CN104919893A - 具有电加热层的玻璃板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有电加热层(3)的玻璃板(100)，其至少包含：具有表面(III)的第一玻璃板(1)，至少一个电加热层(3)，其至少施加在表面(III)的一部分上，并且包含未涂敷的区(8)，至少两个为连接到电压源(14)上而设置的汇流条(5.1、5.2)，其与电加热层(3)这样接合，以致在汇流条(5.1、5.2)之间形成用于加热电流的电流电路(11)，和至少一个分界线(9.n)，其将电加热层(3)电划分为至少两个段(10.n、10.n+1)，并且n为 1的整数，其中带状地围绕着未涂敷的区(8)这样设置至少一个段(10.n)，以致用于加热电流的电流电路(11)至少部分地围绕未涂敷的区(8)传导。

Description

具有电加热层的玻璃板
本发明涉及具有电加热层的玻璃板，其制造方法及其用途。
汽车玻璃，特别是挡风玻璃的视野必须保持无冰和无水汽凝结物。对于具有内燃机的机动车，例如可以将借助发动机热加热的空气流引向玻璃上。
替代地，所述玻璃板可以具有电加热功能。因此已知复合玻璃板，其在单个玻璃板之一的内侧表面上具有透明的导电涂层。通过外部电压源，可以将电流通过该导电涂层传导，其加热该涂层并且因此加热玻璃板。WO2012/052315 A1例如公开了这样的基于金属的可加热的导电涂层。
电加热层的电接触通常通过如由US 2007/0020465 A1已知的汇流条进行。该汇流条例如由印刷和焙烧的银糊料构成。该汇流条例如沿着玻璃板的上缘和下缘分布。该汇流条集合通过导电涂层流动的电流，并且将其导向与电压源相连的外部引线。
从工业大批量生产具有电加热层的玻璃板中已知，通过分界线或者分界区使电加热层结构化，以形成通常卷绕的电流电路。这具有优点，即电阻升高，并且可以通过相对小的连接电极接触该电流电路。在专利文献中，这样的平面加热体例如描述于德国专利申请文件DE 19860870 A1中。
具有电加热层的玻璃板相对强烈地屏蔽电磁辐射，从而特别地在具有可加热的挡风玻璃的机动车中可能显著地损害无线电数据传输。因此，可加热的挡风玻璃通常配备有未涂敷的和因此不含涂层的区（“通信窗口”）。该未涂敷的区至少对于电磁谱的特定范围而言是良好可透的，并且以此方式实现穿过该玻璃板的顺利的数据传输。在其上通常存在电子装置，例如传感器、照相机等的未涂敷的区，通常设置在上部的玻璃板边缘附近，在那里其可以被上方的屏蔽带很好地覆盖。
然而，未涂敷的区损害所述加热层的电性能，这至少局部地对于通过该加热层流动的加热电流的电流密度分布产生影响。实际上，其造成极不均匀的加热功率分布，其中未涂敷的区的下方和其周围的加热功率明显减小。另一方面，出现具有特别高的电流密度的位置，其中加热功率剧烈升高。因此，可能出现非常高的局部的玻璃板温度，其产生燃烧风险，并且对玻璃板施加巨大的热应力。此外，使附加部件的胶粘位置可能由此脱落。
本发明的目的在于，提供具有电加热层以及未涂敷的区和至少几乎均匀的加热功率分布的改良的玻璃板，其可以容易和成本有利地制造。
根据本发明，本发明的目的通过根据权利要求1的具有电加热层的玻璃板实现。优选的实施方案来自从属权利要求。
本发明的具有电加热层的玻璃板至少包含下列特征：
-   具有表面的第一玻璃板，
- 至少一个用于加热第一玻璃板的由导电涂层构成的电加热层，其设置在所述表面的至少一部分上，并且包含至少一个未涂敷的区，
-   至少两个为连接到电压源上而设置的汇流条，其与该电加热层这样接合，以致在该汇流条之间形成用于加热电流的电流电路，和
-   至少一个分界线，其将该电加热层电划分为至少两个段，
其中至少部分地带状地围绕着未涂敷的区设置至少一个段和尤其与未涂敷的区直接相邻的段，从而使用于该加热电流的电流电路至少部分地围绕未涂敷的区传导。
在此，所述的电流电路特别地传导到未涂敷的区的上方和/或下方的区域中，其中上方和下方各自基于该电流电路的方向，即汇流条之间的最短连接。
所述的电加热层包含至少一个未涂敷的区。这意味着，该未涂敷的区完全或者部分地被电加热层包围。该未涂敷的区可以特别地与电加热层的边缘区域毗邻，或者经由未涂敷的带朝向电加热层的边缘区域扩展。
根据现有技术不含分界线的具有电加热层和未涂敷的区的玻璃板通常具有非常不均匀的加热效率分布。其在加热时特别在未涂敷的区的上方和/或下方区域中具有低温区域。
本发明基于这样的发现，即通过分界线能够实现电流电路的优化。通过构造至少一个带状地围绕未涂敷的区的一部分设置的本发明的段，电流电路可以传导到较低温的区域中。这导致均匀的加热功率分布和温度分布。
未涂敷的区越大，并且通过分界线形成越多的本发明的段，本发明就越有效。在一个有利的实施方案中，电加热层具有至少两个分界线，和优选地具有4至30个分界线，其形成至少部分地带状地围绕着未涂敷的区设置的段。如发明人的研究得出，大约10个例如分布在电加热层内部中心处设置的未涂敷的区两侧的分界线，足以获得加热功率分布的充分均匀化。同时，用于引入分界线的结构化复杂度在时间上和经济性上是可接受的。
同时，必须特别薄地构建分界线，以尽可能少地损害玻璃板的透视性。在本发明玻璃板的另一个有利的实施方案中，分界线的宽度d为30 μm至200 μm和优选为70 μm至140 μm。这具有特别的优点，即具有这样小的宽度的分界线不或者仅非常微弱地损害穿过玻璃板的透视性。
在本发明玻璃板的另一个有利的实施方案中，未涂敷的区和最邻近的分界线之间和/或两个相邻的分界线之间的段的宽度为1 cm至15 cm。由此能够非常有利地提高电加热层的加热功率分布的均匀度。
在本发明玻璃板的另一个有利的实施方案中，所述的未涂敷的区的面积为0.5 dm2至15 dm2和优选为2 dm2至8 dm2。根据现有技术不含本发明分界线和具有未涂敷的区的位于该数量级中的玻璃板显示特别不均匀的加热功率分布，并且在差的气候条件下仅能够不充分地清除冰、雪和水汽凝结物。通过使用本发明的分界线，可以在这种大的未涂敷的区中获得玻璃板加热性能的特别高和有利的改良。
在本发明玻璃板的另一个有利的实施方案中，段中每个的平均长度与这些平均长度的平均值相差小于25 %，优选0 %至10 %，和特别优选0 %至5 %。段的平均长度描述了在施加电压时通过该段流动的电流电路方向上的段的平均长度。该平均长度的平均值通过所有平均长度相加并且随后除以段的数目获得。
在一个特别有利的实施方案中，段的所有的平均长度呈现大约相等的长度。因为平均长度也取决于段的曲率，通过其它的汇流条或者低阻抗的桥来缩短通过该段的电流电路，这对于获得提高的加热性能而言可能是有利的。
在本发明玻璃板的另一个有利的实施方案中，将第三汇流条设置为与第一汇流条或者第二汇流条电接触，相比于所述段和分界线外部的电流电路而言，其缩短至少一个段中，优选所有段中的电流电路的长度。为此，第三汇流条可以接触多个或者所有段。通过该第三汇流条，例如缩短各个段的平均长度。
替代地，各个段可以具有特有的其它汇流条。该其它汇流条的电阻可以通过宽度、厚度和形状这样调整，以致可以向各个段加载特定的电压，并且由此得到特别有利的加热功率分布。
第一和第二汇流条的宽度优选为2 mm至30 mm，特别优选为4 mm至20 mm，和特别是10 mm至20 mm。较薄的汇流条导致过高的电阻和因此导致在运行中过度加热汇流条。此外，较薄的汇流条仅困难地通过例如丝网印刷的印刷技术来制造。较厚的汇流条需要不希望的高的材料用量。此外，其导致玻璃板的透视区域的过大和不美观的限制。汇流条的长度取决于电加热层的大小。对于通常以带状形式构造的汇流条，其较长的尺寸称为长，并且其较不长的尺寸称为宽。第三或者附加的汇流条也可以构建得较薄，优选为0.6 mm至5 mm。
第一和第二汇流条优选地沿着侧边设置在导电涂层上，并且特别地几乎相对平行地分布。该汇流条的长度通常基本上等于电加热层的侧边长度，但是也可以略微更大或者更小。还可以将多于两个汇流条设置在导电涂层上，优选地在沿着电加热层的两个相对的侧边的边缘区域中。还可以将多于两个汇流条设置在电加热层上，例如围绕着两个或者更多个独立的加热场。
在一个有利的实施方案中，本发明的汇流条以印刷和焙烧的导电结构的形式构造。该印刷的汇流条优选地含有至少一种金属、金属合金、金属化合物和/或碳，特别优选地含有贵金属和尤其银。印刷糊料优选地含有金属的颗粒、金属颗粒和/或碳，和特别地含有贵金属颗粒，例如银颗粒。导电性优选地通过导电颗粒实现。该颗粒可以存在于有机和/或无机的基体，例如糊料或者墨中，优选为具有玻璃熔块的印刷糊料。
印刷的汇流条的层厚度优选为5 μm至40 μm，特别优选为8 μm至20 μm，和非常特别优选为8 μm至12 μm。具有该厚度的印刷的汇流条可以在技术上容易地实现，并且具有有利的载流能力。
该汇流条的比电阻ρa优选为0.8 μohm·cm至7.0 μohm·cm，和特别优选为1.0 μohm·cm至2.5 μohm·cm。具有该范围的比电阻的汇流条可以在技术上容易地实现，并且具有有利的载流能力。
但是替代地，所述的汇流条也可以以导电箔带的形式构建。该汇流条这时例如至少含有铝、铜、镀锡的铜、金、银、锌、钨和/或锡或者它们的合金。该带优选地具有10 μm至500 μm，特别优选30 μm至300 μm的厚度。由具有该厚度的导电箔构成的汇流条可以在技术上容易地实现，并且具有有利的载流能力。该带可以例如经由焊接物料、经由导电胶粘剂或者通过直接的铺设而与该导电结构导电地接合。
在本发明玻璃板的另一个有利的实施方案中，在至少一个段中，沿着电流电路的电阻通过低阻抗的桥减小。在此，该低阻抗的桥具有比电加热层的材料较低的面电阻，该低阻抗的桥优选地由汇流条的材料构成，并且优选地同样是印刷的。在此，该低阻抗的桥无须与汇流条之一直接地电相连，而是可以仅经由电加热层与汇流条相连。通过该低阻抗的桥，可以这样控制段内部的电流电路和电压下降，从而特别地提高玻璃板的加热性能。
本发明的玻璃板包含第一玻璃板，其上设置有电加热层。根据该电加热层的材料，用保护层，例如漆层、聚合物薄膜和/或第二玻璃板保护该加热层，这可能是有利的。
在本发明玻璃板的一个有利的实施方案中，其上设置有电加热层的第一玻璃板的表面，经由热塑性中间层与第二玻璃板平面地相连。
基本上，所有的电绝缘的衬底适合作为第一和任选的第二玻璃板，其在制造和使用本发明玻璃板的条件下是热稳定和化学稳定以及尺寸稳定的。
第一玻璃板和/或第二玻璃板优选地含有玻璃，特别优选地含有平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、钠钙玻璃或者透明塑料，优选硬质透明的塑料，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、聚氨酯、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物。第一玻璃板和/或第二玻璃板优选为透明的，特别对于将该玻璃板用作机动车的挡风玻璃或者后窗玻璃，或者其中不希望高的光透射的其它应用中。在本发明的意义上，透明这时理解为具有大于70 %的可见光谱区域中的透射率的玻璃板。但是对于不位于驾驶员的交通重要的视野中的玻璃板，例如对于顶盖玻璃，透射率也可以是明显较小的，例如大于5 %。
所述玻璃板的厚度可以宽泛地变化，并且因此极其适合各种情况的需求。优选地，具有1.0 mm至25 mm，优选1.4 mm至2.5 mm的标准厚度的玻璃板用于机动车玻璃，并且优选4 mm至25 mm的标准厚度的玻璃板用于家具、仪器和建筑物，特别是用于电加热体。玻璃板的大小可以宽泛地变化，并且取决于根据本发明的用途的大小。第一玻璃板和任选的第二玻璃板例如在机动车建造和建筑领域中具有200 cm2直至20 m2的常见面积。
所述的玻璃板可以具有任意的立体形状。优选地，该立体形状不具有阴影区，从而使其例如可以通过阴极溅射来涂敷。优选地，该衬底平面地或者略微或者严重地在空间的一个方向或者多个方向上弯曲。特别地，使用平面衬底。该玻璃板可以是无色或者染色的。
多个玻璃板通过至少一个中间层彼此相连。该中间层优选地含有至少一种热塑性塑料，优选为聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、乙烯乙酸乙烯酯（EVA）和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。但是，该热塑性中间层也可以例如含有聚氨酯（PU）、聚丙烯（PP）、聚丙烯酸酯、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚缩醛树脂（Polyacetatharz）、浇注树脂、丙烯酸酯、氟代的乙烯-丙烯、聚氟乙烯和/或乙烯-四氟乙烯或者它们的共聚物或者混合物。该热塑性中间层可以通过一个或者也可以通过多个相互叠置地设置的热塑性薄膜来构建，其中热塑性薄膜的厚度优选为0.25 mm至1 mm，通常为0.38 mm或者0.76 mm。
在由第一玻璃板、中间层和第二玻璃板构成的本发明复合玻璃板中，所述的电加热层可以直接地施加到第一玻璃板上或者载体薄膜上或者中间层本身上。所述的第一玻璃板和第二玻璃板各自具有内侧表面和外侧表面。第一和第二玻璃板的内侧表面是朝向彼此的，并且经由热塑性中间层彼此接合。第一和第二玻璃板的外侧表面是彼此背对和背对该热塑性中间层的。导电涂层施加在第一玻璃板的内侧表面上。当然，也可以在第二玻璃板的内侧表面上施加另一导电涂层。玻璃板的外侧表面也可以具有涂层。选择术语“第一玻璃板”和“第二玻璃板”，以区分本发明的复合玻璃板中的两个玻璃板。用这些术语，未作出关于几何排列的说明。如果设置本发明玻璃板例如用于例如机动车或者建筑物的开口中，以分隔内室与外部环境，那么第一玻璃板可以朝向内室或者外部环境。
所述的电加热层含有导电涂层。本发明的导电涂层例如由DE 20 2008 017 611 U1、EP 0 847 965 B1或者WO2012/052315 A1是已知的。其通常含有一个或者多个，例如两个、三个或者四个导电的功能层。该功能层优选地含有至少一种金属，例如金、银、铜、镍和/或铬或者金属合金。该功能层特别优选地含有至少90重量%的金属，特别是至少99.9重量%的金属。该功能层可以由金属或者金属合金构成。该功能层特别优选地含有银或者含银的合金。这样的功能层在可见光谱区域中的高的透射率的同时，具有特别有利的导电性。功能层的厚度优选为5 nm至50 nm，特别优选为8 nm至25 nm。在该范围的功能层厚度中，实现可见光谱区域中有利的高的透射率和特别有利的导电性。
通常，各自在可加热的涂层的两个相邻的功能层之间设置至少一个介电层。优选地，在第一功能层下方和/或最后的功能层上方设置其它的介电层。介电层含有至少一个由介电材料构成的单层，其例如含有例如氮化硅的氮化物或者例如氧化铝的氧化物。但是，介电层也可以包含多个单层，例如介电材料的单层、平滑层、匹配层、阻隔层和/或防反射层。介电层的厚度例如为10 nm至200 nm。
所述的层结构通常通过一系列的沉积过程获得，其通过真空方法，例如磁场辅助的阴极溅射实施。
其它合适的导电涂层优选地含有氧化铟锡（ITO）、氟掺杂的氧化锡（SnO2:F）或者铝掺杂的氧化锌（ZnO:Al）。
电加热层原则上可以是各种涂层，其应电接触。如果本发明的玻璃板实现透视，例如如同在窗户领域中的玻璃的情况中那般，那么该导电涂层优选为透明的。本发明的导电涂层优选地对于电磁辐射，特别优选地对于波长为300至1300 nm的电磁辐射和特别是对于可见光是透明的。
在一个有利的实施方案中，所述的导电涂层是一个层或者总厚度小于或者等于2 μm，特别优选小于或者等于1 μm的多个单层的层结构。
有利的本发明的导电涂层具有0.4 ohm/square至10 ohm/square的面电阻。在一个特别优选的实施方案中，本发明的导电涂层具有0.5 ohm/square至1 ohm/square的面电阻。具有这种面电阻的涂层特别适合在常见的12 V至48 V的车载电压下，或者在具有常见的最高500 V的车载电压的电动机动车中用于加热机动车玻璃。
所述的电加热层可以在第一玻璃板的整个表面上延伸。但是，该电加热层也可以替代地仅在第一玻璃板的表面的一部分上延伸。该电加热层优选地在至少50%，特别优选地在至少70%和非常特别优选地在至少90%的第一玻璃板内侧表面上延伸。
所述的电加热层可以具有一个或者多个未涂敷的区域。这些区域可以对于电磁辐射，例如红外-辐射或者雷达波具有特别高的透射率，并且例如已知作为数据传输窗口或者通信窗口。
在本发明玻璃板作为复合玻璃板的一个优选的实施方案中，第一玻璃板的内侧表面具有宽度为2 mm至50 mm，优选5 mm至20 mm的环形边缘区域，其不配备有导电涂层。该导电涂层这时不与大气接触，并且在玻璃板内部通过热塑性中间层有利地被保护免受损害和腐蚀。
所述的汇流条通过一个或者多个引线是电接触的。该引线优选地以柔韧的箔导体（扁平导体、扁平带导体）的形式构建。其理解为电导体，其宽度明显大于其厚度。这样的箔导体例如为条或者带，其含有或者由铜、镀锡的铜、铝、银、金或者它们的合金构成。该箔导体例如具有2 mm至16 mm的宽度和0.03 mm至0.1 mm的厚度。该箔导体可以具有绝缘的，优选例如基于聚酰亚胺的聚合的包覆物。适合于在玻璃板中接触导电涂层的箔导体仅具有例如0.3 mm的总厚度。这种薄的箔导体可以容易地在单个玻璃板之间嵌入到热塑性中间层中。在箔导体带中，可以存在多个彼此电绝缘的导电层。
替代地，也可以使用薄的金属线材作为电引线。该金属线材特别地含有铜、钨、金、银或者铝或者至少两种这些金属的合金。该合金也可以含有钼、铼、锇、铱、钯或者铂。
在本发明的一个有利的实施方案中，所述的电引线与接触带接合，例如通过焊接物料或者导电胶粘剂。该接触带这时与汇流条接合。在本发明的意义上，该接触带为引线的延长部分，从而使接触带和汇流条之间的接合面理解为本发明的接触面，从其处朝向汇流条的延伸方向的距离为a。
该接触带有利地提高汇流条的载流能力。此外，可以通过该接触带减小汇流条和引线之间的接触位置的不希望的加热。此外，该接触带通过电引线简化汇流条的电接触，因为该引线不必与已施加的汇流条相连，例如焊接。
该接触带优选地含有至少一种金属，特别优选地含有铜、镀锡的铜、银、金、铝、锌、钨和/或锡。对于接触带的导电性而言，这是特别有利的。该接触带也可以含有合金，其优选地含有所提到的元素的一种或者多种和任选的其它元素，例如黄铜或者青铜。
该接触带优选地以薄的导电箔带的形式构建。该接触带的厚度优选为10 μm至500 μm，特别优选为15 μm至200 μm，非常特别优选为50 μm至100 μm。具有该厚度的箔在技术上可以容易地制造并且是容易可得的，并且此外具有有利的小的电阻。
该接触带的长度优选为10 mm至400 mm，特别优选为10 mm至100 mm和特别是20 mm至60 mm。对于接触带的良好的可使用性以及对于汇流条和接触带之间用于电接触的足够大的接触面积而言，这是特别有利的。
该接触带的宽度优选为2 mm至40 mm，特别优选为5 mm至30 mm。对于接触带和汇流条之间的接触面积和接触带与电引线的容易连接而言，这是特别有利的。术语接触带的长度和宽度各自表示与得到汇流条的长度和宽度那样相同的伸展方向上的尺寸。
在一个优选的实施方案中，所述的接触带整面地与汇流排直接接触。为此，将接触带施加到汇流条上。特别的优点在于，容易地制造玻璃板和使用接触带的整个面作为接触面。
该接触带可以容易地铺设到汇流条上，并且在层压的玻璃板内部持久稳定地固定在预设的位置处。
本发明进一步包含制造具有电加热层的玻璃板的方法，其至少包括：
(a)   将具有未涂敷的区的电加热层施加到第一玻璃板的表面上，
(b)   施加至少两个为连接到电压源上而设置的汇流条，其与该电加热层这样接合，以致在汇流条之间形成用于加热电流的电流电路，
(c)   引入至少一个分界线，其将该电加热层电划分为至少两个段，
其中至少部分地带状地围绕未涂敷的区设置至少一个段，以致用于加热电流的电流电路至少部分地围绕未涂敷的区传导。
在方法步骤(a)中施加所述的电加热层的导电涂层，可以通过本身已知的方法进行，优选地通过磁场辅助的阴极溅射。就容易、快速、成本有利和均匀地涂敷第一玻璃板而言，这是特别有利的。但是，该导电涂层也可以例如通过蒸发、化学气相沉积（CVD）、等离子体增强气相沉积（PECVD）或者通过湿式化学方法施加。
所述的第一玻璃板可以在方法步骤(a)之后经受温度处理。在此，将具有导电涂层的第一玻璃板加热至至少200℃，优选至少300℃的温度。该温度处理可以用于提高导电涂层的透射率和/或减小面电阻。
可以将第一玻璃板在方法步骤(a)之后通常在500℃至700℃的温度下弯曲。因为涂敷平面玻璃板在技术上是较容易的，当第一玻璃板应弯曲时，该方式是有利的。但是替代地，也可以将第一玻璃板在方法步骤(a)之前弯曲，例如当导电涂层不适合于无损坏地承受弯曲过程。
在方法步骤(b)中施加汇流条，优选地通过在丝网印刷方法或者在喷墨方法中印刷和焙烧导电糊料来进行。替代地，可以将汇流条以导电箔带的形式施加到，优选地铺设、焊接或者胶粘到导电涂层上。
在丝网印刷方法中，通过织物的遮蔽进行侧向成型，通过该织物来印刷具有金属颗粒的印刷糊料。通过合适的遮蔽成型，例如可以特别容易地预设和改变汇流条的宽度b。
在导电涂层中刻划（Entschichtung）单个分界线，优选地通过激光束进行。薄的金属箔的结构化的方法例如由EP 2 200 097 A1或者EP 2 139 049 A1是已知的。刻划的宽度优选为10 μm至1000 μm，特别优选为30 μm至200 μm，和特别是70 μm至140 μm。在该范围中，通过激光束特别整齐和无残留物地刻划。借助激光束的刻划是特别有利的，因为被刻划的线在视觉上是非常不明显的，并且仅很少地影响外观形象和透视性。具有比激光切割的宽度更大的宽度的线的刻划，通过用激光束多次地磨去该线进行。该过程时间和过程费用因此随着增大的线宽度而升高。替代地，可以通过机械剥蚀以及通过化学或者物理蚀刻进行刻划。
本发明方法的一个有利的扩展实施方式包括至少以下的其它步骤：
(d) 将热塑性中间层设置在第一玻璃板的经涂敷的表面上，并且将第二玻璃板设置在该热塑性中间层上，和
(e) 将第一玻璃板和第二玻璃板经由该热塑性中间层接合。
在方法步骤(d)中，这样设置第一玻璃板，以致其配备有电加热层的表面朝向该热塑性中间层。该表面由此为第一玻璃板的内侧表面。
所述的热塑性中间层可以通过单个或者也可以通过平面地彼此叠置地设置的两个或者更多个热塑性薄膜构建。
在方法步骤(e)中接合第一和第二玻璃板，优选地在热量、真空和/或压力的作用下进行。可以使用本身已知的制造玻璃板的方法。
例如可以在约10 bar至15 bar的提高的压力下和在130℃至145℃的温度下在约2小时内实施所谓的热压釜方法。本身已知的真空袋方法或者真空环方法例如在约200 mbar和80℃至110℃下操作。所述的第一玻璃板、热塑性中间层和第二玻璃板也可以在压延机中在至少一个辊对之间压制为玻璃板。这种装置对于制造玻璃板而言是已知的，并且通常在压制机之前具有至少一个加热通道。在压制过程中的温度例如为40℃至150℃。压延机法和热压釜方法的组合在实践中被证明是特别有利的。替代地，可以使用真空层压机。其由一个或者多个可加热和可抽真空的室构成，其中第一玻璃板和第二玻璃板在例如约60分钟内在0.01 mbar至800 mbar的减小的压力下和在80℃至170℃的温度下层压。
本发明进一步包含具有电接触的本发明玻璃板的用途，其用于建筑物中，尤其在入口区域、窗户区域、房顶区域或者立面区域中，作为家具和仪器中、在陆地上、空中或者水上交通运输工具中的内装部件，特别是在火车、船只和机动车中例如用作挡风玻璃、后窗玻璃、侧玻璃和/或顶盖玻璃。
以下借助附图和实施例进一步阐述本发明。附图为示意图，并且不是按照比例的。附图决不限制本发明。
图1A展示了具有电加热层的本发明玻璃板的实施方案的俯视图，
图1B展示了沿着穿过根据图1A的玻璃板的截面线A-A'的横截面图，
图1C展示了来自图1A的局部放大图，
图2A展示了作为比较例的根据现有技术的玻璃板的俯视图，
图2B展示了根据图2A的比较例的加热功率分布的模拟，
图2C展示了根据图2A的比较例的温度分布的模拟，
图3A展示了本发明玻璃板的另一实施方案的俯视图，
图3B展示了根据图3A的本发明玻璃板的加热功率分布的模拟，
图3C展示了根据图3A的本发明玻璃板的温度分布的模拟，
图4展示了本发明玻璃板的另一实施方案的俯视图，
图5展示了本发明玻璃板的另一实施方案的俯视图，和
图6展示了本发明方法的实施方案的详细流程图。
图1A展示了具有电加热层的本发明玻璃板100的例示性实施方案的俯视图。图1B展示了穿过来自图1A的本发明玻璃板100沿着截面线A-A'的横截面。该玻璃板100包含第一玻璃板1和第二玻璃板2，其经由热塑性中间层4彼此接合。该玻璃板100例如是机动车玻璃和特别是轿车的挡风玻璃。第一玻璃板1例如设置用于在安装位置中朝向内室。第一玻璃板1和第二玻璃板2由钠钙玻璃构成。第一玻璃板1的厚度例如为1.6 mm，并且第二玻璃板2的厚度为 2.1 mm。热塑性中间层4由聚乙烯醇缩丁醛（PVB）构成，并且具有0.76 mm的厚度。在第一玻璃板1的内侧表面III上，施加由导电涂层构成的电加热层3。电加热层3是层体系，其例如含有三个导电的银层，其通过介电层彼此分隔。如果电流通过电加热层3流动，那么其由于其电阻和焦耳热产生而加热。电加热层3因此可以用于玻璃板100的主动加热。
电加热层3例如在第一玻璃板1的整个表面III上延伸，但除了宽度为8 mm的环状的框形的未涂敷的区域。该未涂敷的区域用于通电的电加热层3和机动车车身之间的电绝缘。该未涂敷的区域由于与中间层4的胶粘是严格密封的，以保护电加热层3免受损害和腐蚀。
为了电接触，各自将第一汇流条5.1设置在电加热层3上的下部边缘区域中，并且将另一个第二汇流条5.2设置在上部边缘区域中。汇流条5.1、5.2例如含有银颗粒，并且在丝网印刷方法中施加，和随后焙烧。汇流条5.1、5.2的长度近似地对应于电加热层3的尺寸。
如果在汇流条5.1和5.2上施加电压，那么均匀电流通过汇流条5.1、5.2之间的电加热层3流动。在各个汇流条5.1、5.2上，在大致中心处设置引线7。引线7是本身已知的箔导体。引线7经由接触面与汇流条5.1、5.2导电地接合，例如借助焊接物料、导电胶粘剂或者通过在玻璃板100内部简单的铺设和印刷。箔导体例如含有宽度为10 mm和厚度为0.3 mm的镀锡的铜箔。经由电引线7，汇流条5.1、5.2经由连接电线13与电压源14相连，其提供机动车的常见车载电压，优选12 V至15 V，和例如约14 V。替代地，电压源14还具有更高的电压，例如35 V至45 V，和特别是42 V。
在玻璃板100的上部边缘处，例如设置半环线形式的第三汇流条5.3，其与第二汇流条5.2导电地相连。替代地，第三汇流条5.3可以是矩形、三角形、梯形或者其它形式构建的。第三汇流条5.3例如具有10 mm的宽度。
在玻璃板100的上部区域中，相对于玻璃板宽度的大致中心处设置有未涂敷的区8。未涂敷的区8不具有电加热层3的导电材料。未涂敷的区8例如完全地被电加热层3围绕。替代地，未涂敷的区8可以设置在电加热层3的边缘处。未涂敷的区8的面积例如为1.5 dm2。未涂敷的区8的长度例如为18 cm。在此，长度表示朝向通过玻璃板的电流电路，即汇流条5.1、5.2之间的最短连接线的方向上的尺寸。在图1的机动车玻璃的实例中，未涂敷的区8的长度设置在垂直方向上，并且宽度在水平方向上，平行于汇流条5.1、5.2。未涂敷的区8在其上末端处与汇流条5.3毗邻。
汇流条5.1、5.2、5.3在所示的实例中具有例如约10 μm 的恒定厚度和例如2.3 μohm·cm的恒定比电阻。
电加热层3具有四个分界线9.1、9.1'、9.2、9.2'，其例如相对于未涂敷的区8镜面对称地设置。在分界线9.1、9.1'、9.2、9.2'的区域中，电加热层3是电中断的。分界线9.1、9.1'、9.2、9.2'带状地围绕着未涂敷的区8设置，并且形成电加热层3中的段10.1、10.1'、10.2、10.2'、10.3、10.3'。电流电路11通过电加热层3中的段10.1、10.1'、10.2、10.2'围绕着未涂敷的区8转向。在此特别地，与未涂敷的区8直接相邻处的段10.1、10.1'中的电流电路11传导到未涂敷的区8下部的区域12中。在该区域12中，在根据现有技术不含分界线的电加热层3中仅获得小的加热功率（参见图2B中根据现有技术的加热功率分布）。
图1B示意性展示了沿着截面线A-A'穿过本发明玻璃板100的截面。分界线9.1、9.1'、9.2和9.2'具有例如100 μm的宽度d1、d1'、d2和d2'，并且例如通过激光结构化引入到电加热层3中。具有这样小的宽度的分界线9.1、9.1'、9.2、9.2'在视觉上几乎不可见，并且仅很少地干扰穿过玻璃板100的透视性，这尤其对于用于机动车中对于驾驶安全性是特别重要的。
通过本身已知的不透明的色层作为覆盖印刷，可以防止第三汇流条5.3的区域对于观察者是可见的。在此未示出的覆盖印刷例如可以框形地施加在第二玻璃板2的内侧表面II上。
在引线7和汇流条5.1、5.2之间，可以设置在此未示出的接触带。该接触带用于容易地连接汇流条5.1、5.2与外部引线7，并且例如相对于引线7垂直地设置并且在汇流条5.1、5.2的延伸方向6上。该接触带有利地提高汇流条5.1、5.2的载流能力。由此将电流从汇流条5.1、5.2向引线7的传导分散在较大的面积上，并且避免局部过加热，即所谓的热点。该接触带例如整面地与汇流条5.1、5.2直接接触。该接触带例如在制造玻璃板100时铺设到汇流条5.1、5.2上，并且通过热塑性的层4持久稳定地固定在汇流条5.1、5.2上。该接触带例如由铜构成，并且具有100 μm的厚度、8 mm的宽度和5 cm的长度。该接触带和汇流条5.1、5.2优选地直接接触。因此，该电连接不经由焊接物料或者导电胶粘剂来实现。由此，玻璃板100的制造过程显著地简化。此外，可以避免例如在焊接或者承受焊接接合时产生的损害汇流条5.1、5.2的风险。
图1C展示了未涂敷的区8和设置在未涂敷的区8左侧的分界线9.1、9.2的区域中的局部的放大图。分界线9.1和9.2之间的段10.2例如加阴影地示出。所有的分界线9.1、9.2终止于未涂敷的区域8下部的线6处。此外，标出段10.1的平均长度L1和段10.2的平均长度L2。平均长度L1例如为25 cm。平均长度L2例如为28 cm。在本发明的一个有利的实施方案中，平均长度L1和L2构建为大致相同长。段 10.1、10.2的平均长度L通常通过分界线的曲率和由此通过段的曲率以及通过上部的汇流条5.2和可能的第三汇流条5.3的位置确定。段10.1、10.2对于均匀加热功率分布而言最佳的平均长度L可以在简单的实验和模拟的范围内测定。
图2A展示了根据现有技术的玻璃板100。该玻璃板100包含第一玻璃板1和第二玻璃板2，其经由热塑性中间层4彼此接合。该玻璃板100例如是机动车玻璃和特别是轿车的挡风玻璃。第一玻璃板1例如设置用于在安装位置中朝向内室。第一玻璃板1和第二玻璃板2由钠钙玻璃构成。第一玻璃板1的厚度例如为1.6 mm，并且第二玻璃板2的厚度为2.1 mm。热塑性中间层4由聚乙烯醇缩丁醛（PVB）构成，并且具有0.76 mm的厚度。在第一玻璃板1的内侧表面III上施加由导电涂层构成的电加热层3，其符合图1A中的电加热层3的结构。与图1A不同地，在玻璃板100的下缘处设置的汇流条5.1具有两个引线7.1、7.2。汇流条5.1、5.2各自具有例如10 μm的恒定厚度和例如2.3 μohm·cm的恒定比电阻。此外，根据现有技术的玻璃板100与图1A的本发明玻璃板100的区别在于，不将分界线引入到电加热层3中。
电加热层3的面积为约0.98 m2。电加热层3在玻璃板上部三分之一中和相对于玻璃板宽度的大致中心处具有未涂敷的区域8。未涂敷的区域8例如具有21 cm的最大宽度、24 cm的最大长度和400 cm2的总面积。
该玻璃板在上边缘处具有汇流条5.2。电流通过由箭头标示的引线7导入到汇流条5.2中。电流通过电加热层3流动到设置在玻璃板100的下部区域中的汇流条5.1中。汇流条5.1在其右侧和其左侧末端处各自与引线7.1、7.2相连。汇流条5.1、5.2例如具有16 mm的宽度和10 μm的厚度。电加热层3例如具有0.9 ohm/square的面电阻。对于有限元模拟而言，假定下部的引线7.1和7.2和上部的引线7之间的14 V的电压和22℃的环境温度。此外，在模拟中假定12分钟的加热时间。
图2B展示了根据图2A的根据现有技术在电加热层3中不含分界线的玻璃板100的加热功率分布的模拟。该玻璃板的电功率为318 W。
图2C展示了根据图2A的根据现有技术的比较例的温度分布的模拟。在玻璃板100上的最大温度Tmax为50.7℃，在未涂敷的区8下部的区域12中的平均温度Tmitt为26.2℃。
图3A展示了本发明的玻璃板100的另一实施方案的俯视图。第一玻璃板1、第二玻璃板2、电加热层3、热塑性中间层4和外部引线7、7.1、7.2如图2A中安装。电加热层3具有未涂敷的区8，其符合图2A中的那种。在该玻璃板100的上部区域中，设置第三汇流条5.3。此外，电加热层3在未涂敷的区8的两侧上各具有八个分界线9.1-9.8、9.1'-9.8'。通过分界线9.1-9.8、9.1'-9.8'在未涂敷的区8的两侧的每一侧上各自形成八个段10.1-10.8、10.1'-10.8'，通过其汇流条5.2或者第三汇流条5.3的电流电路传导到未涂敷的区8下部的区域中。如以下的模拟所示，由此可以获得本发明玻璃板100的加热功率分布和温度分布的均匀性。分界线9优选地通过激光结构化引入到电加热层3中。单个分界线9的宽度例如为100 μm，由此穿过玻璃板100的视野仅最小地受损。
图3B展示了根据图3A的本发明玻璃板100的加热功率分布的模拟。该玻璃板的电功率为312 W。
图3C展示了根据图3A的本发明玻璃板100的温度分布的模拟。在玻璃板100上的最大温度Tmax为54.2℃，在未涂敷的区8下部的区域12中的平均温度Tmitt为32.2℃。
在表1中再次总结了模拟结果。
表1
  在未涂敷的区8下部的区域12中的加热功率 在不含涂层的区8下部的区域12中的平均温度Tmitt 加热功率分布
根据图2A的比较例（现有技术） < 150 W/m2 26.2℃ 差
根据图3A的本发明玻璃板100 > 300 W/m2 32.2℃ 好
相比于来自图2A的比较例的根据现有技术的玻璃板100而言，根据图3A的本发明的玻璃板100显示了明显提高的加热性能。特别在未涂敷的区8下部的区域12中，根据现有技术的玻璃板仅具有< 150 W/m2的加热功率和约26.2℃的平均温度。加热功率分布的不均匀性仅导致玻璃板100的令人不满意的除霜功能和防水汽凝结物功能。在未涂敷的区8下部的区域12的中心视野中，加热性能不足以在冬季气候条件下确保穿过玻璃板100的无缺陷的透视。
根据图3A的本发明玻璃板100在未涂敷的区8下部的关键的区域12中具有提高的加热性能。因此，这些模拟在模拟条件下得到大于300 W/m2的加热功率和加热至约32.2℃的平均温度。通过分界线的小的宽度，穿过该玻璃板的透视性仅最小地受损，并且满足对于机动车玻璃的需求。
这些结果对于本领域技术人员而言是未预料和令人惊奇的。
图4展示了本发明玻璃板100的另一实施方案的局部的俯视图。具有电加热层3的第一玻璃板1、第二玻璃板2、热塑性中间层4和外部引线7、7.1、7.2如图3A中安装。电加热层3具有未涂敷的区8和分界线9.1-9.4、9.1'-9.4'，其将电加热层3划分为多个段10.1-10.4、10.1'-10.4'。在此，这些段10.1-10.4、10.1'-10.4'带状地设置在未涂敷的区8的侧面。此外，各个段10.1-10.4、10.1'-10.4'具有其它的汇流条5.3-5.6、5.3'-5.6'。在此，各个汇流条5.3-5.6、5.3'-5.6'与汇流条5.2直接导电地相连。
由于段10.1-10.4、10.1'-10.4'的曲率，通过各个段10.1-10.4、10.1'-10.4'的电流电路11延长，并且由于电加热层3的恒定的比面电阻，通过段 10.1-10.4、10.1'-10.4'的欧姆电阻升高。相比于通过分界线9.1-9.4、9.1'-9.4'形成的段10.1-10.4、10.1'-10.4'外部的电流电路而言，这可能导致不均匀的加热功率分布。通过将电流导入段10.1-10.4、10.1'-10.4'中的其它汇流条5.3-5.6、5.3'-5.6'来缩短通过段10.1-10.4、10.1'-10.4'的电流电路11的长度，能够获得可电加热的玻璃板100的加热功率分布和温度分布的进一步均匀化。其它汇流条5.3-5.6、5.3'-5.6'的长度及其尺寸，例如厚度和宽度，可以在简单的实验和模拟的范围内测定。在所示的实例中，汇流条5.4-5.6、5.4'-5.6'锯齿状构建，其中汇流条5.4、5.4'设置得比汇流条5.5、5.5'更厚，并且其又设置得比汇流条5.6、5.6'更厚。汇流条5.4、5.4'因此比汇流条5.5、5.5'具有更低的电阻，并且其又具有比汇流条5.6、5.6'更低的电阻。
图5展示了本发明的玻璃板100的另一实施方案的俯视图。具有电加热层3的第一玻璃板1和外部引线7、7.1、7.2如图4中安装。电加热层3具有未涂敷的区8和分界线9.1-9.4、9.1'-9.4'，其将电加热层3划分为多个段10.1-10.4、10.1'-10.4'。在此，这些段10.1-10.4、10.1'-10.4'带状地设置在未涂敷的区8的侧面。设置在离未涂敷的区8最远的段10.4和10.4'各自具有第三汇流条5.3和5.3'，其与汇流条5.2直接导电地相连。此外，其它位于内部的段10.1-10.3、10.1'-10.3'各自具有低阻抗的桥15.4-15.6、15.4'-15.6'，其降低通过各个段的电路电线的电阻。低阻抗的桥15.4-15.6、15.4'-15.6'例如由汇流条5.2的材料构成，并且具有比电加热层3更低阻抗的电阻。在此，低阻抗的桥15.4-15.6、15.4'-15.6'不直接与汇流条5.2导电地相连，而是在其总长度上与电加热层3导电地相连。
由于段10.1-10.4、10.1'-10.4'的曲率，通过各个段10.1-10.4、10.1'-10.4'的电流电路11延长，并且由于电加热层3的恒定的比面电阻，通过段 10.1-10.4、10.1'-10.4'的欧姆电阻升高。相比于通过分界线9.1-9.4、9.1'-9.4'形成的段10.1-10.4、10.1'-10.4'外部的电流电路而言，这可能导致不均匀的加热功率分布。通过缩短通过低阻抗的桥15.4-15.6、15.4'-15.6'的电流电路11的长度，能够获得可电加热的玻璃板100的加热功率分布和温度分布的进一步均匀化。低阻抗的桥15.4-15.6、15.4'-15.6'的长度及其最佳电阻可以在简单的实验和模拟的范围内测定。
图6展示了制造可电加热的玻璃板100的本发明方法的实施例的流程图。
可以证实，具有分界线的本发明玻璃板100显示明显提高的加热性能、加热功率分布的提高的均匀度和在较高温度下在特别重要的玻璃板局部中更均匀的温度分布。同时，穿过玻璃板100的透视性由于本发明的分界线仅最小地受损。
这些结果对于本领域技术人员而言是未预料和令人惊奇的。
附图标记列表：
(1)                                 第一玻璃板
(2)                                 第二玻璃板
(3)                                 电加热层
(4)                                 热塑性中间层
(5.1)、(5.2)、(5.3)、(5.4)、(5.5)                                汇流条
(5.1')、(5.2')、(5.3')、(5.4')、(5.5')                                   汇流条
(6)                                 线
(7)                                 引线
(8)                                 未涂敷的区
(9.1)、(9.2)、(9.3)、(9.4)、(9.5)、(9.6)、(9.7)、(9.8)            分界线
(9.1')、(9.2')、(9.3')、(9.4')、(9.5')、(9.6')、(9.7')、(9.8')             分界线
(10.1)、(10.2)、(10.3)、(10.4)、(10.5)、(10.6)、(10.7)、(10.8)          段
(10.1')、(10.2')、(10.3')、(10.4')、(10.5')、(10.6')、(10.7')、(10.8')     段
(11)                               电流电路
(12)                               区域
(13)                               连接电线
(14)                               电压源
(15.4)、(15.5)、(15.6)、(15.4')、(15.5')、(15.6')             低阻抗的桥
(100)                             玻璃板
(II)                                  第二玻璃板2的表面
(III)                                 第二玻璃板1的表面
b、b1、b2                    段10、10.1、10.2的宽度
d、d1、d2                     分界线9的宽度
L、L1、L2                    段10、10.1、10.2的长度
A-A'                               截面线

Claims (15)

1.具有电加热层(3)的玻璃板(100)，其至少包含：
-   具有表面(III)的第一玻璃板(1)，
-   至少一个电加热层(3)，其至少施加在表面(III)的一部分上，并且包含未涂敷的区(8)，
-   至少两个为连接到电压源(14)上而设置的汇流条(5.1、5.2)，其与电加热层(3)这样接合，以致在汇流条(5.1、5.2)之间形成用于加热电流的电流电路(11)，和
-   至少一个分界线(9.n)，其将电加热层(3)电划分为至少两个段(10.n、10.n+1)，并且n为> 1的整数，
其中带状地围绕着未涂敷的区(8)这样设置至少一个段(10.n)，以致用于加热电流的电流电路(11)至少部分地围绕未涂敷的区(8)传导。
2.根据权利要求1的玻璃板(100)，其中电加热层(3)具有至少两个分界线(9.1、9.2)和优选地具有4至30个分界线，其形成至少部分地带状地围绕未涂敷的区(8)设置的段(10.n)。
3.根据权利要求1或者2的玻璃板(100)，其中分界线(9.1、9.2)的宽度d为30 μm至200 μm，并且优选为70 μm至140 μm。
4.根据权利要求1至3任一项的玻璃板(100)，其中未涂敷的区(8)和最邻近的分界线(9.1)之间的段(10.1)的宽度b1和/或在两个相邻的分界线(9.n、9.n+1)之间的宽度bn为1 cm至15 cm。
5.根据权利要求1至4任一项的玻璃板(100)，其中未涂敷的区(8)的面积为0.5 dm2至15 dm2，并且优选为2 dm2至8 dm2。
6.根据权利要求1至5任一项的玻璃板(100)，其中段(10.n)的平均长度(Ln)与平均长度Lm的平均值相差少于25 %，优选0 %至10 %，并且特别优选0 %至5 %。
7.根据权利要求1至5任一项的玻璃板(100)，其中第三汇流条(5.3)设置为与第一汇流条(5.1)或者第二汇流条(5.2)电接触，其缩短至少一个段(10.n)的平均长度Ln，并且优选地缩短所有段(10.n)的平均长度Ln。
8.根据权利要求1至7任一项的玻璃板(100)，其中在至少一个段(10.n)中设置低阻抗的桥(15.n)，其降低沿着所述的电流电路的电阻。
9.根据权利要求1至8任一项的玻璃板(100)，其中汇流条(5)和/或低阻抗的桥(15.n)以经焙烧的印刷糊料的形式构成，其优选地含有金属的颗粒、金属颗粒和/或碳颗粒，并且特别地含有银颗粒，并且优选地具有0.8 μohm·cm至7.0 μohm·cm，和特别优选1.0 μohm·cm至2.5 μohm·cm的比电阻ρa。
10.根据权利要求1至9任一项的玻璃板(100)，其中第一玻璃板(1)的表面(III)经由热塑性中间层(4)与第二玻璃板(2)平面地接合。
11.根据权利要求1至10任一项的玻璃板(100)，其中第一玻璃板(1)和/或第二玻璃板(2)含有玻璃，优选平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、钠钙玻璃，或者聚合物，优选聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和/或它们的混合物。
12.根据权利要求1至11任一项的玻璃板(100)，其中电加热层(3)是透明的导电涂层，和/或具有0.4 ohm/square至10 ohm/square，和优选0.5 ohm/square至1 ohm/square的面电阻，和/或含有银（Ag）、氧化铟锡（ITO）、氟掺杂的氧化锡（SnO2:F）或者铝掺杂的氧化锌（ZnO:Al）。
13.制造具有电加热层的玻璃板(100)的方法，其至少包括：
(a) 将具有未涂敷的区(8)的电加热层(3)施加到玻璃板(1)的表面(III)上，
(b) 施加至少两个为连接到电压源(14)上而设置的汇流条(5.1、5.2)，其与电加热层(3)这样接合，以致在汇流条(5.1、5.2)之间形成用于加热电流的电流电路(11)，
(c) 引入至少一个分界线(9.n)，其将电加热层(3)电划分为至少两个段(10.n、10.n+1)，并且n为> 1的整数，
其中带状地围绕未涂敷的区(8)这样设置至少一个段(10.n)，以致用于加热电流的电流电路(11)至少部分地围绕未涂敷的区(8)传导。
14.根据权利要求13的方法，其中通过激光结构化引入分界线(9)。
15.根据权利要求1至12任一项的玻璃板(100)的用途，其用于陆地上、空中或者水上交通运输工具中，特别是用于机动车中例如用作挡风玻璃、后窗玻璃、侧玻璃和/或顶盖玻璃以及用作功能性的单件和用作家具、仪器和建筑物中的内装部件，特别是用作电加热体，和未涂敷的区(8)用作数据传输的通信窗口的用途。
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