JP5025487B2 - 透明プラスチックのパネルの重要な視界領域での熱の増強 - Google Patents

Description

本出願は、２００４年１２月１０日に出願の米国仮特許出願第６０／６３５１０６号の利益を主張するものである。

ガラスのパネル又はウインドウ用に設計されたヒータ・グリッドは、プラスチックのパネル又はウインドウ用に設計されたヒータ・グリッドと比較して、そこに使用するのに適した導電性物質タイプの間に多くの違いがある。特に、ガラスのパネル又はウインドウに関する製造プロセスにより、ヒータ・グリッド形成するのに使用される導電性の金属ペーストが高温（＞３００℃）で焼結できるようになる。金属ペーストを高温に曝すことにより、ペースト内の金属粒子が軟化し、共に融解できるようになり、それによって比較的高いレベルの導電性又は低い電気的な面抵抗率（Ｓ．Ｒ．≦２．５ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ［１ミル］）を示す焼結されたグリッド線になる。さらに、この焼結プロセスは、酸化物の表面の機能性を形成することができ、それによって、ガラスのパネル又はウインドウの表面に焼結された金属グリッド線を適切に付着させることができる。

それと比較して、ほとんどのポリマー・システムによって示されるガラス転移温度（Ｔｇ）は、３００℃の処理温度のはるかに下である。したがって、プラスチックのパネル又はウインドウは、ガラスのパネル又はウインドウの製造プロセスに見られる比較的高い温度に曝すことができない。プラスチックのパネル又はウインドウに関しては、導電性の金属ペーストは、通常、プラスチックのパネルによって示されるＴｇより約１０℃以上だけ低い温度に曝すことができる。例えば、ポリカーボネートは、１４０℃程度のＴｇを有する。この場合、金属ペーストに関する硬化温度は、約１３０℃を超えるべきではない。この低温においては、金属粒子は軟化又は共に融解しない。さらに、プラスチックのパネル又はウインドウを接着するために、ポリマー層が導電性のペーストに存在しなければならない。このポリマー材料は本質的に、間隔が密接した金属粒子の間の誘電体としてふるまう。したがって、硬化された金属ペーストによって示される導電性は、焼結されたペーストによって示される導電性よりも低くなる。

高温の基材（例えばガラス）上に印刷された焼結された金属ペーストと比較して、プラスチック基材上で硬化された導電性のペーストによって示されるより低い導電性、並びにガラスと比較してプラスチックによって示されるより低い伝熱性のため、ヒータ・グリッドの機能性は、長いグリッド線が必要である場合にひどく損なわれる。業界において、大型車両のバックライト、リア・ウインドウ用の許容できる霜取り器を提供するために、重要な視界領域で生成され、放散された熱の量を増大させ、最適化することが必要とされる。

本発明は、プラスチックのウインドウ・アセンブリの重要な視界領域内に生成された熱の量の増大をもたらす。本発明の１つの実施例は、透明なプラスチックのパネル、少なくとも１つの保護層、及び「高度に導電性の」インクを印刷することによって形成される導電性のヒータ・グリッドを備えるプラスチックのウインドウ・アセンブリを述べ、その場合、印刷された「高度に導電性の」インクは、約８ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満の面抵抗率を示すように硬化される。別の態様では、本発明は、約３０オーム未満の抵抗を示す第１のグリッド線、及び約１オーム未満のヒータ・グリッド全体に対する総合的な抵抗を有するヒータ・グリッドを備える。別の態様では、本発明は「可変幅」の手法、「収束線」の手法、又は「交差線」の手法のいずれかを使用することによって第１のグリッド線を通って流れる電流の量の増大を述べている。

本発明は、プラスチックのウインドウ・アセンブリの表面を霜取り及び曇止めする方法も述べる。この方法によれば、印刷された導電性のヒータ・グリッドに電圧を加えることにより、電流が導電性のヒータ・グリッドの第１のグリッド線を通って流れ、第１のグリッド線を流れる電流の流れにより、ヒータ・グリッドの第１のグリッド線を抵抗加熱させ、第１のグリッド線の抵抗加熱により、透明なプラスチック光沢パネル（ｇｌａｚｉｎｇ ｐａｎｅｌ）の表面が霜取り及び曇止めされ、第１のグリッド線を通る電流の流れが約０．４アンペアより大きくなり、第１のグリッド線に関する抵抗に対する電流密度の比率が約１アンペア／オーム−ｍｍ^２より大きくなり、透明なプラスチックのパネルの表面が霜取りされ、曇止めされた後、又は定義された時間間隔の後にヒータ・グリッドから電圧を遮断する。

本発明は、「Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ Ｃａｒ Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ Ｄｅｆｏｇｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称のＳＡＥ Ｊ９５３（１９９９）テスト・プロトコル（ペンシルベニア州Ｗａｒｒｅｎｄａｌｅの米国自動車技術者協会）の形の許容された自動車霜取り基準に適合するようにパネルを霜取りすることができるように、透明なプラスチック光沢パネルに適用されたヒータ・グリッドに関する。このテストに適合するために、ヒータ・グリッドは、プラスチックのウインドウ・アセンブリの一部分のとき、ウインドウ又はパネルの重要な視界領域で生成された熱の量を増大させ最適化するための１つ又は複数の構造を利用する。これらの第１のものは、第１のグリッド線によって示される面抵抗率、及びヒータ・グリッド設計によって示される総合的な電気抵抗に対する特定の要件に適合し又は超える導電性の金属ペースト又はインクを使用することを伴う。別のものは、第１のグリッド線と共に収束し、第１のグリッド線と交差する重要でない視界領域の追加の第２のグリッド線の使用を取り入れている。別の構造では、重要な視界領域での第１のグリッド線の加熱の特性を向上させるために可変のグリッド線幅が利用される。

自動車産業によって採用されているようなＳＡＥ Ｊ９５３（１９９９）基準試験は、ウインドウ上に霜又は氷を形成することから、時間の関数として明瞭にされた視覚領域の百分率を測定することに及ぶ１０の段階を含む。総合的な手順が表１に全体的に述べられている。３０分未満に視界領域の少なくとも７５％を霜取りできるヒータ・グリッドを備えるウインドウは、この基準によれば、自動車の用途での使用に対して許容できる。しかし、多くの自動車製造業者は、ヒータ・グリッドが２０分などのより狭く規定された時間枠でウインドウを霜取りすることができることを好み、１０分未満が特に好まれる。

米国特許公報第２００５０２５２９０８Ａ１号に記載されるようなプラスチックのパネル（ポリカーボネート４ｍｍ厚）用に設計されたヒータ・グリッドは、霜取りされる氷がパネルの反対側の外側表面に存在しながら、ヒータ・グリッドがパネルの内側表面に配置される場合に、ＳＡＥ Ｊ９５３（１９９９）基準に適合することができる。このヒータ・グリッドを使用して、約５５℃の第１のグリッド線温度が３０分以内にプラスチックのパネルを霜取りすることが可能である。約６０℃で２０分の内に霜取りが行われ、約７０℃で１０分の内に霜取りが行われる。それぞれがプロット１０及び１２として示される、プラスチックのパネルの内側表面（ヒータ・グリッドがその上に担持される表面）のグリッド線温度、及びパネルの外側表面（霜が付いた表面）の温度のプロットが図１に示される。便宜のために、グリッド線温度の測定値（熱特性）が周囲環境の温度（２２．５℃）で取られる。プラスチックのパネルの外側表面によって示される温度も２２．５℃の周囲環境の温度で測定される。図１で理解できるように、氷又は霜と接触していた表面である外側のプラスチック面の平衡温度は、プラスチックのパネルの内側表面上のグリッド線の温度よりも約１５〜２０℃低かった。

１０、２０、又は３０分以内にプラスチックのパネルを霜取りするために、パネルの外側表面温度は、それぞれ約５０℃、４５℃、及び４０℃に達しなければならない。これから、温度比が、２２．５℃の周囲環境の温度に対して（ＳＡＥ Ｊ９５３プロトコルによって定められるような）プラスチックのパネルの外側表面を霜取りするために必要な内側表面温度として規定できる。したがって、１０、２０、又は３０分以内にプラスチックのパネルを霜取りするために、第１のグリッド線及び外側表面は、それぞれ約２．２、２．０、及び１．８の温度比を示さなければならない。発明者らは、グリッド線温度（パネルの内側表面）と外側表面温度（パネルの外側表面）との間の温度差に対する原因が、プラスチックのパネルによって示される熱伝導率又は熱拡散率が比較的少ないことにあると考えている。

テスト・プロトコルを使用して、例えば霜又は氷と接触する、４０〜７０℃の間のウインドウの外側の表面温度を設定するように、自動車への用途に関するプラスチックのウインドウを霜取りするための好ましい設計領域１４を図１に示すことができる。プラスチックのパネルのヒータ・グリッドの第１のグリッド線及びバスバーに対して許容できる最大温度が７０℃であるので、安全上の配慮により、ウインドウの外側表面に関するヒータ・グリッドの位置は、ヒータ・グリッドによって示された霜取り及び曇取り能力を最適化するために設計上の考慮を行う重要な点である。

図２で理解できるように、ヒータ・グリッド１６は、プラスチックのウインドウ・アセンブリ２０の外側表面１８の付近（概略図Ａ）、プラスチックのウインドウ・アセンブリ２０の内側表面２２（概略図Ｂ及びＣ）に配置され、又はプラスチックのパネル内に封入できる（概略図Ｄ）。ヒータ・グリッド１６に関するそれぞれの可能な位置は、総合的な性能及び費用に関連して異なる利点をもたらす。ヒータ・グリッド１６をプラスチックのウインドウ・アセンブリ２０の外側表面１８の付近（概略図Ａ）に配置することは、プラスチックのパネル２４を霜取りするために必要な時間を最小限に抑えるために好ましいものである。ヒータ・グリッド１６をプラスチックのウインドウ・アセンブリの内側表面２２上（概略図Ｃ）に配置することは、システム全体に対して適用が容易であり、製造コストがより低くなることにより好ましいものである。

透明なプラスチックのパネル２４は、任意の熱可塑性ポリマー樹脂又はその混合物又は組合せから構成できる。熱可塑性樹脂には、それらには限定されないが、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリスルホン樹脂、並びにそのコポリマー及び混合物を含むことができる。透明パネル２４は、鋳造、熱成形、又は押出し成形などの当業者に知られた任意の技術を使用することによってウインドウに形成できる。透明のパネル２４は、不透明のインクを印刷し、又は不透明の樹脂を使用する境界部を鋳造することによって付着される、ブラックアウト境界部２６及びロゴなどの不透明性の領域をさらに備えることができる。

ヒータ・グリッド１６は、導電性のインク又はペースト、及びそれらには限定されないがスクリーン印刷、インク・ジェット、又は自動ディスペンシング（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）を含む、当業者に知られた任意の方法を使用して、プラスチックのパネル２４の内側表面２８又は外側表面３０上に、或いは保護層３２の表面上に直接的に一体的に印刷できる。自動ディスペンシングには、ドリップ・アンド・ドラッグ（ｄｒｉｐ ＆ ｄｒａｇ）、ストリーミング（ｓｔｒｅａｍｉｎｇ）、及びシンプル・フロー・ディスペンシング（ｓｉｍｐｌｅ ｆｌｏｗ ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）などの接着剤塗布の分野の技術者に知られた技術が含まれる。

プラスチックのパネル２４は、パネル２４の外側及び／又は内側の両方にある単一の保護層３２、又は追加のオプションの保護層３４の使用を介して、紫外線、酸化、及び磨耗に曝されるなどの自然発生的な事象から保護できる。少なくとも１つの保護層３２を備える透明なプラスチックのパネル２４が透明なプラスチック光沢パネルとして本明細書に定義される。

保護層３２、３４は、プラスチック・フィルム、有機コーティング、無機コーティング、又はその混合物から構成できる。プラスチック・フィルムは、透明パネルと同じ又は異なる構成のものであることができる。フィルム及びコーティングは、磨耗耐性を向上させるために、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）分子と、分散剤、界面活性剤、及び透明な充填剤（例えば、ケイ酸、酸化アルミニウム等）などの流動性を制御する添加剤と、光学的、化学的、又は物理的特性を調整するためのその他の添加剤とを含むことができる。

有機コーティングの例には、それらには限定されないが、ウレタン、エポキシ、及びアクリレート、並びにその混合物又は配合物が含まれる。無機コーティングのいくつかの例には、シリコーン、酸化アルミニウム、フッ化バリウム、窒化ホウ素、酸化ハフニウム、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化スカンジウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化炭化ケイ素、炭化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化イットリウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコニウム、又はガラス、及びその混合物又は配合物が含まれる。

コーティングは、当業者に知られた任意の適切な技術によって塗布できる。これらの技術には、真空アシスト堆積法（ｖａｃｕｕｍ−ａｓｓｉｓｔｅｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）で使用されるような反応種（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｓｐｅｃｉｅｓ）からの堆積、及び基材にゾル−ゲル法コーティングを塗布するのに使用されるような大気中での被覆法が含まれる。真空アシスト堆積法の例には、それらには限定されないが、プラズマ促進化学蒸着、イオン・アシスト・プラズマ堆積（ｉｏｎ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｐｌａｓｍａ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、マグネトロン・スパッタリング、電子ビーム蒸着、及びイオン・ビーム・スパッタリングが含まれる。大気中での被覆法の例には、それらには限定されないが、カーテン・コーティング、スプレー・コーティング、スピン・コーティング、浸漬コーティング、及びフロー・コーティングが含まれる。

上記に示したように、ヒータ・グリッドは、グリッド・パターンをプラスチックのパネルの上、保護層３２の上、又は２つの保護層の間に塗布することによってウインドウ・アセンブリ２０の内側表面２２又は外側表面１８の付近に配置できる。１つの構造では、ヒータ・グリッド１６は、プラスチックのパネルの内側表面２８の上、及び任意のすべての保護層３２、３４の下に印刷することができ（概略図Ｂ）、別の構造は、最も内側（車両の内側）の保護層３４の表面の上に印刷されたヒータ・グリッド１６を備える（概略図Ｃ）。例えば、印刷された霜取り器１６を備えるＥｘａｔｅｃ（登録商標）９００自動車用ウインドウ光沢システムを備えるポリカーボネート・パネル２４は、概略図Ｃの実施例に対応する。この特定の場合には、透明なポリカーボネート・パネル２４は、複数層のコーティング・システム（Ｅｘａｔｅｃ（登録商標）ＳＨＰ−９Ｘ、Ｅｘａｔｅｃ（登録商標）ＳＨＸ、及び「ガラス様」コーティング（ＳｉＯ_ｘＣ_ｙＨ_ｚ）の堆積された層）によって保護され、次いでそれは車両の内側に面する保護層３４の露出面上のヒータ・グリッド１６を使用して印刷される。さらに別の構造として、ヒータ・グリッド１６が１つ又は複数の保護コーティング３２、３４の１つ又は複数の層の上部に配置でき、それに続いて１つ又は複数の保護コーティングの１つ又は複数の追加の層を使用して上塗りされる。例えば、ヒータ・グリッド１６は、シリコーン保護コーティング（例えばＡＳ４０００、ＧＥ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ社）の上部に配置され、それに続いて「ガラス様」フィルムを使用して上塗りすることができる。

概略図Ａの構造では、ヒータ・グリッド１６がアセンブリ２０の外側表面１８の付近に配置され、さらに別の実施例では（概略図Ｄ）、ヒータ・グリッド１６をプラスチックのパネル２４自体の内側に配置する。これらの２つの実施例は、ヒータ・グリッド１６を透明なプラスチックの薄いフィルム又はパネルに最初に塗布することを伴うことができる。透明なフィルム又はパネルは、続いてウインドウの形に熱成形され、その後鋳型の中に入れられ、プラスチックのパネル又はウインドウ２０を形成するために、射出成形を介してプラスチック溶融を受けることができる。薄いフィルム及び透明のパネル２４、又は２つの透明のパネル２４は、積層し、又は互いに接着剤で接着することもできる。ヒータ・グリッド１６がその上に配置される薄いプラスチックのパネル２４又はフィルムは、装飾インク又はブラックアウト・ボーダー２６、並びにその他の追加の機能性を含むこともできる。

ヒータ・グリッド１６の第１のグリッド線が許容可能な霜取り及び曇取りの性能（図１を参照）を得るために必要な温度に達するために、高導電性のペースト又はインクが必要であることが認められた。従来の導電性のペースト又はインクは、プラスチックの自動車用ウインドウに関する霜取り器として機能するためのその能力が非常に限定されている。第１に、従来の導電性のインク及びペーストによって示される比較的低い導電性によって、ヒータ・グリッド１６が適切に機能するためのグリッド線の長さは約７５０ｍｍ（〜３０”）に限定される。不都合なことに、ほとんどの車両のリア・ウインドウは、７５０ｍｍより幅が広く、７５０ｍｍを超えるグリッド線を備えるヒータ・グリッド１６を必要とする。従来の導電性のインク又はペーストの例が、それに関連する製造業者と共に表２に示される。表２に記載されるように、従来の導電性のインク又はペーストによって示される面抵抗率は、スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）当り１０．０ミリオーム以上である。

様々な材料の性能を分析する、ガラスのウインドウ用に作製された、印刷され焼結された霜取り器のグリッド線によって実証されるものと同様の許容可能な性能レベル。他方で、前述のように、従来の銀ペースト又はインクによって示されるような許容不可能な性能が見られる。０．６ｍｍの幅、約８〜１０μｍの高さ、及び約１０００ｍｍ（〜３５”）の長さを有する様々なタイプのグリッド線の性能の比較が図３に示される。ガラスのウインドウ上の焼結されたグリッド線（プロット３６）は、約４０℃の温度を達成するために約０．８５アンペアの電流の流れを必要とする。それと比較して、ポリカーボネートの表面上に印刷された従来のインク（プロット３８）を備える同様の寸法のグリッド線は、約４０℃に達するのに約０．２８アンペアしか必要としない。これが生じる第１の理由は、ポリカーボネートに印刷されたインクによって示される高い面抵抗率（ガラス上の面抵抗率（２．５ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満）に対して１０ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）より大きい）によると考えられている。抵抗加熱では、発生する熱の量は、グリッドを通って流れる電流の量及びグリッド線の抵抗に大きく依存する。より抵抗値の高いグリッド線は、必要な温度を発生させるために必要な電流の量がより少ないが、同時にオームの法則に示されるように、電流を確立するためにより多くの量の電圧も必要とする。

発明者らは、ある種のタイプの導電性のインク又はペーストが、プラスチックのパネルに使用された場合、ガラスのパネル上に焼結されたインクに関して観測される性能により近似した性能に導くことができることを見出した。発明者等は、約８ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満、及び好ましくは約６ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満の面抵抗率を示す「高導電性」の印刷されたインクが、７５０ｍｍ（〜３０”）を超えるグリッド線を備えるプラスチックのパネル上で正常に機能する霜取り器を作成するのに使用できることを発見した。図３のプロット線４０に示されるように、グリッド線（０．６ｍｍの幅を有し、「高導電性」インクを使用して作製された）が４０℃の最小温度を達成するために必要なのは約０．６アンペアよりわずかに大きい電流である。それぞれ約０．８アンペア及び１アンペアより大きいものがグリッド線を通って流れる場合、５０℃及び６０℃のより好ましい温度が達成できる。

典型的な自動車の１２ボルト（１３．１ボルトの期待される出力）のバッテリーを約０．２２５ｍｍ以上の幅を有する「高導電性」インクのグリッド線に接続すると、図４に示されるようにグリッド線を通る電流の流れが約０．４アンペアより大きい場合に４０℃の最小温度が達成できる。約０．３ｍｍよりも大きい幅である、わずかに大きな幅の「高導電性」のインクのグリッド線を通って流れる電流が、約０．６アンペアより上に上昇された場合に、５０℃のより好ましい温度を達成できる。約０．５ｍｍよりも大きい幅を有する、「高導電性」のインクのグリッド線を通って流れる電流が、約０．８５アンペアより上である場合に、６０℃のさらにより好ましい温度を達成できる。約０．６ｍｍよりも大きい幅を有する、「高導電性」のグリッド線を通って流れる電流が、約１アンペアより上である場合に、７０℃の最大温度を達成できる。したがって、図４の矢印４２によって設計されたそのような「高導電性」インクに関する好ましい設計基準は、０．４アンペアより大きく且つ少なくとも０．２２５ｍｍの幅である。

「高導電性」のインクは、キャリア媒体（ｃａｒｒｉｅｒ ｍｅｄｉｕｍ）に分散された導電性の粒子（例えば、薄片（ｆｌａｋｅｓ）又は粉末）で構成できる。「高導電性」のインクは、それらには限定されないが、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、又はそれらの混合物及びコポリマーを含むポリマー・バインダーをさらに含むことができる。いくつかの例を挙げると、分散剤、チキソトロープ、殺生物剤、酸化防止剤、金属塩、金属化合物及び金属分解生成物などのその他の様々な添加剤が、「高導電性」のインク内に存在する可能性がある。金属塩及び金属化合物のいくつかの例には、三級脂肪酸銀塩、金属炭酸塩、及び金属酢酸塩化合物が含まれる。有機金属の分解生成物のいくつかの例には、カルボン酸金属せっけん、ネオデカン酸銀及び金アミン２−エチルヘキサン酸が含まれる。「高導電性」のインクのさらなる例、並びに金属塩、金属化合物、及び金属分解生成物のさらなる記載は、欧州特許第０１４９３７８０号、米国特許公報第２００４／０２４８９９８号、並びに米国特許第５，８８２，７２２号、米国特許第６，０３６，８８９号、米国特許第６，３７９，７４５号、及び米国特許第６，８２４，６０３号に確認される。

本発明に適用可能な「高度に」導電性のペースト又はインク内に存在する導電性の粒子は、それらには限定されないが、銀、酸化銀、銅、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、スズ、又はそれらの混合物又は合金、並びに金属ジカルコゲナイドなどの任意の金属化合物を含む金属から構成できる。これらの導電性の粒子、薄片、又は粉末は、ポリアニリン、非晶質炭素、及びカーボン・グラファイトなどの当業者に知られたいくつかの導電性の有機材料を含むこともできる。任意の粒子、薄片、又は粉末の粒子寸法は多様である可能性があるが、約４０μｍ未満の直径が好ましく、１μｍ未満の直径が特に好ましい。粒子充填を最適化することによって、導電性を高め、面抵抗率を低くするために、複数の粒子のタイプ及び寸法を混合したものが利用できる。「高導電性」のペースト又はインク内のキャリア媒体として作用する任意の溶剤は、有機樹脂、添加剤、又は導電性の粒子に対して溶解性又は分散安定性をもたらす任意の有機ビヒクル（ｏｒｇａｎｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ）の混合物であることができる。

発明者らは、本発明に適用可能な「高度に導電性の」インクに関して、図５の点線及び矢印４３によって示されるように、グリッド線の抵抗値に対する電流密度（アンペア／ｍｍ^２の単位で与えられるグリッド線の断面領域を通過する電流）の比率がオーム−ｍｍ^２当り約１アンペアより大きくなることが好ましく、オーム−ｍｍ^２当り約２アンペアより大きくなることが好ましいことを発見した。さらに、各グリッド線は、約３０オーム未満の電気抵抗（Ｒ）を示すべきである。電流密度及び抵抗は、当業者のだれによっても容易に測定できる材料及び回路設計の両方の知られた電気特性である。従来の導電性のインク（プロット４４）、及び本発明で利用されるような「高度に導電性の」インク（プロット４６）から構成された、４０℃と７０℃の間の様々な温度を示すグリッド線の抵抗に対する電流密度のプロットが図５に示される。

所与の温度ごとに、グリット線の抵抗に対する電流密度のプロットは、従来の線形回帰分析ツールを使用して直線としてモデル化できる曲線をもたらす。曲線を当てはめられた線の傾きは、抵抗率に対する電流密度の比率を与える。図５に示されるように、１０ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）よりも大きい面抵抗率を有する従来の導電性のインクは、１アンペア／オーム−ｍｍ^２未満の、抵抗に対する電流密度（曲線当てはめ分析の傾き）の比率を示し、約８ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満の面抵抗率を有する本発明に適合可能な「高度に導電性の」インクは、１アンペア／オームｍｍ^２より大きい、抵抗に対する電流密度の比率を示し、約２アンペア／オーム−ｍｍ^２より大きいことが好ましく、約３アンペア／オーム−ｍｍ^２より大きいことが特に好ましい。

発明者らは、グリッド線の体積の関数としてプロットされた場合の測定されたグリッド線の抵抗のデータが、図６に示されるようなべき乗則関数を使用してモデル化できることも発見した。プロット４８によって理解できるように、１０ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）より大きい面抵抗率を有する従来の銀インクから構成されるグリッド線に関して、比例定数（ｙ）は、約５１０であり、べき乗則関数に関連する指数は約−１．２８である。「高度に導電性の」インクから構成されるグリッド線は、５００未満、約３００未満、及びさらには約２００未満であることが好ましい比例定数を有するかなり異なるべき乗則の関係を示す。図６で理解できるように、この比例定数は約１４５である。同様に、８ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満の面抵抗率の「高い導電率」のインクに関するべき乗則関数に関連する指数は、約−１．０程度である。測定されたデータへのべき乗則モデルの適合性は、図６の部分図に実証されている。べき乗則関数は、両対数グラフにプロットされた場合に、線の傾きが関数の指数又は累乗を表し、図示されるようにｙ切片が比例定数になっている直線を生み出す。

発明者らは、第１のグリッド線又は第１のグリッド線のセグメントを通って流れる電流の量が、「可変幅」の手法、「収束線」の手法、又は両方の手法の組合せのいずれかを使用することによって増大できることを発見した。図７は、（ｉ）可変幅の手法、（ｉｉ）収束線の手法、及び（ｉｉｉ）収束線又は幅７４の変化がまったくない従来のグリッド線７２の構造を示すグリッド線の比較を示す。

「可変幅」の手法は、プラスチックのウインドウ・アセンブリの重要な視界領域５４に入るときに第１のグリッド線５２の幅５１を縮小させることを含む。重要な視界領域５４は、車両の設計に基づいた車両の製造業者によって決定される。しかし、この重要な視界領域５４は、通常、バックミラーを使用する場合に運転者によって見ることが可能なバックライトの領域を示す。言い換えれば、第１のグリッド線５２の幅５１は、重要な視界領域５４の各バスバー又は端部線セグメント５６と線セグメント５８との間で少なくとも１回縮小する。

「収束線」の手法は、好ましくは重要な視界領域５４の外、又は重要でない視界領域内で、第２のグリッド線６０が一定の幅６１の第１のグリッド線６２と交差できるようにする。この手法では、（第２のグリッド線６０の）収束線セグメント６６の幅６３と結び付けられた場合の（第１のグリッド線６２の）端部線セグメント６４の幅６１が、第１のグリッド線６２の中心線セグメント５８の幅６１よりも大きい。重要な視界領域での第１のグリッド線５２、６２、又は第１のグリッド線のセグメント５８を通って流れる電流が増加することが、その領域のグリッド線の抵抗加熱の関連する増加をもたらし、したがって、プラスチックのウインドウ・システムを霜取り又は曇取りするのに必要な時間の量を短縮させる。

「可変幅」の手法は、第１のグリッド線５２の長さ全体にわたって複数回使用できる。言い換えれば、第１のグリッド線５２の幅５７は、重要な視界領域５４での第１のグリッド線５２のセグメント５８を通る電流の流れを最適化するために複数回縮小できる。第１のグリッド線内の電流は、グリッド線の幅の各段階的変化が各第１のグリッド線５２の向かい合う、左右の端部に対して対称的に行われる場合に最適化される。同様に、「収束線」の手法での第２の線６０の使用は、第１のグリッド線６２の左右の両方の端部に第２のグリッド線６０を使用することによって対称的に行われるべきである。これらの両方の手法は、第１のグリッド線を通って流れる電流の増加を約１０％より大きくもたらすものとして示されてきた。

電流の量を最適化するために「可変幅」又は「収束線」の手法を使用する利点を示す１つの例が表３に示され、それは図７に示されるグリッド線を利用する。この例に関しては、５８、６４、６６、及び５６として識別される各グリッド線のセグメントは、それぞれ標識され、約９．０μｍの厚さ又は高さで約８ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満の面抵抗率を示す高い導電性のインクを使用して印刷された。各グリッド線のセグメントの長さと幅が表３に表される。次いで、各線のセグメントの抵抗が、図７に示される各グリッド線に関する総合的な抵抗の手法と共に決定された。グリッド線の構造に対する「従来の」手法（ｉｉｉ）の総合的な抵抗は、１６．８０オームのところで最高であることが認められ、「収束線」の手法（ｉｉ）及び「可変幅」の手法（ｉ）を使用するグリッド線は、それぞれ１２．０６オーム及び１４．１０オームのより小さな総合的な抵抗を示した。１３．１ボルトを加えるとき、第１のグリッド線のそれぞれを通って流れる電流は、手法ｉ、ｉｉ、ｉｉｉに関して、それぞれオームの法則を使用して０．９３、１．０９、及び０．７８アンペア程度であると決定された。したがって、「可変幅」の手法、及び「収束線」の手法の両方は、約１０％以上、重要な視界領域での第１のグリッド線を通って流れる電流を増加させることができる。

別の構造として、「可変幅」の手法は、印刷されたグリッド線５２の幅の複数の変化を含むことができ、それによって、時間に対する霜取りの性能においての違いを示す複数の区域を確立する。例えば、印刷されたグリッド線５２の幅が各端部から２回縮小された場合、これらの区画のうちの３つのみが霜取り能力において異なる全部で５つの区域が形成される。グリッド線の幅のそれぞれの縮小は、急激に行われ（幅に段差を付ける）、又は数ミリメートルの長さにわたって次第に行われ（幅を先細にする）てもよい。グリッド線の幅の連続的な縮小は同様に、同じ効果を示すことができる。この特定の実施例では、重要な視界領域の中心付近の各グリッド線の部分、線セグメント５８は、最も狭い幅を有するべきであり、各グリッド線の中心から各グリッド線の両端部に移動するにつれ、各グリッド線の幅が次第に広くなる（線セグメント５６）。

「収束線」の手法（ｉｉ）は、或いは、別の第１のグリッド線６２と共に収束する前に少なくとも１つの第１のグリッド線６２と交差する第２の線６０、並びに同じ第１のグリッド線６２と共に収束する複数の第２の線６０を備えることができる。第２のグリッド線６０は、第１のグリッド線６２と同じ、又はそれとは異なる幅のものであることができる。さらに、第２のグリッド線６０は、第２のグリッド線６０の長さ全体にわたる幅の変化を示すこともできる。したがって、第２のグリッド線６０は、第２のグリッド線６０の長さ全体にわたる可変幅の手法の使用を取り入れることもできる。

発明者らは、第１のグリッド線７４又は第１のグリッド線７４のセグメントを通って流れる電流の量を図８に示されるような「交差線」の手法を使用することによって増大できることも発見した。「交差線」の手法は、重要な視界領域内又は重要でない視界領域内で、第２のグリッド線７６が１つ又は複数の第１のグリッド線７４と交差できるようにする。「交差線」の手法と「収束線」の手法との間の違いは、第２の線７６が第１のグリッド線７４と共に収束せず、「交差線」の手法の第２の線７６が第１のバスバー７８から開始し、同じバスバー７８又は第２のバスバー８０と交差する点で終端する。２つ以上のバスバー７８、８０が霜取り設計に存在する場合、第１及び第２のバスバー７８、８０は、それぞれすべての負及び正のバスバーを代表する。第２の線７６は、第１の線７４と垂直に（図示されるように）又はその他のなんらかの角度で第１の線７４と交差することができる。「交差線」の手法は、「可変幅」又は「収束線」の手法又はその両方と結び付け、使用できる。

以下の特定の実施例は、本発明を例示するために与えられ、本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではない。

「実施例１」
面抵抗率を測定するための方法
本発明に適用可能な高度に導電性のインクを使用して、プラスチック基材の上にグリッド線が印刷された。この例では、高度に導電性のインクは、Ｅｘａｔｅｃ（登録商標）１００／１０１（表２）として認識される銀を充填された導電性のインクである。次いで、印刷されたインクは約１時間の間、約１２９℃で熱硬化された。グリッド線の長さはマイクロキャリパーを使用して測定され、グリッド線の幅及びグリッド線の高さはプロフィロメータを使用して測定された。同様に、グリッド線の総合的な電気抵抗は、オーム・メータを使用して測定された。この実施例でのグリッド線に関して得られた測定値が、「高度に導電性の」インクによって示された面抵抗率の値を得るために必要な計算と共に表４に示される。

第１に、グリッド線内に存在する正方形の数が、測定されたグリッド線の長さを測定されたグリッド線の幅で割ることによって計算される。この実施例でのグリッド線は、１８１．８の正方形を表すことが認められた。次いで、面抵抗率が、グリッド線の測定された抵抗に２５．４マイクロメートル（１ミル）の基準高さに調整された測定されたグリッド線の高さを掛け、続いて、計算された正方形の数によって割ることによって計算される。４．８ミリオーム／スクエアの面抵抗率が、この例に使用されるインクに関して得られた。したがって、この実施例は、従来の導電性の又は「高度に導電性の」インクによって示される面抵抗率を決定するのに利用される方法を実証する。

「実施例２」
導電性のインクの比較
本発明に適用可能な高度に導電性のインクの３つの例と共に表２に示されるような１３の従来の導電性のインクが様々な製造業者から入手された。次いで、グリッド線が、異なる導電性のインクのそれぞれを使用してポリカーボネート基材の上に印刷された。次いで、印刷されたインクのそれぞれは、製造者の推奨する手順によって硬化された。高度に導電性のインクは、約１２９℃で約１時間の間、硬化された。次いで、硬化されたインクのそれぞれによって示された面抵抗率の値は、実施例１に述べられた方法に従って決定された。従来の導電性の銀インクのそれぞれによって示された面抵抗率、及び高度に導電性のインクの面抵抗率が表２に示される。この例は、従来の導電性のインクが、１０ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）以上の面抵抗率の値を示し、本発明に適用可能な高度に導電性のインクは、約８ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満の、好ましくは約６ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満の面抵抗率の値を示すことを実証する。

「実施例３」
「可変幅」の手法
ヒータ・グリッドが、２００４年５月１７日に出願された米国特許出願第１０／８４７２５０号に記載された基本的なヒータ・グリッド設計を使用して、自動車（セブリング・コンバーチブル・クライスラー社）に適合するプラスチックのウインドウ・システム用に設計された。このヒータ・グリッド設計８１が、グリッド線の太い組８２及び細い組８４の両方を備え、それらの幅が０．４ｍｍより大きいことを前提に、その両方が本発明の「第１の」グリッド線として見なされることができる。図９に示されるように、ヒータ・グリッド８１の９本の太いグリッド線８２が、幅において約０．９から１．５ｍｍの範囲にあり、２４本の細いグリッド線８４が、幅において約０．２５から０．３０ｍｍの範囲にある。したがって、この特定の実施例では、太いグリッド線８２のみが本発明の中で定義されるような第１のグリッド線であると見なされる。霜取り器８１は、約８ミリオーム／スクエア＠２５．４ｍｍ（１ミル）未満の面抵抗率を示す、高度に導電性のインク（Ｅｘａｔｅｃ（登録商標）１００／１０１）を使用して印刷された。「可変幅」の手法を使用することによって電流の流れがこの霜取り器に関して最適化され、幅においての変化が全体的に二重線８６で生じる。

霜取り設計８１のすべてのグリッド線８２、８４の幅は、各グリッド線の両端部から対称的に１回縮小され、それによって、２つの異なる加熱区域Ａ及びＢを形成し、区域Ｂが霜取り器の各側部で複製されていた。幅の縮小は、グリッド線８２、８４の間で様々になっていたが、図９内の表に示されるように、太いグリッド線８２及び細いグリッド線８４に関して、それぞれ、約０．４０ｍｍ及び０．０５ｍｍ程度であった。区域Ａは、重要な視界領域として見なされる区域を表す。太い／第１のグリッド線は、長さが７１０ｍｍから約７７８ｍｍの範囲にあり、各グリッド線の約６００ｍｍが区域Ａ内にあった。各グリッド線の印刷された高さは、太い第１のグリッド線８２に関して９マイクロメートル程度であり、細いグリッド線８４に関して約１１マイクロメートルであると測定された。

霜取り器８１は、４ｍｍ厚のポリカーボネート基材の表面上に印刷された後に、１時間の間１２９℃で熱硬化され、それに続いてＥｘａｔｅｃ（登録商標）９００ Ｇｌａｚｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ミシガン州ＷｉｘｏｍのＥｘａｔｅｃ ＬＬＣ）によって被覆された。ヒータ・グリッドの霜取り特性は、ＳＡＥ Ｊ９５３プロトコルに従って試験され、約８分間の内に、視界領域全体の約７５％を霜取りすることが認められた。

「可変幅」の手法を介して電流を増大させることによって１３．１ボルトを加えたときの太いグリッド線８２に確立される電流の流れが表５に示される。比較の目的のために、区画Ｂ内の線幅の変化がない同じ霜取り器設計に関する電流も表５に表され、従来の霜取り器の手法として認識される。従来の手法では、区画Ａに確立されたグリッド線幅が、区画Ｂ全体を通じて一定に保たれた。

９本の太いグリッド線８２のそれぞれを通って流れる電流は、表５に示されるように「可変幅」の手法を使用した場合、平均約１．１９アンペアである。それと比較して、従来の手法を使用する（線幅に変化がない）同じ太い線は、同様の条件の下で平均で１．０７アンペアの電流を示した。したがって、この実施例の「可変幅」の手法は、太いグリッド線８２のそれぞれを通って流れる電流の量において約１０％（〜０．１２アンペア）の増加を実証する。同様に、従来の手法（平均＝０．２８アンペア）と比較して「可変幅」の手法（平均＝０．３０アンペア）を使用することにより細いグリッド線８４で約１０％の電流の増加が観察される。しかし、細いグリッド線８４（０．４０ｍｍ未満の幅を有する）での０．０２アンペアのわずかな増加は、太いグリッド線８２に関して観察されるような抵抗加熱の実質的な増加をもたらすほど十分大きくなかった。

この実施例は、本発明によるヒータ・グリッドが、表５に示されるように約１オーム未満の、好ましくは約０．８オーム未満の総合的なパターンの抵抗を示すことができることをさらに実証する。さらに、ヒータ・グリッドの電力出力は約２００ワットより大きく、それによって約６００ワット／ｍ^２より大きい視界領域がもたらされる。

「実施例４」
「収束線」の手法
本発明によるヒータ・グリッド８８が、２００４年５月１７日に出願された米国特許出願第１０／８４７２５０号に全体的に記載されたヒータ・グリッドの構成を使用して、自動車（コルベット・ゼネラル・モータ社）に適合するプラスチックのウインドウ・システム用に設計された。このヒータ・グリッド８８は、グリッド線の太い組９０及び細い組９２の両方を備え、グリッド線の幅が０．４ｍｍより大きいことを前提に、その両方を本発明に関する「第１の」グリッド線として見なすことができる。図１０の表に示されるように、１１本の太いグリッド線９０が幅において約０．７０から１．５０ｍｍの範囲にあり、３０本の細いグリッド線９２が幅において約０．２３から０．３０ｍｍの範囲にある。したがって、この特定の実施例では、太いグリッド線９０のみが本発明の中で定義されるような第１のグリッド線として見なされる。ヒータ・グリッド８８は、電流の流れを増大させるために、約８ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満の面抵抗率を示す、「高度に導電性の」インクを使用して印刷された。図１０に示されるような重要な視界領域（区域Ａ）での電流の流れを増大させるために、上記に論じたような「可変幅」の手法及び「収束線」の手法の両方を使用することによって、この霜取り器に対して電流の流れがさらに最適化された。

「収束線」の手法が、最大長の太いグリッド線９０（線＃８〜１１、図１０）に対して使用された。「可変幅」の手法が、太いグリッド線９０、及び細いグリッド線９２のすべてに対して使用された。霜取り設計でのすべてのグリッド線の幅は、各グリッド線の各端部から対称的に全体的に二重線９４のところで１回縮小され、それによって、２つの異なる加熱区域Ａ及びＢを形成し、区域Ｂが霜取り器の各側部で複製されている。幅の縮小は、グリッド線の間で異なったが、図１０に示されるように、それぞれ太いグリッド線９０に関して約０．４５ｍｍ、細いグリッド線９２に関して０．０７ｍｍ程度であった。グリッド線９０、９２は、長さが６８９ｍｍから約１３９１ｍｍの範囲にあり、各グリッド線の約５２０ｍｍが区域Ａ内にあった。各グリッド線の印刷された高さは、太いグリッド線９０に関して９マイクロメートル程度であり、細いグリッド線９２に関して約１１マイクロメートルであると測定された。

ヒータ・グリッド８８は、４ｍｍ厚のポリカーボネート基材９６の表面上に印刷された後に、１時間の間１２９℃で熱硬化され、それに続いてＥｘａｔｅｃ（登録商標）９００ Ｇｌａｚｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ミシガン州ＷｉｘｏｍのＥｘａｔｅｃ ＬＬＣ）によって被覆された。ヒータ・グリッド８８の霜取り特性は、ＳＡＥ Ｊ９５３プロトコルに従って試験され、約１０分間の内に視界領域全体の約７５％を霜取りすることが認められた。

３つの異なる手法（ａ）「収束線及び可変幅の手法」、（ｂ）「可変幅の手法」のみ、及び（ｃ）「従来の手法」（グリッド線の幅の変化なし）を使用する、第１のグリッド線９０及び細いグリッド線９２の両方に関する重要な視界領域（区域Ａ）内に確立された電流の流れの比較が表６に示される。

「可変幅の手法」は、「従来の手法」を凌ぎ、太いグリッド線９０及び細いグリッド線９２のすべてを通って流れる電流を約１０％だけ増大させることが示される。太いグリッド線９０内の電流は、「可変幅の手法」を使用するとき、約０．２アンペアだけ上昇することが観察される。しかし、細いグリッド線９２（０．４０ｍｍ未満の幅を有する）での０．０２アンペアのわずかな増加は、太いグリッド線９０に関して観察されるような抵抗加熱の実質的な増加をもたらすほど十分大きくなかった。

太いグリッド線９０（＃８〜１１）に関連して「収束線及び可変幅の手法」を使用すると、さらに、これらのグリッド線９０のそれぞれを通る電流をさらに約３０％だけ増大させた。収束線９８を組み込まないグリッド線９２（＃１〜７）のいずれにも、さらなる増大はまったく観察されなかった。収束グリッド線９８のそれぞれは、共に収束するように意図された、区域Ｂ内の太いグリッド線９０と同じ幅を使用して印刷された。

この実施例は、約８ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満の面抵抗率を示す「高度に導電性」のインクを有する、本発明によるヒータ・グリッド８８は、表６に示されるように約１オーム未満の、好ましくは約０．８オーム未満の総合的なパターンの抵抗を示すことができることをさらに実証する。さらに、ヒータ・グリッド８８の電力出力は、約２００ワットより大きく、それは約４００ワット／ｍ^２より大きい視界領域をもたらす。

「実施例５」
「交差線」の手法
図示されないヒータ・グリッドが、自動車に適合し、約０．５０ｍｍの幅、約６．０μｍの高さ、及び約１，１００ｍｍの長さを示す１７本の第１のグリッド線を含んだプラスチックのウインドウ・システムに対して構築された。霜取り器は、電流の流れを増大させるために本発明に適合可能であり、約８ミリオーム／スクエア＠２５．４μｍ（１ミル）未満の面抵抗率を示す、「高度に導電性」のインクを使用して印刷された。電流の流れは、重要な視界領域での電流の流れを増大させるために「交差線」の手法を使用することによって、この霜取り器に関してさらに最適化された。この点において、図８Ａに示されるようなものと同様の、第２の線がそこから始まる同じバスバーと交差する前に、約９０°の角度ですべての第１のグリッド線と交差する２本の第２の線が印刷された。第２の線は、幅が約０．６ｍｍで、高さが約３０マイクロメートルであった。

霜取り器のプロトタイプは、４ｍｍ厚のポリカーボネート基材の表面上に印刷された後に、１時間の間１２９℃で熱硬化された。「交差線の手法」を用いた、及びその手法を用いない、両方のヒータ・グリッドの熱特性の測定がＩＲカメラを使用することによって行われた。従来のヒータ・グリッド（第２の線のない）に１３．１ボルトを加えると、ヒータ・グリッド全体を通って流れる電流は、５．２アンペアであることが認められ、それによって、第１のグリッド線の温度が周囲温度（２２．５℃）から約３３℃にわずかに上昇したに過ぎなかった。しかし、「交差線」の手法を利用するヒータ・グリッドは、ヒータ・グリッドを通って流れる総合的な電流を約１０アンペアに上昇させることが認められ、２本の第２の線の間の、ウインドウの中央の第１のグリッド線のセグメントの温度が６５〜７０℃の間の温度を示した。

この実施例は、第１のグリッド線のセグメント内の電流を増大させ、それによってより優れた抵抗加熱（より高い熱出力即ち温度）をもたらすための「交差線」の手法の能力を実証する。

当業者は、上記の説明から、別紙の特許請求の範囲に定義されるような本発明の範囲から逸脱せずに、修正及び変更を本発明の好ましい実施例に行うことができることを理解するであろう。当業者は、好ましい実施例に説明されたすべての測定値が、多種多様な異なる試験方法によって得ることができる標準的な測定値であることをさらに理解するであろう。

ＳＡＥ Ｊ９５３（１９９９）米国自動車工業規格を使用して４ｍｍ厚のポリカーボネート・ウインドウの視界領域の７５％を霜取りするのに必要な時間に対する表面温度のグラフである。 本発明を実施するプラスチックのウインドウ・アセンブリに関して可能な様々な構造を示す断面概略図である。 グリッド線が、プラスチック基材上の従来の導電性のインク、プラスチック基材上の「高度に」導電性のインク、又はガラス基材上に焼結されたフリット型インクのいずれかである、グリッド線を通って流れる電流の関数として０．６ｍｍの幅のグリッド線の温度出力を比較するグラフである。 グリッド線が「高度に」導電性のインクのものである、グリッド線を通って流れることができる電流の関数としての様々な幅のグリッド線の温度出力を比較するグラフである。 ４０℃、５０℃、６０℃、及び７０℃の温度出力での「高度な」導電性のインク及び従来の導電性のインクのグリット線に関する、グリッド線抵抗に対する電力密度のプロットである。 べき乗則関数を使用してモデル化された「高度な」導電性のインク及び従来の導電性のインクのグリット線に関する、グリッド線の体積に対するグリッド線の抵抗のプロットである。 （ｉｉｉ）「従来の」手法と比較して（ｉ）「可変幅」手法又は（ｉｉ）「収束線」手法を使用することによりグリッド線によって設けられた霜取り区域を示す、グリッド線の概略図である。 重要な視界領域内の電流を増大させるための「交差線」手法を用いたヒータ・グリッドの概略図である。 重要な視界領域内の電流を増大させるための「交差線」手法を用いたヒータ・グリッドの概略図である。 「可変幅」手法を使用して重要な視界領域内の電流を増大させるヒータ・グリッドの概略図である。 「可変幅」手法及び「収束線」手法を使用して重要な視界領域内の電流を増大させるヒータ・グリッドの概略図である。

Claims (10)

1. プラスチックのウインドウ及び霜取り器のアセンブリであって、
   透明なプラスチックのパネルと、
   前記透明なパネルによって支持され、導電性のインクによって形成され、複数の第１のグリッド線を有する導電性のヒータ・グリッドであって、各前記グリッド線の両端部が、第１及び第２のバスバーに連結され、前記第１のグリッド線の抵抗が、約３０オーム未満であり、前記ヒータ・グリッドの総合的な抵抗が約１オーム未満である導電性のヒータ・グリッドと、
   閉じた電気回路を確立するようになされた前記第１及び第２のバスバーへの少なくとも１つの電気接続とを備え、
   前記導電性のインクがポリマー・バインダー及びキャリア媒体内の導電性の粒子を含み、前記導電性のインクが１３０℃未満の硬化温度を有する構成となっており、前記ポリマー・バインダーが、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、並びにそのコポリマー及び配合物からなる群から選択されており、前記導電性の粒子が、銀、酸化銀、銅、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、スズ、及びその合金からなる群から選択されており、前記キャリア媒体が前記導電性の粒子及び前記ポリマー・バインダーの分散安定性をもたらす有機ビヒクルである、プラスチックのウインドウ及び霜取り器のアセンブリ。
2. 前記導電性の粒子が、約４０μｍ未満の寸法を有する、請求項１に記載のプラスチックのウインドウ及び霜取り器アセンブリ。
3. 前記導電性のインクが、金属塩、金属化合物、金属分解生成物、又はその混合物である添加剤をさらに含む、請求項１に記載のプラスチックのウインドウ及び霜取り器のアセンブリ。
4. 前記金属塩が三級脂肪酸銀塩であり、前記金属化合物が、金属炭酸塩、金属酢酸塩化合物、又はその混合物であり、前記有機金属の分解生成物が、カルボン酸金属せっけん、ネオデカン酸銀、金アミン２−エチルヘキサン酸金属塩、又はその混合物である、請求項３に記載のプラスチックのウインドウ及び霜取り器のアセンブリ。
5. 前記導電性のヒータ・グリッドが、前記透明なプラスチックのパネルの表面上に直接的に接着されるか、又は、前記導電性のヒータ・グリッドが、保護層の表面上に直接的に接着される、請求項１に記載のプラスチックのウインドウ及び霜取り器アセンブリ。
6. 前記導電性のヒータ・グリッドが、第１及び第２のバスバーのうちの１つに連結された一方の端部と、前記第１のグリッド線のうちの１つに連結された他方の端部を有する少なくとも１つの第２のグリッド線をさらに備える、請求項１に記載のプラスチックのウインドウ及び霜取り器のアセンブリ。
7. 前記導電性のヒータ・グリッドが、一方の端部が前記第１のバスバーに連結され、他方の端部が前記第１及び第２バスバーのうちの１つに連結された少なくとも１つの第２のグリッド線をさらに備える、請求項１に記載のプラスチックのウインドウ及び霜取り器のアセンブリ。
8. 前記第２のグリッド線が、前記第１のグリッド線のうちの少なくとも１つと交差する、請求項７に記載のプラスチックのウインドウ及び霜取り器アセンブリ。
9. プラスチックのウインドウ及び霜取り器のアセンブリの表面を霜取り又は曇取りする方法であって、
   印刷された導電性のヒータ・グリッドを備えた透明なプラスチックのパネルとして、プラスチックのウインドウ及び霜取り器のアセンブリを提供するステップであって、前記ヒータ・グリッドは１３０℃以下で硬化される導電性のインクによって印刷されており、前記導電性のインクがポリマー・バインダー及びキャリア媒体内の金属粒子を含み、前記金属粒子が、銀、酸化銀、銅、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、スズ、及びその合金からなる群から選択され、前記ポリマー・バインダーが、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、並びにそのコポリマー及び配合物からなる群から選択され、前記キャリア媒体が前記金属粒子及び前記ポリマー・バインダーの分散安定性をもたらす有機ビヒクルである、ステップと、
   硬化された導電性のインクの印刷された導電性のヒータ・グリッドに電圧を加えるステップであって、それによって電流が前記導電性のヒータ・グリッドの第１のグリッド線を通って流れるようにするステップと、
   約０．４アンペアより大きい、前記第１のグリッド線のセグメントを通る電流の流れを介して前記第１のグリッド線の抵抗加熱を生じさせるステップであって、前記第１のグリッド線に関する抵抗に対する電流密度の比率が約１アンペア／オームｍｍ^２より大きくなっているステップと、
   透明なプラスチックの光沢パネルの表面が、前記第１のグリッド線の前記抵抗加熱を介して霜取り及び曇取りされるようにするステップと、
   前記透明な光沢パネルの表面が霜取りされ曇取りされた後に、前記ヒータ・グリッドからの電圧を遮断するステップとを含む方法。
10. 前記導電性のインクが金属粒子を含み、前記金属粒子が、銀、酸化銀、銅、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、スズ、又はその混合物及び合金から選択された１つのものを含む、請求項９に記載の方法。

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