DE102014224842A1 - Method for producing a heating device in a vehicle - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zum Herstellen einer Heizvorrichtung mit Kohlenstoffnanoröhren, welches das Vorbereiten einer Lösung aus einem Polymermaterial, einem Lösungsmittel und einem Kohlenstoffzusatz, das Applizieren mindestens einer Schicht der Lösung auf einem Substrat, das Anbringen leifähiger Elemente auf der Schicht und das Beschichten der leitfähigen Elemente mit Schutzelementen umfasst, wobei das Substratmaterial ähnliche Eigenschaften aufweist wie das Polymermaterial der Lösung. Auf diese Weise sieht die Erfindung vor, die innere Heizschicht zu entfernen, die aus metalischen Schaltkreisen besteht, indem eine Schicht aus Nanoröhren auf die eigentliche Halterung des Spiegels gedruckt wird, wodurch erlaubt wird, dass ein Heizen des Spiegels mit gleicher Leistungsfähigkeit aber ohne diese Komponente erreicht wird. Die Erfindung ist gleichermaßen einsetzbar bei allen Funktionen, bei denen ein Kontaktheizen einer Oberfläche oder eines Polymermaterials erforderlich ist.A method and associated apparatus for making a carbon nanotube heater, which comprises preparing a solution of a polymeric material, a solvent and a carbon additive, applying at least one layer of the solution to a substrate, attaching conductive elements to the layer, and coating the layers comprising conductive elements with protective elements, wherein the substrate material has similar properties as the polymer material of the solution. In this way, the invention proposes to remove the inner heating layer, which consists of metallic circuits, by printing a layer of nanotubes on the actual support of the mirror, thereby allowing heating of the mirror with equal performance but without this component is reached. The invention is equally applicable to all functions where contact heating of a surface or polymer material is required.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Patentanmeldung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Heizvorrichtung in einem Fahrzeug nach Anspruch 1 und beinhaltet bedeutende Innovationen und Vorteile.The present patent application relates to a method of manufacturing a heating device in a vehicle according to claim 1 and includes significant innovations and advantages.

Zudem hat die vorliegende Patentanmeldung als Gegenstand der Erfindung auch eine Heizvorrichtung in einem Fahrzeug nach Anspruch 13.In addition, the present patent application as subject of the invention also has a heating device in a vehicle according to claim 13.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Die aktuelle Struktur von Rückspiegeln umfasst zwei von außen sichtbare Oberflächen: das Gehäuse und den Spiegel. Im Inneren umfassen sie eine Halterung (die außerdem eine Bewegung des Spiegels zum Zweck des Einstellens seiner Ausrichtung gemäß der Bedürfnisse des Fahrers erlaubt) und eine Heizschicht oder -decke (die aus Aluminium, Kupfer und/oder einer Legierung aus verschiedenen Metallen bestehen kann) zum Zweck einer schnellen Reinigung, wenn die Umweltbedingungen ein Beschlagen auf der Oberfläche des Spiegelglases hervorrufen.The current structure of rearview mirrors includes two externally visible surfaces: the housing and the mirror. Inside, they include a bracket (which also allows movement of the mirror for the purpose of adjusting its orientation according to the driver's needs) and a heating layer or cover (which may be made of aluminum, copper and / or an alloy of various metals) Purpose of rapid cleaning when environmental conditions cause fogging on the surface of the mirror glass.

Die Anbringung dieser Heizschicht oder -decke ruft zusätzliche Kosten bei der Herstellung des Rückspiegels hervor, aber je besser ihre Integration in die grundlegenden Komponenten des Rückspiegels ist, umso einfacher ist ihr Einbau und umso geringer sind die Gesamtkosten der Baugruppe.The application of this heating layer or blanket adds extra cost to the manufacture of the rearview mirror, but the better its integration into the basic components of the rearview mirror, the easier its installation and the lower the overall cost of the assembly.

Gemäß dem Dokument EP 2136603 ist aus dem Stand der Technik eine lineare Heizvorrichtung bekannt, die eine lineare Halterung, ein Heizelement und mindestens zwei Elektroden umfasst. Das Heizelement befindet sich in der linearen Halterung und umfasst eine Struktur aus Kohlenstoffnanoröhren. Die mindestens zwei Elektroden sind getrennt angeordnet und elektrisch mit dem Heizelement verbunden.According to the document EP 2136603 From the prior art, a linear heating device is known which comprises a linear support, a heating element and at least two electrodes. The heating element is located in the linear support and comprises a structure of carbon nanotubes. The at least two electrodes are arranged separately and electrically connected to the heating element.

Auf der anderen Seite wird in dem Dokument EP 2400814 aus dem Stand der Technik eine Folienheizvorrichtung beschrieben, die in einem Tiefdruck hergestellt wird, wobei eine Silberpaste in einem Zickzackmuster zwischen biaxial orientierte transparente PET- oder OPS-Filme gedruckt wird und wobei eine CNT-Tinte, die ausgezeichnete Wärmerzeugungseigenschaften aufweist, den Film in Form einer Folie bedeckt, wodurch auf diese Weise ein Ablösen oder ein Brand vermieden werden und ein Ansteigen der Temperatur in einem kurzen Zeitraum erlaubt wird, während gleichzeitig weniger Energie verbraucht wird.On the other hand, in the document EP 2400814 from the prior art, a film heating apparatus which is produced in a gravure printing, wherein a silver paste is printed in a zigzag pattern between biaxially oriented transparent PET or OPS films and wherein a CNT ink having excellent heat-generating properties, the film in shape covered with a film, thereby avoiding peeling or firing and allowing the temperature to rise in a short period of time while consuming less energy.

Auf der anderen Seite wird in dem Dokument US 20100122980 aus dem Stand der Technik eine Heizvorrichtung beschrieben, die ein Heizelement und mindestens zwei Elektroden umfasst, die mit dem Heizelement verbunden sind. Das Heizelement umfasst eine Materialstruktur, die aus Kohlenstoffnanoröhren besteht. Die aus Kohlenstoffnanoröhren bestehende Materialstruktur umfasst eine Matrix und mindestens eine Struktur aus Kohlenstoffnanoröhren. Die mindestens eine Kohlenstoffnanoröhrenstruktur umfasst eine Vielzahl von Kohlenstoffnanoröhren, welche durch die sich gegenseitig anziehenden Vander-Waals-Kräfte miteinander verbunden sind.On the other hand, in the document US 20100122980 From the prior art, a heating device is described which comprises a heating element and at least two electrodes which are connected to the heating element. The heating element comprises a material structure consisting of carbon nanotubes. The carbon nanotube material structure comprises a matrix and at least one carbon nanotube structure. The at least one carbon nanotube structure comprises a plurality of carbon nanotubes interconnected by the mutually attractive Vander-Waals forces.

Die Herstellungsverfahren der Vorrichtungen, die in den zitierten Dokumenten aus dem Stand der Technik beschrieben werden, werden in einer eingeschränkten Form offenbart, wobei nur auf die spezifische Konfiguration der Vorrichtungen eingegangen wird.The manufacturing processes of the devices described in the cited prior art documents are disclosed in a limited form, with only the specific configuration of the devices being discussed.

Folglich besteht weiterhin eine Notwendigkeit ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Heizungssystems zur Verfügung zu haben, das in den seitlichen Außenspiegeln eines Fahrzeugs so verwendet wird, dass die Halterung selbst die Heizungsfunktion beinhaltet, wobei die Materialschicht der aktuellen Heizvorrichtung weggelassen wird und gleichzeitig auf jeder Kunststoffoberfläche durch Direktkontakt eine Alternative zum Heizsystem bildet.Consequently, there continues to be a need to have an improved method of manufacturing a heating system that is used in the side exterior mirrors of a vehicle such that the support itself incorporates the heating function, with the material layer of the current heating device being omitted, and simultaneously on each plastic surface Direct contact forms an alternative to the heating system.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein Verfahren und eine Heizvorrichtung in einem Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 13 gelöst. Zusätzliche Vorteile der Erfindung werden in den Ansprüchen dargestellt, die von der nachfolgend beigefügten Beschreibung abhängig sind.According to the present invention, this problem is solved by a method and a heater in a vehicle according to claims 1 and 13. Additional advantages of the invention are set forth in the claims, which are dependent on the description below.

Gemäß der Erfindung umfasst das Verfahren zum Herstellen einer Heizvorrichtung die folgenden Schritte:

• – Vorbereiten einer Lösung aus einem Polymermaterial, einem Lösungsmittel und einem Kohlenstoffzusatz,
• – Applizieren mindestens einer Schicht der Lösung auf einem Substrat,
• – Anbringen leitfähiger Elemente auf der Schicht,
• – Beschichten der leitfähigen Elemente und der mindestens einen auf dem Substrat applizierten Schicht mit Schutzelementen,

wobei das Material des Substrats aus der gleichen Familie von Polymeren stammt wie das Polymermaterial der Lösung. Unter leitfähigen Elementen sind elektrisch leitfähige Elemente zu verstehen und die ähnlichen Eigenschaften, die nicht genau gleich sein müssen, beziehen sich insbesondere auf den chemischen Bereich, wobei die Leistungsfähigkeit bei der Haftfestigkeit wesentlich ist. Daher bestehen das Substrat und das Polymermaterial der Lösung aus dem gleichen Polymer (oder der gleichen Familie) und das eigentliche in der Lösung vorhandene Lösungsmittel wirkt auf die Oberfläche des Substrats und führt zu einer sehr hohen Haftfestigkeit zwischen dem Substrat und der Beschichtung, ohne die Notwendigkeit zusätzlich einen Klebstoff oder ein Verbindungsmittel verwenden zu müssen. Auf diese Weise bildet die Halterung selbst die Heizvorrichtung, wodurch das Gewicht der Rückspiegelbaugruppe verringert wird und eine Verringerung des Energieverbrauchs zum Erlangen vergleichbarer Ergebnisse erreicht wird. Außerdem erlaubt die Verringerung der Anteil von Bauteilen, den Herstellungsprozess für die Außenspiegel zu vereinfachen und zu verbessern. Es darf nicht unerwähnt bleiben, dass diese Erfindung gleichermaßen wertvoll ist für alle Funktionen, bei denen ein Heizen einer Oberfläche oder eines Polymermaterials durch einen direkten Kontakt oder auf gleiche Weise ein indirektes Heizen durch einen Kontakt mit dem Polymermaterial erforderlich ist. According to the invention, the method for producing a heating device comprises the following steps:

• Preparing a solution of a polymer material, a solvent and a carbon additive,
• Applying at least one layer of the solution to a substrate,
• Applying conductive elements on the layer,
• Coating the conductive elements and the at least one layer applied to the substrate with protective elements,

wherein the material of the substrate is from the same family of polymers as the polymer material of the solution. Conductive elements are to be understood as meaning electrically conductive elements and the similar properties, which need not be exactly the same, relate in particular to the chemical field, the adhesive strength performance being essential. Therefore, the substrate and polymer material of the solution are the same polymer (or family) and the actual solvent present in the solution acts on the surface of the substrate and results in a very high bond strength between the substrate and the coating without the need in addition to having to use an adhesive or a bonding agent. In this way, the bracket itself forms the heater, thereby reducing the weight of the rearview mirror assembly and achieving a reduction in power consumption to achieve comparable results. In addition, the reduction in the proportion of components allows to simplify and improve the manufacturing process for the exterior mirrors. It should be noted that this invention is equally valuable for all functions where heating of a surface or polymer material by direct contact or similarly indirect heating by contact with the polymeric material is required.

Noch konkreter umfasst der Schritt des Vorbereitens einer Lösung aus einem Polymermaterial, einem Lösungsmittel und einem Kohlenstoffzusatz die folgenden Teilschritte:

• – Wiegen des Polymermaterials und des Kohlenstoffzusatzes,
• – Zusammenführen der beiden Materialien,
• – Hinzufügen der Lösungsmittelflüssigkeit des Polymermaterials,
• – Bewegen bis zur vollständigen Vermischung,
• – Anwenden eines Ultraschalls während einer vordefinierten Zeit, vorzugsweise einer Stunde.

Auf diese Weise wird eine homogene Verteilung der Lösung erreicht. Es ist selbstverständlich, dass die Materialien in einem Behälter zusammengeführt werden und dass das Bewegen der Materialien bis zu ihrer vollständigen Vermischung ein Schütteln des Behälters bedeutet.More concretely, the step of preparing a solution of a polymer material, a solvent and a carbon additive comprises the following substeps:

• Weighing the polymer material and the carbon additive,
• - merging the two materials,
• Adding the solvent liquid of the polymer material,
• - move until completely mixed,
• Applying ultrasound for a predefined time, preferably one hour.

In this way, a homogeneous distribution of the solution is achieved. It is understood that the materials are combined in a container and that moving the materials to their complete mixing means shaking the container.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung liegt die Konzentration der Lösung des Polymermaterials mit einem Kohlenstoffzusatz in der Lösungsmittelflüssigkeit in einem Bereich zwischen 2 und 10 mg/ml, und vorzugsweise bei 6 mg/ml. Auf diese Weise beinhaltet die mit den angegebenen Konzentrationen vorbereitete Lösung das Polymer oder das Grundierungsmaterial, sodass es nicht notwendig ist, eine zusätzliche Grundierungsschicht oder eine Schicht aus einem Klebstoffmaterial hinzuzufügen.According to a further aspect of the invention, the concentration of the solution of the polymer material with a carbon additive in the solvent liquid is in a range between 2 and 10 mg / ml, and preferably at 6 mg / ml. In this way, the solution prepared at the indicated concentrations contains the polymer or the primer material, so that it is not necessary to add an additional primer layer or a layer of an adhesive material.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der Schritt des Applizierens mindestens einer Schicht der Lösung auf einem Substrat die folgenden Teilschritte:

• – Anordnen einer Maske mit der Geometrie der zu applizierenden Schicht auf dem Substrat,
• – Applizieren der Lösung auf dem Substrat,
• – Trocknen während einer vordefinierten Zeit, vorzugsweise 10 Minuten,
• – Entnehmen der Maske,

wobei die Maske ein Element mit einer bestimmten Härte und mit einer oder mehreren Vertiefungen in ihrem Innenbereich ist, deren Gestaltung abhängig ist, von der Form, die auf dem Substrat appliziert werden soll.According to a further aspect of the invention, the step of applying at least one layer of the solution to a substrate comprises the following substeps:

• Arranging a mask with the geometry of the layer to be applied on the substrate,
• Applying the solution to the substrate,
• Drying for a predefined time, preferably 10 minutes,
• - removing the mask,

wherein the mask is an element with a certain hardness and with one or more indentations in its inner region, the design of which depends on the shape to be applied to the substrate.

Insbesondere ist das Applizieren der Lösung auf dem Substrat eine Spritzlackiertechnik. Folglich kann mit dieser Technik ein Substrat mit einer beliebigen dreidimensionalen Form (eben, gekrümmt, ...) beschichtet werden, wobei es vorzugsweise glatt oder nicht sehr rau sein sollte. Es ist auch möglich andere Techniken für das Applizieren zum Beispiel einen Siebdruck mit Walze oder einen Spritzdruck zu verwenden.In particular, the application of the solution to the substrate is a spray painting technique. Thus, with this technique, a substrate having any three-dimensional shape (plane, curved, ...) may be coated, preferably smooth or not very rough. It is also possible to use other techniques for application, for example a screen-printing with roller or an injection pressure.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der Schritt des Anbringens leitfähiger Elemente auf der Schicht die folgenden Teilschritte:

• – Abdecken einiger Leiterbahnen eines Schaltkreises,
• – Trocknen während einer vordefinierten Zeit, vorzugsweise 10 Minuten,
• – Anbringen einiger elektrischer Kontakte mit einem Leitlack auf dem Schaltkreis.

Auf diese Weise werden die leitfähigen Elemente, welche die Wärme erzeugen, und die Stromleiter, welche die elektrische Energie von der externen Stromquelle übertragen, in die Heizvorrichtung eingebunden.According to another aspect of the invention, the step of applying conductive elements to the layer comprises the following substeps:

• Covering some circuit traces of a circuit,
• Drying for a predefined time, preferably 10 minutes,
• - Attach some electrical contacts with a conductive ink on the circuit.

In this way, the conductive elements which generate the heat and the conductors which transmit the electrical energy from the external power source are incorporated into the heater.

Es ist von Vorteil, dass der Leitlack, der insbesondere aus Silber oder Kohlenstoff besteht, eine Leitfähigkeit aufweist, die um eine Größenordnung über derjenigen der Schicht liegt. Folglich erlaubt der Lack einen Durchgang der elektrischen Energie. Auf der anderen Seite erlaubt die Verwendung von Kontakten aus Kohlenstofflack anstelle von Silberlack, ein Produkt zu erlangen, dass „metallfrei” ist, was bei Trennungs- und Wiederverwertungsprozessen am Ende der Lebensdauer des Produktes vorteilhaft ist.It is advantageous that the conductive ink, which consists in particular of silver or carbon, has a conductivity which is an order of magnitude higher than that of the layer. Consequently, the varnish allows a passage of electrical energy. On the other hand, the use of carbon lacquer contacts instead of silver paint allows one to obtain a product that is "metal-free", which is advantageous in separation and recycling processes at the end of the life of the product.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der Schritt des Beschichtens der leitfähigen Elemente mit Schutzelementen die folgenden Teilschritte:

• – Beschichten der Schicht mithilfe eines Schutzmaterials,
• – Verstärken der Kontakte,
• – Trocknen während einer vordefinierten Zeit, vorzugsweise 15 Minuten.

Auf diese Weise wird erreicht, dass die leitfähigen Elemente gegen eine Abnutzung durch Umwelt- und Korrosionsstoffe geschützt werden.According to a further aspect of the invention, the step of coating the conductive elements with protective elements comprises the following substeps:

• Coating the layer with a protective material,
• - reinforcing the contacts,
• - drying for a predefined time, preferably 15 minutes.

In this way it is achieved that the conductive elements are protected against abrasion by environmental and corrosion substances.

Das Schutzmaterial ist insbesondere ein Harz. Auf diese Weise wird erreicht, dass keine Wechselwirkung zwischen externen Stoffen und der Beschichtung der leitfähigen Lösung auftritt.The protective material is in particular a resin. In this way it is achieved that no interaction between external substances and the coating of the conductive solution occurs.

Es ist von Vorteil, dass der Kohlenstoffzusatz aus Kohlenstoff- oder Graphennanoröhren besteht. Auf diese Weise kann durch das Einbinden von Nanoröhren in das Polymermaterial erlaubt werden, dass dieses ohne die Verwendung der aktuell üblichen Kupferdrähte aufgewärmt wird. Die Kohlenstoffnanoröhren weisen einige bemerkenswerte Eigenschaften auf, welche sie besonders nützlich für die vorliegende Anwendung machen. Insbesondere haben sie eine elektrische Leitfähigkeit, die ähnlich ist wie die von Kupfer, eine Wärmeleitfähigkeit, die ähnlich ist wie die eines Diamanten, und eine mechanische Festigkeit, die größer ist als die von Stahl. All dies bei einer geringen Dichte. Folglich bleiben die Nanoröhren fest in dem Polymermaterial (der Styrolmatrix), mögliche Partikelablösungen werden vermieden und die Bewegungen der Nanoröhren sind eingeschränkt, wenn die Vorrichtung in Gebrauch ist. Daher ist es nicht notwendig, eine weitere Substratschicht über der Heizvorrichtungsoberfläche aufzubringen. Andererseits können durch das Erhöhen des Prozentsatzes von Kohlenstoffnanoröhren in der vorgeschlagenen Lösung, die Leitfähigkeitsleistungen vergrößert werden, ohne die Notwendigkeit zusätzliche metallische Materialien hinzuzufügen.It is advantageous that the carbon additive consists of carbon or graphene nanotubes. In this way, the incorporation of nanotubes into the polymer material may allow this to be warmed up without the use of the current customary copper wires. The carbon nanotubes have some remarkable properties which make them particularly useful for the present application. In particular, they have an electrical conductivity similar to that of copper, a thermal conductivity similar to that of a diamond, and a mechanical strength greater than that of steel. All this at a low density. Consequently, the nanotubes remain solid in the polymer material (the styrene matrix), avoiding possible particle detachment, and restricting the movements of the nanotubes when the device is in use. Therefore, it is not necessary to apply another substrate layer over the heater surface. On the other hand, by increasing the percentage of carbon nanotubes in the proposed solution, the conductivities can be increased without the need to add additional metallic materials.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Substrat, auf das die Lösungsschicht appliziert wird, eine Halterung für ein Spiegelglas eines Rückspiegels, wobei das Spiegelglas ein Glas ist, bei dem eine der Flächen mit einem bilderreflektierenden Material gefärbt ist.According to a further aspect of the invention, the substrate to which the solution layer is applied is a mount for a mirror glass of a rearview mirror, the mirror glass being a glass in which one of the surfaces is colored with a picture-reflecting material.

Die durch das Verfahren nach Anspruch 1 hergestellte Heizvorrichtung ist auch ein Gegenstand der Erfindung.The heating device produced by the method according to claim 1 is also an object of the invention.

Noch konkreter ist das Schutzmaterial der durch das Verfahren nach Anspruch 1 hergestellten Heizvorrichtung ein Harz.More concretely, the protective material of the heater produced by the method of claim 1 is a resin.

Der Kohlenstoffzusatz, der durch das Verfahren nach Anspruch 1 hergestellten Heizvorrichtung, besteht insbesondere aus Kohlenstoff- oder Graphennanoröhren.The carbon additive, the heating device produced by the method according to claim 1, consists in particular of carbon or Graphanenanoröhren.

Der Rückspiegel für Fahrzeuge, der eine Heizvorrichtung nach Anspruch 14 umfasst, ist auch ein Gegenstand der Erfindung, wobei das Substrat der Heizvorrichtung eine Halterung für ein Spiegelglas ist. Sobald überprüft wurde, dass die Halterung des Spiegels korrekt spritzlackiert wurde, und dass der abgedeckte Schaltkreis korrekt funktioniert, kann folglich der Einbau der Halterung in den Rückspiegel erfolgen. Es kann festgehalten werden, dass mithilfe von Versuchen, die mit dem Polymer mit Nanoröhren ausgeführt wurden, gezeigt wurde, dass im Bereich von Außentemperaturen und Umweltbedingungen für einen Betreib eines aktuellen Außenspiegels:

• • das Material keinen Wärmeverschleiß erfährt
• • das Material keine strukturellen Änderungen erleidet
• • das Material für ein Heizen des Rückspiegels auf die gewünschten Temperaturen geeignet ist
• • das Material seine Funktionalität während des Lebensdauerzyklus des Rückspiegels beibehält

The rearview mirror for vehicles, which comprises a heating device according to claim 14, is also an object of the invention, wherein the substrate of the heating device is a holder for a mirror glass. As a result, once it has been verified that the bracket of the mirror has been properly spray painted and that the covered circuit is functioning properly, the mounting of the bracket in the rearview mirror can be done. It can be stated that experiments carried out with the polymer with nanotubes have shown that in the range of ambient temperatures and environmental conditions for operating an actual exterior mirror:

• • The material does not experience any heat wear
• • the material does not undergo structural changes
• • the material is suitable for heating the rear-view mirror to the desired temperatures
• • The material maintains its functionality during the service life of the rear-view mirror

In den begleitenden Zeichnungen werden beispielhaft aber nicht einschränkend ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung für das Herstellen einer Heizvorrichtung in einem Fahrzeug gezeigt, die gemäß der Erfindung ausgelegt sind. Weitere Eigenschaften und Vorteile des Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung zum Herstellen einer Heizvorrichtung in einem Fahrzeug, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, werden offensichtlich, aber nicht ausschließlich, anhand der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die beispielhaft aber nicht einschränkend in den beigefügten Zeichnungen dargestellt wird, in denen:In the accompanying drawings, by way of example but not limitation, a method and associated apparatus for making a heater in a vehicle constructed in accordance with the invention are shown. Other features and advantages of the method and associated apparatus for making a heater in a vehicle, which are the subject of the present invention, will be apparent, but not exclusive, from the description of a preferred embodiment which is given by way of example but not limitation in the accompanying drawings becomes, in which:

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine Profilansicht der Komponenten der Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 is a profile view of the components of the heating device according to the present invention;

2 ist eine perspektivische Ansicht des Behälters, in der die Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung angefertigt wird; 2 Figure 3 is a perspective view of the container in which the solution according to the present invention is made;

3 ist eine perspektivische Ansicht einer vollständigen Explosionsdarstellung des Rückspiegels des Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung; 3 is a perspective view of a full exploded view of the rearview mirror of the vehicle according to the present invention;

4A ist eine grafische Darstellung, die einen energetischen Vergleich zwischen den auf dem Markt befindlichen Systemen und der vorliegenden Erfindung ausführt, insbesondere einen Vergleich hinsichtlich einer zeitabhängigen Entwicklung der Temperatur des Heizvorrichtungssystems mit Kohlenstoffnanoröhren (Linie ABS/MWCNT) im Vergleich zu den aktuell verwendeten Heizvorrichtungssystemen (Linie C1: Heizvorrichtungssystem mit einer Mischung aus verschiedenen Metallen; Linie C2: Heizvorrichtungssystem mit Aluminiumbahnen); 4A Fig. 3 is a graph showing an energetic comparison between the systems on the market and the present invention, in particular a comparison of a time-dependent evolution of the temperature of the carbon nanotube heater system (ABS / MWCNT line) compared to the currently used heater systems (Fig C1: heater system with a mixture of different metals; line C2: heater system with aluminum tracks);

4B ist eine grafische Darstellung, die einen energetischen Vergleich zwischen den auf dem Markt befindlichen Systemen und der vorliegenden Erfindung ausführt, insbesondere einen Vergleich hinsichtlich einer zeitabhängigen Entwicklung der verbrauchten Leistung des Heizvorrichtungssystems mit Kohlenstoffnanoröhren (Linie ABS/MWCNT) im Vergleich zu den aktuell verwendeten Heizvorrichtungssystemen (Linie C1: Heizvorrichtungssystem mit einer Mischung aus verschiedenen Metallen; Linie C2: Heizvorrichtungssystem mit Aluminiumbahnen); 4B FIG. 3 is a graph that compares energy between the systems on the market and the present invention, in particular a comparison of a time dependent evolution of the consumed power of the carbon nanotube heater system (ABS / MWCNT line) compared to the currently used heater systems (FIG. Line C1: heating system with a mixture of different metals, line C2: heating system with aluminum sheets);

Zusammenfassung der Bedeutung der Abkürzungen:Summary of the meaning of the abbreviations:

• ABS:SECTION:

  Acrylnitril-Butadien-StyrolAcrylonitrile-butadiene-styrene

  MWCNT:MWCNT:

  Kohlenstoffnanoröhren mit mehreren WändenCarbon nanotubes with multiple walls

BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT

In Anbetracht der erwähnten Figuren und gemäß der gewählten Nummerierung kann in ihnen ein Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform betrachtet werden, welche die Bauteile und Elemente umfasst, die nachfolgend angezeigt und ausführlich beschrieben werden.In view of the mentioned figures and according to the numbering chosen, an example of a preferred embodiment may be considered in them, which comprises the components and elements which are subsequently indicated and described in detail.

Wie in den 1 und 2 zu sehen ist, umfasst das Verfahren zum Herstellen einer Heizvorrichtung demnach die nachfolgenden Schritte:

• – Vorbereiten einer Lösung 5 aus einem Polymermaterial 51, einem Lösungsmittel 52 und einem Kohlenstoffzusatz 53,
• – Applizieren mindestens einer Schicht 3 der Lösung 5 auf einem Substrat 1,
• – Anbringen leitfähiger Elemente 2 auf der Schicht 3,
• – Beschichten der leitfähigen Elemente 2 mit Schutzelementen 4,

wobei das Material des Substrats 1 aus der gleichen Familie von Polymeren stammt wie das Polymermaterial 51 der Lösung 5. Insbesondere Acrylpolymere und vor allem diejenigen aus der Familie der Styrole wie zum Beispiel ASA, ABS, Polystyrol und jedes Polymer mit aromatischen Radikalen in der Kette können aufgrund ihrer Beschaffenheit leichter mit den Kohlenstoffnanoröhren in Einklang gebracht werden.As in the 1 and 2 Accordingly, the method for producing a heating device comprises the following steps:

• - Prepare a solution 5 from a polymer material 51 , a solvent 52 and a carbon additive 53 .
• Apply at least one layer 3 the solution 5 on a substrate 1 .
• - Attaching conductive elements 2 on the shift 3 .
• - Coating the conductive elements 2 with protective elements 4 .

the material of the substrate 1 from the same family of polymers as the polymer material 51 the solution 5 , In particular, acrylic polymers, and especially those of the family of styrenes such as ASA, ABS, polystyrene, and any aromatic chain-containing polymer can be more easily reconciled with the carbon nanotubes because of their nature.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung, der in der 2 zu sehen ist, umfasst der Schritt des Vorbereitens einer Lösung 5 aus einem Polymermaterial 51, einem Lösungsmittel 52 und einem Kohlenstoffzusatz 53 die folgenden Teilschritte:

• – Wiegen des Polymermaterials 51 und des Kohlenstoffzusatzes 53,
• – Zusammenführen der beiden Materialien,
• – Hinzufügen der Lösungsmittelflüssigkeit 52 des Polymermaterials,
• – Bewegen bis zur vollständigen Vermischung,
• – Anwenden eines Ultraschalls während einer vordefinierten Zeit, vorzugsweise einer Stunde.

Es ist zudem zweckmäßig, vor der ersten Verwendung des Produktes erneut während einer halben Stunde Ultraschall anzuwenden. According to one aspect of the invention, which is disclosed in 2 can be seen, includes the step of preparing a solution 5 from a polymer material 51 , a solvent 52 and a carbon additive 53 the following sub-steps:

• - weighing the polymer material 51 and the carbon additive 53 .
• - merging the two materials,
• - Add the solvent liquid 52 the polymer material,
• - move until completely mixed,
• Applying ultrasound for a predefined time, preferably one hour.

It is also useful to reuse ultrasound for half an hour before using the product for the first time.

Das Vorbereiten der Lösung 5 (auch als Kohlenstoffnanoröhrentinte bezeichnet) erfolgt insbesondere gemäß den folgenden Schritten: Als Erstes muss eine Suspension mit einer Konzentration von ungefähr 6 mg Polymermaterial (ABS) plus Nanoröhren pro Milliliter Toluol (was als Lösungsmittel 52 der Lösung wirkt) von [6 mg/ml] vorbereitet werden. Unter Beibehaltung der vorgesehenen Konzentration wird der gewünschte Prozentsatz an Nanoröhren in der endgültigen Beschichtung verändert. Wenn beispielhaft ein Prozentsatz von 10% an Nanoröhren vorgesehen ist, befinden sich 0,6 mg an Nanoröhren plus 5,4 mg an ABS in jedem ml Toluol. Noch ausführlicher besteht die Vorbereitung der Tinte aus den folgenden Schritten:

• • Wiegen der Feststoffe (ABS und Nanoröhren) und Einbringen in einen Behälter mit Deckel.
• • Hinzufügen des Toluol, Verschließen und Schütteln bis zur vollständigen Auflösung 5 des ABS.
• • Anwenden von Ultraschall während ungefähr einer Stunde.
• • Erneutes Anwenden von Ultraschall während ungefähr einer halben Stunde vor der erstmaligen Verwendung des Produktes.

Preparing the solution 5 (also referred to as carbon nanotube ink) is carried out in particular according to the following steps: First, a suspension having a concentration of about 6 mg of polymeric material (ABS) plus nanotubes per milliliter of toluene (which is used as solvent 52 solution) of [6 mg / ml]. Maintaining the intended concentration will alter the desired percentage of nanotubes in the final coating. By way of example, if the percentage of nanotubes is 10%, there are 0.6 mg of nanotubes plus 5.4 mg of ABS in every ml of toluene. More specifically, the preparation of the ink consists of the following steps:

• • Weigh the solids (ABS and nanotubes) and place in a container with lid.
• Adding toluene, sealing and shaking to complete dissolution 5 of the ABS.
• Applying ultrasound for about an hour.
• • Re-apply ultrasound for approximately half an hour before using the product for the first time.

Wie in der 2 zu sehen ist, liegt die Konzentration der Lösung 5 des Polymermaterials 51 mit einem Kohlenstoffzusatz 53 in der Lösungsmittelflüssigkeit 52 noch konkreter in einem Bereich zwischen 2 und 10 mg/ml, und vorzugsweise bei 6 mg/ml. Die Konzentration kann eine Variable in Abhängigkeit von der für das Applizieren der leitfähigen Beschichtung auf dem Substrat 1 verwendeten Technik sein. 6 mg/ml ist der optimale Wert für die verwendete Spritzlackiertechnik, aber eine zähflüssigere Lösung (Tinte) kann andere Prozesse erlauben. Zusammenfassend kann erwähnt werden, dass die Konzentration der Tinte und der Prozentsatz der Nanoröhren unabhängig voneinander sind, dass heißt, dass der Prozentsatz der Nanoröhren innerhalb der 6 mg der gelösten Substanz pro Milliliter des Lösungsmittels verändert werden kann, wobei mit verschiedenen Prozentsätzen von ABS plus Nanoröhren gespielt werden kann. Somit weist eine vorbereitete Tinte von 5,4 mg an ABS plus 0,6 mg an Nanoröhren pro Milliliter des Lösungsmittels eine Konzentration von 6 mg/ml und eine Konzentration der Nanoröhren von 10% auf. Und eine vorbereitete Tinte von 5,7 mg an ABS plus 0,3 mg an Nanoröhren pro Milliliter des Lösungsmittels weist eine Konzentration von 6 mg/ml und eine Konzentration der Nanoröhren von 5% auf. Die Konzentration der Tinte (6 mg/ml) optimiert das Applizieren mithilfe einer Spritzlackierung, aber sie kann mit einer kleineren oder größeren Konzentration vorbereitet werden, wenn sie für andere Applikationsformen (Spritzdruck, Siebdruck, ...) vorbereitet wird. Der Prozentsatz an Nanoröhren kann auch die Eigenschaften der Tinte beeinflussen vor allem die endgültigen elektrischen Eigenschaften der applizierten Beschichtung, wenn diese bereits trocken (ohne Lösungsmittel) ist. Die feste endgültige Beschichtung wird bis zu einem Grenzwert umso leitfähiger, je mehr Nanoröhren enthalten sind.Like in the 2 can be seen, is the concentration of the solution 5 of the polymer material 51 with a carbon additive 53 in the solvent liquid 52 even more concretely in a range between 2 and 10 mg / ml, and preferably at 6 mg / ml. The concentration may be variable depending on the application of the conductive coating on the substrate 1 used technique. 6 mg / ml is the optimum value for the spray painting technique used, but a more viscous solution (ink) may allow other processes. In summary, it can be said that the concentration of the ink and the percentage of nanotubes are independent of each other, that is, the percentage of nanotubes within the 6 mg of solute per milliliter of the solvent can be varied, with different percentages of ABS plus nanotubes can be played. Thus, a prepared ink of 5.4 mg of ABS plus 0.6 mg of nanotubes per milliliter of the solvent has a concentration of 6 mg / ml and a concentration of nanotubes of 10%. And a prepared 5.7 mg of ABS plus 0.3 mg of nanotubes per milliliter of the solvent has a concentration of 6 mg / ml and a nanotube concentration of 5%. The concentration of the ink (6 mg / ml) optimizes the application by means of spray painting, but it can be prepared with a smaller or larger concentration when prepared for other forms of application (injection pressure, screen printing, ...). The percentage of nanotubes can also affect the properties of the ink, especially the final electrical properties of the applied coating, if it is already dry (without solvent). The solid final coating becomes more conductive up to a limit, the more nanotubes are contained.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der Schritt des Applizierens mindestens einer Schicht 3 der Lösung 5 auf einem Substrat 1 die folgenden Teilschritte:

• – Anordnen einer Maske mit der Geometrie der zu applizierenden Schicht 3 auf dem Substrat 1,
• – Applizieren der Lösung 5 auf dem Substrat 1,
• – Trocknenlassen während einer vordefinierten Zeit, vorzugsweise 10 Minuten,
• – Entnehmen der Maske.

Sobald die Tinte mit den gewünschten Konzentrationen erreicht wurde, wird auf diese Weise und insbesondere die Beschichtung aus ABS und Nanoröhren auf dem Substrat 1 (zum Beispiel auf einer ABS-Oberfläche oder dem eigentlichen Spiegel) appliziert. Aus den durchgeführten Versuchen geht hervor, dass pro cm² an Beschichtungsfläche mindestens 1 ml der Nanoröhrentinte appliziert werden sollte. Die Schritte des Prozesses sind:

• • Anordnen einer Maske mit der Geometrie der Beschichtung auf dem Substrat 1.
• • Spritzlackieren der notwendigen ml auf das Substrat 1.
• • Trocknenlassen während einiger Minuten, um danach die Maske herauszunehmen.

According to another aspect of the invention, the step of applying comprises at least one layer 3 the solution 5 on a substrate 1 the following sub-steps:

• Arranging a mask with the geometry of the layer to be applied 3 on the substrate 1 .
• - Apply the solution 5 on the substrate 1 .
• Drying for a predefined time, preferably 10 minutes,
• - Remove the mask.

Once the ink has been achieved with the desired concentrations, in this way, and in particular the coating of ABS and nanotubes on the substrate 1 applied (for example on an ABS surface or the actual mirror). From the experiments carried out it is apparent that at least 1 ml of the nanotube ink should be applied per cm ² of coating surface. The steps of the process are:

• • Place a mask with the geometry of the coating on the substrate 1 ,
• • Spray painting the necessary ml onto the substrate 1 ,
• • Allow to dry for a few minutes, then remove the mask.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Applizieren der Lösung 5 auf dem Substrat 1 eine Spritzlackiertechnik. Andere Konzentrationen oder Dichten der Lösung 5 können für ein Applizieren mit anderen Techniken wie zum Beispiel Spritzdruck, Siebdruck (mit Walze), Rotationsbeschichtung oder sogar ein Einspritzen geeignet sein. According to one aspect of the invention, the application of the solution 5 on the substrate 1 a spray painting technique. Other concentrations or densities of the solution 5 may be suitable for application with other techniques such as, for example, injection printing, screen printing (with roller), spin coating, or even injection.

Wie in 1 zu sehen ist, umfasst der Schritt des Anbringens leitfähiger Elemente 2 auf der Schicht 3 gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung die folgenden Teilschritte:

• – Abdecken einiger Leiterbahnen 22 eines Schaltkreises,
• – Trocknenlassen während einer vordefinierten Zeit vorzugsweise von 10 Minuten (optional und vorzugsweise Prüfen der ordnungsgemäßen Funktion des Schaltkreises),
• – Anbringen einiger elektrischer Kontakte 21 mit einem Leitlack auf dem Schaltkreis.

Dieser Schritt spielt eine entscheidende Rolle für den Wert des endgültigen Widerstandes der Baugruppe. Der Abstand zwischen den Leiterbahnen (oder Kontakten) vergrößert den Widerstand des Systems linear, während die Breite derselben den Widerstand umgekehrt proportional verringert.As in 1 can be seen, includes the step of attaching conductive elements 2 on the shift 3 according to a further aspect of the invention, the following substeps:

• - Covering some tracks 22 a circuit,
• Drying for a predefined time, preferably 10 minutes (optional and preferably checking the proper functioning of the circuit),
• - Attach some electrical contacts 21 with a conductive ink on the circuit.

This step plays a crucial role in the value of the final resistance of the assembly. The distance between the tracks (or contacts) increases the resistance of the system linearly, while the width of the same reduces the resistance in inverse proportion.

Der Leitlack, der insbesondere aus Silber oder Kohlenstoff besteht, weist noch konkreter eine Leitfähigkeit auf, die um eine Größenordnung über derjenigen der Schicht 3 liegt.The conductive ink, which consists in particular of silver or carbon, more concretely has a conductivity which is an order of magnitude higher than that of the layer 3 lies.

Wie in 1 zu sehen ist, umfasst der Schritt des Beschichtens der leitfähigen Elemente 2 mit Schutzelementen 4 gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung die folgenden Teilschritte:

• – Beschichten der Schicht 3 mithilfe eines Schutzmaterials,
• – Verstärken der Kontakte,
• – Trocknenlassen während einer vordefinierten Zeit, vorzugsweise 15 Minuten (optional und vorzugsweise Prüfen der ordnungsgemäßen Funktion des Schaltkreises).

Die hauptsächlich hervorzuhebende Eigenschaft der Materialien für die Schutzelemente 4 ist, dass sie gute Wärmeleiter sind, die eine optimale Wärmeübertragung erlauben.As in 1 As can be seen, the step of coating the conductive elements comprises 2 with protective elements 4 according to a further aspect of the invention, the following substeps:

• - coating the layer 3 using a protective material,
• - reinforcing the contacts,
• - Allow to dry for a predefined time, preferably 15 minutes (optional and preferably check the proper functioning of the circuit).

The main feature of the materials for the protective elements 4 is that they are good heat conductors that allow optimal heat transfer.

Hinsichtlich der Zeiten für das Trocknen ist zu erwähnen, dass sie sehr unterschiedlich sein können in Abhängigkeit von unter anderem: dem verwendeten Lösungsmittel, der Größe der beschichteten Oberfläche, der Dicke der Beschichtung, dem Beschichtungsprozess, den Variablen des Prozesses (Lüftung, Temperatur...), dem eingesetzten Lack oder der Beschaffenheit des verwendeten Harzes oder des verwendeten Silikons; wobei die in der folgenden Tabelle dargestellten Werte zur Orientierung dienen: Natürliches Trocknen* Trocknen in einem Ofen bei 80°C Polymer- und Kohlenstoffbeschichtung 6 mg/ml 15 min 5 min Kontakte und Leiterbahnen mit Silberleitlack 10 min 5 min Schutzbeschichtung aus Harz oder Silikon (in diesem Fall Araldit^®) 15 bis 20 min - *Diese Zeiten zum Trocknen entsprechen einem natürlichen, nicht beschleunigten Trocknen bei Umgebungstemperatur in einem Glasschrank mit Luftabzug.With regard to drying times, it should be noted that they can vary considerably depending on, among other things: the solvent used, the size of the coated surface, the thickness of the coating, the coating process, the variables of the process (ventilation, temperature, etc.). .), the lacquer used or the nature of the resin or silicone used; the values shown in the following table serve as a guide: Natural drying * Dry in an oven at 80 ° C Polymer and carbon coating 6 mg / ml 15 minutes 5 min Contacts and conductors with silver conductive paint 10 min 5 min Protective coating of resin or silicone (in this case, Araldit ^®) 15 to 20 min - * These times for drying correspond to a natural, non-accelerated drying at ambient temperature in a glass cabinet with air vent.

Insbesondere umfasst das Schutzmaterial ein Harz vorzugsweise Epoxidharze oder Silikone, die keine Wechselwirkung mit der Beschichtung aus Nanoröhre plus ABS eingehen und die einen sehr hohen elektrischen Widerstand aufweisen.In particular, the protective material preferably comprises a resin epoxy resins or silicones, which do not interact with the coating of nanotube plus ABS and have a very high electrical resistance.

Wie in 2 zu sehen ist, besteht der Kohlenstoffzusatz 53 noch konkreter aus Kohlenstoff- und oder Graphennanoröhren. Die mindestens eine Nanoröhre kann mit einer einfachen Wand oder einer Mehrfachwand ausgestattet sein, wobei diejenigen mit einer einfachen Wand teurer sind und die mit einer Mehrfachwand (einigen konzentrischen Wänden) preiswerter sind und vorzugsweise verwendet werden. Die Kohlenstoffnanoröhren werden als eindimensionale Partikel betrachtet, da sie ein wirklich großes Länge-Durchmesser-Verhältnis aufweisen. Ihre Länge kann millionenfach größer sein als ihr Durchmesser. Die Länge kann je nach Herstellungsprozess sehr stark variieren von einigen Hundert Nanometern bis zu einigen Hundert Mikrometern oder sogar Millimetern. Ihr Durchmesser hängt von der Art der Nanoröhre ab. Diejenigen mit einer einfachen Wand weisen einen Durchmesser von 1 oder 2 Nanometern auf, während diejenigen mit Mehrfachwänden in Abhängigkeit der Anzahl an konzentrischen Wänden ein Mehrfaches von 10 Nanometern erreichen. Auf der anderen Seite stellen die Graphenrollen die entrollten Nanoröhren dar. Sie werden als zweidimensionale Partikel betrachtet, da sie eine ebene Geometrie mit wenigen Schichten (idealerweise einer Schicht) von Atomen aufweisen. Das bedeutet, dass ihr Verhältnis Oberfläche zu Dicke zu unendlich tendiert.As in 2 can be seen, there is the carbon additive 53 even more concrete from carbon and or Graphanenanoröhren. The at least one nanotube may be provided with a simple wall or a multiple wall, those with a simple wall being more expensive and those having a multiple wall (some concentric walls) cheaper and preferably used. The carbon nanotubes are considered as one-dimensional particles because they have a really large length-to-diameter ratio. Their length can be millions of times larger than their diameter. The length can vary greatly depending on the manufacturing process from a few hundred nanometers to a few hundred micrometers or even millimeters. Their diameter depends on the type of nanotube. Those with a simple wall have a diameter of 1 or 2 nanometers, while those with multiple walls in Depending on the number of concentric walls reach a multiple of 10 nanometers. On the other hand, the graphene rolls represent the unrolled nanotubes. They are considered two-dimensional particles because they have a plane geometry with few layers (ideally one layer) of atoms. This means that their surface to thickness ratio tends to be infinite.

Wie in 3 zu sehen ist, wird darauf hingewiesen, dass das Substrat 1, auf dem die Schicht 3 der Lösung 5 appliziert wird, eine Halterung 62 für ein Spiegelglas 61 eines Rückspiegels 6 ist.As in 3 It should be noted that the substrate 1 on which the layer 3 the solution 5 is applied, a holder 62 for a mirror glass 61 a rearview mirror 6 is.

Noch konkreter ist das Schutzmaterial der durch das Verfahren nach Anspruch 1 hergestellten Heizvorrichtung ein Harz.More concretely, the protective material of the heater produced by the method of claim 1 is a resin.

Wie in 2 zu sehen ist, besteht der Kohlenstoffzusatz 53 der durch das Verfahren nach Anspruch 1 herstellten Heizvorrichtung insbesondere aus Kohlenstoff- und/oder Graphennanoröhren.As in 2 can be seen, there is the carbon additive 53 the heating device produced by the method according to claim 1, in particular of carbon and / or graphane nanotubes.

Wie in 3 zu sehen ist, ist auch der Rückspiegel 6 für Fahrzeuge, der eine Heizvorrichtung nach Anspruch 14 umfasst, ein Gegenstand der Erfindung, wobei das Substrat 1 eine Halterung 62 für ein Spiegelglas 61 ist.As in 3 you can also see the rearview mirror 6 for vehicles, comprising a heating device according to claim 14, an article of the invention, wherein the substrate 1 a bracket 62 for a mirror glass 61 is.

In Bezug auf 4 wird nach dem Ausführen verschiedener Laboruntersuchungen zusätzlich darauf hingewiesen, dass die Heizvorrichtung mit Kohlenstoffnanoverbindungen der vorliegenden Erfindung ähnliche Funktionsleistungen wie die aktuellen gewerblich verfügbaren Systeme aufweist, wobei sie beim Energieverbrauch effizienter ist.In relation to 4 In addition, after carrying out various laboratory tests, it is additionally pointed out that the carbon nanocomposite heater of the present invention has similar performance as the current commercially available systems, being more efficient in power consumption.

Die Einzelheiten, die Formen, die Abmessungen und die weiteren Zubehörelemente sowie die in der Umsetzung des Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung zum Herstellen einer Heizvorrichtung mit Kohlenstoffnanoröhren eingesetzten Komponenten können nach Bedarf durch andere ersetzt werden, die technisch gleichwertig sind, ohne vom Wesen der Erfindung noch von dem durch die nach der nachfolgenden Liste angefügten Ansprüche definierten Umfeld abzuweichen.The details, shapes, dimensions and other accessories as well as the components used in the implementation of the method and associated apparatus for making a carbon nanotube heater may be replaced as necessary by others that are technically equivalent without departing from the spirit of the invention deviate from the environment defined by the appended claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Substratsubstratum

22

Leitfähige ElementeConductive elements

2121

Elektrische KontakteElectrical contacts

2222

Leiterbahnenconductor tracks

33

Schichtlayer

44

Schutzelementeprotection elements

55

Lösungsolution

5151

Polymermaterialpolymer material

5252

Lösungsmittelsolvent

5353

KohlenstoffzusatzCarbon additive

66

Rückspiegelrearview mirror

6161

Spiegelglasmirror glass

6262

Halterungbracket

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• EP 2136603 [0005] EP 2136603 [0005]
• EP 2400814 [0006] EP 2400814 [0006]
• US 20100122980 [0007] US 20100122980 [0007]

Claims (15)

Verfahren zum Herstellen einer Heizvorrichtung, das die folgenden Schritte umfasst: – Vorbereiten einer Lösung (5) aus einem Polymermaterial (51), einem Lösungsmittel (52) und einem Kohlenstoffzusatz (53), – Applizieren mindestens einer Schicht (3) der Lösung (5) auf einem Substrat (1), – Anbringen leitfähiger Elemente (2) auf der Schicht (3), – Beschichten der leitfähigen Elemente (2) mit Schutzelementen (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Substrats (1) aus der gleichen Familie von Polymeren stammt wie das Polymermaterial (51) der Lösung (5).Method for producing a heating device, comprising the following steps: - preparing a solution ( 5 ) of a polymer material ( 51 ), a solvent ( 52 ) and a carbon additive ( 53 ), - applying at least one layer ( 3 ) of the solution ( 5 ) on a substrate ( 1 ), - attaching conductive elements ( 2 ) on the layer ( 3 ), - coating of the conductive elements ( 2 ) with protective elements ( 4 ), characterized in that the material of the substrate ( 1 ) from the same family of polymers as the polymer material ( 51 ) of the solution ( 5 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Vorbereitens einer Lösung (5) aus einem Polymermaterial (51), einem Lösungsmittel (52) und einem Kohlenstoffzusatz (53) die folgenden Teilschritte umfasst: – Wiegen des Polymermaterials (51) und des Kohlenstoffzusatzes (53), – Zusammenführen der beiden Materialien, – Hinzufügen der Lösungsmittelflüssigkeit (52) des Polymermaterials, – Bewegen bis zur vollständigen Vermischung, – Anwenden eines Ultraschalls während einer vordefinierten Zeit, vorzugsweise einer Stunde.Method according to claim 1, characterized in that the step of preparing a solution ( 5 ) of a polymer material ( 51 ), a solvent ( 52 ) and a carbon additive ( 53 ) comprises the following sub-steps: weighing the polymer material ( 51 ) and the carbon additive ( 53 ), - combining the two materials, - adding the solvent liquid ( 52 ) of the polymeric material, - moving to complete mixing, - applying ultrasound for a predefined time, preferably one hour. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Lösung (5) des Polymermaterials (51) mit einem Kohlenstoffzusatz (53) in der Lösungsmittelflüssigkeit (52) in einem Bereich zwischen 2 und 10 mg/ml, und vorzugsweise bei 6 mg/ml liegt.Process according to claim 1, characterized in that the concentration of the solution ( 5 ) of the polymer material ( 51 ) with a carbon additive ( 53 ) in the solvent liquid ( 52 ) is in a range between 2 and 10 mg / ml, and preferably at 6 mg / ml. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Applizierens mindestens einer Schicht (3) der Lösung (5) auf einem Substrat (1) die folgenden Teilschritte umfasst: – Anordnen einer Maske mit der Geometrie der zu applizierenden Schicht (3) auf dem Substrat (1), – Applizieren der Lösung (5) auf dem Substrat (1), – Trocknenlassen während einer vordefinierten Zeit, vorzugsweise 10 Minuten, – Entnehmen der Maske.Method according to claim 1, characterized in that the step of applying at least one layer ( 3 ) of the solution ( 5 ) on a substrate ( 1 ) comprises the following sub-steps: arranging a mask with the geometry of the layer to be applied ( 3 ) on the substrate ( 1 ), - applying the solution ( 5 ) on the substrate ( 1 ), - allowing to dry for a predefined time, preferably 10 minutes, - removing the mask. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Applizieren der Lösung (5) auf dem Substrat (1) eine Spritzlackiertechnik ist.Method according to claim 4, characterized in that the application of the solution ( 5 ) on the substrate ( 1 ) is a spray painting technique. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Anbringens leitfähiger Elemente (2) auf der Schicht (3) die folgenden Teilschritte umfasst: – Abdecken einiger Leiterbahnen (22) eines Schaltkreises, – Trocknenlassen während einer vordefinierten Zeit, vorzugsweise 10 Minuten, – Anbringen einiger elektrischer Kontakte (21) mit einem Leitlack auf dem Schaltkreis.Method according to claim 1, characterized in that the step of applying conductive elements ( 2 ) on the layer ( 3 ) comprises the following sub-steps: - covering some printed conductors ( 22 ) of a circuit, - drying for a predefined time, preferably 10 minutes, - attaching some electrical contacts ( 21 ) with a conductive ink on the circuit. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitlack, der insbesondere aus Silber oder Kohlenstoff besteht, eine Leitfähigkeit aufweist, die um eine Größenordnung über derjenigen der Schicht (3) liegt.A method according to claim 6, characterized in that the conductive ink, which consists in particular of silver or carbon, has a conductivity which is an order of magnitude higher than that of the layer ( 3 ) lies. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Beschichtens der leitfähigen Elemente (2) mit Schutzelementen (4) die folgenden Teilschritte umfasst: – Beschichten der Schicht (3) mithilfe eines Schutzmaterials, – Verstärken der Kontakte, – Trocknenlassen während einer vordefinierten Zeit, vorzugsweise 15 Minuten.A method according to claim 1, characterized in that the step of coating the conductive elements ( 2 ) with protective elements ( 4 ) comprises the following sub-steps: coating the layer ( 3 ) using a protective material, - strengthening the contacts, - allowing to dry for a predefined time, preferably 15 minutes. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial ein Harz ist.A method according to claim 8, characterized in that the protective material is a resin. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffzusatz (53) aus Kohlenstoff- oder Graphennanoröhren besteht.Process according to claim 1, characterized in that the carbon additive ( 53 ) consists of carbon or Graphanenanoröhren. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1), auf dem die Schicht (3) der Lösung (5) appliziert wird, eine Halterung (62) für ein Spiegelglas (61) eines Rückspiegels (6) ist.Method according to claim 10, characterized in that the substrate ( 1 ) on which the layer ( 3 ) of the solution ( 5 ) is applied, a holder ( 62 ) for a mirror glass ( 61 ) of a rearview mirror ( 6 ). Heizvorrichtung, die mit dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt wurde.A heating device produced by the method of claim 1. Heizvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzmaterial ein Harz ist. Heating device according to claim 12, characterized in that the protective material is a resin. Heizvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoffzusatz (53) aus Kohlenstoff- oder Graphennanoröhren besteht.Heating device according to claim 12, characterized in that the carbon additive ( 53 ) consists of carbon or Graphanenanoröhren. Rückspiegel (6) für Fahrzeuge, der eine Heizvorrichtung nach Anspruch 12 umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) eine Halterung (62) für ein Spiegelglas (61) ist.Rear view mirror ( 6 ) for vehicles, comprising a heating device according to claim 12, characterized in that the substrate ( 1 ) a holder ( 62 ) for a mirror glass ( 61 ).

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