditivo de carbono 53,
- juntar ambos materiales,
- anadir el llquido disolvente 52 del material polimerico,
- actuar hasta su mezcla completa,
- aplicar ultrasonidos durante un tiempo predefinido, preferiblemente una hora.
Es asimismo conveniente aplicar nuevamente ultrasonidos durante media hora antes del primer uso del producto.
Mas especlficamente la preparation de la disolucion 5 (denominada tambien tinta de nanotubos de carbono) sigue los siguientes pasos: En primer lugar se debe preparar una suspension con una concentration de aproximadamente 6 mg de material polimerico (ABS) + nanotubos por mililitro de tolueno (el cual actua como disolvente 52 de la solution) de [6mg/ml]. Manteniendo la concentration planteada, se modifica el porcentaje deseado de nanotubos en el recubrimiento final. A modo de ejemplo, si se plantea un porcentaje del 10% de nanotubos, se tendrla 0,6mg de nanotubos + 5,4 mg de ABS por ml de tolueno.
Entrando en mayor detalle, la preparation de dicha tinta consiste de los siguientes pasos:
• Pesar los solidos (ABS y nanotubos) y disponerlos en un frasco con tapa.
• Anadir el tolueno, tapar y agitar hasta la disolucion 5 completa del ABS.
• Aplicar ultrasonidos durante aproximadamente una hora.
• Aplicar nuevamente ultrasonidos durante media hora antes del primer uso del producto.
5
10
15
20
25
30
35
Mas concretamente, tal como se aprecia en la figura 2, la concentration de la disolucion 5 del material polimerico 51 con un aditivo de carbono 53 en el llquido disolvente 52 es de un intervalo entre 2 y 10 mg/ml, preferiblemente 6 mg/ml. Dicha concentration puede ser variable en funcion de la tecnica utilizada para aplicar el recubrimiento conductor sobre el sustrato 1. 6mg/ml es lo optimizado para la tecnica de aerografiado usada, pero una solution (tinta) mas densa puede permitir otros procesos. Resenar que la concentration de la tinta y el porcentaje de nanotubos son cosas distintas, que se puede modificar el porcentaje de nanotubos dentro de los 6mg de solutos por mililitro de disolvente, jugando con distintos porcentajes de ABS + nanotubos. Asl, una tinta preparada con 5.4mg de ABS + 0.6 mg de nanotubos por mililitro de disolvente, tendra una concentration de 6mg/ml y un porcentaje de nanotubos del 10%. Y una tinta preparada con 5.7mg de Abs + 0.3mg de nanotubos por mililitro de disolvente, tendra una concentration tambien de 6mg/ml pero contendra un 5% de nanotubos. La concentration de la tinta (6mg/ml) optimiza su aplicacion por aerografiado, pero se podrla preparar de mas o menos concentration si interesa prepararla para otras aplicaciones (inyeccion, serigrafiado...). El porcentaje de nanotubos tambien puede influir en las propiedades de la tinta, pero sobre todo influye en las propiedades electricas finales del recubrimiento aplicado, cuando ya esta seco (sin disolvente). El recubrimiento solido resultante sera mas conductor como mas nanotubos tenga, hasta un llmite.
Segun otro aspecto de la invention, la etapa de aplicacion de al menos una capa 3 de dicha disolucion 5 sobre un sustrato 1 comprende las siguientes subetapas:
- disponer una mascara con la geometrla de la capa 3 a aplicar encima del sustrato 1,
- aplicacion de la disolucion 5 sobre el sustrato 1,
- dejar secar un tiempo predefinido, preferiblemente 10 minutos,
- extraer la mascara.
Asl, y mas especlficamente, una vez conseguida la tinta con las concentraciones deseadas, se aplica con un aerografo el recubrimiento de ABS + nanotubos sobre el sustrato 1 (por ejemplo una superficie de ABS o el propio espejo). De los experimentos realizados, se considera que se debe aplicar un mlnimo de 1 ml de tinta de nanotubos por cm2 a recubrir. Las etapas de dicho proceso son:
• Disponer una mascara con la geometrla del recubrimiento encima del sustrato 1.
• Aerografiar los ml que sean necesarios sobre el sustrato 1.
• Dejar secar unos minutos para posteriormente extraer la mascara.
5
10
15
20
25
30
Segun otro aspecto de la invention, la aplicacion de la disolucion 5 sobre el sustrato 1 es una tecnica de aerografiado. Otras concentraciones o densidades de la disolucion 5 pueden dar lugar a la aplicacion mediante otras tecnicas como inyeccion, serigrafla (por rodillo), spin coating o incluso inyeccion.
Segun otro aspecto de la invencion, tal como se aprecia en la figura 1, la etapa de disposition de medios conductores 2 sobre dicha capa 3 comprende las siguientes subetapas:
- sobrescribir unas pistas conductoras 22 de un circuito,
- dejar secar un tiempo predefinido, preferiblemente 10 minutos, (opcionalmente y preferentemente comprobar el buen funcionamiento del circuito)
- pegar unos contactos electricos 21 con un barniz conductor sobre dicho circuito.
Este paso juega un factor crucial en el valor de la resistencia final del conjunto. La distancia entre las pistas conductoras (o contactos) incrementa la resistencia del sistema de forma lineal, mientras que la anchura de las mismas disminuye la resistencia de forma inversamente proporcional.
Mas concretamente el barniz conductor tiene una conductividad un orden de magnitud mayor a la de la capa 3, especialmente de plata o de carbono.
Segun otro aspecto de la invencion, tal como se aprecia en la figura 1, la etapa de recubrimiento de dichos medios conductores 2 con medios protectores 4 comprende las siguientes subetapas:
- recubrir la capa 3 mediante un material protector,
- reforzar los contactos,
- dejar secar un tiempo predefinido, preferiblemente 15 minutos. (opcionalmente y preferentemente comprobar el buen funcionamiento del circuito).
La caracterlstica principal a destacar de los materiales para los medios protectores 4 es que sean buenos conductores termicos permitiendo una optima disipacion del calor.
En cuanto los tiempos de secado, mencionar especlficamente que pueden variar mucho en funcion: del disolvente usado, de la cantidad de superficie recubierta, del espesor del recubrimiento, del proceso para el recubrimiento, de las variables del proceso (ventilation,
5
10
15
20
25
Temperatura...), del barniz empleado o de la naturaleza de la resina o silicona usadas... entre otras; siendo orientativamente los presentados en la siguiente tabla:
- Secado al natural* Secado en estufa a 80°C
- Recubrimiento de pollmero + carbono 6mg/ml
- 15 min 5 min
- Contactos y pistas con barniz conductor de plata
- 10 min 5 min
- Recubrimiento protector resina o silicona (en este caso Araldit(R))
- 15-20 min -
*Estos tiempos de secado corresponden a un secado natural no acelerado y a temperatura ambiente, dentro de una vitrina con extraccion de aire.
Mas en particular comprende el material protector es resina, preferentemente epoxis o siliconas, que no presenten interaction con el recubrimiento de nanotubos + ABS y que tengan muy alta resistividad electrica.
Mas concretamente, tal como se aprecia en la figura 2, el aditivo de carbono 53 esta compuesto de nanotubos de carbono y/o de grafeno. El al menos un nanotubo pueden ser de pared simple, o pared multiple, siendo los de pared simple mas caros, y los de pared multiple (varios concentricos) mas baratos, y son los que utilizan preferentemente. Los nanotubos de carbono son considerados como partlculas de una sola dimension debido a que presentan una relation longitud/diametro realmente muy grande. Su longitud puede llegar a ser millones de veces mayor a su diametro. La longitud puede variar mucho segun el proceso de production, desde los centenares de nanometros hasta los centenares de micras o incluso millmetros. El diametro de los mismos depende del tipo de nanotubos. Los de pared simple, tienen un diametro de 1 o 2 nanometros, mientras que los de pared multiple alcanzan las decenas de nanometros en funcion del numero de paredes concentricas. Por otro lado, las laminas de grafeno vienen a ser los nanotubos desenrollados. Se consideran partlculas de dos dimensiones, ya que tienen una geometrla plana con un espesor de unas pocas capas de atomos (idealmente una). Es decir, su relacion superficie/espesor tiende a infinito.
Cabe mencionar, tal como se aprecia en la figura 3, que el sustrato 1 sobre el que se aplica la capa 3 de disolucion 5 es un soporte 62 de una luneta 61 de un espejo retrovisor 6.
5
10
15
20
25
Mas concretamente el material protector del dispositivo calefactor obtenido del procedimiento de la reivindicacion 1, es resina.
Mas en particular, tal como se aprecia en la figura 2, el aditivo de carbono 53 del dispositivo calefactor obtenido del procedimiento de la reivindicacion 1, esta compuesto de nanotubos de carbono y/o de grafeno.
Es tambien objeto de la invencion, tal como se aprecia en la figura 3, el retrovisor 6 para vehlculos automoviles que comprende un dispositivo calefactor segun la reivindicacion 14, siendo el sustrato 1 es un soporte 62 para una luneta 61.
Cabe mencionar adicionalmente, en relacion a la figura 4, que el calefactor con nanocompuestos de carbono de la presente invencion, tras llevar a cabo diversos ensayos de laboratorio, presenta unas prestaciones de funcionamiento similares a los sistemas comerciales actuales siendo mas eficiente en el consumo de energla.
Los detalles, las formas, las dimensiones y demas elementos accesorios, asl como los componentes empleados en la implementation de dicho procedimiento, y dispositivo asociado, para la obtencion de un calefactor con nanotubos de carbono podran ser convenientemente sustituidos por otros que sean tecnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invencion ni del ambito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuation de la siguiente lista.
Lista referencias numericas:
- (1) Sustrato
- (2) Medios conductores
- 5
- (21) Contactos electricos
- (22) Pistas conductoras
- (3) Capa
- (4) Medios protectores
- (5) Disolucion
- 10
- (51) Material polimerico
- (52) Disolvente
- (53) Aditivo de carbono
- (6) Retrovisor
- (61) Luneta
- 15
- (62) Soporte
Claims (1)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1- Procedimiento para la obtencion de un calefactor, que comprende las siguientes etapas:- preparation de una disolucion (5) de un material polimerico (51), disolvente (52) y un aditivo de carbono (53),- aplicacion de al menos una capa (3) de dicha disolucion (5) sobre un sustrato (1),- disposition de unos medios conductores (2) sobre dicha capa (3),- recubrimiento de dichos medios conductores (2) con unos medios protectores (4), caracterizado porque el material del sustrato (1) es de la misma familia de pollmeros que el material polimerico (51) de la disolucion (5).2- Procedimiento segun la reivindicacion 1 caracterizado porque la etapa de preparacion de una disolucion (5) de un material polimerico (51), disolvente (52) y un aditivo de carbono (53) comprende las siguientes subetapas:- pesar el material polimerico (51) y el aditivo de carbono (53),- juntar ambos materiales,- anadir el llquido disolvente (52) del material polimerico,- actuar hasta su mezcla completa,- aplicar ultrasonidos durante un tiempo predefinido, preferiblemente una hora.3- Procedimiento segun la reivindicacion 1 caracterizado porque la concentration de la disolucion (5) del material polimerico (51) con un aditivo de carbono (53) en el llquido disolvente (52) es de un intervalo entre 2 y 10 mg/ml, preferiblemente 6 mg/ml.4- Procedimiento segun la reivindicacion 1 caracterizado porque la etapa de aplicacion de al menos una capa (3) de dicha disolucion (5) sobre un sustrato (1) comprende las siguientes subetapas:- disponer una mascara con la geometrla de la capa (3) a aplicar encima del sustrato (1),- aplicacion de la disolucion (5) sobre el sustrato (1),- dejar secar un tiempo predefinido, preferiblemente 10 minutos,- extraer la mascara.5- Procedimiento segun la reivindicacion 4 caracterizado porque la aplicacion de la disolucion (5) sobre el sustrato (1) es una tecnica de aerografiado.51015202530356- Procedimiento segun la reivindicacion 1 caracterizado porque la etapa de disposition de medios conductores (2) sobre dicha capa (3) comprende las siguientes subetapas:- sobrescribir unas pistas conductoras (22) de un circuito,- dejar secar un tiempo predefinido, preferiblemente 10 minutos,- disponer unos contactos electricos (21) con un barniz conductor sobre dicho circuito.7- Procedimiento segun la reivindicacion 6 caracterizado porque el barniz conductor tiene una conductividad un orden de magnitud mayor a la de la capa (3), especialmente de plata o de carbono.8- Procedimiento segun la reivindicacion 1 caracterizado porque la etapa de recubrimiento de dichos medios conductores (2) con medios protectores (4) comprende las siguientes subetapas:- recubrir la capa (3) mediante un material protector,- reforzar los contactos,- dejar secar un tiempo predefinido, preferiblemente 15 minutos.9- Procedimiento segun la reivindicacion 8 caracterizado porque el material protector es resina.10- Procedimiento segun la reivindicacion 1 caracterizado porque el aditivo de carbono (53) esta compuesto de nanotubos de carbono y/o de grafeno.11- Procedimiento segun la reivindicacion 10 caracterizado porque el sustrato (1) sobre el que se aplica la capa (3) de disolucion (5) es un soporte (62) de una luneta (61) de un espejo retrovisor (6).12- Dispositivo calefactor obtenido del procedimiento de la reivindicacion 1.13- Dispositivo calefactor segun la reivindicacion 12 caracterizado porque el material protector es resina.14- Dispositivo calefactor segun la reivindicacion 12 caracterizado porque el aditivo de carbono (53) esta compuesto de nanotubos de carbono y/o de grafeno.15- Retrovisor (6) para vehlcuios automoviles que comprende un dispositivo calefactor segun la reivindicacion 12 caracterizado porque el sustrato (1) es un soporte (62) para una luneta (61).
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES201331772A ES2537400B1 (es) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Procedimiento para la obtención de un calefactor en un automóvil |
DE102014224842.6A DE102014224842A1 (de) | 2013-12-04 | 2014-12-04 | Verfahren zum Herstellen einer Heizvorrichtung in einem Fahrzeug |
FR1461891A FR3014282B1 (fr) | 2013-12-04 | 2014-12-04 | Procede d'obtention d'un element chauffant dans une automobile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES201331772A ES2537400B1 (es) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Procedimiento para la obtención de un calefactor en un automóvil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2537400A1 ES2537400A1 (es) | 2015-06-08 |
ES2537400B1 true ES2537400B1 (es) | 2016-01-22 |
Family
ID=53177974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES201331772A Expired - Fee Related ES2537400B1 (es) | 2013-12-04 | 2013-12-04 | Procedimiento para la obtención de un calefactor en un automóvil |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102014224842A1 (es) |
ES (1) | ES2537400B1 (es) |
FR (1) | FR3014282B1 (es) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019243644A1 (es) | 2018-06-18 | 2019-12-26 | Asociación De Investigación De Materiales Plásticos Y Conexas | Panel calefactable y procedimiento de fabricación del mismo |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH717849B1 (fr) * | 2020-09-15 | 2024-06-14 | Graphenaton Tech Sa | Dispositif de chauffage d'un bâtiment. |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000164328A (ja) * | 1998-10-01 | 2000-06-16 | Daeil Pft Co Ltd | 面状発熱体及びその製造方法 |
KR100672810B1 (ko) * | 2005-07-06 | 2007-01-22 | 썬텍 주식회사 | 면상 발열체 제조방법 및 그에 의하여 제조된 면상 발열체 |
US20100122980A1 (en) | 2008-06-13 | 2010-05-20 | Tsinghua University | Carbon nanotube heater |
EP2136603B1 (en) | 2008-06-18 | 2015-08-05 | Tsing Hua University | Heater and method for making the same |
KR101328353B1 (ko) * | 2009-02-17 | 2013-11-11 | (주)엘지하우시스 | 탄소나노튜브 발열시트 |
KR20110026101A (ko) * | 2009-09-07 | 2011-03-15 | 문형훈 | 면상 발열체 |
-
2013
- 2013-12-04 ES ES201331772A patent/ES2537400B1/es not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-12-04 DE DE102014224842.6A patent/DE102014224842A1/de not_active Ceased
- 2014-12-04 FR FR1461891A patent/FR3014282B1/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019243644A1 (es) | 2018-06-18 | 2019-12-26 | Asociación De Investigación De Materiales Plásticos Y Conexas | Panel calefactable y procedimiento de fabricación del mismo |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3014282A1 (fr) | 2015-06-05 |
FR3014282B1 (fr) | 2019-08-02 |
DE102014224842A1 (de) | 2015-06-11 |
ES2537400A1 (es) | 2015-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2660189T3 (es) | Luna polimérica para vehículos con disposición de LED | |
Jo et al. | Highly flexible, stretchable, patternable, transparent copper fiber heater on a complex 3D surface | |
AU2016280027B2 (en) | Lens heating systems and methods for an LED lighting system | |
ES2537400B1 (es) | Procedimiento para la obtención de un calefactor en un automóvil | |
US10656501B2 (en) | Heating device for a camera lens | |
JP2012138382A5 (ja) | 表示装置、表示モジュール及び電子機器 | |
ES2842213T3 (es) | Métodos para transferir materiales eléctricamente conductores | |
TW200642164A (en) | Transparent antenna for vehicle and vehicle glass with antenna | |
JP2014525659A5 (es) | ||
US20150114952A1 (en) | Flexible transparent film heater | |
JP2012501062A5 (es) | ||
US20180267296A1 (en) | Electrically conductive polymer film | |
WO2009023584A2 (en) | Device and method of forming electrical path with carbon nanotubes | |
Popple et al. | All‐liquid reconfigurable electronics using jammed MXene interfaces | |
JP2017204529A (ja) | 融雪機能を備えた太陽光発電モジュール及び該太陽光発電モジュールを設置した建設物又は車両 | |
WO2006007083A3 (en) | Low power consumption oled material for display applications | |
ES2733855T3 (es) | Elemento de superficie para alumbrar y calentar | |
ES2294634T3 (es) | Revestimiento decorativo iluminado. | |
KR102142247B1 (ko) | 힘 센서를 구비하는 필름 히터 조립체 및 그를 이용한 필름 히터 장치 | |
JP2005537675A (ja) | マルチファンクショナルケーシング | |
CN210403803U (zh) | 夜光显示电池壳及电池包 | |
JP2007180267A5 (es) | ||
RU2013114397A (ru) | Обратимая термочувствительная среда для печати и обратимый термочувствительный элемент для печати | |
ES2664973B1 (es) | Un material que comprende látex, polipirrol y un precursor de la nucleación y polimerización del pirrol y procedimiento de síntesis del mismo | |
JP2003272807A (ja) | 面状発熱装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2537400 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20160122 |
|
FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20240326 |