JP6857455B2 - プラスチック製３ｄ車窓のようなプラスチック製３ｄ窓上に加熱システムを形成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２つのバスバ（at least two bus bars）（主熱伝導体（principal heat conductors））、及び、複数のグリッド・ライン（plurality of grid lines）を有するグリッド・ライン・パターン（grid line pattern）（枝熱伝導体（branch heat conductors））からなる電気的熱伝導構造（electric heat conductor structure）を備えたプラスチック製車窓（car window of plastic）のようなプラスチック製３Ｄ窓（3D plastic window）上に加熱システム（heating system）を形成する方法に関するものである。

ＤＥ １０ ２００８ ０１５ ８５３ Ａ１には、少なくとも１つのプラスチック層を有する、加熱可能な自動車用のプラスチック製窓の製造方法が開示されている。プラスチック層の内側には、少なくとも１つの熱伝導体（heat conductor）が印刷されている。熱伝導体は、好ましくは、３Ｄスクリーン印刷工程によって印刷されている。この製造方法では、プラスチック層は、フィルム状、シート状、または、射出成型による部材である。熱伝導体を印刷するため、スクリーン印刷用のファブリック（fabric）として、モノフィラメント・ポリエステル・ファブリック（monofilament polyester fabric）を使用し、スクリーン印刷用のインクとして、好ましくは銀粒子（silver particles）である金属粒子を含む導電ペースト（conductive paste）を使用している。熱伝導体を印刷してから、プラスチック層に熱処理を行い、及び／または、変形する。３Ｄスクリーン印刷工程は、プラスチック層の内側の湾曲した表面に施され、２つのバスバ（主熱伝導体）は、プラスチック窓上の右側及び左側の側方に配置され、２つのバスバに電気的に接続された複数のグリッド・ライン（枝熱伝導体）は、基本的に直線的に、相互に平行に、水平に延びている。プラスチック窓のプラスチック層は、基本的に、ポリカーボネート（polycarbonate）、ポリメチルメタクリレート（polymethylmethacrylate）、ポリメチルメタクリルイミド（polymethylmethacrylimide）、または、シクロオレフィン・コポリマー（cycloolefin copolymers）から作られている。

従来のスクリーン印刷デバイスは、平面的な自動車用窓のような、平面的なものに印刷するのに適している。リア・ウィンドウ（rear-window）のデフロスタ（defroster）のストリップ状伝導体（strip conductors）は、例えば、スクリーン印刷によって、平面的な自動車用窓上に塗布されている。ストリップ状伝導体を印刷した後、窓を加熱して曲げて、同時に、印刷されたインクを硬化する。

ＤＥ １０３ ４４ ０２３ Ｂ４には、任意に湾曲した表面にスクリーン印刷するための、弾性のある塗布エレメント（application element）と保持デバイスを有するスキージ（squeegee）が開示されている。保持デバイスは、スキージの幅方向にわたっており（viewed over）、互いに対して相対的に動く複数の保持部（holding section）に分けられており、少なくとも印刷工程中に塗布エレメントを支えるガイド板は、各保持部から始まっている。互いに対して相対的に動く複数の保持部に分けられているため、このスキージは、印刷を行う対象物の湾曲度合いの異なる表面に対しても適合することができる。さらに、ガイド板は、塗布エレメントの押圧縁部（pressing edge）に対して、均一に圧力をかけることを確実にする。

さらに、ＤＥ １０３ ６２ ０９３ Ｂ４には、次のステップにより、湾曲面にスクリーン印刷する方法が開示されている。すなわち、印刷対象物の表面の輪郭を読み取るステップと、中央制御ユニットに、読み取った表面構造を記憶するステップと、制御ユニットで制御コマンドを生成するステップと、印刷対象物の表面の形状（geometry）に応じて、印刷工程の間、制御コマンドによって動作するアクチュエータによって印刷ユニットを調整し、また、スキージの位置も、印刷対象物に応じて調整するステップとからなり、スキージと印刷対象物の間の仮想接触線（imaginary contact line）内にあるように、スキージの印刷動作の間、印刷対象物に対して、印刷ユニット・フレームを常時保持する。

ＤＥ １０ ２００８ ０１５ ８５３ Ａ１ ＤＥ １０３ ４４ ０２３ Ｂ４ ＤＥ １０３ ６２ ０９３ Ｂ４

本発明は、正確に定義した、柔軟な、コスト効率のよい方法（fashion）で、プラスチック製３Ｄ車窓のようなプラスチック製３Ｄ窓上に、連続して、加熱システムを形成することを実現することに基づくものである。

本発明の目的を達成するため、本発明は、プラスチック製車窓のようなプラスチック製３Ｄ窓上に加熱システムを形成する方法であって、
加熱システムは、少なくとも２つのバスバ（主熱伝導体）、及び、複数のグリッド・ラインを有するグリッド・ライン・パターン（枝熱伝導体）からなる電気的熱伝導構造（electric heat conductor structure）を備えており、
変位可能な（displaceable）少なくとも１つのスキージを用いて、好ましくは、第１の銀ペーストである、第１の導電ペーストからなるスクリーン印刷インクで、プラスチック製３Ｄ窓上に、好ましくは、その両縁部上に（edges）に、少なくとも２つのバスバのそれぞれをスクリーン印刷する（screen-printed）ステップと、
好ましくは、第２の銀ペーストであり、第１の導電ペーストよりも大きな電気抵抗を有する、少なくとも１つの第２の導電ペーストが、少なくとも２つのバスバと重なるように（overlaps）、プラスチック製３Ｄ窓上に、グリッド・ライン・パターンを塗布する（applied）ステップと、
少なくとも２つのバスバ、及び、該バスバと重なっている複数のグリッド・ラインを、重なった各点で、電気的熱伝導構造と電気的に接続する（electrical connectors）最終ステップとからなる方法を提供する。

プラスチック製３Ｄ窓上にグリッド・ライン・パターンの複数のグリッド・ラインを塗布するのに使用される銀ペーストは、プラスチック製３Ｄ窓上にバスバを印刷するのに使用される銀ペーストよりもカーボン粒子（carbon particles）を多く含んでいることが好ましい。

少なくとも２つのバスバをプラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップは、好ましくは、グリッド・ライン・パターンをプラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップとは、時間的にずらされている（offset in time）ことが好ましい。

２つのバスバをプラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップは、グリッド・ライン・パターンをプラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップよりも前に実行されてもよい。また、グリッド・ライン・パターンをプラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップは、少なくとも２つのバスバをプラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップよりも前に実行されてもよい。

グリッド・ライン・パターンは、同様に、プラスチック製３Ｄ窓上に、変位可能な少なくとも１つのスキージで、スクリーン印刷されてもよい。さらに、少なくとも２つのバスバは、変位可能な少なくとも１つの第１のスキージで、プラスチック製３Ｄ窓上に塗布されており、及び／または、グリッド・ライン・パターンの複数のグリッド・ラインは、変位可能な少なくとも１つの第２のスキージで塗布されていてもよい。しかしながら、少なくとも２つのバスバ、及び／または、グリッド・ライン・パターンの複数のグリッド・ラインは、２方向に印刷を行う１つのスキージで、及び／または、異なる方向に動作する２つのスキージでプラスチック製３Ｄ窓上に塗布されてもよい。さらに、グリッド・ライン・パターンは、ディスペンス（dispensing）によって、または、デジタル・インクジェット・プリンタを利用してプラスチック製３Ｄ窓上に塗布されてもよい。

電気的熱伝導構造を構成する２つのバスバは、少なくとも１つのスキージの送り動作（feed motion）及び回転動作（rotational motion）の結果として、グリッド・ライン・パターンの領域内のプラスチック製３Ｄ窓上の左側及び右側に同時に（simultaneously）塗布されることが好ましい。

少なくとも２つのバスバ、及び、該バスバと重なっている複数のグリッド・ラインのスクリーン印刷は、それぞれ、時間的にずらされて使用される２つのスクリーンのうちの１つを用いて実行され、少なくとも２つのバスバは、対応するスクリーンと別々に変位可能なスキージによって、プラスチック製３Ｄ窓の両縁部に沿ってプラスチック製３Ｄ窓上に塗布されてもよい。

電気的熱伝導構造を構成する少なくとも２つのバスバ、及び、該バスバと重なっている複数のグリッド・ラインをプラスチック製３Ｄ窓上にスクリーン印刷するのに用いる２つのスクリーンは、連続してスクリーン印刷装置の上部ユニット（upper unit）に挿入される（inserted）。

プラスチック製３Ｄ窓上に形成される電気的熱伝導構造の少なくとも２つのバスバをスクリーン印刷する１つのスクリーンの代わりに、２つの小型スクリーンを使用することも可能である。２つの小型スクリーンは、それぞれスクリーン印刷装置の上部ユニットに挿入されて、または、ロボットによってガイドされて、または、位置制御されて、少なくとも２つのバスバのうちの１つを塗布する。

プラスチック製３Ｄ窓上にグリッド・ライン・パターンを塗布するのに用いられる少なくとも１つの変位可能なスキージは、２方向に印刷を行うものであり、且つ、グリッド・ライン・パターンの第１のグリッド・ラインの初めから始まって、グリッド・ライン・パターンの第１のグリッド・ラインが形成されている送り方向に、プラスチック製３Ｄ窓上に、第２の導電ペーストを印刷するものであることが好ましい。スキージは、送り方向のグリッド・ライン・パターンの第１のグリッド・ラインの終端に到達すると回転運動を行い、続いて、第２の導電ペーストを、プラスチック製３Ｄ窓上に、グリッド・ライン・パターンの第２のグリッド・ラインが形成されている、送り方向とは反対方向に延びる方向に印刷するものであり、プラスチック製３Ｄ窓上にグリッド・ライン・パターンが完成するまでこの工程が繰り返される。

本発明の目的は、プラスチック製車窓のようなプラスチック製３Ｄ窓上に加熱システムを形成する方法であって、
加熱システムは、少なくとも２つのバスバ（主熱伝導体）、及び、複数のグリッド・ラインを有するグリッド・ライン・パターン（枝熱伝導体）からなる電気的熱伝導構造を備えており、
変位可能な少なくとも１つのスキージを用いて、好ましくは、銀ペーストである、１つの導電ペーストのみからなるスクリーン印刷インクで、プラスチック製３Ｄ窓上に、互いに重なるように少なくとも２つのバスバとグリッド・ライン・パターンの複数のグリッド・ラインのそれぞれをスクリーン印刷するステップと、
少なくとも２つのバスバ、及び、該バスバと重なっている複数のグリッド・ラインを、重なった各点で、電気的熱伝導構造と電気的に接続する次ステップとからなる方法によっても達成される。

このケースでは、銀ペースト状のスクリーン印刷インクを用いた、少なくとも２つのバスバ、及び、グリッド・ライン・パターンのスクリーン印刷は、反対方向にも印刷が可能な、変位可能なスキージによって連続的に実行されることが好ましい。このスキージは、右向きまたは左向きの送り動作のそれぞれで、左側または右側から始まって、グリッド・ライン・パターンのためのプラスチック製３Ｄ窓の湾曲の少ない領域に、グリッド・ライン・パターンの複数のグリッド・ラインを印刷するものであり、スキージの送り動作のそれぞれは、回転動作及び旋回動作に変化し、スキージは、続いて、塗布されたグリッド・ライン・パターンの複数のグリッド・ラインと重なるように、少なくとも２つのバスバのためのプラスチック製３Ｄ窓の大幅に湾曲した領域に、少なくとも２つのバスバのうちの１つをスクリーン印刷する。

反対方向にも印刷可能な変位可能なスキージの代わりに、異なる方向に作動し、送り動作がそれぞれ回転動作及び旋回動作（pivoting motion）に変化する必要がある２つのスキージを使用することも可能である。

グリッド・ライン・パターンの複数のグリッド・ライン、及び／または、少なくとも２つのバスバのうち１つが塗布された後に、プラスチック製３Ｄ窓上に印刷された導電ペーストを、好ましくは、自己乾燥（self-drying）によってタッチ・ドライ（touch-dry）にする、または、赤外線照射（IR-radiation）、若しくは、伝熱（heat transmission）によって熱硬化する。

少なくとも１つのスキージの送り動作から回転動作及び旋回動作への変化、または、その逆の変化は、プログラム制御されていることが好ましい。少なくとも２つのバスバと、グリッド・ライン・パターンの複数のグリッド・ラインとは、導電性接着材、または、はんだ付けによって、重なっている点で接合されてもよい。

下記の表１は、本発明の方法による３つのバリエーションの比較である。

２ステージ・スキージ・コントロールを行うバリエーション１は、プラスチック製３Ｄ窓の両縁部領域の許容度（allowance）によって、１３ステップ必要とすることが表１に示されている。このステップ数は、スクリーン印刷技術およびディスペンス技術が組み合わされた、バリエーション３にも対応している。しかしながら、バリエーション２にしたがって、バスバとグリッド・ラインに２つの異なる銀ペーストを使用する場合スクリーン印刷ステップは、１６ステップまで増加する。スクリーン印刷技術およびディスペンス技術が組み合わされたバリエーション３では、１つのまたは２つの銀ペーストを使用しても、ステップ数は影響を受けない。この場合、２つの銀ペーストを供給するロジスティクス（logistics）の方が複雑である（elaborate）。

初めの実経験（Initial practical experiences）では、バリエーション１の所要時間（expenditure of time）は、１．０分から１．５分の間であった。バリエーション２の所要時間は、バスバとグリッド・ラインとを別々に印刷するため、約２分まで増加する。これに対して、バリエーション３の所要時間は、スクリーン印刷技術およびディスペンス技術の組み合わせによって、約４分である。このケースでは、同等の工程順（coordinated process sequence）を実現するために、スクリーン印刷装置３よりも３−４つ多くのディスペンス・ステーションを準備するように設計すべきである。

３Ｄのコンポーネントにスクリーン印刷するためには、プレストレス（prestress）が数Ｎ／ｃｍ程度で小さな、柔軟なスクリーン（flexible screens）を必要とする。このケースでは、ポリアミド・モノフィラメント（polyamide monofilaments）だけでなく、ポリエステル・モノフィラメント（polyester monofilaments）を使用することもできる。ポリアミド・システムは、通常、非常に柔軟であり、ポリエステル・システムよりも高い引張応力（tensile stress）を受けることができる。

ガラス上に２Ｄスクリーン印刷を行う際は、メッシュ数（mesh counts）７７−４８が有利であることが判明している（proved）。３Ｄスクリーン印刷では、メッシュ数は、印刷する対象物の複雑さに応じて、適合しなければならない他の工程パラメータを示している。

各スクリーンをフレームにセットする毎に、パターン／加熱システムの角度の調整だけでなく、スクリーンのプレストレスおよび均一性（homogeneity）が重要である。

使用する複数の銀ペーストは、異なる導電性を有する、市販のポリマー製窓用の銀ペーストからなる。

銀粒子の大きさは、適切なスクリーンの選択によって決定される。この場合、選択されたスクリーン・ファブリックのメッシュ・サイズは、印刷される粒子の３倍から５倍の大きさである。

銀ペーストの調整された粘度（adjusted viscosity）を下げるため、段階的に粘度を変化させるには（graduated viscosities）、溶媒（solvent）を添加する必要がある。この場合、使用する溶媒は、例えば、オクタノール（octanol）（９８％）からなっていてもよい。

印刷される材料は、耐引っかき性塗料（scratchproof paint）及びプラズマ層（plasma layer）、または、落書き防止特性（anti-graffiti properties）を有する耐引っかき性塗料を備えたポリカーボネート材または混合材からなっていてもよい。

表２は、基本的な３Ｄのコンポーネントのための、好ましい印刷パラメータのパラメータ・セットの例である。

本発明は、請求項１乃至７、及び、９乃至２１のいずれか１項に記載の方法を実施するシステムであって、きれいなプラスチック製３Ｄ窓を供給する少なくとも１つの供給ステーション（supply station）と、少なくとも１つの供給ステーションの出口側に配置され、供給されたプラスチック製３Ｄ窓上に、少なくとも２つのバスバ、及び、グリッド・ライン・パターンからなる電気的熱伝導構造を塗布する、少なくとも１つのスクリーン印刷装置と、少なくとも１つのスクリーン印刷装置と並行して配置されたパタノスター型炉（paternoster furnace）と、少なくとも１つのスクリーン印刷装置の出口と、パタノスター型炉の入口の間に配置された、少なくとも１つのロボットを有するロボット・ステーション（robot station）と、少なくとも１つのスクリーン印刷装置によって電気的熱伝導構造が印刷されたプラスチック製３Ｄ窓は、少なくとも１つのスクリーン印刷装置の出口で取り上げられて、プラスチック製３Ｄ窓上に印刷された電気的熱伝導構造を硬化するために、前工程の方向の向かい側にあるパタノスター型炉に挿入され、パタノスター型炉の出口の下流に配置された、硬化された電気的熱伝導構造を有するプラスチック製３Ｄ窓のための保管ステーション（depositing station）とからなるシステムにも関係する。

本発明は、プラスチック製車窓のようなプラスチック製３Ｄ窓上に加熱システムを形成する方法で、さらに、ディスペンス技術及び３Ｄスクリーン印刷技術を組み合わせる選択肢を含む。このケースでは、早く、且つ、安定したスクリーン印刷技術の利点を、非常に柔軟なディスペンス技術と組み合わせることができる。

この目的のため、請求項２２に記載の方法を実施するためのシステムで、ロボット・ステーションと、パタノスター型炉との間にディスペンス・ユニットが配置されている。当初は、少なくとも１つのスクリーン印刷装置によって、電気的熱伝導構造の少なくとも２つのバスバのみが印刷されているプラスチック製３Ｄ窓は、ロボット・ステーションの少なくとも１つのロボットによってディスペンス・ユニットに挿入され、グリッド・ライン・パターンの複数のグリッド・ラインは、挿入されたディスペンス・ユニット内で、ディスペンスによって、少なくとも２つのバスバのそれぞれと重なるように、プラスチック製３Ｄ窓のそれぞれに塗布され、完成した電気的熱伝導構造を備えたプラスチック製３Ｄ窓は、ディスペンス・ユニットの出口、及び、パタノスター型炉の入口の間に配置された、少なくとも１つのコンベア・ベルト、または、少なくとも１つの追加ロボットによって取り上げられて、パタノスター型炉の入口に運ばれる。

添付の図を参照して、本発明を以下の通り示す。図は、次の通りである：

スクリーン印刷のみを実行する本発明の方法の実施の形態のステップを示す概略ブロック図である。 図１の方法を実行するための、空間集約型の本発明のシステムの概略ブロック図である。 図１の方法を実行するための、空間節約型の本発明のシステムの概略ブロック図である。 ２ステップからなる本発明の方法でのスキージの進行を示す概略図である。この例では、形成する電気的熱伝導構造のバスバ及びグリッド・ライン・パターンの複数のグリッド・ラインには、１つの銀ペーストのみを使用している。 本発明の他の方法でのスキージの進行を示す概略図である。この例では、形成する電気的熱伝導構造のバスバ及びグリッド・ライン・パターンの複数のグリッド・ラインには、異なる銀ペーストを使用している。 スクリーン印刷及びディスペンスの組み合わせからなる、本方法の実施の形態のステップを示す概略ブロック図である。 図６の方法を実行するための、空間集約型の本発明のシステムの概略ブロック図である。 図６の方法を実行するための、空間節約型の本発明のシステムの概略ブロック図である。

図１は、スクリーン印刷のみを実行する本発明の方法の実施の形態のステップの順序を示す図である。このケースでは、洗浄されたプラスチック製３Ｄ窓１は、供給装置２によって、少なくとも１つのスクリーン印刷装置３に供給され、プラスチック製３Ｄ窓１に、スクリーン印刷装置３によって、バスバ及びグリッド・ライン・パターンのグリッド・ラインからなる電気的熱伝導構造がスクリーン印刷される。スクリーン印刷装置３の出口側では、移送装置（removal device）４が、印刷されたプラスチック製３Ｄ窓１を受け取り、印刷された電気的熱伝導構造を硬化させるため、乾燥炉（drying furnace）５に供給する。電気的熱伝導構造が乾燥したら、プラスチック製３Ｄ窓１は、乾燥炉５の下流側に配置された保管ステーション６に置かれる。

図２は、上記方法を実行する本システムの空間集約型（space-intensive）の実施の形態の概略図である。ここでは、乾燥炉５の乾燥ゾーンが３０ｍ程度と比較的長いため、装置全体の配置が、２つの並列に並んだ処理ラインによって実現されている。このケースでは、プラスチック製３Ｄ窓１の供給装置２と、その下流側に配置されたスクリーン印刷装置３は、第１の処理ラインに位置しており、少なくとも１つのロボットを有するロボット・システムの形態の移送装置４は、スクリーン印刷装置３の出口と、乾燥炉５の乾燥ゾーンの第１の区分７の入口の間に配置されている。乾燥ゾーンの第１の区分７よりも長い、乾燥炉５の乾燥ゾーンの第２の区分８は、第２の処理ラインで、移動方向が反対方向に延びるようになっている。処理を終えたプラスチック製３Ｄ窓１が置かれる保管ステーション６は、乾燥炉５の出口９の第２の処理ラインの下流に配置されている。本実施の形態によって必要とされる空間は、約２５ｍ×約７ｍである。

図３は、上記方法を実行する本システムの空間節約型（space saving）の実施の形態を示す図である。図２の乾燥炉５を、パタノスター型炉１２で置き換えている。この方法によれば、本システムに必要とされる空間を、約１５ｍ×約８ｍに減らすことができる。

図４は、本発明の方法の実施の形態を示す図である。この例では、スクリーン印刷のみを実行している。この実施の形態は、ステップＡ（セクション番号１−５）とステップＢ（セクション番号６−９）の２つのステップからなっており、形成する電気的熱伝導構造のバスバ、及び、グリッド・ライン・パターンのグリッド・ラインには、１つの銀ペーストのみが使用されている。プラスチック製３Ｄ窓１の電気的熱伝導構造の印刷品質を向上させるため、この実施の形態のバリエーションでは、反対方向にも印刷可能な変位可能なスキージ１０、または、２つの異なる方向に動作可能な２つのスキージを使用してもよい。

図４によれば、反対方向にも印刷可能な変位可能なスキージ１０は、銀ペースト状のスクリーン印刷インクを用いて、グリッド・ライン・パターン用のプラスチック製３Ｄ窓１の湾曲の少ないセクション１；６内の左側または右側から、２つのバスバ及びグリッド・ライン・パターンのスクリーン印刷を開始する。グリッド・ライン・パターンのグリッド・ラインは、右方向または左方向へのそれぞれの送り動作によって、プラスチック製３Ｄ窓１上に連続的に印刷される。プラスチック製３Ｄ窓１の２つのバスバ用の湾曲の大きいセクション５；９では、スキージ１０の送り動作は、それぞれ、回転動作及び旋回動作に変化し、スキージ１０は、塗布されたグリッド・ライン・パターンのグリッド・ラインと重なるように、プラスチック製３Ｄ窓１上に、２つのバスバのうちの１つを連続的にスクリーン印刷する。その後、２つのバスバと、該バスバと重なっているグリッド・ラインを、重なった各点で、電気的熱伝導構造と電気的に接続する。

反対方向にも印刷可能な変位可能なスキージ１０の代わりに、２つの異なる方向に動作可能な２つの変位可能なスキージを使用した場合、グリッド・ライン・パターンのグリッド・ライン上の第２のスキージ１０の左方向への送り動作は、プラスチック製３Ｄ窓１の上部左縁で終わるようにするため、第１のスキージ１０に対して時間的にずれて、第２の反対方向へのステップの間に、回転運動及び旋回運動に変化する。少なくとも１つのスキージ１０の送り動作から回転動作または旋回動作への変化、または、その逆の変化は、それぞれ、プログラム制御された方法によって実行されてもよい。

それから、２つのバスバと、グリッド・ライン・パターンのグリッド・ラインとは、導電性接着材（conductive adhesive）、または、はんだ付け（soldering）によって、重なっている点で接合される。

グリッド・ライン・パターンのグリッド・ラインのそれぞれ、及び／または、２つのバスバのうち１つを塗布した後、プラスチック製３Ｄ窓１に印刷された導電ペーストは、好ましくは自己乾燥によってタッチ・ドライになること、または、赤外線照射、紫外線照射、若しくは、伝熱によって熱硬化することが確実にされている。

図５は、本発明の方法のスキージの工程（progression）の他の実施の形態を示す図である。この例では、形成する電気的熱伝導構造のバスバのためと、グリッド・ライン・パターンのグリッド・ラインのために、２つの異なる銀ペーストを使用している。この２つのペーストを使用した印刷方法では、バスバは、ステップＣで、送り動作と旋回動作の組み合わせ（セクション１；２）の結果として、第１の導電性銀ペーストで、プラスチック製３Ｄ窓１の右側及び左側に同時に印刷される。すると、グリッド・ライン・パターンのグリッド・ラインは、ステップＤで、送り動作だけでバスバと重なるように（セクション１−４）、第１の銀ペーストよりも高い電気抵抗を有する第２の銀ペーストで、時間的にずらして、プラスチック製３Ｄ窓１に印刷される。

印刷パターンがこすれて汚れたり（smear）、くっついたりしないように（stick together）、プラスチック製３Ｄ窓１に印刷した銀ペーストのそれぞれを、各印刷工程の後に乾燥させることが重要である。それぞれの印刷工程の後に、短時間そのままにしておけばこの目的に十分である。ただし、プラスチック製３Ｄ窓上に印刷したばかりの銀ペーストのそれぞれは、伝熱によって硬化されてもよい。印刷工程の一連のシーケンスを促進させるため、熱硬化の代わりに、紫外線硬化、または、赤外線硬化するペースト・システムを使用してもよい。

図６は、本発明の方法の他の実施の形態のステップａ−ｇを示すブロック図である。電気的熱伝導構造は、バスバのための、早く、且つ、安定したスクリーン印刷技術と、グリッド・ライン・パターンのグリッド・ラインのための非常に柔軟なディスペンス技術の組み合わせによって、プラスチック製３Ｄ窓１に形成される。このケースでは、供給装置２は、洗浄されたプラスチック製３Ｄ窓１を、少なくとも１つのスクリーン印刷装置３に供給し、形成される電気的熱伝導構造のバスバが、銀ペースト状のスクリーン印刷インクを用いて、プラスチック製３Ｄ窓１にスクリーン印刷される。バスバが印刷されたプラスチック製３Ｄ窓１は、ロボット、または、コンベア・システム１１によってスクリーン印刷装置３から取り上げられて、ディスペンス・ユニット１２に挿入される。ディスペンス・ユニットは、バスバと重なるように、ディスペンスによってプラスチック製３Ｄ窓１に、グリッド・ライン・パターンのグリッド・ラインをそれぞれ塗布し、電気的熱伝導構造を形成する。ディスペンス・ユニット１２の出口側では、プラスチック製３Ｄ窓は、移送装置３によって取り上げられ、印刷された電気的熱伝導構造を硬化させるため、乾燥炉５に供給される。電気的熱伝導構造を乾燥させた後、プラスチック製３Ｄ窓１は、乾燥炉５の下流に配置された保管ステーション６に置かれる。

図７は、図６に示した方法を実行するための、空間集約型の実施の形態の概略ブロック図である。図２と同様、この装置全体の配置も、反対方向の移動方向を有する、２つの並列に並んだ処理ラインによって実現されている。この実施の形態によって必要とされる空間は、約２０ｍ×約６ｍである。

この実施の形態では、プラスチック製３Ｄ窓１の供給装置２、及び、供給装置２の下流に配置されたスクリーン印刷装置３は、第１の処理ラインに配置されており、バスバが印刷されたプラスチック製３Ｄ窓１を、スクリーン印刷装置３から取り上げ、ディスペンス・ユニット１２に挿入するコンベアまたはロボット・ユニット４は、スクリーン印刷装置３の出口と、下流のディスペンス・ユニット１２の入口の間に位置している。電気的熱伝導構造が塗布されたプラスチック製３Ｄ窓１をディスペンス・ユニット１２から取り上げ、硬化させるための乾燥炉５内に配置するロボット・システム４は、ディスペンス・ユニット１２の出口と、第２の処理ラインに配置された乾燥炉５の入口の間に位置している。このケースでは、乾燥炉５の乾燥ゾーンは、第１の処理ラインの移動方向と反対方向に、第２の処理ライン内を延びており、長さの合計は、９ｍである。硬化した電気的熱伝導構造を有するプラスチック製３Ｄ窓１が置かれる保管ステーション６は、乾燥炉５の出口の下流に配置されている。

図８は、図６に示した方法を実行するための、空間節約型の実施の形態の図であり、本システムに必要とされる空間は、約１５ｍ×約１０ｍである。このケースでは、供給装置２、及び、その下流に配置された少なくとも１つのスクリーン印刷装置３のみが、第１の処理ライン内に配置されている。ディスペンス・ユニット１２と、その下流に配置されたコンベアまたはロボット・システム１１と、図７の乾燥炉５の代わりの下流のパタノスター型炉と、パタノスター型炉の出口側に配置された、処理を終えたプラスチック製３Ｄ窓１が置かれる保管ステーション６は、第２の処理ライン内に配置されており、第１の処理ラインの移動方向とは反対方向に移動方向が延びている。さらに、スクリーン印刷装置３によってバスバが印刷されたプラスチック製３Ｄ窓１をディスペンス・ユニット１２に移送する、少なくとも１つのロボットを有するロボット・システムは、スクリーン印刷装置３の出口と、ディスペンス・ユニット１２の入口の間に配置されている。

１ プラスチック製３Ｄ窓
２ 供給装置
３ スクリーン印刷装置
４ 移送装置
５ 乾燥炉，パタノスター型炉
６ 保管ステーション
７ 乾燥炉の乾燥ゾーンの第１の区分
８ 乾燥炉の乾燥ゾーンの第２の区分
９ 乾燥炉の出口
１０ スキージ
１１ ロボットまたはコンベア・システム
１２ ディスペンス・ユニット

Claims (22)

1. プラスチック製３Ｄ窓上に加熱システムを形成する方法であって、
   前記加熱システムは、少なくとも２つのバスバ、及び、複数のグリッド・ラインを有するグリッド・ライン・パターンからなる電気的熱伝導構造を備えており、
   変位可能な少なくとも１つのスキージを用いて、第１の導電ペーストからなるスクリーン印刷インクで、前記プラスチック製３Ｄ窓上に、前記少なくとも２つのバスバのそれぞれをスクリーン印刷するステップと、
   前記第１の導電ペーストよりも大きな電気抵抗を有する、少なくとも１つの第２の導電ペーストが、前記少なくとも２つのバスバと重なるように、前記プラスチック製３Ｄ窓上に、前記グリッド・ライン・パターンを塗布するステップと、
   前記少なくとも２つのバスバ、及び、該バスバと重なっている前記複数のグリッド・ラインを、重なった各点で、前記電気的熱伝導構造と電気的に接続する最終ステップとからなり、
   前記グリッド・ライン・パターン及び前記少なくとも２つのバスバのうち、少なくとも１つは、異なる方向に同時に動作する２つのスキージによって前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布されている方法。
2. 前記少なくとも２つのバスバを前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップは、前記グリッド・ライン・パターンを前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップとは、時間的にずらされている請求項１に記載の方法。
3. 前記２つのバスバを前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップは、前記グリッド・ライン・パターンを前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップよりも前に実行される請求項１または２に記載の方法。
4. 前記グリッド・ライン・パターンを前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップは、前記少なくとも２つのバスバを前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布するステップよりも前に実行される請求項１または２に記載の方法。
5. 前記グリッド・ライン・パターンは、同様に、前記プラスチック製３Ｄ窓上に、変位可能な少なくとも１つのスキージで、スクリーン印刷されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記少なくとも２つのバスバは、変位可能な少なくとも１つの第１のスキージで、前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布されており、及び／または、前記グリッド・ライン・パターンの前記複数のグリッド・ラインは、変位可能な少なくとも１つの第２のスキージで塗布されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記少なくとも２つのバスバは、２方向に印刷を行う１つのスキージで、前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記グリッド・ライン・パターンは、ディスペンスによって前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記グリッド・ライン・パターンは、デジタル・インクジェット・プリンタを利用して前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記電気的熱伝導構造を構成する前記２つのバスバは、前記少なくとも１つのスキージの送り動作及び回転動作の結果として、前記グリッド・ライン・パターンの領域内の前記プラスチック製３Ｄ窓上の左側及び右側に同時に塗布される請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記少なくとも２つのバスバ、及び、該バスバと重なっている前記複数のグリッド・ラインのスクリーン印刷は、それぞれ、時間的にずらされて使用される２つのスクリーンのうちの１つを用いて実行され、前記少なくとも２つのバスバは、対応するスクリーンと別々に変位可能なスキージによって、前記プラスチック製３Ｄ窓の両縁部に沿って前記プラスチック製３Ｄ窓上に塗布される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記電気的熱伝導構造を構成する前記少なくとも２つのバスバ、及び、該バスバと重なっている前記複数のグリッド・ラインを前記プラスチック製３Ｄ窓上にスクリーン印刷するのに用いる前記２つのスクリーンは、連続してスクリーン印刷装置の上部ユニットに挿入される請求項１１に記載の方法。
13. 前記プラスチック製３Ｄ窓上に形成される前記電気的熱伝導構造の前記少なくとも２つのバスバをスクリーン印刷する１つのスクリーンの代わりに、２つの小型スクリーンを使用し、
    前記２つの小型スクリーンは、それぞれ前記スクリーン印刷装置の前記上部ユニットに挿入されて、または、ロボットによってガイドされて、または、位置制御されて、前記少なくとも２つのバスバのうちの１つを塗布する請求項１２に記載の方法。
14. 前記プラスチック製３Ｄ窓上に前記グリッド・ライン・パターンを塗布するのに用いられる前記少なくとも１つの変位可能なスキージは、２方向に印刷を行うものであり、且つ、前記グリッド・ライン・パターンの第１のグリッド・ラインの初めから始まって、前記グリッド・ライン・パターンの第１のグリッド・ラインが形成されている送り方向に、前記プラスチック製３Ｄ窓上に、前記第２の導電ペーストを印刷するスキージであり、
    前記スキージは、前記送り方向の前記グリッド・ライン・パターンの第１のグリッド・ラインの終端に到達すると回転運動を行い、続いて、前記第２の導電ペーストを、前記プラスチック製３Ｄ窓上に、前記グリッド・ライン・パターンの第２のグリッド・ラインが形成されている、前記送り方向とは反対方向に延びる方向に印刷するものであり、
    前記プラスチック製３Ｄ窓上に前記グリッド・ライン・パターンが完成するまでこの工程が繰り返される請求項１乃至６、及び、９乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
15. プラスチック製３Ｄ窓上に加熱システムを形成する方法であって、
    前記加熱システムは、少なくとも２つのバスバ（主熱伝導体）、及び、複数のグリッド・ラインを有するグリッド・ライン・パターン（枝熱伝導体）からなる電気的熱伝導構造を備えており、
    異なる方向に同時に動作する２つのスキージを用いて、１つの導電ペーストのみからなるスクリーン印刷インクで、前記プラスチック製３Ｄ窓上に、互いに重なるように前記少なくとも２つのバスバと前記グリッド・ライン・パターンの前記複数のグリッド・ラインのそれぞれをスクリーン印刷するステップと、
    前記少なくとも２つのバスバ、及び、該バスバと重なっている前記複数のグリッド・ラインを、重なった各点で、前記電気的熱伝導構造と電気的に接続する次ステップとからなる方法。
16. 銀ペースト状のスクリーン印刷インクを用いた、前記少なくとも２つのバスバ、及び、前記グリッド・ライン・パターンのスクリーン印刷は、反対方向にも印刷が可能な、変位可能なスキージによって連続的に実行され、
    このスキージは、右向きまたは左向きの送り動作のそれぞれで、左側または右側から始まって、前記グリッド・ライン・パターンのための前記プラスチック製３Ｄ窓の湾曲の少ない領域に、前記グリッド・ライン・パターンの前記複数のグリッド・ラインを印刷するものであり、
    前記スキージの前記送り動作のそれぞれは、回転動作及び旋回動作に変化し、前記スキージは、続いて、塗布された前記グリッド・ライン・パターンの前記複数のグリッド・ラインと重なるように、前記少なくとも２つのバスバのための前記プラスチック製３Ｄ窓の大幅に湾曲した領域に、前記少なくとも２つのバスバのうちの１つをスクリーン印刷する請求項１５に記載の方法。
17. 異なる方向に作動し、送り動作がそれぞれ回転動作及び旋回動作に変化する必要がある２つのスキージは、反対方向にも印刷可能な変位可能なスキージの代わりに用いられる請求項１５に記載の方法。
18. 前記グリッド・ライン・パターンの前記複数のグリッド・ライン、及び／または、前記少なくとも２つのバスバのうち１つが塗布された後に、前記プラスチック製３Ｄ窓上に印刷された導電ペーストをタッチ・ドライにする、または、赤外線照射、紫外線照射、若しくは、伝熱によって熱硬化する請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記少なくとも１つのスキージの送り動作から回転動作及び旋回動作への変化、または、その逆の変化は、プログラム制御されている請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
20. 前記少なくとも２つのバスバと、前記グリッド・ライン・パターンの前記複数のグリッド・ラインとは、導電性接着材、または、はんだ付けによって、重なっている点で接合されている請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
21. 請求項１乃至７、及び、９乃至２０のいずれか１項に記載の方法を実施するシステムであって、
    きれいなプラスチック製３Ｄ窓を供給する少なくとも１つの供給ステーションと、
    前記少なくとも１つの供給ステーションの出口側に配置され、供給された前記プラスチック製３Ｄ窓上に、少なくとも２つのバスバ、及び、前記グリッド・ライン・パターンからなる電気的熱伝導構造を塗布する、少なくとも１つのスクリーン印刷装置と、
    前記少なくとも１つのスクリーン印刷装置と並行して配置されたパタノスター型炉と、
    前記少なくとも１つのスクリーン印刷装置の出口と、前記パタノスター型炉の入口の間に配置された、少なくとも１つのロボットを有するロボット・ステーションと、
    前記少なくとも１つのスクリーン印刷装置によって前記電気的熱伝導構造が印刷された前記プラスチック製３Ｄ窓は、前記少なくとも１つのスクリーン印刷装置の出口で取り上げられて、前記プラスチック製３Ｄ窓上に印刷された前記電気的熱伝導構造を硬化するために、前工程の方向の向かい側にある前記パタノスター型炉に挿入され、
    前記パタノスター型炉の出口の下流に配置された、硬化された前記電気的熱伝導構造を有する前記プラスチック製３Ｄ窓のための保管ステーションとからなるシステム。
22. 前記ロボット・ステーションと、前記パタノスター型炉との間にディスペンス・ユニットが配置されており、
    当初は、前記少なくとも１つのスクリーン印刷装置によって、前記電気的熱伝導構造の前記少なくとも２つのバスバのみが印刷されている前記プラスチック製３Ｄ窓は、前記ロボット・ステーションの前記少なくとも１つのロボットによって前記ディスペンス・ユニットに挿入され、
    前記グリッド・ライン・パターンの前記複数のグリッド・ラインは、挿入された前記ディスペンス・ユニット内で、ディスペンスによって、前記少なくとも２つのバスバのそれぞれと重なるように、前記プラスチック製３Ｄ窓のそれぞれの上に塗布され、
    完成した前記電気的熱伝導構造を備えた前記プラスチック製３Ｄ窓は、前記ディスペンス・ユニットの出口、及び、前記パタノスター型炉の入口の間に配置された、少なくとも１つのコンベア・ベルト、または、少なくとも１つの追加ロボットによって取り上げられて、前記パタノスター型炉の入口に運ばれる請求項２１に記載のシステム。
    

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