WO2014024165A2 - Dispositivo de aquecimento, respectivo métodos de impressão e utilização - Google Patents

Dispositivo de aquecimento, respectivo métodos de impressão e utilização Download PDF

Info

Publication number
WO2014024165A2
WO2014024165A2 PCT/IB2013/056498 IB2013056498W WO2014024165A2 WO 2014024165 A2 WO2014024165 A2 WO 2014024165A2 IB 2013056498 W IB2013056498 W IB 2013056498W WO 2014024165 A2 WO2014024165 A2 WO 2014024165A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
printing
printed
heating device
carbon
flexible
Prior art date
Application number
PCT/IB2013/056498
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2014024165A9 (pt
Inventor
Miguel Bruno VIEIRA RIBEIRO
Bruno Guilherme GONÇALVES MATOS
André Lourenço CALDEIRA PINTO
António MIGUEL GONÇALVES
João Manuel DE CARVALHO GOMES
José Fernando OLIVEIRA DA SILVA
Original Assignee
Centi - Centro De Nanotecnologia E Materiais Técnicos Funcionais E Inteligentes
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centi - Centro De Nanotecnologia E Materiais Técnicos Funcionais E Inteligentes filed Critical Centi - Centro De Nanotecnologia E Materiais Técnicos Funcionais E Inteligentes
Priority to EP13774822.4A priority Critical patent/EP2884818B1/en
Publication of WO2014024165A2 publication Critical patent/WO2014024165A2/pt
Publication of WO2014024165A9 publication Critical patent/WO2014024165A9/pt

Links

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
    • H05B3/10—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heater 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—Heater 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
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • 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
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an inorganic material, e.g. ceramic
    • 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
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/267—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an organic material, e.g. plastic
    • 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
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • 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
    • 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
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/005—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using multiple resistive elements or resistive zones isolated from each other
    • 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
    • H05B2203/011—Heaters using laterally extending conductive material as connecting means
    • 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
    • H05B2203/016—Heaters using particular connecting means
    • 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
    • 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
    • H05B2203/026—Heaters specially adapted for floor heating
    • 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
    • H05B2203/029—Heaters specially adapted for seat warmers
    • 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
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/02—Heaters specially designed for de-icing or protection against icing
    • 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
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/04—Heating means manufactured by using nanotechnology

Definitions

  • the present application describes heating circuits composed of metallic and / or non-metallic conductive materials in the form of thin films printed on flexible or rigid substrates.
  • WO2007021528A1 discloses a method for manufacturing flexible and non-flexible electric heating devices.
  • this document provides no evidence that these devices are manufactured by the printing and / or coating techniques mentioned in this application. The impression of the devices in roll to roll and / or sheet to sheet systems, on flexible and / or rigid substrates is not evidenced either.
  • the above document provides a way of connecting a resistive system to perforated metal bus bars, which may be woven or nonwoven, a film or a mesh. Thus a way of making a printed heating device is not claimed, but a way of making the resistive system connections to the respective bus bars.
  • WO2007076506A1 discloses a system for effective defrosting of a plastic window which includes a transparent plastic panel, a heating grid including a plurality of heating lines which are integrated in the plastic panel and electric current equalizing means. cross each line.
  • this document does not have the same geometry / structure / shape as presented in this application, nor the ability to process these systems on the aforementioned flexible substrates and / or rigid substrates such as concrete and / or ceramic and / or wood agglomerates.
  • the resistive material referred to in the document is also different from that presented in this application and its use is not indicated in any claim.
  • the processing methods mentioned in the present application also enjoy novelty when coupled with the already mentioned flexible and / or rigid substrates in the manufacture of these heating systems.
  • W09715171A2 discloses a resistance electric heating system with an electric heating layer capable of electric heating consisting of a mixture of graphite particles and hardeners and capable of operation at a minimum surface temperature.
  • this document does not have the same geometry / structure / shape presented in this application, nor the ability to process these devices in roll to roll systems using flexible substrates.
  • the resistive material referred to in the document, namely graphite, is also different from that presented in this application.
  • the processing methods mentioned in the present application also enjoy novelty when combined with the flexible and / or rigid substrates already mentioned in the manufacture of these heating systems. summary
  • the present application describes a printed heating device comprising:
  • bus bars comprising materials with sheet resistivity between 5 and 40 mQ / sq / mil; printed tracks comprising materials with sheet resistivities of between 10 and 100 ⁇ / sq / mil;
  • an electronic control system is coupled to the printed heating device which comprises:
  • barrier film for electrical and mechanical protection.
  • the bus bars printed on the printed heating device have lengths ranging from 50 to 5000 mm.
  • the tracks printed on the printed heater have a length ranging from 40 to 200 mm, a width from 2.5 to 15 mm and a thickness from 2 to 20 mm. 100 ⁇ . In a preferred embodiment, the distance between the printed bus bars on the printed heating device is between 40 and 100 mm.
  • the distance between the tracks printed on the printed heater is between 2.5 and 15 mm.
  • the flexible substrate of the printed heating device is made of ethylene polytaphthalate (PET), and / or polyethylene naphthalate (PEN), and / or cork, and / or thermoplastic polyolefin (TPO), and / or meshes coated with polymeric films.
  • PET ethylene polytaphthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • cork cork
  • TPO thermoplastic polyolefin
  • the rigid substrate of the printed heater is made of concrete, and / or glass, and / or ceramic, and / or wood agglomerates typically compatible with sheet-to-sheet systems.
  • the materials used for printing the printed heating device tracks and / or resistive films comprise the following composition:
  • the materials used in the printing of conductive lanes of the printed heating device comprises the following composition:
  • the heating device for the heating of interior and exterior floors, in chairs, sofas and benches, in particular in seats and footrests and in car doors and dashboards.
  • the present application describes heating devices whose essential elements are: low electrical conductive (resistive) materials responsible for circuit heating, high electrical conductivity materials used in heating circuit bus bars and connections between circuit modules and a flexible substrate, such as ethylene polyethylene terephthalate (PET) and / or polyethylene naphthalate (PEN) and / or cork and / or thermoplastic polyolefin (TPO) and / or mesh coated with polymeric films, or rigid substrates such as concrete and / or glass and / or ceramic and / or wood agglomerates by silkscreen and / or rotogravure and / or inkjet printing techniques in roll to roll and / or sheet to sheet systems.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • TPO thermoplastic polyolefin
  • Circuits may be laminated and / or coated with different materials after printing for electrical and mechanical protection, depending on the intended final application.
  • heating devices are composed of metallic and / or non-metallic materials and / or composites used as current conductors and resistive systems.
  • the combination of these two types of materials allows the structure to be heated through the known Joule effect.
  • An adjustable electric current flows in the printed circuit, the value of which is dependent on the applied voltage and the resistance of the printed circuit to the passage of electric current.
  • the passage of electric current gives rise to heating of the resistive tracks previously dimensioned when projecting the electrical circuit.
  • the sizing of the conductive and resistive tracks of the system allows the circuit to be calibrated and dimensioned to obtain different temperatures, operating modes, operating voltages and currents. This ensures full adaptability of these circuits to external power supply systems.
  • the devices now disclosed comprise three different geometries / designs / shapes, presenting different advantages, and the possibility of obtaining a larger heating area and / or the opportunity to section the circuit to the desired size in two directions. different without losing any functionality.
  • the temperature obtained on the surface of the printed circuit depends on the electrical voltage applied to the terminals of the printed circuit, the dimensions of their respective lines, the thickness of the printed films, the substrate on which it is printed, the materials used for its processing, the type of association, ie whether it is in series and / or in parallel between the various printed circuits, the medium in which the heating circuit and / or the temperature circuit is embedded and / or laminated and / or printed.
  • printed heating circuits are obtained whose surface temperature is between 30 and 80 ° C and these values can be controlled by the associated electronic control circuit.
  • the electrical sizing of the electronic control circuit and the geometries / designs / shapes of the heating printed circuits is designed according to the area if it is to be heated, the properties of the materials to be used and the voltage available to power the circuit. In addition to the above points, and in order to proceed with the correct electrical sizing of the heating circuits, the same is done based on the desired power per area. Based on this value it is possible to proceed to the dimensional calculation of the tracks of resistive material, namely its width, length and thickness, and consequently of its value of electrical resistance, thus allowing to predict the value of energy dissipated by the circuit in the form of heat. . For the correct electrical dimensioning it is necessary to keep in mind the electrical resistivity values of the materials after their printing.
  • the power of the printed heating circuits varies with the electrical design previously carried out, with the obtained values being between 100 and 350 W / m 2 .
  • the encapsulation of the heating circuits printed on flexible and / or rigid substrates is effected by rolling, and / or thermocolling, and / or slot die, and / or doctor blade, and / or knife-over-edge, and / or screen printing and / or spraying of a UV and / or temperature curable polymeric material.
  • the use of techniques such as slot die and / or doctor blade and / or knife-over-edge is new to the known methods for flexible and / or rigid substrates.
  • the main purposes of the encapsulation are to protect the circuit against abrasion and moisture, and the electrical insulation of the system.
  • the electronic control system regulates the system temperature according to the temperature previously set by the user.
  • This system is integrated between the power supply and the printed heating circuit, thus regulating the current intensity and / or the time of application of electrical voltage to the heating circuit.
  • This electronic control system consists of: a circuit power supply, monitoring temperature sensors, electronic temperature control system, barrier film for electrical and mechanical protection.
  • This type of heating device has several advantages such as light weight, thinness and high flexibility and can be easily laminated with other materials. Since they are placed near the surfaces to be heated, the dissipated power to the surface will be lower, resulting in lower energy consumption compared to other conventional heating systems.
  • Figure 1 illustrates a schematic of the heating circuit consisting of carbon raceways and / or composite material and two silver bus bars and / or metallic material, where reference numerals illustrate: 1 - carbon and / or carbon composite material;
  • Figure 2 illustrates a heating circuit consisting of larger carbon tracks and / or composite material and three silver and / or metallic bus bars, where reference numerals illustrate:
  • Figure 3 illustrates a heating circuit composed of a continuous carbon film and / or composite material and perpendicular silver bus bars and / or metal material printed on both sides of the carbon film and / or composite material, where the numbers of reference illustrate:
  • Resistive materials are carbon pastes and / or carbon composite materials, which can be processed by screen printing technology, and / or rotogravure and / or inkjet printing. This type of material is used due to its higher sheet resistivity, whose value is between 10 and ⁇ / sq / mil, in order to allow a high heating efficiency through the Joule effect. Due to its high strength, The design of long circuits has some limitations due to the loss of electrical voltage along them, thus influencing the intended heating.
  • bus bars In order to reduce the electrical resistance of larger circuits, silver and / or copper and / or aluminum tracks, typically called bus bars, are printed along the circuits. These conductive materials have low sheet resistivities, the value of which is between 5 and 40 mQ / sq / mil and thus do not dissipate much energy by Joule effect. Through this configuration the bus bars carry uniform current to the various terminals of the carbon tracks and / or carbon composite material, thus allowing the uniform release of thermal energy along the various tracks of the resistive material used.
  • the design of the heating circuits is developed based on the electrical resistivity of the materials used and the electrical voltages that are typically used in the various applications where they can be embedded.
  • the printed heating circuit is powered by DC (direct current) or AC (alternating current), and its value can be adjusted to control its temperature or the environment in which it is embedded.
  • the type of electrical voltage applied to circuits varies with the intended end products, which may be DC for heating solutions whose intended end application is related to the aeronautics, automotive and furniture industry, or AC for building related solutions.
  • the use of Printed heating circuits are possible in this range of electrical voltages through the use of an AC-DC transformer that allows the conversion of alternating current into direct current.
  • the operating temperature of the printed circuits can be monitored and controlled by contacting temperature sensors with them.
  • the acquired data are recorded and / or processed by the electronic circuit in which they are inserted, thus allowing real time temperature control.
  • they are associated with an "on / off" circuit which allows the circuit to be switched on and / or off, thus keeping the temperature on its surface between a maximum and a minimum value.
  • thermocontrol on the surface of the printed heating circuit it is possible to associate a circuit that allows the control of current flowing through the circuit, based on the values acquired by the temperature sensors whose placement was previously made on the its surface.
  • connectors are used for conducting electrical current and / or signal between the control system, the power supply and the different circuits and / or components that make up the system.
  • metal connectors are used which can be applied by crimping and / or welding. allowing fast fitting, and / or conductive metal tapes with adhesive properties which can be applied by gluing, and / or conductive metal wires attached to the substrate by crimping, welding or both.
  • bus bars In this geometry two tracks of silver and / or copper and / or aluminum called bus bars (2,3) are printed, and perpendicular tracks composed of carbon and / or carbon composite material (1).
  • the electrical voltage is applied to the bus bars, with no significant heating by the conductive material used due to its low electrical resistivity. Electric current flows between the two bus bars through the carbon raceways and / or carbon composite material (1) which, as they have a high electrical resistance, create a greater difficulty for the electric current to pass than the silver raceways, thus generating forms the release of a higher value of thermal energy through the Joule effect.
  • bus bars (2,3) printed with lengths ranging from 50 to 5000 mm are used.
  • the widths These runways are between 2.5 and 15 mm and their thickness varies between 2 and 100 ⁇ .
  • the distance between the bus bars (2,3) varies from 40 to 100mm and this value must be sized according to the specifications of the carbon tracks and / or carbon composite material. Depending on the size, the bus bars have a total electrical resistance of between 0.1 and 10 ⁇ , and the sheet resistivity of the printed material is between 5 and 40 mQ / sq / mil.
  • the carbon tracks and / or printed carbon composite material (1) have a length ranging from 40 to 100 mm, a width from 2.5 to 15 mm, and a thickness from 2 to the . ⁇ .
  • the distance between the carbon raceways and / or carbon composite material (1) is equal to the width value of the printed carbon raceways and / or carbon composite material, thus varying between 2.5 and 15mm.
  • carbon and / or carbon composite material tracks have a total electrical resistance of between 0.5 and 8 ⁇ , with printed sheet resistivity of between 10 and 100 ⁇ / sq / mil .
  • carbon tracks and / or composite material (1) are printed twice the length of the printed tracks of the geometry shown in Figure 1, and by three silver and / or copper and / or aluminum bus bars (2).
  • This geometry allows the heating of an upper area while maintaining a uniform temperature across the surface, following the operating principle present in the geometry shown in Figure 1.
  • the positive terminal of the power supply is applied to the outer bus bars and the negative terminal. applied to the indoor bus bar.
  • bus bars (2) printed with lengths ranging from 50 to 5000 mm are used.
  • the widths of these tracks are between 2.5 and 15 mm, and their thickness varies between 2 and 100 ⁇ .
  • the distance between the bus bars (2) ranges from 40 to 100mm and this value should be sized to the specifications of the carbon printed tracks and / or carbon composite material.
  • the printed bus bars have a total electrical resistance of between 0.01 and 10 ⁇ , and the sheet resistivity of the printed material is between 5 and 40 mQ / sq / mil.
  • the printed carbon raceways and / or carbon composite material (1) have a length between 80 and 200 mm, a width between 2.5 and 15 mm and a thickness between 2 and 200 mm. the . ⁇ .
  • the distance between the carbon raceways and / or printed carbon composite material (1) is equal to the width value of the carbon raceways and / or carbon composite material, thus varying between 2.5 and 15mm.
  • the printed carbon and / or carbon composite material tracks have a total electrical resistance of between 1 and 16 ⁇ , with the printed sheet resistivity of between 10 and 100 e / sq / mil.
  • this device is not as flexible as devices composed of carbon runways and / or composite material.
  • bus bars (2) printed with lengths ranging from 50 to 500 mm are used.
  • the widths of these tracks are between 2.5 and 15 mm, and their thickness varies between 2 and 100 ⁇ .
  • the distance between the printed bus bars (2) ranges from 40 to 100mm, and this value must be sized to the specifications of the printed carbon raceways and / or carbon composite material.
  • the printed bus bars have a total electrical resistance of between 0.01 and 35 °, with the printed sheet resistivity of between 5 and 40 mQ / sq / mil.
  • the printed carbon film and / or carbon composite material (1) has a length ranging from 80 to 200mm, a width from 2.5 to 15mm, and a thickness from 2 to the ⁇ .
  • printed carbon films and / or carbon composite material have a total electrical resistance of between 10 and 2000 ⁇ , with printed sheet resistivity of between 10 and 100 100 / sq / mil.
  • the two materials that make up the heating circuits are screen printed, and / or rotogravured, and / or inkjet printing in roll to roll and / or sheet to sheet systems, the printing technology being chosen, adapted to the substrate used.
  • the ink is forced to the substrate through a frame that is perforated with the pattern to be printed, which is made of polyester or metal.
  • a squeegee composed of a natural or synthetic rubber, usually polychloroprene or flexible polyurethane, is used.
  • the printing process of the heating circuits by screen printing technology can be carried out in sheet by sheet and / or roll by roll systems. Following are the steps for printing on a sheet-by-sheet system on flexible and / or rigid substrates:
  • the dimensions of the printed circuits, and the tracks that make them up, are defined by the frame used for printing.
  • the amount of material that is printed is defined by the characteristics of the board and the processing parameters used. Curing of the material after printing is done in ventilated ovens.
  • the pattern to be printed is previously engraved on a stainless steel cylinder. It is then forced to wash with the ink and / or paste to be printed to ensure that it is all coated with it. Prior to printing, any excess ink and / or paste remaining on the unrecorded roll surface is removed by a metal blade (or cloth) that is in permanent contact with the roll surface. Hydrodynamic back pressure is exerted on the blade, which is mainly caused by the contact angle of the blade, the compression speed. and the viscosity of the material used, the etched pattern is subsequently printed on the flexible substrate moving in the roll by roll system.
  • the pattern to be printed is previously drawn in digital format and then sent by electrical impulses to the printhead of the equipment, whose operation is based on transducers and / or piezoelectric actuators. This is responsible for printing metallic conductive materials and / or non-metallic resistive materials.
  • the process of printing the heating circuits by inkjet printing technology on a sheet-by-sheet system on flexible and / or rigid substrates follows the following steps:
  • Heating circuit printing may be performed on flexible substrates such as polyethylene terephthalate (PET), and / or polyethylene naphthalate (PEN), and / or cork, and / or thermoplastic polyolefin (TPO), and / or film coated meshes.
  • polymers typically compatible with roll to roll systems, or rigid substrates such as concrete, and / or glass, and / or ceramic, and / or wood agglomerates typically compatible with sheet to sheet systems.
  • These substrates resist the curing temperature of metallic and non-metallic materials, usually between 100 and 150 ° C with a temperature exposure time of between 10 and 20 minutes, which constitute the heating circuits.
  • the non-metallic resistive materials used are based on carbon pastes and / or carbon composite materials. These have a viscosity of between 5 and 250 Pa.S, a sheet resistivity of between 10 and 100 ⁇ / sq / mil, and are thermally cured at a temperature of between 100 and 150 ° C for 10 to 20 minutes.
  • the materials used in the printing of resistive patterns have in their composition graphite (10-15 wt%) and / or carbon black (10-15 wt%) and / or dipropylene glycol ether monomethyl (60-65 wt%). by weight) and / or bisphenol- ⁇ -epichlorohydrin (15-20 wt.%) and / or petroleum distillates (5-15 wt.%) with their percentages being altered in order to obtain the desired electrical resistivities.
  • the use of petroleum distillates is optional, however their introduction allows for greater electrical, mechanical and chemical stability of the developed material after its printing and curing. When introduced, the same percentage value should be reduced for bisphenol-a-epichloridine.
  • the metallic conductive materials used are silver and / or copper and / or aluminum based. These have a viscosity of between 5 and 200 Pa.S, a sheet resistivity of between 5 and 40 mQ / sq / mil, and are thermally cured at a temperature of between 100 and 150 ° C for 10 to 20 minutes.
  • the materials used for the printing of the raceways are aluminum (60-85% by weight) or silver (60-90 wt%) or copper (60-90 wt%) and / or methyl-2-methoxyethoxy) propanol (20-30 wt%) and / or 2- (2ethoxyethoxy) ethyl acetate (7 -10% by weight), their percentages being changed in order to obtain the desired electrical resistivities.
  • the material used in screen printing is composed of polyethylene terephthalate (PET) and / or metal, having between 50 and 110 threads per centimeter whose diameters can vary between 30 and 60 ym.
  • PET polyethylene terephthalate
  • metal having between 50 and 110 threads per centimeter whose diameters can vary between 30 and 60 ym.
  • heating circuits printed by silkscreen and / or gravure and / or inkjet printing on sheet-to-sheet and / or roll-to-roll systems on flexible and / or rigid substrates are obtained.
  • Printed heating circuits are composed of metallic and / or non-metallic materials such as silver and / or aluminum, and / or copper and / or carbon and / or carbon composite materials and have three geometries / designs / shapes for various types of surfaces.
  • the presented circuits have different advantages, namely the possibility of obtaining a larger heating area and / or the opportunity to section the desired circuit size in two different directions, without losing any functionality.
  • the temperature obtained on the surface of the printed circuits depends on the electrical voltage applied to the printed circuit terminals, the dimensions of the printed circuit and its lines, the thickness of the printed films, the substrate on which it is printed, the materials used for its processing, the type of association (series or parallel) between the various printed circuits and the environment wherein the heating circuit is soaked and / or laminated and / or printed.
  • This type of heating device has several advantages such as light weight, thinness and high flexibility and can be easily laminated with other materials. Since they are placed near the surfaces to be heated, the dissipated power to the surface will be lower, resulting in lower energy consumption compared to other heating systems.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

O presente pedido descreve dispositivos de aquecimento compostos por materiais condutores metálicos e/ou não metálicos em forma de filmes finos, impressos em substratos flexíveis, como por exemplo politeraftalato de etileno (PET) e/ou polietileno naftalato (PEN) e/ou cortiça e/ou poliolefina termoplástica (TPO) e/ou malhas revestidas com filmes poliméricos, ou substratos rígidos como betão e/ou vidro e/ou cerâmicos e/ou aglomerados de madeira através de técnicas de impressão por serigrafia e/ou rotogravura e/ou impressão por jacto de tinta em sistemas rolo a rolo e/ou folha a folha. Os circuitos podem ser laminados e/ou revestidos com diferentes materiais após a sua impressão para protecção eléctrica e mecânica, dependendo da aplicação final pretendida.

Description

DESCRIÇÃO
DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO, RESPECTIVO MÉTODOS DE IMPRESSÃO
E UTILIZAÇÃO
Campo técnico
O presente pedido descreve circuitos de aquecimento compostos por materiais condutores metálicos e/ou não metálicos em forma de filmes finos, impressos em substratos flexíveis, ou rígidos.
Estado da técnica
No documento WO2007021528A1 é divulgado um método para fabrico de dispositivos de aquecimento eléctrico flexíveis e não flexíveis. Contudo este documento não apresenta evidências de que estes dispositivos sejam fabricados pelas técnicas de impressão e/ou revestimento mencionadas neste pedido. A impressão dos dispositivos em sistemas rolo a rolo e/ou folha a folha, sobre substratos flexíveis e/ou rígidos também não é evidenciado. 0 documento mencionado apresenta uma forma de efectuar a conexão de um sistema resistivo a bus bar metálicos perfurados, podendo este ser um tecido ou não tecido, um filme ou uma malha. Desta forma não é reivindicada uma forma de fabricar um dispositivo de aquecimento impresso, mas sim uma forma de efectuar as conexões do sistema resistivo às respectivas bus bars .
No documento WO2007076506A1 é divulgado um sistema para descongelamento efectivo de uma janela plástica a qual inclui um painel plástico transparente, uma grelha de aquecimento que inclui uma pluralidade de linhas de aquecimento que estão integradas no painel de plástico e meios de equalização das correntes eléctricas que atravessam cada uma das linhas. Contudo este documento não apresenta a mesma geometria/estrutura/forma apresentada neste pedido, nem a possibilidade de processar estes sistemas nos substratos flexíveis já mencionados e/ou substratos rígidos como betão e/ou cerâmicos e/ou aglomerados de madeira. O material resistivo referido no documento é também diferente do apresentado no presente pedido, não sendo indicado em nenhuma revindicação a sua utilização. À parte da serigrafia, os métodos de processamento mencionados no presente pedido também gozam de novidade, quando conjugados com substratos flexíveis e/ou rígidos já mencionados, na fabricação destes sistemas de aquecimento.
No documento W09715171A2 é divulgado um sistema de aquecimento eléctrico por resistência com uma camada de aquecimento eléctrica capaz de ser aquecida por corrente eléctrica, consistindo numa mistura de partículas de grafite e elementos de ligação endurecedores e capazes de serem operados a uma temperatura de superfície mínima. Contudo este documento não apresenta a mesma geometria/estrutura/forma apresentada neste pedido, nem a possibilidade de processar estes dispositivos em sistemas rolo a rolo utilizando substratos flexíveis. 0 material resistivo referido no documento, nomeadamente a grafite, é também diferente do apresentado no presente pedido. À parte da serigrafia, os métodos de processamento mencionados no presente pedido também gozam de novidade, quando conjugados com os substratos flexíveis e/ou rígidos já mencionados, na fabricação destes sistemas de aquecimento. Sumário
0 presente pedido descreve um dispositivo de aquecimento impresso compreendido por:
- bus bars que compreendem materiais com resistividades de folha compreendidas entre os 5 e os 40 mQ/sq/mil; pistas impressas que compreendem materiais com resistividades de folha compreendidas entre os 10 e os 100 Ω/sq/mil;
- conexões impressas entre os módulos dos circuitos de aquecimento ;
- um substrato flexível ou rígido.
Numa forma de realização preferencial, é acoplado um sistema electrónico de controlo ao dispositivo de aquecimento impresso, o qual é compreendido por:
- uma fonte de alimentação para os circuitos;
- sensores de temperatura para monitorização;
- sistema de controlo de temperatura electrónico;
filme de barreira para a protecção eléctrica e mecânica .
Numa outra forma de realização preferencial, as bus bars impressas no dispositivo de aquecimento impresso apresentam comprimentos que variam entre os 50 e os 5000 mm.
Ainda numa outra forma de realização preferencial, as pistas impressas no dispositivo de aquecimento impresso apresentam um comprimento que poderá variar entre os 40 e os 200mm, uma largura compreendida entre 2,5 e 15 mm e uma espessura que está compreendida entre os 2 e os 100 μιη. Numa forma de realização preferencial, a distância entre as bus bars impressas no dispositivo de aquecimento impresso está compreendida entre 40 e 100 mm.
Numa outra forma de realização preferencial, a distância entre as pistas impressas no dispositivo de aquecimento impresso está compreendida entre 2,5 e 15 mm.
Ainda numa outra forma de realização preferencial, o substrato flexível do dispositivo de aquecimento impresso é efectuado em politeraftalato de etileno (PET) , e/ou polietileno naftalato (PEN) , e/ou cortiça, e/ou poliolefina termoplástica (TPO) , e/ou malhas revestidas com filmes polimérico .
Numa forma de realização preferencial, o substrato rígido do dispositivo de aquecimento impresso é efectuado em betão, e/ou vidro, e/ou cerâmicos, e/ou aglomerados de madeira tipicamente compatíveis com sistemas folha a folha.
Numa outra forma de realização preferencial, os materiais utilizados na impressão das pistas e/ou filmes resistivos do dispositivo de aquecimento impresso compreendem a seguinte composição:
- grafite (10-15 % em peso);
- negro de fumo (10-15 % em peso);
- monometil de éter do dipropileno glicol (60-65 ~6 em peso)
- bisfenol-a-epicloridrina (15-20 % em peso);
- destilados do petróleo (5-15 % em peso) .
Ainda numa outra forma de realização preferencial, os materiais utilizados na impressão de pistas condutoras do dispositivo de aquecimento impresso compreendem a seguinte composição :
- alumínio (60-85% em peso) ou prata (60-90 % em peso) ou cobre (60-90% em peso);
- metil-2-metoxietoxi) propanol (20-30% em peso);
- acetato de 2- (2etóxietóxil) etilo (7-10% em peso).
É ainda divulgado no presente pedido, o método para a impressão num sistema folha a folha em substratos flexíveis e/ou rígidos do dispositivo de aquecimento impresso descrito compreendido pelos seguintes passos:
- Impressão da pasta de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos sobre o substrato flexível e/ou rígido;
- Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos ;
- Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio sobre o substrato flexível e/ou rígido;
Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos.
É ainda divulgado no presente pedido, o método para a impressão num sistema rolo a rolo em substratos flexíveis do dispositivo de aquecimento impresso compreendido pelos seguintes passos:
Impressão das pistas e/ou filmes de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min sobre o substrato flexível; Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min;
- Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min sobre o substrato flexível;
Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min .
É ainda divulgado no presente pedido, o método de impressão pela tecnologia de rotogravura num sistema rolo a rolo para obtenção do dispositivo de aquecimento impresso compreendido pelos seguintes passos:
Impressão das pistas e/ou filmes de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos no substrato flexível, a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min;
Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min;
- Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio no substrato flexível, a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min;
Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min . É ainda divulgado no presente pedido, o método de impressão pela tecnologia de jacto de tinta num sistema folha a folha para obtenção do dispositivo de aquecimento impresso compreendido pelos seguintes passos:
Elaboração do desenho digital do circuito de aquecimento que se pretende imprimir;
Impressão das pistas e/ou filmes de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos no substrato flexível e/ou rígido; Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C durante 10 a 20 minutos ;
- Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio no substrato flexível no substrato flexível e/ou rígido ;
Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos.
É ainda divulgada no presente pedido, a utilização do dispositivo de aquecimento no aquecimento de pavimentos interiores e exteriores, em cadeiras, sofás e bancos, em especial nos assentos e apoios para pés e braços e ainda em portas e tabliers de viaturas.
Descrição Geral
O presente pedido descreve dispositivos de aquecimento cujos elementos essenciais são: materiais de baixa condutividade eléctrica (resistivos) responsáveis pelo aquecimento do circuito, materiais de elevada condutividade eléctrica utilizados nas bus bars dos circuitos de aquecimento e pelas conexões entre os módulos dos circuitos de aquecimento e um substrato flexível, como por exemplo politeraftalato de etileno (PET) e/ou polietileno naftalato (PEN) e/ou cortiça e/ou poliolefina termoplástica (TPO) e/ou malhas revestidas com filmes poliméricos, ou substratos rígidos como betão e/ou vidro e/ou cerâmicos e/ou aglomerados de madeira através de técnicas de impressão por serigrafia e/ou rotogravura e/ou impressão por jacto de tinta em sistemas rolo a rolo e/ou folha a folha. Os circuitos podem ser laminados e/ou revestidos com diferentes materiais após a sua impressão para protecção eléctrica e mecânica, dependendo da aplicação final pretendida. Como aplicação final na construção civil são utilizados para o aquecimento de pavimentos interiores e exteriores, sendo também utilizados em cadeiras, sofás e bancos na área do mobiliário. Na indústria aeronáutica são utilizados em assentos e apoios para os pés e para os braços. Na indústria automóvel são utilizados em assentos, apoios de braços, portas e tabliers.
Como referido, os dispositivos de aquecimento são compostos por materiais metálicos e/ou não metálicos e/ou compósitos, utilizados como condutores de corrente e como sistemas resistivos. A conjugação destes dois tipos de materiais permite o aquecimento da estrutura através do conhecido efeito de Joule. No circuito impresso fluí uma corrente eléctrica regulável, cujo valor é dependente da tensão eléctrica aplicada e da resistência do circuito impresso à passagem de corrente eléctrica. Por sua vez, a passagem de corrente eléctrica dá origem ao aquecimento das pistas resistivas previamente dimensionadas aquando da projecção do circuito eléctrico. O dimensionamento das pistas condutoras e das pistas resistivas do sistema permite calibrar e dimensionar o circuito para a obtenção de diferentes temperaturas, modos de funcionamento, tensões e correntes de operação. Desta forma, garante-se a total adaptabilidade destes circuitos a sistemas externos de alimentação eléctrica.
O aquecimento dos materiais, ou a libertação de energia térmica por parte destes, é consequência do trabalho realizado pelo transporte de cargas eléctricas no material durante um determinado período de tempo. Desta forma, os dispositivos agora divulgados compreendem três geometrias/designs/formatos diferentes, apresentando diferentes vantagens, sendo de realçar a possibilidade de se obter uma maior área de aquecimento e/ou a oportunidade de efectuar o seccionamento do circuito à dimensão pretendida em duas direcções diferentes, sem perda de qualquer funcionalidade. A temperatura obtida na superfície do circuito impresso depende da tensão eléctrica aplicada aos terminais do mesmo, das dimensões das suas respectivas linhas, da espessura dos filmes impressos, do substrato em que é impresso, dos materiais utilizados no seu processamento, do tipo de associação, i.e. se é em série e/ou em paralelo, entre os vários circuitos impressos, do meio em que é embebido e/ou laminado e/ou impresso o circuito de aquecimento e da temperatura ambiente. Efectuando a conjugação ideal dos parâmetros anteriormente mencionados, obtêm-se circuitos de aquecimento impressos cuja temperatura superficial está compreendida entre os 30 e os 80 °C, podendo estes valores ser controlados através do circuito electrónico de controlo associado.
O dimensionamento eléctrico do circuito electrónico de controlo e das geometrias/designs/formatos dos circuitos impressos de aquecimento é projectado em função da área que se pretende aquecer, das propriedades dos materiais a utilizar e da tensão eléctrica disponível para efectuar a alimentação eléctrica do circuito. Para além dos pontos anteriormente referidos, e de forma a proceder ao correcto dimensionamento eléctrico dos circuitos de aquecimento, efectua-se o mesmo com base na potência por área pretendida. Tendo como base este valor é possível proceder ao cálculo dimensional das pistas de material resistivo, nomeadamente da sua largura, comprimento e espessura, e consequentemente do seu valor de resistência eléctrica, permitindo desta forma prever o valor de energia dissipada pelo circuito em forma de calor. Para o correcto dimensionamento eléctrico é necessário ter presente os valores de resistividade eléctrica dos materiais após a sua impressão .
A potência dos circuitos de aquecimento impressos varia com o dimensionamento eléctrico previamente efectuado, estando os valores obtidos compreendidos entre os 100 e os 350 W/m2.
O encapsulamento dos circuitos de aquecimento impressos em substratos flexíveis e/ou rígidos, é efectuado através da laminagem, e/ou termocolagem, e/ou slot die, e/ou doctor blade, e/ou knife-over-edge, e/ou serigrafia, e/ou spray, de um material polimérico curável por UV e/ou temperatura. De todos os métodos de encapsulamento apresentados, a utilização de técnicas como slot die e/ou doctor blade e/ou knife-over-edge apresenta uma novidade em relação aos métodos já conhecidos para substratos flexíveis e/ou rígidos. Os principais objectivos do encapsulamento é a protecção do circuito contra, a abrasão e a humidade, e o isolamento eléctrico do sistema. 0 sistema electrónico de controlo regula a temperatura do sistema em função da temperatura previamente definida pelo utilizador. Este sistema é integrado entre a fonte de alimentação e o circuito de aquecimento impresso, regulando assim a intensidade de corrente e/ou o tempo de aplicação de tensão eléctrica ao circuito de aquecimento. Este sistema electrónico de controlo é constituído por: uma fonte de alimentação para os circuitos, sensores de temperatura para monitorização, sistema de controlo de temperatura electrónico, filme de barreira para a protecção eléctrica e mecânica.
Este tipo de dispositivos cuja finalidade de aplicação é o aquecimento, apresentam várias vantagens como o baixo peso, pouca espessura e uma elevada flexibilidade, podendo ser facilmente laminados com outro tipo de materiais. Uma vez que são colocados perto das superfícies a aquecer, a potência dissipada à superfície será menor, resultando em menores consumos energéticos em relação a outros sistemas de aquecimento convencionais.
Breve descrição das figuras
Para uma mais fácil compreensão da técnica juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais que, contudo, não pretendem limitar o objeto do presente pedido.
A Figura 1 ilustra um esquema do circuito de aquecimento composto por pistas de carbono e/ou material compósito e duas bus bars de prata e/ou material metálico, em que os números de referência ilustram: 1 - material compósito de carbono e/ou carbono;
2 - bus bar;
3 - bus bar.
A Figura 2 ilustra um circuito de aquecimento composto por pistas de carbono e/ou material compósito com maiores dimensões e três bus bars de prata e/ou material metálico, em que os números de referência ilustram:
1 - material compósito de carbono e/ou carbono;
2 - bus bar.
A Figura 3 ilustra um circuito de aquecimento composto por um filme continuo de carbono e/ou material compósito e bus bars perpendiculares de prata e/ou material metálico, impressas nas duas faces do filme de carbono e/ou material compósito, em que os números de referência ilustram:
1 - material compósito de carbono e/ou carbono;
2 - bus bar.
Descrição pormenorizada
A utilização de dois tipos de materiais com propriedades físicas e/ou químicas e/ou eléctricas distintas, tem como objectivo a possibilidade de se obter diferentes valores de resistividades eléctricas após o seu processamento. Como materiais resistivos são utilizadas pastas de carbono e/ou materiais compósitos de carbono, passíveis de serem processados pela tecnologia de serigrafia, e/ou rotogravura e/ou impressão por jacto de tinta. Este tipo de materiais é utilizado devido à sua resistividade de folha mais elevada, cujo valor está compreendido entre 10 e ΙΟΟΩ/sq/mil, de forma a possibilitar uma elevada eficiência no aquecimento através do efeito Joule. Devido à sua elevada resistência, o dimensionamento de circuitos longos apresenta algumas limitações devido à perda de tensão eléctrica que se verifica ao longo destes, influenciando assim o aquecimento pretendido .
Com o objectivo de diminuir a resistência eléctrica de circuitos com maiores dimensões, são impressas pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio, tipicamente denominadas por bus bars, ao longo dos circuitos. Estes materiais condutores apresentam baixas resistividades de folha, cujo valor está compreendido entre os 5 e os 40 mQ/sq/mil e, desta forma, não dissipam muita energia por efeito de Joule. Através desta configuração as bus bars transportam corrente eléctrica de forma uniforme até aos vários terminais das pistas de carbono e/ou material compósito de carbono, permitindo assim a libertação uniforme de energia térmica ao longo das várias pistas do material resistivo utilizado .
O dimensionamento dos circuitos de aquecimento está desenvolvido, tendo como base a resistividade eléctrica dos materiais utilizados e as tensões eléctricas que são tipicamente utilizadas nas várias aplicações onde podem ser embebidos. O circuito de aquecimento impresso é alimentado por tensão eléctrica DC (corrente contínua) ou AC (corrente alternada) , podendo o seu valor ser regulado de forma a controlar a temperatura deste, ou do ambiente em que este se encontra embebido. O tipo de tensão eléctrica aplicada aos circuitos varia com os produtos finais pretendidos, podendo ser DC para soluções de aquecimento cuja aplicação final pretendida está relacionada com a aeronáutica, a indústria automóvel e mobiliária, ou AC para soluções relacionadas com a construção civil. A utilização dos circuitos de aquecimento impressos é possível nesta gama de tensões eléctricas, através da utilização de um transformador AC-DC que permita a conversão de corrente alternada em corrente contínua.
A temperatura de funcionamento dos circuitos impressos pode ser monitorizada e controlada através da colocação de sensores de temperatura em contacto com estes. Os dados adquiridos são registados e/ou tratados pelo circuito electrónico em que estes estão inseridos, permitindo desta forma o controlo da temperatura em tempo real. De forma a controlar e/ou monitorizar os circuitos de aquecimento impressos efectua-se a associação destes a um circuito "on/off" que permite ligar e/ou desligar o circuito, mantendo desta forma a temperatura na sua superfície entre um valor máximo e um valor mínimo.
Numa outra forma de controlo da temperatura na superfície do circuito de aquecimento impresso, é possível a associação de um circuito que permite o controlo de corrente que fluí pelo circuito, tendo este como base os valores adquiridos pelos sensores de temperatura cuja colocação foi previamente efectuada na sua superfície.
Dada a vasta gama de aplicações existentes para este tipo de circuitos de aquecimento, é necessário proceder à utilização de diferentes tipos de conectores, de forma a não danificar o circuito de aquecimento. Estes são utilizados para a condução de corrente eléctrica e/ou sinal entre o sistema de controlo, a fonte de alimentação e os diferentes circuitos e/ou componentes que compõe o sistema. Para este efeito são utilizados conectores metálicos cuja aplicação pode ser efectuada por crimping e/ou soldadura permitindo o encaixe rápido, e/ou fitas metálicas condutoras com propriedades adesivas cuja aplicação pode ser efectuada através de colagem, e/ou fios metálicos condutores fixados no substrato por crimping, soldadura ou ambos .
Em seguida são apresentadas três geometrias/designs/formatos com base nos mesmos princípios de funcionamento, variando no entanto na funcionalidade e nas dimensões dos circuitos de aquecimento, as quais não pretendem limitar o objecto do presente pedido.
Geometria 1
Nesta geometria são impressas duas pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio denominadas bus bars (2,3), e pistas perpendiculares compostas por carbono e/ou material compósito de carbono (1) . Nesta geometria a tensão eléctrica é aplicada às bus bars, não havendo um aquecimento significativo por parte do material condutor utilizado, devido à sua baixa resistividade eléctrica. A corrente eléctrica fluí entre as dois bus bars através das pistas de carbono e/ou material compósito de carbono (1) que, como possuem uma resistência eléctrica elevada, geram uma maior dificuldade à passagem da corrente eléctrica que as pistas de prata, gerando desta forma a libertação de um maior valor de energia térmica através do efeito de Joule.
Nesta geometria são utilizadas bus bars (2,3) impressas com comprimentos que variam entre os 50 e os 5000 mm. Para comprimentos superiores ao máximo mencionado verifica-se uma queda de tensão eléctrica que afecta o normal funcionamento dos circuitos de aquecimento. As larguras destas pistas estão compreendidas entre 2,5 e 15 mm, e a sua espessura varia entre os 2 e os 100 μιη.
A distância entre as bus bars (2,3), varia entre os 40 e os lOOmm, devendo este valor ser dimensionado de acordo com as especificações das pistas de carbono e/ou material compósito de carbono. Dependendo das dimensões, as bus bars possuem uma resistência eléctrica total compreendida entre os 0,1 e os 10Ω, estando a resistividade de folha do material impresso compreendida entre os 5 e os 40 mQ/sq/mil .
Nesta geometria as pistas de carbono e/ou material compósito de carbono (1) impressas, possuem um comprimento que poderá variar entre os 40 e os lOOmm, uma largura entre os 2,5 e os 15mm, e uma espessura compreendida entre os 2 e os ΙΟΟμιη.
A distância entre as pistas de carbono e/ou material compósito de carbono (1), é igual ao valor da largura das pistas de carbono e/ou material compósito de carbono impressas, podendo variar assim entre 2,5 e 15mm.
Dependendo das dimensões, as pistas de carbono e/ou material compósito de carbono possuem uma resistência eléctrica total compreendida entre os 0,5 e os 8ΚΩ, estando a resistividade de folha do material impresso compreendida entre os 10 e os 100 Ω/sq/mil.
Geometria 2
Nesta geometria são impressas pistas de carbono e/ou material compósito (1) com o dobro do comprimento das pistas impressas da geometria apresentada na Figura 1, e por três bus bars de prata e/ou cobre e/ou alumínio (2) . Esta geometria permite o aquecimento de uma área superior mantendo a temperatura uniforme em toda a superfície, seguindo o princípio de funcionamento presente na geometria ilustrada na Figura 1. Nesta geometria o terminal positivo da fonte de alimentação é aplicado às bus bars exteriores e o terminal negativo aplicado à bus bar interior.
Nesta geometria são utilizadas bus bars (2) impressas com comprimentos que variam entre os 50 e os 5000 mm. Para comprimentos superiores ao máximo mencionado verifica-se uma queda de tensão eléctrica que afecta o normal funcionamento dos circuitos de aquecimento. As larguras destas pistas estão compreendidas entre 2,5 e 15 mm, e a sua espessura varia entre os 2 e os 100 μιη.
A distância entre as bus bars (2), varia entre os 40 e os lOOmm, devendo este valor ser dimensionado de acordo com as especificações das pistas impressas de carbono e/ou material compósito de carbono.
Dependendo das dimensões, as bus bars impressas possuem uma resistência eléctrica total compreendida entre os 0,01 e os 10Ω, estando a resistividade de folha do material impresso compreendida entre os 5 e os 40 mQ/sq/mil.
Nesta geometria as pistas de carbono e/ou material compósito de carbono (1) impressas, possuem um comprimento que poderá variar entre os 80 e os 200mm, uma largura entre os 2,5 e os 15mm, e uma espessura compreendida entre os 2 e os ΙΟΟμιη. A distância entre as pistas de carbono e/ou material compósito de carbono (1) impressas, é igual ao valor da largura das pistas de carbono e/ou material compósito de carbono, variando por este motivo entre 2,5 e 15mm.
Dependendo das dimensões, as pistas de carbono e/ou material compósito de carbono impressas possuem uma resistência eléctrica total compreendida entre os 1 e os 16ΚΩ, estando a resistividade de folha do material impresso compreendida entre os 10 e os 100 Ω/sq/mil.
Geometria 3
Nesta geometria são impressas bus bars de prata e/ou cobre e/ou alumínio (2), sendo posteriormente impresso um filme continuo de carbono e/ou material compósito de carbono (1) . Sobre o filme de carbono e/ou material compósito de carbono são impressas bus bars de prata e/ou cobre e/ou alumínio perpendiculares às previamente impressas. O principal objectivo da geometria utilizada na impressão de bus bars perpendiculares é permitir o posterior corte dos circuitos impressos em duas direcções diferentes, sem que haja qualquer interrupção na condução de corrente eléctrica através das bus bars. Desta forma é garantido que, independentemente do corte que se efectuar, haverá condução de corrente eléctrica pelas bus bars superiores e/ou inferiores. A utilização de um filme contínuo de carbono e/ou material compósito de carbono, tem como principal vantagem a elevada uniformidade térmica obtida ao longo de toda a superfície do dispositivo. No entanto, este dispositivo não é tão flexível como os dispositivos compostos por pistas de carbono e/ou material compósito. Nesta geometria são utilizadas bus bars (2) impressas com comprimentos que variam entre os 50 e os 500 mm. Para comprimentos superiores ao máximo mencionado verifica-se uma queda de tensão eléctrica que afecta o normal funcionamento dos circuitos de aquecimento. As larguras destas pistas estão compreendidas entre 2,5 e 15 mm, e a sua espessura varia entre os 2 e os 100 μιη.
A distância entre as bus bars (2) impressas, varia entre os 40 e os lOOmm, devendo este valor ser dimensionado de acordo com as especificações das pistas de carbono e/ou material compósito de carbono impressas.
Dependendo das dimensões, as bus bars impressas possuem uma resistência eléctrica total compreendida entre os 0,01 e os 35Ω, estando a resistividade de folha do material impresso compreendida entre os 5 e os 40 mQ/sq/mil.
Nesta geometria o filme de carbono e/ou material compósito de carbono (1) impresso, possui um comprimento que poderá variar entre os 80 e os 200mm, uma largura entre os 2,5 e os 15mm, e uma espessura compreendida entre os 2 e os ΙΟΟμπι.
Dependendo das dimensões, os filmes de carbono e/ou material compósito de carbono impressos possuem uma resistência eléctrica total compreendida entre os 10 e os 2000Ω, estando a resistividade de folha do material impresso compreendida entre os 10 e os 100 Ω/sq/mil.
Técnica de deposição
Os dois materiais que compõe os circuitos de aquecimento são impressos por serigrafia, e/ou rotogravura, e/ou impressão por jacto de tinta em sistemas rolo a rolo e/ou folha a folha, sendo a tecnologia de impressão escolhida, adaptada ao substrato utilizado.
Na tecnologia de serigrafia, a tinta é forçada a passar para o substrato através de um quadro que se encontra perfurado com o padrão que se pretende imprimir, sendo este constituído por poliéster ou metal. De forma a forçar a passagem da tinta, é utilizado um rodo composto por uma borracha natural ou sintética, normalmente policloropreno ou poliuretano flexível. 0 processo de impressão dos circuitos de aquecimento pela tecnologia de serigrafia, pode ser efectuada em sistemas folha a folha e/ou rolo a rolo. De seguida são apresentados os passos para a impressão num sistema folha a folha em substratos flexíveis e/ou rígidos:
1. Impressão da pasta de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos sobre o substrato flexível e/ou rígido;
2. Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos ;
3. Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio sobre o substrato flexível e/ou rígido;
4. Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos.
A impressão dos circuitos de aquecimento num sistema rolo a rolo, em substratos flexíveis segue os seguintes passos:
1. Impressão das pistas e/ou filmes de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min sobre o substrato flexível;
2. Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min;
3. Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min sobre o substrato flexível;
4. Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min;
As dimensões dos circuitos impressos, e das pistas que os compõe, são definidas pelo quadro utilizado para efectuar a impressão. Nesta técnica a quantidade de material que é impresso é definido pelas características do quadro e pelos parâmetros de processamento utilizados. A cura do material após a impressão é feita em estufas/fornos com ventilação.
Na tecnologia de rotogravura em sistemas rolo a rolo, o padrão que se pretende imprimir é previamente gravado num cilindro de aço inox. Posteriormente este é forçado a passar num banho com a tinta e/ou pasta que se pretende imprimir, de forma a garantir que todo ele fica revestido por esta. Antes de se proceder à impressão, a tinta e/ou pasta em excesso que permanece na superfície do rolo não gravado é retirada através de uma lâmina metálica (ou um tecido) que se encontra em contacto permanente com a superfície do rolo. Uma contra pressão hidrodinâmica é exercida sobre a lâmina, sendo esta causada principalmente pelo ângulo de contacto desta, da velocidade de compressão e da viscosidade do material utilizado, posteriormente o padrão gravado é impresso no substrato flexível que se encontra em movimento no sistema rolo a rolo.
0 processo de impressão dos circuitos de aquecimento pela tecnologia de rotogravura num sistema rolo a rolo em substratos flexíveis, segue os seguintes passos:
1. Impressão das pistas e/ou filmes de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos no substrato flexível, a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min;
2. Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min;
3. Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio no substrato flexível, a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min;
4. Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min .
Na tecnologia de impressão por jacto de tinta o padrão a imprimir é previamente desenhado em formato digital sendo posteriormente enviada a informação através de impulsos eléctricos para a cabeça de impressão do equipamento, cujo funcionamento é baseado em transdutores e/ou actuadores piezoeléctricos. Esta é responsável pela impressão dos materiais condutores metálicos e/ou materiais resistivos não metálicos. 0 processo de impressão dos circuitos de aquecimento pela tecnologia de impressão por jacto de tinta num sistema folha a folha em substratos flexíveis e/ou rígidos segue os seguintes passos:
1. Desenho digital do circuito de aquecimento que se pretende imprimir;
2. Impressão das pistas e/ou filmes de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos no substrato flexível e/ou rígido;
3. Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos ;
4. Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio no substrato flexível e/ou rígido;
5. Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos.
Materiais
A impressão dos circuitos de aquecimento pode ser efectuada em substratos flexíveis como politeraftalato de etileno (PET) , e/ou polietileno naftalato (PEN) , e/ou cortiça, e/ou poliolefina termoplástica (TPO) , e/ou malhas revestidas com filmes poliméricos, tipicamente compatíveis com sistemas rolo a rolo, ou substratos rígidos como betão, e/ou vidro, e/ou cerâmicos, e/ou aglomerados de madeira tipicamente compatíveis com sistemas folha a folha. Estes substratos resistem à temperatura de cura dos materiais metálicos e não metálicos, habitualmente compreendida entre 100 e 150°C com um tempo de exposição a temperatura compreendido entre os 10 e os 20 minutos, que constituem os circuitos de aquecimento . Os materiais resistivos não metálicos utilizados são à base de pastas de carbono e/ou materiais compósitos de carbono. Estes possuem uma viscosidade compreendida entre os 5 e os 250 Pa.S, uma resistividade de folha compreendida entre os 10 e os 100 Ω/sq/mil, e são curados termicamente a uma temperatura compreendida entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos.
Os materiais utilizados na impressão dos padrões resistivos possuem na sua composição grafite (10-15 % em peso) e/ou negro de fumo (10-15 % em peso) e/ou monometil de éter do dipropileno glicol (60-65 % em peso) e/ou bisfenol-a- epicloridrina (15-20 % em peso) e/ou destilados do petróleo (5-15 % em peso) sendo as suas percentagens alteradas com o intuito de obter as resistividades eléctricas pretendidas. A utilização de destilados do petróleo é opcional, no entanto a sua introdução permite a obtenção de uma maior estabilidade eléctrica, mecânica e química do material desenvolvido após a sua impressão e cura. Aquando a sua introdução dever-se-á reduzir o mesmo valor percentual ao bisfenol-a-epicloridina.
Os materiais condutores metálicos utilizados são à base de prata e/ou cobre e/ou alumínio. Estes possuem uma viscosidade compreendida entre os 5 e os 200 Pa.S, uma resistividade de folha compreendida entre os 5 e os 40 mQ/sq/mil, e são curados termicamente a uma temperatura compreendida entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos .
Os materiais utilizados na impressão das pistas condutoras possuem na sua composição alumínio (60-85% em peso) ou prata (60-90 % em peso) ou cobre (60-90% em peso) e/ou metil-2-metoxietoxi) propanol (20-30% em peso) e/ou acetato de 2- (2etóxietóxil) etilo (7-10% em peso), sendo as suas percentagens alteradas com o intuito de obter as resistividades eléctricas pretendidas.
O material utilizado na tela de serigrafia é composto por polietileno tereftalato (PET) e/ou metal, possuindo entre 50 e 110 fios por centímetro cujos diâmetros podem variar entre os 30 e os 60 ym.
Como objectos finais são obtidos circuitos de aquecimento impressos por serigrafia e/ou rotogravura e/ou impressão por jacto de tinta em sistemas folha a folha e/ou rolo a rolo, em substratos flexíveis e/ou rígidos. Os circuitos de aquecimento impressos, são compostos por materiais metálicos e/ou não metálicos, como prata e/ou alumínio, e/ou cobre e/ou carbono e/ou materiais compósito de carbono e possuem três geometrias/designs/formatos para aquecimento de diversos tipos de superfícies. Os circuitos apresentados apresentam diferentes vantagens, sendo de realçar a possibilidade de se obter uma maior área de aquecimento e/ou a oportunidade de efectuar o seccionamento à dimensão pretendida do circuito em duas direcções diferentes, sem perda de qualquer funcionalidade.
A temperatura obtida na superfície dos circuitos impressos depende da tensão eléctrica aplicada aos terminais do mesmo, das dimensões do circuito impresso e das suas respectivas linhas, da espessura dos filmes impressos, do substrato em que é impresso, dos materiais utilizados no seu processamento, do tipo de associação (série ou paralelo) entre os vários circuitos impressos e do ambiente em que é embebido e/ou laminado e/ou impresso o circuito de aquecimento .
Este tipo de dispositivos cuja finalidade de aplicação é o aquecimento, apresentam várias vantagens como o baixo peso, pouca espessura e uma elevada flexibilidade, podendo ser facilmente laminados com outro tipo de materiais. Uma vez que são colocados perto das superfícies a aquecer, a potência dissipada à superfície será menor, resultando em menores consumos energéticos em relação a outros sistemas de aquecimento.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1. Dispositivo de aquecimento impresso compreendido por:
- bus bars que compreendem materiais com resistividades de folha compreendidas entre os 5 e os 40 mQ/sq/mil; pistas impressas que compreendem materiais com resistividades de folha compreendidas entre os 10 e os 100 Ω/sq/mil;
- conexões impressas entre os módulos dos circuitos de aquecimento ;
- um substrato flexível ou rígido.
2. Dispositivo de aquecimento impresso de acordo com a reivindicação anterior, em que adicionalmente é acoplado um sistema electrónico de controlo compreendido por:
- uma fonte de alimentação para os circuitos;
- sensores de temperatura para monitorização;
- sistema de controlo de temperatura electrónico;
filme de barreira para a protecção eléctrica e mecânica .
3. Dispositivo de aquecimento impresso de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que as bus bars apresentam comprimentos que variam entre os 50 e os 5000 mm.
4. Dispositivo de aquecimento impresso de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que as pistas apresentam um comprimento que poderá variar entre os 40 e os 200mm, uma largura compreendida entre 2,5 e 15 mm e uma espessura que está compreendida entre os 2 e os 100 μπι.
5. Dispositivo de aquecimento impresso de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a distância entre as bus bars está compreendida entre 40 e 100 mm.
6. Dispositivo de aquecimento impresso de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a distância entre as pistas está compreendida entre 2,5 e 15 mm.
7. Dispositivo de aquecimento impresso de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o substrato flexível é efectuado em politeraftalato de etileno (PET) , e/ou polietileno naftalato (PEN) , e/ou cortiça, e/ou poliolefina termoplástica (TPO) , e/ou malhas revestidas com filmes polimérico.
8. Dispositivo de aquecimento impresso de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o substrato rígido é efectuado em betão, e/ou vidro, e/ou cerâmicos, e/ou aglomerados de madeira tipicamente compatíveis com sistemas folha a folha.
9. Dispositivo de aquecimento impresso de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os materiais utilizados na impressão das pistas e/ou filmes resistivos compreendem a seguinte composição:
- grafite (10-15 % em peso);
- negro de fumo (10-15 % em peso);
- monometil de éter do dipropileno glicol (60-65 ~6 em peso)
- bisfenol-a-epicloridrina (15-20 % em peso);
- destilados do petróleo (5-15 % em peso) .
10. Dispositivo de aquecimento impresso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que os materiais utilizados na impressão de pistas condutoras compreendem a seguinte composição:
- alumínio (60-85% em peso) ou prata (60-90 % em peso) ou cobre (60-90% em peso);
- metil-2-metoxietoxi) propanol (20-30% em peso);
- acetato de 2- (2etóxietóxil) etilo (7-10% em peso).
11. Método para a impressão num sistema folha a folha em substratos flexíveis e/ou rígidos do dispositivo de aquecimento descrito nas reivindicações 1 a 10 compreendido pelos seguintes passos:
- Impressão da pasta de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos sobre o substrato flexível e/ou rígido;
- Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos ;
- Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio sobre o substrato flexível e/ou rígido;
Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos.
12. Método para a impressão num sistema rolo a rolo em substratos flexíveis do dispositivo de aquecimento descrito nas reivindicações 1 a 10 compreendido pelos seguintes passos :
Impressão das pistas e/ou filmes de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min sobre o substrato flexível;
Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min;
- Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min sobre o substrato flexível;
Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e os 10 m/min .
13. Método de impressão pela tecnologia de rotogravura num sistema rolo a rolo para obtenção do dispositivo de aquecimento descrito nas reivindicações 1 a 10 compreendido pelos seguintes passos:
Impressão das pistas e/ou filmes de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos no substrato flexível, a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min;
Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min;
- Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio no substrato flexível, a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min;
Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C a velocidades compreendidas entre os 0,1 e 1 m/min .
14. Método de impressão pela tecnologia de jacto de tinta num sistema folha a folha para obtenção do dispositivo de aquecimento descrito nas reivindicações 1 a 10 compreendido pelos seguintes passos:
Elaboração do desenho digital do circuito de aquecimento que se pretende imprimir;
Impressão das pistas e/ou filmes de carbono e/ou material compósito de carbono para as pistas e/ou filmes resistivos no substrato flexível e/ou rígido; Cura térmica do padrão e/ou filme de carbono e/ou material compósito de carbono a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C durante 10 a 20 minutos ;
- Impressão das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio no substrato flexível no substrato flexível e/ou rígido ;
Cura térmica das pistas de prata e/ou cobre e/ou alumínio a temperaturas compreendidas entre os 100 e os 150°C, durante 10 a 20 minutos.
15. Utilização do dispositivo de aquecimento descrito nas reivindicações 1 a 10 no aquecimento de pavimentos interiores e exteriores, em cadeiras, sofás e bancos, em especial nos assentos e apoios para pés e braços e ainda em portas e tabliers de viaturas.
PCT/IB2013/056498 2012-08-08 2013-08-08 Dispositivo de aquecimento, respectivo métodos de impressão e utilização WO2014024165A2 (pt)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13774822.4A EP2884818B1 (en) 2012-08-08 2013-08-08 Heating device, respective printing and using methods

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PT10649312 2012-08-08
PT106493 2012-08-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2014024165A2 true WO2014024165A2 (pt) 2014-02-13
WO2014024165A9 WO2014024165A9 (pt) 2014-04-10

Family

ID=49328595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2013/056498 WO2014024165A2 (pt) 2012-08-08 2013-08-08 Dispositivo de aquecimento, respectivo métodos de impressão e utilização

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2884818B1 (pt)
WO (1) WO2014024165A2 (pt)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015130183A1 (pt) 2014-02-27 2015-09-03 Cmp-Cimentos Maceira E Pataias, S.A. Sistema para gestão ativa de energia em paredes e/ou pavimentos de betão
US20200015325A1 (en) * 2018-07-03 2020-01-09 Goodrich Corporation Fusion welded positive temperature coefficient heater assemblies
CN113645723A (zh) * 2021-08-09 2021-11-12 山东启原纳米科技有限公司 一种智能柔性电加热系统及其制备方法
US11878500B2 (en) 2018-07-03 2024-01-23 Goodrich Corporation Impact and knife cut resistant pre-impregnated woven fabric for aircraft heated floor panels

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104553587A (zh) * 2015-01-08 2015-04-29 昆山金利表面材料应用科技股份有限公司 加热型装饰薄膜
PT108334B (pt) * 2015-03-31 2017-08-30 Amorim Revestimentos Sa Processo de produção de um sistema de aquecimento compreendendo um substrato de aglomerado de cortiça e circuitos de aquecimento impressos
WO2017176208A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 Dou Yee Enterprises (S) Pte Ltd Self adhesive heating tape and manufacturing process thereof
WO2020056128A1 (en) * 2018-09-13 2020-03-19 De Luca Oven Technologies, Llc Multi planar heater element for use in a high-speed oven
US20220053612A1 (en) * 2018-09-13 2022-02-17 De Luca Oven Technologies, Llc Heater element incorporating primary conductor for use in a high-speed oven
US11242151B2 (en) 2018-10-16 2022-02-08 Goodrich Corporation Method of using printed highly flexible conductive ink bus bars to transfer power to heated components
CN110107405B (zh) * 2019-05-22 2021-05-28 江鹏 一种直升机发动机进气防护格栅
CN112397107A (zh) * 2019-08-16 2021-02-23 神讯电脑(昆山)有限公司 储存装置的加热及散热结构
FR3102908A1 (fr) * 2019-11-06 2021-05-07 Valeo Systemes Thermiques Structure chauffante pour véhicule automobile

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997015171A2 (de) 1995-10-17 1997-04-24 Magnus Kluge Elektrische widerstandsheizung zur raumklimatisierung in wohnungen und gebäuden
WO2007021528A1 (en) 2005-08-17 2007-02-22 Thermion Systems International Heaters with perforated bus bars
WO2007076506A1 (en) 2005-12-29 2007-07-05 Exatec, Llc Electrical connection to printed circuits on plastic panels

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6512203B2 (en) * 1999-05-06 2003-01-28 Polymore Circuit Technologies Polymer thick film heating element on a glass substrate
US9771158B2 (en) * 2005-02-09 2017-09-26 Qinetiq Limited Ice protection of aerodynamic surfaces
US20080099456A1 (en) * 2006-10-25 2008-05-01 Schwenke Robert A Dispensing method for variable line volume
EP2257120B1 (en) * 2008-03-17 2013-06-26 LG Chem, Ltd. Heating element and manufacturing method for same
DE202010009208U1 (de) * 2010-06-17 2010-09-16 Futurecarbon Gmbh Flexibles Heizelement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997015171A2 (de) 1995-10-17 1997-04-24 Magnus Kluge Elektrische widerstandsheizung zur raumklimatisierung in wohnungen und gebäuden
WO2007021528A1 (en) 2005-08-17 2007-02-22 Thermion Systems International Heaters with perforated bus bars
WO2007076506A1 (en) 2005-12-29 2007-07-05 Exatec, Llc Electrical connection to printed circuits on plastic panels

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015130183A1 (pt) 2014-02-27 2015-09-03 Cmp-Cimentos Maceira E Pataias, S.A. Sistema para gestão ativa de energia em paredes e/ou pavimentos de betão
US20200015325A1 (en) * 2018-07-03 2020-01-09 Goodrich Corporation Fusion welded positive temperature coefficient heater assemblies
US11878500B2 (en) 2018-07-03 2024-01-23 Goodrich Corporation Impact and knife cut resistant pre-impregnated woven fabric for aircraft heated floor panels
CN113645723A (zh) * 2021-08-09 2021-11-12 山东启原纳米科技有限公司 一种智能柔性电加热系统及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2884818B1 (en) 2023-06-07
WO2014024165A9 (pt) 2014-04-10
EP2884818C0 (en) 2023-06-07
EP2884818A2 (en) 2015-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014024165A2 (pt) Dispositivo de aquecimento, respectivo métodos de impressão e utilização
Hösel et al. Large-scale roll-to-roll photonic sintering of flexo printed silver nanoparticle electrodes
JP5097203B2 (ja) カーボンマイクロファイバーを用いた面状発熱体及びその製造方法
KR101328353B1 (ko) 탄소나노튜브 발열시트
CN105453001B (zh) 将电子部件粘结到图案化纳米线透明导体
Idris et al. Printing electronics directly onto carbon fiber composites: unmanned aerial vehicle (UAV) wings with integrated heater for de-icing
KR20120088313A (ko) 바이모달 입자분포로 이루어진 전도성 잉크 조성물
KR20150071229A (ko) 열전도성 소재를 사용한 발열체
US11089658B2 (en) Heating element
KR20140114187A (ko) 표면이 평탄화된 코팅원단시트를 적용한 면상발열체 및 이의 제조방법
CN104602372A (zh) 一种低温辐射电热膜
KR101670275B1 (ko) 투명 면상 발열체
CN209748840U (zh) 一种电热膜及电热产品
KR101108219B1 (ko) 단열성과 접지기능이 구비된 면상발열체 제조방법 및 이에 의해 제조된 면상발열체
JP4921995B2 (ja) 面状発熱体及びその製造方法
JP2008218350A (ja) 面状発熱体及びその製造方法
KR20140082034A (ko) 배터리 모듈용 면상발열체
KR100703029B1 (ko) 저항특성이 우수한 면상발열체
EP3917280B1 (en) Embedded composite heating element
CN210899678U (zh) 一种连续发热电热膜
CN209949454U (zh) 一种抗揉搓的石墨烯基发热膜
KR20160125788A (ko) 투명 면상 발열체
EP4301090A1 (en) Natural stone panel with an integrated heating system and manufacturing method thereof
KR101869326B1 (ko) 나노 금속파우더를 이용한 직접 접촉방식의 전도성 점착테이프 및 이의 제작방법
CN110392457A (zh) 一种低电压电热膜

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13774822

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013774822

Country of ref document: EP