WO2006105887A1 - Verfahren zur herstellung einer folie - Google Patents

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WO2006105887A1
WO2006105887A1 PCT/EP2006/002777 EP2006002777W WO2006105887A1 WO 2006105887 A1 WO2006105887 A1 WO 2006105887A1 EP 2006002777 W EP2006002777 W EP 2006002777W WO 2006105887 A1 WO2006105887 A1 WO 2006105887A1
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electrical conductors
plastic film
polycarbonate
conductors
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Martin Döbler
Roland KÜNZEL
Dirk Pophusen
Winfried Kohl
Matthias Boll
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Bayer Materialscience Ag
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    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a film which is provided with electrical conductors.
  • the plastic discs are usually provided with heating wires.
  • Headlamps such as headlamps, tail lights, and other automotive lighting devices typically do not require a dedicated deicing device, as long as conventional halogen or gas discharge lamps are used. These produce enough heat to defrost ice and snow and remove fogging caused by condensation ⁇ ,.,.
  • headlamps with cold luminescent elements such as light-emitting diodes (LED, light-emitting diode) or headlamps with xenon lamps, do not generate a sufficient amount of heat and therefore show too little defrosting power. Ice formation or fogging on the cover of headlamps is disturbing not only for aesthetic reasons. For safety reasons, the light beam should not be attenuated or scattered when exiting the headlamp.
  • JP 10312705 A describes the installation of foils or plates in vehicle headlights by means of film back-injection molding. The films or plates are provided with conductive pastes.
  • the object of the present invention is to provide a method for producing a film in which. a plastic film is provided with a plurality of wires.
  • the procedure should be as simple as possible and feasible in a few steps.
  • the invention relates to a process for producing a film which is provided with electrical conductors, comprising the following steps: a) mounting one or more electrical conductors on a frame-shaped element (clamping frame), b) applying and fixing the according to step (a) clamped conductor on at least one plastic film, c) removing the frame-shaped element.
  • the electrical conductors are made of an electrically conductive material, preferably a metal, particularly preferably tungsten.
  • the diameter of the electrical conductors is preferably 5 ⁇ m to 3 mm, particularly preferably 10 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • electrical conductors wires can be used.
  • one or more electrical conductors e.g. Wires, spanned on a frame-shaped element and form a host of ladders.
  • the electrical conductors can for example be clamped substantially parallel to one another. However, they can also be clamped onto the frame-shaped element according to any other pattern.
  • the wires can be clamped, for example, by wrapping a frame-shaped element.
  • the electrical conductors are preferably arranged on a frame-shaped element, for example a clamping frame, parallel or approximately parallel to one another at a distance of 200 ⁇ m to 20 cm, preferably 0.5 mm to 5 cm, particularly preferably 1 to 10 mm.
  • a - preferably suitable clamping frame ' is for example a rectangular frame having on at least two opposite sides K'mme or a series of depressions which determine the position of the electrical conductor.
  • a second step (b) the clamped conductors are applied to a plastic film and fixed.
  • the application and fixing on the plastic film can be done by heating the conductors and / or the plastic film.
  • the heating of the plastic film can be made selectively or areally. Additionally or alternatively, all electrical conductors or only some of the electrical conductors can be heated.
  • the fixation of the electrical conductors on the plastic film by heating is particularly preferably characterized in that either the electrical conductors are heated over their entire length by applying an electrical voltage so that the surface of the plastic film in contact with the conductors melts and the adhesion of the conductors the plastic film allows.
  • the electrical conductors can also be heated only selectively, for example by means of a hot wire or a soldering iron.
  • the application of the electrical conductors on the plastic film can also be done by gluing or welding.
  • the bonding can be done either by applying a suitable adhesive or preferably by using a solvent which dissolves the surface of the film and thereby causes the adhesion of the electrical conductors on the plastic film.
  • a suitable adhesive or preferably by using a solvent which dissolves the surface of the film and thereby causes the adhesion of the electrical conductors on the plastic film.
  • a solvent which dissolves the surface of the film and thereby causes the adhesion of the electrical conductors on the plastic film.
  • dioxalane and methylene chloride as a solvent for fixing the conductors is preferred.
  • the application of the electrical conductors to a plastic film can also be carried out under pressure, so that the clamped conductors are pressed onto the plastic film.
  • the pressing is preferably done at elevated temperature, which is at least so high that the plastic film melts.
  • At least one further plastic film is applied after applying the clamped conductors to a plastic film according to step (b). This can be done either immediately after step (b) or only after the removal of the frame-shaped element according to step (c). Another plastic film is applied in such a way that the electrical conductors are arranged between the first film and the second, further film. It can also be applied more plastic films.
  • a thermoplastic material is applied by injection molding in an additional step (d) on the provided with electrical conductors plastic film.
  • the application by injection molding can be done by injection molding or Schustorygen.
  • the term back injection is used partially simplifying. However, within the meaning of the present invention, the term "back injection" always includes the alternative method of embossing.
  • the plastic sheet provided with electrical conductors may also be applied to a panel, e.g. from thermoplastic material, in particular as it is also used for the plastic film, or 10 glass, are applied. This can be done for example by gluing or laminating.
  • thermoplastic material is preferably back-injected or back-embossed in a thickness of 0.5 mm to 50 mm, more preferably 2 mm to 6 mm.
  • injection molding in accordance with step (d) is in particular inserted in accordance with the geometry of the part or tool geometry ⁇ prefabricated foil in the shaping tool and strengthens the film with the backer through an injection molding or injection compression molding process.
  • the film can optionally be placed on the core side (ejector side) or on the die side 20 (nozzle side) in the mold. Depending on the position of the film, this is then either inside (overmolding or embossing) or on the Formteila ⁇ touchseite (injection molding or embossing).
  • the film should preferably be fixed in the forming tool.
  • the fixation of the film may e.g. on the geometry of the film, 25 via electrostatic fixation, vacuum, holding tabs on the film or via fasteners in the forming tool are performed.
  • the film is fixed over the geometry.
  • the plastic film and to be back-injected thermoplastic may consist of the same or different materials, preferably of the same materials. It is possible to use transparent or translucent thermoplastics.
  • thermoplastics are, for example, polycarbonates or copolycarbonates based on diphenols, the poly or copolyacrylates and poly or Copolymethacrylate, preferably polymethyl methacrylate, poly or.
  • Copolymers with styrene preferably transparent polystyrene or polystyrene-acrylonitrile (SAN), transparent thermoplastic polyurethanes, and polyolefins, preferably transparent polypropylene types, or polyolefins based on cyclic olefins (for example, TOPAS ®, Ticona), poly- or copolycondensates of terephthalic acid, preferably poly or copolyethylene terephthalate (PET or CoPET) or glycol-modified PET (PETG).
  • styrene preferably transparent polystyrene or polystyrene-acrylonitrile (SAN), transparent thermoplastic polyurethanes, and polyolefins, preferably transparent polypropylene types, or polyolefins based on cyclic olefins (for example, TOPAS ®, Ticona), poly- or copolycondensates of terephthalic acid, preferably poly
  • Particularly preferred materials are bisphenol A polycarbonate, copolycarbonates of bisphenol A and l, l-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane, as well as poly- and Comethylmethacrylate.
  • thermoplastic polymer films are known from the prior art. Depending on the application, films with a thickness of 0.01 to 10 mm, preferably 0.1 to 0.4 mm, can be produced and used in the process according to the invention. In order to achieve a high degree of transparency, it is advantageous that the side facing away from the melt flow during the back-injection process has the smoothest possible surface.
  • the film may Electrodag ® 418 SS Fa.
  • Acheson provided, even with a print (Printing), for example, a conductive paste such as prior to the application of the electrical conductors, for example for decorative purposes and / or to the contacting with an electric omnibus manufacture.
  • the advantage of the method according to the invention is that the electrical conductors are not applied serially with a laying head, but in one step on the plastic film. This greatly simplifies the application of a variety of wires and saves time.
  • Another object of the invention is a composite material prepared by the process according to the invention.
  • the film produced by the process according to the invention can, for example, in visors of
  • the film is preferably with a transparent or translucent theraioplastic plastic injected behind.
  • the wires are electrically connected to a switchable power supply.
  • Another object of the invention is a headlamp, in particular for vehicles, comprising a cover for covering a light exit opening, wherein the cover comprises a film produced by the inventive method.
  • a headlamp are all known headlights, in particular vehicle dusters.
  • it is a headlamp with at least one light-emitting diode as the radiation source.
  • it is also headlights with conventional radiation sources such as halogen lamps or gas discharge lamps.
  • the film provided with electrical conductors is preferably back-injected or embossed with a transparent thermoplastic material and thus forms a molded part, comprising a transparent film, electrical conductors and a layer of a transparent thermoplastic material.
  • the molded part serves as a cover in the headlight according to the invention.
  • the laddered plastic film may be back-injected such that the foil provided with electrical conductors may support either the outside or the inside of the molding, i. the cover, forms.
  • the plastic sheet provided with plastic can also be applied to a glass cover, e.g. by gluing or laminating.
  • the surface of the molding i. the cover, can be structured or unstructured.
  • the molding may also be partially printed (e.g. for deckor purposes, be provided.
  • the imprint can also be made up of several layers.
  • the molded part can be painted or unpainted.
  • the paints used are commercial scratch-resistant coatings, e.g. based on siloxane, polyurethane or acrylate, in question.
  • the electrical conductors as a heater are expediently associated with suitable sensors and a suitable control electronics to automatically regulate the power consumption of the heater and vote with the j ehat load condition of the electrical system.
  • a rectangular clamping frame which has a parallel sliding sidebar.
  • the frame of the clamping frame consists of three fixed side members and a fourth sidebar, which is parallel to the opposite sidebar slidably.
  • the sliding side panel is held in position by two rails each on the right and left sides.
  • Two locking blocks on each side ensure the position of the sliding sidebar.
  • On top of the sliding sidebar and the opposite bar round pins are at a distance of one millimeter attached to each other, forming two opposing ridges. These pins have a diameter of one millimeter.
  • a polycarbonate film lies directly on the pins and is clamped in the clamping frame.
  • a tungsten wire with a diameter of 19 microns, whose end was attached to the fixed side member by adhesive strips, is placed over the tenter. curious; excited.
  • the wire is applied to a pin, stretched over the polycarbonate sheet and placed around the corresponding counter pin on the movable sidebar, led back to fixed bar and there again tightened around the next pin.
  • By appropriate further laying of the wire creates a pattern on the underlying polycarbonate film, which has a total of 80 parallel wires with a spacing of 1 mm.
  • the end of the wire is in turn tautly attached to a side member with tape.
  • ⁇ AIS alternatively the local heating of the film by means of a, preferably electrically heated tip, whereby the substrate is softened at certain points and the wire by pressing and then cooling, with the Substrate is connected.
  • the liquid used for the polycarbonate film is a saturated solution of polycarbonate in methylene chloride. It is dripped onto the parts to be fixed with a pipette. It is important to ensure that the wire rests on the polycarbonate film or at least enclosed by the solvent droplets. The solvent evaporates and the drop hardens to solid polycarbonate, which fixes the wire to the film.
  • the clamping frame After fixing the wire on the polycarbonate film, the clamping frame is loosened and the formed wire loops are pulled off via the dowel pins.
  • the loop ends of the wires are on both sides of the composite with the aid of a Silberleitpaste with one each
  • a fixing of the wire as described above is required at the edge of the polycarbonate film, but also useful in the middle as an intermediate fixation, as this facilitates the further processing of the film-wire composite.
  • the individual fixing points are z. B. after the back molding of the film with thermoplastic material (also polycarbonate) or lamination of the film on the wire side with a second polycarbonate film no longer visible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Folie, welche mit elektrischen Leitern versehen ist, umfassend die folgenden Schritte: a) Aufspannen eines oder mehrerer elektrischer Leiter auf ein rahmenförmiges Element b) Aufbringen und Fixieren der gemäß Schritt (a) aufgespannten Leiter auf mindestens eine Kunststofffolie c) Entfernen des rahmenförmigen Elements.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Folie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Folie, welche mit elektrischen Leitern versehen ist.
Um im Automobilbau das Karosseriegewicht zu reduzieren, werden z.B. Glasscheiben durch transparente Kunststoffscheiben ersetzt. Für Heckscheiben werden die Kunststoffscheiben in der Regel mit Heizdrähten versehen.
Scheinwerfer, wie beispielsweise Frontscheinwerfer, Heckscheinwerfer und andere Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge, benötigen in der Regel keine spezielle Enteisungsvorrichtung bzw. Vorrichtung zur Vermeidung von Beschlagsbildung, sofern herkömmliche Halogenlampen oder Gasentladungslampen verwendet werden. Diese produzieren genügend viel Wärme, um Eis und Schnee abzutauen und Beschlagsbildung durch Kondenswasser zu entferne©,.,. Scheinwerfer mit kalten Leuchünitteln wie Licht emittierende Dioden (LED, light emitting diode) oder auch Scheinwerfer mit Xenonlampen erzeugen hingegen keine ausreichende Wärmemenge und zeigen daher eine zu geringe Abtauleistung. Eisbildung oder Beschlagsbildung auf der Abdeckscheibe von Scheinwerfern ist nicht nur aus ästhetischen Gründen störend. Aus Sicherheitsgründen sollte der Lichtstrahl beim Austritt aus' dem Scheinwerfer nicht gedämpft oder gestreut werden.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Herstellung von Kunststoffscheiben bekannt, in die elektrische Leiterstrukturen eingebettet werden. So ist aus DE 101 47 537 ein Verfahren bekannt, bei dem elektrische Leiter einer Oberfläche einer Kunststofffolie zugeordnet werden, die anschließend mit einer weiteren Kunststoffschi'cht hinterspritzt oder hinterprägt wird, um einen Scheibenkörper zu bilden. Zum Verlegen der Drähte werden aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren verwendet. Beispielsweise wird ein Verlegekopf über die Folienfläche geführt, der die Drähte unter leichtem Druck und mittels Wärme kontinuierlich in die Folienoberfläche eindrückt oder einsteppt. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, dass es vergleichsweise zeitaufwändig ist, da die Drähte kontinuierlich mit Hilfe eines Verlegekopfes in die Folie eingedrückt werden.
IP 2003197013 A, JP 2002150812 A und JP 2002211309 A beschreiben den Einbau von Heizdrähten in die Abdeckscheibe von Fahrzeugschemwerfern. Herkömmliche Heizdrähte sind aber deutlich sichtbar und sind aus ästhetischen Gründen nicht akzeptabel. JP 10312705 A beschreibt den Einbau von Folien oder Platten in Fahrzeugscheinwerfern durch Folienhinterspritzen. Die Folien oder Platten sind mit Leitpasten versehen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Folie bereitzustellen, bei dem. eine Kunststofffolie mit einer Vielzahl von Drähten versehen wird. Das Verfahren soll möglichst einfach und in wenigen Schritten durchführbar sein.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Folie, welche mit elektrischen Leitern versehen ist, umfassend die folgenden Schritte: a) Aufspannen eines oder mehrerer elektrischer Leiter auf ein rahmenförmiges Element (Spannrahmen), b) Aufbringen und Fixieren der gemäß Schritt (a) aufgespannten Leiter auf mindestens eine Kunststofffolie, c) Entfernen des rahmenförmigen Elements.
Die elektrischen Leiter sind aus einem elektrisch leitfähigen Material, bevorzugt einem Metall, besonders bevorzugt aus Wolfram. Der Durchmesser der elektrischen Leiter beträgt bevorzugt 5 μm bis 3 mm, besonders bevorzugt 10 μm bis 40 μm. Als elektrische Leiter können Drähte eingesetzt werden.
Gemäß Schritt (a) des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ein oder mehrere elektrische Leiter, z.B. Drähte, auf ein rahmenförmiges Element aufgespannt und bilden eine Schar von Leitern. Die elektrischen Leiter können beispielsweise im Wesentlichen parallel zueinander aufgespannt werden. Sie können jedoch auch nach einem beliebigen anderen Muster auf das rahmenförmige Element aufgespannt werden. Die Drähte können beispielsweise durch Umwickeln eines rahmenförmigen Elements aufgespannt werden.
Es können bevorzugt auch mehrere rahmenförmige Elemente gleichzeitig mit elektrischen Leitern bestückt werden, indem beispielsweise zwei rahmenförmige Elemente aneinander gelegt und mit elektrischen Leitern umwickelt werden. Die Leiterenden werden dann auf dem Spannrahmen geeignet fixiert, z. B. mittels Klemmleisten. Anschließend werden die beiden rahmenförmigen Elemente voneinander getrennt, indem die elektrischen Leiter im Bereich zwischen den beiden rahmenförmigen Elementen durchtrennt werden. Auf diese Weise werden zwei rahmenförmige Elemente mit aufgespannten Leitern gleichzeitig hergestellt, die im Nachgang auf eine Folie aufgebracht werden können. Die elektrischen Leiter werden bevorzugt auf einem rahmenförmigen Element, z.B. einem Spannrahmen, parallel oder annähernd parallel zueinander in einem Abstand von 200 μm bis 20 cm, , bevorzugt 0,5 mm bis 5 cm, besonders bevorzugt 1 bis 10 mm, angeordnet.
Ein - bevorzugt geeigneter Spannrahmen ' ist beispielsweise ein rechteckiger Rahmen, der auf mindestens zwei gegenüberstehenden Seiten K'mme oder eine Reihe von Vertiefungen aufweist, die die Position des elektrischen Leiters bestimmen.
In einem zweiten Schritt (b) werden die aufgespannten Leiter auf eine Kunststofffolie aufgebracht und fixiert. Das Aufbringen und Fixieren auf die Kunststofffolie kann durch Erwärmen der Leiter und/oder der Kunststofffolie erfolgen. Das Erwärmen der Kunststofffolie kann punktuell oder flächig erfolgen. Zusätzlich oder alternativ können alle elektrischen Leiter oder nur einige der elektrischen Leiter erwärmt werden. Die Fixierung der elektrischen Leiter auf der Kunststofffolie durch Erhitzen geschieht besonders bevorzugt dadurch, dass entweder die elektrischen Leiter auf ihrer Gesamtlänge durch Anlegen einer elektrischen Spannung erwärmt werden, so dass die mit den Leitern in Berührung stehende Oberfläche der Kunststofffolie anschmilzt und die Haftung der Leiter auf der Kunststofffolie ermöglicht. Alternativ können die elektrischen Leiter auch nur punktuell erhitzt werden, beispielsweise mittels eines heißen Drahtes oder eines Lötkolbens. •
Alternativ oder zusätzlich kann das Aufbringen der elektrischen Leiter auf die Kunststofffolie auch mittels Kleben oder Schweißen erfolgen. Das Verkleben kann entweder durch Aufbringen eines geeigneten Klebstoffes geschehen oder vorzugsweise durch Verwendung eines Lösungsmittels, das die Oberfläche der Folie anlöst und dadurch die Haftung der elektrischen Leiter auf der Kunststofffolie hervorruft. Bei einer Kuhststofffolie aus Polycarbonat ist die Verwendung von Dioxalan und Methylenchlorid als Lösungsmittel zum Fixieren der Leiter bevorzugt.
Das Aufbringen der elektrischen Leiter auf eine Kunststofffolie kann auch unter Druck erfolgen, so dass die aufgespannten Leiter auf die Kunststofffolie aufgepresst werden. Das Aufpressen geschieht bevorzugt bei erhöhter Temperatur, die mindestens so hoch ist, dass die Kunststofffolie anschmilzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Aufbringen der aufgespannten Leiter auf eine Kunststofffolie gemäß Schritt (b) mindestens eine weitere Kunststofffolie aufgebracht. Dies kann entweder unmittelbar nach Schritt (b) oder aber erst nach dem Entfernen des rahmenförmigen Elements gemäß Schritt (c) erfolgen. Eine weitere Kunststofffolie wird derart aufgebracht, dass die elektrischen Leiter zwischen der ersten Folie und der zweiten, weiteren Folie angeordnet sind. Es können auch weitere Kunststofffolien aufgebracht werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird in einem zusätzlichen Schritt (d) auf die mit elektrischen Leitern versehene Kunststofffolie ein thermoplastischer Kunststoff mittels Spritzgießen aufgebracht. Das Aufbringen mittels Spritzgießen kann durch Hinterspritzen oder Hinterprägen erfolgen. Im nachfolgenden wird teilweise vereinfachend der Begriff Hinterspritzen verwendet. Der 5 Begriff Hinterspritzen schließt jedoch im Sinne der vorliegenden Erfindung immer das alternative Verfahren des Hinterprägens mit ein.
Alternativ kann die mit elektrischen Leitern versehene Kunststofffolie auch auf eine Platte, z.B. aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere wie er auch für die Kunststofffolie verwendet wird, oder 10 Glas, aufgebracht werden. Dies kann beispielsweise mittels Kleben oder Kaschieren erfolgen.
Der thermoplastische Kunststoff wird vorzugsweise in einer Dicke von 0,5 mm bis 50 mm, besonders bevorzugt 2 mm bis 6 mm, hinterspritzt oder hinterprägt.
15 Bei dem-, Spritzgießen gemäß Schritt (d) wird insbesondere die gemäß der Formteilgeometrie bzw. ■ Werkzeuggeometrie konfektionierte Folie in das Formgebungswerkzeug eingelegt und die Folie mit den Hinterfüllmaterialien durch einen Spritzgieß- oder Spritzprägeprozess verstärkt.
Die Folie kann wahlweise auf der Kernseite (Auswerferseite) oder auch auf der Gesenkseite 20 (Düsenseite) in das Formwerkzeug eingelegt werden. Je nach Lage der Folie liegt diese dann entweder innen (Überspritzen oder -prägen) oder auf der Formteilaμßenseite (Hinterspritzen oder -prägen).
Bei dem Spritzgießprozess.(Verstärkungsprozess) gemäß Schritt (d) sollte die Folie bevorzugt in dem Formgebungswerkzeug fixiert werden. Die Fixierung der Folie kann z.B. über die Geometrie der Folie, 25. über elektrostatische Fixierung, über Vakuum, über Haltelaschen an der Folie oder auch über Befestigungselemente im Formgebungswerkzeug ausgeführt werden. Vorzugsweise wird die Folie über die Geometrie fixiert.
. Wesentliche Bedeutung bei dem Hinterspritz- oder Hinterprägeprozess kommt der positionsgenauen
30 Fixierung der Folie zu. Dies ist insbesondere wichtig, da in dem Formgebungswerkzeug spezielle
Konstruktionen in Form von Auswerfern, Schiebern oder Kernzügen zur positionsgenauen
Abtuschierung auf den elektrischen Leitern für die spätere Kontaktierung der elektrischen Leiter erforderlich sind. Vorzugweise erfolgt die Abtuschierung der Leiter über genau einstellbare Kerne.
35 Nach dem Einlegen und Fixieren der Folie erfolgt das Spritzgießen nach dem Hinterspritz- oder Hinterprägeprozess nach den bauteilspezifischen Herstellparametern der Fertigungsmaschine. Die Kunststofffolie und der zu hinterspritzende Thermoplast können aus dem gleichen oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen, vorzugsweise aus gleichen Materialien. Es können transparente oder transluzente Thermoplaste eingesetzt werden. Als Thermoplasten eignen sich z.B. Polycarbonate oder Copolycarbonate auf Basis von Diphenolen, der PoIy- oder Copolyacrylate und PoIy- oder Copolymethacrylate, vorzugsweise Polymethylmethacrylat, PoIy- oder. Copolymere mit Styrol, vorzugsweise transparentes Polystyrol oder Polystyrolacrylnitril (SAN), transparente thermoplastische Polyurethane, sowie Polyolefine, vorzugsweise transparente Polypropylentypen, oder Polyolefine auf der Basis von cyclischen Olefmen (z.B. TOPAS®, Ticona), PoIy- oder Copolykondensate der Terephthalsäure, vorzugsweise PoIy- oder Copolyethylenterephthalat (PET oder CoPET) oder glycol-modifϊziertes PET (PETG).
Besonders bevorzugte Materialien sind Bisphenol-A-polycarbonat, Copolycarbonate aus Bisphenol-A und l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan, sowie PoIy- und Comethylmethacrylate. •
Die Herstellung der thermoplastischen Kunststofffolien ist aus dem Stand der Technik bekannt. Es können je nach Anwendung Folien mit einer Dicke von 0,01 bis 10 mm, bevorzugt 0,1 bis 0,4 mm, hergestellt und in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Um eine hohe Transparenz zu erreichen, ist es von Vorteil, dass die dem Schmelzefluss beim Hinterspritzprozess abgewandte Seite eine möglichst glatte Oberfläche aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Folie vor dem Aufbringen der elektrischen Leiter noch mit einem Aufdruck (Printing), z.B. einer Leitpaste wie Electrodag® 418 SS der Fa. Acheson, versehen werden, z.B. zu Dekorzwecken und/oder um die Kontaktierung mit einem elektrischen Sammelbus herzustellen.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die elektrischen Leiter nicht seriell mit einem Verlegekopf, sondern in einem Schritt auf die Kunststofffolie aufgebracht werden. Dies vereinfacht das Aufbringen einer Vielzahl von Drähten erheblich und spart Zeit.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verbundmaterial, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Folie kann beispielsweise in Visieren von
Motorradhelmen oder beheizbaren Fenstern, wie Heckscheiben in Kraftfahrzeugen oder Kühlschranktüren, Anwendung finden. Dazu wird die Folie vorzugsweise mit einem transparenten oder transluzenten theraioplastischen Kunststoff hinterspritzt. Die Drähte werden mit einer schaltbaren Stromversorgung elektrisch verbunden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Scheinwerfer, insbesondere für Fahrzeuge, umfassend eine Abdeckscheibe zur Abdeckung einer Lichtaustrittsöffnung, wobei die Abdeckscheibe eine Folie, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, umfasst.
Als Scheinwerfer eignen sich alle bekannten Scheinwerfer, insbesondere Fahrzeugschemwerfer. Vorzugsweise handelt es sich um Scheinwerfer mit wenigstens einer Licht emittierenden Diode als Strahlungsquelle. Es eignen sich jedoch auch Scheinwerfer mit herkömmlichen Strahlungsquellen wie Halogenlampen oder Gasentladungslampen.
Die mit elektrischen Leitern versehene Folie ist bevorzugt mit einem transparenten thermoplastischen Kunststoff hinterspritzt oder hinterprägt und bildet so ein Formteil, umfassend eine transparente Folie, elektrische Leiter und eine Schicht eines transparenten thermoplastischen Kunststoffs. Das Formteil dient in dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer als Abdeckscheibe. Die mit Leitern versehene Kunststofffolie kann so hinterspritzt sein, dass die mit elektrischen Leitern versehene Folie entweder die Außenseite oder die Innenseite des Formteils, d.h. der Abdeckscheibe, bildet. Alternativ kann die mit elektrischen Leitern versehene Kunststofffolie auch auf eine Abdeckscheibe aus Glas aufgebracht werden, z.B. mittels Kleben oder Kaschieren.
Die Oberfläche des Formteils, d.h. der Abdeckscheibe, kann strukturiert oder unstrukturiert sein. Das Formteil kann auch teilweise mit einem Aufdruck (Printing), z.B. zu Deckorzwecken, versehen sein. Der Aufdruck kann auch 'aus mehreren Schichten aufgebaut sein. Das Formteil kann lackiert oder unlackiert sein. Als Lacke kommen handelsübliche Kratzfestlacke, z.B. auf Siloxan-, Polyurethanoder Acrylatbasis, in Frage.
Die elektrischen Leiter als Heizeinrichtung sind zweckmäßigerweise mit geeigneten Sensoren und einer geeigneten Regelungselektronik verknüpft, um die Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung automatisch zu regeln und mit dem j eweiligen Belastungszustand des Bordnetzes abzustimmen. Beispiel
Zur Herstellung einer Schar paralleler Drähte wird eine rechteckiger Spannrahmen verwendet, der eine parallel verschiebbare Seitenleiste hat.
Das Gestell des Spannrahmens besteht aus drei festen Seitenbauteilen und einer vierten Seitenleiste, die zur gegenüberliegenden Seitenleiste parallel verschiebbar ist. Das verschiebbare Seitenteil wird durch jeweils zwei Schienen an der rechten und linken Seite in Position gehalten. Zwei Feststellblöcke an jeder Seite sichern die Lage der verschiebbaren Seitenleiste. Oben auf der verschiebbaren Seitenleiste und der gegenüberstehenden Leiste sind runde Stifte im Abstand von einem Millimeter zueinander angebracht, die zwei gegenüberstehende Kämme bilden. Diese Stifte haben einen Durchmesser von einem Millimeter. Eine Polycarbonatfolie liegt direkt an den Stiften an und ist in den Spannrahmen eingespannt. Ein Wolframdraht mit einem Durchmesser von 19 μm, dessen Ende an dem festen Seitenbauteil durch Klebestreifen befestigt wurde, wird über den Spannrahmen . gespannt. Hierbei wird der Draht an einem Stift angelegt, über die Polycarbonatfolie gespannt und um den entsprechenden Gegenstift auf der beweglichen Seitenleiste gelegt, zurück zu feststehenden Leiste geführt und dort erneut um den nächsten Stift gespannt. Durch entsprechendes Weiterverlegen des Drahtes entsteht ein Muster auf der untergelegten Polycarbonatfolie, das insgesamt 80 parallele Drähte mit einem Abstand untereinander von 1 mm aufweist. Das Ende des Drahtes wird wiederum mit Klebestreifen an einem Seitenbauteil straff befestigt.
Zum Fixieren des Drahtes auf der Folie wird ein für das verwendete Polycarbonat geeignetes Lösungsmittel verwendet, ^aIs auch alternativ das lokale Erhitzen der Folie mittels einer, bevorzugt elektrisch beheizten Spitze, wodurch das Substrat punktuell erweicht wird und der Draht durch Eindrücken und anschließendes Erkalten mit dem Substrat verbunden wird.
Bei der für die Polycarbonatfolie verwendeten Flüssigkeit handelt es sich um eine gesättigte Lösung aus Polycarbonat in Methylenchlorid. Sie wird mit einer Pipette auf die zu fixierenden Stellen getropft. Dabei ist darauf zu achten, dass der Draht auf der Polycarbonatfolie aufliegt oder zumindest von den Lösungsmitteltropfen umschlossen ist. Das Lösungsmittel verdampft und der Tropfen härtet zu festem Polycarbonat aus, wodurch der Draht auf der Folie fixiert ist.
Nach dem Fixieren des Drahtes auf der Polycarbonatfolie wird der Spannrahmen gelockert und die gebildeten Drahtschlaufen werden über die Spannstifte abgezogen. Die Schlaufenenden der Drähte werden auf beiden Seiten des Verbundes mit Hilfe einer Silberleitpaste mit je einer
Stromverteilerschiene elektrisch verbunden. Hierdurch werden die parallelen Drähte auf der Folie elektrisch parallel geschaltet und können mit den beiden Polen einer Spannungsversorgung verbunden werden und als parallele Heizdrähte eingesetzt werden.
In einem anderen Versuch werden nur die offenen Enden des fixierten Drahtes elektrisch mit einer Spannungsversorgung verbunden, um eine Serienschaltung der parallelen Drähte zu erreichen.
Ein Fixieren des Drahtes wie oben beschrieben ist am Rand der Polycarbonatfolie erforderlich, aber auch in der Mitte als Zwischenfixierung sinnvoll, da so die Weiterverarbeitung des Folien-Draht- Verbundes erleichtert wird. Die einzelnen Fixierungspunkte sind z. B. nach dem Hinterspritzen der Folie mit thermoplastischem Kunststoff (ebenfalls Polycarbonat) oder Laminieren der Folie auf der Drahtseite mit einer zweiten Polycarbonatfolie nicht mehr zu erkennen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Folie, welche mit elektrischen Leitern versehen ist, umfassend die folgenden Schritte: a) Aufspannen eines oder mehrerer elektrischer Leiter auf ein rahmenförmiges Element, b) Aufbringen und Fixieren der gemäß Schritt (a) aufgespannten Leiter auf mindestens eine ' Kunststofffolie c) Entfernen des rahmenförmigen Elements.
2. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der aufgespannten Leiter auf eine Kunststofffolie gemäß Schritt (b) mindestens eine weitere Kunststofffolie aufgebracht wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter aus Metall, vorzugsweise aus Wolfram, bestehen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter eine Dicke von 5 μm bis 3 mm, bevorzugt 10 bis 40 μm, aufweisen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie
■ aus Polycarbonat oder Copolycarbonat auf Basis von Diphenolen, Polyacrylat oder Copolyacrylat,
Polymethacrylat oder Copolymethacrylat, vorzugsweise Polymethylmethacrylat, Polystyrol oder
Copolymere mit StyroJ, vorzugsweise transparentem Polystyrol oder Polystyrolacrylnitril (SAN), transparentem thermoplastischem Polyurethan, Polyolefm, vorzugsweise transparentem Polypropylen, Polyolefm auf Basis von cyclischen Olefinen oder PoIy- oder Copolykondensate der Terephthalsäure, vorzugsweise PoIy- oder Copolyethylenterephthalat (PET oder CoPET) oder
. glycol-modifiziertes PET (PETG) besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie eine Dicke von 0,01 bis 10 mm aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zusätzlichen Schritt (d) auf die mit elektrischen Leitern versehene Kunststofffolie ein thermoplastischer Kunststoff mittels Spritzgießen aufgebracht wird.
. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff zum Spritzgießen gemäß Schritt (d) ein Polycarbonat ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kunststoff in einer Dicke von 0,5 mm bis 50 mm aufgebracht wird.
10. Verbundmaterial mit elektrischen Leitern, aufweisend mindestens eine Polycarbonatfolie mit einem oder mehreren Metalldrähten, die auf der Folie fixiert sind.
11. Verbundmaterial nach Anspruch 10, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
12. Verbundmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polycarbonatfolie auf der DrabJ^ufweisenden Seite mit thermoplastischem Kunststoff hinterspritzt ist.
13. Verbundmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material nach einem der Ansprüche 7 bis 9 hergestellt ist.
14. Scheinwerfer, umfassend eine Abdeckscheibe zur Abdeckung der Lichtaustrittsöffhung, wobei die Abdeckscheibe eine Folie, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, umfasst.
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