一种用于在塑料板（２４）上印刷导电格栅的设备（４０）和方法，以及最终产品。喷嘴（４８）安装到臂（４２）的端部上，所述喷嘴（４８）与导电油墨源相连。与所述油墨源（４９）相连的流量调节器（４７）调节油墨从所述喷嘴流出的流量并且由控制器进行控制。该控制器进一步构造为将初始导电迹线施加到板上，并且将后续导电迹线施加在所述初始导电迹线旁边或其上，从而使格栅线体积沿其一部分长度改变。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在塑料或玻璃窗板上印刷导电性加热格栅的设备和方 法。更特别地，本专利技术涉及在用作机动车辆的后车窗(backlights)的 玻璃窗板上印刷导电性加热格栅。2. 现有技术目前使用例如聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的 塑性材料制造各种汽车部件和零件，例如，中立柱、前灯和车顶。这 些材料由于它们许多出色的优点，尤其是风格/设计、减小重量和安全 /保险方面的优点而适用于汽车后窗(后车窗)系统。更具体地，塑性 材料通过将功能部件集成到模制塑料系统中使汽车制造商能够降低后 窗组件的复杂性，以及能够通过增强总体设计和形状复杂性来区分其 车辆。由于比传统的玻璃后窗系统重量更轻，它们结合到车辆中可以 有利于降低车辆重心(因此，保证更好的车辆操控性和安全性)和提 高燃料经济性。另外，尤其是在多数情况下因坐于车辆内的驾驶员或 乘客引起的翻车事故中，安全性得以提高。虽然使用塑料窗有许多优点，但是这些塑料窗并非不存在技术障 碍，这些技术障碍必须在大规模商业化之前得到解决。与材料性质有 关的限制包括塑料在长时间暴露于高温下的稳定性，以及塑料有限的 导热能力。就后者而言，为了用作车辆后车窗，塑性材料必须适于使用除霜或除雾系统(下文仅称作"除霜器")。为了可在商业上接受， 塑料后窗必须满足为给玻璃后车窗除霜或除雾而制定的性能标准。玻璃和塑料之间的材料性能差异在考虑热传导时变得相当明显。玻璃的导热率(Te=22.39xl(T4cal/cm-sec-°C )比典型塑料(例如，聚 碳酸酯的Tc=4.78xl(r4cal/cm-sec-。C )的导热率高大约4-5倍。因此， 设计成能在玻璃窗上有效工作的除霜器在对塑料窗进行除霜或除雾 (此后仅称作"除霜")时不一定有效。塑料的低导热率可能限制加热 格栅线在塑料窗表面上的散热。因此，在相同的功率输出下，玻璃窗 上的加热格栅可以给整个视野区域除霜，而塑料窗上同样的加热格栅 只能给靠近加热格栅线的那部分视野区域除霜。玻璃和塑料之间必须克服的第二个差别与印刷加热格栅具有的导 电性相关。由较高软化温度(例如，Tb 1000。C )表示的玻璃的热 稳定性允许金属青在玻璃窗表面上烧结以产生基本上无机玻璃料 (frit)或金属丝。因为玻璃的软化温度明显高于典型塑性树脂的玻璃 态转化温度(例如，聚碳酸酯Tg=145°C )，所以金属骨不能烧结到塑 料板上。相反，它必须在低于塑性树脂Tg的温度下固化在塑料板上。金属骨典型地由散布在聚合树脂中的金属颗粒构成，所述聚合树 脂将粘合到施加该聚合树脂的塑料表面上。金属骨的固化提供了导电性聚合物基体，其具有散布在介质层中紧密间隔的金属颗粒。与烧结 在玻璃基底上的尺寸类似的加热格栅线相比，在散布的导电性颗粒之 间存在介质层(例如，聚合物)使固化的加热格栅线的传导率降低或 电阻增大。与玻璃窗相比，传导率方面的这种差异本身导致塑料窗具 有不良的除霜特性。考虑以上情况，显而易见的是，为了使与塑料板一起使用的各种 除霜器的效率和效果最大化，控制印刷在塑料板上的加热格栅的质量 非常重要。许多参数影响印刷加热格栅的质量，包括格栅线的宽度、 高度(即，体积)和直线度的变化。宽度和高度方面的变化越大，对 除霜器效果的负面影响越大。这是因为格网线和母线各个部分中不相 等的电阻导致除霜器各个部分中不相等的电阻加热。就直线度而言，这主要出于美观考虑，其由于塑料窗組件能够具有更大的设计适应性 和曲率而变成重要的问题。除霜器可以利用导电油墨或导电骨以及本领域技术人员已知的各种方法直接印刷到塑料板的内、外表面或者保护层的表面上。这样的 方法包括但不限于丝网印刷、喷墨印刷和自动分配。自动分配包括为 粘合剂使用领域的技术人员已知的方法，例如，滴落&拖动，射流， 以及简单的流动分配。油墨或骨的速度越低、流量越大会产生又宽又 高的格栅线，但是有可能降低线质量。相反地，较高速度和较低流量 会产生又细又低的格栅线。尤其是利用丝网印刷时，格网线的高度不 能容易地改变。从上可知，需要能够有效的控制格栅线印刷在板上的质量和一致 性的设备和方法。
技术实现思路
为了克服现有技术中的所列缺陷和其它限制，本专利技术提供了将由 导电油墨形成的格栅线印刷在塑料基底或板上的设备。该设备包括适 于支撑所述板的支撑底座和相对于所述支撑底座定位的枢转臂，使得 所述臂的端部与要印刷的板的表面相对。分配喷嘴由所述臂承载并安装在所述臂的端部；所述喷嘴与导电油墨源相连并与将该喷嘴安装到 所述臂上的喷嘴高度致动器相连。最后，流量调节器与油墨源和喷嘴 相连，从而调节导电油墨从该喷嘴流出的流量。该设备还包括高度传 感器，其构造为输出与板表面相关的高度信号。控制器(与所述臂、 所述流量调节器、所述喷嘴高度致动器和所述高度传感器相连)构造 为使所述臂枢转，从而使喷嘴以预定图案在板的表面上移动并且分配 具有预定体积的格栅线。控制器还构造为折回至少一部分图案并且改 变格栅线的体积。本专利技术还包括用于在塑料板上印刷导电迹线的方法。所述方法包 括使喷嘴邻近板的表面定位；使所述喷嘴相对于所述表面移动；将导 电油墨分配到所述表面上以形成格栅；和折回至少一部分格栅以改变形成所述格栅的格栅线体积。参考附属于本说明书并构成本说明书的一部分的附图和权利要求 书，在阅读下列说明后，本专利技术进一步的目标、特征和优点对于所属
的技术人员来说变得显而易见。附图说明图1A、 1B、 1C和1D是利用本专利技术形成的窗组件的四个可选实 施例的示意性剖视图2是根据本专利技术的设备的透视图，所述设备包括使分配头在窗 组件的板上横向移动的自动机械臂；图3是位于所述板上方的自动机械臂和分配头的局部前视图；和图4是利用本专利技术的布置在所述板上的加热格栅线的详细横截面 视图。具体实施例方式现在参见图1，显示了具有除霜器或加热格栅16的塑料组件20 的各个实例的横截面。加热格栅16可以朝向塑料窗组件20的外表面 18 (实例A)定位在塑料窗组件20的内表面22 (实例B和C)上， 或者封装在塑料窗組件20的塑料板(实例D)本身内。实例中加热格 栅16的每一可能位置提供了与窗组件20的综合性能和成本相关的不 同优点。加热格栅16朝向窗组件20的外表面18 (实例A)的定位是 优选的，以便将给窗组件20除霜所需的时间减到最少。将加热格栅 16定位在窗组件20的塑料板24的内表面22 (实例B和C)上提供 了便于施加和降低生产成本的优点。透明塑料基底或板24本身可以由任何热塑性聚合树脂或其混合 物或组合物制造而成。适当的热塑性树脂包括但不限于聚碳酸酯树酯、 丙烯酸树脂、聚芳酯树脂、聚酯树脂和聚砜树脂，以及其共聚物和混 合物。板24可以通过使用例如模制、热成型或挤压成形的各种已知方 法形成车窗。板24还包括不透明区域26，该不透明区域26通过以黑边的形式将不透明油墨印刷在板24上或通过使用不透明树脂模制边 界而施力口。加热格栅16可以直接印刷在塑料板24的内表面28或外表面30 上。可选地，加热格栅可以印刷在一个或多个保护层32、 34的表面上。 在任一结构中，使用导电油墨进行印刷。出于美观(颜色)和/或功能 考虑(导电性)，导电油墨可以用颜料、染料和/或填充剂进行改性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将导电油墨印刷在塑料板上的设备，所述设备包括： 适于支撑所述板的支座和相对于所述支座定位的构件，使得所述构件的端部与要印刷的所述板的表面相对，所述支座和所述构件能够相对于彼此枢转； 由所述构件承载并安装在所述构件的所述端部上的喷嘴，所述喷嘴连接到导电油墨源上； 将所述喷嘴安装到所述构件上的喷嘴高度致动器； 与所述油墨源和所述喷嘴相连的流量调节器，导电油墨从所述喷嘴流出的流量由所述流量调节器调节； 构造为输出与所述板的表面相关的高度信号的高度传感器；和 与所述臂、所述流量调节器、所述喷嘴高度致动器和所述高度传感器相连的控制器，所述控制器构造为使所述构件相对于所述支座枢转，以便限定所述喷嘴围绕所述板的表面的预定图案，其中，所述控制器构造为根据所述喷嘴的移动速度、来自所述高度传感器的高度信号以及导电油墨从喷嘴流出的流量中的至少一个控制所述流量调节器和所述喷嘴高度致动器中的至少一个，使得具有预定体积的初始导电迹线施加到所述板上，其中，所述控制器进一步构造为折回至少一部分导电迹线以便改变最终的导电迹线的体积。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：RA施文克，C奥尔，
申请(专利权)人：埃克阿泰克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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