CN104703794B - 具高频率透射特性的片材 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种片材(10),至少包括:至少一片具一外侧(III)和一内侧(IV)的第一片材(1.1),至少一个布置在第一片材(1.1)外侧(III)和/或内侧(IV)上的透明导电涂层(3),以及至少一个带至少一个外部脱层结构(4.1)和一个内部脱层结构(4.2)的范围(9),其中透明导电涂层(3)位于外部脱层结构(4.1)和内部脱层结构(4.2)之间以及内部脱层结构以内(4.2)。
Description
本发明涉及一种片材,特别是车窗片材,具透明导电涂层且针对高频率范围中的电磁辐射透射衰减低。此外,本发明还包括该类片材的制造方法及使用。
当前汽车需要大量的技术装置来发送和接收电磁辐射,以便运行基本服务,如无线电接收,优选 AM、FM 或 DAB 波段,GSM 900 和 DCS 1800 波段、通用移动通讯系统(UMTS)和长期演进技术(LTE)中的无线电通话以及全球卫星定位系统(GPS)和无线局域网(WLAN)。
与此同时,现代汽车玻璃越来越多地采用全方位、整表面导电且对可见光透明的涂层。这些透明导电涂层例如可以通过反射射入的热辐射保护车内不会由于日光照射而过热或冷却(由EP 378917 A 已知)。透明导电涂层可以通过施加电压有针对性地对片材进行加热(由 WO 2010/043598 Al 已知)。
透明导电涂层的共同特点是针对高频率范围内的电磁辐射也不可穿透。汽车玻璃全方位、整表面采用透明导电涂层的情况下,车内就无法再发送和接收电磁辐射。针对传感器(如下雨传感器、摄像系统或固定天线)的运行,通常会去除透明导电涂层的一个或两个局部部分。这些去除涂层的部分形成一个所谓的通讯窗或数据传输窗口(例如由 EP 1 605729 A2 已知)。
由于透明导电涂层会影响片材的着色和反射效应,因此通讯窗在视觉上非常引人注目。去除涂层的范围可能会干扰驾驶员的视野,从而对驾驶安全性造成威胁,因此必须绝对避免。出于该原因,通信窗布置在片材上不显眼的位置,例如挡风玻璃车内后视镜范围,并用黑印和塑料遮光膜盖住。
该类通讯窗太小而无法发送和接收高频率电磁辐射,但是这例如对于无线电通话和全球卫星定位系统却是必需的。用户希望在车内的任意位置均可操作移动电话。
带金属涂层的片材由EP 0 717 459 A1、US 2003/0080909 A1 及 DE 198 17 712C1已知,所有这些片材都有金属涂层网格形状的脱层部分。网格形状的脱层部分作为低通滤波器针对射入的高频率电磁辐射发挥作用。相比于高频率电磁辐射的波长,网格间距较小,因此涂层的较大部分被结构化并且片材的透视度也会受到较大的影响。去除较大部分的涂层相当费时费力且费用很高。
本发明的任务在于提供一种带透明导电涂层的片材,采用这种涂层可实现高频率电磁辐射的充分透射,以在 GSM 900 和 DCS 1800 波段、通用移动通讯系统(UMTS)和长期演进技术(LTE)操作移动电话以及应用全球卫星定位系统(GPS)和无线局域网(WLAN),同时这种涂层在视觉上有吸引力、不会对片材的透视度造成实质性的限制并且制造成本较低。这个任务以及其他任务是根据本发明提议通过发明具有独立权利要求特性的片材完成的。本发明的有利构型体现在从属权利要求的特性上。
具高频率透射特性片材的制造方法以及此类片材的使用在其他独立权利要求中予以介绍。
根据本发明构造的片材至少包括具一外侧和一内侧的第一片材、至少一个布置在第一片材外侧和/或内侧上的透明导电涂层以及至少一个带至少一个外部脱层结构和一个内部脱层结构的范围,而透明导电涂层位于外部脱层结构和内部脱层结构之间以及内部脱层结构以内。
本发明基于以下知识:带外部和内部脱层结构的本发明片材针对高频率电磁辐射具有足够高的穿透性。与根据现有技术的片材不同的是:无需大面积地去除透明导电涂层。微小线宽的脱层结构就足够了,其不会对片材透视度以及片材外观产生实质性的影响。
为此,根据本发明构造的片材可为由带透明导电涂层的一第一片材形成的单片材。
另外,本发明片材也可为复合片材。根据本发明构造的复合片材优选包括一第一片材、中间层、一第二片材以及至少一个布置在中间层和第一片材之间和/或中间层和第二片材之间的透明导电涂层。透明导电涂层也可布置在一载体薄膜上,优选将载体薄膜通过其他的中间层层压至第一和第二片材以内。
第一片材和/或第二片材在单片材和复合片材的情况中均可能是单片材或者是已通过两片或多片片材层压制成的复合片材,其在层压的作用下形成了一个固定的结合物。
在本发明片材的一有利构型中,外部脱层结构和内部脱层结构具有长方形、菱形、梯形的形状,特别还有正方形。另外,脱层结构也可具有十字形、椭圆形或圆形的形状。这些形状可针对高频率电磁辐射实现特别高的穿透性。
另外,脱层结构也可具有六边形的形状,特别是长边相等的正六边形,或为八边形,特别是正八边形。这些形状可在不同的偏振方向下针对高频率电磁辐射实现特别高的穿透性。
在本发明片材的一有利构型中,外部脱层结构完全由透明导电涂层包围。换句话说:外部脱层结构完全由透明导电涂层环绕其外缘。
在本发明片材的另一有利构型中,内部脱层结构完全由透明导电涂层环绕其内置边缘。
在另一有利构型中,外部脱层结构和内部脱层结构之间的中间范围完整填充有透明导电涂层。由此形成的双结构的特别优势在于只需进行较少的结构化操作即可实现针对高频率电磁辐射的高穿透性。同时,处理时间和处理成本可保持较低的水平。
在本发明片材的一有利构型中,脱层结构之间的间距 b 为 0.5 mm 至 30 mm,优选 1 mm 至 5 mm。在此间距 b 下,可观察到针对高频率电磁辐射的特别低的透射衰减。片材透射针对高频率电磁辐射的频率进行了最佳化处理,而最佳间距 b 无疑就是取决于这一频率。这可以通过简单的模拟来确定。
外部脱层结构和内部脱层结构特别是具有相同的形状。在一特别有利的构型中,外部脱层结构和内部脱层结构彼此同心布置。也就是说:两个脱层结构具有共同的中心,并且在形状相同的情况下,结构脱层线之间的间距也是恒定的。
在本发明片材的另一有利构型中,不同形状的多个脱层结构布置在片材上。其特别优势在于可实现针对多个频率范围和不同偏振的较大的波段宽度。
在另一有利构型中,内部脱层结构的内部范围完整填充有透明导电涂层或仅具有由其他较小的外部脱层结构和其他较小的内部脱层结构组成的一个或多个其他双结构。由此只需进行较少的结构化操作即可实现针对高频率电磁辐射的特别高的穿透性。同时,处理时间和处理成本可保持较低的水平。
在本发明片材的另一有利构型中,外部脱层结构和内部脱层结构通过至少一条附加脱层线、优选通过 2 至 100 条附加脱层线彼此相连。附加脱层线优选布置为直线形式和/或与脱层结构呈直角。线间距优选小于高频率电磁辐射波长 λ 的四分之一并且特别优选从 λ/20 到 λ/500。另外,附加脱层线也可呈弯曲走向,例如正弦曲线。附加脱层线的特别优势在于外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 之间形成的破坏性磁场感应电流较少。因此可实现针对高频率电磁辐射的特别高的穿透性。在一特别有利的构型中,外部脱层结构和内部脱层结构之间的附加脱层线面积为外部脱层结构和内部脱层结构之间中间范围面积的0.1% 至 25%, 优选 1% 至 5%。由此只需进行较少的结构化操作即可实现针对高频率电磁辐射的高穿透性。同时,处理时间和处理成本可保持较低的水平。
在另一有利构型中,本发明脱层结构的线宽 d 为 0.025 mm 至 0.3 mm,优选0.03 mm 至 0.14 mm。此类线宽在技术上容易实现,例如通过激光结构化。此外,其对片材透视度几乎不会造成影响。
透明导电涂层至少包括一个带脱层结构的范围,优选至少四个范围,特别优选 10至 50 个范围。这些范围优选水平和/或垂直布置。透明导电涂层中的脱层结构在平片材上去除涂层,然后对带脱层结构的片材进行弯曲处理,由此可能导致与水平和/或垂直布置产生微小偏差。脱层线的该种分布方式使透射衰减达到特别低的水平,并且可实现片材后接收和发送功率的有利分布。带水平和/或垂直布置的脱层结构的范围作为一个整体也可以有一个相对于水平的角 α,例如从 10° 至 80°,优选从 30°至 50°。
包括脱层结构和与中间空间直接相邻的脱层结构的范围所占的面积比例优选为片材总面积的 7% 至 25%。这一面积比例使透射衰减达到特别低的水平,并且可实现片材后接收和发送功率的有利分布。同时,透射改进与脱层处理成本之间可实现一个良好的关联关系。
范围和脱层结构的数量由对透射衰减的要求及片材的尺寸决定。针对挡风玻璃:必须特别考虑内部空间的大小和构造。
在本发明(挡风玻璃)的一有利构型中,带脱层结构的范围布置在驾驶员的 A 视野以外。驾驶员 A 视野例如根据附录 18 ECE R43 定义。本发明脱层结构的线宽虽然很小并且因此在视觉上不引人注目,但是驾驶员视野中的任何干扰都必须避免。
在本发明的一有利构型中,两个相邻的带脱层结构范围之间的最小间距 h 为 1mm 至 100 mm,优选 1 mm 至 10 mm,特别优选 2 mm 至 6 mm。最小间距 h 在此特别取决于片材最佳透射能力所针对的频率。最小间距 h 优选为两个相邻范围之间的水平或垂直最小间距。如果最小间距 h 小于 1 mm,脱层结构之间可能会发生强耦合并由此导致透射衰减上升这一与期望相悖的后果。
脱层结构、特别是外部脱层结构最大长度的长度 l 优选为 10 mm 至 150 mm。长度 l 根据片材具有尽可能低的透射衰减所针对的频带进行了调整。此外,长度 l 取决于高频率电磁辐射的波长、透明导电涂层的面电阻以及片材和中间层的有效相对介电常数 εeff。
针对 GSM 900 波段中的无线电波运行,长度 l 优选 35 mm 至 120 mm,特别优选 40 mm 至 60 mm。在 1.8 GHz 的范围,长度 l(低透射衰减)优选为 15 mm 至 35 mm。最佳长度 l(波段宽度足够的情况下透射衰减低)可由所属领域的技术人员通过简单模拟和试验确定。
在另一优选实施例中,脱层结构的长度 l、特别是外部脱层结构的最大长度在不考虑面电阻的情况下为至 ,而 代表透射最佳化所针对的波长。长度 l 优选大约为。发明人研究发现,长度 l 在该范围中的结构在波段宽度足够的情况下透射衰减低。
在本发明片材的一有利构型中,b/l < 1/5,而 b 代表外部脱层结构和内部脱层结构之间的间距。发明人研究发现,间距 b 和长度 l 之间的这种比例可在透射最佳化所针对的所需波长范围内透过本发明片材的透射中提供良好而足够的波段长度。
如果形状为长方形、正方形或梯形,则脱层结构的边优选为水平或垂直布置,特别是片材在使用地已装入的状态下。脱层结构水平走向的线在安装位置特别有利,因为它们在视觉上的干扰性较小并且引起的漫射光和反射也少于非水平或非垂直走向的线。
在本发明片材的一有利构型中,至少一个其他的外部脱层结构布置在第一个内部脱层结构以内并且一个其他的内部脱层结构布置在另一外部脱层结构以内。其他的脱层结构优选具有相同的形状,同时优选采用上下形式并且相对于第一个脱层结构同心布置。其他脱层结构无疑也可具有不同的形状或其中心可彼此偏移布置。第一个外部脱层结构和第一个内部脱层结构之间的间距优选与另一外部脱层结构及另一内部脱层结构之间的间距相等。间距无疑不必相等。由于彼此交织布置的外部脱层结构的长度不同,此类根据本发明构造的片材针对多个频率范围具有更佳的透射特性。
片材优选包含玻璃,特别优选平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、钠钙玻璃,或透明塑料,优选硬质透明塑料,特别是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物。合适的玻璃类型例如由 EP 0 847965 B1 已知。
片材厚度可广泛地变化并由此出色地与个别情况的要求匹配。优选采用标准厚度(1.0 mm 至 25 mm,优选 1.4 mm 至 2.1 mm)的片材。片材尺寸可广泛地变化并取决于本发明应用的尺寸。
在本发明的一有利构型中,片材具有介电性能且相对介电常数为 2 至 8。由聚合物制成的片材优选有2 至 5 的相对介电常数。由玻璃制成的片材的相对介电常数优选 6至 8,尤其是大约 7。
片材可以具有任意的三维形状。三维形状优选不具有阴影区,从而其例如可以通过阴极溅射而被涂覆。片材优选为平坦或在空间的一个或多个方向上略微或强烈地弯曲。片材可为无色或有色。
在本发明片材的一优选实施例(复合片材)中,至少一片片材包含玻璃并且至少一片片材包含塑料。特别是在本发明作为车窗片材的应用中,外部片材包含玻璃且内部片材包含塑料。
复合片材的片材通过至少一个中间层彼此相连。中间层优选包含一热塑性塑料,如聚乙烯醇缩丁醛 (PVB)、乙烯醋酸乙烯酯 (EVA)、聚氨酯 (PU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 或其多个层,优选具有 0.3 mm 至 0.9 mm 的厚度。
本发明的透明导线涂层对于电磁辐射、优选波长为 300 至 1300 nm 的电磁辐射、特别是对可见光来说是可穿透的。“可穿透”意为复合片材的总透射符合针对挡风玻璃和前侧窗的法律要求且特别是对于可见光来说,优选 >70% 并且尤其是 >75%。针对后侧窗和后窗,“可穿透”也可意为 10% 至 70% 的光透射。
透明导电涂层优选为功能性涂层,特别优选为具防日光保护作用的功能性涂层。具防日光保护作用的涂层在红外线范围并由此在日光范围具有反射特性。因此,由日光导致的车辆或建筑物内部加热就会有利地减少。所属领域的技术人员熟悉此类涂层并且此类涂层通常包含一种金属,特别是银或含银合金。透明导电涂层可包含一序列的多个单层,特别是至少一个金属层和包含例如至少一种金属氧化物的介电层。金属氧化物优选包含氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化硅、氧化铝等以及其中一种或多种的组合。介电材料也可包含氮化硅、碳化硅或氮化铝。
该层结构一般来说通过沉积过程序列来获得,沉积过程通过例如由磁场支持的阴极溅射的真空方法来执行。在银层的两侧还可以布置非常精细的、特别是包含钛或铌的金属层。下方金属层用作粘附和结晶层。上方金属层用作保护和吸气剂层,以便在其他处理步骤期间防止银变化。
特别合适的透明导电涂层包含至少一种金属,优选银、镍、铬、铌、锡、钛、铜、钯、锌、金、镉、铝、硅、钨或它们的合金和/或至少一种金属氧化物层,优选掺锡氧化铟(ITO)、掺锌氧化铝(AZO)、掺氟氧化锡(FTO,SnO2:F)、掺锑氧化锡(ATO、SnO2:Sb)和/或碳纳米管和/或光学透明导电聚合物,优选聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚磺苯乙烯、聚(4,4-二辛基环戊并二噻吩)、2,3-二氯-5,6-二氰对苯醌、混合物和/或它们的共聚物。
透明导电涂层的厚度可以广泛地变化并与个别情况的要求相匹配。在此重要的是,透明导电涂层的厚度不可过大而对于电磁辐射、优选波长为 300 至 1300 nm 的电磁辐射并且特别是对可见光来说不可穿透。透明导电涂层优选具有 10 nm 至 5 μm 的层厚,特别优选 30 nm 至 1 μm。
透明导电涂层的面电阻优选 0.35 欧姆/平方至 200 欧姆/平方、优选 0.5 欧姆/平方至 200 欧姆/平方,最特别优选 0.6 欧姆/平方至 30 欧姆/平方,尤其是 2 欧姆/平方至 20 欧姆/平方。透明导电涂层原则上可以具有比 0.35 欧姆/平方还要低的面电阻,特别是在其应用中只需要微小光透射的情况。透明导电涂层优选具有良好的红外线反射性能和/或特别低的辐射 (low-E)。
在本发明复合片材的一有利构型中,至少一个透明导电层布置位于至少一个片材内侧上。针对由两片片材制成的片材复合结构:一个透明导电层可位于一片或其他片材的内侧上。另外,也可在两个内侧上均布置一个透明导电层。针对由两片以上片材制成的片材复合结构:多个透明导电涂层也可位于片材的多个内侧上。在该情况下,带脱层结构的范围优选全等布置在不同的涂层中,以确保低透射衰减。
另外,一个透明导电涂层也可嵌入在两个热塑性中间层之间。在该情况下,透明导电涂层优选被施加在一载体薄膜或载体片材上。载体薄膜或载体片材优选包含一聚合物,特别是聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯(PU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或它们的组合。
在本发明的一替代构型中,透明导电层或带透明导电层的载体薄膜布置在单片材的一侧。
本发明包括上述本发明片材的制造方法,其中至少:
(a) 透明导电涂层施加在一第一片材的外侧和/内侧,以及
(b) 至少一个带至少一个外部脱层结构和一个内部脱层结构的范围被引入透明导电涂层,其中透明导电涂层位于外部脱层结构和内部脱层结构之间以及内部脱层结构以内。
在本发明方法的一替代实施例中,透明导电涂层可施加在一载体薄膜,如 PET 膜上。载体薄膜可与第一片材直接连接或通过至少一个中间层连接。带脱层结构的范围可在与第一片材连接之前或之后被引入透明导电涂层。
过程步骤 (a) 中透明导电涂层的施加可通过众所周知的方法来进行,优选通过由磁场支持的阴极溅射来操作。这对于简单、快速、经济而又均匀地涂覆第一片材特别有利。但是透明导电涂层也可例如通过气相沉积、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或通过湿化学法来施加。
在过程步骤 (a) 后可对第一片材进行温度处理。在此,带导电涂层的第一片材被加热到至少 200°C、优选至少 300°C 的温度。温度处理可用于提高透射和/或降低透明导电涂层的面电阻。
第一片材可在过程步骤 (a) 后进行弯曲处理,通常是在 500°C 至 700°C 的温度下。由于涂覆平板片材在技术上更为简单,所以在需对第一片材进行弯曲处理时,该方法有利。但是第一片材也可在过程步骤 (a) 前进行弯曲处理,例如如果透明导电涂层不适合于在无损坏的状况下经受弯曲处理。
优选采用激光光束为透明导电涂层中的脱层结构去除涂层。薄金属膜结构化的方法例如由 EP 2 200 097 A1 或 EP 2 139 049 A1 已知。脱层宽度优选 10 µm 至 1000 µm,特别优选 25 µm 至 300 µm 并且尤其是 70 µm 至 140 µm。在该范围内,使用激光束可确保特别干净且无残留地去除涂层。通过激光束去除涂层特别有利,因为脱层线在视觉上非常不引入注目并且仅会对片材的外观和透视度产生轻微的影响。为宽度为 d (宽于激光切割的宽度)的边线去除涂层时,通过使激光束多次扫过边线来完成。因此,处理时长和处理费用随线宽增大而增加。另外也可通过机械剥蚀以及化学或物理蚀刻来去除涂层。
本发明方法的有利改进至少包括以下附加步骤:
(c) 在第一片材上布置一个热塑性中间层并将第二片材布置在热塑性中间层上,以及
(d) 通过热塑性中间层连接第一片材和第二片材。
过程步骤 (c) 中,第一片材的优选布置方式为片材表面中具有导电涂层的那一个面向中间层。这对于通过层压保护透明导电涂层不受环境影响和防止用户触碰特别有利。
热塑性中间层可通过单片热塑性薄膜或是上下叠合布置的两片或多片热塑性薄膜来形成。
过程步骤 (d) 中第一和第二片材的连接优选采用热、真空和/或压力作用来完成。可使用众所周知的片材制造方法。
例如,在升高的压力(约 10 bar 至 15 bar)和温度(130°C 至 145 °C)下可执行所谓的高压釜法约 2 小时。例如众所周知的真空袋或真空环法在约 200 mbar 和 80°C至 110°C 下工作。第一片材、热塑性中间层及第二片材也可压入至少一个辊对之间的砑光机中,以形成复合片材。该类设备复合片材制造的功能为人熟悉,并且通常在冲压机前至少有一个加热隧道。在冲压过程中,温度例如为 40°C 至 150°C。砑光机和高压釜法的组合在实践中被证明为特别有效。另外也可使用真空压合机。真空压合机由一个或多个可加热且可抽空的腔室组成,在这些腔室中第一片材和第二片材可在例如约 60 分钟以内并且在降低的压力(从 0.01 mbar 至 800 mbar)和温度(从 80°C 至 170°C )下被层压。
制造弯曲复合片材时,第一片材和第二片材可在过程步骤 (c) 前在一个众所周知的热弯工艺中进行弯曲处理。在该过程中,第一片材和第二片材可共同进行弯曲处理,这有利于确保片材具有相同的曲率。
此外,本发明还包括上述片材在陆地、水上或空中运输工具的车身或车门中的应用、作为建筑物外表面的一部分或作为建筑物窗户和/或作为家具或设备构件的应用。
本发明片材的一个特别有利的用途是挡风玻璃。例如移动电话信号发送站沿高速公路安装。于是,高频率电磁辐射就可沿行驶方向从前方通过本发明挡风玻璃到达车辆内部。在城市中,移动电话信号发送站通常安装在屋顶或较高的位置并从上方发送信号。卫星导航信号同样是从上方射入车辆。由于挡风玻璃为改善空气动力学特性而采用强烈倾斜的安装位置,无线电波信号或卫星导航信号也可从上方透过片材进入车内。
下面借助附图和示例更详细地阐述本发明。附图不完全代表真实比例。附图不以任何方式限制本发明。附图说明:
图1 根据本发明构造的片材的俯视图,
图2 根据现有技术的片材的俯视图,
图3A 根据本发明构造的片材的俯视图,
图3B 沿着图3A中的截面线A-A’的横截面图,
图3C 图3A中根据本发明构造的片材的细节Y的放大图,
图3D 图3C中根据本发明构造的片材的细节Z的放大图,
图4 根据本发明构造的片材的一替代实施例的沿着图3A中截面线A-A’的横截面图,
图5 根据本发明构造的片材的一替代实施例的沿着图3A中截面线A-A’的横截面图,
图6 根据本发明构造的片材的一替代实施例的俯视图,
图7 图3C中根据本发明构造的片材的一替代实施例的细节Z的放大图,
图8 图3C中根据本发明构造的片材的一替代实施例的细节Z的放大图,
图9 图3C中根据本发明构造的片材的一替代实施例的细节Z的放大图,
图10 图3C中根据本发明构造的片材的一替代实施例的细节Z的放大图,
图11 图3C中根据本发明构造的片材的一替代实施例的细节Z的放大图,
图12A 图3A中根据本发明构造的片材的一替代实施例的细节Y的放大图,
图12B 图11中根据本发明构造的片材的细节Z的放大图,
图13 图3A中根据本发明构造的片材的一替代实施例的细节Y的放大图,
图14 图3A中根据本发明构造的片材的一替代实施例的细节Z的放大图,
图15 图3A中根据本发明构造的片材的一替代实施例的细节Y的放大图,
图16A 本发明方法的一实施例的流程图,
图16B 本发明方法的一实施例的流程图,
图17 取决于范围间距h的透射衰减示意图,
图18 取决于外部和内部脱层结构之间间距b的透射衰减示意图,
图19 针对不同实施例的透射衰减示意图,
图20 针对根据本发明构造的片材的一替代实施例的透射衰减示意图,
图21 根据本发明构造的一替代片材的一细节俯视图,以及
图22 针对根据本发明构造的片材的一实施例(根据图21)的透射衰减示意图。
图 1 为根据本发明构造的片材 10 的示意图。片材 10 包括外侧 III 上布置有一透明导电涂层 3 的一第一片材 1.1。透明导电涂层 3 有一个长方形范围 9。范围 9 由一外部脱层结构 4.1 的外部形状定义。沿着外部脱层结构 4.1 不存在透明导电涂层 3或透明导电涂层 3 例如通过激光结构化被移除。外部脱层结构 4.1 以内布置有同为长方形的内部脱层结构 4.2。沿着内部脱层结构 4.2 不存在透明导电涂层 3 或透明导电涂层3 例如通过激光结构化被移除。外部脱层结构 4.1 完全由透明导电涂层 3 包围。此外,透明导电涂层 3 的一部分布置在外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 之间以及内部脱层结构 4.2 以内。在本示例中,外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 之间的中间范围以及内部脱层结构 4.2 的内部范围均完整填充有透明导电涂层 3。借助于外部脱层结构4.1 和内部脱层结构 4.2,本来对于高频率电磁辐射来说不可穿透的透明导电涂层 3 变为可穿透。脱层结构 4.1、4.2 例如通过激光结构化去除涂层,其线宽极小,例如 0.1 mm。根据本发明构造的片材 10 的透视度不会受到实质性的影响并且脱层结构 4.1、4.2 几乎看不出来。
图 2 为根据现有技术的片材 12 的示意图。如同图 1 中的片材 10,片材 12 包括外侧 III 上布置有一透明导电涂层 3 的一第一片材 1.1。为使高频率电磁辐射可穿透片材 12,透明电磁涂层 3 有一个长方形脱层范围 4。与图 1 中根据本发明构造的片材10 不同的是,脱层范围 4 的面积很大并且在片材 12 上可明显看出脱层。片材 12 的透视度受到影响并且比如不适于用作车窗片。
图 3A 为根据本发明构造的片材 10(以汽车挡风玻璃为例)的俯视图。图 3B 为以复合片材为例的沿着图 3A 中截面线 A-A’的横截面图。图 3C 为图 3A 中放大的细节Y 并且图 3D 为图 3C 中放大的细节 Z。片材 10 针对无线电波辐射在 GSM 900 波段的透射进行了优化,同时不会对本发明造成限制。片材 10 包括一片由两片单片材制成的复合片材 1,即一刚性第一片材 1.1 和一刚性第二片材 1.2,两片片材通过热塑性中间层 2彼此固定连接。单片材 1.1、1.2 的尺寸大致相同并且例如由玻璃制成,特别是浮法玻璃、浇铸玻璃和陶瓷玻璃,而其也可由非玻璃材料制成,例如塑料,特别是聚苯乙烯 (PS)、聚酰胺 (PA)、聚酯 (PE)、聚氯乙烯 (PVC)、聚碳酸酯 (PC)、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 或聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)。一般情况下,具有足够透明度和耐化学性、并且形状和尺寸稳定性也合适的任何材料均可使用。针对其他用途,例如作为装饰部件,也可采用柔性且/或不透明的材料制造第一片材 1.1 和第二片材 1.2。第一片材 1.1 和第二片材 1.2 的各自厚度可根据具体用途广泛地变化,例如针对玻璃可在从 1 至 24 mm 的范围。在本示例中,第一片材 1.1 的厚度为 2.1 mm,第二片材 1.2 的厚度为 1.8 mm。
片材面用罗马数字 I-IV 作标记,其中面 I 对应复合片材 1 第二片材 1.2 的外侧、面 II 对应第二片材 1.1 的内侧,面 III 对应第一片材 1.1 的外侧且面 IV 对应第一片材 1.1 的内侧。本发明意义上的“外侧”是指面向车外的片材面。“内侧”为面向车内的片材面。在作为挡风玻璃的应用中,面 I 面向外部环境并且面 IV 面向汽车的乘客舱。面 IV 无疑也可朝外且面 I 可面向汽车的乘客舱。
用于连接第一片材 1.1 和第二片材 1.2 的中间层 2 优选包含一粘性塑料,优选基于聚乙烯醇缩丁醛 (PVB)、乙烯醋酸乙烯酯 (EVA) 或聚氨酯 (PU)。
复合片材 1 对可见光来说例如在 350 nm 至 800 nm 的波长范围内是透明的,其中“透明”一词是指大于 50%、优选大于 70%、特别优选大于 75% 的透光性。
复合片材 1 的片材 1.1、1.2 的相对介电常数针对由浮法玻璃制成的片材来说为 6 至 8,例如 7。
在显示的示例中,透明导电涂层 3 施加在内部第一片材 1.1 的面向中间层 2的面 III 上。透明导电涂层 3 例如用作复合片材 1 的红外线反射层。这意味着射入日光中的热辐射部分在很大程度上被反射。通过在汽车中使用复合片材 1,可降低日照下车内温度升高的程度。透明导电涂层 3 例如由 EP 0 847 965 B1 已知并且包含两个分别嵌入在多个金属和金属氧化层之间的银层。透明导电涂层 3 具有约 4 欧姆/平方的面电阻。透明导电涂层 3 也可用作可电加热的涂层并且可以通过众所周知的母线接触,同时可连接至电源。
然而,透明导电涂层 3 也可布置在外部第二片材 1.2 的面向热塑性中间层 2的面 II 或两个片材内侧 II 和 III 上。透明导电涂层 3 可附加或仅布置在复合片材 1外侧 I 和 IV 上或其中之一上。
透明导电涂层 3 施加在整个第一片材 1.1 上,扣除一个边缘去除涂层的范围5。范围 5 中的边缘脱层防止与透明导电涂层 3 的接触,这对于腐蚀敏感涂层是有利的。此外,第二片材 1.2 例如配有一不透明有色层,其施加在面 II 上并形成一个框形围绕的遮盖条(附图中未详细示出)。有色层优选由可烧进第一片材 1.1 或第二片材 1.2 的非导电黑色材料构成。遮盖条一方面可避免看到将复合片材 1 粘接到车身中的粘接段;另一方面,遮盖条用于保护粘合剂免受 UV 辐射。
此外,透明导电涂层 3 在多个范围 9 中被去除部分涂层。在图 3A 显示的示例中,布置了两个分别由 12 个范围 9 组成的几乎垂直上下布置的排。24 个范围 9 在片材1 顶部边缘处的段 11 中以水平方式依次排列。“垂直”和“水平”表示在汽车窗片安装位置中的位置。24 个范围 9 布置在片材 1 较长一侧的顶部片材边缘处以及驾驶员 A 视野 7(根据 ECE R43 的附录 18)以外。
在片材 10 的顶部边缘处布置有两个分别由 12 个带脱层结构 4.1、4.2 的范围9 组成的垂直上下排列的排。24 个范围 9 的面积约占复合片材 1 总面积的 7%。这一面积比例使处理费用、外观以及透射之间有一个特别有利的关系。两个范围 9 之间的水平和垂直间距 h 例如为 2 mm。
图 3C(包含 8 个范围 9)为图 3A 中放大的细节 Y,图 3D 为图 3C 中放大的细节 Z。每个范围 9 均包含一个外部脱层结构 4.1 和一个内部脱层结构 4.2,形状为正方形。正方形的上下两侧被布置为与安装方向呈水平状态。水平对准对于接收垂直发送的无线电波特别有利。本发明也包括以不同角度布置的脱层结构 4.1、4.2,以满足具体目的。
脱层结构 4.1、4.2 的脱层线宽恒定,例如为 100 µm。如此小的线宽人眼几乎看不到并且不会影响片材 10 的透视度,因此片材 10 适合用作汽车挡风玻璃。
从外部脱层结构 4.1 至内部脱层结构 4.2 的间距 d 在垂直方向 (bv) 和水平方向 (bh) 上均例如为 1 mm。间距bv 和bh 无疑不必相等。外部脱层结构 4.1 决定范围 9的尺寸,特别是范围的长度 l。在显示的示例中,外部脱层结构 4.1 例如具有42 mm 的长度 l。间距 b 特别影响波段宽度及针对高频率电磁辐射的透射穿透性的高低。
长度 l 根据高频率电磁辐射(频率 F)进行调整,片材 10 对此应具有最大的穿透性。针对正方形的脱层结构,长度 l 在使用等式 l = c/(4*f*(εeff)0.5) 的一级近似下取决于片材 1.1、1.2 和中间层 2 的有效相对介电常数 εeff,而 c 代表光速。由于带脱层结构 4.1、4.2 的范围 9 彼此相邻布置,因此范围 9 之间可能会相互影响并由此形成共振和频移,进而必须调整和优化长度 l、宽度 b、垂直间距 d 和水平间距 h。其计算可以通过为所属领域的技术人员所熟悉的模拟来进行。
图 3A 中的片材 10 已针对无线电波波段 GSM 900 的运行进行了优化。通过更改参数,例如脱层范围的长度 l,可以简单的方式针对其他频带或多个频带的透射对片材10 进行优化。
图 4 为根据本发明构造的片材 10(复合片材 1)的一实施例的沿着图 3A 中截面线 A-A’的横截面图。在该实施例中,第一片材 1.1 和第二片材 1.2 与一三层中间层相连。三层中间层包含一薄膜 6,其包含例如聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 并布置在一粘性塑料(例如聚乙烯醇缩丁醛 PVB)两层 2 之间。PET 膜在此例如用作透明导电涂层 3 的载体。
图 5 为根据本发明构造的片材 10(单片材 1’)的一实施例的沿着图 3A 中截面线 A-A’的横截面图。透明导电涂层 3 及带脱层结构 4.1、4.2 的范围 9 布置在单片材1’面向车内的内侧 IV 上。单片材 1’的形状和材料与图 3A 中的第一片材 1.1 一致。透明导电涂层 3 及范围 9 也与图 3A 中的实施例一致。这里的透明导电涂层 3 例如是所谓的低辐射层并且对红外辐射具有低辐射特性。透明导电涂层 3 例如包含铟锡氧化物(ITO) 层或由其组成,面电阻为 20 欧姆/平方。铟锡氧化物层对环境影响呈惰性并且耐划痕,因此铟锡氧化物层例如可布置在汽车侧片材面向车内的表面上。
另外,也可通过绝缘层对划痕和腐蚀敏感或带电、可加热的透明导电涂层 3 进行保护,绝缘层例如包含一聚合物薄膜,如聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 或聚氟乙烯(PVF)。另外,透明导电涂层 3 也可具有一绝缘且耐划痕的无机氧化物覆盖层,如氧化硅、氧化钛、五氧化二钽或它们的组合。
图 6 为根据本发明构造的片材的一替代实施例的俯视图。与图 3A 不同的是,其他的范围 9 被布置在片材 10 的侧缘和下缘处。借助于其他的范围 9,可提高车内根据本发明的针对电磁辐射的穿透性。特别是可在片材 10 的下缘处达到穿透性的提高并由此改进传感器(如安装在仪表板中的 GPS 传感器)的接收和发送功率。在片材的下缘处布置有例如由九个彼此水平和垂直的范围 9 构成的布置 13。布置 13 具有一个与片材 10 的下缘并由此在片材 10 安装位置中与水平呈45°的角 α。布置 13 中范围 9 彼此之间水平和垂直的位置使片材 10 该范围的透射性特别高。
图 7 为图 3D 中根据本发明构造的片材的一替代实施例的细节 Z 的放大图。与图 3D 不同的是,外部结构 4.1 和内部结构 4.2 通过每侧四条脱层线 8 相连。脱层线 8被布置为与外部结构 4.1 及内部结构 4.2 的面边线成直角。脱层线 8 例如具有0.1 mm的线宽 d,这与脱层结构 4.1、4.2 的线宽 d 一致。线 8 间距应小于高频率电磁辐射波长λ 的四分之一,优选λ/20 至 λ/500,以使外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 之间形成的破坏性磁场感应电流较少。借助于脱层线 8,高频率电磁辐射的透射衰减显著降低,并且同时透明导电涂层 3 激光加工方面的时间、费用消耗只是轻微增加。
图 8 为图 3D 中根据本发明构造的片材 10 的一替代实施例的细节 Z 的放大图。与图 5 不同的是,外部结构 4.1 和内部结构 4.2 通过每侧九条脱层线 8 相连。因此与图 7 的片材 10 相比,透射性得到进一步的改进,这意味着尤其是透射衰减得以降低。
图 9 为图 3D 中根据本发明构造的片材 10 的一替代实施例的细节 Z 的放大图。与图 8 不同的是,外部结构 4.1 和内部结构 4.2 之间的整个范围 4 在 1 mm 的宽度 b 上被去除涂层。该实施例具有低透射衰减。但是由于具有 1 mm 宽度 b 的脱层范围非常宽,因此脱层在视觉上很引人注目并且使片材 10 的透视度变差。同时,红外线反射作用降低并且激光结构化加工方面的时间、费用消耗明显增加。
图 10 为图 3D 中根据本发明构造的片材 10 的一替代实施例的细节 Z 的放大图。与图 3D 不同的是,在内部脱层结构 4.2 以内布置有另一脱层结构 4.3。例如(不将本发明限制于此例),内部脱层结构与另一脱层结构 4.3 的间距 b 与外部脱层结构 4.1 与内部脱层结构 4.2 的间距 b 相等。
图 11 为图 3D 中根据本发明构造的片材 10 的一替代实施例的细节 Z 的放大图。与图 3D 不同的是,外部结构 4.1 和内部结构 4.2 通过一条弯曲的、例如尤其是正弦形的脱层线相连。此类片材 10 具有与图 8 中片材 10 相似的良好透射特性。此外,其在通过激光加工去除涂层方面具有优势。与图 8 中直角走向的脱层结构 8 的结构化相比,线条的弯曲走向确保用于控制激光光束的镜机械装置在每时间周期进行的大变动更少。作用在镜机械装置上的力更小并且激光定位可更为快速地进行。由此一来,结构化时间得以显著降低。
图 12A 为图 3A 中根据本发明构造的片材 10 的一替代实施例的细节 Y 的放大图。图 12B 为图 12A 中根据本发明构造的片材 10 细节 Z 的放大图。在该实施例中,范围 9 具有不同的形状,如圆形、正方形及十字形。这对于优化和提高针对不同频率和偏振(针对高频率电磁辐射)的穿透性特别有利。为此,一根据本发明构造的片材 10 例如可具有大量带不同形状和尺寸的脱层结构的范围 9。
图 13 为图 3A 中根据本发明构造的片材 10 的一替代实施例的细节 Y 的放大图。透明导电涂层 3 在此具有多个带十字形脱层结构 4.1、4.2 的范围 9。
图 14 为图 3A 中根据本发明构造的片材 10 的一替代实施例的细节 Z 的放大图。在内部脱层结构 4.2 以内布置有另一外部脱层结构 4.3,在另一外部脱层结构 4.3以内布置有另一内部脱层结构 4.4。 其他脱层结构 4.3、4.4 例如也呈圆形、采用上下形式并且相对于脱层结构 4.1、4.2 同心布置。其他脱层结构 4.3、4.4 无疑也可具有不同的形状或其中心可彼此偏移布置。外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 之间的间距b1例如为 1 mm。外部脱层结构 4.3 和内部脱层结构 4.4 之间的间距b2 例如也同样为 1mm。间距b1 和b2 无疑不必相等。外部脱层结构 4.1 的长度l1 例如为 36 mm 并且另一外部脱层结构 4.3 的长度l2 例如为 24 mm。根据本发明构造的此类片材 10 可具有针对多个频率范围(本示例中针对两个频率范围)的更佳的透射性。
图 15 为图 3A 中根据本发明构造的片材 10 的一替代实施例的细节 Y 的放大图。透明导电涂层 3 在此具有多个带长方形脱层结构 4.1、4.2 的范围 9。长方形外部脱层结构 4.1 在此有一较长的边长 l1(36 mm)和一较短的边长 l2(24 mm)。这对于避免交织构型的不同范围 9 之间可能出现的相互作用(如图 15 所示)以及实现多带透射的改进特别有利。
图 16A 为制造本发明片材 10 所用本发明方法的一实施例的流程图。图 16B 为制造本发明片材 10 所用本发明方法的一实施例另一选型的流程图。与图 16A 不同的是,图 16B 中第一片材 1.1 和第二片材 1.2 首先进行弯曲处理并且之后外部脱层 4.1 和内部脱层 4.2 被引入。
图 17 至 20 为针对根据本发明构造的片材 10 不同实施例的透射衰减模拟显示。在模拟中,类似于图 5 中的实施例,假设有一片单玻璃片材 1’,其内侧 IV 上有一个透明导电涂层 3。透明导电涂层 3 具有 4 欧姆/平方的面电阻。透明导电涂层 3 以内布置有带脱层结构 4.1、4.2 的范围 9。为简化模拟,假设一个包含无数范围 9 的无限延伸的单玻璃片材 1’。
图 17 为取决于两个相邻范围 9 的间距 h 的透射衰减示意图。范围 9 各包含一个正方形的外部脱层结构 4.1 和一个正方形的内部脱层结构 4.2(如图 3D 所示)。外部脱层结构 4.1 与内部脱层结构 4.2 的间距 b 为 1.5 mm。外部脱层结构 4.1 的长度l 根据频率为 1.5 GHz (GPS) 的高频率电磁辐射进行了调整,为 24 mm。脱层结构的线宽为 0.1 mm。图 17 中的示意图显示取决于两个相邻范围 9 之间间距 h 的透射衰减(单位:dB)。信号曲线表明间距 h 为 4 mm 时,透射衰减最低。与不带透明导电涂层 3 的单玻璃片材 1’相比,透射衰减在此仅为 6.3 dB。间距 h 小于 2 mm 或大于 6 mm 时,透射衰减急剧上升。针对在此使用的 1.5 GHz 频率、1.5 mm 的间距 b 及 0.1 mm 的线宽 d,间距 h 在 2 mm 到 6 mm 之间时,形成一个具高透射性的优选范围。
图 18 为取决于外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 之间间距 b 的透射衰减的示意图。其他参数与图 17 中的参数一致。相邻范围 9 之间的间距 h 为 4 mm。外部脱层结构 4.1 的长度 l 为 24 mm。脱层结构的线宽 d 为 0.1 mm。图 18 中的示意图显示取决于间距 b 的透射衰减(单位:dB)。信号曲线表明间距 b 为 1.5 mm 时,透射衰减最低。与不带透明导电涂层 3 的单玻璃片材 1’相比,透射衰减在此仅为 6.3 dB。间距 b 小于 1 mm 或大于 2 mm 时,透射衰减急剧上升。针对在此使用的 1.5 GHz 频率、4 mm 的间距 h 及 0.1 mm 的线宽 d,间距 b 在 1 mm 到 2.25 mm 之间时,形成一个具高透射性的优选范围。
图 19 为取决于频率的针对带脱层结构 4.1、4.2 的本发明范围 9 不同实施例的透射衰减示意图。相邻范围 9 之间的间距 h 为 2 mm,外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 之间的间距 b 为 1 mm,脱层结构 4.1、4.2 的线宽为 0.1 mm。单玻璃片材 1’的其他参数以及透明导电涂层 3 的面电阻与图 17 中的对应数据一致。
示例 1 为符合图 3D 中实施例的范围 9 的透射衰减曲线。外部脱层结构 4.1的长度 l 根据无线电波波段 GSM 900 进行了调整,为 42 mm。针对 900 MHz 高频率电磁辐射的透射衰减约为 7.8 dB。片材后可接收无线电波。由于线宽 d (0.1 mm) 较小,带脱层结构 4.1、4.2 的范围 9 几乎不可见并且不会影响片材的透视度。
示例 2 为符合图 8 中实施例的范围 9 的透射衰减曲线。外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 在正方形的每个边上均通过 41 条脱层线 8 相连。沿着脱层结构4.1、4.2 一条边的两条脱层线 8 之间的间距约为 1 mm,大约为频率为 900 MHz 的高频率电磁辐射波长 λ 的 333 分之一。脱层线 8 与脱层结构 4.1、4.2 成直角。所述模拟中的每条脱层线 8 的线宽均为 0.1 mm。针对 900 MHz 高频率电磁辐射的透射衰减约为7.3 dB。也就是说与示例 1 中的片材 10 相比,针对高频率电磁辐射的透射性有所提高。可在片材后接受无线电波并且与示例 1 相比有所改进。由于脱层线 8 的线宽 (0.1 mm)较小,范围 9 几乎不可见并且不会影响片材的透视度。
在图 19 中可以看到对比示例 1,其代表带透明导电涂层 3(无带脱层结构 4.1、4.2 的范围 9)的单玻璃片材 1’的透射衰减。透射衰减非常高(约 34 dB),以至于例如无法在片材后接收无线电波。
根据现有技术的对比示例 2 代表带仅具有一个正方形脱层结构 4(线宽 D 为0.1 mm)的透明导电涂层 3 的单玻璃片材 1’的透射衰减。也就是说符合对比示例 2 的片材 10 无内部脱层结构 4.2 或脱层结构 4 以外或以内的其他脱层。频率为 900 MHz 时,透射衰减约为 12 dB。在对比示例 2 中的单玻璃片材 1’后,无法接收无线电波或仅在非常有限的程度上可行。
频率为 900 MHz 时,根据图 8 的示例 2 的透射衰减比根据现有技术的对比示例 2 低 4.7 dB。这表示透射衰减可降低因子 3,而片材 10 的透视度及其光学特性均无明显下降。
图 20 为根据图 5 、带范围 9(根据图 14,具多带透射)的本发明片材 10 的透射衰减示意图。片材 10 在此有一个带一内部脱层结构 4.2 的外部脱层结构 4.1。在内部脱层结构 4.2 以内布置有另一外部脱层结构 4.3 并且在这一另外的外部脱层结构 4.3以内布置有另一内部脱层结构 4.4。脱层结构 4.1-4.4 呈正方形并彼此同心布置。外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 之间的间距 b1 为 1 mm,外部脱层结构 4.3 和内部脱层结构 4.4 之间的间距 b2 为 1 mm。外部脱层结构 4.1 的长度 l1 为 42 mm 并且另一脱层结构 4.3 的长度 l2 为 22 mm。b1/l1 得出的商在此例如为 1mm/42mm,因此小于 1/5。相邻范围 9 之间的间距 h 为 2 mm。信号曲线显示透射衰减中的两个最小值。第一个最小值代表 0.76 GHz 时透射衰减为 6.7 dB。第二个最小值代表 2.3 GHz 时透射衰减为6.7 dB。由此一来,根据本发明构造的此类片材 10 针对多个频率范围(本示例中为两个频率范围)具有更佳的透射性能。
图 21 为根据本发明构造的一片材 10 的一细节俯视图。图中显示有一六边形外部脱层结构 4.1 和一六边形内部脱层结构 4.2 以及另一六边形外部脱层结构 4.3 和另一六边形内部脱层结构 4.4。六边形结构 4.1-4.4 分别为长边相等且彼此同心布置的正六边形。其中心无疑也可彼此偏移布置。外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 之间的间距b1 例如为 1.5 mm。另一外部脱层结构 4.3 和另一内部脱层结构 4.4 之间的间距b2例如也同样为 1.5 mm。间距b1 和b2 无疑不必相等。外部脱层结构 4.1 的长度l1 例如为39 mm 并且另一外部脱层结构 4.3 的长度l2 例如为 28 mm。脱层结构 4.1-4.4 的宽度d 同样例如为恒定,为 100 µm。
外部脱层结构 4.1 在其外缘 14.1 和其内置边缘 15.1 的范围完全由透明导电涂层 3 包围。外缘 14.1 在此指的是位于外部脱层结构 4.1 以外并与外部脱层结构 4.1毗邻的范围。与此相应,内置边缘 15.1 指的是位于内部脱层结构 4.1 以内并与内部脱层结构 4.1 毗邻的范围。内部脱层结构 4.2 在此例如在其外缘 14.2 和其内置边缘 15.2的范围完全由透明导电涂层 3 包围。另一外部脱层结构 4.3 和另一内部脱层结构 4.4同样分别在其外缘 14.3、14.4 和其内置边缘 15.3、15.4 的范围完全由透明导电涂层 3包围。这表示外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 以及另一外部脱层结构 4.3 和另一内部脱层结构 4.4 之间的中间空间均完整填充有透明导电涂层 3。根据本发明构造的片材 10 具有一个带大量在此显示的结构 4.1-4.4 的段 11,例如参见图 2。
图 22 为根据图 21、针对从 820 MHz 至 960 MHz 的 GSM 波段以及从 1700MHz 至 2200 MHz 的 UMTS 波段进行了优化的一本发明片材 10 的透射衰减示意图。在图22 中可以看到对比示例 1,其代表带透明导电涂层 3(无带脱层结构 4.1-4.4 的范围 9)的单玻璃片材 1’的透射衰减。透射衰减非常高(约 34 dB),以至于例如无法在片材后接收无线电波。
频率为 900 MHz 时,根据图 21 的示例 3 的透射衰减比根据现有技术的对比示例 1 低 25 dB。此外,频率为 1.9 GHz 时,根据图 21 的示例 3 的透射衰减比根据现有技术的对比示例 1 低 28 dB。这表示透射衰减可降低因子 19 或 27,而片材 10 的透视度及其光学特性均无明显下降。
该结果对于所属领域的技术人员来说是没有预料到的并且是令人惊讶的。
参考符号列表
1 复合片材
1’ 单片材
1.1 第一片材,
1.2 第二片材
2 中间层
3 透明导电涂层
4 脱层范围
4.1 外部脱层结构
4.2 内部脱层结构
4.3 另一外部脱层结构
4.4 另一内部脱层结构
5 边缘脱层
6 载体薄膜
7 A 视野
8 脱层线
9 范围
10 片材
11 段
12 根据现有技术的片材
13 布置
14.1、14.2、14.3、14.4 外缘
15.1、15.2、15.3、15.4 内置边缘
a 角度
A-A’ 截面线
b、bh、bv、b1 外部脱层结构 4.1 和内部脱层结构 4.2 之间的间距
b2 另一外部脱层结构 4.3 和另一内部脱层结构 4.4 之间的间距
d 脱层结构 4.1、4.2、4.3、4.4 的线宽
εeff 有效相对介电常数
h 两个相邻范围 9 之间的间距
l、l1、l2 脱层结构 4.1、4.2、4.3 的长度或宽度
λ 波长
Y 细节
Z 细节
I 第二片材 1.2 的外侧
II 第二片材 1.2 的内侧
III 第一片材 1.1 的外侧
IV 第一片材 1.1 的内侧
V 中间层 2 的面
VI 中间层 2 的面。
Claims (29)
1.片材 (10),包括:
- 至少一片具有外侧 (III) 和内侧 (IV) 的第一片材 (1.1),
- 至少一个布置于第一片材 (1.1) 的外侧 (III) 和/或内侧 (IV) 上的透明导电涂层(3),以及
- 至少一个具有至少一外部脱层结构 (4.1) 和一内部脱层结构 (4.2) 的范围 (9),其中外部脱层结构和内部脱层结构具有相同的形状,其中透明导电涂层 (3) 位于外部脱层结构 (4.1) 和内部脱层结构 (4.2) 之间以及内部脱层结构 (4.2) 内,其中外部脱层结构 (4.1) 和内部脱层结构 (4.2) 之间的范围完整填充有透明导电涂层 (3),和其中内部脱层结构 (4.2)的内部边缘(15.2)完全被透明导电涂层 (3)包围。
2.根据权利要求 1所述的片材 (10),其中外部脱层结构 (4.1) 和内部脱层结构(4.2) 具有正方形、长方形、菱形、梯形、六边形、八边形、十字形、椭圆形或圆形的形状和/或彼此同心布置。
3.根据权利要求 1或2所述的片材 (10),其中外部脱层结构 (4.1) 与内部脱层结构(4.2) 的间距 b 为 0.5 mm 至 30 mm。
4.根据权利要求3所述的片材 (10),其中外部脱层结构 (4.1) 与内部脱层结构(4.2) 的间距 b 为1 mm 至 5 mm。
5.根据权利要求3所述的片材 (10),其中外部脱层结构 (4.1) 与内部脱层结构(4.2) 的间距 b 为恒定。
6.根据权利要求1或2所述的片材 (10),其中脱层结构 (4.1、4.2) 和/或脱层线 (8)的线宽 d 为 25 µm 至 300 µm。
7.根据权利要求6所述的片材 (10),其中脱层结构 (4.1、4.2) 和/或脱层线 (8) 的线宽 d 为30 µm 至 140 µm。
8.根据权利要求1或2所述的片材 (10),其中相邻范围 (9) 之间的最小间距 h 为 1mm 至 100 mm。
9.根据权利要求8所述的片材 (10),其中相邻范围 (9) 之间的最小间距 h 为1 mm至 20 mm。
10.根据权利要求 1或2所述的片材 (10),其中透明导电涂层 (3) 至少有四个范围(9)。
11.根据权利要求10所述的片材 (10),其中透明导电涂层 (3)有10 至 50 个范围(9)。
12.根据权利要求10所述的片材 (10),其中范围 (9)水平和/或垂直布置和/或范围(9) 具有片材 (10) 的 7% 至 25%的面积份额。
13.根据权利要求1或2所述的片材 (10),其中第一片材 (1.1) 和/或第二片材 (1.2)包含玻璃,或聚合物,和/或其混合物和/或具有 2 至 8的有效相对介电常数 εeff 。
14.根据权利要求13所述的片材 (10),其中所述玻璃是平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃或钠钙玻璃。
15.根据权利要求13所述的片材 (10),其中所述聚合物是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
16.根据权利要求13所述的片材 (10),其中所述有效相对介电常数εeff是6 至 8。
17.根据权利要求1或2所述的片材 (10),其中脱层结构 (4.1、4.2) 的长度 l 为 10mm 至 150 mm,和/或从 至 和/或间距 b 与长度 l的比率小于或等于 1/5。
18.根据权利要求1或2所述的片材 (10),其中透明导电涂层 (3)包含至少一种金属,和/或至少一种金属氧化物层,和/或碳纳米管和/或光学透明导电聚合物,和/或透明导电涂层 (3) 的面电阻为 0.35 欧姆/平方至 200 欧姆/平方。
19.根据权利要求18所述的片材 (10),其中所述金属是银、镍、铬、铌、锡、钛、铜、钯、锌、金、镉、铝、硅或钨,或它们的合金。
20.根据权利要求18所述的片材 (10),其中所述的金属氧化物层是掺锡氧化铟(ITO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺氟氧化锡 (FTO, SnO2:F)或掺锑氧化锡 (ATO, SnO2:Sb)。
21.根据权利要求18所述的片材 (10),其中所述的光学透明导电聚合物是聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚磺苯乙烯、聚(4,4-二辛基环戊并二噻吩)或2,3-二氯-5,6-二氰基对苯醌或它们的混合物和/或共聚物。
22.根据权利要求18所述的片材 (10),其中所述的透明导电涂层 (3) 的面电阻为0.6欧姆/平方至 30 欧姆/平方。
23.复合片材 (1),其至少包括:
- 根据权利要求 1 至22其中之一所述的片材 (10) 以及
- 第二片材 (1.2),其通过至少一个中间层 (2) 与片材 (10) 平面连接。
24.根据权利要求 1 至22其中之一的片材 (10) 的制造方法,其中包括下列步骤:
a. 将透明导电涂层 (3) 施加在第一片材 (1.1) 的外侧 (III) 和/或内侧 (IV)上,以及
b. 将至少一个带至少一个外部脱层结构 (4.1) 和一个内部脱层结构(4.2) 的范围(9) 引入透明导电涂层 (3),其中透明导电涂层 (3) 位于外部脱层结构 (4.1) 和内部脱层结构 (4.2) 之间以及内部脱层结构(4.2)内。
25.根据权利要求 24 所述的片材 (10) 的制造方法,其中脱层结构 (4.1、4.2) 通过激光结构化被引入透明导电涂层 (3)。
26.根据权利要求 24 或 25 所述的片材 (10) 的制造方法,其中在步骤 (a) 中,透明导电涂层 (3) 被施加在载体层 (6)上并且载体层 (6) 与第一片材 (1.1) 平面连接。
27.根据权利要求 26 所述的片材 (10) 的制造方法,其中载体层 (6) 通过中间层(2)与第一片材 (1.1) 平面连接。
28.根据权利要求 1 至 22其中之一所述的片材 (10) 或根据权利要求 23 所述的复合片材 (1),其在陆地、水上或空中的运输工具的车身或车门中用作对高频率电磁辐射具有低透射衰减的玻璃。
29.根据权利要求28的片材 (10)或复合片材 (1),其用作挡风玻璃,在建筑物中用作外立面或建筑物窗户的部分和/或用作家具和设备中的构件。
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