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Glasscheibe mit einem aufgebrachten, elektrisch leitenden Film Die
Erfindung bezieht sich auf eine Glasscheibe mit einem aufgebrachten, elektrisch
leitenden Film und einer Elektrode zum Anschluß des Films an eine Spannungsquelle
sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Elektrode.
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Es ist bekannt, Glasscheiben mit einem durchsichtigen, elektrisch
leitenden Film zu versehen. Derartige Scheiben finden Verwendung als beheizbare
Windschutzscheiben, als durchsichtige Ableiter für statische Elektrizität usw. Die
Filme können aus elektrisch leitenden Metalloxyden, wie z. B. Zinnoxyd, oder aus
dünnen durchsichtigen Filmen leitfähigen Metalls, wie z. B. Gold, bestehen. Unter
Glas wird in diesem Zusammenhang sowohl natürliches Glas als auch Kunstglas, wie
Methylmethacrylat; verstanden.
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Zum Anschluß der elektrisch leitenden Filme an eine Spannungsquelle
sind Elektroden an zwei sich gegenüberliegenden Rändern des Films erforderlich.
Die Anbringung geeigneter Elektroden machte jedoch bisher große Schwierigkeiten.
Sie sollen einen guten elektrischen Kontakt zum Film geben und den elektrischen
Strom gut zuführen. Sie sollen hohe Temperaturen aushalten, ohne selbst zerstört
zu werden und ahne den angrenzenden Film oder das Glas zu beschädigen. Sie sollen
verhältnismäßig dünn sein, damit man sie auch an der Innenseite einer geschichteten
Verglasungseinheit verwenden kann.
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Die bisher bekannten Elektroden bestehen aus einem Material, das man
mit einem Pinsel oder einer Sprühvorrichtung aufträgt und dann durch eine Wärmebehandlung
(Trocknen oder Brennen) in den Endzustand überführt. Dieses Vorgehen ist zeitraubend.
Die Haftfähigkeit der Elektrode am elektrisch leitenden Film ist begrenzt. Bei ungleichmäßigem
Auftrag entstehen Bereiche unterschiedlichen elektrischen Widerstandes in Elektrodenlängsrichtung,
der Stromdurchgang kann sogar ganz unterbrochen sein.
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Diese Schwierigkeiten werden bei einer Glasscheibe mit einem aufgebrachten,
elastisch leitenden Film und einer Elektrode zum Anschluß des Films an eine Spannungsquelle
dadurch beseitigt, daß gemäß der Erfindung die Elektrode aus einem Band besteht,
das mittels einer an sich bekannten, mit einem feinverteilten, elektrisch leitenden
Material versetzten Klebstoffschicht auf den elektrisch leitenden Film aufgeklebt
ist.
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Die Elektrode wird nunmehr durch einfaches Aufkleben des Bandes auf
den elektrisch leitenden Film aufgebracht. An allen Stellen ist ein inniger Kontakt
zwischen der Elektrode und dem Film gewährleistet. Außerdem ist eine ununterbrochene
Leitung mit gleichbleibendem Widerstand über die Länge der Elektrode sichergestellt.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der elektrisch
wirksame Teil der Elektrode allein aus der Klebstoffschich;t, wenn diese z. B. auf
einem Kunststoffband aufgetragen ist. Man kann aber auch das Band aus Metall herstellen,
beispielsweise einem Kupferband mit einer Stärke von 0,025 bis 0,05 mm.
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Zur Herstellung dieser Elektrode geht man erfindungsgemäß in der Weise
vor, daß ein druckempfindlicher Klebstoff und Metallpulver miteinander gemischt
werden, daß diese Mischung auf die Oberfläche eines Bandes aufgebracht, das Band
mit dieser Klebstoffoberfläche auf den elektrisch leitenden Film gedrückt und schließlich
der Klebstoff ausgehärtet wird.
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Es ist zwar bereits bekannt, einen Klebstoff mit Aluminiumflocken
zu versetzen. Dies geschah aber nur, um Klebstoffe in Band- oder Plattenform herstellen
zu können, die eine genau eingeregelte Dicke und bestimmte Klebeigenschaften, z.
B. zum Verkleben von Glas mit Metall, besitzen.
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Ferner ist eine Leiterfolie bekannt, die aus einem Metallstreifen
besteht, der einseitig mit einer Klebstoffschicht bestrichen ist und auf eine beliebige
Unterlage aufgeklebt werden kann. Hierbei ist jedoch die Klebstoffschicht selbst
nicht leitend, so daß kein Kontakt zwischen dem Trägermaterial und dem Metallband
hergestellt werden kann.
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Sodann kennt man elektrische Leitungen, die aus mehreren parallelen
Metallitzen bestehen, welche mittels
eines Kunststoffes zusammengehalten
sind. Um die Leitfähigkeit quer zum Band oder zwischen den einzelnen Litzen zu verbessern,
hat man diesem Klebstoff elektrisch leitende Substanzen zugesetzt; die Klebstoffschicht
dient jedoch nicht als Leiter in Längsrichtung.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es
zeigt Fig.1 eine perspektivische Teilansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig.2 eine perspektivische Darstellung eines Elektrodenbandes gemäß der Erfindung,
Fig. 3 in einer perspektivischen Ansicht die Anbringung des Elektrodenbandes an
einer Glasscheibe mit durchsichtigem elektrisch leitendem Film, Fig. -1 einen Teilquerschnitt
längs der Linie 4-4 der Fig. 1 durch eine geschichtete Sicherheitsglaseinheit, Fig.5
einen Teilquerschnitt ähnlich Fig.4 durch eine abgeänderte Anordnung, Fig. 6 einen
Teilquerschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel und Fig. 7 den Querschnitt
durch ein wiederum anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In Fig. 1 ist eine typische Form des Erfindungsgegenstandes gezeigt.
Eine durchsichtige Scheibe 11, die mit einem Film 12 versehen ist, ist mit einer
durchsichtigen Scheibe 13 mittels einer Kunststoffzwischenschicht 14 zusammengeschichtet.
An dem Film 12 ist eine Elektrode 15 dauerhaft angebracht, welche sich -zwischen
den Scheiben 11 und 13 befindet.
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Die in Fig. 2 näher dargestellte Elektrode 15 besteht vorzugsweise
aus einem Kupferband16, das an der einen Seite eine elektrisch leitende druckempfindliche
Klebstoffschicht 17 trägt.
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Ein geeigneter Klebstoff besteht beispielsweise aus 10- eines
gemahlenen Siliconharzes, 10g eines pulverisierten Metalls, z. B. Silber, und so
viel Lösungsmittel, z. B. Toluen, daß sich spritzfähige Flüssigkeit ergibt. Diese
Mischung wird mehrere Stunden lang zermahlen und dann auf das Band aufgesprüht.
Das Band wird dann getrocknet, vorzugsweise unter infrarotem Licht, so daß die Lösung
sehr schnell verdampft und der druckempfindliche Klebstoff auf dem Band zurückbleibt.
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Die Elektrode wird, wie in Fig.3 dargestellt, derart aufgebracht,
da.ß man das Band mit der Klebstoffschicht auf den elektrisch leitenden Film 12
auflegt und dann festdrückt. Um zwischen dem Band und dem Film 12 eine gute dauerhafte
mechanische und elektrische Verbindung zu erreichen, kann man den Klebstoff unter
Hitze und Druck aushärten. Falls geschichtetes Sicherheitsglas hergestellt wird
kann dieses Aushärten vorzugsweise gleichzeitig mit dem Verbinden der Schichtung
durchgeführt werden.
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Wenn eine Eektrode 15, die ein Metall- oder Kupferband 16 aufweist,
Verwendung findet, so kann man das Band mit einem Ende 18 über den Glasrand
herausragen lassen, um einen guten Anschluß mit der Zuleitung zu ermöglichen.
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Nachdem das Band auf dem Film der ersten Scheibe aufgebracht worden
ist, werden das Kunststoffblatt 14 und die zweite durchsichtige Scheibe
13 darüber-5ebreitt. Darauf wird die Einheit in üblicher Weise unter Hitze
Lind Druck zusammengebacken. Währenddessen wird auch der elektrisch leitende Klebstoff
ausgehärtet. Das Silberpulver und der Klebstoff gewährleisten eine gute dauerhafte
elektrische Verbindung zwischen dem Kupferhand und dem elektrisch leitenden Filtre
ohne merklichen Übergangswiderstand. Eine derartige Elektrode erfordert keinen Brennarbeitsgang,
wie er z. B. bei aufgebrannten Silberelektroden erforderlich ist. Ferner läßt sich
die Elektrode während des Aufbringens leicht handhaben.
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Bei einer Hitzeprüfung einer Schichtglasscheibe mit aus Kupferband
und Siliconklebstoff bestehender Elektrode warf der Kunststoff Blasen, oder das
Glas zersprang, ehe die Elektrode zerstört wurde. Eine Kälteprüfung derartiger Einheiten,
welche nicht mit einem Scheidematerial versehen sind, in einem kalten Raum von -54°
C, in welchem die Platten abwechselnd elektrisch erhitzt und dann wieder abgekühlt
wurden, vollzog sich, ohne daß eine Störung auftrat, was beweist, da,ß eine starke
Verbindung mit der Elektrode erreicht war.
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Wie bereits erläutert, besteht die bevorzugte Elektrode aus einem
Kupferband mit einer elektrisch leitenden Klebstoffschicht; daneben kann man auch
in bestimmten Fällen ein Kunststoffband als Klebstoffträger verwenden. Hierfür kommt
jegliches Kunststoffmaterial in Frage, das zu einem flexiblen Band geformt werden
kann, wobei der elektrisch leitende Klebstoff auf dieses Band in der gleichen Weise
aufgebracht wird wie auf ein Kupferband 16. Das Kunststoffband kann gleicherweise
wie das Kupferband angewendet werden und kann auch in eine Schichtglaseinheit einbezogen
werden, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Dort ist eine Scheibe 11, die mit einem
elektrisch leitenden Film 12 versehen ist, mit einem Kunststoffband 19 verbunden,
und zwar mittels eines elektrisch leitenden Klebstoffs 7, wobei die Scheibe 11 mit
der Scheibe 13 durch die Kunststoff7wischenschicht 14 zusammengeschichtet ist. Da
diese Elektrode nicht einen derartig niedrigen Widerstand hat wie die Kupferbandelektrode,
ist sie nicht in den Fällen geeignet, in denen für den elektrisch leitenden Film
eine hohe Leistung verlangt wird.
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Sie kann jedoch für eine niedrige Leistung, wie z. B. bei einer statischen
Abschirmung, benutzt werden.
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Bei einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung kann das Kunststoffband
ein metallisches Füllmaterial enthalten, wobei dieses mit Metall angefüllte Kunststoffband
wenigstens zwei Schichten aufweist, deren Konzentration an metallischem Füllstoff,
wie es in Fig. 7 gezeigt wird, unterschiedlich ist. Beispielsweise kann man das
Kunststoffband herstellen, indem man Polyesterharz mit pulverisiertem Silber in
einer Konzentration von 2 Teilen Silber in einer Konzentration von 2 Teilen Silber
zu 1 Teil Polyesterharz mischt, um so die Schicht 21 zu erhalten.
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Ein derartiger Kunststoff gewährleistet eine verhältnismäßig gute
elektrische Leitfähigkeit, aber eine vergleichsweise geringe Adhäsion. Eine zweite
Schicht 22 dieses Kunststoffbandes stellt man her, indem man eine Konzentration
von 1 Teil pulverisiertem Silber zu 1 Teil Kunststoff vorsieht. Die letztgenannte
Schicht ermöglicht eine größere Adhäsion und Festigkeit und zeigt immer noch eine
ausreichende Leitfähigkeit. Beide Schichten werden miteinander beim Aushärten verbunden.
Das so hergestellte Band trägt dann die elektrisch leitende Klebstoffschicht 17;
es wird wie das ohne Metallfüllung ausgestattete Kunststoffband angewendet. Obgleich
dieses Band nicht die dem Kupferband entsprechende Leitfähigkeit aufweist, gewährleistet
es dennoch in den meisten Anwendungsfällen bei elektrisch leitenden Filmen eine
ausreichende Leitfähigkeit.
Die Kunststoffbandelektrode kann auch
verwendet werden, um den Übergangswiderstand zwischen aufgebrannten Silberelektroden
und einem elektrisch leitenden Film auszuschalten. Eine derartige Anordnung ist
in Fig. 6 beschrieben, in der die Glasscheibe 11 mit einer gewöhnlichen aufgebrannten
Metallflußelektrode 20 versehen ist, die sich an den elektrisch leitenden Film eng
aneinanderschließt. Das Kunststoffband 19, das mit einer elektrisch leitenden Klebstoffschicht
17 ausgestattet ist, liegt sowohl über der Elektrode20 als als auch über dem elektrisch
leitenden Film 12 und überbrückt somit die Berührungslinie zwischen beiden. Bei
dieser Anordnung dient das Kunststoffband einmal dazu, den Übergangswiderstand auszuschalten,
und zum zweiten, als Scheidematerial für den Schichtvorgang zu dienen. Eine starke
Bindung des Schichtungskunststoffes mit der Elektrode ist nämlich nicht erwünscht,
da diese das Abblättern der Elektrode von dem Glas verursachen würde, wenn die Einheit
niedrigen Temperaturen wie-45,6° C unterworfen würde. Wenn jedoch ein Scheidematerial
benutzt wird, kann die Einheit auch diesen tiefen Temperaturen ausgesetzt werden,
ohne daß die Bindung zu dem aufgebrannten Silber zerstört wird. Man kann auch erwägen,
jedes andere flexible Material, wie z. B. Leinwand oder Glasgewebe, an Stelle des
Kunststoffbandes bei der Ausnutzung dieser Erfindung zu verwenden.
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Bei mehreren Versuchen wurden Bänder aus Polyesterharz mit einer druckempfindlichen
Silicon-Silber-Klebstoffmischung bedeckt. Sobald diese über Elektroden gelegt wurden,
die anfänglich einen Widerstand von 97 Ohm zwischen Elektrode und Film zeigten,
sank der Übergangswiderstand auf Null. Anscheinend hat auch der Polyesterharzfilm
eine nur schwache Adhäsion zum Schichtungskunststoff und eignet sich daher gut als
Scheidematerial.