(57)【要約】  本発明は、電気的に導通しない支持体層（１２）と電気的に導通する金属層（１４）とを有する、電気的に導通するフィルム（１０）に関するものであって、その金属層が材料除去によって形成された構造を有し、かつ第１の面において少なくとも部分的に支持体層（１２）と結合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−電気的に導通しない支持体層（１２）と、
−電気的に導通する金属層（１４）と、
を有する、電気的に導通するフィルム（１０）であって、
前記金属層が材料除去によって形成される構造を有し、かつ、第１の面において少なくとも部分的に前記支持体層（１２）と結合されている、
電気的に導通するフィルム。
【請求項２】
前記金属層（１４）の前記構造が１つ又は複数の導体路（２０）を有し、前記導体路が少なくとも１つの屈曲されたセクション（２２）を有している、請求項１に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項３】
前記金属層（１４）の前記構造が、１つ又は複数の導体路（２０）を有し、その場合に少なくとも１つの導体路（２０）が複数の導体路セクション（２８ａ〜２８ｅ）を有し、前記導体路セクションの導体路幅（Ｂ１〜Ｂ５）が互いに異なっている、請求項１又は２に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの導体路（２０）の前記複数の導体路セクション（２８ａ〜２８ｅ）が、互いに対して変位して、かつ／又は平行に延びている、請求項３に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの導体路（２０）の互いに連続する導体路セクション（２８ａ〜２８ｅ）の導体路幅（Ｂ１〜Ｂ５）が、導体路推移に沿って増大し、あるいは減少する、請求項３又は４に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項６】
電気的に導通しないカバー層（１６）が設けられており、前記カバー層が材料除去によって形成された構造を有し、その場合に前記金属層（１４）が第２の面において少なくとも部分的に前記カバー層（１６）と結合されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項７】
前記カバー層（１６）の材料除去によって形成された前記構造が部分的に、あるいは完全に、前記金属層（１４）の材料除去によって形成された前記構造と一致する、請求項６に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項８】
前記支持体層（１２）を形成する材料が、前記カバー層（１６）を形成する材料よりも小さい弾性係数を有している、請求項６又は７に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項９】
前記支持体層（１２）を形成する材料の弾性係数と、前記カバー層（１６）を形成する材料の弾性係数との間の差が、少なくとも２０メガパスカルである、請求項６から８のいずれか一項に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項１０】
前記支持体層（１２）が熱可塑性エラストマー、特に熱可塑性ポリウレタンから形成されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項１１】
前記支持体層（１２）を形成する材料が、１０から１００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有している、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項１２】
前記支持体層（１２）及び／又は前記カバー層（１６）が熱可塑性プラスチックから、特にポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートから、形成されている、請求項６から８のいずれか一項に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項１３】
前記支持体層（１２）及び／又は前記カバー層（１６）を形成する材料が、１２０から１２００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有している、請求項６から８、１２のいずれか一項に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項１４】
前記電気的に導通する金属層（１４）が、銅、銅合金、アルミニウム及び／又はアルミニウム合金から形成されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項１５】
電気的に導通しない支持層（１８）が設けられており、前記支持層が前記金属層（１４）と、あるいは前記支持体層（１２）の前記金属層（１４）とは逆の面と、結合されている、請求項１から１４のいずれか一項に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項１６】
前記支持層（１８）が、熱可塑性エラストマーから、特に熱可塑性ポリウレタンから、形成されている、請求項１５に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項１７】
前記支持体層（１２）又は前記金属層（１４）における支持層（１８）の付着が、前記支持体層（１２）又は前記金属層（１４）からの前記支持層（１８）の損傷のない剥離を可能にする、請求項１から１６のいずれか一項に記載の電気的に導通するフィルム（１０）。
【請求項１８】
−１つ又は複数の電気的に導通するフィルム（１０）、
を有する電気加熱装置（１００）において、
前記１つ又は複数の電気的に導通するフィルム（１０）が請求項１から１７のいずれか一項に従って形成されている、電気加熱装置。
【請求項１９】
前記電気的に導通するフィルム（１０）の前記金属層（１４）の少なくとも１つの導体路（２０）が、発熱導体として形成されており、及び／又は、部分的に蛇行して延びている、請求項１８に記載の電気加熱装置（１００）。
【請求項２０】
バッテリ用、特に車両バッテリ用のセル接触ユニット（２００）であって、
−１つ又は複数の電気的に導通するフィルム（１０）を有し、
前記１つ又は複数の電気的に導通するフィルム（１０）が、請求項１から１７のいずれか一項に従って形成されている、セル接触ユニット。
【請求項２１】
少なくとも１つの電気的に導通するフィルム（１０）が接触セクション（２６ａ〜２６ｄ）を有し、前記接触セクションが、エレメンタルセル（２０２ａ〜２０２ｄ）の接触極（２０４ａ〜２０４ｄ）と電気的に導通接続されるように構成されている、請求項２０に記載のセル接触ユニット（２００）。
【請求項２２】
バッテリ用の、特に車両バッテリ用の、セル電圧負荷装置であって、
−１つ又は複数の電気的に導通するフィルム（１０）を有し、
前記１つ又は複数の電気的に導通するフィルム（１０）が、請求項１から１７のいずれか一項に従って形成されている、セル電圧負荷装置。
【請求項２３】
少なくとも１つの電気的に導通するフィルム（１０）が接触セクション（２６ａ〜２６ｄ）を有し、前記接触セクションが、エレメンタルセル（２０２ａ〜２０２ｄ）の接触極（２０４ａ〜２０４ｄ）と電気的に導通接続されるように構成されている、請求項２２に記載のセル電圧負荷装置。
【請求項２４】
電気的に導通するフィルム（１０）、特に請求項１から１７のいずれか一項に記載の電気的に導通するフィルム（１０）のための形成方法であって、
−少なくとも１つの電気的に導通しない支持体層（１２）と電気的に導通する金属層（１４）とを有するフィルム（１０）を準備するステップと、
−材料を除去する、特に切削する形成方法によって、前記金属層（１４）の構造を形成するステップと、
を含み、
前記金属層（１４）の前記構造を形成する際に、１つ又は複数の導体路（２０）が形成され、前記導体路が少なくとも１つの屈曲されたセクション（２２）を有している、形成方法。
【請求項２５】
前記フィルム（１０）が電気的に導通しないカバー層（１６）を有する、請求項２４に記載の形成方法において、
材料を除去する、特に切削する形成方法を用いて前記カバー層（１６）の構造を形成するステップを含む、形成方法。
【請求項２６】
前記金属層（１４）の前記構造の形成と、前記カバー層（１６）の前記構造の形成が同時に行われ、かつ／又は前記カバー層（１６）の前記形成された構造が、前記金属層（１４）の前記形成された構造と部分的に、あるいは完全に一致する、請求項２５に記載の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的に導通しない支持体層と電気的に導通する金属層とを有し、その金属層が材料除去によって形成される構造を有し、かつ第１の面において少なくとも部分的に支持体層と結合されている、電気的に導通するフィルムに関する。
【０００２】
本発明はさらに、１つ又は複数の電気的に導通するフィルムを有する電気加熱装置、セル電圧負荷装置及び１つ又は複数の電気的に導通するフィルムを備えた、バッテリ用の、特に車両バッテリ用の、セル接触ユニットに関する。
【０００３】
本発明はさらに、電気的に導通するフィルムのための形成方法に関するものであり、その方法は以下のステップを有する：少なくとも１つの電気的に導通しない支持体層と電気的に導通する金属層とを有するフィルムを準備し、かつ材料を除去する、特に切削する、形成方法によって金属層の構造を発生させる。
【背景技術】
【０００４】
最近の車両の電化が進むにつれて、電気的に導通する構造に対する需要が増大し、それらの構造は様々な車両コンポーネント内に省スペースで、かつ／又は視覚的に目立たないように内蔵することができる。
【０００５】
たとえばフラットで弾性的な加熱装置に対する高い需要があり、その加熱装置はたとえば車両シート、ステアリングホィールあるいは車両の内部の他の接触面内に内蔵することができる。
【０００６】
この種の快適化された適用領域の他に、フラットで導電性の構造は、電気車両及びハイブリッド車両のドライブトレイン用に、たとえば車両バッテリのエレメンタルセルの省スペースな接触を実現し、あるいはその個別の電圧を測定することができるようにするためにも、必要とされる。
【０００７】
電気的に導通するフィルムは、一方で、小さい組み込み空間しか必要とせず、他方では充分な変形可能性を有しているので、それを車両の快適領域内及び電気的な駆動装置の領域内に使用することが考えられる。
【０００８】
しかし、既知の電気的に導通するフィルム、及び、たとえばフラットリボンケーブルのような、他の電気的に導通する対象は、多数の適用のために充分な程度では適していない。特に既知の電気的に導通するフィルムは、機械的負荷能力及び／又は変形可能性が小さすぎる。フラットリボンケーブルには、電気的に導通する構造パターンがないので、これらは多くの適用範囲において使用することができない。さらに大体において製造が複雑であり、コストがかかる。
【０００９】
さらに従来技術においては、規則的に、健康を損なう、それどころかあるいは有毒な物質さえも発生させる製造方法が使用される。特に電気的に導通する構造のエッチングは、規則的にこの欠点を伴う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって本発明の課題は、普遍的に使用することができ、それにもかかわらず上述した欠点を少なくとも部分的に克服する、電気的に導通する構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、冒頭で挙げた種類の電気的に導通するフィルムによって解決され、その場合に金属層の構造は１つ又は複数の導体路を有し、その導体路が少なくとも１つの屈曲されたセクションを有している。
【００１２】
本発明は、多層のフィルムは材料除去により、たとえば切削除去する形成方法によって、任意に構造化することができるので、様々な使用範囲のための電気的に導通するフィルムを形成することができる、という認識を利用している。１つ又は複数の導体路が少なくとも１つの屈曲されたセクションを有することによって、電気的に導通する複雑な構造パターンを形成することができる。したがってこの電気的に導通するフィルムは、たとえばフラットケーブルとしてはるかに普遍的に使用することができる。本発明の主旨において、導体路の屈曲されたセクションとは、金属層の内部で方向変換を有する導体路セクションを意味する。この種の方向変換は、たとえば導体路が角部領域を有し、その角部領域が２つの直線的な導体路セクションを互いに結合している場合に、存在する。特に、電気的に導通するフィルムがバッテリ用のセル接触ユニットの内部で使用される場合に、これは、有利である。金属層の構造が切削除去により形成されていることによって、さらに、構造化をエッチングするために健康を害する物質を使用する必要性が克服される。
【００１３】
電気的に導通するフィルムの好ましい発展形態において、金属層の構造は１つ又は複数の導体路を有しており、その場合に少なくとも１つの導体路が複数の導体路セクションを有し、それらの導体路幅が互いに異なっている。特に少なくとも１つの導体路の個々の導体路セクションは、５ミリメートルと１ミリメートルの間の領域内の導体路幅を有している。好ましい導体路幅は、たとえば４．２ミリメートル、３．８ミリメートル、３．２ミリメートル及び２．３ミリメートルである。
【００１４】
本発明に係る電気的に導通するフィルムの他の実施形態において、少なくとも１つの導体路の複数の導体路セクションは、互いに対して変位し、かつ／又は平行に延びている。異なる導体路幅を有する複数の導体路セクションが変位し、かつ平行に延びている場合に、導体路セクションの間にそれぞれ導体路の移行セクションが生じる。この移行セクションは、移行セクションによって互いに結合される導体路セクションの１つのものの導体路幅を有することができる。代替的に、移行セクションは他の導体路幅を有することもできる。
【００１５】
電気的に導通するフィルムにおいて、少なくとも１つの導体路の互いに連続する導体路セクションの導体路幅が、導体路推移に沿って増大し、あるいは減少するのがさらに好ましい。このようにして、その長さにわたって全抵抗が１オームよりも小さい導体路が実現される。したがって小さい全抵抗を有するきわめて薄い導体路が実現される。さらに、１つ又は複数の導体路の様々な導体路幅によって、導体路デザインを、電気的に導通しない支持体層の露出面に適合させることができる。導体路全体の全体幅は、増大かつ／又は減少し得る。
【００１６】
本発明に係る電気的に導通するフィルムの特に好ましい実施形態は、電気的に導通しないカバー層を有しており、そのカバー層が材料除去によって形成された構造を有し、その場合に金属層が第２の面において少なくとも部分的にカバー層と結合されている。支持体層は、好ましくは弾性的に変形可能に形成されており、したがって、電気的に導通する複雑な構造を有する変形可能なフィルムの実現を可能にする。カバー層は、好ましくは機械的な過負荷保護として用いられ、その過負荷保護によって、金属層の電気的に導通する構造が弾性変形性に基づいて損傷し、あるいは破壊されることが、阻止される。
【００１７】
本発明に係る電気的に導通するフィルムの他の実施形態において、支持体層は０．０２４ミリメートルから０．２ミリメートルの範囲内の層厚を有し、金属層は０．００９ミリメートルから０．０３０ミリメートルの範囲内の層厚を有し、かつ／又はカバー層は０．０２４ミリメートルから０．２ミリメートルの範囲内の層厚を有する。
【００１８】
本発明に係る電気的に導通するフィルムは、さらに、カバー層の材料除去によって形成された構造が部分的に、あるいは完全に、金属層の材料除去によって形成された構造と一致することによって、好ましく発展形成される。カバー層の構造と金属層の構造が一致する１つ又は複数の領域内で、金属層とカバー層は等しい輪郭を有している。これは特に、電気的に導通するフィルムが電気加熱装置用に使用される場合に、有利である。さらに、カバー層の材料除去によって形成された構造が、金属層の材料除去によって形成された構造と部分的に、あるいは完全に異なることも可能である。
【００１９】
本発明に係る電気的に導通するフィルムの他の実施形態において、支持体層を形成する材料は、カバー層を形成する材料よりも小さい弾性係数を有している。支持体層を形成する材料がカバー層を形成する材料よりも小さい弾性係数を有することによって、電気的に導通するフィルムに引張負荷がかかった場合に、力の大部分がカバー層によって吸収されて、電気的に導通するフィルムの過度の伸張もしくは伸びが回避される。電気的に導通するフィルムの過度の伸張もしくは伸びが阻止されることによって、引張負荷がかかった場合に電気的に導通するフィルムが損傷し、かつ故障する危険が著しく低減される。
【００２０】
好ましくはさらに、本発明に係る電気的に導通するフィルムにおいて、支持体層を形成する材料の弾性係数とカバー層を形成する材料の弾性係数との間の差は、少なくとも２０メガパスカルである。２０メガパスカルの差は、多くの適用範囲においてすでに、一方で電気的に導通するフィルムの充分な弾性変形性を保証することができ、他方で電気的に導通するフィルムの過度の引張負荷に対する適切な保護を実現するために、充分である。
【００２１】
本発明に係る電気的に導通するフィルムの好ましい実施形態において、支持体層は熱可塑性のエラストマー、とくに熱可塑性ポリウレタンから形成されている。熱可塑性エラストマーは、溶接することができ、したがって抵抗力のある、かつ、特殊な使用目的のために必要である場合には、水密の結合の形成を可能にする。代替的に支持体層は、熱可塑性コポリアミド、熱可塑性ポリエステルエラストマー、熱可塑性コポリエステル、オレフィンベースの熱可塑性エラストマー、スチロールブロックコポリマー、熱可塑性加硫物又はオレフィンベースの架橋化された熱可塑性エラストマーから形成することもできる。
【００２２】
本発明に係る電気的に導通するフィルムの発展形態において、支持体層を形成する材料は、１０から１００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有している。１０から１００メガパスカルの範囲内の弾性係数は、電気的に導通するフィルムをたとえば車両内部空間内の屈曲もしくは湾曲された接触面のための電気加熱装置として使用するために、充分な弾性変形を可能にする。しかしさらに、電気的に導通するフィルムは、屈曲もしくは湾曲された基本形状を有するドライブトレインの電気的コンポーネントのための電気加熱装置として使用することもできる。
【００２３】
さらに、支持体層及び／又はカバー層が熱可塑性プラスチックから、特にポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートから形成されている、本発明に係る電気的に導通するフィルムが、有利である。ポリエチレンナフタレートは、高い熱形状安定性を有しているので、電気的に導通するフィルムは、温度が高い場合でも、かつ／又は電気加熱装置の構成要素として、使用することができる。ポリエチレンテレフタレートは、高い破壊強度と良好な摩耗特性とを有している。したがってポリエチレンテレフタレートを使用する場合に、損傷リスクが減少され、かつ比較的長い寿命を有する電気的に導通するフィルムが提供される。
【００２４】
さらに、支持体層及び／又はカバー層を形成する材料が１２０から１２００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有する、本発明に係る電気的に導通するフィルムが、有利である。１２０から１２００メガパスカルの範囲内の弾性係数は、機械的な引張負荷に対して抵抗力を有する電気的に導通するフィルムを提供するために、充分な強度を保証する。カバー層を形成する材料が１２０から１２００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有する場合に、さらに、形成する間にカバー層のきわめて正確な材料除去を行うことができるので、カバー層内に小さい許容誤差を有する複雑な構造パターンが形成可能である。
【００２５】
本発明に係る電気的に導通するフィルムの好ましい実施形態において、電気的に導通する金属層は銅、銅合金、アルミニウム、ＣＣＡ（copper cladded aluminum）及び／又はアルミニウム合金から形成されている。銅とアルミニウムは、高い導電性を有し、かつこの理由から電気的に導通するフィルムの金属層として使用するのに特に適している。さらに銅とアルミニウムは、正確な材料除去する、特に切削する加工を可能にし、それによって金属層内に小さい許容誤差を有する複雑な構造パターン及び／又は細かく分かれた導体路が形成可能である。特に好ましい実施形態において、電気的に導通する金属層は、銅貼りしたアルミニウムから形成されている。銅貼したアルミニウムは、純粋な銅よりも安価である。というのは、アルミニウムは銅よりも安価であるからである。銅貼りしたアルミニウムからなる導体は、さらに、導電性が等しい場合に、必要とされる横断面積が大きいにもかかわらず、純銅導体よりも軽い。
【００２６】
本発明に係る電気的に導通するフィルムは、実施形態において、電気的に導通しない支持層を有しており、その支持層が金属層と、あるいは支持体層の、金属層とは逆の面と結合されている。したがって電気的に導通するフィルムがカバー層を有していない場合に、電気的に導通するフィルムは３層で形成することができる。したがって電気的に導通するフィルムがカバー層を有している場合には、電気的に導通するフィルムは４層で形成することができる。支持層は、形成プロセスの間一時的に電気的に導通するフィルムと結合されており、それによって材料除去の間、特に切削除去加工の間、電気的に導通するフィルムの充分な強度を保証することができる。支持体層又は金属層と支持層との間の結合は、好ましくは機械的又は化学的に取り外し可能に形成されている。特に支持体層又は金属層と支持層との間の付着作用は、電気的に導通するフィルムの残りの層の間の付着作用よりも小さい。
【００２７】
本発明に係る電気的に導通するフィルムの他の実施形態において、支持層は０．０２４ミリメートルから０．２ミリメートルの範囲内の層厚を有している。
【００２８】
支持層が熱可塑性エラストマー、特に熱可塑性ポリウレタンから形成されている、本発明に係る電気的に導通するフィルムも、有利である。熱可塑性エラストマーは、溶接することができ、したがって抵抗力のある結合の形成を可能にする。代替的に支持層は、熱可塑性コポリアミド、熱可塑性ポリエステルエラストマー、熱可塑性コポリエステル、オレフィンベースの熱可塑性エラストマー、スチロールブロックコポリマー、熱可塑性加硫物又はオレフィンベースの架橋化された熱可塑性エラストマーから形成することもできる。
【００２９】
電気的に導通するフィルムの好ましい発展形態において、支持層が支持体層又は金属層に付着することは、支持体層又は金属層からの支持層の損傷のない剥離を可能にする。支持層と支持体層又は金属層との間の付着作用は、たとえば機械的な作用によって克服することができる。その代わりに、あるいはそれに加えて、化学的なプロセスが支持体層又は金属層からの支持層の剥離をもたらし、あるいは少なくとも促進することができる。
【００３０】
本発明の課題は、さらに、冒頭で挙げた種類の電気加熱装置によって解決され、その場合に１つ又は複数の電気的に導通するフィルムが、上述した実施形態のいずれかに従って形成されている。本発明に係る電気加熱装置の利点及び変更に関して、本発明に係る電気的に導通するフィルムの利点と変更を参照するよう指示する。
【００３１】
電気加熱装置の特に好ましい実施形態において、電気的に導通するフィルムの金属層の少なくとも１つの導体路が発熱導体として形成されており、かつ／又は部分的に蛇行して延びている。発熱導体を蛇行して形成することによって、高い熱効果を得ることができる。金属層が複雑なパターン構造を有することができることによって、電気的に導通するフィルムはこの種の蛇行構造の具現化を可能にする。代替的に、電気的に導通するフィルムの金属層の複数の導体路は、それぞれ発熱導体として形成されており、かつ／又は部分的に蛇行して延び、かつ／又は部分的に面取りされている。１つ又は複数の蛇行して延びる発熱導体は、多数の直線的に延びる発熱導体セクションを有することができ、その場合に複数の、あるいはすべての直線的に延びる発熱導体セクションは、互いに対して実質的に平行に方向づけすることができる。その代わりに、あるいはそれに加えて、１つ又は複数の蛇行して延びる発熱導体はそれぞれ部分的に、あるいは完全に屈曲され、特に不規則に屈曲して形成することができ、その場合に屈曲された発熱導体セクションの割合は、好ましくは、直線的に延びる発熱導体セクションの割合を上回る。好ましくは屈曲された発熱導体セクションの割合は、７５％を上回り、特に好ましくは９０％を上回る。
【００３２】
本発明の課題は、さらに、冒頭で挙げた種類のセル接触ユニットとセル電圧負荷装置によって解決され、その場合に１つ又は複数の電気的に導通するフィルムは、上述した実施形態のいずれかに従って形成されている。本発明に係るセル接触ユニットの利点と変更に関して、本発明に係る電気的に導通するフィルムの利点と変更を参照するよう指示する。
【００３３】
本発明に係るセル接触ユニットの好ましい実施形態において、少なくとも１つの電気的に導通するフィルムは接触セクションを有しており、その接触セクションは、エレメンタルセルの接触極と電気的に導通接続されるように、構成されている。したがって電気的に導通するフィルムは、好ましくはセル電圧負荷装置システムの構成要素である。電気的に導通するフィルムが、セル電圧負荷装置システム又はセル接触ユニットの構成要素として使用される場合に、特に好ましくは、電気的に導通するフィルムはエレメンタルセルへ向いた面に保護フィルムを有しており、その場合にこの種の保護フィルムの存在は、必ずしも必要ではない。
【００３４】
電気的に導通するフィルムは、さらに、フラットフィルムアンテナ内で使用することができる。
【００３５】
本発明の課題は、さらに、冒頭で挙げた種類の形成方法によって解決され、その場合に金属層の構造を形成する際に１つ又は複数の導体路が形成され、その導体路が少なくとも１つの屈曲したセクションを有している。本発明に係る形成方法の利点と変更に関して、電気的に導通するフィルムの利点と変更を参照するよう指示する。好ましくはこの形成方法によって、上述した実施形態のいずれかに基づく電気的に導通するフィルムが形成される。
【００３６】
本発明に係る形成方法の実施形態において、提供されたフィルムは電気的に導通しないカバー層を有しており、かつ形成方法は、材料除去する、特に切削する形成方法によるカバー層の構造の形成を有している。材料除去する、特に切削する形成方法によるカバー層の構造の形成は、さらに、刻印ローラによるカバー層内の材料隆起部の形成及び／又はフライスホィールによる材料隆起部の除去を含むことができる。
【００３７】
さらに、本発明に係る形成方法において、金属層の構造の形成とカバー層の構造の形成は同時に行われ、かつ／又はカバー層の形成された構造は部分的に、あるいは完全に、金属層の形成された構造と一致するのが好ましい。好ましくは刻印ローラが金属層とカバー層内に充分に張り出す材料隆起部を形成し、刻印ローラによって形成された、金属層とカバー層内の材料隆起部が、フライスホィールによって同時に除去される。刻印セクションが異なる高さを有する刻印ローラを使用することによって、本発明に係る形成方法により、様々な層が互いに異なる構造パターンを有する、電気的に導通するフィルムも形成することができる。
【００３８】
以下、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態を詳しく説明し、かつ記述する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る電気的に導通するフィルムの形成を図式的に示している。
【図２】本発明に係る電気的に導通するフィルムの形成を図式的に示している。
【図３】本発明に係る電気的に導通するフィルムの形成を図式的に示している。
【図４】本発明に係る電気的に導通するフィルムの形成を図式的に示している。
【図５】本発明に係る電気加熱装置の実施例を図式的に示している。
【図６】本発明に係るセル接触ユニットの実施例を図式的に示している。
【図７】本発明に係る形成方法の実施例を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る電気的に導通するフィルムの金属層の複数の導体路の幅の推移を示している。
【図９】本発明に係る電気的加熱装置の実施例を図式的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１の左側は、電気的に導通するフィルム（箔）１０を示しており、そのフィルムは電気的に導通しない支持体層１２と電気的に導通する金属層１４とを有している。
【００４１】
支持体層１２は、１２０から１２００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有する材料から形成されている。支持体層１２は、たとえばポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートから形成され得る。
【００４２】
金属層１４は、銅とアルミニウムから、たとえば銅貼りしたアルミニウムから、形成されており、かつ第１の面において支持体層１２と結合されている。
【００４３】
図１の右側は、図１の左側に示すフィルム１０を、金属層１４の材料除去が行われた後において示している。金属層１４の形成された構造は、導体路２０を有しており、その導体路は屈曲されたセクション（隠されている）を有している。
【００４４】
図２の左側は、電気的に導通するフィルム１０を示しており、そのフィルムは電気的に導通しない支持体層１２、電気的に導通する金属層１４及び電気的に導通しないカバー層１６を有している。
【００４５】
支持体層１２は、１２０から１２００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有する材料から形成されている。支持体層１２は、たとえばポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートから形成され得る。
【００４６】
金属層１４は銅とアルミニウムから、たとえば銅貼りされたアルミニウムから、形成されており、第１の面において支持体層１２と、そして第２の面においてはカバー層１６と結合されている。
【００４７】
カバー層１６は、１２０から１２００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有する材料から形成されている。カバー層１６は、たとえばポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートから形成され得る。
【００４８】
図２の右側は、図２の左側に示すフィルム１０を、金属層１４とカバー層１６の材料除去が行われた後において示している。その場合に金属層１４の形成された構造は、カバー層１６の形成された構造とは異なっている。
【００４９】
図３の左側は、電気的に導通するフィルム１０を示しており、そのフィルムは電気的に導通しない支持体層１２、電気的に導通する金属層１４、電気的に導通しないカバー層１６及び電気的に導通しない支持層１８を有している。
【００５０】
支持体層１２は、１０から１００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有する材料から形成されている。たとえば支持体層１２は、たとえば熱可塑性ポリウレタンのような、熱可塑性エラストマーから形成され得る。
【００５１】
金属層１４は銅とアルミニウムから、たとえば銅貼りされたアルミニウムから、形成されており、第１の面において支持体層１２と、そして第２の面においてはカバー層１６と結合されている。
【００５２】
カバー層１６は、１２０から１２００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有する材料から形成されている。カバー層１６は、たとえばポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートから形成され得る。したがって支持体層１２を形成する材料は、カバー層１６を形成する材料よりも小さい弾性係数を有している。さらに支持体層１２を形成する材料の弾性係数とカバー層１６を形成する材料の弾性係数との間の差は、２０メガパスカルより大きい。
【００５３】
支持層１８は、１２０から１２００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有する材料から形成されている。支持層１８は、たとえばポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートから形成され得、その場合に支持層１８の材料厚は、残りの層１２、１４、１６のそれぞれの材料厚よりも大きい。さらに支持層１８は支持体層１２の、金属層１４とは逆の面と結合されており、その場合に支持体層１２における支持層１８の付着は、支持体層１２から支持層１８を損傷なしで剥がすことを可能にする。
【００５４】
図３の右側は、図３の左側に示すフィルム１０を、一方で金属層１４とカバー層１６の材料除去が行われ、かつ他方で支持体層１２からの支持層１８の剥離が行われた後において示している。その場合に金属層１４の形成された構造は、カバー層１６の形成された構造とは異なる。しかし材料除去が、カバー層１６の形成された構造が部分的に、あるいは完全に金属層１４の形成された層と一致するように行われることも、考えられる。
【００５５】
図４の左側は、電気的に導通するフィルム１０を示しており、そのフィルムは電気的に導通しない支持体層１２、電気的に導通する金属層１４及び電気的に導通しない支持層１８を有している。
【００５６】
支持体層１２は、１２０から１２００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有する材料から形成されている。支持体層１２は、たとえばポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートから形成され得る。
【００５７】
金属層１４は、銅とアルミニウムから、たとえば銅貼りされたアルミニウムから、形成されており、第１の面において支持体層１２と結合されている。
【００５８】
支持層１８は、１２０から１２００メガパスカルの範囲内の弾性係数を有する材料から形成されている。支持層１８は、たとえばポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートから形成され得、その場合に支持層１８の材料厚は、残りの層１２、１４のそれぞれの材料厚よりも大きい。さらに支持層１８は金属層１４と結合されており、その場合に金属層１４における支持層１８の付着は、金属層１４からの支持層１８の損傷のない剥離を可能にする。
【００５９】
図４の右側は、図４の左側に示すフィルム１０を、一方で金属層１４と支持体層１２の材料除去が行われ、かつ他方で金属層１４からの支持層１８の剥離が行われた後において示している。金属層１４の形成された構造と、支持体層１２の形成された構造は、互いに一致している。
【００６０】
図５は、電気的に導通するフィルム１０を有する電気加熱装置１００を示している。電気的に導通するフィルム１０は、電気的に導通しない支持体層１２と電気的に導通する金属層１４を有している。
【００６１】
金属層１４は、材料除去によって形成された構造を有し、第１の面において支持体層１２と結合されている。金属層１４の構造は、発熱導体として形成された導体路２０を有しており、その導体路がセクション２４ａ〜２４ｅにおいて蛇行して延びており、したがって多数の屈曲されたセクション２２を有している。発熱導体の端部にそれぞれ接触セクション２６ａ、２６ｂが配置されており、その場合に加熱装置１００の発熱導体に、接触セクション２６ａ、２６ｂを介して電気エネルギーを供給可能である。
【００６２】
図６は、バッテリ用の、すなわち車両バッテリ用の、セル接触ユニット２００を示している。セル接触ユニット２００は、電気的に導通するフィルム１０を有しており、そのフィルムが電気的に導通しない支持体層１２と電気的に導通する金属層１４とを有している。
【００６３】
金属層１４は、材料除去によって形成された構造を有しており、その場合に金属層１４の構造は多数の導体路２０を有しており、それらが多数の屈曲されたセクション２２を有している。
【００６４】
電気的に導通するフィルム１０は、さらに、接触セクション２６ａ〜２６ｄを有しており、それらがエレメンタルセル２０２ａ〜２０２ｄの接触極２０４ａ〜２０４ｄと電気的に導通するように接続されている。
【００６５】
図７は、電気的に導通するフィルム１０のための形成方法を示している。この形成方法は、以下のステップによって導入される：
ステップ３００では、電気的に導通しない支持体層１２、電気的に導通する金属層１４及び電気的に導通しないカバー層１６を有するフィルム１０を準備する。
【００６６】
フィルム１０が準備された後に、以下のステップを実施することができる：
ステップ３０２では、切削する形成方法によって金属層１４の構造を形成し；かつ
ステップ３０８では、切削する形成方法によってカバー層１６の構造を形成する。
【００６７】
金属層１４の構造を形成する際に多数の導体路２０が形成され、その場合に切削する形成方法を用いた金属層１４の構造の形成は、以下の２つのステップを有している：
ステップ３０４では、刻印ローラによって金属層１４内に材料隆起部を形成し；かつ
ステップ３０６では、フライスホイールを用いて金属層１４内の材料隆起部を除去する。
【００６８】
切削する形成方法によるカバー層１６の構造の形成は、同様に以下の２つのステップを有している：
ステップ３１０では、刻印ローラによってカバー層１６内に材料隆起部を形成し；かつ
ステップ３１２では、フライスホイールによってカバー層１６内の材料隆起部を除去する。
【００６９】
金属層１４の構造の形成とカバー層１６の構造の形成は、同時に行われ、すなわち刻印ローラが金属層１４とカバー層１６内に充分に張り出した材料隆起部を形成し、刻印ローラによって形成された、金属層１４とカバー層１６内の材料隆起部をフライスホイールによって同時に除去できることによって、行われる。それによってカバー層１６の形成された構造が金属層１４の形成された構造と一致する。しかし代替的に、その刻印セクションが異なる高さを有する刻印ローラを使用することによって、電気的に導通するフィルム１０を形成することも可能であり、そのフィルムの異なる層が互いに異なる構造パターンを有する。
【００７０】
図８は、金属層１４の複数の導体路２０の構造を示している。全導体路２０は、それぞれ複数の導体路セクション２８ａ〜２８ｅを有しており、それらの導体路幅Ｂ１〜Ｂ５は互いに異なる。導体路２０の導体路セクション２８ａ〜２８ｅは、互いに変位し、かつ平行に延びている。互いに連続する導体路セクション２８ａ〜２８ｅの導体路幅Ｂ１〜Ｂ５は、導体路推移に沿って増大する。導体路セクション２８ａは、４．２ミリメートルの導体路幅Ｂ１を有する。導体路セクション２８ｂは、３．８ミリメートルの導体路幅Ｂ２を有している。導体路セクション２８ｃは、３．２ミリメートルの導体路幅Ｂ３を有している。導体路セクション２８ｄは、２．３ミリメートルの導体路幅Ｂ４を有している。導体路セクション２８ｅは、同様に２．３ミリメートルの導体路幅Ｂ５を有している。導体路セクション２８ａ〜２８ｅの間に、屈曲された移行セクション３０ａ〜３０ｄが配置されている。個々の導体路２０の端部は、一方の面において互いに対して側方に変位して位置決めされている。
【００７１】
図９は、電気的に導通するフィルム１０を有する電気加熱装置１００を示している。電気的に導通するフィルム１０は、電気的に導通しない支持体層１２と電気的に導通する金属層１４とを有している。
【００７２】
金属層１４は、材料除去によって形成された構造を有し、かつ第１の面において支持体層１２と結合されている。金属層１４の構造は、発熱導体として形成された２つの導体路２０を有しており、それらは一貫して蛇行して延びており、したがって多数の屈曲された発熱導体セクション２２を有している。２つの蛇行して延びる発熱導体は、それぞれ部分的に不規則に屈曲して形成されており、その場合に屈曲された発熱導体セクションの割合は、９０％を上回る。発熱導体のそれぞれの端部には、接触セクション２６ａ、２６ｂが配置されており、その場合に加熱装置１００の発熱導体には、接触セクション２６ａ、２６ｂを介して電気エネルギーが供給可能である。
【００７３】
好ましくは、本発明は、弾性的かつ／又は可塑的に変形可能な支持体、支持体上に配置された導体路及びカバー層を有する加熱部材に関するものであり、カバー層の底面は導体路の底面と等しく、かつその抗張強度は導体路の少なくとも２倍の高さである。
【００７４】
好ましくは、本発明はさらに、少なくとも１つの切削除去された電気的に導通しない非導体ゾーンと少なくとも１つの導体路とを有する接続導体に関するものであり、その導体路は導体平面の内部で少なくとも部分的に屈曲した推移を有している。
【符号の説明】
【００７５】
１０  電気的に導通するフィルム
１２  支持体層
１４  金属層
１６  カバー層
１８  支持層
２０  導体路
２２  屈曲したセクション
２４ａ〜２４ｅ  蛇行するセクション
２６ａ〜２６ｄ  接触セクション
２８ａ〜２８ｅ  導体路セクション
３０ａ〜３０ｄ  移行セクション
１００  電気加熱装置
２００  セル接触ユニット
２０２ａ〜２０２ｄ  エレメンタルセル
２０４ａ〜２０４ｄ  接触極
３００〜３１２  方法ステップ
Ｂ１〜Ｂ５    導体路幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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