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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein neues, Infrarotstrahlung abschirmendes,
für sichtbares Licht transparentes Laminat mit einem für
Infrarotstrahlung durchlässigen optischen Fenster.
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Außerdem
betrifft die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung
eines Infrarotstrahlung abschirmenden, für sichtbares Licht
transparenten Laminats.
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Nicht
zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung die neue Verwendung des
neuen, Infrarotstrahlung abschirmenden, für sichtbares
Licht transparenten Laminats sowie des nach dem neuen Verfahren hergestellten,
farbigen, Infrarotstrahlung abschirmenden, für sichtbares
Licht transparenten Laminats.
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Moderne
Verbundsicherheitsglasscheiben, insbesondere Windschutzscheiben
für Kraftfahrzeuge, haben eine Infrarotstrahlung abschirmende
Wirkung, um eine Überhitzung des Innenraums zu vermeiden.
Andererseits werden in den Kraftfahrzeugen vermehrt Sensoren und
Kameras eingesetzt, die für Infrarotstrahlung empfindlich
sind, wie beispielsweise Sensoren für die Abstandsmessung
oder Nachtsichtgeräte. Deren Funktion wird aber durch die
Infrarotstrahlung abschirmende Wirkung der Verbundsicherheitsglasscheiben
stark beeinträchtigt oder ganz außer Kraft gesetzt.
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Im
Falle von Verbundsicherheitsglasscheiben auf der Basis von farbigen
Gläsern, wie Grünglas, das Chromdioxid enthält,
oder Braunglas, das Eisensulfide enthält, ist dieses Problem
besonders schwer wiegend, weil die Gläser nicht nur aus
Gründen der Ästhetik eingefärbt werden,
sondern auch um die Infrarotstrahlung abschirmende Wirkung hervorzurufen
oder zu verstärken. Diese farbigen Gläser können
aber nicht lokal entfärbt werden, um ein für Infrarotstrahlung
durchlässiges optisches Fenster zu erzeugen.
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Aus
der europäischen Patentanmeldung
EP 1 857 424 A1 ist ein
farbiges, Infrarotstrahlung abschirmendes, für sichtbares
Licht transparentes Laminat bekannt, das eine erste farblose Glasscheibe, eine
Zwischenschicht und eine zweite farblose Glasscheibe enthält
beziehungsweise hieraus besteht. Die Zwischenschicht enthält
ein Polyvinylacetalharz als schichtbildendes Material, ein Infrarotstrahlung absorbierendes
Material und ein farbgebendes Material. Dieses bekannte Laminat
kann zwar anstelle von Verbundsicherheitsglasscheiben auf der Basis
von farbigen Gläsern verwendet werden, es vermag aber nicht
das vorstehend geschilderte Problem, das durch die Infrarotstrahlung
abschirmende Wirkung hervorgerufen wird, zu lösen.
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Der
vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, neue, gegebenenfalls
farbige, Infrarotstrahlung abschirmende, für sichtbare
Licht transparente Laminate bereitzustellen, die die Nachteile des Standes
der Technik beheben, sondern die trotz ihrer Infrarotstrahlung abschirmenden
Wirkung die Funktion von für Infrarotstrahlung empfindlichen
Sensoren und Kameras nicht beeinträchtigen. Außerdem
sollen die neuen Laminate eine hohe Witterungsstabilität, Zwischenschichthaftung,
Durchbruchsicherheit und Bruchfestigkeit sowie gegebenenfalls Farbstabilität und
nach einer Beschädigung eine hohe Resttragfähigkeit
aufweisen.
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Außerdem
lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neues
Verfahren zur Herstellung gegebenenfalls farbiger, Infrarotstrahlung abschirmender,
für sichtbares Licht transparenter Laminate bereitzustellen,
das die Nachteile des Standes der Technik behebt sondern das in
einfacher und sehr gut reproduzierbarer Weise in hohen Stückzahlen
Laminate liefert, die trotz ihrer Infrarotstrahlung abschirmenden
Wirkung die Funktion von für Infrarotstrahlung empfindlichen
Sensoren und Kameras nicht beeinträchtigen sowie eine hohe
Witterungsstabilität, Zwischenschichthaftung, Durchbruchsicherheit
und Bruchfestigkeit sowie gegebenenfalls Farbstabilität
und nach einer Beschädigung eine hohe Resttragfähigkeit
aufweisen.
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Nicht
zuletzt lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine
neue Verwendung für die neuen, gegebenenfalls farbigen,
Infrarotstrahlung abschirmenden, für sichtbares Licht transparenten Laminate
sowie für die mithilfe des neuen Verfahrens hergestellten,
gegebenenfalls farbigen, Infrarotstrahlung abschirmenden, für
sichtbares Licht transparenten Laminate in Fortbewegungsmitteln
für den Verkehr zu Lande, zu Wasser und zur Luft sowie
im Möbel-, Geräte- oder Bausektor zu finden.
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Demgemäß wurde
das neue, farbige, Infrarotstrahlung abschirmende für sichtbares
Licht transparente Laminat gefunden, das zumindest
- (A) eine erste farblose, klare, transparente Schicht,
- (B) auf der ersten farblosen, klaren, transparenten Schicht
eine für sichtbares Licht transparente Zwischenschicht
mit Infrarotstrahlung abschirmender Wirkung (b11), enthaltend
- (b1) mindestens ein Polyvinylacetalharz als schichtbildendes
Material und
- (b2) mindestens ein für Infrarotstrahlung durchlässiges
optisches Fenster, und
- (C) auf der Zwischenschicht eine zweite farblose, klare, transparente
Schicht,
in der angegebenen Reihenfolge übereinander
liegend enthält.
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Im
Folgenden wird das neue, Infrarotstrahlung abschirmende, für
sichtbares Licht transparente Laminat als »erfindungsgemäßes
laminat« bezeichnet.
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Außerdem
wurde das neue Verfahren zur Herstellung eines Infrarotstrahlung
abschirmenden, für sichtbares Licht transparenten Laminats
gefunden, bei dem man
- (I) eine für
sichtbares Licht transparente Vorstufe der Zwischenschicht (B) mit
Infrarotstrahlung abschirmender Wirkung (b11), enthaltend mindestens
ein Polyvinylacetalharz als schichtbildendes Material (b1), herstellt
und
- (II) hierin mindestens ein für Infrarotstrahlung durchlässiges
optisches Fenster (b2) erzeugt, wonach man
- (III) die resultierende Zwischenschicht (B) mit mindestens einem
für Infrarotstrahlung durchlässigen optischen
Fenster (b2) mit zwei klaren, transparenten Schichten (A) und (C)
derart haftfest verbindet, dass ein Laminat resultiert, worin die Schichten
(A), (B) und (C) in der angegebenen Reihenfolge übereinander
liegen.
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Im
Folgenden wird das neue Verfahren zur Herstellung eines Infrarotstrahlung
abschirmenden, für sichtbares Licht transparenten Laminats
als »erfindungsgemäßes Verfahren bezeichnet«.
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Nicht
zuletzt wurde die neue Verwendung des erfindungsgemäßen
Laminats und des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Laminats in Fortbewegungsmitteln für den
Verkehr zu Lande, zu Wasser und zur Luft sowie im Möbel-,
Geräte- oder Bausektor gefunden was im Folgenden als »erfindungsgemäße
Verwendung« bezeichnet wird.
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Im
Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend
und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe,
die der vorliegenden Erfindung zugrunde lag, mithilfe des erfindungsgemäßen Laminats,
des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen
Verwendung gelöst werden konnte.
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Insbesondere
war es überraschend, dass die erfindungsgemäßen
Laminate die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger
aufwiesen, sondern trotz ihrer Infrarotstrahlung abschirmenden Wirkung
die Funktion von für Infrarotstrahlung empfindlichen Sensoren
und Kameras nicht beeinträchtigten. Außerdem wiesen
die neuen Laminate eine hohe Witterungsstabilität, Zwischenschichthaftung, Durchbruchsicherheit
und Bruchfestigkeit sowie gegebenenfalls Farbstabilität
und nach einer Beschädigung eine hohe Resttragfähigkeit
auf.
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Außerdem
war es überraschend, dass das erfindungsgemäße
Verfahren die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger
aufwies, sondern in einfacher und sehr gut reproduzierbarer Weise
in hohen Stückzahlen Laminate lieferte, die trotz ihrer Infrarotstrahlung
abschirmenden Wirkung die Funktion von für Infrarotstrahlung
empfindlichen Sensoren und Kameras nicht beeinträchtigten,
eine hohe Witterungsstabilität, Zwischenschichthaftung,
Durchbruchsicherheit und Bruchfestigkeit sowie gegebenenfalls Farbstabilität
und nach einer Beschädigung eine hohe Resttragfähigkeit
aufwiesen.
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Nicht
zuletzt war es überraschend, dass die erfindungsgemäßen
Laminate und die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Laminate hervorragend in Fortbewegungsmitteln für
den Verkehr zu Lande, zu Wasser und zur Luft sowie im Bausektor
verwendet werden konnten, wobei sie trotz ihrer Infrarotstrahlung
abschirmenden Wirkung die Funktion von für Infrarotstrahlung
empfindlichen Sensoren und Kameras nicht beeinträchtigten,
eine hohe Witterungsstabilität, Farbstabilität,
Zwischenschichthaftung, Durchbruchsicherheit und Bruchfestigkeit
und nach einer Beschädigung eine hohe Resttragfähigkeit
aufwiesen.
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Die
erfindungsgemäßen Laminate haben eine Infrarotstrahlung
abschirmende Wirkung. Diese Wirkung kann durch Absorption oder Reflektion
der Infrarotstrahlung hervorgerufen werden. Vorzugsweise wird sie
durch die Absorption hervorgerufen. Bevorzugt werden dabei mehr
als 50%, insbesondere mehr als 70% der eingestrahlten Infrarotstrahlung absorbiert.
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Die
erfindungsgemäßen Laminate können farbig
sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeute dies, dass sie
eine bunte oder unbunte Farbe, insbesondere aber eine bunte Farbe,
aufweisen können.
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Die
erfindungsgemäßen Laminate sind transparent für
sichtbares Licht. Vorzugsweise weisen sie eine Transmission für
sichtbares Licht > 50%, bevorzugt > 60% und insbesondere > 70% auf.
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Die
erfindungsgemäßen Laminate können unterschiedliche
dreidimensionale Formen haben. So können sie planar oder
in einer Richtung oder mehreren Richtungen des Raumes leicht oder
stark gebogen oder gekrümmt sein.
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Die
Fläche der erfindungsgemäßen Laminate
kann breit variieren und richtet sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck
im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung. So
können sie eine Fläche von wenigen Quadratzentimetern
bis zu mehreren Quadratmetern haben. Insbesondere haben sie eine
Fläche, wie sie Windschutzscheiben, Seitenscheiben, Heckscheiben
oder Glasdächer für Kraftfahrzeuge üblicherweise
aufweisen.
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Die
Dicke der erfindungsgemäßen Laminate kann breit
variieren und so hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls
angepasst werden. Vorzugsweise liegt die Dicke bei 4 bis 60 mm.
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Die
erfindungsgemäßen Laminate enthalten eine erste
und eine zweite farblose, klare, transparente Schicht (A) und (C).
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»Klar« bedeutet,
dass die Schichten (A) und (C) keine oder nur eine messtechnisch
erfassbare Trübung oder Haze aufweisen.
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»Transparent« bedeutet
hier, dass die Schichten (A) und (C) eine Transmission für
sichtbares Licht > 70%,
bevorzugt > 80% und
insbesondere > 90%
aufweisen.
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Als
Materialien für den Aufbau der Schichten (A) und (C) kommen
im Grunde alle Materialien in Betracht, die das vorstehend beschriebene
Eigenschaftsprofil aufweisen und unter den Bedingungen der Herstellung
und Verwendung der erfindungsgemäßen Laminate
stabil sind und nicht beschädigt werden.
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Vorzugsweise
werden Glas und klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe,
insbesondere Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid Polycarbonat
oder Polymethylmethacrylat, verwendet.
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Bevorzugt
wird Glas verwendet. Im Grunde kommen alle Gläser in Betracht,
wie sie üblicherweise für die Herstellung von
Verbundgläsern, insbesondere von Verbundsicherheitsgläsern,
verwendet werden. Vorzugsweise werden Floatglas und vorgespanntes
und teilvorgespanntes Floatglas verwendet.
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Floatglas
ist ein Flachglas, das mittels des Floatglasverfahrens hergestellt
wird. Sowohl Verfahren zur Herstellung des Floatglases als auch
die genaue Bedeutung dieses Begriffes sind dem Fachmann bekannt
und müssen hier nicht weiter ausgeführt werden.
Teilvorgespanntes und vorgespanntes Floatglas dienen üblicherweise
der Herstellung von Einscheibensicherheitsglas. Insbesondere werden Alkali-Kalk-Hartglas oder
Kalk-Natronglas nach
DIN EN 572-1 verwendet. Weitere
Beispiele geeigneter Gläser werden in Römpp-Online
2008 unter den Stichworten »Glas«, »Hartglas« oder »Sicherheitsglas« beschrieben
oder sind aus der deutschen Übersetzung des europäischen
Patent
EP 0 847 965 B1 mit
dem Aktenzeichen
DE
697 31 2 168 T2 , Seite 8, Absatz [0053], bekannt.
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Die
Dicke der Schichten (A) und (C) kann breit variieren und so hervorragend
den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden
Gläser mit den Standardglasstärken von 2, 3, 4,
5, 6, 8, 10, 12, 15, 19 und 25 mm verwendet.
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Die
Fläche der Schichten (A) und (C) kann breit variieren und
richtet sich nach der Fläche der erfindungsgemäßen
Laminate, die sie enthalten. Demgemäß werden bevorzugt
die vorstehend beschriebenen Flächen angewandt.
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Das
erfindungsgemäße Laminat enthält außerdem
eine gegebenenfalls farbige, Infrarotstrahlung abschirmende, für
sichtbares Licht transparente Zwischenschicht (B). Hierbei haben
die Eigenschaften »farbig«, »Infrarotstrahlung
abschirmend« und »für sichtbares Licht
transparent« die jeweiligen vorstehend angegebenen Bedeutungen.
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Die
Zwischenschicht (B) enthält mindestens ein Polyvinylacetalharz
(b1) als schichtbildendes Material. Beispiele geeigneter Polyvinylacetalharze
(b1) sind aus der europäischen Patentanmeldung
EP 1 857 424 A1 ,
Seite 3, Absatz [0012], bis Seite 4, Absatz [0020], bekannt.
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Der
Gehalt der Zwischenschicht (B) an Polyvinylacetalharz (b1) kann
sehr breit variieren und und so den Erfordernissen des Einzelfalls
hervorragend angepasst werden. Wesentlich ist, dass der Gehalt nicht
so niedrig eingestellt werden darf, dass die Menge an Polyvinylacetalharz
(b1) nicht mehr für die Bildung einer homogenen, durchgängigen
Schicht ausreicht. Vorzugsweise liegt der Gehalt, jeweils bezogen
auf die Zwischenschicht (B), bei 50 bis 99,998 Gew.-%, bevorzugt,
55 bis 99,9 Gew.-% und insbesondere 60 bis 99 Gew.-%.
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Die
Zwischenschicht (B) hat eine Infrarotstrahlung abschirmende Wirkung
(b11) sowie gegebenenfalls eine farbgebende Wirkung (b12). Insbesondere
hat die Zwischenschicht (B) eine Infrarotstrahlung abschirmende
Wirkung (b11) und eine farbgebende Wirkung (b12).
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Die
Infrarotstrahlung abschirmende Wirkung (b11) sowie die Infrarotstrahlung
abschirmende Wirkung (b11) und die farbgebende Wirkung (b12) können
in der unterschiedlichsten Art und Weise eingestellt werden.
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Die
Infrarotstrahlung abschirmende Wirkung (b11) kann mithilfe mindestens
eines Infrarotstrahlung abschirmenden Materials (b11) eingestellt
werden.
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Im
Grunde kommen alle üblichen und bekannten Infrarotstrahlung
abschirmenden Materialien (b11) in Betracht, die unter den Bedingungen
der Herstellung und der Verwendung der erfindungsgemäßen
Laminate stabil sind.
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Die
Infrarotstrahlung abschirmenden Materialien (b11) können
in der Zwischenschicht (B) feinteilig oder molekulardispers vorliegen;
vorzugsweise liegen sie feinteilig vor. Bevorzugt weisen sie Korngrößen
im Bereich von 10 nm bis 50 μm, bevorzugt 20 nm bis 25 μm
und insbesondere 30 nm bis 10 μm auf.
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Vorzugsweise
wird das Infrarotstrahlung abschirmende Material (b11) wie feinteilige
Metalle, Metalloxide, -hydroxide, -nitriden, -oxinitride, -sulfide, -phosphate,
-pyrophosphate, -metaphosphate, -polyphosphate, -silikate, -titanate,
-vanadate, -molybdate, -wolframate und -fluoride, transparente elektrisch leitfähige
Oxide TCO und Infrarotstrahlung absorbierenden organischen Pigmente
oder Gemische davon, ausgewählt.
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Beispiele
geeigneter Infrarotstrahlung abschirmender Materialien (b11) sind
aus den europäischen Patentanmeldungen
EP 1 857 424 A1 , Seite 4, Absätze
[0021] bis [0022], und
EP
1 790 701 A1 , Seite 5, Absatz [0036], bis Seite 6, Absatz
[0047], oder der Übersetzung der europäischen
Patentschrift
EP 0
523 959 B1 mit dem Aktenzeichen
DE 692 30 121 T2 , Seite
7, Zeile 25, bis Seite 15, Zeile 8, und Seite 18, Zeile 11, bis
Seite 62, Zeile 5, bekannt.
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Der
Gehalt der Zwischenschicht (B) an Infrarotstrahlung abschirmenden
Materialien (b11) kann breit variieren und so hervorragend den Erfordernissen
des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise enthält
die Zwischenschicht (B), jeweils bezogen auf ihre Gesamtmenge, 0,001
bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 15 Gew.-% und insbesondere 0,1
bis 10 Gew.-% des Materials (b11).
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Die
zusätzliche farbgebende Wirkung (b12) kann in der unterschiedlichsten
Art und Weise eingestellt werden.
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So
können beide Wirkungen (b11) und (b12) mithilfe mindestens
eines Material eingestellt werden, das beide Wirkungen (b11) und
(b12) in sich vereinigt. Im Grunde kommen alle üblichen
und bekannten Materialien (b11/b12) in Betracht, die unter den Bedingungen
der Herstellung unter Verwendung der erfindungsgemäßen
Laminate stabil sind.
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Werden
Materialien (b11/b12) verwendet, müssen im Allgemeinen
keine zusätzlichen Infrarotstrahlung abschirmende Materialien
(b11) und/oder farbgebende Materialien (b12) eingesetzt werden.
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Die
Materialien (b11/b12) können in der Zwischenschicht (B)
feinteilig oder molekulardispers verteilt vorliegen; vorzugsweise
liegen sie feinteilig vor. Bevorzugt weisen sie Korngrößen
im Bereich von 10 nm bis 50 μm, bevorzugt 20 nm bis 25 μm
und insbesondere 30 nm bis 10 μm auf.
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Beispiele
geeigneter Materialien (b11/b12) sind farbgebende und Infrarotstrahlung
abschirmende Eisenoxidpigmente, wie sie beispielsweise in Römpp
Online 2008 unter dem Stichwort »Eisenoxid-Pigmente« beschrieben
werden. Außerdem kommen Eisensulfid-Pigmente und eisen-
und chromhaltige Pigmente in Betracht.
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Der
Gehalt der Zwischenschicht (B) an den Materialien (b11/b12) kann
sehr breit variieren und so hervorragend den Erfordernissen des
Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise enthält die
Zwischenschicht (B), jeweils bezogen auf ihre Gesamtmenge, 0,001
bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 20 Gew.-% und insbesondere 0,1
bis 10 Gew.-% eines Materials (b11/b12).
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Die
zusätzliche farbgebende Wirkung (b12) kann aber auch mithilfe
eines farbgebenden Materials (b12) erzeugt werden, das zusätzlich
zu dem obligatorischen Infrarotstrahlung abschirmenden Material
(b11) und/oder (b11/b12), insbesondere (b11), eingesetzt wird.
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Im
Grunde kommen alle üblichen und bekannten farbgebenden
Materialien (b12) in Betracht, die unter den Bedingungen der Herstellung
und der Verwendung der erfindungsgemäßen Laminate
stabil sind. Vorzugsweise werden die farbgebendem Materialien (b12)
aus der Gruppe, bestehend aus anorganischen Pigmenten sowie organischen
Pigmenten und Farbstoffen ausgewählt.
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Die
anorganischen und organischen Pigmente (b12) können feinteilig
vorliegen. Die organischen Farbstoffe (b12) können molekulardispers
vorliegen.
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Beispiele
geeigneter anorganischer Pigmente (b12) sind aus Römpp
Online 2008, »Anorganische Pigmente«, »Anorganische
Buntpigmente«, »Eisenoxid-Pigmente« oder »Chromoxid(grün)-Pigmente«,
bekannt.
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Beispiele
geeigneter organischer Pigmente (b12) und Farbstoffe (b12) sind
Azo-, Metallkomplex-, Isoindolinon-, Isoindolin-, Phthaloycyanin-,
Chinacridon-, Perinon-, Perylen-, Anthrachinon-, Acridin-, Diketopyrrolo-,
Thioindigo-, Dioxazin-, Triphenylmethan- und Chinonaphthalonpigmente
und -farbstoffe.
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Besonders
bevorzugt werden grüne Pigmente (b12) und Farbstoffe (b12)
verwendet.
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Der
Gehalt der Zwischenschicht (B) an farbgebenden Materialien (b12)
kann sehr breit variieren und so hervorragend den Erfordernissen
des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise enthält
die Zwischenschicht (B), jeweils bezogen auf ihre Gesamtmenge, 0,001
bis 30 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 20 Gew.-% und insbesondere 0,1
bis 10 Gew.-% eines Materials (b12).
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Selbstverständlich
können auch Kombinationen von mindestens einem der vorstehend
beschriebenen Materialien (b11/b12) und mindestens einem der vorstehend
beschriebenen Materialien (b11) und/oder mindestens einem der vorstehend
beschriebenen Materialien (b12) verwendet werden. Dabei können
vorstehend beschriebenen jeweils bevorzugten Mengen eingesetzt werden.
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Darüber
hinaus kann die Zwischenschicht (B) übliche und bekannte
Additive (b3) in wirksamen Mengen enthalten. Die Additive (b3) haben
keine oder nur eine sehr geringe Infrarot abschirmende Wirkung.
Beispiele geeigneter Additive sind aus der europäischen
Patentanmeldung
EP
1 857 424 A1 , Seite 3, Absätze [0010] und [0011],
und Seite 4, Absatz [0027], bis Seite 5, Absatz [0037], bekannt.
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Die
Zwischenschicht (B) kann in unterschiedlicher Art und Weise aufgebaut
sein.
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So
können in einer ersten Ausführungsform der Zwischenschicht
(B) die Materialien (b11), die Materialien oder die Materialien
(b11) und/oder (b11/b12) sowie (b12) homogen in einer Schicht aus Polyvinylacetalharz
(b1) verteilt sein.
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Polyvinylacetal
enthält Acetalreste mit 1 bis 2 C-Atomen, vorzugsweise
1 bis 8, insbesondere 2 bis 6 C-Atome. Dabei wird Polyvinylbutyral
besonders bevorzugt.
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In
einer zweiten Ausführungsform der Zwischenschicht (B) kann
das Material (b11) oder das Material (b11/b12) überwiegend,
d. h. zu mehr als 50% seiner Gesamtmenge in einer Schicht aus Polyvinylacetalharz
(b1) vorliegen, wobei die restliche Menge in einer separaten Schicht
oder in zwei separaten Schichten auf einer oder beiden Hauptoberflächen
der Schicht aus Polyvinylacetalharz (b1) vorliegt. In entsprechender
Weise können die Materialien (b11) und/oder (b12) überwiegend,
d. h. zu mehr als 50% ihrer jeweiligen Gesamtmenge, in einer Schicht
aus Polyvinylacetalharz (b1) vorliegen. Die restliche Mengen der
Materialien (b11) und (b12) können dann auf einer oder
auf beiden Hauptoberflächen der Schicht aus Polyvinylacetalharz
(b1) vorliegen. Dabei können die Materialien (b11) und
(b12) gemeinsam eine homogene Schicht bilden oder in einer homogenen
Schicht enthalten sein oder sie können getrennte homogenen
Schichten bilden oder in homogenen getrennten Schichten enthalten
sein.
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In
einer dritten Ausführungsform der Zwischenschicht (B) kann
das Material (b11) oder (b12) homogen in einer Schicht aus Polyvinylacetalharz (b1)
verteilt sein, wobei das jeweils andere Material (b11) oder (b12)
dann auf einer oder auf beiden Hauptoberflächen der Schicht
aus Polyvinylacetalharz (b1) als homogene Schicht oder in einer
homogenen Schicht vorliegen kann.
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Eine
vierte Ausführungsform der Zwischenschicht (B) entspricht
der dritten Ausführungsform, nur dass noch eine untergeordnete
Menge, d. h. weniger als 50% der jeweiligen Gesamtmenge, des Materials
(b11) oder (b12) neben der Gesamtmenge oder der überwiegenden
Menge des jeweils anderen Materials (b11) oder (b12) in der Schicht
aus Polyvinylacetalharz (b1) verteilt sein kann.
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In
einer fünften Ausführungsform der Zwischenschicht
(B) kann die Gesamtmenge des Materials (b11), des Materials (b11/b12)
oder der Materialien (b11) und/oder (b11/b12) sowie (b12) als homogene
Schicht oder in einer homogenen Schicht auf einer Hauptoberfläche
oder auf beiden Hauptoberflächen einer Schicht aus Polyvinylacetalharz
(b1) vorliegen.
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In
einer sechsten Ausführungsform der Zwischenschicht (B)
kann die Gesamtmenge des Materials (b11) als homogene Schicht oder
in einer homogenen Schicht auf einer Hauptoberfläche und
die Gesamtmenge des Materials (b12) als homogene Schicht oder in
einer homogenen Schicht auf der anderen Hauptoberfläche
einer Schicht aus Polyvinylacetalharz (b1) vorliegen.
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Die
vorstehende Aufzählung ist nicht abschließend,
sondern der Fachmann kann anhand der erfindungsgemäßen
Lehre leicht weitere Ausführungsformen der Zwischenschicht
(B) finden.
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Die
Dicke der Zwischenschicht (B) kann breit variieren und so den Erfordernissen
des Einzelfalls hervorragend angepasst werden. Vorzugsweise liegt die
Dicke bei 100 μm bis 5 mm, bevorzugt 200 μm bis 3
mm und insbesondere 200 μm bis 2 mm.
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Die
Fläche der Zwischenschicht (B) entspricht vorzugsweise
der Fläche des erfindungsgemäßen Laminats.
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Für
das erfindungsgemäße Laminat ist es wesentlich,
das die Zwischenschicht (B) mindestens ein, insbesondere ein, für
Infrarotstrahlung durchlässiges optisches Fenster (b2)
aufweist.
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»Durchlässig« bedeutet,
dass das optische Fenster (b2) eine Transmission für Infrarotstrahlung aufweist,
die signifikant höher ist als die Transmission für Infrarotstrahlung
in den Bereichen des erfindungsgemäßen Laminats
außerhalb des optischen Fensters (b2). Vorzugsweise ist
die Transmission für Infrarotstrahlung > 40%, bevorzugt > 50% und insbesondere > 60%.
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Die
Fläche, Form und Platzierung des für Infrarotstrahlung
durchlässigen optischen Fensters (b2) in dem erfindungsgemäßen
Laminat können breit variieren und hervorragend den Erfordernissen des
Einzelfalls angepasst werden.
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So
darf die Fläche des optischen Fensters (b2) nicht so groß werden,
dass die Infrarotstrahlung abschirmende Funktion des erfindungsgemäßen
Laminats beeinträchtigt wird. Vorzugsweise nimmt die Fläche
des optischen Fensters (b2) nicht mehr als 30%, bevorzugt nicht
mehr als 20% und insbesondere nicht mehr als 10% der Fläche
des erfindungsgemäßen Laminats ein. Die untere
Grenze für die Fläche des optischen Fensters (b2)
richtet sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck, insbesondere nach
den Erfordernissen der für Infrarotstrahlung empfindlichen
Sensoren und Kameras, die hinter dem optischen Fenster (b2) platziert
sind.
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Die
Form des optischen Fensters (b2) richtet sich ebenfalls nach dem
jeweiligen Verwendungszweck. Vorzugsweise ist die Form kreisförmig,
elliptisch, viereckig, quadratisch, rhomboedrisch, trapezförmig
oder dreieckig.
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Auch
die Platzierung des optischen Fensters (b2) richtet sich nach dem
jeweiligen Verwendungszweck. Vorzugsweise wird es so platziert,
dass es einerseits im Strahlengang der für Infrarotstrahlung empfindlichen
Sensoren und Kameras liegt und andererseits nicht andere Funktionen
stört, wie dies beispielsweise bei einer Platzierung unmittelbar
im Sichtbereich des Fahrers eines Kraftfahrzeugs der Fall wäre.
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In
einer ersten Ausführungsform wird das optische Fenster
(b2) von mindestens einem, insbesondere einem, passgenauen Einsatz
(b21), der im Wesentlichen oder ganz aus Polyvinylacetalharz (b1) besteht,
in mindestens einen, insbesondere einen, Durchbruch (b22) gebildet.
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In
dieser ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Laminats bestimmen die Form, die Fläche und die Platzierung
des Einsatzes (b21) die Form, Fläche und Platzierung des
optischen Fensters (b2).
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In
einer zweiten Ausführungsform liegt das optische Fenster
(b2) in mindestens einer Schicht vor, die die Materialien (b11),
die Materialien (b11/b12) oder die Materialien (b11) und/oder (b11/b12)
sowie (b12) enthält oder hieraus besteht und eine im Wesentlichen
oder ganz aus Polyvinylacetalharz bestehende Schicht (b1) bedeckt,
insbesondere vollflächig bedeckt. Das optische Fenster (b2)
wird von einer Aussparung in der Schicht die die Materialien (b11),
die Materialien (b11/b12) oder die Materialien (b11) und/oder (b11/b12)
sowie (b12) enthält oder hieraus besteht, gebildet.
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Was
Fläche, Form und Platzierung des optischen Fensters (b2)
gemäß der zweiten Ausführungsform betreffen,
gilt das vorstehend hierzu Gesagte sinngemäß.
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Die
zweite Ausführungsform des optischen Fensters (b2) wird
vorzugsweise bei den vorstehend beschriebenen fünften und
sechsten Ausführungsformen der Zwischenschicht (B) angewandt.
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Erste
und zweite Ausführungsform des optischen Fensters (b2)
können in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden,
wobei der Fachmann solche Kombinationen ohne weiteres aufgrund der erfindungsgemäßen
Lehre finden kann.
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Insbesondere
wird die erste Ausführungsform des optischen Fensters (b2)
mit dem passgenauen Einsatz (b21) in dem Durchbruch (b22) verwendet.
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Das
erfindungsgemäße Laminat kann mithilfe unterschiedlicher
Verfahren hergestellt werden. Erfindungsgemäß ist
es von Vorteil das erfindungsgemäße Laminat mithilfe
des erfindungsgemäßen Verfahrens herzustellen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im ersten
Verfahrenschritt eine farbige, Infrarotstrahlung abschirmende, für
sichtbares Licht transparente Vorstufe der Zwischenschicht (B) hergestellt.
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Die
Vorstufe der Zwischenschicht (B) enthält die vorstehend
im Detail beschriebenen Bestandteile (b1), (b11), (b11/b12) oder
(b11) und/oder (b11/b12) sowie (b12) Darüber hinaus kann
die Vorstufe der Zwischenschicht (B) mindestens einen der vorstehend
beschriebenen Bestandteile (b3) enthalten.
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In
einer ersten Ausführungsform des ersten Verfahrenschritts
kann die Vorstufe der Zwischenschicht (B) hergestellt werden, indem
man mindestens ein Polyvinylacetalharz (b1) mit mindestens einem
Material (b11), mit mindestens einem Material (b11/b12) oder mit
mindestens einem Material (b11) und/oder mindestens einem Material
(b11/b12) und mindestens einem Material (b12) vermischt und die resultierende
Mischung zu einer Folie (B) formt. Dabei kann auch noch mindestens
ein Additiv (b3) zugesetzt werden.
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Das
Vermischen der Bestandteile kann mithilfe üblicher und
bekannter Verfahren und Vorrichtungen in Lösung, Dispersion
oder Schmelze erfolgen. Beispiele geeigneter Mischaggregate sind
Rührkessel, Ultraturrax, Inline-Dissolver, Kneter und Extruder.
Die resultierende homogene Mischung kann in üblicher und
bekannter Weise, beispielsweise durch Gießen aus Lösung
oder Dispersion, Kalandrieren, Pressen oder Folienblasen zur Folie
(B) geformt werden.
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In
einer zweiten Ausführungsform des ersten Verfahrenschritts
kann die Vorstufe der Zwischenschicht (B) hergestellt werden, indem
man eine Folie (b1), die entweder das Material (b11) oder das Material
(b12) enthält und die vorzugsweise in der vorstehend beschriebenen
Weise hergestellt worden ist, oder eine Folie (b1), die im Wesentlichen
oder ganz aus einem Polyvinylacetalharz (b1) besteht, mit mindestens
einer Schicht versieht, die mindestens ein Material (b11), mindestens
ein Material (b11/b12) oder mindestens ein Material (b11) und/oder
mindestens ein Material (b11/b12) sowie mindestens ein Material
(b12) enthält oder hieraus besteht. Die betreffenden Schichten
können aus den Materialien selbst oder aus flüssigen
oder festen Mischungen, die diese Materialien enthalten, hergestellt
werden. Für die Applikation dieser Schichten können übliche
und bekannte Verfahren für das Auftragen von Flüssigkeiten und
Feststoffen, wie Gießen aus Lösung oder Dispersion,
Sprühen, Walzenauftrag, Bedrucken oder Pulverapplikation,
sowie die entsprechenden Vorrichtungen verwendet werden.
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Außerdem
können die erste und zweite Ausführungsform des
ersten Verfahrenschritts in geeigneter Weise miteinander kombiniert
werden, um Zwischenschichten (B) der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
sowie weiterer Ausführungsformen zu erhalten. Der Fachmann
kann geeignete Kombinationen ohne weiteres anhand der erfindungsgemäßen
Lehre auffinden.
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Im
zweiten Verfahrenschritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird in der Vorstufe der Zwischenschicht (B) mit einem
für Infrarotstrahlung durchlässigen optischen
Fenster (b2) versehen.
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Dies
kann dadurch erfolgen, dass man bereits bei der Applikation der
Schicht oder den Schichten mit Infrarotstrahlung abschirmender Wirkung (b11)
den für das optische Fenster (b2) vorgesehenen Bereich
der Oberfläche der Folie (b1) nicht beschichtet, so dass
dieser Bereich frei von den Materialien (b11) und (b11/b12) mit
Infrarotstrahlung abschirmender Wirkung (b11) bleibt.
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Es
ist aber auch möglich, das optische Fenster (b2) herzustellen,
indem man in der Vorstufe der Zwischenschicht (B) einen entsprechenden
Durchbruch (b22), beispielsweise durch Ausstanzen oder Ausschneiden,
erzeugt und einen passgenauen Einsatz (b21), der im Wesentlichen
oder ganz aus Polyvinylacetalharz (b1) besteht, einsetzt.
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Auch
hier können die Ausführungsformen des zweiten
Verfahrenschritts in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden,
wobei der Fachmann weitere Kombinationen anhand der erfindungsgemäßen
Lehre ohne weiteres auffinden kann.
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Insbesondere
wird das optische Fenster (b2) hergestellt, indem man in der Vorstufe
der Zwischenschicht (B) einen entsprechenden Durchbruch (b22), beispielsweise
durch Ausstanzen oder Ausschneiden, erzeugt und einen passgenauen
Einsatz (b21), der im Wesentlichen oder ganz aus Polyvinylacetalharz
(b1) besteht, einsetzt, weil hierbei keine zusätzlichen
Beschichtungsvorrichtungen, Beschichtungsmittel und entsprechende
Verfahrenschritte angewandt werden müssen.
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Im
dritten Verfahrenschritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die resultierende Folie (B) mit mindestens einem
für Infrarotstrahlung durchlässigen optischen
Fenster (b2) mit zwei klaren, transparenten Schichten (A) und (C)
derart haftfest verbunden, dass ein erfindungsgemäßes
Laminat resultiert, worin die Schichten (A), (B) und (C) in der
angegebenen Reihenfolge übereinander liegen.
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Für
den dritten Verfahrenschritt können übliche und
bekannte Verfahren und Vorrichtungen, wie sie beispielsweise in
der europäischen Patentschrift
EP 1 857 424 A1 , Seite 5,
Absätze [0042] bis [0044], beschrieben werden, verwendet
werden.
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Die
resultierenden erfindungsgemäßen Laminate weisen
ein hervorragendes anwendungstechnisches Eigenschaftsprofil auf,
so dass sie in vielfältiger Weise verwendet werden können.
Insbesondere werden sie mit Vorteil in Fortbewegungsmitteln für den
Verkehr zu Lande, zu Wasser und zur Luft, vorzugsweise in Kraftfahrzeugen,
wie Pkw, Lastkraftwagen und Zügen, in Luftfahrzeugen und
in Schiffen sowie im Möbel-, Geräte- oder Bausektor,
bevorzugt als transparente Bauteile, verwendet.
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Besonders
bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Laminate
als Verbundsicherheitsglasscheiben in Fortbewegungsmitteln, insbesondere
als Windschutzscheiben, Seitenscheiben, Heckscheiben und Glasdächer,
speziell Windschutzscheiben, für Kraftfahrzeuge, speziell
Pkw, sowie als architektonische Bauteile im Bausektor, insbesondere
für Überkopfverglasungen für Dächer,
Glaswände, Fassaden, Fensterscheiben, Glastüren,
Balustraden, Brüstungsverglasungen, Oberlichter oder begehbares Glas,
eingesetzt.
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Wegen
des in den erfindungsgemäßen Laminaten vorhandenen,
für Infrarotstrahlung durchlässigen optisches
Fensters (b2) können davor oder dahinter platzierte, für
Infrarotstrahlung empfindliche Sensoren oder Kameras ihre Funktion
in vollem Umfang erfüllen, ohne dass die Infrarotstrahlung
abschirmende Wirkung der erfindungsgemäßen Laminate
beeinträchtigt wird. Hinzu kommt noch, dass sie eine hohe
Witterungsstabilität, Zwischenschichthaftung, Durchbruchsicherheit
und Bruchfestigkeit sowie gegebenenfalls Farbstabilität
sowie nach der Beschädigung eine hohe Resttragfähigkeit
aufwiesen.
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Im
Folgenden wird das erfindungsgemäße Laminat anhand
der 1 bis 3 näher erläutert. Bei
den 1 bis 3 handelt es sich um schematische
Darstellungen, die das Prinzip der Erfindung veranschaulichen sollen.
Die schematischen Darstellungen brauchen daher nicht maßstabsgetreu
zu sein. Die dargestellten Größenverhältnisse
müssen daher auch nicht den bei der Ausübung der
Erfindung in der Praxis angewandten Größenverhältnissen
entsprechen.
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1 zeigt
eine Verbundsicherheitsglasscheibe gemäß der europäischen
Patentanmeldung
EP
1 857 424 A1 im Querschnitt.
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2 zeigt
eine Verbundsicherheitsglasscheibe gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt.
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3 zeigt
die Draufsicht auf die Verbundsicherheitsglasscheibe gemäß der 2.
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In
den 1 bis 3 haben die Bezugszeichen die
folgende Bedeutung:
- (A)
- farblose, klare Floatglasscheibe,
- (B)
- Zwischenschicht, enthaltend
ein grünes farbgebendes Pigment (b12) und Indiumzinnoxid
ITO als Infrarotstrahlung absorbierendem Pigment (b11),
- (b2)
- für Infrarotstrahlung
durchlässiges optisches Fenster aus reinem Polyvinylbutyral,
- (B1)
- Polyvinylbutyral-Folie,
enthaltend ein grünes farbgebendes Pigment (b12) und Indiumzinnoxid
ITO als Infrarotstrahlung absorbierendem Pigment (b11) ohne ein für
Infrarotstrahlung durchlässiges optisches Fenster (b2),
- (C)
- farblose, klare Floatglasscheibe,
- (ABC)
- Laminat mit einem
für Infrarotstrahlung durchlässigen optischen
Fenster (b2),
- (AB1C)
- Laminat ohne ein für
Infrarotstrahlung durchlässiges optisches Fenster (b2),
- (bIR)
- blockierte Infrarotstrahlung,
- (dIR)
- durchgelassene Infrarotstrahlung
und
- (S, K)
- für Infrarotstrahlung
empfindlicher Sensor oder empfindliche Kamera.
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Die
Floatglasscheiben (A) und (C) haben Abmessungen, wie sie beispielsweise
für Windschutzscheiben, Seitenscheiben, Glasdächer
und Heckscheiben im Fahrzeugbau sowie für kleine, mittlere oder
großflächige Scheiben im Möbel-, Geräte-
oder Bausektor verwendet werden. Die Abmessungen können
mehrere Quadratzentimeter bis mehrere Quadratmeter betragen.
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Bei
der Polyvinylbutyral-Folie (B1) handelt es sich um übliches
und bekanntes Handelsprodukt, das z. B. der Firma Sekisui Chemical
oder der Firma Solutia bezogen werden kann. Sie ist die Vorstufe
der Zwischenschicht (B).
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Das
Laminat gemäß der 2 wird hergestellt,
indem man die Polyvinylbutyral-Folie (B1) auf die erforderliche
Größe, d. h. auf die Abmessungen der Floatglasscheiben
(A) und (C) zuschneidet. Danach wird an der für das optische
Fenster (b2) vorgesehenen Stelle die Folie (B1) in entsprechender
Form und Größe ausgestanzt, wodurch der Durchbruch (b22)
resultiert. Anschließend wird der passgenaue Einsatz (b21)
aus einer Polyvinylbutyral-Folie ohne Infrarotstrahlung abschirmender
Wirkung ausgeschnitten und in den Durchbruch (b22) eingesetzt. Hierdurch
resultiert die Zwischenschicht (B).
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Anschließend
werden die beiden Floatglasscheiben (A) und (C) mithilfe eines Vorverbundverfahrens
(Kalanderwalzen-, Schlangen- oder Vakuumsackverfahren) und einem
Autoklavverfahren über die mit dem optischen Fenster (b2)
versehene Zwischenschicht (B) haftfest miteinander verbunden, so dass
sich die Zwischenschicht (B) zwischen den beiden Floatglasscheiben
(A) und (C) befindet und die Zwischenschicht (B) bildet.
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Das
Laminat gemäß der 1 wird in
gleicher Weise hergestellt, nur dass eine Polyvinylbutyral-Folie
(B1) ohne Durchbruch (b22) und Einsatz (b21) verwendet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1857424
A1 [0006, 0035, 0043, 0059, 0097, 0102]
- - EP 0847965 B1 [0031]
- - DE 697312168 T2 [0031]
- - EP 1790701 A1 [0043]
- - EP 0523959 B1 [0043]
- - DE 69230121 T2 [0043]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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