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片型歐姆加熱元件的製作方法

2023-05-28 12:11:16 3

片型歐姆加熱元件的製作方法
【專利摘要】一種片型歐姆加熱元件(10)包括具有施加在其上的PTC材料層(14)的基片(12)和放置在所述PTC材料層上面的保護性覆蓋片(16)。保護性覆蓋片延伸超過PTC材料層的邊界,並且圍繞PTC材料層的邊界沿周邊附著到基片上。保護性覆蓋片和PTC材料層被彼此非粘合性接觸地布置。
【專利說明】片型歐姆加熱元件
【技術領域】
[0001]本發明總體上涉及片型歐姆加熱元件,具體地說是包括正溫度係數(PTC)材料層的類型。
【背景技術】
[0002]片型歐姆加熱元件具有呈柔性從而可以被安裝在幾乎任何形狀的表面上的優點。
[0003]PTC材料是其電阻率隨溫度升高而升高的材料。溫度係數表示每單位溫度的升高而增加的阻力。具有這種PTC特性的加熱元件自我調節其發出的熱量。當使電流流過加熱元件時,加熱元件的溫度升高。由於電阻增加,電流被減小直至達到平衡。
[0004]現有技術的片型歐姆加熱元件在文獻US2010/0038356中進行了描述。該加熱元件包括基片,其承載著具有正溫度係數的印刷聚合物電阻器以及接觸該電阻器的電極。覆蓋片布置在附著於基片上的聚合物電阻器和電極的上方,以便保護它們。覆蓋片通過熱熔性樹脂層固定到基片上,該熱熔性樹脂層被施加遍布與基片、聚合物電阻器和電極建立接觸的覆蓋片的表面。
[0005]這種歐姆加熱元件的缺點在於,PTC材料和熱熔性樹脂的緊密接觸可改變(降低)PTC材料的電特性。
[0006]目前解決這個問題的方案是在設計階段考慮電特性的變化。前期以如下方式調節PTC材料的特性,即,使得這些特性由於施加粘合劑而經歷的劣化產生正確的目標值。經驗表明,準確地選擇生產參數是關鍵的,以保持批與批之間的差異在容許極限內。
[0007]另一個解決方案是僅僅使用先前已被歸類為彼此相容的成對的PTC材料和粘合齊U。然而在實踐中,在PTC材料和/或粘合劑的組成或生產參數的組成中的微小變化可能產生不理想的結果。
[0008]所有這些解決方案都給產品開發和生產帶來重要制約,從而導致相對高的生產成本。
[0009]技術問題
[0010]本發明的目的在於減少上文提到的問題。該目的是利用總體上根據權利要求1所述的片型歐姆加熱元件來實現的。
[0011]本發明的總體描述
[0012]一種片型歐姆加熱元件包括具有施加在其上的PTC材料層(當被電流穿過時產生熱量)的基片和放置在所述PTC材料層上面的保護性覆蓋片。所述保護性覆蓋片延伸超過所述PTC材料層的邊界並圍繞所述PTC材料層的邊界沿周邊附著到所述基片上。根據本發明,所述保護性覆蓋片和所述PTC材料層被彼此非粘合性接觸地布置。具體地說,所述PTC材料和所述覆蓋片不利用任何粘合劑直接結合到彼此上。
[0013]本領域技術人員將認識到,覆蓋片和基部的周邊固定形成緊密的密封,使得對PTC材料的保護得以保證。
[0014]還將認識到,PTC材料和覆蓋片彼此處於機械(雖然不是粘合劑)接觸,從而允許足夠的熱流量。
[0015]本發明的優點在於,PTC材料的特性不會由於PTC材料層和保護性覆蓋片之間的粘合或化學結合而劣化。因此,本發明也適用於PTC材料和固定類型的幾乎任意組合,從而降低在材料相容性方面的限制。
[0016]優選地,所述保護性覆蓋片和所述基片經由粘合劑層附著到彼此上。另外或可選地,所述保護性覆蓋片和所述基片可以經由一個或多個焊接點附著到彼此上。然而,另一種可能是通過機械固定(使用例如來自Gottlieb Binder GmbH&Co KG公司的Gecko?帶)連接所述保護性覆蓋片和所述基片。
[0017]優選地,所述基片和所述保護性蓋中的至少一個由選自(聚氨酯),PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯),PEN(聚萘二甲酸),PI (聚醯亞胺),PEI (聚醚醯亞胺),PES(聚醚碸),PS(聚碸),PE(聚乙烯),PP(聚丙烯)等的材料製成。更優選地,所述基片和所述保護性蓋中兩者都由選自PU,PET,PEN, PI, PEI,PES, PS, PE, PP等的材料製成。
[0018]根據本發明的優選實施例,所述PTC材料層印刷在所述基片上。
[0019]所述基片和/或所述保護性覆蓋片可以是膜、紡織片材或非織造片材。
[0020]所述基片和/或所述保護性覆蓋片中的每個可由單層片材構成或具有多個層(相同或不同材料的多個層)。
[0021]有利的是,所述PTC材料層包括沒有PTC材料的一個或多個間隙(開口或空隙),其中,所述保護性覆蓋片面對所述基片並附著到所述基片上。以如下方式選擇間隙的尺寸,即,使得所述保護性覆蓋片和所述基片之間的粘合劑或焊接點不接觸PTC材料。
[0022]本領域技術人員將認識到,片型歐姆加熱元件具有許多應用,例如在汽車行業。根據本發明的片型歐姆加熱元件可以例如用在座椅加熱器中或作為組合的加熱器和電容傳感系統中的電容傳感電極。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]現在將參考附圖,通過實例描述本發明的優選實施例,其中:
[0024]圖1是根據本發明的片型歐姆加熱元件的第一優選實施例的示意性剖視圖;
[0025]圖2是圖1所示加熱元件的不同層的示意圖;
[0026]圖3是根據本發明的片型歐姆加熱元件的第二優選實施例的示意性剖視圖;
[0027]圖4是車輛座椅的示意圖,該車輛座椅配備有包括根據本發明的柔性片型歐姆加熱元件的組合的座椅加熱器和電容式佔用傳感系統。
【具體實施方式】
[0028]根據本發明的片型歐姆加熱元件10的第一優選實施例在圖1和2中示出。加熱元件10包括基片12 (例如紡織片材、非織造片材或承載膜),優選地由PU,PET, PEN, PI, PEI,PES, PS, PE或PP製成。基片12承載PTC材料層14,PTC材料層14在電流流過它時產生熱量。PTC材料層14優選由PTC墨的印刷層和固化層構成。保護性覆蓋片16(例如,紡織片材或膜)布置在PTC材料層14的上方。保護性覆蓋片16可以由與基片12相同的材料製成。保護性覆蓋片延伸超過PTC材料層的邊界,並且圍繞PTC材料層的邊界沿周邊附著到基片上。在所示實施例中,保護性覆蓋片16和基片12之間的固定通過粘合劑層18(例如熱熔樹脂,舉例來說聚醯胺和/或共聚醯胺,或丙烯酸類施放器比如轉印帶,或單面間隔件或雙面間隔件)得以實現。保護性覆蓋片16和PTC材料層14被彼此非粘合性接觸地布置。換句話說,PTC材料和粘合劑的層不重疊。
[0029]保護性覆蓋片16和基片12之間的固定一直圍繞PTC材料層14延伸,以便形成緊密的密封。本領域技術人員將會理解,由於保護性覆蓋片不與PTC層固定地接觸的事實,PTC材料的熱-電特性保持基本不變。
[0030]如圖2所示,PTC材料層14被導電電極20接觸。這些電極20優選地由導電材料(如銀或石墨墨水)的印刷層構成。
[0031]圖2還示出PTC材料層14包圍幾個空隙22 (沒有PTC材料)。在這些空隙22中,保護性覆蓋片16面對基片12。粘合劑層18包括布置在空隙中以便將保護性覆蓋片16和基片12彼此固定的孤立的粘合劑點24。這些空隙的尺寸選擇為使得粘合劑點24不接觸PTC材料。通過提供基片12和保護性覆蓋片16之間的局部連接,穩定了加熱元件10的層結構。局部連接分布在PTC材料層的外邊界以內,從而防止保護性覆蓋片16相對於基片12過大的側向和法向位移。
[0032]圖3示出根據本發明的片型歐姆加熱元件10』的另一優選實施例。加熱元件10』與關於圖1和2討論的加熱元件的不同之處僅在於基片12』包括一個以上的層。具體地說,基片12』包括第一層12』a和第二層12』b。第一層12』a由與保護性覆蓋片16相同的材料製成。第二層12』b是使PTC材料14的印刷層具有提高的附著性的層。第一層和第二層12』 a, 12』 b優選地例如利用它們之間的粘合劑(未示出)層壓在一起。保護性覆蓋片16和基片的第一層12』a通過粘合劑層18以如上所述相同的方式附接到彼此上,以便形成空穴(pocket)。圖3所示實施例的任何其它方面與圖1和2所示實施例對應,從而讀者為了知道更詳細情況可以參考上面提供的描述。
[0033]圖4是車輛座椅26的圖示,該車輛座椅配備有包括根據本發明的片型歐姆加熱元件10或10』的組合的加熱器和電容傳感系統28。片型歐姆加熱元件10或10』用作電容傳感電路的天線電極。組合的加熱器和電容傳感系統28包括:加熱器控制電路30,其供應並調節DC加熱電流給加熱元件10或10』 ;和與加熱元件10或10』相連的電容傳感電路32,其用於施加AC電壓到加熱元件10或10』上並用於測量加熱元件10或10』與地面之間的電容耦合(表示為電容34)。電容耦合量表示座椅是空的(即真正為空或由物體或兒童安全座椅佔用)還是被佔用(即由第5百分位數的女性或較重的人所佔用)。在操作時,電容傳感電路32確定座椅26是空的還是被佔用,並發出對應的輸出信號,其可以被氣囊控制單兀用於當座椅為空時抑制與座椅26相關聯的一個或多個氣囊膨脹。組合的加熱器和電容傳感系統28還包括AC去耦裝置36 (例如,共模扼流圈),其基本上防止由電容傳感電路32產生的AC電流經由加熱器控制電路30流到地面。
[0034]雖然已經詳細描述了具體實施例,但是本領域技術人員將會理解,可根據本申請公開內容的總體教導來對那些細節進行各種修改和替換。相應地,所公開的具體布置僅僅用來舉例說明並且不對本發明範圍進行限制,本發明的範圍由所附權利要求以及其任何和全部等同形式的整個範圍給出。
[0035]具體地說,雖然在所示實施例中基片和保護性覆蓋片通過粘合劑層固定於彼此上,但是本領域技術人員將會理解,這種固定可以同樣通過局部焊接基片和保護性覆蓋片或通過提供機械固定元件(例如,Velcro?型或相似的固定元件)來實現。
[0036]附圖標記
[0037]10 片型歐姆加熱元件
[0038]10,
[0039]12 基片
[0040]12,
[0041]12』 a基片12』的第一層
[0042]12』 b基片12』的第二層
[0043]14 PTC 材料層
[0044]16 保護性覆蓋片
[0045]18 粘合劑層
[0046]20 導電電極
[0047]22 空隙
[0048]24 粘合劑點
[0049]26 汽車座椅
[0050]28 組合的加熱器和電容傳感系統
[0051]30 加熱器控制電路
[0052]32 電容傳感電路
[0053]34 表示電容耦合的電容
[0054]36 AC去耦裝置
【權利要求】
1.一種片型歐姆加熱元件(10,10』),其包括具有施加在其上的PTC材料層(14)的基片(12,12』)和放置在所述PTC材料層(14)上面的保護性覆蓋片(16),所述保護性覆蓋片(16)延伸超過所述PTC材料層(14)的邊界並圍繞所述PTC材料層(14)的邊界沿周邊附著到所述基片(12)上,其特徵在於,所述保護性覆蓋片(16)和所述PTC材料層(14)被彼此非粘合性接觸地布置。
2.根據權利要求1所述的片型歐姆加熱元件(10,10』),其中,所述基片(12,12』)和所述保護性蓋(16)中的至少一個由選自PU,PET, PEN和PI的材料製成。
3.根據權利要求1所述的片型歐姆加熱元件(10,10』),其中,所述基片(12,12』)和所述保護性蓋(16)兩者都由選自TO,PET,PEN和PI的材料製成。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的片型歐姆加熱元件(10,10』),其中,所述PTC材料層(14)被印刷在所述基片(12,12』)上。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的片型歐姆加熱元件(10,10』),其中,所述基片(12,12』)和所述保護性蓋(16)中的至少一個是膜。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的片型歐姆加熱元件(10,10』),其中,所述基片(12,12』)和所述保護性蓋(16)中的至少一個是紡織片材或非織造片材。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的片型歐姆加熱元件(10,10』),其中,所述PTC材料層(14)具有形成於其中的至少一個間隙(22),在所述間隙中所述保護性覆蓋片(16)面對所述基片(12,12』)並附著到所述基片(12,12』)上。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的片型歐姆加熱元件(10,10』),其中,所述保護性覆蓋片(16)和所述基片(12,12』)經由粘合劑層附著到彼此上。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的片型歐姆加熱元件(10,10』),其中,所述保護性覆蓋片(16)和所述基片(12,12』)經由一個或多個焊接點附著到彼此上。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的片型歐姆加熱元件(10,10』),其中,所述保護性覆蓋片(16)和所述基片(12,12』)經由機械固定元件附著到彼此上。
11.一種座椅加熱器,包括權利要求1至10中任一項所述的片型歐姆加熱元件(10,10,)。
12.—種組合的加熱器和電容傳感系統(28),包括作為電容傳感電極的根據權利要求1至10中任一項所述的片型歐姆加熱元件(10,10』)。
【文檔編號】H05B3/34GK103999546SQ201280061550
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月6日 優先權日:2011年12月15日
【發明者】D·沙巴赫, R·貝納, C·利耶, J·迪斯特爾, A·舒馬克 申請人:Iee國際電子工程股份公司

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