WO2024256423A2 - Verfahren zur herstellung eines kunststoffartikels sowie ein kunststoffartikel - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a plastic article and to a plastic article.
  • heating elements made of heating layers or heating wires are integrated into injection molded bodies. Electrical contact with the heating elements is usually made subsequently via recesses in the injection molding compound into which contact elements are inserted. The contact elements then enable a connection to a power network. The contact elements are attached to the recesses using mechanical brackets or material-locking connections.
  • the contact elements are attached to the recesses using mechanical brackets or material-locking connections.
  • there is a relatively high probability of incorrect contact which occurs during the manufacturing process or as a fatigue phenomenon due to vibrations, e.g. when used as a vehicle part.
  • the options for designing the heating elements are limited due to the necessary contactability and due to high requirements, such as high pressures and temperatures during injection molding.
  • the object is achieved by a method for producing a plastic article according to claim 1 and by a plastic article according to claim 26.
  • the plastic article produced by the method according to the invention has at least one heating wire which is connected to a carrier layer and is electrically contacted and/or can be electrically contacted at least in one connection area via a bridge element, in particular by means of one or more electrical contacting means.
  • the bridge element is electrically conductive and comprises or consists of one or more of the following elements: a base, a top layer, a three-dimensional connecting component which is integrated into the plastic article via a positive and/or non-positive fastening.
  • the method involves at least one of the following steps:
  • Steps A), B) and/or C) are carried out in such a way that the bridge element is present in the connection region and in the connection region, wherein the bridge element directly borders on the at least one heating wire.
  • the bridge element overlaps the at least one heating wire and extends beyond the at least one heating wire.
  • the following step is carried out in the method: i) Electrically conductive connection of the at least one heating wire and the at least one bridge element in the connection region.
  • the object is further achieved by a plastic article which is produced in particular using the method according to the invention.
  • the plastic article has at least one heating wire which is connected to a carrier layer and is electrically contacted and/or can be electrically contacted in a connection area via at least one bridge element, in particular by means of one or more electrical contacting means, wherein the bridge element is or comprises one or more of the following elements: a base, a top layer, a three-dimensional connecting component which is integrated into the plastic article via a positive and/or non-positive fastening.
  • the bridge element is electrically conductive and is electrically conductively connected to the at least one heating wire in a connection area. In addition, the bridge element is present in the connection area.
  • the bridge element is directly adjacent to the at least one heating wire. Alternatively or additionally, the bridge element overlaps the at least one heating wire partially and extends beyond at least one heating wire.
  • the present invention can in particular achieve improved contacting of the at least one heating wire.
  • the bridge element which is conductively connected to the at least one heating wire, can ensure reliable contacting of the at least one heating wire by means of the connection area.
  • the bridge element advantageously offers a connection surface for contacting by the contacting means, but its design options are not or only slightly restricted by the shape of the at least one heating wire.
  • the shape of the connection area can be adapted to the contacting means and thus optimized by means of the bridge element.
  • an improved adaptability of the shape of the at least one heating wire can be achieved with regard to several requirements, as described in more detail in the following paragraph.
  • improved adhesion of the at least one heating wire in the plastic article preferably to the carrier layer and to the at least one bridge element, can be achieved at the same time, and the reliability of the electrical contact can be improved.
  • the at least one heating wire can be designed in an optimized manner, in particular according to the loads in further processing, for example in such a way that improved adhesion and/or reduced displacement of the at least one heating wire in an injection-molded article is achieved.
  • the heating wire can be arranged in such a way that shear forces and displacement forces caused by an incoming injection-molded compound are reduced.
  • a sequence of paths of the heating wire in the connection area in particular in a partial area of the connection area in which no bridge element is arranged) in such a way that a track arranged first in a flow direction of an injection molding compound represents a "front" for the incoming injection molding compound, which reduces the loads on downstream tracks.
  • the at least one heating wire in the connection area in such a way that the probability of incorrect contact via the at least one bridge element is reduced.
  • This can be achieved in particular by increasing the density of the area covered by the at least one heating wire.
  • a large number of contact points and/or one or more large-area contact points can be provided between the at least one heating wire and the at least one bridge element, in particular so that despite one or more faulty contact points, successful contact is more likely due to the remaining contact points.
  • This can also be achieved, for example, with a meandering shape of the at least one heating wire.
  • the at least one heating wire can be designed in the connection area in such a way that improved wetting can be achieved by the at least one bridge element, in particular the base and/or the top layer.
  • the at least one heating wire Gap structures are provided which in particular have a capillary effect on layers which are applied in a flowable manner and/or whose flowability is created after application.
  • Such gap structures can also be achieved, for example, by a meandering shape of the at least one heating wire in the connection area.
  • the base and/or the top layer is applied, for example, as a solder, this can be drawn into the gaps of the gap structures when connected to the at least one heating wire due to the capillary effect and thus in particular produce improved wetting with the solder and/or a layer formed by corresponding soldering.
  • the at least one heating wire in the connection area can therefore advantageously be applied in optimized shapes, which simultaneously bring with them several advantages in terms of adhesion and reliable contact.
  • a meandering heating wire is not the only suitable option for this.
  • shapes are advantageous which comprise a sequence of several paths of the at least one heating wire in one direction, such as meandering shapes, spiral shapes, loop-shaped shapes, pseudo-chaotic shapes, chaotic shapes, random shapes, pseudo-random shapes, single and/or multi-layer shapes, alternating arrangement of different shapes, fractal shapes, flower-shaped shapes and combinations of the aforementioned shapes.
  • the top layer can be designed in such a way that it absorbs energy by ultrasound and specifically in nearby layers, such as the at least one heating wire, the carrier layer and/or the substrate.
  • the plastic article is preferably a vehicle part, more preferably a headlight, a vehicle interior panel or a vehicle exterior panel, for example a cover for one or more radiation sources, preferably measuring devices, such as in particular radar devices, and/or lighting devices, such as in particular headlights, preferably LED headlights, preferably for a vehicle.
  • the plastic article is in particular at least partially, preferably outside the at least one heating wire, permeable to certain wavelengths, preferably at least to wavelengths in a range from 1 GHz to 150 GHz for radar applications and/or in a range from 350 THz to 850 THz for visible light.
  • Permeable preferably means having a degree of transmission, in particular for these wavelengths, of 5% to 100%, preferably from 15% to 85%.
  • a surface of the plastic article can be heated by means of the at least one heating wire.
  • the plastic article can form a cover and/or have additional layers and/or have one or more radiation sources, preferably a measuring device, in particular a radar device, and/or a lighting device, in particular LED headlights.
  • the plastic article can be, for example, a trim part of a household article, a sanitary article, a piece of furniture and/or white goods.
  • a plastic article produced according to the method according to the invention can be used in a variety of areas.
  • the plastic article produced can, for example, be used in or as one of the following parts: a vehicle part, a household article, a sanitary article, a piece of furniture, white goods.
  • a layer or ply is preferably understood to mean an essentially flat structure, which itself can in particular be single-layered or multi-layered.
  • base is understood here to mean in particular a layer that is or will be applied at least in part between the carrier layer and the at least one heating wire.
  • top is understood here to mean in particular a layer that is or will be applied at least in part on a side of the at least one heating wire facing away from the carrier layer.
  • the base is or will preferably be applied closer to the carrier layer starting from the at least one heating wire and/or the top layer starting from the at least one heating wire preferably further away from the carrier layer.
  • the one or more contacting means in particular provide an interface for integrating the at least one heating wire into a power grid, for example into an on-board network, preferably of a vehicle.
  • Typical electrical voltages in a power grid for integrating the at least one heating wire range up to a maximum of 100V.
  • Typical electrical currents in a power grid for integrating the at least one heating wire range up to a maximum of 60A.
  • Typical electrical powers in a power grid for integrating the at least one heating wire range up to a maximum of 1500W. It is therefore preferred that the plastic article be usable and/or used in a system with a power grid with an electrical voltage of a maximum of 100V and/or an electrical current of a maximum of 60A and/or an electrical power of a maximum of 1500W.
  • the at least one bridge element in particular has a connection surface via which the at least one heating wire is or will be electrically conductively contacted and/or can be contacted by means of the one or more contacting means.
  • the one or more contacting means can in particular, be or will be connected mechanically or materially to the bridge element in the connection area.
  • the one or more contacting means in particular provide or form an interface for integration into an on-board network.
  • the one or more electrical contacting means comprise at least one contact socket, preferably with an insertion opening, at least one plug contact that is electrically contacted with the bridge element in the connection area and that can be contacted in particular in the insertion opening, and/or one or more fastening means, in particular for holding a plug, which preferably serves to contact the plug contact to establish a connection to an on-board network.
  • the bridge element consists in particular of the base and/or the top layer and/or the three-dimensional connecting component.
  • the bridge element forms in particular an area that is larger than an area covered by the at least one heating wire, which represents the connection area. It is thus advantageously possible to use the connection area for improved contact with the one or more contact means.
  • the bridge element in particular the base and/or the top layer, can preferably form a contact pad, in particular an adhesive contact pad and/or a printed contact pad.
  • a contact pad is to be understood in particular as a (preferably multi-layer) composite which provides the connection surface which is or will be connected to the one or more contacting means.
  • Steps A), B), C) and i) or several of them may be carried out in the order given. In particular, it is possible that step A) is carried out first, then step B) and optionally step C) is carried out afterwards. Step i) may be carried out during or after one or more of the Steps A), B) and C) are carried out or be a sub-step of one or more of steps A), B) and C).
  • Step i) is in particular an electrically conductive connection of the at least one heating wire and the at least one bridge element, in that the at least one bridge element is connected and/or mixed and/or fused to the at least one heating wire and/or several layers of the at least one bridge element by an energy input, such as in particular thermal energy, so that an electrically conductive bond is created which is in contact with the at least one heating wire and is present in the connection area.
  • the at least one bridge element can be or comprise a solder layer and the connection in step i) can in particular be soldering.
  • the at least one bridge element can, for example, also be applied as a layer that is optionally not mixed with other layers, but is connected to the at least one heating wire via an electrically conductive adhesive layer and is present in the connection area.
  • the at least one bridge element can be a metal layer and/or metal foil. It is also possible for a separate step, such as in particular introducing ultrasonic energy, to be carried out to generate the thermal energy input, thereby creating the electrically conductive bond.
  • the top layer is preferably designed as a medium for introducing energy, in particular ultrasonic energy or laser energy.
  • the at least one heating wire has an end in the connection area and/or the connection area. It is also possible that the at least one heating wire has a further end in a further connection area and/or a further connection area.
  • the further connection area can be shaped like the connection area.
  • the further connection area can be shaped like the connection area. It is conceivable that the at least one heating wire in the connection area and in the further connection area is or will be contacted or can be contacted by means of a single contacting means or by means of several, preferably two, contacting means.
  • the connection area is preferably assigned to a negative pole and the further connection area to a positive pole or vice versa.
  • the at least one bridge element can, for example, adjoin the at least one heating wire, preferably directly adjoin it, in that the base and/or the top layer is or comprises a solder layer. It is possible, in particular if the solder layer has already been soldered to the at least one heating wire, that the at least one heating wire comprises a transition phase which, in addition to components of the at least one heating wire, also comprises solder components.
  • region is understood in particular to mean a region which has a surface which, when viewed perpendicularly, is spanned across a surface, preferably a main surface, of the plastic article, a layer and/or a ply, in particular the carrier layer, the base and/or the top layer, as a base area and which extends in the direction of the perpendicular view.
  • a main surface has in particular the largest surface area of the surfaces of the plastic article, a layer and/or a ply, in particular the carrier layer, the base and/or the top layer.
  • connection area and the connection area are preferably separate or at least partially overlapping or completely overlapping. It is possible for the at least one heating wire to be exposed at least in the connection region by an energy input of the process for electrically conductively connecting the at least one heating wire to the at least one bridge element, i.e. in particular in step i). Preferably, an electrically non-conductive insulation enveloping the at least one heating wire, preferably an electrically non-conductive insulating varnish layer, is removed from the at least one heating wire at least in some areas. Alternatively, it is possible for the at least one heating wire to already be exposed when the carrier layer is provided and is or will be provided with the heating wire, in particular in order to advantageously provide a thickness of the contacting region there that is reduced by the thickness of the insulation.
  • the insulation is removed immediately before and/or during the electrically conductive connection of the at least one heating wire and the at least one bridge element.
  • the fact that the insulation, preferably the insulation lacquer layer, is removed is to be understood in particular as meaning that the insulation, preferably the insulation lacquer layer, is made flowable, preferably melted, and preferably displaced at least in some areas as a result of the energy input, and/or is destroyed.
  • destruction means in particular that the chemical structures of the insulation are changed as a result of the energy input in such a way that there is no longer any electrical insulation effect and electrical contact with the heating wire is thus possible.
  • the energy input is in particular a thermal energy input and/or results in a thermal energy input.
  • the energy input is preferably introduced by means of ultrasound and/or by means of a laser and/or by means of a heated solder, which in particular forms a conductive layer of the upper layer.
  • the process for generating the energy input e.g. ultrasound generation or laser radiation or introduction of energy by applying a heated Solder, continued operation and/or operated in such a way that immediately after the insulation is removed, the electrically conductive connection of the at least one heating wire and the bridge element is made by means of this process. It is conceivable that the amount of energy input remains the same or changes during this process.
  • the at least one heating wire is applied to the carrier layer without insulation, preferably without an insulating lacquer layer. It is also possible that the at least one heating wire is or will only be partially provided with the insulation, preferably an insulating lacquer layer, and/or that the at least one heating wire is or will not be provided with the insulation, preferably an insulating lacquer layer, in an area associated with the connection area before the at least one heating wire is applied to the carrier layer. It is also possible that the at least one heating wire is or will be applied to the carrier layer completely uninsulated. It is advantageously possible that the method for producing the plastic article does not include removing any insulation, preferably an insulating lacquer layer.
  • material and time resources of a separate exposure step can be saved by using a heating wire that is already exposed or a heating wire that can be exposed by the energy input of the electrically conductive connection.
  • the insulation preferably insulation lacquer layer, comprises at least one coating matrix or consists of it.
  • the coating matrix comprises in particular one or more of the following materials or consists of them: base polymers based on polyester (PE), THEIC-modified polyester (PE), polyester imides (PEI), polyamide imides, modified polyamide imides (PAI), polyimides (PI), modified polyimides, polyamides (PA), modified polyamides, polyurethanes (PU), modified polyurethanes and polyvinyl formal (PVF), butyral, epoxy or combinations of the aforementioned materials.
  • a The solder used to connect the at least one heating wire to the bridge element is selected such that it is hot enough or is applied hot enough to melt the coating matrix and in particular to provide contact at the same time, wherein the coating matrix is locally incorporated into a matrix of the solder or is destroyed by it.
  • destruction means in particular that as a result of the energy input, the chemical structures of the insulation are changed in such a way that there is no longer any electrical insulating effect and electrical contact with the heating wire is therefore possible.
  • the energy input to be carried out by means of ultrasound or a laser, so that the insulation, preferably the insulating lacquer layer, is melted and in particular connected to the carrier layer.
  • the insulation, preferably the insulating lacquer layer can also contribute to improving the overall bond.
  • the base and/or the top layer comprises a conductive paste and/or a multi-layer system. It is possible that the base and/or the top layer comprises or consists of one or more of the following materials: metal, in particular aluminum, tin, copper, silver, gold, carbon, or alloys thereof.
  • the base and/or the top layer is an adhesive contact pad and/or a printed contact pad. It is possible that the base and/or the top layer is or comprises a conductive layer that is electrically conductive.
  • the conductive layer is or is preferably applied in the connection area and in the connection area. Alternatively or additionally, it is possible that the base and/or the top layer has an adhesive layer that is or is applied in particular for connecting the conductive layer to the carrier layer and/or the at least one heating wire.
  • the base comprises a conductive layer and an adhesive layer, preferably electrically conductive or non-electrically conductive.
  • the top layer can comprise a conductive layer and a preferably electrically conductive adhesive layer.
  • the conductive layer is or preferably comprises a metal layer and/or a conductive lacquer layer and/or a printing layer.
  • the conductive layer of the base and/or the top layer comprises a conductive lacquer layer and/or a print layer or includes these.
  • the conductive lacquer layer and/or the print layer is applied by a printing process, such as in particular screen printing processes and/or gravure printing processes and/or flexographic printing processes, in particular by a digital printing process, preferably inkjet processes.
  • the conductive layer is or will be applied directly in contact with the carrier layer and/or the at least one heating wire.
  • the conductive layer is or will be advantageously not applied via an adhesive layer provided in addition to the connection to the carrier layer and/or the at least one heating wire.
  • a conductive lacquer layer is or will be applied in particular comprising or consisting of a binder and/or electrically conductive components.
  • the electrically conductive connection in step i) is carried out by direct contact of the at least one heating wire or its insulation, preferably insulation lacquer layer, with at least one conductive lacquer layer.
  • the optionally present insulation, preferably in the connection area is subsequently removed or made conductive, which can be done for example by means of an energy input in step i), which leads, for example, to the insulation being displaced and/or the conductive components of the conductive lacquer layer being distributed in the bridge element and/or the material of the insulation.
  • the conductive lacquer layer is electrically connected or is electrically connected to the at least one heating wire and in particular also the electrical contacting and/or contactability with the one or more contact means.
  • the energy input of step i) preferably by means of ultrasound or by means of laser radiation, produces an electrically conductive composite of the at least one bridge element and/or several elements of the at least one bridge element with the electrically conductive components.
  • the base and/or the top layer prefferably be or comprise an adhesive-free surface, in particular wherein, before the carrier layer is provided with the base and/or the top layer, an adhesive layer is applied to an area to be provided with the adhesive-free surface. It is thus possible for the base and/or the top layer in the plastic article to comprise an adhesive-free surface, in particular an adhesive-free layer, which is or will be introduced into the plastic article via an adhesive layer, in particular is or will be connected via an adhesive layer to the carrier layer and/or the at least one heating wire and/or other elements of the at least one bridge element.
  • the adhesive layer prefferably be single-layered or multi-layered and/or for the adhesive layer to be conductive or non-conductive and/or for the adhesive layer to be applied in the form of an adhesive film, a print layer and/or a lacquer layer.
  • the adhesive layer and/or a partial layer comprised by it can be applied to one or more layers of the carrier layer, the base and the top layer and/or to the at least one heating wire. It is possible for the adhesive layer and/or a partial layer comprised by it to be provided on one or more layers of the carrier layer, the base and the top layer and/or to the at least one heating wire, for example without the adhesive layer being applied in the process for producing the plastic article or wherein this step has already taken place beforehand.
  • the base and/or the top layer may comprise an adhesive layer and, in particular, to be connected together with the adhesive layer to the plastic article, in particular the carrier layer, the at least one heating wire and/or other elements of the at least one bridge element.
  • the base and/or top layer in particular forms an adhesive contact pad comprising at least the adhesive layer and an electrically conductive layer.
  • the carrier layer has or is provided with at least one passage in the connection area and/or in the connection area.
  • the at least one passage can be designed in such a way that it enables electrically conductive contacting of the at least one heating wire, in particular from a side of the carrier layer opposite the at least one heating wire, and/or provides or enables a connection, in particular a positive and/or non-positive fastening, with the at least one bridge element, in particular the three-dimensional connection component, and/or with the one or more contact means, which preferably enable integration of the at least one heating wire into a power network.
  • the at least one heating wire has a sequence of several tracks which extend at least partially over the at least one passage and preferably form gap structures which overlap the at least one passage.
  • the improved wettability can be used in particular to achieve a reliable connection to the top layer even over the passage.
  • Several passages, for example six passages, are also conceivable in the connection area and/or in the connection area. It is possible that, in particular in step B), the top layer is or will be applied at least in part to the base layer which was applied in particular in step A).
  • the electrically conductive connection in step i) is or preferably comprises soldering the at least one bridge element to the at least one heating wire.
  • the top layer is applied in the form of a solder layer or a solder layer is applied comprehensively.
  • the top layer it is possible for the top layer to form the at least one bridge element or to be encompassed by it or, for example, for the at least one bridge element to be formed or encompassed by the base and the top layer.
  • the base is encompassed by the at least one bridge element and for a reinforced and/or permanent connection, in particular a mechanical and electrically conductive connection, to be made to the at least one heating wire via the top layer, preferably after a provisional connection between the base and the at least one heating wire has already been made in step A), which is not yet electrically conductive or is only weakly electrically conductive.
  • the at least one heating wire is connected to the carrier layer and optionally to the base under the influence of ultrasound. It is preferred that the carrier layer is provided with the at least one heating wire by penetrating the at least one heating wire into the carrier layer by means of ultrasound. Preferably, the at least one heating wire is guided through a sonotrode or guided to a sonotrode.
  • the sonotrode vibrates and/or oscillates in particular at a frequency in a range from 20 kHz to 150 kHz, preferably from 50 kHz to 100 kHz, for example at 70 kHz, whereby lower ultrasonic frequencies are usually associated with a higher amplitude and higher ultrasonic frequencies with a lower amplitude.
  • the sonotrode in particular by means of a Mouthpiece of the sonotrode, the at least one heating wire is attached to a surface of the carrier layer, preferably attached successively, and introduced into the surface of the carrier layer, preferably introduced successively.
  • the sonotrode is preferably moved in accordance with the final shape of the at least one heating wire.
  • the at least one heating wire in the plastic article in particular outside the connection area, is or will be arranged in a curved shape, preferably loop-shaped and/or meander-shaped, in some areas and/or is or will be arranged in a curved shape, preferably loop-shaped and/or meander-shaped, at least in some areas on a flat or curved surface of the carrier layer.
  • the at least one heating wire in the plastic article, preferably outside the connection area, i.e. in a Cartesian coordinate system has a curvature in all three spatial directions.
  • the sonotrode is expediently movable and/or rotatable in one or more spatial directions.
  • the sonotrode is preferably moved by means of a robot arm, preferably moved automatically, and/or is movable by means of this.
  • the carrier layer it is possible for the carrier layer to be arranged on a table during the manufacture of the plastic article, which is movable and/or rotatable in one or more spatial directions.
  • a particular advantage is that complex surfaces can be reliably and efficiently provided with at least one heating wire.
  • a feed device for applying the at least one heating wire together with the sonotrode and a supply unit, in particular a supply roll, for providing the at least one heating wire can be provided, wherein the supply unit is preferably arranged and/or moved movably together with the sonotrode.
  • the at least one heating wire is expediently guided from the supply unit to the sonotrode and/or through the sonotrode, for example by unrolling it from the supply roll.
  • the following step it is particularly possible for the following step to be carried out: separating, in particular automatically separating, the at least one heating wire.
  • the feed device and/or the sonotrode are preferably removed from the carrier layer with the at least one heating wire.
  • the at least one heating wire is or will be applied to the carrier layer and optionally to the base in the connection area using a mold, the mold being characterized by an increased surface density on the carrier layer.
  • the surface density is in particular based on the coverage of a first surface with the at least one heating wire in the connection area compared to the coverage of an adjacent surface and/or surface not overlapping with the first surface with the at least one heating wire, in particular outside the connection area.
  • the first surface and/or the adjacent surface and/or surface not overlapping with the first surface has a continuous surface of at least 1 mm 2 , preferably of at least 3 mm 2 , more preferably of at least 9 mm 2 .
  • the diameter of the at least one heating wire is the same in the areas used for comparison.
  • the first surface can, for example, be completely present in the connection area and/or be congruent with it.
  • the at least one heating wire in the connection area, in particular in an area of the connection area that overlaps with the at least one bridge element and/or on the first surface, the at least one heating wire preferably has a sequence of several tracks in one direction.
  • the tracks are connected to one another in particular by curves and/or corners, which are preferably also formed by the at least one heating wire.
  • the at least one heating wire preferably has at least one turning point and/or at least one turning line in the tracks or at least in several tracks thereof.
  • a turning line is to be understood in particular as a line that changes into a curvature on one side that differs in sign from a curvature on the other side.
  • the at least one heating wire is meander-shaped in the connection area.
  • the at least one heating wire in the connection region can have one or more of the following shapes: meandering, spiral-shaped, loop-shaped, pseudo-chaotic shapes, chaotic shapes, random structures, pseudo-random structures, single and/or multi-layer shapes, alternating arrangement of different shapes, fractal shapes, flower-shaped, combinations of the aforementioned shapes.
  • Such shapes can in particular achieve corresponding advantages of successive paths, in particular with an increased surface density.
  • the base layer and/or the top layer is or will preferably be applied overlapping several or all of the webs and in particular extending beyond these several or all of the webs.
  • At least two adjacent tracks or all adjacent tracks each have a distance in a range from 0 mm to 12 mm, preferably from 0.02 mm to 12 mm, preferably from 0.02 to 1 mm.
  • the distance between the tracks is preferably measured between the outer surfaces of the respective tracks. Adjacent to one another means in particular without any tracks in between.
  • the tracks including the curves and/or corners may run in an area with a width in a range from 1 mm to 50 mm, preferably from 3 mm to 7 mm, and/or with a height in a range from 1 mm to 70 mm, preferably from 3 mm to 15 mm.
  • the width is preferably measured perpendicular to the height.
  • the tracks including the curves and/or corners may be or will be provided in an area with a width and a height, wherein the height is greater than the width.
  • the distance between the tracks is preferably measured in the height direction.
  • the base and/or the top layer have larger dimensions in the height direction than in the width direction.
  • the connection area and/or the connection area has the specified width and/or height.
  • the at least one heating wire and/or the tracks are or will preferably be applied with a diameter in a range from 20 pm to 350 pm, preferably from 75 pm to 120 pm.
  • the dimensions can be measured in particular in a plan view of the plastic article.
  • the plan view can preferably be a view of an orthogonal projection with the largest surface area of the plastic article and/or the carrier layer.
  • the following advantages in particular can be achieved: 1) at least in outer zones of the at least one heating wire in the connection area and in the connection area, improved adhesion can be provided and a possible displacement (for example due to back-injection/flooding) can be counteracted, as has already been described in particular with reference to a "front" of a web that is first subjected to flow.
  • miscontacts can be reduced. This can be explained in particular by the fact that if the heating wire is soldered or connected to a surface, miscontacts can occur. If the density of the tracks that can be contacted is increased in this process, then the relative frequency of miscontact of one or more tracks leading to failure of the component is reduced, since at least one section of the meandering heating wire is guaranteed to provide successful contact.
  • At least one layer of the base and the top layer is applied as a liquid medium and/or a conductive paste and preferably brought into direct contact with the at least one heating wire is or will be, since this can in particular achieve the aforementioned advantage 3).
  • the at least one heating wire comprises in particular a metal and/or a metal alloy.
  • the at least one heating wire further preferably comprises one or more of the following materials or consists of them: NiCr15Fe, Cu, CuNi30Mn, CuMn12Ni, constants, alloy 30Mn 70Cu, X10CrAISi13. It is also possible to use other materials for the at least one heating wire, provided that they have sufficient conductivity and thermal output.
  • the specific resistance of the material of the at least one heating wire is more than 0.3 ⁇ mm 2 /m and/or the electrical conductivity is less than 3 S/m or m/ ⁇ mm 2 .
  • the carrier layer is preferably single-layered or multi-layered.
  • the carrier layer preferably comprises or consists of one or more of the following materials: polyolefin-based (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polymethyl methacrylate (PMMA), coextrudates, triextrudates, multiextrudates.
  • PE polyolefin-based
  • PP polypropylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • PS polystyrene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PC polycarbonate
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • the carrier layer can be a coated carrier, a fabric carrier, a multilayer composite and/or a filled carrier.
  • the carrier layer has a layer thickness in a range from 20 pm to 5000 pm, preferably from 50 pm to 800 pm.
  • the carrier layer preferably has one or more of the following properties: smooth, rough, structured, partially structured, vapor-coated on one side, partially vapor-coated on one side, partially vapor-deposited on both sides, perforated, partially coated, colored, transparent, fully coated, microstructured.
  • the conductive paint layer of the base and/or top layer is or will preferably be made from a conductive paint.
  • the conductive paint is in particular a silver conductive paint or conductive silver, a copper conductive paint or a graphite conductive paint.
  • the conductive paint is a paint based on and/or comprising one or more of the following components: silver particles, copper particles, graphite particles, nanotubes, gold particles, aluminum particles, particles from alloys of the aforementioned metals, metal particle combinations; nanoparticles and the like.
  • the conductive paint preferably comprises, in particular as a binder, a one-component paint or a multi-component paint, preferably solvent-based or water-based, or a synthetic resin, preferably a one-component or two-component, or multi-component synthetic resin.
  • Synthetic resins are preferably also suitable as a conductive adhesive, i.e. in particular for forming an adhesive surface of the conductive paint layer.
  • the conductive lacquer layer is preferably single-layered or multi-layered. It is possible for the conductive lacquer layer to comprise several layers that differ in composition. Alternatively or additionally, it is possible for the conductive lacquer layer to be a reactive lacquer, a spray lacquer and/or a printing lacquer and/or to be applied as such. It is also possible for the conductive lacquer layer to be designed in a layer composite, preferably in conjunction with one or more vapor-deposited metal layers or transparent oxide layers.
  • the conductive layer, in particular the conductive lacquer layer, of the base and/or the top layer preferably has a thickness in a range from 2 pm to 100 pm, preferably in a range from 10 pm to 25 pm.
  • the bridge element, preferably the base and/or the top layer, in particular in the form of the adhesive contact pad or the printed contact pad, preferably has a thickness, in particular total thickness, in a range from 5 pm to 250 pm, preferably from 10 pm to 50 pm.
  • the base and/or the top layer in particular in the form of the adhesive contact pad or the printed contact pad, comprises in particular one or more of the following metals or alloys thereof: copper, aluminium, gold, silver.
  • the base and/or the top layer in particular in the form of the contact pad, preferably comprises a conductive varnish and/or a multi-layer system. It is possible for the contact pad to be structured or unstructured and/or coated (e.g. on a side facing the carrier layer and/or a side facing away from the carrier layer), and/or partially coated (e.g. on a side facing the carrier layer and/or a side facing away from the carrier layer).
  • the adhesive layer of the base and/or the top layer in particular in the form of the adhesive contact pad or the printed contact pad, is preferably conductive or non-conductive, and/or a multi-component system or a single-component system, and/or unfilled or filled, and/or curing, in particular curing by means of UV radiation, and/or non-curing, in particular thermoplastic, and/or single-layered or multi-layered, etc. Filled is to be understood in particular as a layer, in particular an adhesive layer, in which inorganic substances are present in addition to the polymer matrix (adhesive matrix, binder).
  • Such inorganic substances can in particular be pigments and/or particles of different sizes and shapes and consist, for example, of metal, metal alloys, metal oxides or combinations thereof.
  • the pigments and/or particles can have diameters in Micrometer range or also in the nanometer range (nanoparticles).
  • the pigments and/or particles can be smaller or larger in diameter than the layer thickness of the respective layer.
  • the pigments and/or particles can be contained in the respective layer as a mixture of different substances and/or different sizes.
  • the solder layer of the base and/or the top layer is or will preferably be made of a solder, which is in particular a metal alloy.
  • the metal alloy is expediently used to firmly and electrically conductively connect the at least one heating wire to the bridge element, in particular a conductive layer of the bridge element.
  • the metal alloy expediently comprises a certain mixing ratio of metals.
  • the metal alloy comprises one or more metals selected from lead, tin, zinc, silver and copper.
  • An electronic solder is or will be used to produce the solder layer.
  • An electronic solder has a core, preferably a thin core, which in particular comprises or consists of rosin as a flux.
  • the melting point of the solder used is preferably lower than the melting point of the at least one heating wire, the conductive layer and/or other layers of the bridge element. It is possible that the melting point of the solder is higher than the melting point and/or the glass transition temperature of the insulating lacquer layer.
  • the type designation of the solder provides information about the materials to be soldered, the soldering process and the flux used.
  • the first letter F indicates that flux was added to the solder core during production.
  • the final number provides information about the flux type and the corrosion behavior of the flux.
  • the composition of a flux is selected depending on the type of parts to be soldered.
  • the flux contained in an electronic solder preferably leaves no corrosive residues. Aluminium and stainless steel can preferably only be soldered with special fluxes. Acidic fluxes can be used for work on heavily contaminated joining partners, for example soldering water based on zinc chloride and/or soldering grease.
  • Residues of acidic fluxes should preferably be removed, as they can lead to corrosion of the soldering point in the long term.
  • the requirement that they ensure oxide-free soldering surfaces or ensure that they are oxide-free must be met.
  • a lead-free solder is preferred. Especially with lead-free solder, it is important to ensure that the alloy and the flux are a perfect match. The following properties in particular should be supported by the quality of the solder:
  • the three-dimensional connecting component preferably comprises or consists of one or more of the following components: an eyelet, a crimping element, a plug-in connection element.
  • An eyelet preferably comprises two sub-elements, namely an eyelet upper part and an eyelet lower part.
  • the entire eyelet is preferably provided by means of a preferably computer-controlled robot device, for example by a "pick and place” device, in particular a computer-controlled “pick and place” robot, preferably wherein the robot device places and presses the two eyelet sub-elements, namely the eyelet upper part and the eyelet lower part, in the carrier layer in a precise position, preferably in one pass of the carrier layer.
  • the crimping element preferably has one or more protruding elements arranged on the edge of a connection surface, which are in particular plastically deformable or deformed in order to expediently ensure a positive connection with the at least one passage.
  • at least two of the protruding elements are arranged in the connection area on opposite edges of the crimping element.
  • these two protruding elements are arranged along the direction of the successive tracks of the at least one heating wire.
  • the three-dimensional connecting component is or will be arranged in the at least one passage, preferably such that the at least one heating wire can be contacted and/or is contacted from a side which, starting from the carrier layer, faces away from the at least one heating wire and/or that the at least one heating wire can be contacted and/or is contacted both from this side and from a side of the carrier layer facing the at least one heating wire.
  • the plastic article prefferably be further processed.
  • the plastic article prefferably have or be provided with a plastic injection molding compound on a first side of the carrier layer provided with the at least one heating wire and the bridge element and/or on a side opposite the first side.
  • connection region is or will be formed free of plastic injection molding compound, in particular when the plastic injection molding compound is applied, or the connection region is or will be exposed after the application of the plastic injection molding compound.
  • the one or more contacting means are or will be applied only to the plastic article containing the plastic injection molding compound.
  • the one or more contacting means can be or will be connected to the connection area in a mechanical and/or electrically conductive manner, in particular by means of mechanical holders, such as positive and/or non-positive connections, and/or by means of material-locking connections, such as adhesive connections and/or one or more additional solder layers.
  • Fig. 1 to 4 show schematic representations of a process and a manufactured plastic article.
  • Fig. 5 to 13 show further schematic representations of processes and manufactured plastic articles.
  • Fig. 14 shows a schematic representation of a carrier layer.
  • Fig. 15 to 24 show further schematic representations of processes and manufactured plastic articles.
  • Fig. 25 shows a schematic representation of a
  • Fig. 26 shows a schematic representation of a heating wire.
  • Fig. 1 schematically illustrates an exemplary method for producing a plastic article 1 using the steps illustrated by Fig. 1a to Fig. 1e.
  • Fig.1e shows, by way of example and schematically, a plastic article 1 produced by the method, which has the heating wire 2, which is connected to the carrier layer 3.
  • the heating wire 3 can be electrically contacted at least in the connection area 5 via the bridge element 40.
  • the bridge element 40 comprises the base 41 and the top layer 42.
  • the connection area 5 is particularly suitable for contacting by means of one or more electrical contacting means, preferably in that the bridge element 40 provides a connection surface.
  • the bridge element 40 forms in particular an enlarged surface compared to an area overlapping with the heating wire 2, which represents the connection surface. It is thus advantageously possible to use the connection surface for simplified or more reliable contacting with the one or more contact means.
  • the one or more contacting means can, for example, be or become connected to the connection area 5 and thus provide or form an interface, such as a contact socket, for integration into an on-board network.
  • the one or more electrical contacting means comprise at least one contact socket, preferably with an insertion opening, at least one plug contact that is electrically contacted with the bridge element in the connection area and that can be contacted in particular in the insertion opening, and/or one or more fastening means, in particular for holding a plug, which preferably serves to contact the plug contact to establish a connection to an on-board network.
  • the heating wire 2 it is possible for the heating wire 2 to have one end in the connection region 4 and another end in a further connection region.
  • the further connection region can be shaped like the connection region 4.
  • the heating wire 2 is or will be contacted or can be contacted in the connection region 5 and in the further connection region by means of a single contacting means or by means of several, preferably two, contacting means.
  • the connection region 5 is preferably assigned to a negative pole and the further connection region to a positive pole or vice versa.
  • the carrier layer 3 is first provided, as illustrated by Fig. 1a.
  • the carrier layer 3 is preferably single-layered or multi-layered.
  • the carrier layer 3 preferably comprises or consists of one or more of the following materials: polyolefin-based (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polymethyl methacrylate (PMMA), coextrudates, triextrudates, multiextrudates.
  • the carrier layer 3 comprises cellophane and/or is coated with it. It is also possible that the carrier layer 3 is made from a biopolymer basis.
  • the carrier layer 3 can be a coated carrier; a fabric carrier, a multilayer composite and/or a filled carrier.
  • the carrier layer 3 has a layer thickness in a range from 20 pm to 5000 pm, preferably from 50 pm to 800 pm.
  • the carrier layer 3 preferably has one or more of the following properties: smooth, rough, structured, partially structured, vapor-deposited on one side, partially vapor-deposited on one side, partially vapor-deposited on both sides, perforated, partially coated, colored, transparent, fully coated, microstructured.
  • the base 41 is applied, as is particularly illustrated by Fig. 1b.
  • the heating wire 2 is applied to the carrier layer 2 with the base 41 as the next step. It is also conceivable that the carrier layer 3 is already provided with the base 41 shown in Fig. 1b and that the application of the base 41 has taken place, for example, in an upstream process.
  • the method therefore preferably comprises step A): providing the carrier layer 3, which is or will be provided with the base 41, and subsequently applying the heating wire 2 to the carrier layer 3 and the base 41.
  • the base 41 is, for example, electrically conductive and is applied at least in the connection region 5 and in the connection region 4.
  • the heating wire 2 preferably partially overlaps the base 41 in the connection region 4.
  • the base 41 thus directly borders on the at least one heating wire 2, partially overlaps the at least one heating wire 2 and extends beyond the at least one heating wire.
  • the base 41 is thus, for example, the bridge element 40 or at least enables contact in the connection region 5 and can be formed together with other elements, such as the top layer 42, to form the bridge element 40 and connected to the heating wire 2.
  • the base 41 is preferably an adhesive contact pad, which in particular represents a multi-layer system.
  • the base 41 is or comprises in particular an electrically conductive conductive layer, which is present or applied in particular both in the connection region 4 and in the connection region 5.
  • the conductive layer is preferably a metal layer and/or a metal foil, for example a copper layer and/or a copper foil.
  • the base 41 also has an adhesive layer that adheres to the carrier layer 3.
  • the adhesive layer can in particular be or become provided over the entire surface of the bridge element 40 and/or the base 41.
  • the conductive layer can comprise one or more of the chemical elements Al, Cu, Ag, Au, and/or C.
  • the conductive layer can be a conductive paste or to be applied as such.
  • the adhesive layer can be or become electrically conductive or non-conductive and/or single-layered or multi-layered.
  • the base 41 is or comprises a conductive lacquer layer which is or will be applied, preferably printed, to the carrier layer 3 (in particular without an additional adhesive layer in the connecting element 41).
  • a conductive lacquer layer which is or will be applied, preferably printed, to the carrier layer 3 (in particular without an additional adhesive layer in the connecting element 41).
  • Fig. 1c and Fig. 1d illustrate by way of example the use of a feed device 200, which in particular enables application of the heating wire 2 by means of ultrasound.
  • the feed device 200 preferably has a sonotrode and a supply unit, in particular a supply roll, for providing the heating wire 2.
  • the supply unit is preferably moved together with the sonotrode.
  • the heating wire 2 is expediently guided from the supply unit to the sonotrode and/or through the sonotrode, for example by unrolling it from the supply roll.
  • the following step it is in particular possible for the following step to be carried out: separating, in particular automatically separating, the heating wire 2.
  • the feed device 200 is preferably removed from the carrier layer 3 with the heating wire 2.
  • 1d accordingly illustrates an exemplary step in which the heating wire 2 is completely applied and the heating wire 2 is separated and the feed device 200 is removed.
  • the sonotrode vibrates and/or oscillates at 70 kHz.
  • the top layer 42 is preferably applied to the carrier layer 3, the heating wire 2 and in particular also the base layer 41.
  • the method therefore preferably comprises step B):
  • the top layer 42 is in particular a solder layer and step B) is or preferably comprises soldering the heating wire 2 and the base 41 using the solder layer.
  • the solder layer thus advantageously enables a mechanically reliable and electrically conductive connection of the bridge element 40, in particular the conductive layer of the base 41, to the heating wire 2.
  • a permanent and firm connection can be made between the heating wire 2 and the base 41.
  • the base 41 initially does not adjoin the heating wire 2 directly or not via a reliable connection, but then a reliable connection is made via the top layer 42.
  • a reliable connection is made via the top layer 42.
  • an electrically conductive connection between the heating wire 2 and the bridge element 40 is or will be made. This can be done, for example, by direct contact between the base 41 and the heating wire 2, which occurs when the heating wire 2 is applied and/or the top layer 42 is applied for this purpose.
  • the heating wire 2 is here in particular a copper wire. It is also possible for the heating wire to comprise one or more of the following chemical elements: Al, Cu, Ag, Au, C and/or an alloy thereof. It is also possible for the heating wire 2 to be a multi-layer system.
  • the heating wire 2 is preferably applied to the carrier layer 3 in the connection area 4 or completely uninsulated. However, it has also been found that the thermal energy input by applying the solder layer can be utilized if the heating wire 2 is provided or applied to the carrier layer 3 in the connection area 4 with an insulating lacquer layer.
  • the insulating lacquer layer and the solder layer are preferably designed and the method, in particular step B), is carried out in such a way that the thermal energy input through the solder layer during soldering preferably exposes the heating wire 2 from the insulating lacquer layer and thus in particular an electrically conductive Connection of the heating wire 2 to the bridge element 40, in particular the conductive layer of the base 41.
  • the insulating lacquer layer in the base 41 or as the base 41, it is possible for the insulating lacquer layer to be melted and incorporated in some areas into the solder layer and/or the conductive lacquer layer.
  • the top layer 42 is not applied as a solder layer, it is also conceivable to carry out a step for introducing ultrasonic energy in order to expose the heating wire 2 from the optionally present insulation at least in the connection area 4.
  • Steps A) and B) illustrated in particular by Fig. 1a to 1e are thus carried out in such a way that the bridge element 40 is present in the connection region 4 and in the connection region 5, in that the bridge element 40 directly adjoins the heating wire 2 and partially overlaps the heating wire 2 and extends beyond the heating wire 2.
  • Other possibilities for such an arrangement would be possible, for example, in that only the base 41 in the form of a conductive lacquer layer is provided as the bridge element 40, in that only an upper layer 42 in the form of a conductive lacquer layer or in the form of a solder layer is provided as the bridge element 40, or in that a three-dimensional connecting component is provided as the bridge element 40.
  • the method also includes the following step: Step i) Electrically conductive connection of the heating wire 2 and the bridge element 40 in the connection region 4.
  • This step can, for example, comprise establishing contact between a conductive layer of the base 41 and the heating wire 2, as is particularly illustrated by Fig. 1c and Fig. 1d, and/or comprise soldering, as is particularly illustrated by the solder layer of the top layer 42 of Fig. 1e.
  • Fig. 2 shows a schematic top view at the top and a schematic side view at the bottom of a region of the provided carrier layer 3 with the base 41.
  • the base 41 is or will be applied to the carrier layer 3 and formed, in particular in a plastic article 1, as is preferably described for Fig. 1, as is particularly described for Fig. 1.
  • the base 41 preferably comprises an adhesive layer on a side facing the carrier layer 3.
  • the adhesive layer can be conductive or non-conductive, for example.
  • the base 41 On a side facing away from the carrier layer 3 and thus in particular in the plastic article 1 facing the heating wire 2, the base 41 preferably comprises a conductive layer, such as a metal layer or a conductive lacquer layer.
  • the base 41 is or will therefore preferably be applied as a conductive adhesive strip.
  • Fig. 3 shows a schematic top view at the top and a schematic side view at the bottom of an area of the provided carrier layer 3 with the base 41, as is illustrated in particular by Fig. 2, and the heating wire 2 applied thereto.
  • Such an area can be present in the method in particular at a time after the steps illustrated in Fig. 1d.
  • the shape of the heating wire 2 can also advantageously be influenced by means of the base 41, which can, for example, reduce incorrect contacts.
  • the base 41 can provide a connection surface for further layers, such as metal layers, in particular metal pads.
  • Fig. 4 shows a schematic top view and a schematic side view of a region of the plastic article 1 at the top, as illustrated in Fig.
  • the plastic article 1 illustrated in Fig. 4 is thus produced in particular by laying the heating wire 2 on a carrier layer 3 provided with contact pads, in particular adhesive contact pads, which are preferably formed by the base 41, using an ultrasonic process, wherein the ends of the heating wire 2 are finally soldered to the contact pads using the top layer 42 as a solder layer.
  • a heating wire 2 that is uninsulated or completely uninsulated at least in the connection area 4, in particular when applied to the carrier layer 3 and when providing the carrier layer 3 with the heating wire 2, or in the case of a heating wire 2 that is insulated in the connection area, the fact that the exposure can take place not before soldering, but during soldering by introducing thermal energy.
  • the bridge element 40 can be formed by contact pads formed by the base 41 and/or the top layer 42, for example via adhesive contact pads or via a provided adhesive layer with subsequent application of a conductive layer, in particular in the form of a metal pad.
  • the adhesive layer which is provided or is provided directly on the adhesive pads, can be conductive, non-conductive, single-layered or multi-layered.
  • Fig. 5 shows schematically a top view and below a schematic side view of a region of the plastic article 1 as illustrated by Fig. 3, except that the heating wire 2 in the connection region 4 is meandering.
  • the heating wire 2 thus has a sequence of several tracks 20 in one direction.
  • the tracks are connected to one another by curves 21, which are also formed by the heating wire 2.
  • the heating wire 2 here has, for example, a turning line in each of the tracks 20, since the tracks 20 run straight and then merge into the curves 21, which each have a curvature that differs in sign from a curvature of the curve on the other side.
  • the heating wire 2 is applied to the carrier layer 2 and the base 41 in a shape, the shape being characterized by an increased surface density on the carrier layer.
  • the surface density is based in particular on the coverage of a first surface with the heating wire 2 in the connection region 4 compared to the coverage of an adjacent surface that does not overlap with the first surface with the heating wire 2.
  • the first surface can, for example, be completely present in the connection region 4.
  • the adjacent surface that does not overlap with the first surface comprises the heating wire 2 leading to the connection region 4.
  • the first surface and the adjacent surface that does not overlap with the first surface preferably have a connected surface of at least 1 mm 2 , preferably of at least 3 mm 2 , more preferably of at least 9 mm 2 .
  • Fig. 6 shows a schematic top view and a schematic side view below of a region of the plastic article 1 as illustrated in particular by Fig. 4, except that the heating wire 2 is meander-shaped in the connection region 4, as described in particular for Fig. 5 and preferably that the top layer 42, which is preferably a solder layer, is or will be applied overlapping the tracks 20 and extending beyond the tracks 20.
  • the top layer 42 which is preferably a solder layer
  • connection area 4 the heating wire 2, which in the connection area 4 can be applied to the carrier layer 3 in an uninsulated or completely uninsulated or completely insulated manner and provided with it, is or will be laid (e.g. in a meandering manner) over the base 41, which is in particular present as a contact pad, preferably as an adhesive contact pad, in such a way that further functionalities can be provided.
  • a multiple contact option is advantageously provided in order to reduce the probability of incorrect contact and thus the probability of a non-functional plastic article 1.
  • the shape, the spacing of the tracks 20, etc. can have a positive influence on the wetting with solder and also on the distribution of the energy introduced, in order to avoid local damage to the carrier layer 3 in particular.
  • Fig. 7 shows a schematic top view and a schematic side view below of a region of the carrier layer 3 with the heating wire 2 and the base 41, as illustrated by Fig. 5, except that the base 41 is a conductive printing lacquer layer.
  • the base 41 is preferably printed onto the carrier layer 2. In particular, no additional adhesive layer is required.
  • a preferred printing method is selected from screen printing methods, gravure printing methods; digital printing methods (in particular inkjet and the like); letterpress printing methods (in particular flexographic printing and the like).
  • the base 41 thus forms in particular a printed contact pad.
  • Fig. 8 shows schematically a top view and below schematically a side view of a portion of the plastic article 1 as illustrated by Fig. 6, except that the base 41 is a conductive printing lacquer layer, as described for Fig. 7.
  • Preferred printing methods for the substrate 41 are screen printing methods, gravure printing methods; digital printing methods (in particular inkjet and the like); relief printing methods (in particular flexographic printing and the like).
  • Fig. 9 shows a schematic top view and, below, a schematic side view of a region of the plastic article 1, as illustrated by Fig. 8, except that the base 41 and the top layer 42 are a conductive printing lacquer layer.
  • Preferred printing methods for the top layer 42 are screen printing methods, gravure printing methods; digital printing methods (in particular inkjet and the like); relief printing methods (in particular flexographic printing and the like).
  • a contact pad is formed from two printed conductive lacquer layers, namely a conductive lacquer layer encompassed by the base layer 41 and a conductive lacquer layer encompassed by the top layer 42.
  • the heating wire 2 is applied and provided on the carrier layer 2 uninsulated or completely uninsulated, at least in the connection region 4. This advantageously saves energy for exposing the heating wire 2 and/or soldering.
  • Fig. 10 shows a schematic top view and a schematic side view below of a region of the plastic article 1 as illustrated by Fig. 9, except that the base layer 41 comprises an adhesive layer and a conductive layer, as described in particular for Fig. 2.
  • the top layer 42 comprises a conductive printing layer.
  • the heating wire 2 can be applied to the carrier layer 2 uninsulated, completely uninsulated or completely insulated, at least in the connection area 4. applied and provided.
  • energy is preferably introduced by means of ultrasound or laser radiation via the introduction of ultrasonic vibration energy or laser energy and thus a conductive composite is produced from the base 41, the top layer 42 and the heating wire 2.
  • a plastic article 1 can thus be obtained as illustrated by Fig. 11.
  • Fig. 11 shows a schematic top view and, below, a schematic side view of a region of the plastic article 1, as illustrated by Fig. 10.
  • the top layer 42 is in particular a conductive printing layer.
  • Preferred printing methods for the top layer 42 are screen printing methods, gravure printing methods; digital printing methods (in particular inkjet and the like); letterpress printing methods (in particular flexographic printing and the like).
  • the region 42a shown in the top layer 42 is in particular a region for introducing energy, such as vibration energy or laser energy or the like.
  • the region 42a is expediently the region in which the energy for providing the contact was introduced, in particular by thus forming an electrically conductive bond with the heating wire 2 and the base 41 and/or the top layer 42.
  • a carrier layer 3 provided as in Fig. 3, Fig. 5 or Fig. 7 together with the base 41 can be provided with the top layer 42 comprising or consisting of a medium for introducing energy, such as vibration energy or laser energy or the like.
  • the region for introducing energy, such as vibration energy or laser energy or the like is or will preferably be arranged at least in a first region 420, which is at least partially located in the connecting region 4.
  • the region for introducing energy, such as vibration energy or laser energy or the like can preferably overlap the heating wire 2 and in particular extend beyond the heating wire 2, as is illustrated by way of example in Fig. 11.
  • an ultrasound-generating sonotrode is preferably placed in the region 42a to introduce vibration energy.
  • the ultrasound can cause the upper layer 42 there to sink and/or thus lead to an electrical connection with the base 41 and/or the heating wire 2.
  • This connection is present, for example, in Fig. 11 in the connection region 4.
  • the heating wire 2 applied to the carrier layer 3 can preferably have insulation in the connection region 4 and step i) can comprise an introduction of ultrasonic vibration energy. It is also conceivable that the heating wire 2 is applied and provided on the carrier layer 3 at least in the connection region 4 or completely uninsulated.
  • Fig. 12 shows a schematic top view and a schematic side view below of a region of the plastic article 1, as illustrated by Fig. 11, except that the top layer 42 comprises or consists of a conductive layer and a conductive adhesive layer.
  • the top layer 42 is thus applied in particular as an adhesive contact pad.
  • the base 41 is also in particular an adhesive contact pad and preferably has a conductive layer and an adhesive layer, as is described in particular for Fig. 2.
  • a carrier layer 3 provided as in Fig. 3, Fig. 5 or Fig. 7 together with the base 41 can be provided with the top layer 42, which in particular comprises a conductive layer and a conductive adhesive layer.
  • the heating wire 2 can preferably be applied and provided in the connection region 4 or completely uninsulated or completely insulated on the carrier layer 3.
  • energy in particular ultrasonic energy, a conductive composite of heating wire 2, base 41 and top layer 42.
  • the plastic article thus obtained is illustrated by way of example in Fig. 13.
  • Fig. 13 shows a schematic top view and, below, a schematic side view of a region of the plastic article 1 produced.
  • the plastic article 1 is shown in particular after introducing ultrasonic energy into the plastic article 1 illustrated by Fig. 12.
  • an electrically conductive composite of the base 41 and the top layer 42 and the heating wire 2 is obtained.
  • the region 42a in the region of the top layer 42 represents in particular the region in which the energy was introduced which ultimately leads to the electrical connection of the base 41, the heating wire 2 and the top layer 42.
  • Fig. 14 shows a schematic top view and a schematic side view below of a region of a carrier layer 3, wherein a passage 8 is provided in the connection region 5.
  • a carrier layer 2 as described in particular for Fig. 1 and Fig. 2 can be provided and provided with the passage 8 or can already have it.
  • Such a carrier layer 3 can be used to produce plastic articles 1 as illustrated by the previous figures 1 to 13, or can be contained in the plastic articles 1 produced in this way.
  • the passage 8 is preferably introduced before the heating wire 2 and in particular before the bridge element 40 is applied.
  • Fig. 15 illustrates a carrier layer 2 with the substrate 41 as illustrated in particular with reference to Fig. 2 and 3, and a corresponding method, except that the carrier layer 2 illustrated with reference to Fig. 14 is used.
  • Fig. 16 illustrates a carrier layer 2 as illustrated in Fig. 5 with the base 41 and the heating wire 2 and a corresponding method, except that the carrier layer 2 illustrated in Fig. 14 is used.
  • Fig. 17 illustrates a plastic article 1 as illustrated in Fig. 6 and a corresponding method, except that the carrier layer 2 illustrated in Fig. 14 with the passage 8 is used or is present.
  • the passage 8 it is possible, for example, to contact the bridge element 40 from a side of the carrier layer 3 facing away from the heating wire (in the side view of Fig. 17, for example from below) and/or from the side of the carrier layer 3 facing the heating wire 2 (in the side view of Fig. 17, for example from above).
  • the bridge element 40 in particular the base layer 41 and/or the top layer 42, preferably overlaps the passage 8.
  • Fig. 18 illustrates a plastic article 1 as illustrated in particular with reference to Fig. 11 and a corresponding method, except that the carrier layer 3 illustrated in particular with reference to Fig. 14 is used with the passage 8.
  • the passage 8 it is possible, for example, to contact the bridge element 40 from both sides of the carrier layer 3.
  • the bridge element 40 in particular the base layer 41 and/or the top layer 42, preferably overlaps the passage 8.
  • Fig. 19 shows a schematic top view and a schematic side view below of a region of a carrier layer 3 which has the heating wire 2 and is intended or provided for a plastic article 1 with an overlap of the connecting region 4 and the connection region 5.
  • the heating wire 2 is also in the connection area 5.
  • the heating wire 2 can thus be meander-shaped in the connection area 4 and in the connection area 5.
  • Other shapes are also conceivable, provided that the heating wire 2 has an increased surface density in the connection area 4 and in the connection area 5 and/or a sequence of several tracks that are connected to one another by curves and/or corners of the heating wire 2, and preferably form gap structures that advantageously offer improved wetting with a liquid medium.
  • shapes as described for Fig. 26 and/or shapes of the above embodiments can be present.
  • Fig. 20 shows a schematic top view and, below, a schematic side view of a region of the plastic article 1, which is or will be produced in particular by means of a carrier layer 3 with the heating wire 2 as illustrated in Fig. 19.
  • the bridge element 40 is only formed by the top layer 42.
  • the top layer 42 is in particular a solder layer 42 which is applied to the heating wire 2.
  • Step i) and step B) are therefore preferably a soldering of the heating wire 2 by means of the top layer 2 in the form of a solder layer.
  • the heating wire 2 can also be applied and provided on the carrier layer 2 uninsulated or completely uninsulated or completely insulated, at least in the connection region 4. Complex process steps with an upstream provision of contact pads, such as adhesive contact pads or printed pads, can therefore be saved.
  • Fig. 21 shows a schematic top view and a schematic side view below of a region of a plastic article 1, as described in particular for Fig. 19 and Fig. 20, except that the plastic article 1 has a carrier layer 2, as described in particular for Fig. 14.
  • a passage 8 is or will be provided, preferably before the heating wire 2 and in particular before the top layer 42 is applied.
  • connection region 4 is arranged to overlap the passage 8.
  • the heating wire 2 is therefore preferably partially overlapping the passage 8 and the top layer 42 is preferably completely covering the passage 8.
  • the heating wire 2 is or will be applied with several tracks 20 overlapping the passage 8, as is illustrated in particular schematically by Fig. 22. It is also conceivable to provide several passages in the connection region 5 and/or in the connection region 4, in particular in order to form a further electrical and/or mechanical connection option.
  • the passage 8 enables, in particular, electrical contact of the heating wire 2 on both sides with respect to the carrier layer 2.
  • Fig. 22 schematically illustrates a carrier layer 2 with a passage 8 and with the heating wire 2, wherein the heating wire 2 overlaps with the passage 8 in the connection region 4.
  • a reliable connection of the heating wire 2 and the top layer 42 can be formed across the passage 8.
  • Fig. 23 shows schematically a top view and, below, a side view of a region of a plastic article 1 with a three-dimensional connecting component 43.
  • the connecting component 43 is an eyelet which is fastened in the connection region 5 in a passage 8 in the carrier layer 3 and in particular has two eyelet sub-elements, namely an eyelet upper part and an eyelet lower part.
  • the heating wire 2 is preferably applied as shown schematically in Fig. 22 and in particular spaced apart in such a way that the heating wire 2 is not severed or damaged by the insertion of the eyelet.
  • the entire eyelet is provided, for example, by a "pick and place” device, in particular a computer-controlled “pick and place” robot, whereby the device places the two eyelet sub-elements, namely the upper part of the eyelet and the lower part of the eyelet, in the carrier layer 3 in a precise position and presses them in.
  • the eyelet advantageously makes it possible to contact the heating wire 2 on both sides.
  • the heating wire 2 is preferably applied to the carrier layer 3 uninsulated or completely uninsulated at least in the connection area 4 and provided with it. An additional step for exposing the heating wire 2 can thus be saved.
  • Fig. 24 shows a schematic top view and a schematic side view below of a region of a plastic article 1 with a three-dimensional connecting component 43.
  • the connecting component 43 is a crimping element, which in particular provides a connection surface in the connection region 5 and is preferably attached to the carrier layer 3 by means of a crimp connection.
  • the three-dimensional connecting component 43 preferably has one or more elements protruding from the edge of the connection surface, which are held by means of one or more passages.
  • the protruding elements are, for example, plastically deformable and/or deformed.
  • Fig. 24 illustrates an example with 6 passages 8 in the carrier layer 2 and six elements 431 protruding from the crimping element, each of which is arranged in a passage 8.
  • a different number is also conceivable, eg that only two passages 8 and two protruding elements 431 are provided.
  • at least two of the protruding elements 431 are arranged opposite one another on the edge of the crimping element in the direction of the successive paths of the heating wire 2.
  • the heating wire 2 is preferably applied to the carrier layer in an uninsulated or completely uninsulated manner at least in the connection region 4 and is provided with the latter. An additional step for exposing the heating wire 2 can thus be saved.
  • the plastic article 1 it is also possible for the plastic article 1 to have a three-dimensional connecting component 43 as a bridge element 40, which is integrated into the plastic article 1 via a positive and/or non-positive fastening.
  • Such three-dimensional connecting components are made in particular of metal and are brought into contact with the heating wire 2.
  • the connection region 5 is thus formed in particular by a surface of the three-dimensional connecting component 43. Since these can be rigid bodies, for example, which can lose contact with the heating wire 2 when displaced, it is advantageous here to reduce the probability of incorrect contact by means of a sequence of paths of the heating wire. Another advantage is that process steps for providing and applying adhesive contact pads or printed contact pads can be saved.
  • Fig. 25 schematically illustrates a step of back-injection molding the carrier layer 3 with an injection molding compound 6.
  • the carrier layer 3 has in particular at least the heating wire 2.
  • the view of the carrier layer 3 with the heating wire 2 shown can in particular be a section through a partial area of the connection area 4 in which no bridge element 40 is arranged.
  • a cavity is formed by the wall 71 and the wall 72 and the carrier layer 2 is placed against the wall 72.
  • the injection molding compound 6 is injected into the cavity.
  • Fig. 25 shows a flow profile of the injected injection molding compound 6 in a simplified manner as an incoming and uniform flow profile.
  • a The first path is arranged in the direction of flow of the injection molding compound 6, which represents a "front" for the incoming injection molding compound 6 and can thus reduce the loads on downstream paths.
  • there are several paths of the heating wire 2 one behind the other in the direction of flow of the injection molding compound 6 e.g. through parallel paths of a meandering heating wire 2
  • the heating wire 2 is thus arranged in such a way that shear forces and displacement forces caused by the incoming injection molding compound 6 are reduced.
  • Fig. 26 illustrates schematically and by way of example the dimensions of the at least one heating wire 2 in the connection region 4.
  • At least two adjacent tracks 20 or all adjacent tracks 20 each have a distance F in a range from 0 mm to 12 mm, preferably from 0.02 mm to 12 mm, preferably from 0.02 to 1 mm.
  • the distance F of the tracks 20 is preferably measured between outer surfaces of the respective tracks 20. Adjacent to one another means in particular without intermediate tracks, as is the case for the tracks 20 shown in Fig. 26.
  • the tracks including the curves and/or corners to run in a region with a width H in a range from 1 mm to 50 mm, preferably from 3 mm to 7 mm, and/or with a height L in a range from 1 mm to 70 mm, preferably from 3 mm to 15 mm.
  • the width H is preferably measured perpendicular to the height L.
  • the tracks including the curves and/or corners are or will be provided in an area with a width H and a height L, where the height L is greater than the width H.
  • the distance F of the The length of the webs is preferably measured in the direction of the height L.
  • the base layer 41 and/or the top layer 42 has larger dimensions in the direction of the height L than in the direction of the width H.
  • the connecting region 4 has the specified width H and/or height L.
  • the heating wire 2 and/or the tracks 20 are or will preferably be applied with a diameter D in a range from 20 pm to 350 pm, preferably from 75 pm to 120 pm.
  • a diameter D in a range from 20 pm to 350 pm, preferably from 75 pm to 120 pm.
  • the design variants listed can be combined with one another as desired and do not represent any limitation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffartikels (1) mit zumindest einem Heizdraht (2), der mit einer Trägerschicht (3) verbunden ist und in einem Anschlussbereich (5) über ein Brückenelement (40) elektrisch kontaktierbar ist, wobei bei dem Verfahren eine Trägerschicht (3) mit einer Unterlage (41), einer Oberlage (42) und/oder einem dreidimensionalen Verbindungsbauteil (43) des Brückenelements (40) versehen ist oder wird, derart, dass das Brückenelement (40) in dem Verbindungsbereich (4) elektrisch leitfähig mit dem Heizdraht (2) verbunden ist oder wird und in dem Anschlussbereich (5) vorliegt, wobei das Brückenelement (40) direkt an den Heizdraht (2) angrenzt und/oder den Heizdraht (2) teilweise überlappt und sich über den Heizdraht (2) hinaus erstreckt. Die Erfindung betrifft zudem einen entsprechenden Kunststoffartikel (1).

Description

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffartikels sowie ein Kunststoffartikel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffartikels sowie einen Kunststoffartikel.
Es ist bekannt, beheizbare Radome herzustellen, um damit Oberflächen von Schnee und Eis zu befreien. Hierzu werden z.B. Heizelemente aus Heizschichten oder Heizdrähten in Spritzgusskörpern integriert. Eine elektrische Kontaktierungsmöglichkeit der Heizelemente erfolgt üblicherweise nachträglich über Aussparungen in der Spritzgussmasse, in welche Kontaktelemente eingesetzt werden. Die Kontaktelemente ermöglichen dann eine Verbindung mit einem Stromnetz. Die Kontaktelemente werden hierzu mit mechanischen Halterungen oder stoffschlüssigen Verbindungen in den Aussparungen befestigt. Hierbei besteht jedoch eine relativ hohe Wahrscheinlichkeit einer Fehlkontaktierung, die schon im Rahmen des Herstellungsverfahrens auftritt, oder als Ermüdungserscheinung aufgrund von Erschütterungen, z.B. im Gebrauch als Fahrzeugteil, auftritt. Zudem sind die Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Heizelemente aufgrund der notwendigen Kontaktierbarkeit und aufgrund von hohen Anforderungen, wie hohen Drücken und Temperaturen beim Spritzgießen, begrenzt. Somit sind die Ausgestaltungsmöglichkeiten solcher Spritzgusskörper und entsprechender Herstellungsverfahren relativ gering bzw. die hergestellten Spritzgusskörper relativ fehleranfällig. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffartikels, insbesondere mit einer Heizung, sowie einen verbesserten Kunststoffartikel, insbesondere mit einer Heizung, bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffartikels nach Anspruch 1 sowie durch einen Kunststoffartikel nach Anspruch 26.
Der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Kunststoffartikel weist zumindest einen Heizdraht auf, der mit einer Trägerschicht verbunden ist und zumindest in einem Anschlussbereich über ein Brückenelement, insbesondere mittels ein oder mehrerer elektrischer Kontaktierungsmittel, elektrisch kontaktiert und/oder elektrisch kontaktierbar ist. Das Brückenelement ist elektrisch leitfähig und umfasst ein oder mehrere der folgenden Elemente oder besteht daraus: eine Unterlage, eine Oberlage, ein dreidimensionales Verbindungsbauteil, das über eine formschlüssige und/oder eine kraftschlüssige Befestigung in den Kunststoffartikel integriert ist.
Bei dem Verfahren wird zumindest einer der folgenden Schritte durchgeführt:
A) Bereitstellen der Trägerschicht, welche mit der Unterlage versehen ist oder wird, und anschließendes Aufbringen des zumindest einen Heizdrahts auf die Trägerschicht und die Unterlage,
B) Bereitstellen der Trägerschicht, welche mit dem zumindest einen Heizdraht versehen ist oder wird, und anschließendes
Aufbringen der Oberlage auf die Trägerschicht und auf den zumindest einen Heizdraht, und/oder C) Bereitstellen der Trägerschicht, welche mit dem zumindest einen Heizdraht versehen ist oder wird, und formschlüssiges und/oder kraftschlüssiges Befestigen des dreidimensionalen Verbindungsbauteils.
Die Schritte A), B) und/oder C) werden dabei derart durchgeführt, dass das Brückenelement in dem Verbindungsbereich und in dem Anschlussbereich vorliegt, wobei das Brückenelement direkt an den zumindest einen Heizdraht angrenzt. Alternativ oder zusätzlich überlappt dabei das Brückenelement den zumindest einen Heizdraht und erstreckt sich über den zumindest einen Heizdraht hinaus. Zudem wird bei dem Verfahren folgender Schritt durchgeführt: i) Elektrisch leitfähiges Verbinden des zumindest einen Heizdrahts und des zumindest einen Brückenelements in dem Verbindungsbereich.
Weiter wird die Aufgabe gelöst durch einen Kunststoffartikel, der insbesondere hergestellt ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Der Kunststoffartikel weist zumindest einen Heizdraht auf, der mit einer Trägerschicht verbunden ist und in einem Anschlussbereich über zumindest ein Brückenelement, insbesondere mittels ein oder mehrerer elektrischer Kontaktierungsmittel, elektrisch kontaktiert und/oder elektrisch kontaktierbar ist, wobei das Brückenelement ein oder mehrere der folgenden Elemente ist oder umfasst: eine Unterlage, eine Oberlage, ein dreidimensionalen Verbindungsbauteil, das über eine formschlüssige und/oder eine kraftschlüssige Befestigung in den Kunststoffartikel integriert ist. Dabei ist das Brückenelement elektrisch leitfähig und in einem Verbindungsbereich elektrisch leitfähig mit dem zumindest einen Heizdraht verbunden. Zudem liegt das Brückenelement in dem Anschlussbereich vor.
Dabei grenzt das Brückenelement direkt an den zumindest einen Heizdraht an. Alternativ oder zusätzlich überlappt das Brückenelement den zumindest einen Heizdraht teilweise und erstreckt sich über den zumindest einen Heizdraht hinaus.
Durch die vorliegende Erfindung kann insbesondere eine verbesserte Kontaktierung des zumindest einen Heizdrahts erreicht werden. Über das Brückenelement, welches leitfähig mit dem zumindest einen Heizdraht in Verbindung steht, kann mittels des Anschlussbereichs eine zuverlässige Kontaktierung des zumindest einen Heizdrahts gewährleistet werden. Dort bietet das Brückenelement vorteilhafterweise eine Anschlussfläche zur Kontaktierung durch die Kontaktierungsmittel, ist aber in seinen Ausgestaltungsmöglichkeiten nicht oder nur gering von der Formgebung des zumindest einen Heizdrahts eingeschränkt. Ferner kann mittels des Brückenelements die Formgebung des Anschlussbereichs auf die Kontaktierungsmittel hin angepasst und damit optimiert werden. Im Verbindungsbereich kann dagegen eine verbesserte Anpassbarkeit der Formgestaltung des zumindest einen Heizdrahts im Hinblick auf mehrere Erfordernisse erreicht werden, wie dies im nachfolgenden Absatz näher beschrieben ist. Insbesondere kann so gleichzeitig eine verbesserte Haftung des zumindest einen Heizdrahts im Kunststoffartikel, vorzugsweise zur Trägerschicht und zu dem zumindest einen Brückenelement erreicht werden, sowie die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontaktierung verbessert werden.
Der zumindest eine Heizdraht kann insbesondere entsprechend der Belastungen in der Weiterverarbeitung optimiert ausgestaltet werden, beispielsweise derart, dass eine verbesserte Haftung und/oder eine verringerte Verschiebung des zumindest einen Heizdrahts in einem Spritzgussartikel erreicht wird. Dies insbesondere dadurch, dass der Heizdraht so angeordnet werden kann, dass Scherkräfte und Verschiebungskräfte durch eine anströmende Spritzgussmasse verringert werden. Beispielsweise kann eine Abfolge von Bahnen des Heizdrahts im Verbindungsbereich (insbesondere in einem Teilbereich des Verbindungsbereichs, worin kein Brückenelement angeordnet ist) so hinterspritzt werden, dass eine in einer Strömungsrichtung einer Spritzgussmasse zuerst angeordnete Bahn für die anströmende Spritzgussmasse eine „Front“ darstellt, welche die Belastungen auf stromabwärts liegende Bahnen reduziert. Liegen also beispielsweise in der Strömungsrichtung der Spritzgussmasse mehrere Bahnen des zumindest Heizdrahts hintereinander vor (z.B. durch parallele Bahnen eines mäanderförmigen Heizdrahts), so ist es möglich, dass entlang der Strömungsrichtung auf stromabwärts angeordnete Bahnen geringere Scherkräfte als auf die zuerst angeordnete Bahn bzw. als auf stromaufwärts angeordnete Bahnen wirken. Hierdurch kann vorteilhafterweise die gesamte Haftung des zumindest einen Heizdrahts, insbesondere im Verbindungsbereiche, verbessert werden und insbesondere eine Positionstoleranz reduziert werden.
Weiter ist es vorteilhafterweise möglich, den zumindest einen Heizdraht im Verbindungsbereich derart auszugestalten, dass die Wahrscheinlichkeit einer Fehlkontaktierung über das zumindest eine Brückenelement reduziert ist. Dies kann insbesondere durch eine Erhöhung einer Dichte an mit dem zumindest einen Heizdraht belegten Fläche erreicht werden. Beispielsweise können eine Vielzahl an Kontaktstellen und/oder ein oder mehrere großflächige Kontaktstellen zwischen dem zumindest einen Heizdraht und dem zumindest einen Brückenelement bereitgestellt werden, insbesondere so dass trotz ein oder mehrerer fehlerhafter Kontaktstellen aufgrund der restlichen Kontaktstellen eine erfolgreiche Kontaktierung wahrscheinlicher ist. Dies lässt sich beispielsweise ebenfalls bei einer mäanderförmigen Form des zumindest einen Heizdrahts realisieren.
Ferner lässt sich im Anschlussbereich der zumindest eine Heizdraht derart ausgestalten, dass eine verbesserte Benetzung durch das zumindest eine Brückenelement, insbesondere die Unterlage und/oder die Oberlage, erzielt werden kann. Beispielsweise können durch den zumindest einen Heizdraht Spaltstrukturen bereitgestellt werden, welche insbesondere einen Kapillareffekt auf Schichten haben, die fließfähig aufgetragen sind und/oder deren Fließfähigkeit nach dem Aufträgen erzeugt wird. Derartige Spaltstrukturen können ebenfalls z.B. durch eine mäanderförmige Form des zumindest einen Heizdrahts im Verbindungsbereich erreicht werden. Wird die Unterlage und/oder die Oberlage beispielsweise als ein Lot aufgebracht, kann dieser beim Verbinden mit dem zumindest einen Heizdraht aufgrund des Kapillareffekts in die Spalte der Spaltstrukturen hineingezogen werden und so insbesondere eine verbesserte Benetzung mit dem Lot und/oder einer durch ein entsprechendes Verlöten gebildeten Schicht erzeugen.
Wie am Beispiel eines mäanderförmigen Heizdrahts erläutert werden kann, lässt sich der zumindest eine Heizdraht im Verbindungsbereich also vorteilhafterweise in optimierten Formen aufbringen, welche gleichzeitig mehrere Vorteile in Bezug auf die Haftung und eine zuverlässige Kontaktierung mit sich bringen. Hierzu ist nicht lediglich ein mäanderförmiger Heizdraht geeignet. Insbesondere sind Formen von Vorteil, welche in einer Richtung eine Abfolge mehrerer Bahnen des zumindest einen Heizdrahts umfassen, so beispielsweise mäanderförmige Formen, spiralförmige Formen, schleifenförmige Formen, pseudo-chaotische Formen, chaotische Formen, Zufallsformen, Pseudo-Zufallsformen, ein- und/oder mehrlagige Formen, alternierende Anordnung unterschiedlicher Formen, fraktale Formen, blütenförmige Formen sowie Kombinationen der vorgenannten Formen.
Ferner werden in dem Verbindungsbereich, insbesondere mittels der Unterlage und/oder der Oberlage, verbesserte Ausgestaltungsmöglichkeiten im Hinblick auf die Verteilung einer im Verfahren eingebrachten Energie erreicht, die eine lokale Beschädigung des Trägers und/oder des zumindest einen Heizdrahts verhindern können. Zum Beispiel kann die Oberlage derart ausgestaltet werden, dass sie Energie durch Ultraschall aufnimmt und gezielt in naheliegende Schichten, wie den zumindest einen Heizdraht, die Trägerschicht und/oder die Unterlage, einleitet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
Der Kunststoffartikel ist bevorzugt ein Fahrzeugteil, weiter bevorzugt ein Scheinwerfer, eine Fahrzeuginnenverkleidung oder eine Fahrzeugaußenverkleidung, zum Beispiel eine Abdeckung für ein oder mehrere Strahlungsquellen, vorzugsweise Mess-Vorrichtungen, wie insbesondere Radar-Vorrichtungen, und/oder Beleuchtungs-Vorrichtungen, wie insbesondere Scheinwerfer, bevorzugt LED-Scheinwerfer, zu verstehen, vorzugsweise für ein Fahrzeug zu verstehen. Der Kunststoffartikel ist insbesondere zumindest bereichsweise, vorzugsweise außerhalb des zumindest einen Heizdrahts, für bestimmte Wellenlängen, vorzugsweise zumindest für Wellenlängen in einem Bereich von 1 GHz bis 150 GHz für Radaranwendungen und/oder in einem Bereich von 350 THz bis 850 THz für sichtbares Licht, durchlässig. Durchlässig bedeutet hier bevorzugt einen Transmissionsgrad, insbesondere für diese Wellenlängen, von 5 % bis 100 %, bevorzugt von 15 % bis 85 %, aufweisend. Insbesondere ist eine Oberfläche des Kunststoffartikels mittels des zumindest einen Heizdrahts beheizbar. Der Kunststoffartikel kann eine Abdeckung bilden und/oder zusätzliche Schichten aufweisen und/oder ein oder mehrere Strahlungsquellen, vorzugsweise eine Mess-Vorrichtung, insbesondere Radar- Vorrichtung, und/oder eine Beleuchtungs-Vorrichtung, insbesondere LED- Scheinwerfer aufweisen. Es ist auch möglich, dass der Kunststoffartikel zum Beispiel ein Verkleidungsteil eines Haushaltsartikels, eines Sanitärartikels, eines Möbelstücks und/oder weißer Ware ist. Ein Kunststoffartikel hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann in einer Vielzahl von Bereichen zur Anwendung kommen. Der hergestellte Kunststoffartikel kann beispielsweise verwendet werden in oder als eines der folgenden Teile: ein Fahrzeugteil, ein Haushaltsartikel, ein Sanitärartikel, ein Möbelstück, weiße Ware. Unter einer Schicht oder Lage wird bevorzugt ein im Wesentlichen flächiges Gebilde verstanden, welches selbst insbesondere einschichtig oder mehrschichtig sein kann.
Als Unterlage ist hier insbesondere eine Schicht zu verstehen, die zumindest bereichsweise zwischen der Trägerschicht und dem zumindest einen Heizdraht aufgebracht ist oder wird. Als Oberlage ist hier insbesondere eine Schicht zu verstehen, die zumindest bereichsweise auf einer der Trägerschicht abgewandten Seite des zumindest einen Heizdrahts aufgebracht ist oder wird. Die Unterlage ist oder wird vorzugsweise ausgehend vom zumindest einen Heizdraht näher an der Trägerschicht und/oder die Oberlage ausgehend vom zumindest einen Heizdraht bevorzugt weiter entfernt von der Trägerschicht aufgebracht.
Die ein oder mehreren Kontaktierungsmittel stellen insbesondere eine Schnittstelle zur Integration des zumindest einen Heizdrahtes in ein Stromnetz, beispielsweise in ein Bordnetz, vorzugsweise eines Fahrzeugs, bereit. Typische elektrische Spannungen in einem Stromnetz zur Integration des zumindest einen Heizdrahtes reichen bis maximal 100V. Typische elektrische Stromstärken in einem Stromnetz zur Integration des zumindest einen Heizdrahtes reichen bis maximal 60A. Typische elektrische Leistungen in einem Stromnetz zur Integration des zumindest einen Heizdrahtes reichen bis maximal 1500W. Bevorzugt ist daher eine Verwendbarkeit und/oder eine Verwendung des Kunststoffartikels in einem System mit einem Stromnetz mit einer elektrischen Spannung von maximal 100V und/oder einer elektrischen Stromstärke von maximal 60A und/oder einer elektrischen Leistung von maximal 1500W. Das zumindest eine Brückenelement weist insbesondere eine Anschlussfläche auf, über welche der zumindest eine Heizdraht mittels der ein oder mehreren Kontaktierungsmittel elektrisch leitfähig kontaktiert ist oder wird und/oder kontaktierbar ist. Die ein oder mehreren Kontaktierungsmittel können insbesondere mechanisch oder stoffschlüssig mit dem Brückenelement im Anschlussbereich verbunden sein oder werden. Die ein oder mehreren Kontaktierungsmittel stellen insbesondere eine Schnittstelle zur Integration in ein Bordnetz, bereit oder bilden diese aus. Beispielsweise umfassen die ein oder mehreren elektrischen Kontaktierungsmittel zumindest eine Kontaktbuchse, vorzugsweise mit einer Einstecköffnung, zumindest einen mit dem Brückenelement im Anschlussbereich elektrisch kontaktierten Steckkontakt, der insbesondere in der Einstecköffnung kontaktierbar ist, und/oder ein oder mehrere Befestigungsmittel, insbesondere zum Halten eines Steckers, der vorzugsweise zur Kontaktierung des Steckkontakts zur Herstellung einer Verbindung zu einem Bordnetz dient.
Das Brückenelement besteht insbesondere aus der Unterlage und/oder der Oberlage und/oder dem dreidimensionalen Verbindungsbauteil. Das Brückenelement bildet insbesondere eine im Vergleich zu einer mit dem zumindest einen Heizdraht belegten Fläche vergrößerte Fläche, welche die Anschlussfläche darstellt. So ist es vorteilhafterweise möglich, die Anschlussfläche zur verbesserten Kontaktierung mit den ein oder mehreren Kontaktmitteln zu nutzen.
Das Brückenelement, insbesondere die Unterlage und/oder die Oberlage, kann vorzugsweise ein Kontaktpad, insbesondere ein Klebe-Kontaktpad und/oder ein gedrucktes Kontaktpad, bilden. Unter einem Kontaktpad ist insbesondere ein (vorzugsweise mehrschichtiger) Verbund zu verstehen, welcher die Anschlussfläche, die mit den ein oder mehreren Kontaktierungsmitteln verbunden ist oder wird, bereitstellt.
Die Schritte A), B), C) und i) oder mehrere Schritte davon können in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Es ist insbesondere möglich, dass zuerst Schritt A) und dann Schritt B) und optional anschließend Schritt C) durchgeführt wird. Schritt i) kann während oder nach einem oder mehreren der Schritte A), B) und C) durchgeführt werden oder ein Teilschritt einer oder mehrerer der Schritte A), B) und C) sein.
Schritt i) ist insbesondere ein elektrisch leitfähiges Verbinden des zumindest einen Heizdrahts und des zumindest einen Brückenelements, indem das zumindest eine Brückenelement durch einen Energieeintrag, wie insbesondere thermische Energie, mit dem zumindest einen Heizdraht und/oder mehrere Schichten des zumindest einen Brückenelements verbunden und/oder vermischt und/oder verschmolzen werden, so dass ein elektrisch leitfähiger Verbund entsteht, der mit dem zumindest einen Heizdraht in Kontakt steht und im Anschlussbereich vorliegt. Beispielsweise kann das zumindest eine Brückenelement eine Lotschicht sein oder umfassen und das Verbinden in Schritt i) insbesondere ein Verlöten sein.
Das zumindest eine Brückenelement kann beispielsweise auch als eine Schicht aufgebracht sein, die optional nicht mit weiteren Schichten vermischt wird, sondern die über eine elektrisch leitfähige Kleberschicht mit dem zumindest einen Heizdraht verbunden wird und in dem Anschlussbereich vorliegt. Beispielsweise kann das zumindest eine Brückenelement eine Metallschicht und/oder Metallfolie sein. Es ist auch möglich, dass ein separater Schritt, wie insbesondere ein Einbringen von Ultraschall-Energie, zur Erzeugung des thermischen Energieeintrags durchgeführt wird, wodurch der elektrisch leitfähige Verbund entsteht. Bevorzugt ist oder wird die Oberlage als ein Medium zum Einbringen von Energie, insbesondere von Ultraschallenergie oder Laserenergie, ausgebildet.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Heizdraht in dem Verbindungsbereich und/oder dem Anschlussbereich ein Ende aufweist. Es ist auch möglich, dass der zumindest eine Heizdraht in einem weiteren Verbindungsbereich und/oder einem weiteren Anschlussbereich ein weiteres Ende aufweist. Der weitere Verbindungsbereich kann wie der Verbindungsbereich ausgeformt sein. Der weitere Anschlussbereich kann wie der Anschlussbereich ausgeformt sein. Es ist denkbar, dass der zumindest eine Heizdraht in dem Anschlussbereich und in dem weiteren Anschlussbereich mittels eines einzigen Kontaktierungsmittels oder mittels mehrerer, vorzugsweise zwei, Kontaktierungsmittel kontaktiert ist oder wird oder kontaktierbar ist. Dabei ist vorzugsweise der Anschlussbereich einem Minus-Pol und der weitere Anschlussbereich einem Plus-Pol zugeordnet oder umgekehrt.
Das zumindest eine Brückenelement kann beispielsweise an den zumindest einen Heizdraht angrenzen, vorzugsweise direkt angrenzen, indem die Unterlage und/oder die Oberlage eine Lotschicht ist oder umfasst. Es ist dabei möglich, dass, insbesondere falls bereits ein Verlöten der Lotschicht mit dem zumindest einen Heizdraht stattgefunden hat, der zumindest eine Heizdraht eine Übergangsphase umfasst, welche neben Bestandteilen des zumindest einen Heizdrahts auch Lotbestandteile aufweist.
Unter Bereich wird insbesondere ein Bereich verstanden, der eine Fläche, die bei einer Betrachtung senkrecht auf eine Fläche, vorzugsweise eine Hauptfläche, des Kunststoffartikels, einer Schicht und/oder einer Lage, insbesondere der Trägerschicht, der Unterlage und/oder der Oberlage, aufgespannt wird, als Grundfläche aufweist und sich in Richtung der senkrechten Betrachtung erstreckt. Eine Hauptfläche hat insbesondere den größten Flächeninhalt der Oberflächen des Kunststoffartikels, einer Schicht und/oder einer Lage, insbesondere der Trägerschicht, der Unterlage und/oder der Oberlage.
Der Verbindungsbereich und der Anschlussbereich liegen vorzugsweise separat oder zumindest bereichsweise überlappend oder vollständig überlappend vor. Es ist möglich, dass der zumindest eine Heizdraht zumindest in dem Verbindungsbereich freigelegt wird durch einen Energieeintrag des Vorgangs zum elektrisch leitfähigen Verbinden des zumindest einen Heizdrahts mit dem zumindest einen Brückenelement, d.h. also insbesondere in Schritt i). Vorzugsweise wird dabei eine den zumindest einen Heizdraht umhüllende, elektrisch nicht leitende Isolation, vorzugsweise eine elektrisch nicht leitende Isolationslackschicht, zumindest bereichsweise von dem zumindest einen Heizdraht entfernt. Alternativ ist es möglich, dass der zumindest eine Heizdraht bereits freiliegend ist, wenn die Trägerschicht bereitgestellt wird und mit dem Heizdraht versehen ist oder wird, insbesondere um dadurch auf vorteilhafte Weise in diesem Bereich eine um die Dicke der Isolation reduzierte Dicke des dortigen Kontaktierungsbereiches bereitzustellen.
Somit ist es möglich, dass unmittelbar bevor und/oder während des elektrisch leitfähigen Verbindens des zumindest einen Heizdrahts und des zumindest einen Brückenelements ein Entfernen der Isolation, vorzugsweise Isolationsschicht, durchgeführt wird. Darunter, dass die Isolation, vorzugsweise Isolationslackschicht, entfernt wird, ist insbesondere zu verstehen, dass die Isolation, vorzugsweise Isolationslackschicht, infolge des Energieeintrags fließfähig, vorzugsweise aufgeschmolzen, und bevorzugt zumindest bereichsweise verdrängt wird, und/oder zerstört wird. Zerstören bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass infolge des Energieeintrages die chemischen Strukturen der Isolation derart verändert werden, dass keine elektrische Isolationswirkung mehr vorliegt und somit eine elektrische Kontaktierung des Heizdrahtes möglich ist. Der Energieeintrag ist insbesondere ein thermischer Energieeintrag und/oder resultiert in einem thermischen Energieeintrag. Bevorzugt wird der Energieeintrag mittels Ultraschall und/oder mittels Laser und/oder mittels eines erhitzten Lots, das insbesondere eine Leitschicht der Oberlage bildet, eingebracht. Vorzugsweise wird der Vorgang zur Erzeugung des Energieeintrags, z.B. Ultraschall-Erzeugung oder Laserstrahlung oder Einbringen von Energie durch Aufbringen eines erhitzten Lots, weiterbetrieben und/oder so betrieben, dass unmittelbar nach dem Entfernen der Isolation die elektrisch leitfähige Verbindung des zumindest einen Heizdrahts und des Brückenelements mittels dieses Vorgangs erfolgt. Es ist denkbar, dass der Betrag des Energieeintrags gleichbleibt oder sich währenddessen verändert.
Bevorzugt ist, dass der zumindest eine Heizdraht ohne Isolation, vorzugsweise ohne Isolationslackschicht, auf die Trägerschicht aufgebracht wird. Es ist auch möglich, dass der zumindest eine Heizdraht nur teilweise mit der Isolation, vorzugsweise Isolationslackschicht, versehen ist oder wird und/oder dass der zumindest eine Heizdraht in einem dem Verbindungsbereich zugeordneten Bereich nicht mit der Isolation, vorzugsweise Isolationslackschicht versehen ist oder wird, bevor der zumindest eine Heizdraht auf die Trägerschicht aufgebracht wird. Es ist auch möglich, dass der zumindest eine Heizdraht vollständig unisoliert auf die Trägerschicht aufgebracht ist oder wird. Es ist vorteilhafterweise möglich, dass das Verfahren zur Herstellung des Kunststoffartikels kein Entfernen einer Isolation, vorzugsweise einer Isolationslackschicht, umfasst. Vorteilhafterweise können so durch einen bereits freiliegenden Heizdraht oder einen durch den Energieeintrag des elektrisch leitfähigen Verbindens freilegbaren Heizdraht materielle und zeitliche Ressourcen eines gesonderten Freilegungsschritts eingespart werden.
Vorzugsweise umfasst die Isolation, vorzugsweise Isolationslackschicht mindestens eine Beschichtungsmatrix oder besteht daraus. Die Beschichtungsmatrix umfasst insbesondere eine oder mehrere der folgenden Materialien oder besteht daraus: Grundpolymere auf Basis von Polyester (PE), THEIC-modifizierte Polyester (PE), Polyesterimide (PEI), Polyamideimide, modifizierte Polyamideimide(PAI), Polyimide (PI), modifizierte Polyimide, Polyamide (PA), modifizierte Polyamide, Polyurethane (PU), modifizierte Polyurethane und Polyvinylformal (PVF), Butyral, Epoxy oder Kombinationen der vorgenannten Materialien. So ist es beispielsweise möglich, dass ein zur Verbindung des zumindest einen Heizdrahts mit dem Brückenelement verwendeter Lot so gewählt ist, dass er heiß genug ist oder heiß genug aufgebracht wird, um die Beschichtungsmatrix aufzuschmelzen und insbesondere um gleichzeitig eine Kontaktierung bereitzustellen, wobei die Beschichtungsmatrix lokal mit in einer Matrix des Lots eingebaut oder durch diese zerstört wird. Zerstören bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass infolge des Energieeintrages die chemischen Strukturen der Isolation derart verändert werden, dass keine elektrische Isolationswirkung mehr vorliegt und somit eine elektrische Kontaktierung des Heizdrahtes möglich ist. Es ist auch möglich, dass der Energieeintrag mittels Ultraschalls oder Laser erfolgt, so dass die Isolation, vorzugsweise Isolationslackschicht, aufgeschmolzen wird und insbesondere mit der Trägerschicht verbunden wird. Hierbei kann die Isolation, vorzugsweise Isolationslackschicht, auch zur Verbesserung des gesamten Verbundes beitragen.
Vorzugsweise umfasst die Unterlage und/oder die Oberlage eine leitfähige Paste und/oder ein Mehrschichtensystem. Es ist möglich, dass die Unterlage und/oder die Oberlage eines oder mehrere der folgenden Materialien umfasst oder besteht daraus: Metall, insbesondere Aluminium, Zinn, Kupfer, Silber, Gold, Kohlenstoff, oder Legierungen daraus.
Es ist möglich, dass die Unterlage und/oder die Oberlage ein Klebe-Kontaktpad und/oder ein gedrucktes Kontaktpad ist. Es ist möglich, dass die Unterlage und/oder die Oberlage eine Leitschicht, die elektrisch leitfähig ist, ist oder umfasst. Die Leitschicht ist oder wird bevorzugt im Verbindungsbereich und im Anschlussbereich aufgebracht. Es ist alternativ oder zusätzlich möglich, dass die Unterlage und/oder die Oberlage eine Kleberschicht aufweist, welche insbesondere zum Verbinden der Leitschicht auf der Trägerschicht und/oder dem zumindest einen Heizdraht aufgebracht ist oder wird. Möglich ist, dass die Unterlage eine Leitschicht und eine, vorzugsweise elektrisch leitfähige oder nicht elektrisch leitfähige, Kleberschicht umfasst. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Oberlage eine Leitschicht und eine, vorzugsweise elektrisch leitfähige, Kleberschicht umfasst. Die Leitschicht ist oder umfasst bevorzugt eine Metallschicht und/oder eine Leitlackschicht und/oder eine Druckschicht.
Besonders bevorzugt ist, dass die Leitschicht der Unterlage und/oder der Oberlage eine Leitlackschicht und/oder eine Druckschicht oder umfasst diese. Insbesondere wird die Leitlackschicht und/oder die Druckschicht durch ein Druckverfahren, wie insbesondere Siebdruckverfahren und/oder Tiefdruckverfahren und/oder Flexodruckverfahren, aufgebracht, insbesondere durch ein Digitaldruckverfahren, vorzugsweise Inkjetverfahren. Bevorzugt ist oder wird die Leitschicht direkt in Kontakt mit der Trägerschicht und/oder dem zumindest einen Heizdraht aufgebracht. Insbesondere ist oder wird die Leitschicht somit vorteilhafterweise nicht über eine zusätzlich zur Verbindung mit der Trägerschicht und/oder dem zumindest einen Heizdraht vorgesehene Kleberschicht appliziert.
Eine Leitlackschicht ist oder wird insbesondere umfassend oder bestehend aus einem Bindemittel und/oder elektrisch leitfähigen Bestandteilen aufgebracht.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das elektrisch leitfähige Verbinden in Schritt i) durch einen direkten Kontakt des zumindest einen Heizdrahts oder dessen Isolation, vorzugsweise Isolationslackschicht, mit zumindest einer Leitlackschicht durchgeführt wird. Dabei ist es möglich, dass die optional vorhandene Isolation, vorzugsweise im Verbindungsbereich, nachträglich entfernt oder leitfähig gemacht wird, was zum Beispiel mittels eines Energieeintrags durch Schritt i) erfolgen kann, der beispielsweise dazu führt, dass die Isolation verdrängt wird und/oder die leitfähigen Bestandteile der Leitlackschicht sich im Brückenelement und/oder dem Material der Isolation verteilen. Es ist möglich, dass die Leitlackschicht dabei elektrisch verbunden ist oder wird mit dem zumindest einen Heizdraht und insbesondere auch die elektrische Kontaktierung und/oder Kontaktierbarkeit mit den ein oder mehreren Kontaktmitteln bereitstellt. Es ist auch möglich, dass durch den Energieeintrag des Schritts i), vorzugsweise mittels Ultraschalls oder mittels Laserstrahlung, ein elektrisch leitfähiger Verbund aus dem zumindest einen Brückenelement und/oder mehreren Elementen des zumindest einen Brückenelements mit den elektrisch leitfähigen Bestandteilen erhalten wird.
Es ist möglich, dass die Unterlage und/oder die Oberlage eine klebstoff-freie Oberfläche ist oder umfasst, insbesondere wobei bevor die Trägerschicht mit der Unterlage und/oder der Oberlage versehen wird, eine Kleberschicht auf einen mit der klebstoff-freien Oberfläche zu versehenden Bereich aufgebracht wird. Es ist somit möglich, dass im Kunststoffartikel, die Unterlage und/oder die Oberlage eine klebstoff-freie Oberfläche, insbesondere eine klebstoff-freien Schicht, umfasst, die über eine Kleberschicht in den Kunststoffartikel eingebracht ist oder wird, insbesondere über eine Kleberschicht mit der Trägerschicht und/oder dem zumindest einen Heizdraht und/oder weiteren Elementen des zumindest einen Brückenelements, verbunden ist oder wird.
Es ist möglich, dass die Kleberschicht einschichtig oder mehrschichtig ist und/oder dass die Kleberschicht leitfähig oder nicht leitfähig ist und/oder dass die Kleberschicht in der Form einer Kleberfolie, einer Druckschicht und/oder einer Lackschicht aufgebracht ist oder wird. Ein Aufbringen der Kleberschicht und/oder einer von ihr umfassten Teilschicht kann jeweils auf eine oder mehrere Schichten der Trägerschicht, der Unterlage und der Oberlage und/oder auf den zumindest einen Heizdraht erfolgen. Es ist möglich, dass die Kleberschicht und/oder eine von ihr umfasste Teilschicht auf einer oder mehrerer Schichten der Trägerschicht, der Unterlage und der Oberlage und/oder auf dem zumindest einen Heizdraht bereitgestellt wird, beispielsweise ohne, dass in dem Verfahren zur Herstellung des Kunststoffartikels ein Aufbringen der Kleberschicht erfolgt bzw. wobei dieser Schritt zuvor bereits erfolgte. Es ist auch möglich, dass die Unterlage und/oder die Oberlage eine Kleberschicht umfasst und insbesondere samt der Kleberschicht mit dem Kunststoffartikel, insbesondere der Trägerschicht, dem zumindest einen Heizdraht und/oder weiteren Elementen des zumindest einen Brückenelements, verbunden wird. Die Unterlage und/oder Oberlage bildet insbesondere ein Klebe-Kontaktpad umfassend zumindest die Kleberschicht und eine elektrisch leitfähige Leitschicht.
Insbesondere weist die Trägerschicht im Verbindungsbereich und/oder im Anschlussbereich zumindest einen Durchgang auf oder wird damit versehen. Vorteilhafterweise kann der zumindest eine Durchgang so ausgebildet sein oder werden, dass er eine elektrisch leitfähige Kontaktierung des zumindest einen Heizdrahts, insbesondere von einer dem zumindest einen Heizdraht gegenüberliegenden Seite der Trägerschicht aus, ermöglicht und/oder eine Verbindung, insbesondere formschlüssige und/oder kraftschlüssige Befestigung, mit dem zumindest einen Brückenelemente, insbesondere dem dreidimensionalen Verbindungsbauteil, und/oder mit den ein oder mehreren Kontaktmitteln, welche vorzugsweise eine Integration des zumindest einen Heizdrahts in ein Stromnetz ermöglichen, bereitstellt bzw. ermöglicht. Es ist bevorzugt, dass der zumindest eine Heizdraht eine Abfolge mehrerer Bahnen aufweist, welche sich zumindest teilweise über den zumindest einen Durchgang erstrecken und bevorzugt den zumindest einen Durchgang überlappende Spaltstrukturen bilden. Hier kann insbesondere die verbesserte Benetzungsfähigkeit ausgenutzt werden, um auch über dem Durchgang eine zuverlässige Verbindung mit der Oberlage zu erreichen. Es sind auch mehrere Durchgänge, beispielsweise sechs Durchgänge, im Verbindungsbereich und/oder im Anschlussbereich denkbar. Es ist möglich, dass, insbesondere in Schritt B), die Oberlage zumindest bereichsweise auf die Unterlage, die insbesondere in Schritt A) aufgebracht wurde, aufgebracht ist oder wird.
Das elektrisch leitfähige Verbinden in Schritt i) ist oder umfasst vorzugsweise ein Verlöten des zumindest einen Brückenelements mit dem zumindest einen Heizdraht. Dabei wird insbesondere die Oberlage in Form einer Lotschicht oder eine Lotschicht umfassend aufgebracht. Hierbei ist es möglich, dass die Oberlage das zumindest eine Brückenelement bildet oder davon umfasst ist oder beispielsweise, dass das zumindest eine Brückenelement von der Unterlage und der Oberlage gebildet oder umfasst wird. Es ist insbesondere möglich, dass die Unterlage von dem zumindest einen Brückenelement umfasst ist und über die Oberlage eine verstärkte und/oder dauerhafte Verbindung, insbesondere mechanische und elektrisch leitfähige Verbindung, zu dem zumindest einen Heizdraht hergestellt ist oder wird, bevorzugt nachdem in Schritt A) bereits eine provisorische Verbindung der Unterlage mit dem zumindest einen Heizdraht erzeugt wurde, die noch nicht oder nur schwächer elektrisch leitfähig ist.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Heizdraht unter einem Einwirken von Ultraschall mit der Trägerschicht und optional der Unterlage verbunden wird. Es ist bevorzugt, dass die Trägerschicht mit dem zumindest einen Heizdrahts versehen wird, indem ein Eindringen des zumindest einen Heizdrahts in die Trägerschicht mittels Ultraschalls durchgeführt wird. Bevorzugt wird der zumindest eine Heizdraht durch eine Sonotrode geführt oder an eine Sonotrode geführt. Die Sonotrode vibriert und/oder oszilliert insbesondere mit einer Frequenz in einem Bereich von 20 kHz bis 150 kHz, vorzugsweise von 50 kHz bis 100 kHz, beispielsweise mit 70 kHz, wobei üblicherweise geringere Ultraschallfrequenzen mit einer höheren Amplitude und höhere Ultraschallfrequenzen mit einer geringeren Amplitude einhergehen. Vorzugsweise wird mittels der Sonotrode, insbesondere mittels eines Mundstücks der Sonotrode, der zumindest eine Heizdraht an einer Oberfläche der Trägerschicht angebracht, bevorzugt sukzessive angebracht, und in die Oberfläche der Trägerschicht eingebracht, bevorzugt sukzessive eingebracht. Dies insbesondere indem die Oberfläche der Trägerschicht und/oder eine Isolation, vorzugsweise Isolationslackschicht, des zumindest einen Heizdrahts und/oder zumindest eine Mantelschicht, insbesondere zumindest eine Backlackschicht, infolge des Ultraschalls lokal an der Stelle der Sonotrode, insbesondere des Mundstücks, aufgeschmolzen und vorzugsweise die Oberfläche der Trägerschicht mit dem zumindest einen Heizdraht und/oder der Isolation, vorzugsweise Isolationslackschicht, und/oder der zumindest einen Mantelschicht verbunden wird. Gleichzeitig wird die Sonotrode vorzugsweise entsprechend der endgültigen Form des zumindest einen Heizdrahts folgend bewegt. In diesem Zusammenhang, aber auch unabhängig davon kann eine Ausführung vorteilhaft sein, bei welcher der zumindest eine Heizdraht im Kunststoffartikel, insbesondere außerhalb des Verbindungsbereichs, bereichsweise kurvenförmig, vorzugsweise schleifenförmig und/oder mäanderförmig, angeordnet ist oder wird und/oder zumindest bereichsweise auf einer ebenen oder gekrümmten Fläche der Trägerschicht kurvenförmig, vorzugsweise schleifenförmig und/oder mäanderförmig, angeordnet ist oder wird. Insbesondere weist der zumindest eine Heizdraht im Kunststoffartikel, vorzugsweise außerhalb des Verbindungsbereichs, also in einem kartesischen Koordinatensystem in alle drei Raumrichtungen eine Krümmung auf. Die Sonotrode ist zweckmäßigerweise in ein oder mehrere Raumrichtungen beweglich und/oder rotierbar. Vorzugsweise wird die Sonotrode mittels eines Roboterarms bewegt, bevorzugt automatisch bewegt, und/oder ist mittels diesem beweglich. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Trägerschicht bei der Herstellung des Kunststoffartikels auf einem Tisch angeordnet wird, der in ein oder mehrere Raumrichtungen beweglich und/oder rotierbar ist. Ein Vorteil ist insbesondere, dass komplexe Oberflächen zuverlässig und effizient mit dem zumindest einen Heizdraht versehen werden können. Weiter kann eine Zuführvorrichtung zum Aufbringen des zumindest einen Heizdrahts samt der Sonotrode und einer Vorrats-Einheit, insbesondere einer Vorrats-Rolle, zum Bereitstellen des zumindest einen Heizdrahts vorgesehen sein, wobei die Vorrats-Einheit bevorzugt samt der Sonotrode beweglich angeordnet ist und/oder bewegt wird. Der zumindest eine Heizdraht wird zweckmäßigerweise von der Vorrats-Einheit zur Sonotrode und/oder durch die Sonotrode geführt, beispielsweise durch ein Abrollen von der Vorrats-Rolle. Nachdem der zumindest eine Heizdraht mittels der Sonotrode aufgebracht wurde, ist es insbesondere möglich, dass folgender Schritt durchgeführt wird: Abtrennen, insbesondere automatisches Abtrennen, des zumindest einen Heizdrahts. Nach dem Abtrennen findet bevorzugt ein Entfernen der Zuführvorrichtung und/oder der Sonotrode von der Trägerschicht mit dem zumindest einen Heizdraht statt.
Bei einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens, insbesondere des Schritts A) und/oder B) und/oder C), und/oder des Kunststoffartikels ist oder wird der zumindest eine Heizdraht im Verbindungsbereich mit einer Form auf die Trägerschicht und optional auf die Unterlage aufgebracht, wobei sich die Form durch eine erhöhte Flächendichte auf der Trägerschicht auszeichnet. Die Flächendichte ist insbesondere bezogen auf eine Belegung einer ersten Fläche mit dem zumindest einen Heizdraht im Verbindungsbereich im Vergleich zu einer Belegung einer benachbarten und/oder nicht mit der ersten Fläche überlappenden Fläche mit dem zumindest einen Heizdraht, insbesondere außerhalb des Verbindungsbereichs. Vorzugsweise weist die erste Fläche und/oder die benachbarte und/oder nicht mit der ersten Fläche überlappende Fläche eine zusammenhängende Fläche von mindestens 1 mm2, vorzugsweise von mindestens 3 mm2, weiter bevorzugt von mindestens 9 mm2 auf. Bevorzugt ist der Durchmesser des zumindest einen Heizdrahts in den zum Vergleich herangezogenen Bereichen gleich. Die erste Fläche kann beispielsweise vollständig im Verbindungsbereich vorliegen und/oder deckungsgleich damit sein.
Im Verbindungsbereich, insbesondere in einem mit dem zumindest einen Brückenelement überlappenden Bereich des Verbindungsbereichs und/oder auf der ersten Fläche, weist der zumindest eine Heizdraht in eine Richtung bevorzugt eine Abfolge mehrerer Bahnen auf. Die Bahnen sind insbesondere durch Kurven und/oder Ecken, welche vorzugsweise auch von dem zumindest einen Heizdraht gebildet werden, miteinander verbunden. Der zumindest eine Heizdraht weist vorzugsweise in den Bahnen oder zumindest in mehreren Bahnen davon jeweils zumindest einen Wendepunkt und/oder zumindest eine Wendelinie auf. Als Wendelinie ist insbesondere eine Linie zu verstehen, welche auf einer Seite in eine Krümmung übergeht, die sich im Vorzeichen von einer Krümmung auf der anderen Seite unterscheidet. Beispielsweise ist der zumindest eine Heizdraht in dem Verbindungsbereich mäanderförmig. Es ist auch möglich, dass der zumindest eine Heizdraht in dem Verbindungsbereich ein oder mehrere der folgenden Formen aufweist: mäanderförmig, spiralförmig, schleifenförmig, pseudo-chaotische Formen, chaotische Formen, Zufallsstrukturen, Pseudo-Zufallsstrukturen, ein- und/oder mehrlagige Formen, alternierende Anordnung unterschiedlicher Formen, fraktale Formen, blütenförmig, Kombinationen der vorgenannten Formen. Derartige Formen können insbesondere entsprechende Vorteile aufeinanderfolgender Bahnen, insbesondere mit einer erhöhten Flächendichte, erzielen.
Die Unterlage und/oder die Oberlage ist oder wird vorzugsweise mehrere oder alle der Bahnen überlappend und sich insbesondere über diese mehreren oder allen Bahnen hinaus erstreckend aufgebracht.
Bevorzugt ist, dass zumindest zwei zueinander benachbarte Bahnen oder alle zueinander benachbarte Bahnen jeweils einen Abstand in einem Bereich von 0 mm bis 12 mm, vorzugsweise von 0,02 mm bis 12 mm, bevorzugt von 0,02 bis 1 mm, aufweisen. Der Abstand der Bahnen wird bevorzugt zwischen Außenflächen der jeweiligen Bahnen gemessen. Zueinander benachbart bedeutet insbesondere ohne dazwischenliegende Bahnen.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Bahnen samt der Kurven und/oder Ecken in einem Bereich mit einer Breite in einem Bereich von 1 mm bis 50 mm, bevorzugt von 3 mm bis 7 mm, und/oder mit einer Höhe in einem Bereich von 1 mm bis 70 mm, bevorzugt von 3 mm bis 15 mm, verlaufen. Die Breite wird dabei vorzugsweise senkrecht zur Höhe gemessen. Es ist möglich, dass die Bahnen samt der Kurven und/oder Ecken in einem Bereich mit einer Breite und einer Höhe vorgesehen sind oder werden, wobei die Höhe größer ist als die Breite. Der Abstand der Bahnen wird bevorzugt in Richtung der Höhe gemessen. Vorzugsweise weist die Unterlage und/oder die Oberlage in Richtung der Höhe größere Abmessungen auf als in Richtung der Breite. Insbesondere weist der Verbindungbereich und/oder der Anschlussbereich die angegebene Breite und/oder Höhe auf.
Der zumindest eine Heizdraht und/oder die Bahnen sind oder werden vorzugsweise mit einem Durchmesser in einem Bereich von 20 pm bis 350 pm, bevorzugt von 75 pm bis 120 pm, aufgebracht.
Die Abmessungen können insbesondere in einer Draufsicht den Kunststoffartikel gemessen werden. Die Draufsicht kann bevorzugt eine Ansicht einer Orthogonalprojektion mit dem größten Flächeninhalt des Kunststoffartikels und/oder der Trägerschicht sein.
Mittels einer solchen beschriebenen Ausgestaltung des zumindest einen Heizdrahts, wie beispielsweise einer mäanderförmigen oder ähnlichen Ausgestaltung im Verbindungsbereich, können insbesondere folgende Vorteile erzielt werden: 1) mindestens in Außenzonen des zumindest einen Heizdrahts im Verbindungsbereich und im Anschlussbereich kann eine verbesserte Haftung bereitgestellt und einer möglichen Verschiebung (beispielsweise durch Hinterspritzen/Überfluten) entgegengewirkt werden, wie dies insbesondere bereits anhand einer „Front“ einer zuerst angeströmten Bahn beschrieben ist.
2) Die Wahrscheinlichkeit von „Fehlkontaktierungen“ kann herabgesetzt werden. Dies lässt sich insbesondere dadurch erklären, dass, wenn der Heizdraht auf einer Fläche angelötet oder verbunden wird, es zu Fehlkontaktierungen kommen kann. Wird nun die Dichte der Bahnen, welche kontaktiert werden können, bei diesem Prozess erhöht, dann ist die relative Häufigkeit herabgesetzt, dass eine Fehlkontaktierung eines oder auch mehrerer Bahnen gleich zu einem Ausfall des Bauteils führt, da mit Sicherheit zumindest ein Teilabschnitt des mäander-förmigen Heizdrahts eine erfolgreiche Kontaktierung bereitstellt.
3) Die Benetzung im Falle flüssiger Medien, wie Lötzinn und/oder Leitlack und dergleichen, und/oder im Falle von Pasten die zum Aufbringen der Unterlage und/oder der Oberlage eingesetzt werden, kann verbessert werden. Dies lässt sich insbesondere dadurch erklären, dass ein kapillarer Fülldruck von Spalten mit fallender Spaltbreite zunimmt und dass durch das Aufeinanderfolgen von Bahnen des zumindest einen Heizdrahts, insbesondere des mäander-förmigen zumindest einen Heizdrahts, Spaltstrukturen bereitgestellt werden. Ein flüssiges Medium kann insbesondere in derartige Spaltstrukturen hineingezogen werden. In Abhängigkeit des Abstandes der Bahnen im Verbindungsbereich kann somit der Kapillareffekt zur einer erfolgreichen Benetzung ausgenutzt werden.
Bevorzugt ist, dass zumindest eine Schicht der Unterlage und der Oberlage als ein flüssiges Medium und/oder eine leitfähige Paste aufgetragen und vorzugsweise in direkten Kontakt mit dem zumindest einen Heizdraht gebracht ist oder wird, da hiermit insbesondere der vorgenannte Vorteil 3) erreicht werden kann.
Der zumindest eine Heizdraht umfasst insbesondere ein Metall und/oder eine Metall-Legierung. Der zumindest eine Heizdraht umfasst weiter bevorzugt ein oder mehrere der folgenden Materialien oder besteht daraus: NiCr15Fe, Cu, CuNi30Mn, CuMn12Ni, Konstanten, Legierung 30Mn 70Cu, X10CrAISi13. Es ist auch möglich, andere Materialien für den zumindest einen Heizdraht zu verwenden, sofern diese insbesondere eine ausreichende Leitfähigkeit und Wärmeleistung aufweisen.
Vorzugsweise beträgt, insbesondere bei einer Umgebungstemperatur von 20°C, der spezifische Widerstand des Materials des zumindest einen Heizdrahts mehr als 0,3 Q mm2/m und/oder die elektrische Leitfähigkeit weniger als 3 S/m bzw. m/Q mm2.
Die Trägerschicht ist vorzugsweise einschichtig oder mehrschichtig. Bevorzugt umfasst die Trägerschicht ein oder mehrere der folgenden Materialien oder besteht daraus: Polyolefinbasis (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyethylenterephthalat (PET), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Coextrudate, Triextrudate, Multiextrudate. Es ist möglich, dass die Trägerschicht Cellophan umfasst und/oder damit beschichtet ist. Es ist auch möglich, dass die Trägerschicht auf Biopolymerbasis hergestellt ist. Bei der Trägerschicht kann es sich um einen beschichteten Träger; einen Gewebeträger, einen Multischichtverbund und/oder einen gefüllten Träger handeln. Insbesondere weist die Trägerschicht eine Schichtdicke in einem Bereich von 20 pm bis 5000 pm, vorzugsweise von 50 pm bis 800 pm auf. Die Trägerschicht weist bevorzugt eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften auf: glatt, rauh, strukturiert, partiell strukturiert, einseitig bedampft, einseitig partiell bedampft, beidseitig partiell bedampft, gelocht, partiell beschichtet, farbig, transparent, vollflächig beschichtet, microstrukturiert.
Die Leitlackschicht der Unterlage und/oder Oberlage ist oder wird vorzugsweise aus einem Leitlack hergestellt. Der Leitlack ist insbesondere ein Silberleitlack oder Leitsilber, ein Kupferleitlack oder ein Graphitleitlack. Insbesondere ist der Leitlack ein Lack auf Basis von und/oder umfassend ein oder mehrere der folgenden Bestandteile: Silberpartikeln, Kupferpartikeln, Graphitpartikeln, Nanotubes, Goldpartikeln, Aluminiumpartikeln, Partikel aus Legierungen der vorgenannten Metalle, Metallpartikel-Kombinationen; Nanopartikeln und dergleichen. Vorzugsweise umfasst der Leitlack, insbesondere als ein Bindemittel, einen einkomponentigen Lack oder einen mehrkomponentigen Lack, vorzugsweise auf Lösungsmittelbasis oder auf Wasserbasis, oder ein Kunstharz, vorzugsweise ein einkomponentigen oder zweikomponentigen, oder mehrkomponentigen Kunstharz. Kunstharze eignen sich vorzugsweise auch als ein Leitkleber, d.h. insbesondere zur Ausbildung einer Klebefläche der Leitlackschicht.
Die Leitlackschicht ist vorzugsweise einschichtig oder mehrschichtig. Es ist möglich, dass die Leitlackschicht mehrere Schichten umfasst, die unterschiedlich in der Zusammensetzung sind. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Leitlackschicht ein Reaktionslack, ein Sprühlack und/oder ein Drucklack ist und/oder als ein solcher aufgebracht wird. Es ist auch möglich, dass die Leitlackschicht in einem Schichtverbund ausgestaltet ist oder wird, vorzugsweise in Verbindung mit einer oder mit mehreren bedampften Metallschichten oder transparenten Oxidschichten.
Die Leitschicht, insbesondere die Leitlackschicht, der Unterlage und/oder der Oberlage weist vorzugweise eine Dicke in einem Bereich von 2 pm bis 100 pm, bevorzugt in einem Bereich von 10 pm bis 25 pm, auf. Das Brückenelement, vorzugsweise die Unterlage und/oder die Oberlage, insbesondere in der Form des Klebe-Kontaktpads oder des gedruckten Kontaktpads, weist vorzgusweise eine Dicke, insbesondere Gesamtdicke, in einem Bereich von 5 pm bis 250 pm, vorzugsweise von 10 pm bis 50 pm, auf.
Die Unterlage und/oder die Oberlage, insbesondere in der Form des Klebe- Kontaktpads oder des gedruckten Kontaktpads, weist insbesondere ein oder mehrere der folgenden Metalle oder Legierungen daraus auf: Kupfer, Aluminium, Gold, Silber.
Die Unterlage und/oder die Oberlage, insbesondere in der Form des Kontaktpads, umfasst bevorzugt einen Leitlack und/oder ein Mehrschichtsystem. Es ist möglich, dass das Kontaktpad strukturiert oder nicht strukturiert und/oder beschichtet (z.B. auf einer der Trägerschicht zugewandten Seite und/oder der Trägerschicht abgewandten Seite), und/oder partiell beschichtet (z.B. auf einer der Trägerschicht zugewandten Seite und/oder der Trägerschicht abgewandten Seite) ist.
Die Kleberschicht der Unterlage und/oder der Oberlage, insbesondere in der Form des Klebe-Kontaktpads oder des gedruckten Kontaktpads, ist vorzugsweise leitfähig oder nicht leitfähig, und/oder ein Mehrkomponentensystem oder ein Einkomponentensystem, und/oder nicht gefüllt oder gefüllt, und/oder aushärtend, insbesondere mittels UV-Bestrahlung aushärtend, und/oder nicht aushärtend, insbesondere thermoplastisch, und/oder einschichtig oder mehrschichtig usw. Unter gefüllt ist insbesondere eine Schicht, insbesondere eine Kleberschicht, zu verstehen, in der anorganische Stoffe neben der Polymermatrix (Klebstoffmatrix, Bindemittel) vorhanden sind Derartige anorganische Stoffe können insbesondere Pigmente und/oder Partikel unterschiedlicher Größe und Form sein und beispielsweise aus Metall, Metalllegierungen, Metalloxiden oder Kombinationen daraus bestehen. Die Pigmente und/oder Partikel können Durchmesser im Mikrometerbereich oder auch im Nanometerbereich (Nanopartikel) aufweisen. Die Pigmente und/oder Partikel können in ihrem Durchmesser kleiner oder größer als die Schichtdicke der jeweiligen Schicht sein. Die Pigmente und/oder Partikel können als Mischung unterschiedlicher Stoffe und/oder unterschiedlicher Größen in der jeweiligen Schicht enthalten sein.
Die Lotschicht der Unterlage und/oder der Oberlage ist oder wird vorzugsweise aus einem Lot hergestellt, welches insbesondere eine eine Metall-Legierung ist. Die Metall-Legierung dient zweckmäßigerweise dazu, den zumindest einen Heizdraht mit dem Brückenelement, insbesondere einer Leitschicht des Brückenelements, fest und elektrisch leitfähig zu verbinden. Die Metall- Legierung umfasst zweckmäßigerweise ein bestimmtes Mischungsverhältnis an Metallen. Insbesondere umfasst die Metall-Legierung ein oder mehrere Metalle ausgewählt aus Blei, Zinn, Zink, Silber und Kupfer.
Es ist insbesondere möglich, dass ein Elektronik-Lot zur Erzeugung der Lotschicht verwendet ist oder wird. Ein Elektronik-Lot weist einen Kern, vorzugsweise einen dünnen Kern, auf, der insbesondere Kolophonium als ein Flussmittel umfasst oder daraus besteht.
Der Schmelzpunkt des verwendeten Lots ist bevorzugt niedriger als der Schmelzpunkt des zumindest einen Heizdrahts, der Leitschicht und/oder anderer Schichten des Brückenelements. Es ist möglich, dass der Schmelzpunkt des Lots höher als der Schmelzpunkt und/oder die Glasübergangstemperatur der Isolationslackschicht ist.
Beispielhafte Metall-Legierungen sind nachfolgend aufgeführt:
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Die Typen-Kennzeichnung des Lots gibt insbesondere Aufschluss über die zu lötenden Werkstoffe, dem Lötverfahren, sowie den verwendeten Flussmittel.
Der erste Buchstaben F gibt an, dass dem Lötzinn im Kern Flussmittel bei der Herstellung zugefügt wurde. Dem zweiten Buchstaben ist der zu lötenden Werkstoff (S = Schwermetall; L = Leichtmetall) zu entnehmen. Der dritte Buchstabe gibt Auskunft über das Lötverfahren (H = Hartlöten; W =Weichlöten) an. Die Ziffer zum Abschluss gibt Aufschluss über den Flussmitteltyp und dem Korrosionsverhalten vom Flussmittel.
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Die Zusammensetzung eines Flussmittels ist insbesondere abhängig von der Art der zu verlötenden Teile zu wählen. Das von einem Elektronik-Lot umfasste Flussmittel hinterlässt vorzugsweise keine korrodierenden Rückstände. Aluminium und Edelstahl sind bevorzugt nur mit speziellen Flussmitteln lötbar. Für Arbeiten an stark verunreinigten Fügepartnern können säurehaltige Flussmittel verwendet werden, beispielsweise Lötwasser auf Basis Zinkchlorid und/oder Lötfett. Rückstände säurehaltiger Flussmittel sind bevorzugt zu entfernen, da sie langfristig zu Korrosion der Lötstelle führen können. Für ein Weich- sowie ein Hartlöten gibt es insbesondere Flussmittel, die den Temperaturbereich in dem die Lötung erfolgt, in Zusammensetzung und Schmelzpunkt berücksichtigen. Zur Auswahl des einzusetzenden Flussmittels ist insbesondere die Anforderung zu erfüllen, dass sie oxidfreie Lötflächen sichern oder Oxidfreiheit herbeiführen.
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Bevorzugt ist ein bleifreies Lot. Insbesondere bei bleifreiem Lot, ist bevorzugt zu beachten, dass die Legierung und das Flussmittel genau zueinander passen. Insbesondere folgende Eigenschaften sollten durch die Qualität des Lots unterstützt werden:
• RoHS-konformität
• gute elektrische Leitfähigkeit
• geringer Schmelzpunkt
• gute Wärmeleitfähigkeit
• gute Schereigenschaften • gute Zugeigenschaften
• geringe Ermüdungseigenschaften
• geringe Korrosionseigenschaften
• gute Benetzungsfähigkeit, speziell für Kupfer und/oder das Material des zumindest einen Heizdrahts.
Das dreidimensionale Verbindungsbauteil umfasst bevorzugt ein oder mehrere der folgenden Bauteile oder besteht daraus: eine Öse, ein Crimpelement, ein Steckverbindungselement.
Eine Öse umfasst vorzugsweise zwei Teilelemente, nämlich ein Ösen-Oberteil und ein Ösen-Unterteil. Die gesamte Öse wird bevorzugt mittels einer vorzugsweise computergesteuerten Robotervorrichtung, beispielsweise durch eine „Pick and Place“-Vorrichtung, insbesondere einen computergesteuerten „Pick and Place“-Roboter, bereitgestellt, vorzugsweise wobei die Robotervorrichtung die beiden Ösen-Teilelemente, nämlich Ösen-Oberteil und Ösen-Unterteil, positionsgenau in der Trägerschicht, vorzugsweise in einem Durchgang der Trägerschicht, platziert und verpresst.
Das Crimpelement weist bevorzugt ein oder mehrere am Rand einer Anschlussfläche angeordnete abstehende Element auf, die insbesondere plastisch verformbar oder verformt sind, um zweckmäßigerweise mit dem zumindest einen Durchgang eine formschlüssige Verbindung zu gewährleisten. Vorzugsweise sind zumindest zwei der abstehenden Elemente im Verbindungsbereich an gegenüberliegenden Rändern des Crimpelements angeordnet. Bevorzugt sind diese zwei abstehenden Element entlang der Richtung der aufeinander abfolgenden Bahnen des zumindest einen Heizdrahts angeordnet.
Es ist insbesondere möglich, dass in dem zumindest einen Durchgang das dreidimensionale Verbindungsbauteil angeordnet ist oder wird, vorzugsweise derart, dass der zumindest eine Heizdraht von einer Seite aus kontaktierbar ist und/oder kontaktiert ist, die ausgehend von der Trägerlage dem zumindest einen Heizdraht abgewandt ist und/oder dass der zumindest eine Heizdraht sowohl von dieser Seite als auch von einer dem zumindest einen Heizdraht zugewandten Seite der Trägerlage kontaktierbar und/oder kontaktiert ist.
Es ist möglich, dass der Kunststoffartikel weiterverarbeitet wird. Insbesondere ist es möglich, dass der Kunststoffartikel eine Kunststoffspritzgussmasse auf einer mit dem zumindest einen Heizdraht und dem Brückenelement versehenen ersten Seite der Trägerschicht und/oder auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite aufweist oder damit versehen wird.
Vorzugsweise ist oder wird zumindest der Anschlussbereich frei von Kunststoffspritzgussmasse ausgebildet, insbesondere wenn die Kunststoffspritzgussmasse aufgebracht wird, oder der Anschlussbereich ist oder wird nach dem Aufbringen der Kunststoffspritzgussmasse freigelegt.
Es ist möglich, dass die ein oder mehreren Kontaktierungsmittel erst an dem die Kunststoffspritzgussmasse aufweisenden Kunststoffartikel aufgebracht sind oder werden. Die ein oder mehreren Kontaktierungsmittel können insbesondere mittels mechanischer Halterungen, wie formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindungen, und/oder mittels stoffschlüssiger Verbindungen, wie Klebeverbindungen und/oder ein oder mehrerer weiterer Lotschichten, mechanisch und/oder elektrisch leitfähig mit dem Anschlussbereich verbunden sein oder werden.
Selbstverständlich können auch obig angeführte Sachmerkmale äquivalent in einem Verfahren oder angeführte Verfahrensmerkmale im Produkt angewendet werden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind daher nicht einschränkend zu verstehen.
Fig. 1 bis 4 zeigen schematische Darstellungen eines Verfahrens sowie eines hergestellten Kunststoffartikels.
Fig. 5 bis 13 zeigen weitere schematische Darstellungen von Verfahren sowie hergestellten Kunststoffartikeln.
Fig. 14 zeigt eine schematische Darstellung einer Trägerschicht.
Fig. 15 bis 24 zeigen weitere schematische Darstellungen von Verfahren sowie hergestellten Kunststoffartikeln.
Fig. 25 zeigt eine schematische Darstellung eines
Spritzgussprozesses.
Fig. 26 zeigt eine schematische Darstellung eines Heizdrahts.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffartikels 1 anhand der durch Fig. 1a bis Fig. 1e veranschaulichten Schritte.
Fig.1 e zeigt beispielhaft und schematisch einen mit dem Verfahren hergestellten Kunststoffartikel 1 , welcher den Heizdraht 2 aufweist, der mit der Trägerschicht 3 verbunden ist. Der Heizdraht 3 ist zumindest in dem Anschlussbereich 5 über das Brückenelement 40 elektrisch kontaktierbar. In diesem Beispiel umfasst das Brückenelement 40 die Unterlage 41 und die Oberlage 42. Der Anschlussbereich 5 ist insbesondere zur Kontaktierung mittels ein oder mehrerer elektrischer Kontaktierungsmittel geeignet, vorzugsweise indem das Brückenelement 40 eine Anschlussfläche bereitstellt. Das Brückenelement 40 bildet insbesondere eine im Vergleich zu einer mit dem Heizdraht 2 überlappenden Fläche vergrößerte Fläche, welche die Anschlussfläche darstellt. So ist es vorteilhafterweise möglich, die Anschlussfläche für eine vereinfachte bzw. zuverlässigere Kontaktierung mit den ein oder mehreren Kontaktmitteln zu nutzen. Die ein oder mehreren Kontaktierungsmittel können zum Beispiel mit dem Anschlussbereich 5 verbunden sein oder werden und somit eine Schnittstelle, wie eine Kontaktbuchse, zur Integration in ein Bordnetz, bereitstellen oder bilden. Beispielsweise umfassen die ein oder mehreren elektrischen Kontaktierungsmittel zumindest eine Kontaktbuchse, vorzugsweise mit einer Einstecköffnung, zumindest einen mit dem Brückenelement im Anschlussbereich elektrisch kontaktierten Steckkontakt, der insbesondere in der Einstecköffnung kontaktierbar ist, und/oder ein oder mehrere Befestigungsmittel, insbesondere zum Halten eines Steckers, der vorzugsweise zur Kontaktierung des Steckkontakts zur Herstellung einer Verbindung zu einem Bordnetz dient.
Wie zudem durch Fig. 1e veranschaulicht ist, ist es möglich, dass der Heizdraht 2 in dem Verbindungsbereich 4 ein Ende aufweist und in einem weiteren Verbindungsbereich ein weiteres Ende aufweist. Der weitere Verbindungsbereich kann dabei wie der Verbindungsbereich 4 ausgeformt sein. Zudem liegt beispielhaft auch ein weiterer Anschlussbereich vor, der wie der Anschlussbereich 5 ausgeformt sein kann. Es ist denkbar, dass der Heizdraht 2 in dem Anschlussbereich 5 und in dem weiteren Anschlussbereich mittels eines einzigen Kontaktierungsmittels oder mittels mehrerer, vorzugsweise zwei, Kontaktierungsmittel kontaktiert ist oder wird oder kontaktierbar ist. Dabei ist vorzugsweise der Anschlussbereich 5 einem Minus-Pol und der weitere Anschlussbereich einem Plus-Pol zugeordnet oder umgekehrt. Zur Herstellung des Kunststoffartikels 1 ist es möglich, dass zuerst die Trägerschicht 3 bereitgestellt wird, wie dies durch Fig. 1a veranschaulicht ist. Die Trägerschicht 3 ist vorzugsweise einschichtig oder mehrschichtig. Bevorzugt umfasst die Trägerschicht 3 ein oder mehrere der folgenden Materialien oder besteht daraus: Polyolefinbasis (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyethylenterephthalat (PET), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Coextrudate, Triextrudate, Multiextrudate. Es ist möglich, dass die Trägerschicht 3 Cellophan umfasst und/oder damit beschichtet ist. Es ist auch möglich, dass die Trägerschicht 3 auf Biopolymerbasis hergestellt ist. Bei der Trägerschicht 3 kann es sich um einen beschichteten Träger; einen Gewebeträger, einen Multischichtverbund und/oder einen gefüllten Träger handeln. Insbesondere weist die Trägerschicht 3 eine Schichtdicke in einem Bereich von 20 pm bis 5000 pm, vorzugsweise von 50 pm bis 800 pm auf. Die Trägerschicht 3 weist bevorzugt eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften auf: glatt, rauh, strukturiert, partiell strukturiert, einseitig bedampft, einseitig partiell bedampft, beidseitig partiell bedampft, gelocht, partiell beschichtet, farbig, transparent, vollflächig beschichtet, microstrukturiert. Anschließend wird zum Beispiel die Unterlage 41 aufgebracht, wie dies insbesondere durch Fig. 1 b veranschaulicht ist. Wie dies weiter insbesondere durch die Fig. 1c und die Fig. 1d veranschaulicht ist, ist es möglich, dass als nächster Schritt der Heizdraht 2 auf die Trägerschicht 2 mit der Unterlage 41 aufgebracht wird. Es ist auch denkbar, dass die Trägerschicht 3 bereits mit der in Fig. 1b gezeigten Unterlage 41 bereitgestellt wird und das Aufbringen der Unterlage 41 beispielsweise in einem vorgelagerten Verfahren stattgefunden hat. Das Verfahren umfasst also vorzugsweise den Schritt A): Bereitstellen der Trägerschicht 3, welche mit der Unterlage 41 versehen ist oder wird, und anschließendes Aufbringen des Heizdrahts 2 auf die Trägerschicht 3 und die Unterlage 41 . Die Unterlage 41 ist zum Beispiel elektrisch leitfähig und wird zumindest in dem Anschlussbereich 5 sowie in dem Verbindungsbereich 4 aufgebracht. Vorzugsweise überlappt dabei der Heizdraht 2 im Verbindungsbereich 4 teilweise die Unterlage 41 . Somit grenzt die Unterlage 41 direkt an den zumindest einen Heizdraht 2 an, überlappt den zumindest einen Heizdraht 2 teilweise und erstreckt sich über den zumindest einen Heizdraht hinaus. Die Unterlage 41 ist somit beispielsweise das Brückenelement 40 oder ermöglicht zumindest eine Kontaktierung im Anschlussbereich 5 und kann zusammen mit weiteren Elementen, wie der Oberlage 42, zu dem Brückenelement 40 ausgebildet werden, und mit dem Heizdraht 2 verbunden werden.
Bevorzugt ist die Unterlage 41 ein Klebe-Kontaktpad, welches insbesondere ein Mehrschichtsystem darstellt. Die Unterlage 41 ist oder umfasst insbesondere eine elektrisch leitfähige Leitschicht, die insbesondere sowohl im Verbindungsbereich 4 als auch im Anschlussbereich 5 vorliegt oder aufgebracht wird. Die Leitschicht ist vorzugsweise eine Metallschicht und/oder eine Metallfolie, beispielsweise eine Kupferschicht und/oder eine Kupferfolie. Vorzugsweise weist die Unterlage 41 zudem eine Kleberschicht auf, die an der Trägerschicht 3 haftet. Die Kleberschicht kann insbesondere vollflächig in dem Brückenelement 40 und/oder der Unterlage 41 vorgesehen sein oder werden. Es ist auch möglich, dass die Leitschicht eines oder mehrere der chemischen Elemente AI, Cu, Ag, Au, und/oder C umfasst. Zudem ist es möglich, dass die Leitschicht eine leitfähige Paste ist oder als solche aufgebracht wird. Die Klebeschicht kann elektrisch leitfähig oder nicht leitfähig und/oder einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein oder werden.
Es ist auch denkbar, dass die Unterlage 41 eine Leitlackschicht ist oder umfasst, welche (insbesondere ohne eine zusätzliche Kleberschicht im Verbindungselement 41 ) auf die Trägerschicht 3 aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt, ist oder wird. Hinsichtlich weiterer alternativer oder zusätzlich möglicher Ausführungen der Unterlage 41 und der Leitschicht ist insbesondere auf obige Ausführungen verwiesen.
Fig. 1c und Fig. 1d veranschaulichen beispielhaft eine Verwendung einer Zuführvorrichtung 200, welche insbesondere eine Applikation des Heizdrahts 2 mittels Ultraschalls ermöglicht. Die Zuführvorrichtung 200 weist bevorzugt eine Sonotrode und eine Vorrats-Einheit, insbesondere eine Vorrats-Rolle, zum Bereitstellen des Heizdrahts 2 auf. Die Vorrats-Einheit wird bevorzugt samt der Sonotrode bewegt. Der Heizdraht 2 wird zweckmäßigerweise von der Vorrats- Einheit zur Sonotrode und/oder durch die Sonotrode geführt, beispielsweise durch ein Abrollen von der Vorrats-Rolle. Nachdem der Heizdraht 2 mittels der Sonotrode aufgebracht wurde, ist es insbesondere möglich, dass folgender Schritt durchgeführt wird: Abtrennen, insbesondere automatisches Abtrennen, des Heizdrahts 2. Nach dem Abtrennen findet bevorzugt ein Entfernen der Zuführvorrichtung 200 von der Trägerschicht 3 mit Heizdraht 2 statt. Fig. 1d veranschaulicht entsprechend einen beispielhaften Schritt, bei welchem der Heizdraht 2 vollständig aufgebracht ist und ein Abtrennen des Heizdrahts 2 sowie ein Entfernen der Zuführvorrichtung 200 erfolgt. Hinsichtlich möglicher Ausführungen der Sonotrode und der Verwendung von Ultraschall zum Versehen der Trägerschicht mit dem Heizdraht ist insbesondere auf obige Ausführungen verwiesen. Bevorzugt ist, dass die Sonotrode mit 70 kHz vibriert und/oder oszilliert.
Wie weiter beispielhaft durch Fig. 1e veranschaulicht ist, wird nachdem der Heizdraht 2 aufgebracht wurde bevorzugt die Oberlage 42 auf die Trägerschicht 3, den Heizdraht 2 sowie insbesondere auch die Unterlage 41 aufgebracht. Das Verfahren umfasst also vorzugsweise den Schritt B):
Bereitstellen der Trägerschicht 3, welche mit dem Heizdraht 2 und insbesondere auch mit der Unterlage 41 versehen ist, und anschließendes Aufbringen der Oberlage 42 auf die Trägerschicht 3 und auf den zumindest einen Heizdraht 2. Die Oberlage 42 ist insbesondere eine Lotschicht und der Schritt B) ist oder umfasst vorzugsweise ein Verlöten des Heizdrahts 2 und der Unterlage 41 mittels der Lotschicht. Die Lotschicht ermöglicht so vorteilhafterweise eine mechanisch zuverlässige und elektrisch leitfähige Verbindung des Brückenelements 40, insbesondere der Leitschicht der Unterlage 41 , mit dem Heizdraht 2. Mittels der Lotschicht kann insbesondere eine dauerhafte und feste Verbindung zwischen dem Heizdraht 2 und der Unterlage 41 hergestellt werden. Es ist auch denkbar, dass vor dem Verlöten, die Unterlage 41 zuerst nicht direkt oder nicht über eine zuverlässige Verbindung an dem Heizdraht 2 angrenzt, aber dann über die Oberlage 42 eine zuverlässige Verbindung hergestellt wird. In dem Verbindungsbereich 4 ist oder wird also eine elektrisch leitfähige Verbindung des Heizdrahts 2 und des Brückenelements 40 hergestellt. Dies kann beispielsweise durch einen direkten Kontakt der Unterlage 41 zu dem Heizdraht 2 erfolgen, der beim Aufbringen des Heizdrahts 2 entsteht und/oder die Oberlage 42 hierzu aufgebracht werden.
Der Heizdraht 2 ist hier insbesondere ein Kupferdraht. Es ist auch möglich, dass der Heizdraht ein oder mehrere der folgenden chemischen Elemente umfasst: AI, Cu, Ag, Au, C und/oder eine Legierung daraus umfasst. Weiter ist es möglich, dass der Heizdraht 2 ein Mehrschichtsystem ist. Bevorzugt ist oder wird der Heizdraht 2 im Verbindungsbereich 4 oder vollständig unisoliert auf die Trägerschicht 3 aufgebracht. Es hat sich jedoch auch herausgestellt, dass der thermische Energieeintrag durch das Aufbringen der Lotschicht ausgenutzt werden kann, wenn der Heizdraht 2 im Verbindungsbereich 4 mit einer Isolationslackschicht auf der Trägerschicht 3 bereitgestellt oder aufgebracht ist oder wird. Hierbei sind die Isolationslackschicht und die Lotschicht vorzugsweise so ausgebildet und das Verfahren, insbesondere der Schritt B), wird derart durchgeführt, dass durch den thermischen Energieeintrag durch die Lotschicht beim Verlöten bevorzugt ein Freilegen des Heizdrahts 2 von der Isolationslackschicht erfolgt und somit insbesondere eine elektrisch leitfähige Verbindung des Heizdrahts 2 mit dem Brückenelement 40, insbesondere der Leitschicht der Unterlage 41 , erzeugt wird. Insbesondere bei einer Leitlackschicht in der Unterlage 41 oder als die Unterlage 41 ist es möglich, dass die Isolationslackschicht aufgeschmolzen und bereichsweise in die Lotschicht und/oder die Leitlackschicht eingebaut wird. Falls die Oberlage 42 nicht als eine Lotschicht aufgebracht wird, ist es auch denkbar, einen Schritt zum Einbringen von Ultraschallenergie durchzuführen, um den Heizdraht 2 von der optional vorhandenen Isolation zumindest im Verbindungsbereich 4 freizulegen.
Die insbesondere durch die Fig. 1a bis 1e veranschaulichten Schritte A) und B) werden somit derart durchgeführt, dass das Brückenelement 40 in dem Verbindungsbereich 4 und in dem Anschlussbereich 5 vorliegt, indem das Brückenelement 40 direkt an den Heizdraht 2 angrenzt und den Heizdraht 2 teilweise überlappt und sich über den Heizdraht 2 hinaus erstreckt. Andere Möglichkeiten einer derartigen Anordnung wären zum Beispiel möglich, indem als das Brückenelement 40 nur die Unterlage 41 in Form einer Leitlackschicht vorgesehen wird, indem als das Brückenelement 40 nur eine Oberlage 42 in Form einer Leitlackschicht oder in Form einer Lotschicht vorgesehen wird oder indem als Brückenelement 40 ein dreidimensionales Verbindungsbauteil vorgesehen wird.
Bei dem Verfahren wird zudem folgender Schritt durchgeführt: Schritt i) Elektrisch leitfähiges Verbinden des Heizdrahts 2 und des Brückenelement 40 in dem Verbindungsbereich 4. Dieser Schritt kann zum Beispiel ein Herstellen eines Kontakts einer Leitschicht der Unterlage 41 mit dem Heizdraht 2 umfassen, wie dies insbesondere durch die Fig. 1c und Fig. 1d veranschaulicht ist, und/oder ein Verlöten umfassen, wie dies insbesondere anhand der Lotschicht der Oberlage 42 der Fig. 1e veranschaulicht ist. Fig. 2 zeigt oben schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs der bereitgestellten Trägerschicht 3 mit der Unterlage 41 . Die Unterlage 41 ist oder wird insbesondere in einem Kunststoffartikel 1 , wie dieser vorzugsweise zu Fig. 1 beschrieben ist, auf die Trägerschicht 3 aufgebracht und ausgebildet, wie insbesondere zu Fig. 1 beschrieben ist. Bevorzugt umfasst die Unterlage 41 hierbei auf einer der Trägerschicht 3 zugewandten Seite eine Kleberschicht. Die Kleberschicht kann beispielsweise leitfähig oder nicht leitfähig sein. Auf einer der Trägerschicht 3 abgewandten Seite und damit insbesondere im Kunststoffartikel 1 dem Heizdraht 2 zugewandten Seite umfasst die Unterlage 41 vorzugsweise eine Leitschicht, wie eine Metallschicht oder eine Leitlackschicht. Bevorzugt ist oder wird die Unterlage 41 somit als ein leitfähiger Klebestreifen aufgebracht. Es ist jedoch auch möglich, die Unterlage 41 in Form einer Leitlackschicht ohne eine zusätzliche Kleberschicht auf der Trägerschicht 2 vorzusehen, insbesondere mittels eines Druckverfahrens, wie vorzugsweise Siebdruckverfahren, Tiefdruckverfahren, digitale Druckverfahren (insbesondere Inkjet und dergleichen); Hochdruckverfahren (insbesondere Flexodruck und dergleichen).
Fig. 3 zeigt oben schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs der bereitgestellten Trägerschicht 3 mit der Unterlage 41 , wie diese insbesondere durch Fig. 2 veranschaulicht ist, sowie dem darauf aufgebrachten Heizdraht 2. Ein derartiger Bereich kann im Verfahren insbesondere zu einem Zeitpunkt nach den durch Fig. 1d veranschaulichten Schritten vorliegen. Wie beispielhaft anhand der Fig. 3 zu sehen ist, kann vorteilhafterweise mittels der Unterlage 41 auch die Formgebung des Heizdrahts 2 beeinflusst werden, was beispielsweise Fehlkontaktierungen reduzieren kann. Ferner kann die Unterlage 41 eine Verbindungsfläche für weitere Schichten, wie Metallschichten, insbesondere Metallpads, bereitstellen. Fig. 4 zeigt oben schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs des Kunststoffartikels 1 , wie dieser anhand der Fig. 3 veranschaulicht ist, wobei der Heizdraht 2 und die Unterlage 41 mittels der Oberlage 42 in der Form einer Lotschicht verlötet sind. Ein derartiger Bereich kann im Verfahren also zu einem Zeitpunkt nach den durch Fig. 1e veranschaulichten Schritten vorliegen bzw. in dem durch Fig. 1e gezeigten Kunststoffartikel 1 vorliegen.
Der durch Fig. 4 veranschaulichte Kunststoffartikel 1 wird also insbesondere hergestellt, indem mittels eines Ultraschall-Verfahrens der Heizdraht 2 auf eine mit Kontaktpads, insbesondere Klebe-Kontaktpads, die bevorzugt durch die Unterlage 41 gebildet werden, versehene Trägerschicht 3 verlegt wird, wobei die Enden des Heizdrahts 2 auf den Kontaktpads schließlich mittels der Oberlage 42 als Lotschicht verlötet werden. Besonders vorteilhaft ist hier die bevorzugte Verwendung eines, insbesondere beim Aufbringen auf die Trägerschicht 3 und beim Bereitstellen der Trägerschicht 3 mit dem Heizdraht 2, zumindest im Verbindungsbereich 4 unisolierten oder vollständig unisolierten Heizdrahts 2 oder im Falle eines im Verbindungsbereich isolierten Heizdrahts 2 der Umstand, dass die Freilegung nicht vor dem Verlöten, sondern während des Verlötens durch Einbringung von thermischer Energie erfolgen kann. In diesem Zusammenhang kann das Brückenelement 40 durch die Unterlage 41 und/oder die Oberlage 42 gebildete Kontaktpads beispielsweise über Klebe- Kontaktpads oder über eine vorgelegte Kleberschicht mit anschließender Aufbringung einer Leitschicht, insbesondere in Form eines Metallpads, ausgebildet werden. Die Kleberschicht, die vorgelegt oder auch direkt auf den Klebepads vorgesehen ist oder wird, kann leitfähig, nicht leitfähig, einschichtig oder mehrschichtig sein.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs des Kunststoffartikels 1 wie dieser durch Fig. 3 veranschaulicht ist, bis auf, dass der Heizdraht 2 in dem Verbindungsbereich 4 mäanderförmig ist. Im Verbindungsbereich 4, weist der Heizdraht 2 somit in eine Richtung eine Abfolge mehrerer Bahnen 20 auf. Die Bahnen sind durch Kurven 21 , welche auch von dem Heizdraht 2 gebildet werden, miteinander verbunden. Der Heizdraht 2 weist hier beispielhaft in den Bahnen 20 jeweils eine Wendelinie auf, da die Bahnen 20 gerade verlaufen und dann in die Kurven 21 übergehen, welche jeweils eine Krümmung haben, die sich im Vorzeichen von einer Krümmung der Kurve auf der anderen Seite unterscheidet.
Der Heizdraht 2 ist in diesem Beispiel mit einer Form auf die Trägerschicht 2 und die Unterlage 41 aufgebracht, wobei sich die Form durch eine erhöhte Flächendichte auf der Trägerschicht auszeichnet. Die Flächendichte ist insbesondere bezogen auf eine Belegung einer ersten Fläche mit dem Heizdraht 2 im Verbindungsbereich 4 im Vergleich zu einer Belegung einer benachbarten und nicht mit der ersten Fläche überlappenden Fläche mit dem Heizdraht 2. Die erste Fläche kann beispielsweise vollständig im Verbindungsbereich 4 vorliegen. Die benachbarte und nicht mit der ersten Fläche überlappende Fläche umfass in diesem Beispiel den zu dem Verbindungsbereich 4 führenden Heizdraht 2. Vorzugsweise weist die erste Fläche und die benachbarte und nicht mit der ersten Fläche überlappende Fläche eine zusammenhängende Fläche von mindestens 1 mm2, vorzugsweise von mindestens 3 mm2, weiter bevorzugt von mindestens 9 mm2 auf.
Fig. 6 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs des Kunststoffartikels 1 wie dieser insbesondere durch Fig. 4 veranschaulicht ist, bis auf, dass der Heizdraht 2 in dem Verbindungsbereich 4 mäanderförmig ist, wie dies insbesondere zu Fig. 5 beschrieben ist und vorzugsweise dass die Oberlage 42, die bevorzugt eine Lotschicht ist, die Bahnen 20 überlappend und sich über die Bahnen 20 hinaus erstreckend aufgebracht ist oder wird. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen ist insbesondere auf die zu Fig. 26 beschriebenen Ausgestaltungen verwiesen. Insbesondere können hiermit die oben beschriebenen Vorteile 1 ), 2) und 3) erreicht werden. Hier handelt es sich somit insbesondere um ein ähnliches Beispiel, wie es zu den Fig. 1 bis 4 veranschaulicht wurde. Ein Unterschied liegt insbesondere darin, dass im Verbindungsbereich 4 der Heizdraht 2, welcher in dem Verbindungsbereich 4 unisoliert oder vollständig unisoliert oder vollständig isoliert auf die Trägerschicht 3 aufgebracht und mit dieser bereitgestellt sein kann, so über die Unterlage 41 , die insbesondere als Kontaktpad, vorzugsweise als Klebe-Kontaktpad, vorliegt, verlegt ist oder wird (z.B. mäanderförmig), dass dadurch weitere Funktionalitäten bereitgestellt werden können. So wird vorteilhafterweise eine Mehrfachkontaktierungsmöglichkeit bereitgestellt, um die Wahrscheinlichkeit einer Fehlkontaktierung und somit die Wahrscheinlichkeit eines nicht funktionalen Kunststoffartikels 1 zu mindern. Auf der anderen Seite kann durch die Formgebung, den Abstand der Bahnen 20 usw. die Benetzung mit Lot positiv beeinflusst werden und ebenso die Verteilung der eingebrachten Energie, um insbesondere eine lokale Beschädigung der Trägerschicht 3 zu vermeiden.
Fig. 7 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs der Trägerschicht 3 mit dem Heizdraht 2 und der Unterlage 41 , wie dies durch Fig. 5 veranschaulicht ist, bis auf, dass die Unterlage 41 eine Leitdrucklackschicht ist. Die Unterlage 41 wird hierbei bevorzugt auf die Trägerschicht 2 aufgedruckt. Es wird insbesondere keine zusätzliche Kleberschicht benötigt. Ein bevorzugtes Druckverfahren ist ausgewählt aus Siebdruckverfahren, Tiefdruckverfahren; digitale Druckverfahren (insbesondere Inkjet und dergleichen); Hochdruckverfahren (insbesondere Flexodruck und dergleichen). Die Unterlage 41 bildet somit insbesondere ein gedrucktes Kontaktpad.
Fig. 8 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs des Kunststoffartikels 1 , wie dieser durch Fig. 6 veranschaulicht ist, bis auf, dass die Unterlage 41 eine Leitdrucklackschicht ist, wie dies zu Fig. 7 beschrieben ist. Bevorzugte Druckverfahren für die Unterlage 41 sind hierbei Siebdruckverfahren, Tiefdruckverfahren; digitale Druckverfahren (insbesondere Inkjet und dergleichen); Hochdruckverfahren (insbesondere Flexodruck und dergleichen).
Fig. 9 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs des Kunststoffartikels 1 , wie dieser durch Fig. 8 veranschaulicht ist, bis auf, dass die Unterlage 41 und die Oberlage 42 eine Leitdrucklackschicht ist. Bevorzugte Druckverfahren für die Oberlage 42 sind hierbei Siebdruckverfahren, Tiefdruckverfahren; digitale Druckverfahren (insbesondere Inkjet und dergleichen); Hochdruckverfahren (insbesondere Flexodruck und dergleichen).
Somit wird insbesondere ein Kontaktpad aus zwei gedruckten Leitlackschichten, nämlich eine von der Unterlage 41 umfasste Leitlackschicht und eine von der Oberlage 42 umfasste Leitlackschicht gebildet. Hierbei ist es weiter bevorzugt, dass der Heizdraht 2 zumindest im Verbindungsbereich 4 unisoliert oder vollständig unisoliert auf der Trägerschicht 2 aufgebracht und bereitgestellt wird. So kann vorteilhafterweise Energie zum Freilegen des Heizdrahts 2 und/oder Verlöten eingespart werden.
Fig. 10 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs des Kunststoffartikels 1 , wie dieser durch Fig. 9 veranschaulicht ist, bis auf, dass die Unterlage 41 eine Kleberschicht sowie eine Leitschicht umfasst, wie dies insbesondere zu Fig. 2 beschrieben ist. Die Oberlage 42 umfasst hierbei eine Leitdruckschicht. Durch Einbringen von Ultraschall-Energie kann ein wie durch Fig. 11 veranschaulichter Kunststoffartikel 1 erhalten werden.
Der Heizdraht 2 kann hierbei zumindest im Verbindungsbereich 4 unisoliert, vollständig unisoliert oder vollständig isoliert auf die Trägerschicht 2 aufgebracht und bereitgestellt sein oder werden. Um eine Isolation des Heizdrahts 2 im Verbindungsbereich 4 zu entfernen und/oder den Heizdraht von dieser Isolation freizulegen wird hierbei vorzugsweise Energie mittels Ultraschalls oder durch Laserstrahlung eingebracht über die Einbringung von Ultraschallschwingungsenergie oder Laserenergie und so ein leitfähiger Verbund aus der Unterlage 41 , der Oberlage 42 und dem Heizdraht 2 erzeugt. Somit kann ein Kunststoffartikel 1 erhalten werden, wie dieser durch Fig. 11 veranschaulicht ist.
Fig. 11 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs des Kunststoffartikels 1 , wie dieser durch Fig.10 veranschaulicht ist. Bei der Oberlage 42 handelt es sich insbesondere um eine Leitdruckschicht. Bevorzugte Druckverfahren für die Oberlage 42 sind hierbei Siebdruckverfahren, Tiefdruckverfahren; digitale Druckverfahren (insbesondere Inkjet und dergleichen); Hochdruckverfahren (insbesondere Flexodruck und dergleichen). Der Bereich 42a, der in der Oberlage 42 abgebildet ist, ist insbesondere ein Bereich zum Einbringen von Energie, wie Schwingungsenergie oder Laserenergie oder dergleichen. Bei dem Bereich 42a handelt es sich zweckmäßigerweise um den Bereich, in dem die Energie zur Bereitstellung der Kontaktierung, eingebracht wurde, insbesondere indem somit ein elektrisch leitfähiger Verbund mit dem Heizdraht 2 und der Unterlage 41 und/oder der Oberlage 42 gebildet wurde. Hierzu kann beispielsweise eine wie zu Fig. 3, Fig. 5 oder Fig. 7 bereitgestellte Trägerschicht 3 samt der Unterlage 41 mit der Oberlage 42 umfassend oder bestehend aus einem Medium zum Einbringen von Energie, wie Schwingungsenergie oder Laserenergie oder dergleichen, versehen sein oder werden. Der Bereich zum Einbringen von Energie, wie Schwingungsenergie oder Laserenergie oder dergleichen, ist oder wird dabei bevorzugt zumindest in einem ersten Bereich 420 angeordnet, der zumindest bereichsweise in dem Verbindungsbereich 4 liegt. Der Bereich zum Einbringen von Energie, wie Schwingungsenergie oder Laserenergie oder dergleichen, kann dabei bevorzugt den Heizdraht 2 überlappen und sich insbesondere über den Heizdraht 2 hinaus erstrecken, wie dies durch Fig. 11 beispielhaft veranschaulicht ist. Zum Einbringen von Schwingungsenergie wird vorzugsweise eine Ultraschall erzeugende Sonotrode im Bereich 42a zum Einbringen von Schwingungsenergie angelegt. In dem Bereich 42a kann es infolge des Ultraschalls zum Einsinken der dortigen Oberlage 42 führen und/oder somit zu einem elektrischen Verbund mit der Unterlage 41 und/oder dem Heizdraht 2 führen. Dieser Verbund liegt beispielsweise in Fig. 11 in dem Verbindungsbereich 4 vor. Hierbei kann der auf der Trägerschicht 3 aufgebrachte Heizdraht 2 im Verbindungsbereich 4 bevorzugt eine Isolation aufweisen und der Schritt i) ein Einbringen von Ultraschallschwingungsenergie umfassen. Es ist auch denkbar, dass der Heizdraht 2 zumindest im Verbindungsbereich 4 oder vollständig unisoliert auf die Trägerschicht 3 aufgebracht und bereitgestellt wird.
Fig. 12 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs des Kunststoffartikels 1 , wie dieser durch Fig. 11 veranschaulicht ist, bis auf, dass die Oberlage 42 eine Leitschicht und eine leitfähige Kleberschicht umfasst oder daraus besteht. Die Oberlage 42 wird so insbesondere als ein Klebe-Kontaktpad aufgebracht. Die Unterlage 41 ist insbesondere auch ein Klebe-Kontaktpad und weist vorzugsweise eine Leitschicht und eine Klebeschicht auf, wie dies insbesondere zu Fig. 2 beschrieben ist. Zur Herstellung des beispielhaft durch Fig. 12 veranschaulichten Kunststoffartikels 1 , kann beispielsweise eine wie zu Fig. 3, Fig. 5 oder Fig. 7 bereitgestellte Trägerschicht 3 samt der Unterlage 41 mit der Oberlage 42, welche insbesondere eine Leitschicht und eine leitfähige Kleberschicht umfasst, versehen sein oder werden. Bevorzugt kann hierbei der Heizdraht 2 im Verbindungsbereich 4 oder vollständig unisoliert oder vollständig isoliert auf die Trägerschicht 3 aufgebracht und bereitgestellt werden. Insbesondere mittels des Einbringens von Energie, insbesondere von Ultraschall-Energie, kann ein leitfähiger Verbund aus Heizdraht 2, Unterlage 41 und Oberlage 42 erhalten werden. Der so erhaltene Kunststoffartikel ist beispielhaft durch Fig. 13 veranschaulicht.
Fig. 13 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs des hergestellten Kunststoffartikels 1 . Der Kunststoffartikel 1 ist insbesondere nach einem Einbringen von Ultraschall- Energie in den durch Fig. 12 veranschaulichten Kunststoffartikel 1 gezeigt. Vorzugsweise wird durch das Einbringen von Ultraschall-Energie ein elektrisch leitfähiger Verbund aus der Unterlage 41 und der Oberlage 42 und dem Heizdraht 2 erhalten. Der Bereich 42a im Bereich der Oberlage 42 stellt insbesondere den Bereich dar, in dem die Energie eingetragen wurde, die letztendlich zum elektrischen Verbund der Unterlage 41 , des Heizdrahtes 2 und der Oberlage 42 führt.
Fig. 14 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs einer Trägerschicht 3, wobei im Anschlussbereich 5 ein Durchgang 8 vorgesehen ist. Hierzu kann eine wie insbesondere zu Fig. 1 und Fig. 2 beschriebene Trägerschicht 2 bereitgestellt und mit dem Durchgang 8 versehen werden oder diesen bereits aufweisen. Eine derartige Trägerschicht 3 kann zur Herstellung von Kunststoffartikeln 1 , wie diese durch die vorigen Figuren 1 bis 13 veranschaulicht wurden, verwendet werden, bzw. in den so hergestellten Kunststoffartikeln 1 enthalten sein. Vorzugsweise wird der Durchgang 8 eingebracht, bevor der Heizdraht 2 und insbesondere bevor das Brückenelement 40 aufgebracht wird.
Fig. 15 veranschaulicht eine wie insbesondere anhand und Fig. 2 veranschaulichte Trägerschicht 2 mit der Unterlage 41 und ein entsprechendes Verfahren, bis auf, dass die anhand der Fig. 14 veranschaulichte Trägerschicht 2 verwendet wird. Fig. 16 veranschaulicht eine wie anhand der Fig. 5 veranschaulichte Trägerschicht 2 mit der Unterlage 41 und dem Heizdraht 2 und ein entsprechendes Verfahren, bis auf, dass die anhand der Fig. 14 veranschaulichte Trägerschicht 2 verwendet wird.
Fig. 17 veranschaulicht einen wie anhand der Fig. 6 veranschaulichten Kunststoffartikel 1 und ein entsprechendes Verfahren, bis auf, dass die anhand der Fig. 14 veranschaulichte Trägerschicht 2 mit dem Durchgang 8 verwendet wird oder vorliegt. Mittels des Durchgangs 8 ist es beispielsweise möglich, das Brückenelement 40 von einer dem Heizdraht abgewandten Seite der Trägerschicht 3 (in der Seitenansicht von Fig. 17 beispielsweise von unten) und/oder von der dem Heizdraht 2 zugewandten Seite der Trägerschicht 3 aus (in der Seitenansicht von Fig. 17 beispielsweise von oben) zu kontaktieren. Wie insbesondere hier zu sehen ist, überlappt das Brückenelement 40, insbesondere die Unterlage 41 und/oder die Oberlage 42, bevorzugt den Durchgang 8.
Fig. 18 veranschaulicht einen wie insbesondere anhand der Fig. 11 veranschaulichten Kunststoffartikel 1 und ein entsprechendes Verfahren, bis auf, dass die insbesondere anhand der Fig. 14 veranschaulichte Trägerschicht 3 mit dem Durchgang 8 verwendet wird. Mittels des Durchgangs 8 ist es beispielsweise möglich, das Brückenelement 40 von beiden Seiten der Trägerlage 3 zu kontaktieren. Wie insbesondere hier zu sehen ist, überlappt das Brückenelement 40, insbesondere die Unterlage 41 und/oder die Oberlage 42, bevorzugt den Durchgang 8.
Fig. 19 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs einer Trägerschicht 3, welche den Heizdraht 2 aufweist und für einen Kunststoffartikel 1 mit einer Überlappung von Verbindungsbereich 4 und Anschlussbereich 5 vorgesehen ist bzw. dafür bereitgestellt wird. Vorzugsweise ist oder wird hierbei der Heizdraht 2 also auch in dem Anschlussbereich 5 vorgesehen. Wie beispielhaft durch Fig. 19 veranschaulicht ist, kann der Heizdraht 2 somit im Verbindungsbereich 4 und im Anschlussbereich 5 mäanderförmig sein. Andere Formen sind auch denkbar, sofern der Heizdraht 2 in dem Verbindungsbereich 4 und im Anschlussbereich 5 eine erhöhte Flächendicht aufweist und/oder eine Abfolge mehrerer Bahnen, die durch Kurven und/oder Ecken des Heizdrahts 2 miteinander verbunden sind, und bevorzugt Spaltstrukturen ausbilden, die vorteilhafterweise verbesserte Benetzung mit einem flüssigen Medium bieten. Beispielsweise können wie zu Fig. 26 beschriebene Formen vorliegen und/oder Formen der obigen Ausführungen vorliegen.
Fig. 20 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs des Kunststoffartikels 1 , welcher insbesondere mittels einer wie zu Fig. 19 veranschaulichten Trägerschicht 3 mit dem Heizdraht 2 hergestellt ist oder wird. Hierbei wird das Brückenelement 40 nur von der Oberlage 42 gebildet. Die Oberlage 42 ist dabei insbesondere eine Lotschicht 42, welche auf den Heizdraht 2 aufgebracht wird. Schritt i) und Schritt B) sind also bevorzugt ein Verlöten des Heizdrahts 2 mittels der Oberlage 2 in Form einer Lotschicht. Der Heizdraht 2 kann auch hierbei zumindest im Verbindungsbereich 4 unisoliert oder vollständig unisoliert oder vollständig isoliert auf der Trägerschicht 2 aufgebracht und bereitgestellt werden. Aufwändige Verfahrensschritte mit einer vorgelagerten Bereitstellung von Kontaktpads, wie Klebe-Kontaktpads oder gedruckte Pads, können daher eingespart werden. Insbesondere bei einer derartigen Ausführung wird der Vorteil einer verbesserten Benetzung im Verbindungsbereich 42 ausgenutzt, indem die Oberlage 42 bevorzugt als ein flüssiges Medium aufgetragen und in direkten Kontakt mit dem Heizdraht 2 gebracht wird. Da, wie durch Fig. 19 veranschaulicht ist, eine Vielzahl von Spalten durch den Heizdraht 2 bereitgestellt wird, ist hierbei eine besonders gute Benetzungsfähigkeit mit einem die Oberlage 42 ausbildenden Lot möglich. Fig. 21 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs eines Kunststoffartikels 1 , wie dieser insbesondere zu Fig. 19 und zu Fig. 20 beschrieben ist, bis auf, dass der Kunststoffartikel 1 eine Trägerschicht 2 aufweist, wie diese insbesondere zu Fig. 14 beschrieben ist. Im Anschlussbereich 5 ist oder wird hierbei also ein Durchgang 8 vorgesehen, vorzugsweise bevor der Heizdraht 2 und insbesondere bevor die Oberlage 42 aufgebracht wird. Zudem ist der Verbindungsbereich 4 mit dem Durchgang 8 überlappend angeordnet. Damit liegt der Heizdraht 2 vorzugsweise teilweise mit dem Durchgang 8 überlappend und die Oberlage 42 vorzugsweise den Durchgang 8 vollständig überdeckend vor. Hierzu ist oder wird der Heizdraht 2 bevorzugt wie insbesondere schematisch durch Fig. 22 veranschaulicht ist, mit mehreren den Durchgang 8 überlappenden Bahnen 20 aufgebracht. Es ist auch denkbar, mehrere Durchgänge im Anschlussbereich 5 und/oder im Verbindungsbereich 4 vorzusehen, insbesondere um eine weitere elektrische und/oder mechanische Verbindungsmöglichkeit auszubilden. Der Durchgang 8 ermöglicht insbesondere eine in Bezug auf die Trägerschicht 2 beidseitig mögliche elektrische Kontaktierung des Heizdrahts 2.
Fig. 22 veranschaulicht schematisch eine Trägerschicht 2 mit einem Durchgang 8 und mit dem Heizdraht 2, wobei der Heizdraht 2 in dem Verbindungsbereich 4 mit dem Durchgang 8 überlappt. Somit ist es insbesondere möglich, dass eine zuverlässige Verbindung des Heizdrahts 2 und der Oberlage 42 über den Durchgang 8 hinweg gebildet werden kann.
Fig. 23 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs eines Kunststoffartikels 1 mit einem dreidimensionalen Verbindungsbauteil 43. In diesem Beispiel ist das Verbindungsbauteil 43 eine Öse, welche in dem Anschlussbereich 5 in einem Durchgang 8 in der Trägerschicht 3 befestigt ist und insbesondere zwei Ösen- Teilelemente, nämlich ein Ösen-Oberteil und ein Ösen-Unterteil aufweist. Hierzu ist oder wird der Heizdraht 2 bevorzugt wie schematisch durch Fig. 22 veranschaulicht ist, so aufgebracht und insbesondere so beabstandet, dass es durch die Einbringung der Öse zu keiner Durchtrennung oder Beschädigung des Heizdrahtes 2 kommt. Die gesamte Öse wird dabei beispielsweise durch eine „Pick and Place“-Vorrichtung, insbesondere einen computergesteuerten „Pick and Place“-Roboter, bereitgestellt, wobei die Vorrichtung die beiden Ösen-Teilelemente, nämlich Ösen-Oberteil und Ösen-Unterteil, positionsgenau in die Trägerschicht 3 platziert und verpresst. Mittels der Öse ist vorteilhafterweise eine beidseitige Kontaktierung des Heizdrahts 2 möglich. Der Heizdraht 2 ist hierbei vorzugsweise zumindest im Verbindungsbereich 4 unisoliert oder vollständig unisoliert auf die Trägerschicht 3 aufgebracht und mit dieser bereitgestellt. Somit kann ein zusätzlicher Schritt zum Freilegen des Heizdrahts 2 eingespart werden.
Fig. 24 zeigt schematisch eine Draufsicht sowie unten schematisch eine Seitenansicht eines Bereichs eines Kunststoffartikels 1 mit einem dreidimensionalen Verbindungsbauteil 43. In diesem Beispiel ist das Verbindungsbauteil 43 ein Crimpelement, welches insbesondere eine Anschlussfläche in dem Anschlussbereich 5 bereitstellt und bevorzugt mittels einer Crimpverbindung an der Trägerschicht 3 befestigt ist oder wird. Vorzugsweise weist das dreidimensionale Verbindungsbauteil 43 hierzu ein oder mehrere vom Rand der Anschlussfläche abstehende Elemente auf, welche mittels ein oder mehrerer Durchgänge gehalten werden. Die abstehenden Elemente sind hierzu beispielsweise plastisch verformbar und/oder verformt.
Fig. 24 veranschaulicht ein Beispiel mit 6 Durchgängen 8 in der Trägerschicht 2 und sechs vom Crimpelement abstehenden Elementen 431 , die jeweils in einem Durchgang 8 angeordnet sind. Eine andere Anzahl ist auch denkbar, z.B. dass nur zwei Durchgänge 8 und zwei abstehende Elemente 431 , vorgesehen sind. Vorzugsweise sind zumindest zwei der abstehenden Elemente 431 in Richtung der aufeinander abfolgenden Bahnen des Heizdrahts 2 gegenüberliegend am Rand des Crimpelements angeordnet. Der Heizdraht 2 ist hierbei vorzugsweise zumindest im Verbindungsbereich 4 unisoliert oder vollständig unisoliert auf die Trägerschicht aufgebracht und mit dieser bereitgestellt. Somit kann ein zusätzlicher Schritt zum Freilegen des Heizdrahts 2 eingespart werden.
Wie durch Fig. 23 und 24 veranschaulicht ist, ist es also auch möglich, dass der Kunststoffartikel 1 als Brückenelement 40 ein dreidimensionales Verbindungsbauteil 43 aufweist, das über eine formschlüssige und/oder eine kraftschlüssige Befestigung in den Kunststoffartikel 1 integriert ist. Derartige dreidimensionale Verbindungbauteile sind insbesondere aus Metall und in Kontakt mit dem Heizdraht 2 gebracht. Der Anschlussbereich 5 wird so insbesondere von einer Oberfläche des dreidimensionalen Verbindungsbauteils 43 gebildet. Da es sich beispielsweise um starre Körper handeln kann, welche bei einer Verschiebung den Kontakt zu dem Heizdraht 2 verlieren können, ist es hier von Vorteil mittels einer Abfolge von Bahnen des Heizdrahts die Fehlkontaktierungswahrscheinlichkeit herabzusetzen. Vorteilhaft ist zudem insbesondere, dass Verfahrensschritte zum Bereitstellen und Aufbringen von Klebe-Kontaktpads oder gedruckten Kontaktpads eingespart werden können.
Fig. 25 veranschaulicht schematisch einen Schritt des Hinterspritzens der Trägerschicht 3 mit einer Spritzgussmasse 6. Die Trägerschicht 3 weist dabei insbesondere zumindest den Heizdraht 2 auf. Bei der gezeigten Ansicht der Trägerschicht 3 mit dem Heizdraht 2 kann es sich insbesondere um einen Schnitt durch einen Teilbereich des Verbindungsbereichs 4, worin kein Brückenelement 40 angeordnet ist, handeln. Bei dem Schritt des Hinterspritzen wird eine Kavität von der Wandung 71 und der Wandung 72 gebildet und die Trägerschicht 2 ist an der Wandung 72 angelegt. Die Spritzgussmasse 6 wird in die Kavität eingespritzt. Fig. 25 stellt hierzu ein Strömungsprofil der eingespritzten Spritzgussmasse 6 vereinfacht als ein ankommendes und gleichmäßiges Strömungsprofil dar. In dem Bereich 22 ist eine in Strömungsrichtung der Spritzgussmasse 6 zuerst angeordnete Bahn angeordnet, welche für die anströmende Spritzgussmasse 6 eine „Front“ darstellen und so die Belastungen auf stromabwärts liegende Bahnen reduzieren kann. Liegen also beispielsweise in der Strömungsrichtung der Spritzgussmasse 6 mehrere Bahnen des Heizdrahts 2 hintereinander vor (z.B. durch parallele Bahnen eines mäanderförmigen Heizdrahts 2), so ist es möglich, dass entlang der Strömungsrichtung auf stromabwärts angeordnete Bahnen geringere Scherkräfte als auf die zuerst angeordnete Bahn in dem Bereich 22 bzw. als auf stromaufwärts angeordnete Bahnen wirken. Der Heizdraht 2 ist in diesem Beispiel somit so angeordnet, dass Scherkräfte und Verschiebungskräfte durch die anströmende Spritzgussmasse 6 verringert werden.
Fig. 26 veranschaulicht schematisch und beispielhaft die Abmessungen des zumindest einen Heizdrahts 2 in dem Verbindungsbereich 4.
Bevorzugt ist, dass zumindest zwei zueinander benachbarte Bahnen 20 oder alle zueinander benachbarte Bahnen 20 jeweils einen Abstand F in einem Bereich von 0 mm bis 12 mm, vorzugsweise von 0,02 mm bis 12 mm, bevorzugt von 0,02 bis 1 mm, aufweisen. Der Abstand F der Bahnen 20 wird bevorzugt zwischen Außenflächen der jeweiligen Bahnen 20 gemessen. Zueinander benachbart bedeutet insbesondere ohne dazwischenliegende Bahnen, wie dies für die in Fig. 26 gezeigten Bahnen 20 der Fall ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Bahnen samt der Kurven und/oder Ecken in einem Bereich mit einer Breite H in einem Bereich von 1 mm bis 50 mm, bevorzugt von 3 mm bis 7 mm, und/oder mit einer Höhe L in einem Bereich von 1 mm bis 70 mm, bevorzugt von 3 mm bis 15 mm, verlaufen. Die Breite H wird dabei vorzugsweise senkrecht zur Höhe L gemessen. Wie in Fig. 26 zu sehen ist, ist es möglich, dass die Bahnen samt der Kurven und/oder Ecken in einem Bereich mit einer Breite H und einer Höhe L vorgesehen sind oder werden, wobei die Höhe L größer ist als die Breite H. Der Abstand F der Bahnen wird bevorzugt in Richtung der Höhe L gemessen. Vorzugsweise weist die Unterlage 41 und/oder die Oberlage 42 in Richtung der Höhe L größere Abmessungen auf als in Richtung der Breite H. Insbesondere weist der Verbindungsbereich 4 die angegebene Breite H und/oder Höhe L auf.
Der Heizdraht 2 und/oder die Bahnen 20 sind oder werden vorzugsweise mit einem Durchmesser D in einem Bereich von 20 pm bis 350 pm, bevorzugt von 75 pm bis 120 pm, aufgebracht. Selbstverständlich können die aufgeführten Ausführungsvarianten beliebig miteinander kombiniert werden und stellen keine Limitierung dar.
Figure imgf000056_0001
1 Kunststoffartikel
2 Heizdraht
20 Bahnen
200 Zuführvorrichtung
21 Kurven
22 Bereich
3 Trägerschicht
4 Verbindungsbereich
40 Brückenelement
41 Unterlage
42 Oberlage
43 dreidimensionales Verbindungsbauteil
431 abstehende Elemente
5 Anschlussbereich
6 Spritzgussmasse
71 , 72 Wandung einer Kavität
8 Durchgang

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffartikels (1 ) mit zumindest einem Heizdraht (2), der mit einer Trägerschicht (3) verbunden ist und zumindest in einem Anschlussbereich (5) über ein Brückenelement (40), insbesondere mittels ein oder mehrerer elektrischer Kontaktierungsmittel, elektrisch kontaktiert und/oder elektrisch kontaktierbar ist, wobei das Brückenelement (40) elektrisch leitfähig ist und ein oder mehrere der folgenden Elemente ist oder umfasst: eine Unterlage (41 ), eine Oberlage
(42), ein dreidimensionales Verbindungsbauteil (43), das über eine formschlüssige und/oder eine kraftschlüssige Befestigung in den Kunststoffartikel (1 ) integriert ist, wobei bei dem Verfahren zumindest einer der folgenden Schritte durchgeführt wird:
A) Bereitstellen der Trägerschicht (3), welche mit der Unterlage (41 ) versehen ist oder wird, und anschließendes Aufbringen des zumindest einen Heizdrahts (2) auf die Trägerschicht (3) und die Unterlage (41 ),
B) Bereitstellen der Trägerschicht (3), welche mit dem zumindest einen Heizdraht (2) versehen ist oder wird, und anschließendes
Aufbringen der Oberlage (42) auf die Trägerschicht (3) und auf den zumindest einen Heizdraht (2), und/oder
C) Bereitstellen der Trägerschicht (3), welche mit dem zumindest einen Heizdraht (2) versehen ist oder wird, und formschlüssiges und/oder kraftschlüssiges Befestigen des dreidimensionalen Verbindungsbauteils
(43), wobei die Schritte A), B) und/oder C) derart durchgeführt werden, dass das Brückenelement (40) in dem Verbindungsbereich (4) und in dem Anschlussbereich (5) vorliegt, wobei das Brückenelement (40) direkt an den zumindest einen Heizdraht (2) angrenzt und/oder den zumindest einen Heizdraht (2) teilweise überlappt und sich über den zumindest einen Heizdraht (2) hinaus erstreckt, und wobei folgender Schritt durchgeführt wird: i) Elektrisch leitfähiges Verbinden des zumindest einen Heizdrahts (2) und des zumindest einen Brückenelements (40 ) in dem Verbindungsbereich (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Heizdraht (3) zumindest in dem Verbindungsbereich (4) entweder freigelegt wird durch einen Energieeintrag des Vorgangs zum elektrisch leitfähigen Verbinden des zumindest einen Heizdrahts (2) mit dem zumindest einen Brückenelement (40), wobei eine den zumindest einen Heizdraht (2) umhüllende elektrisch nicht leitende Isolation, vorzugsweise elektrisch nicht leitende Isolationslackschicht, zumindest bereichsweise von dem zumindest einen Heizdraht (2) entfernt wird, oder bereits freiliegend ist, wenn die Trägerschicht (2) bereitgestellt wird und mit dem zumindest einen Heizdraht (2) versehen ist oder wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Heizdraht (3) ohne Isolation, vorzugsweise ohne Isolationslackschicht, auf die Trägerschicht aufgebracht wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Heizdraht (2) teilweise mit der Isolation, vorzugsweise der Isolationslackschicht, versehen wird, wobei der zumindest eine Heizdraht (2) in einem dem Verbindungsbereich (4) zugeordneten Bereich nicht mit der Isolationslackschicht versehen wird, bevor der zumindest eine Heizdraht (2) auf die Trägerschicht (3) aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (41 ) und/oder die Oberlage (42) eine Leitschicht, die elektrisch leitfähig ist, ist oder umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschicht im Verbindungsbereich (4) und im Anschlussbereich (5) aufgebracht ist oder wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschicht der Unterlage (41 ) und/oder der Oberlage (42) eine Leitlackschicht und/oder eine Druckschicht ist oder umfasst, welche durch ein Druckverfahren aufgebracht wird, insbesondere durch ein Siebdruckverfahren und/oder ein Tiefdruckverfahren und/oder ein Flexodruckverfahren und/oder ein Digitaldruckverfahren, vorzugsweise ein Inkjetverfahren.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschicht der Unterlage (41 ) und/oder der Oberlage (42) direkt in Kontakt mit der Trägerschicht (3) und/oder dem zumindest einen Heizdraht (2) aufgebracht ist oder wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (41) und/oder die Oberlage (42) eine klebstoff-freie Oberfläche ist oder umfasst, wobei bevor die Trägerschicht (2) mit der Unterlage (41 ) und/oder der Oberlage (42) versehen wird, eine Kleberschicht auf einen mit der klebstoff-freien Oberfläche zu versehenden Bereich aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt B) die Oberlage (42) zumindest bereichsweise auf die Unterlage (41 ) aufgebracht wird.
11 .Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden in Schritt i) ein Verlöten des zumindest einen Brückenelements (40) mit dem zumindest einen Heizdraht (2) umfasst, insbesondere wobei die Oberlage (42) in Form einer Lotschicht oder eine Lotschicht umfassend aufgebracht wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden in Schritt i) durch Herstellung eines direkten Kontakts des zumindest einen Heizdrahts (2) mit zumindest einer Leitschicht, insbesondere Leitlackschicht, durchgeführt wird, wobei die zumindest eine Leitschicht, insbesondere Leitlackschicht, von der Unterlage (41 ) und/oder von der Oberlage (42) umfasst ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verbinden in Schritt i) durch einen Energieeintrag des Schritts i), vorzugsweise mittels Ultraschalls oder Laserstrahlung, ein elektrisch leitfähiger Verbund aus dem zumindest einen Brückenelement (40), insbesondere der Unterlage (41 ) und der Oberlage (42) erhalten wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Heizdraht (2) unter einem Einwirken von Ultraschall oder von Laserstrahlung mit der Trägerschicht (3) verbunden wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Heizdraht (2) im Verbindungsbereich (4) mit einer Form auf die Trägerschicht (3) und optional auf die Unterlage (41 ) aufgebracht ist oder wird, welche sich durch eine erhöhte Flächendichte auszeichnet.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Heizdraht (2) im Verbindungsbereich (4), insbesondere in einem mit dem zumindest einen Brückenelement (40) überlappenden Bereich des Verbindungsbereichs (4), in eine Richtung eine Abfolge mehrerer Bahnen (20) aufweist.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen durch Kurven (21 ) und/oder Ecken miteinander verbunden sind.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei benachbarte Bahnen (20) oder alle benachbarten Bahnen (20) einen Abstand in einem Bereich von 0 mm bis 12 mm, vorzugsweise von 0,02 mm bis 12 mm, bevorzugt von 0,02 bis 1 mm, aufweisen und/oder die Bahnen (20) Spaltstrukturen bilden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen (20) samt der Kurven (21 ) und/oder Ecken in einem Bereich mit einer Breite in einem Bereich von 1 mm bis 50 mm, bevorzugt von 3 mm bis 7 mm, und/oder mit einer Höhe in einem Bereich von 1 mm bis 70 mm, bevorzugt von 3 mm bis 15 mm, verlaufen.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Heizdraht (2) und/oder die Bahnen (20) einen Durchmesser in einem Bereich von 20 pm bis 350 pm, bevorzugt von 75 pm bis 120 pm, aufweisen.
21 .Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (41 ) und/oder die Oberlage (42) mehrere oder alle der Bahnen (20) überlappend und sich über diese mehreren oder allen Bahnen (20) hinaus erstreckend aufgebracht ist oder wird.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Schicht der Unterlage (41 ) und der Oberlage (42) als ein flüssiges Medium und/oder eine leitfähige Paste aufgetragen und vorzugsweise in direkten Kontakt mit dem zumindest einen Heizdraht (2), insbesondere mit der Abfolge mehrerer Bahnen (20), gebracht wird.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (3) im Verbindungsbereich (4) und/oder im Anschlussbereich (5) zumindest einen Durchgang (8) aufweist oder damit versehen wird.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfolge mehrerer Bahnen (20) des Heizdrahts sich zumindest teilweise über den zumindest einen Durchgang (8) erstreckt.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Durchgang (8) das dreidimensionale Verbindungsbauteil (43) angeordnet ist oder wird.
26. Kunststoffartikel (1 ), insbesondere hergestellt mit dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem Heizdraht (2), der mit einer Trägerschicht (3) verbunden ist und in einem Anschlussbereich (5) über zumindest ein Brückenelement (40), insbesondere mittels ein oder mehrerer elektrischer Kontaktierungsmittel, elektrisch kontaktiert und/oder elektrisch kontaktierbar ist, wobei das Brückenelement (40) ein oder mehrere der folgenden Elemente ist oder umfasst: eine Unterlage (41 ), eine Oberlage (42), ein dreidimensionales Verbindungsbauteil (43), das über eine formschlüssige und/oder eine kraftschlüssige Befestigung in den Kunststoffartikel (1 ) integriert ist, wobei das Brückenelement (40) elektrisch leitfähig ist und in einem Verbindungsbereich (4) elektrisch leitfähig mit dem zumindest einen Heizdraht (2) verbunden ist sowie in dem Anschlussbereich (5) vorliegt, wobei das Brückenelement (40) direkt an den zumindest einen Heizdraht (2) angrenzt und/oder den zumindest einen Heizdraht (2) teilweise überlappt und sich über den zumindest einen Heizdraht (2) hinaus erstreckt. 27. Kunststoffartikel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Heizdraht (3) zumindest in dem Verbindungsbereich (4) freigelegt ist durch einen Energieeintrag des Vorgangs zum elektrisch leitfähigen Verbinden des zumindest einen Heizdrahts (2) mit dem zumindest einen Brückenelement (40), wobei eine den zumindest einen Heizdraht (2) umhüllende elektrisch nicht leitende Isolation, vorzugsweise eine elektrisch nicht leitende Isolationslackschicht, zumindest bereichsweise von dem zumindest einen Heizdraht (2) entfernt ist, oder bereits freiliegend ist, wenn die Trägerschicht (3) bereitgestellt wird und mit dem zumindest einen Heizdraht (2) versehen wird.
28. Kunststoffartikel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Heizdraht (2) im Verbindungsbereich (4), insbesondere in einem mit dem zumindest einen Brückenelement (40) überlappenden Bereich des Verbindungsbereichs (4), in eine Richtung eine Abfolge mehrerer Bahnen (20) aufweist.
29. Kunststoffartikel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage (41) und/oder die Oberlage (42) eine Leitschicht, die elektrisch leitfähig ist, ist oder umfasst.
30. Kunststoffartikel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschicht der Unterlage (41 ) und/oder der Oberlage (42) eine Leitlackschicht und/oder eine Druckschicht ist oder umfasst.
31 . Kunststoffartikel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschicht der Unterlage (41 ) und/oder der Oberlage (42) direkt in Kontakt mit der Trägerschicht (3) und/oder dem zumindest einen Heizdraht (2) aufgebracht ist.
32. Kunststoffartikel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (3) im Verbindungsbereich (4) und/oder im Anschlussbereich (5) zumindest einen Durchgang (8) aufweist.
33. Kunststoffartikel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Durchgang (8) das dreidimensionale Verbindungsbauteil (43) angeordnet ist oder wird.
34. Kunststoffartikel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfolge mehrerer Bahnen (20) des Heizdrahts sich zumindest teilweise über den zumindest einen Durchgang (8) erstreckt.
35. Kunststoffartikel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffartikel eine Kunststoffspritzgussmasse auf einer mit dem zumindest einen Heizdraht (2) und dem Brückenelement (40) versehenen ersten Seite der Trägerschicht (2) und/oder auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite aufweist.
36. Kunststoffartikel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffartikel ein oder mehrere Kontaktierungsmittel umfassend zumindest eine Kontaktbuchse aufweist.
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