JP2008538331A - シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、導電体が供給されたシートの製造方法であって、（ａ）フレーム要素に、１種又はそれ以上の導電体を装着し、（ｂ）工程（ａ）により装着された導電体を、少なくとも１つのプラスチックシートに、適用及び固定し、（ｃ）フレーム要素を除去する
ことを含んでなる製造方法を提供する。

Description

本発明は、導電体が供給されたシートの製造方法に関する。

乗物構造の車体重量を軽くするために、例えば、窓ガラスは透明プラスチック板に置き換えられている。リアウインドウに用いられるプラスチック板には、通常、電熱線が供給される。

乗物用ライト、例えば、ヘッドライト、バックライト及び他の自動車用照明器具などは、通常のハロゲンランプ又はガス放電灯を用いる場合を除き、一般に、特別な除氷装置又は曇り防止装置を必要としない。このような照明器具は、氷及び雪を融解し、凝縮水による曇りを除去するのに十分な熱を発生する。一方、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）のような冷光源を用いた投光器、又はキセノンランプを用いた投光器でさえ、十分な量の熱を発生せず、従って、非常に低い解氷性能しか示さない。乗物用ライトのレンズ上への氷結又は曇りは問題であり、外観上の理由のみならず、安全上の理由から、光線は、投光器から出射した時、減衰又は散乱されてはならない。

導電体構造が埋設されたプラスチック板の製造方法は、従来技術から知られている。DE 101 47 537 から知られている方法では、導電体がプラスチックシートの表面に組み合わされ、次いで、シートに、インサート（バック）射出成形又はインサート射出圧縮成形により別のプラスチック層を供給する。従来技術から知られている方法は、電熱線を敷設することになる。例えば、敷設ヘッドは、シート表面上を誘導され、わずかな加圧及び加熱を行いながら、シートの表面に電熱線を連続的に押し込み又は組み込む。この方法の欠点は、敷設ヘッドを用いて電熱線をシートに連続的に押し込むことから、比較的時間がかかることである。

特開2003-197013号公報、特開2002-150812号公報及び特開2002-211309号公報は、乗物用ライトのレンズに電熱線を組み込むことを記載している。しかし、従来の電熱線は、明らかに目に見え、外観上の理由から受け入れがたい。

特開平10-312705号公報は、乗物ヘッドライトに、インサート成形によってシート又はパネルを組み込むことを記載している。シート又はパネルには、導電性ペーストが供給される。

本発明の目的は、複数のワイヤが供給されたプラスチックシートを製造する方法を提供することである。この方法は、可能な限り簡単で、少ない工程で実施可能であることが意図される。

本発明は、導電体が供給されたシートの製造方法であって、
（ａ）フレーム要素（ストレッチャーフレーム）に、１種又はそれ以上の導電体を装着し、
（ｂ）工程（ａ）により装着された導電体を、少なくとも１つのプラスチックシートに、適用及び固定し、
（ｃ）フレーム要素を除去する
ことを含んでなる、製造方法を提供する。

導電体は、導電性物質、好ましくは金属、特に好ましくはタングステンから製造される。導電体の太さは、好ましくは５μｍ〜３ｍｍ、特に好ましくは１０〜４０μｍである。導電体として、ワイヤ（フィラメント）を使用し得る。

本発明の方法の工程（ａ）では、１つ又はそれ以上の導電体、例えばワイヤが、フレーム要素に装着され、導電体のセットを形成する。導電体は、例えば実質的に平行に装着し得る。しかしながら、導電体は、任意の他の所望のパターンでフレーム要素に装着され得る。ワイヤは、例えば、フレーム要素に巻きつけることにより、装着することもできる。

好ましくは、複数のフレーム要素に導電体を同時に装着することもでき、例えば、２つのフレーム要素を相互に隣接して配置でき、その周囲に導電体を巻きつけることができる。次いで、導電体の末端を、例えばクランプストリップを用いてストレッチャーフレームに適切に固定する。次いで、２つのフレーム要素を分離するが、導電体は、２つのフレーム要素の間の領域で切断される。このようにして、導電体が装着された２つのフレーム要素が同時に製造され、次いで、シートに適用される。

好ましくは、導電体は、例えばストレッチャーフレームのようなフレーム要素上に、２００μｍ〜２０ｃｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｃｍ、特に好ましくは１〜１０ｍｍの間隔を置いて、平行又はほぼ平行に、配置される。

好ましい適するストレッチャーフレームは、例えば、長方形フレームである、このフレームは、少なくとも２つの対向する面上に、導電体の位置を決定する櫛又は一連の窪みを有する。

第２の工程（ｂ）では、装着された導電体をプラスチックシートに適用し、固定する。プラスチックシートへの適用及び固定は、導電体及び／又はプラスチックシートを加熱して行うことができる。プラスチックシートは、局所的に又は大きい領域で加熱することができる。それに加えて又は代えて、導電体全部又は導電体のいくつかのみを加熱することができる。加熱により導電体をプラスチックシートに固定する１つの特に好ましい方法では、電圧を加えることにより導電体を全長にわたって加熱して、導電体に接触しているプラスチックシートの表面の溶融を開始し、導電体をプラスチックシートに結合させる。あるいは、導電体を、例えばホットワイヤ又は半田こてにより、点のみで加熱することもできる。

これに代えて又は加えて、プラスチックシートへの導電体の適用は、接着又は溶接により行うこともできる。接着は、適当な接着剤の塗布により、又は好ましくはシートの表面を部分的に溶解する溶媒を用いて導電体をプラスチックシートに接着させることにより、行うことができる。ポリカーボネートのプラスチックシートの場合、導電体を固定するための溶媒として、ジオキソラン及び塩化メチレンを使用することが好ましい。

また、プラスチックシートへの導電体の適用は、圧力を加え、装着された導電体をプラスチックシートにプレスすることによっても行うことができる。プレスは、好ましくは、プラスチックシートが溶融し始めるのに少なくとも十分高い温度で行われる。

本発明の方法の好ましい態様では、工程（ｂ）により装着導電体をプラスチックシートに適用及び固定した後、少なくとも１つの別のプラスチックシートを適用する。これは、工程（ｂ）の直後に、又は工程（ｃ）によるフレーム要素の除去の後にのみ、行うことができる。別のプラスチックシートは、導電体が第１のシートと第２の別のシートとの間に配置されるように、適用される。複数の別のプラスチックシートを適用することもできる。

好ましい態様によれば、付加的な工程（ｄ）において、熱可塑性物質を、導電体が供給されたプラスチックシートに、射出成形により適用される。射出成形による適用は、インサート射出成形又はインサート射出圧縮成形により行うことができる。簡略化のため、時にはインサート射出成形という用語を以下で使用することがあるが、本発明の目的にとって、別の方法であるインサート射出圧縮成形も、用語インサート射出成形に包含される。

別法として、導電体が供給されたプラスチックシートは、例えば熱可塑性物質、特にプラスチックシートに使用された熱可塑性物質のパネル、又はガラスパネルに適用される、これは、例えば、接着又は積層により行うことができる。

熱可塑性物質は、好ましくは、インサート射出成形又はインサート射出圧縮成形により、０．５〜５０ｍｍ、特に好ましくは２〜６ｍｍの厚さで、適用される。

工程（ｄ）による射出成形の場合、特に、金型の形状に従って製造されたシートが金型に挿入され、シートは、インサート射出成形法又はインサート射出圧縮成形法を用いてインサート充填材料により強化される。

場合により、シートは、可動半金型（イジェクター半金型）又は静止（固定）半金型に挿入される。シートの位置に依存して、後者が、金型の内側に（射出成形又は射出圧縮成形によるオーバーモールディング）、又は金型の外側（射出成形又は射出圧縮成形）に、位置させる。

工程（ｄ）による射出成形法（強化工程）では、シートは、好ましくは型に固定しなければならない。シートの固定は、例えば、シートの形状を用いて、又は静電的固定化により、真空により、シート上の保持用突起により、又は金型の固定要素により、行うことができる。シートは、好ましくは、その形状により固定される。

シートの正確な位置での固定は、インサート射出成形法又はインサート射出圧縮成形法においては、非常に重要である。これは、後の導電体の接触のために導電体を正確に配置するのに、イジェクター、スライド又はコア・プラーの特別な構造が必要となるため、特に重要である。導電体の配置は、好ましくは、正確に調節できるコアを用いて行うことができる。

シートを挿入して固定した後、製造装置のコンポーネント仕様の製造パラメータに従って、インサート射出成形法又はインサート射出圧縮成形法により射出成形を行う。

インサート射出成形されるプラスチックシート及び熱可塑性物質は、同じ又は異なる材料、好ましくは同じ材料から構成される。透明又は半透明熱可塑性樹脂を使用することができる。適当な熱可塑性樹脂の例は、ジフェノールポリカーボネート又はコポリカーボネート、ポリアクリレート又はコポリアクリレート、ポリメタクリレート又はコポリメタクリレート、好ましくはポリメチルメタクリレート、ポリスチレン又はスチレンのコポリマー、好ましくは透明ポリスチレン又はポリスチレン−アクリロニトリル（SAN）、透明熱可塑性ポリウレタン、ポリオレフィン、好ましくは透明ポリプロピレン、環式オレフィンに基づくポリオレフィン（例えば、TOPAS^TM, Ticona）、テレフタル酸の縮合重合体又は共縮合重合体、好ましくはポリエチレンテレフタレート又はコポリエチレンテレフタレート（PET又はCoPET）又はグリコール変性PET（PETG）である。

特に好ましい物質は、ビスフェノールＡポリカーボネート、ビスフェノールＡと１，１−ビス−（４−ヒドロキシフェニル）−３，５，５−トリメチルシクロヘキサンのコポリカーボネート、並びにポリメチルメタクリレート及びコポリメチルメタクリレートである。

熱可塑性シートの製造は、従来技術から知られている。後の用途に依存して、シートは、０．０１〜１０mm、好ましくは０．１〜０．４mmの厚さで製造され、本発明の方法において使用され得る。高水準の透明性を達成するために、インサート射出成形法における溶融物流れから遠い方の表面が可能なかぎり平滑な表面となることが好ましい。

本発明の方法の場合、シートには、導電体の適用前に、例えば装飾目的で及び／又は共通電気バスに接触させるために、例えばElectrodag^TM 418 SS (Acheson製）のような導電ペーストのプリントを供給することができる。

本発明の方法の利点は、導電体が敷設ヘッドによりプラスチックシートに逐次的に適用されるのではなく、むしろ一工程で適用されることである。これにより、複数のワイヤの適用が簡単になり、時間が短縮できる。

本発明は更に、本発明の方法を用いて製造された複合材料を提供する。

本発明の方法により製造されたシートは、例えば、オートバイ用ヘルメットのバイザー、加熱可能な窓、例えば自動車のリアウインドウ、又は冷蔵庫のドアに使用することができる。そのために、シートは、好ましくは、透明又は半透明熱可塑性物質とインサート射出成形される。ワイヤは、スイッチ付き電源に電気的に接続される。

本発明は更に、光出射開口を覆うレンズを含むライトであって、レンズは、本発明の方法を用いて製造されたシートを含んでなるライト、特に自動車用ライトを提供する。

適当なライトは、既知のライト全て、特に自動車用ライトである。好ましくは、ライトは、照射源として、少なくとも１個の発光ダイオードを有する。しかしながら、通常の照射源、例えばハロゲンランプ又はガス放電ランプも適している。

導電体が供給されたシートは、好ましくは、インサート射出成形又はインサート射出圧縮成形によりシート適用された透明熱可塑性物質を有し、これにより、透明シート、導電体及び透明熱可塑性物質層を含む成形体が形成される。成形体は、本発明のライトのレンズとして機能する。導電体が供給されたプラスチックシートは、導電体が供給されたシートが成形体、すなわちレンズの内側又は外側を形成するように、インサート射出成形され得る。あるいは、導電体が供給されたプラスチックシートは、ガラス製レンズに、例えば接着又は積層により、適用することもできる。

成形体、すなわちレンズの表面は、型押しされていても、されていなくてもよい。成形体には、例えば装飾の為に、部分的に印刷（プリント）をほどこしてもよい。プリントは、複数の層から形成されていてもよい。成形体は、被覆されていても、いなくてもよい。被覆としては、例えばシロキサン、ポリウレタン又はアクリレートに基づく市販耐引掻性塗膜が考慮され得る。

加熱手段として機能する導電体は、加熱手段の電力消費を制御し、電力消費を乗物の電気システムの特定の負荷状態に適合させる為に、適当なセンサ及び適当な制御用電子器機に、適切に接続される。

一組の平行電熱線を製造するために、平行に移動可能な側方ストリップを有する矩形ストレッチャーフレームを使用する。

ストレッチャーフレームのシャーシは、３つの固定サイド要素及び第４のサイドストリップからなり、第４のサイドストリップは、対向するサイドストリップと平行に移動し得る。移動可能なサイド部分は、それぞれの場合、右側及び左側の２本のバーにより、適切な位置に保持される。各側方の２つの固定用ブロックが、移動可能なサイドストリップの位置を固定する。移動可能サイドストリップ及び対向ストリップの上面には、円形ペグが、相互に１mm離して、設置されており、ペグは、２つの対向櫛を形成する。これらペグは、１mmの直径を有する。ポリカーボネートシートを、直接ペグ上に置き、ストレッチャーフレームに固定する。直径１９μｍのタングステン線の一端を接着テープにより固定サイド要素に取り付けた後、ストレッチャーフレーム上に張り渡す。このために、タングステン線をペグに適用し、ポリカーボネートシート上に張り渡し、移動可能サイドストリップ上の対応した対ペグに巻き付け、固定ストリップに戻し、そこで、再度、次のペグの周囲に巻き付ける。このようにワイヤを配置し続けることにより、下にあるポリカーボネートシートの上にパターンが現れる。パターンは、相互に１mm離された合計８０本の平行なタングステン線からなる。ワイヤの端部を、接着テープにより、サイド要素にしっかりと取り付ける。

タングステン線をシートに固定するために、使用したポリカーボネートに適した溶媒を使用するか、あるいは、好ましくは電気的に加熱したチップを用いてシートを局所的に加熱し、そのポイントで基材を軟化させ、ワイヤを基材に押しつけ、その後冷却してワイヤを基材に接続する。

ポリカーボネートシートに使用される液体は、塩化メチレン中のポリカーボネートの飽和溶液である。これを、固定すべき箇所にピペットで滴下する。この場合、確実にタングステン線がポリカーボネートシート上に静置されているか、又は溶液の液滴で少なくとも包囲されているかに、注意する必要がある。溶媒を蒸発させ、液滴を硬化させて固体ポリカーボネートを形成し、それにより、ワイヤをシートに固定する。

タングステン線がポリカーボネートシート上に固定されたなら、ストレッチャーフレームを緩め、形成されたワイヤループをストレッチャーペグから取り外す。ワイヤのループ端部それぞれを、銀導電ペーストを用いて、複合体の両側上の電流分配バスバーに電気的に接続する。このようにして、平行タングステン線が、平行にシート上で電気的に接続され、電源の２つの極に接続され、平行電熱線として使用され得る。

別の実験において、平行タングステン線の直列接続を行うために、固定ワイヤの開放末端のみを電源に電気的に接続する。

上述のように、ワイヤをポリカーボネートシートのエッジに固定することが重要であるが、中間固定として中間部で行うこともできる。これにより、シート／ワイヤ複合体のさらなる加工が簡単になるからである。個々の固定ポイントは、例えば、熱可塑性物質（ポリカーボネートも）とのシートのインサート成形後又はワイヤ側での第２のポリカーボネートシートによるシートの積層後には、もはや見えなくなる。

Claims (14)

1. 導電体が供給されたシートの製造方法であって、
   （ａ）フレーム要素に、１種又はそれ以上の導電体を装着し、
   （ｂ）工程（ａ）により装着された導電体を、少なくとも１つのプラスチックシートに、適用及び固定し、
   （ｃ）フレーム要素を除去する
   ことを含んでなる、製造方法。
2. 工程（ｂ）により、装着導電体をプラスチックシートに適用した後、少なくとも１つの別のプラスチックシートを適用する、請求項１に記載の方法。
3. 導電体は、金属、好ましくはタングステンから製造される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 導電体は、５μｍ〜３ｍｍ、好ましくは１０〜４０μｍの太さを有する、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. プラスチックシートは、ジフェノールポリカーボネート又はコポリカーボネート、ポリアクリレート又はコポリアクリレート、ポリメタクリレート又はコポリメタクリレート、好ましくはポリメチルメタクリレート、ポリスチレン又はスチレンのコポリマー、好ましくは透明ポリスチレン又はポリスチレン−アクリロニトリル（SAN）、透明熱可塑性ポリウレタン、ポリオレフィン、好ましくは透明ポリプロピレン、環式オレフィンに基づくポリオレフィン、テレフタル酸の縮合重合体又は共縮合重合体、好ましくはポリエチレンテレフタレート又はコポリエチレンテレフタレート（PET又はCoPET）又はグリコール変性PET（PETG）からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. プラスチックシートは、０．０１〜１０ｍｍの厚さを有する、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 付加工程（ｄ）において、導電体が供給されたプラスチックシートに、射出成形により熱可塑性物質を適用する、請求項１又は２に記載の方法。
8. 工程（ｄ）における射出成形用の熱可塑性物質は、ポリカーボネートである、請求項７に記載の方法。
9. 熱可塑性物質を、０．５〜５０ｍｍの厚さで適用する、請求項７又は８に記載の方法。
10. シート上に固定された１つ又はそれ以上の金属線を有する少なくとも１つのポリカーボネートシートを有してなる、導電体を含む複合材料。
11. 請求項１〜６のいずれかに記載の方法により製造された、請求項１０に記載の複合材料。
12. ポリカーボネートは、金属線を含む側に熱可塑性物質がインサート射出成形されている、請求項１０に記載の複合材料。
13. 請求項７〜９のいずれかに記載された方法により製造された、請求項１０に記載の複合材料。
14. 光出射開口を覆うレンズを含むライトであって、レンズは、請求項１〜９のいずれかに記載された方法を用いて製造されたシートを含んでなる、ライト。