DE10246841A1 - Production of a windscreen for a vehicle comprises forming recesses in a substrate, and introducing functional material of a functional layer into the recesses - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sichtscheibe gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 2 sowie eine entsprechende Schichtscheibe gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 10 bzw. 11, wie sie aus der gattungsbildend zugrundegelegten WO 01/74739 A1 als bekannt hervorgehen.The invention relates to a method for producing a viewing window according to the preambles of claims 1 and 2 and a corresponding slice according to the preambles of claims 10 and 11, as they are based on the genus forming WO 01/74739 A1 come out as known.
Aus der WO 01/74739 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines an seiner Oberfläche selbstreinigenden Substrats bekannt, bei dem auf eine Klarscheibe eine partikelhaltige glasflussbildende Lösung aufgebracht und mit der Klarscheibe verbunden wird. Nach zumindest teilweiser Entfernung des glasbildenden Materials sind die Partikel zumindest teilweise freigelegt, wodurch sie im μm-Bereich eine Feinstruktur bilden. Die derart hergestellt Oberfläche weist einen selbstreinigenden Effekt auf, so dass sie eine Funktionsschicht darstellt. Die derartige Oberfläche kann ferner noch mit weiteren Substanzen beschichtet werden. Bei diesen Werkstoffen kann es sich bspw. um
- – hydrophile Beschichtungen zur Reduzierung der Verschmutzungsneigung,
- – titandioxidhaltige Beschichtungen zur Reduzierung der Verschmutzungsneigung und/oder zur Verbesserung der Schmutzentfernung, oder
- – enzymhaltige Beschichtungen zur Verbesserung der Schmutzentfernung
- - hydrophilic coatings to reduce the tendency to fouling,
- Titanium dioxide containing coatings to reduce the tendency to fouling and / or to improve soil removal, or
- - Enzyme-containing coatings to improve soil removal
Aus der
Aus der WO 01/36342 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung von mikrostrukturierten Gläsern oder Kunststoffen für Präzisionsanwendungen, wie sie bspw. bei Displays, in Beleuchtungssysteme oder in der Sensortechnik Verwendung finden, bekannt. Bei diesem Verfahren wird mittels lithographischer Methoden eine Matrize gewonnen, die anschließend die gewünschte Negativform der im μm-Bereich angeordnete Feinstruktur der Gläser aufweist. Auf diese Matrizen wird dann bspw. der Werkstoff, aus dem das jeweilige Glas oder der Formkunststoff herzustellen ist, aufgetragen und die Matrize mit ihrer Negativstruktur abgeformt. Insbesondere werden derartige Gläser monolithisch mit sehr dünnen Stegen versehen, die als Abstandshalter dienen.From WO 01/36342 A2 is a method for Production of microstructured glasses or plastics for precision applications, as for example in displays, in lighting systems or in sensor technology Use find known. In this method is by means of lithographic Methods obtained a template, which subsequently produces the desired negative mold in the μm range arranged fine structure of the glasses having. On these matrices then, for example, the material, from which the respective glass or molded plastic is to be produced, applied and molded the die with its negative structure. In particular, such glasses monolithic with very thin Provided webs, which serve as spacers.
Werden Funktionsschichten z. B. auf die Windschutzscheibe eines Automobils aufgebracht, dann reicht in allen oben genannten Fällen der normale Scheibenwischerbetrieb aus, um die Funktionsschicht nach für die technische Anwendung zu kurzer Zeit zu entfernen. Das gleiche gilt sinngemäß auch für nicht direkt mit dem Wischsystem beaufschlagten Scheiben, so bald diese in irgendeiner Form mechanisch (ab und zu) gereinigt werden, z. B. in einer Waschstraße durch rotierende Bürsten oder im Winter durch die Anwendung eines Eiskratzers.Be functional layers z. B. on applied the windshield of an automobile, then enough in all the above cases the normal wiper operation off to the functional layer after for to remove the technical application in a short time. The same applies mutatis mutandis to not discs directly applied to the wiper system, as soon as they are be mechanically (occasionally) cleaned in any form, e.g. B. in a car wash by rotating brushes or in winter by applying an ice scraper.
Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsbildend zugrundegelegte Verfahren bzw. die gattungsbildend zugrundegelegte Sichtscheibe dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Funktionsschichten und hierbei insbesondere die oben genannten Beschichtungen, haltbarer auf dem transparenten Substrat fixiert sind.The object of the invention is that genre forming underlying method or the generic underlying lens to further develop that the functional layers and in particular the above-mentioned Coatings, more durable fixed on the transparent substrate are.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 2 bzw. mit Sichtscheiben mit den Merkmalen der Ansprüche 10 oder 11 gelöst. Durch die Einbringung der Funktionsmaterialien in die Vertiefungen einer nanostrukturierten Oberfläche ist die Haftung derselben verbessert. Die typische Periodizität der nanostrukturierten Oberfläche liegt soweit unterhalb der Wellenlängen des sichtbaren Lichtes, dass die Strukturen mit bloßem Auge nicht wahrnehmbar sind.. Es ist sinnvoll, dass die nanostrukturierte Oberfläche der Funktionsschicht als solche bereits eine hohe mechanische Stabilität – z.B. gegen den Scheibenwischvorgang oder sonstige mechanische – aufweist.The task comes with a procedure with the features of the claims 1 or 2 or with lenses with the features of claims 10 or 11 solved. By introducing the functional materials into the wells a nanostructured surface the liability of the same is improved. The typical periodicity of nanostructured surface is so far below the wavelengths of visible light, that the structures with the naked eye are not perceptible .. It makes sense that the nanostructured surface the functional layer as such already has a high mechanical stability - e.g. against the windscreen wiping or other mechanical - has.
Die Herstellung der nanostrukturierten Oberfläche der Funktionsschicht bzw. der Sichtscheibe kann in zweckmäßiger Weise entweder durch einen Sol-Gel-Prägeprozess (Sol-Gel auf Basis siliziumorganischer Verbindungen im Falle einer Glasscheibe) mit anschließendem Tempern und/oder durch einen direkten Prägeprozess bei erhöhter Temperatur erfolgen.The production of nanostructured surface the functional layer or the viewing window can expediently either through a sol-gel embossing process (Sol-gel based on organosilicon compounds in the case of a Glass pane) followed by Annealing and / or by a direct stamping process at elevated temperature respectively.
In günstiger Weise kann eine nanostrukturierte Oberfläche in eine zusätzlichen, auf die Unterlage aufgebrachten, optisch transparenten Folie eingebracht sein. Diese als Zwischenschicht dienende Folie muss nicht aus dem Material der Unterlage bestehen. Die nach außen geöffnete nanostrukturierte Oberfläche kann nach dem Aufbringen der Zwischenschicht ebenso durch z.B. Prägen oder Ätzen oder einen anderen physikalischen oder chemischen Prozess erzeugt werden. In bevorzugter Weise erfolgt die Einbringung der Vertiefungen der nanostruk turierten Oberfläche und die Befüllung der Vertiefungen mit Funktionsmaterial vor der Aufbringung der dann als Funktionsschicht dienenden Zwischenschicht auf das Substrat.Conveniently, a nanostructured surface in an additional, placed on the pad, optically transparent film introduced his. This serving as an intermediate layer film does not have from the Material of the base consist. The nanostructured surface opened outwards can after application of the intermediate layer also by e.g. Embossing or etching or be generated another physical or chemical process. Preferably, the introduction of the recesses of the nanostructured surface and the filling the wells with functional material before applying the then serving as a functional layer intermediate layer on the substrate.
Das Füllen der Nanostruktur mit den Funktionsmaterialien erfolgt vorzugsweise durch Aufrakeln und/oder Aufdampfen und/oder Sputtern und/oder durch andere Vakuumprozesse mit einer chemischen und/oder elektrochemischen Abscheidung.Filling the nanostructure with the Functional materials are preferably by doctoring and / or Vapor deposition and / or sputtering and / or by other vacuum processes with a chemical and / or electrochemical deposition.
Das Füllen erfolgt insbesondere direkt mit der Funktionssubstanz oder mit mehreren Ausgangssubstanzen, wobei die eigentliche Funktionssubstanz dann in einem weiteren Schritt, z.B. chemisch erzeugt wird.The filling takes place in particular directly with the functional substance or with a plurality of starting substances, wherein the actual functional substance then in a further step, e.g. is produced chemically.
Zur weiteren Verbesserung der Haftung der Funktionsschicht auf dem Substrat wird in zweckmäßiger Weise zunächst eine haftvermittelnde Substanz in den offenen Teil der Nanostruktur eingebracht werden. Danach wird die Wirksubstanz in einem zweiten Schritt eingebracht und insbesondere durch einen chemischen oder einen thermischen Prozess an die Unterlage fixiert.To further improve the liability the functional layer on the substrate is expediently first an adhesion-promoting substance in the open part of the nanostructure be introduced. Thereafter, the active substance in a second step introduced and in particular by a chemical or a thermal Process fixed to the pad.
Falls die Funktionsmaterialien wasserlöslich sind, kann in günstiger Weise der bei Benetzung der Oberfläche mit Wasser zu erwartende Auslaugprozess durch Hinzufügung einer wasserunlöslichen Grundsubstanz verlangsamt oder verhindert werden.If the functional materials are water-soluble, can be cheaper Ways to be expected when wetting the surface with water Leaching process by addition a water-insoluble ground substance slowed down or prevented.
Als Funktionsmaterialien kommen folgende Werkstoffe in Betracht:
- a) Jegliche Tenside zur Reduzierung der Verschmutzungsneigung und zur Verbesserung der Schmutzentfernung. Es ist bekannt, dass z. B. Straßenschmutz, wie er üblicherweise bei der Verschmutzung der Windschutzscheibe auftritt, auf einer Tensidschicht weniger gut haftet als auf einer tensidfreien Oberfläche. Zudem würde im Falle einer tensidbeschichteten Oberfläche, z.B. Windschutzscheibe, der auf gebrachtete Schmutz sich bereits großflächig mit Tensiden in Kontakt befinden. Die Tenside könnten dadurch unter Zugabe von Wasser sehr viel früher ihre Wirkung entfalten als bei Schmutz, der auf eine tensidfreie Oberfläche auftrifft. In diesem Falle muss das Tensid in Verbindung mit Wasser den Schmutz erst unterwandern, um seine Wirkung entfalten zu können.
- b) Photokatalytisch wirksame Werkstoffe wie z.B. Titandioxid, die durch einen chemischen Prozess im Zusammenspiel mit Licht die Haftungskräfte zwischen organischen Schmutz und Unterlage vermindern und so in Verbindung mit Wasser beim Wischvorgang ein leichteres Ablösen des Schmutzes von der Oberfläche ermöglichen.
- c) Enzyme oder enzymhaltige Werkstoffe, die durch einen biologischen Prozess die Haftung des biologisch angreifbaren Schmutzes auf der Unterlage vermindern und so in Verbindung mit Wasser beim Wischvorgang die Entfernung des Schmutzes erleichtern.
- a) Any surfactants to reduce the tendency to fouling and to improve the removal of dirt. It is known that z. As road dirt, as it usually occurs in the pollution of the windshield, less well adhered to a surfactant layer than on a surface-free surface. In addition, in the case of a surfactant-coated surface, eg windshield, the dirt that has been brought in contact would already be in contact with surfactants over a large area. The surfactants could thereby develop their action much earlier with the addition of water than with dirt which impinges on a surfactant-free surface. In this case, the surfactant in conjunction with water must first infiltrate the dirt in order to develop its effect.
- b) Photocatalytically active materials such as titanium dioxide, which reduce the adhesion forces between organic dirt and substrate by a chemical process in interaction with light and so in conjunction with water during wiping easier release of dirt from the surface.
- c) enzymes or enzyme-containing materials, which reduce the adhesion of the biologically vulnerable soil on the substrate by a biological process and so facilitate the removal of the dirt in conjunction with water during the wiping process.
Da der natürliche Schmutz, wie er z.B. bei der Verschmutzung von Windschutzscheiben vorliegt, in sehr vielen Fällen ein Gemisch aus anorganischem und organischem Schmutz ist, kann man durch Verringerung der Haftung von organischem Schmutz nach den Punkten b) und c) erreichen, dass auch der anorganische Schmutz beim Wischvorgang im Zusammenspiel mit Wasser mit weggeschwemmt wird.Since the natural dirt, such as e.g. in the pollution of windshields, in very many make is a mixture of inorganic and organic soil, can by reducing the adhesion of organic soil the points b) and c) achieve that also the inorganic dirt during the wiping process in conjunction with water is washed away with.
Sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigt:Useful embodiments of the invention are the dependent claims removable. Otherwise, will the invention with reference to embodiments shown in FIGS explained in more detail. Showing:
In
Durch diese Ausbildung der Feinstruktur
haben die Vertiefungen
Zur Ausbildung der Funktionsschicht
Wie in
Des weiteren unterliegen auf diese
Weise die Funktionsmaterialien
Die gesamte in
In
In
Die Funktionsschicht
In besonderer Weise (siehe
Analog zu
Im folgenden werden Vorgehensweisen beschrieben, die zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Sichtscheibe geeignet sind.The following are procedures described, for producing a viewing window according to the invention are suitable.
Zur Herstellung einer Sichtscheibe
nach
Zur Verbesserung der Haftung der
Funktionsmaterialien wird in sinnvoller Weise zumindest bereichsweise
innerhalb der Vertiefungen
Eventuell über die Ränder der Vertiefungen
In zweckmäßiger Weise werden unterschiedliche
Vertiefungen
Zur Herstellung einer Sichtscheibe
nach
In besonderer Weise (siehe
Die Funktionsschicht
Ferner ist es möglich,
- a)
die Folie zuerst ohne die Vertiefungen
2 auf die weitere Haftvermittlerschicht7 , oder wie nicht dargestellt direkt auf das Substrat1 , aufzubringen und anschließend die Vertiefungen2 einzubringen und diese mit den Funktionsmaterialien4 ,5 zu befüllen, oder - b) zuerst die Folie mit den Vertiefungen
2 zu versehen, die Folie anschließend auf das Substrat2 oder auf die weitere Haftvermittlerschicht7 aufzutragen und erst dann die Vertiefungen2 mit den Funktionsmaterialien4 ,5 zu befüllen.
- a) the film first without the recesses
2 on the further primer layer7 , or directly onto the substrate as not shown1 , apply and then the wells2 and incorporate these with the functional materials4 .5 to fill, or - b) first the foil with the wells
2 then apply the foil to the substrate2 or on the further primer layer7 Apply and then the wells2 with the functional materials4 .5 to fill.
Generell können die jeweiligen Werkstoffe für die Funktionsmaterialien
Bei allen Ausführungsbeispielen ist die gefüllte Oberfläche glatt. Bei manchen Vorgehensweisen ist es zur Erreichung einer derartigen Oberfläche zweckmäßig, die zuerst rauh vorlie gende Oberfläche nachträglich zu glätten. Ohne diese nachträglich erfolgende Glättung könnte die Oberfläche ansonst zu uneben oder zu rauh sein.In all embodiments, the filled surface is smooth. In some approaches it is to achieve such Surface appropriate, the rough first rough surface subsequently added smooth. Without this later smoothing could the surface otherwise too rough or too rough.
Claims (16)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2002146841 DE10246841A1 (en) | 2002-10-08 | 2002-10-08 | Production of a windscreen for a vehicle comprises forming recesses in a substrate, and introducing functional material of a functional layer into the recesses |
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