CN1296464A - 可加热反射镜以及导热层的生产方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可加热反射镜,其带有由无机材料基片制成的透明的曲面,和至少一反射层，以及使用到基片和/或反射层的至少一个导热层以及触点。导热层是由导电颗粒构成，导电颗粒至少部分嵌入基片和/或反射层的表面并且平均直径为3—100μm,以及导热层被设计成覆盖整个表面或带状,其中对于带状实施方案的非传导区是带间的绝缘分离层。

Description

可加热反射镜以及导热层的生产方法及其应用

本发明涉及一种可加热反射镜，其具有由导电颗粒制成的特定结构的导热层，将导热层应用于基片的工艺以及可加热反射镜生产工艺的应用。

由导电材料制成的导热层的可加热反射镜是已知的。可加热反射镜在US3 686 437中有描述，其中导热层在真空条件下或通过溅射应用于玻璃基片。该美国专利提出使用铬镍合金作为导热层。

这种反射镜的缺点是，首先使用导热层的技术非常复杂。如在美国专利所述，铬镍合金的应用是在真空条件下或使用溅射方法进行。这两种工艺步骤对于工业化生产都是复杂和昂贵的。而且，已经显示由于这种类型的反射镜非常薄，因此没有足够的热容量。这导致使反射镜免除冷凝的时间过长。还有对反射镜构造的要求是多方面的，特别在加热一定面积时，使用这种类型的反射镜会比其它类型反射镜弱。

因此本发明的目的是提供一种可加热反射镜，具有高热容量的导热层，以及导热层的任意排列设计。本发明的另一个目的是提供一种既经济又简单的将导热层应用于基片的工业化生产方法。

可加热反射镜的目的是通过权利要求1的特征实现的，其制备方法是通过权利要求17的特征实现的。从属权利要求对本发明技术方案作了进一步优选。

本发明提出导热层是通过至少部分嵌入基片和/或反射层表面的导电颗粒形成的。这样本发明可加热反射镜的必要条件是颗粒的平均直径为3-100μm。图4-6分别显示了放大30，100和1000倍的立体扫描电子显微镜照片，从图中可见颗粒构成。因引，导热层具有“粗糙的表面”。图6特别显示了在使用过程中颗粒仅发生了微小的变化。图4-6也显示了颗粒已经部分穿透基片表面，此处指反射镜。因此颗粒对基片的粘附是通过颗粒对基片表面的穿透而获得的。当然也存在颗粒之间以及颗粒与表面的部分烧结。如上所述，对于具有导热层的可加热反射镜，重要的是具有一定的粗糙度，即平均颗粒直径保持3-100μm，以及制成粘合的传导层。这样本发明反射镜的导热层不同于现有技术中迄今已知的那些通过常规的溅射工艺或蒸发方法应用的导热层。因此在所有情况下，这样生产的极细均匀的传导层具有在背景技术中概述的现有技术的缺点。

颗粒本身优选金属Al、Zn、Sn、Cu、Ni和/或它们的合金。本发明可加热反射镜更特别优选的颗粒是由铝和/或至少含96％铝的铝合金组成的。本发明反射镜进一步优选的实施方案的特征在于可加热反射镜的基片是玻璃。双层玻璃和铝和/或铝合金颗粒已证明在机械粘合和电热容量方面的特性上特别优越。

对于本发明反射镜，导热层可以设计成双面完全覆盖的或带状的。本发明是带状导热层的实施方案，因此重要的是在导热带之间的区域是由绝缘分离层组成。这一绝缘分离层优选是0.2mm-1mm厚的薄膜。最小厚度是关键，因为否则涂层时可能发生桥连。分离层由含有树脂和溶剂的成分而制成。因此优选的树脂是紫胶，阿拉伯树胶或松脂。因此绝缘分离层也可以进一步含有现有技术中已知的添加剂。这种分离层根据所需方式通过涂覆，喷涂或刷涂应用。

已经证实如果导热层的厚度在10μm-100μm是有利的，并优选40-60μm。本发明可加热反射镜的特别优点是导热层可以选择不同的层厚度，从而在镜面特定的临界点时获得增加的热容量，由此也避免冷凝。对于使用带状导热层的情况，导热层的带宽是2-20mm。而且导热层的带宽可以相应地变化宽度以使特定的临界点时可以选择较宽的带宽，此时反射镜的除湿可能存在困难。因此本发明包括的所有的实施方案中导热层的层厚和带宽都是可以变化的。

除上述优点外，本发明可加热反射镜的导热层也表现了比现有技术明显的改进。这是该领域专家也意想不到的，即权利要求1所描述的导热层可以配有聚合物涂层作为隔热和电绝缘的射体防护以及固定反射镜框架的粘结剂。

目前现有技术中射体防护使用的常规方法是，使用粘附膜或金属薄片形式并且以分开操作的步骤生产然后粘附到反射镜上。本发明反射镜可以很简便地使用聚合物涂层，例如通过喷涂，特别是颗粒形成的表面。已经证实特别有利的是聚合物涂层作为一个整体选择自固化的硅烷改性聚合物。这种方法的优点是使用聚合物涂覆了反射镜的整个表面另外导热层是以单独的操作步骤涂覆，然后在空气中进行简单的固化。优选使用硅烷改性聚酯树脂系统作为这种类型的聚合物。它们的特点特别是它们是单一组分系统并在大气湿度下交联获得弹性产品。这一涂层的另一个优点是该涂层作为蒸汽屏障和防紫外线(UVstable)以及具有良好性能的密封材料功能。

本发明可加热反射镜装置的制造是现有技术已知的，即触点与电源接触。因此这些触点优选设计成通过添加的金属层与导热层连接。这一添加的金属层优选金属Zn和/或Sn。因此添加的金属层的厚度为50-100μm。

现有技术中已知多种层结构可用作镜子的反射层。这些反射层的实例是双色层或铬层或银层。

本发明也涉及一种由基片上的导电颗粒制成的导热层的生产方法。根据本发明，该方法的特征在于以导线形式向产热装置中加入导电材料并因此承受＞5，000°K的温度。因此产生的导电颗粒在空气中运送到基片表面。因此本发明方法的关键之处是使用的方法是在环境大气压下进行即在室内大气压下进行。因此本发明方法是简单的并且构造的成本低。

本发明方法优选的是通过电弧发热。因此装置和基片的距离优选5-50cm，特别是优选12-25cm。对于本发明方法，特别需要强调的是使用压缩空气运送颗粒。这种简单方法的结果是也可以通过改变压力影响方法。压缩空气可以在2.8-7.5大气压范围内变化。

因此本发明方法可以使用的颗粒层的厚度可通过改变基片与产热装置之间的距离和/或通过改变颗粒的速率以及网速(Drahtvorschub)和电弧电流的高低来调节。

本发明方法具有宽调节范围的优点。根据本发明作为带状实施方案的第一步在基片上产生分离层。将这一分离层的结构设计成在使用时导热层获得所需要的带状，例如扭曲的或螺旋形的。

令人惊奇地，已经证实可以通过使用含有一种树脂和一种溶剂的制剂简单地制成这一绝缘分离层。已经表明如果这一绝缘分离层通过常规处理方法使用到基片表面上，通过蒸发方法将颗粒加入到基片中，此时分离层粘附到基片上，防止了颗粒穿透基片表面。如果没有分离层，着陆颗粒因此会从使用分离层的区域落下并粘附，也就是它们穿透基片表面。图4-6显示，玻璃基片为例，在分离层中也使用了铝合金。图4-6表明此处分离层通过以下使用方法应用，没有发生颗粒的粘附。在图4-6实施例中，使用具有树脂成分的和染料的标记杆(Markerstift)作为分离层。

根据应用的导热层的设计使宽调节范围成为可能。使用本发明方法时，不仅可以改变厚度和带宽，而且可以通过在基片上极简单地施加分离层来调节导热层的设计。

本发明方法最主要的优点是可用聚合物涂层覆盖导热层的整个表面，然后它们起于隔热和电绝缘的射体防保以及玻璃框架的粘附固定作用。显而易见可以通过简单的方法，例如滚压，喷注或其它常规处理方法使用聚合物涂层，特别是由本发明方法产生的具有上述颗粒构造的粗糙表面。另一个优点是这种聚合物涂层对基体，即传导层和/或分离层具有很好的粘附性。优选硅烷改性聚合物，特别是硅烷改性聚酯树脂作为聚合物涂层。这一体系的优点表现为它可以在空气中自固化。这种方法的结果是使用极为方便并节省了射体防护的使用费用，同时该射体防护起绝缘作用以及必要时作为反射镜框架的粘附剂。

针对使用的颗粒以及基片的材料的选择，参阅上面对可加热反射镜的描述。相应地，特别优选使用双层玻璃材料以及铝和/或铝合金作为颗粒。对于绝缘分离层，已经证明如果此处使用现有技术中已知的标记杆，例如Eddingmarker^是有利的。

如权利要求1-16所述，由于本发明方法对层厚度，带宽和排布有很好的调节性，上面已详细描述的本发明方法特别适合于生产汽车工业中可加热反射镜的导热层。

下面将根据图1-7对本发明作更详细的描述。

图1是本发明设计的具有导热层的反射镜；

图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的反射镜的截面图；

图3是反射镜的湿度传感器和电源以及控制装置的局部示意图；

图4是放大30倍的本发明导热层电子显微镜照片；

图5是放大100倍的同样的导热层电子显微镜照片；

图6是放大1000倍的同样的导热层电子显微镜照片。

通过介绍应该注意到在所述的不同实施方案中同样的部分使用同样的附图标记或同样的组件名称，其中在整个说明书中公开的内容可以将同样的附图标记或同样的组件名称类似地转换成同样的部分。另外详细的位置，例如顶部，底部，侧面等，是根据实际描述或显示的图的情况选择表述，并且由于位置的改变应类似地转换新的位置。而且，不同的典型实施方案本身所显示和描述的单个特征或特征的组合也是独立的，创造性的解决方法或本发明的解决方法。

图1-3共同显示了，在壳体3内具有加热元件2的可加热反射镜1作为例如汽车的外部反射镜4。它是由具有低导热率的、无机材料，例如玻璃，陶瓷，基片5组成，优选带有磨光并涂布的表面6，7。将具有反射层9，例如镍层的基片5以箭头8所示相反方向覆盖在表面7上。

使用在基片5的表面6，7中的至少一个表面和/或反射层9并由导电材料和阻抗电流的材料构成的单层加热元件2，主要形成导热片10，其中导电材料如带状排列在表面6，7上或覆盖整个表面。导热片10的带状通道是螺旋形的或扭曲的，表面7优选设计成覆盖大区域，其中导热片10的无断路通道设置在末端位置，近乎位于纵向末端11的中心直到近乎靠近它的近端位置排列。然而，也可以将导热片10设计成全表面加热层。触点12，13被设置在导热片10的末端位置。

直接相互靠近的导热片区14，15通过分离层17在导热片区14，15之间形成间隔16而互相电绝缘，并设置在基片5的表面6，7上。通道18，19的触点12，13穿过壳体3导热片10的电源，与导热片10的材料直接焊接导电连接，并在导热片10上涂布锌和/或锡层。

在离开基片5的背面20上用非导电材料的涂层21涂布加热元件2，以使导热片10设置在基片5和涂层21之间。因此涂层21优选由自固化聚合物涂层形成，例如硅烷改性聚合物。反射镜1通过涂层21粘附到反射镜框架22中并通过支架23固定在壳体3内。

在分离层17之间运转的导热片10是由通过电弧方法粘附到表面7上的导电材料制成的颗粒24形成的。颗粒24优选使用Al，Zn，Sn，Cu，Ni和/或它们的合金，其中导热片10用于将电能转换为热能，对于低压供电干线，预设电阻值约2Ω-20Ω，优选8Ω。因此接触电流的导热片10的温度最高为100℃。然而，导电材料或导热片10也可以设计成透明的，例如硬玻璃涂层，优选设置在基片5的正面，朝向箭头8的观察方向，特别是在可加热反射镜1的正面朝向箭头8的观察方向。

为实现在基片5上分布不同的温度区，将加热元件2设计成连续变化的层厚度25为此使导线横截面预设成带宽26并由此形成反电流的导线电阻，以适应反射镜1的不同区热容量的需要。

然而，通过本发明导热片10的具有连续变化层厚度25的加热元件2的设计有效地防止了基片5中邻近区之间的加热电压，由此可以使用非常薄的基片5而不发生断电，并由于加热量小而达到降低能量消耗，以及缩短反应时间。

当然本发明反射镜1不仅可用作所示的外部反射镜4，也用作现在所有常规的外部反射镜，例如可电调节的外部反射镜。

装有加热元件2的反射镜1还可以与一个或多个传感器结合，例如温敏传感器28或湿敏传感器29，可以将其安装在优选基片5和任选的反射层9形成的曲面的导热片10相反方向的表面7上或表面6上。

湿敏传感器29的一种可能设计是例如设计成如图3显示的电阻测量区。传感器是由与导热片10，特别是与加热层绝缘的导电材料的部分区域形成。然而，导电接触面30，31，例如铬涂层，也可以应用于反射镜1的边缘区27或基片5的纵向末端11区域的表面6或7，并且例如通过分离层17互相绝缘。通过导线32，33向接触面30，31施加电压。如果在表面6上产生湿气，如在冷凝或结冰时发生的，由于分离层17的桥接存在的电流和由此发出的信号作为接通信号触发加热元件2以相应的供热和/或调节装置34。

Claims (28)

1．具有由无机材料基片和至少一反射层以及至少一使用到基片和/或反射层的导热层制成的透明曲面并且具有触点的可加热反射镜，其特征在于导热层(10)是由至少部分镶嵌在基片(5)和/或反射层(9)的表面中的平均直径3-100μm的导电颗粒形成的，以及将导热层(10)设计成覆盖整个表面或带状，其中对于带状实施方案的非传导区是带间的绝缘分离层(17)。

2．根据权利要求1的可加热反射镜，其特征在于在导热层(10)的整个表面使用聚合物涂层作为覆盖层(21)，用作射体防护和绝缘。

3．根据权利要求1或2的可加热反射镜，其特征在于聚合物涂层是可在空气中固化的硅烷改性聚合物。

4．根据权利要求1-3中的至少一项的可加热反射镜，其特征在于触点(12，13)是通过金属层连接导热层(10)。

5．根据权利要求1或4的可加热反射镜，其特征在于颗粒是选自金属Al，Zn，Sn，Cu，Ni和/或它们的合金。

6．根据权利要求5的可加热反射镜，其特征在于颗粒是铝和/或至少含铝96％的铝合金。

7．根据权利要求1-6中的至少一项的可加热反射镜，其特征在于基片(5)是玻璃。

8．根据权利要求1-7中的至少一项的可加热反射镜，其特征在于绝缘分离层(17)是由含树脂，溶剂和任选的添加剂成分形成的膜。

9．根据权利要求8的可加热反射镜，其特征在于树脂是天然树脂，如紫胶，阿拉伯树胶或松脂。

10．根据权利要求8或9的可加热反射镜，其特征在于添加剂是染料。

11．根据权利要求1-10中的至少一项的可加热反射镜，其特征在于导热层(10)的层厚度(25)是在10-100μm的范围内。

12．根据权利要求1-11中的至少一项的可加热反射镜，其特征在于触点的金属层选自Zn，Sn和/或Ag。

13．根据权利要求1-12中的至少一项的可加热反射镜，其特征在于导热层(10)是螺旋形的或扭曲的。

14．根据权利要求13的可加热反射镜，其特征在于选择导热层(10)的层厚度和/或带宽取决于在特定曲面上所需的热容量。

15．根据权利要求14的可加热反射镜，其特征在于导热片带(26)宽是2-20mm。

16．根据权利要求1-15中的至少一项的可加热反射镜，其特征在于通过导线连接电源和/或控制装置(34)的传感器，例如湿敏和/或热敏传感器(28，29)设置在表面和/或与导热片(10)相对的曲面的表面上。

17．由基片上的导电颗粒构成的导热层的生产方法，其特征在于导电材料以导线方式供给产热装置并因此暴露于＞5，000°K的温度下，以及产生的颗粒在空气中输送至基片表面。

18．根据权利要求17的方法，其特征在于以电弧方式产生热以及装置和基片之间的距离是5-50，优选12-25cm。

19．根据权利要求17或18的方法，其特征在于颗粒是通过压缩空气在2.8-7.5个大气压下运送。

20．根据权利要求17-19中的至少一项的方法，其特征在于使用的颗粒层厚度的调节是通过改变基片与产热装置的距离和/或通过改变颗粒的压缩空气和/或通过导线对产热装置的进给速率进行的。

21．根据权利要求17-20中的至少一项的方法，其特征在于将导热层使用到基片的某些区域之前，应用绝缘分离层防止颗粒穿透落到基片表面。

22．根据权利要求21的方法，其特征在于以一种方式使用绝缘分离层，以产生带状，特别是扭曲或螺旋形的导热层。

23．根据权利要求17-22中的至少一项的方法，其特征在于以聚合物涂层形式在导热层整个表面使用涂覆层作为射体防护和用于绝缘。

24．根据权利要求23的方法，其特征在于聚合物涂层是由自固化的硅烷改性聚合物组成并通过喷注或滚压涂布。

25．根据权利要求17-24中的至少一项的方法，其特征在于导线材料是选自金属Al，Zn，Ni，Sn，Cu和/或它们的合金。

26．根据权利要求1 7-25中的至少一项的方法，其特征在于基片是玻璃。

27．根据权利要求17-26中的至少一项的方法，其特征在于绝缘分离层是由含树脂的成分制成的。

28．权利要求17-27中的至少一项的方法的应用，其特征在于导热层是用于反射镜的加热，特别是汽车反射镜。

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