[发明专利]发热平面元件及其固定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有正面和背面的平面元件，包括发热层和接触层；所述发热层由本征发热(intrinsically heatable)自粘胶构成，所述自粘胶可在通电过程中发热；所述接触层是至少基本上呈平面展开的沟槽(cut out)镂空接触元件，并且具有第一侧面以及第二侧面；所述接触层通过第一侧面与发热层接触，从而与其导电连接；本发明还涉及这种平面元件的应用。此外，本发明还涉及将这种平面元件与粘合基材结合的方法。

背景技术

在许多领域均使用电加热器来加热物体或者房间。在电加热器中将电能(包括磁能)转化为热能获得热量。原则上电加热器可以基于不同的技术原理。除了根据电容或电感效应或者通过电磁辐射产生热量之外，发热系统还可包含电阻发热元件(即所谓的电阻发热器)。在这类系统中利用给电阻发热元件通电时所产生的热量(焦耳热)。原则上可以使用电阻值不等于零的任何电导体作为电阻发热元件。

可根据所要实现的发热量选择电阻发热元件，所述发热量取决于电阻发热元件的电阻值以及流过电阻发热元件的电流，且根据欧姆定律可知，也取决于所施加的电压。因此要根据传导路径的特性来选择电阻发热元件，如导线截面、长度、比电阻以及热负荷能力。

尤其在汽车工业领域越来越多地使用电阻发热器来加热(例如)汽车座椅、车窗玻璃以及车外后视镜。在最为简单的情况下，采用平面布置电阻丝的方式，即可在这些应用中实现所需的加热效果。其它系统则具有平面导体作为电阻发热元件，例如由导电聚合物层构成的发热元件。可以将平面电阻发热元件粘贴在车外后视镜玻璃背面上，所述电阻发热元件将后视镜玻璃与车外后视镜支架中的支撑板结合，并且通过铝质导体表面使其大面积接触。现在如果将电压施加在电阻发热元件上，就会有电流通过使其发热。通过双面压敏胶带将所产生的热量传递到后视镜玻璃表面上将其加热。以这种方式可在后视镜玻璃表面上获得45℃～80℃温度。

这种由具有导体表面和本征发热墨水的载体膜构成的系统足以实现发热，但是需要比较复杂的构造，因为发热元件的各个器件不仅要与后视镜玻璃、而且也要与许多情况下用丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)塑料制成的后视镜支撑板粘合在一起。要粘合这些不同的材料，对所用粘合体系有特殊要求。

除了相应基底材料方面的因素之外，用于将发热元件固定在后视镜支撑板上并且将热量从发热元件传递到镜面的这种压敏胶带不仅必须具有极高的热导率，也必须具有高温抗剪性能、耐候性能以及在低温压敏粘性。对于用来将载体膜与导电墨水构成的复合胶带固定在后视镜支撑板上的独立胶层而言，同样也要具有这些性能。

但是总而言之，但这种复合胶带柔韧性很小，因此比较僵硬。复合胶带在弯曲基底上的附着性很差，因为复合胶带的刚性会带来很高的机械变形阻力。这就有可能导致发热元件从粘合基材(基底或者载体)上局部或者完全剥离，从而减少甚至阻碍将所产生的热能传递给粘合基材。

此外，粘合在具有弯曲表面的粘合基材上的复合胶带还有可能在基材受热时再次从基材上剥离，因为复合胶带的胶粘剂也会与基材一起受热而变软。由于常规复合胶带的固有刚性很高，可能会使得变软的胶粘剂裂开，从而使其从粘合基材上剥离。除此之外，常规自粘发热元件的结构刚度还会使得不同粘合基材粘合部位的机械低温抗冲强度减退，例如后视镜与后直接支架粘合部位之间的低温抗冲强度。

此外尤其是如果基材表面较大并且隆起，则出现的问题是表面范围内可能会出现制造误差(例如镜子玻璃与支撑板)引起的不同间隙尺寸，这通常会妨碍全面粘合。液态或者气态介质(流体)可能会侵入这些区域，例如雨水或者冷凝水，这将进一步降低粘合强度。

对于具有大视野整体反光镜且镜面在两个方向弯曲的汽车后视镜(广角后视镜或者补盲后视镜)而言，这种效应的问题尤其大。对于这种二维曲面而言，涂有导体表面结构的刚性载体膜将会妨碍后视镜与自粘发热元件粘合。除了载体膜之外，导体表面也会妨碍粘合在弯曲的基材上，因为导体表面由比较硬的金属层、导电涂料、墨水或油墨构成，可能会在猛烈弯曲或者伸展时发生破裂，从而无法可靠保证这些系统中的电接触。

除此之外，现代汽车外后视镜还存在这样的问题：除了自粘发热元件之外，还应当在汽车外后视镜中实现其它一些功能(例如镜面电致变色)，而实现这些功能同样也会增大部件的安装深度或者总体厚度。由于所要求的功能结构会使得后视镜玻璃与支撑板之间的功能与粘合结构增厚，将显著限制汽车后视镜设计过程中的回旋余地，此外还会增大汽车外后视镜的总重量。