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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft das Gebiet der laminierten Automobilverglasung.
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Hintergrund der Erfindung
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Als Reaktion auf die behördlichen Vorschriften zur erhöhten Kraftstoffeffizienz von Automobilen sowie auf das wachsende öffentliche Bewusstsein und die wachsende Nachfrage nach energieeffizienten umweltfreundlichen Produkten haben die Erstausrüster von Automobilen weltweit daran gearbeitet, die Energieeffizienz ihrer Fahrzeuge zu verbessern.
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Eines der Schlüsselelemente dieser Strategie zur Verbesserung der Effizienz war das Konzept des Leichtbaus und der Sonneneinstrahlungskontrolle. Oft werden traditionellere, kostengünstigere konventionelle Materialien und Verfahren durch innovative neue Materialien und Verfahren ersetzt, die zwar manchmal teurer sind, aber aufgrund ihres geringeren Gewichts und der entsprechenden Verbesserung der Kraftstoffeffizienz immer noch einen höheren Nutzen haben als die zu ersetzenden Materialien und Verfahren. Manchmal bringen die neuen Materialien und Verfahren neben ihrem geringeren Gewicht auch zusätzliche Funktionalität mit sich. Fahrzeugverglasung war keine Ausnahme.
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Durch die Reduzierung des Fahrzeuggewichts können wesentliche Verbesserungen beim Energieverbrauch erzielt werden. Dies ist besonders wichtig für Elektrofahrzeuge, bei denen die Verbesserung direkt zu einer Erhöhung der Reichweite des Fahrzeugs führt, was ein zentrales Anliegen der Verbraucher ist.
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Die Standard-Windschutzscheibe für Automobile hatte viele Jahre lang eine Dicke von 5,4 mm. In den letzten Jahren haben wir beobachtet, dass die Dicke auf 4,75 mm gesunken ist. Während eine Verringerung um 0,65 mm möglicherweise nicht wesentlich erscheint, verringert bei einer Dichte von 2600 kg pro Kubikmeter für das typische Standard-Kalknatron-Floatglas jeder Millimeter, um den die Dicke verringert wird, das Gewicht um 2,6 kg pro Quadratmeter. Das Gewicht einer typischen 1,2 Quadratmeter großen Windschutzscheibe, die sich von 5,4 mm auf 4,75 mm ändert, wird um etwas mehr als 2 kg reduziert. Bei einem Fahrzeug mit insgesamt 6 Quadratmetern Glas bedeutet eine Reduzierung aller Fenster um 1 mm Einsparung von 15,6 kg.
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Darüber hinaus hat die verglaste Fläche von Fahrzeugen stetig zugenommen und dabei andere schwerere Materialien verdrängt. Die beliebten großen Panoramaglasdächer sind nur ein Beispiel für diesen Trend. Eine Panorama-Windschutzscheibe ist eine Windschutzscheibe, bei der die Oberkante wesentlich verlängert wurde, so dass sie einen Teil des Fahrzeugdaches umfasst.
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Es gibt jedoch Grenzen, wie dünn die Verglasung unter Verwendung von getempertem Kalknatronglas sein kann. Spannung unter Windlast war schon immer ein Faktor. Insbesondere mit dem Trend zur Vergrößerung von Windschutzscheiben ist die Windlast ein noch größeres Problem. Glas wird auch in immer mehr Fahrzeugen zu einem strukturellen Element. Die Verglasung trägt zur Steifigkeit und Festigkeit des Autos bei. Fixiertes Glas, sobald es mit einem relativ weich aushärtenden Polyurethan verbunden ist, wird mit Klebstoffen mit höherem Modul montiert. Infolgedessen ist das Glas, sobald es durch Gummidichtungen und weiche Butylklebstoffe isoliert ist, jetzt viel stärker der Belastung durch Unebenheiten auf der Straße und der Torsion des Fahrzeugs ausgesetzt.
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Heutzutage sind Windschutzscheiben mit einer Außenschicht von 2,1 mm, einer Innenschicht von 1,6 mm und einer Kunststoffzwischenschicht von 0,76 mm mit einer Gesamtdicke von knapp unter 4,5 mm üblich. Dies kann nahe an der Grenze dessen liegen, was mit herkömmlichem getempertem Kalknatronglas möglich ist.
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Die Verwendung von dünnerem Glas und die Verwendung von chemisch gehärtetem Glas gehörten zu den Schlüsseltechnologien zur Verringerung der Dicke und des Gewichts der Verglasung.
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Während eine Reihe von Faktoren die Schallübertragung beeinflussen, sind Dichte und Masse die wichtigsten. Wenn Dichte und Masse verringert werden, steigt der übertragene Schallpegel. Sobald eine Automobilverglasung dünner und leichter gemacht wird, wird die Schalldämpfung mit der Verringerung der Masse herabgesetzt. Die Dichte spielt auch bei einigen Glaszusammensetzungen eine Rolle, die üblicherweise zum chemischen Härten verwendet werden und eine geringere Dichte als Kalknatronglas aufweisen.
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Die Schalldämpfung nimmt zu, wenn die Energie auf eine Änderung der Dichte des Materials, das sie durchläuft, trifft. Die Änderung der Dichte von Glas über Kunststoff zu Glas in einem Standardlaminat führt zu einer viel besseren Dämpfung als bei monolithischen Verglasungen gleicher Dicke.
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Ein Ansatz, der verwendet wurde, um die durch die Verwendung von dünnerem und leichterem Glas verursachte Verschlechterung der Dämpfung auszugleichen und die Dämpfung gewöhnlicher Laminate zu verbessern, war die Verwendung von akustischen Zwischenschichten in Verbundverglasungen. Zwischenschichten, die Schall über das Dämpfungsniveau eines normalen Laminats hinaus dämpfen können, umfassen ganz oder teilweise eine Kunststoffschicht, die weicher und flexibler ist als die normalerweise verwendete. Eine Reduzierung von bis zu 6 dB bei bestimmten Frequenzen ist typisch.
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Eine nichtakustische PVB-Zwischenschicht für Automobile hat eine typische Glasübergangstemperatur von ~ 20 °C, während ein akustisches PVB eine von nur 0 °C haben kann. Bei normalen Laminatmontage-Raumtemperaturen (< 20 ° C) kann es schwierig sein, mit einer akustische PVB-Zwischenschicht zu arbeiten. Sie neigen dazu, sehr weich, biegsam und klebrig zu sein, was es schwierig macht, sie beim Zusammenbau des Laminats zu handhaben und auf dem Glas zu positionieren. Für die Montage von Laminaten, die diese Arten von monolithischen akustischen PVBs umfassen, sind niedrigere Umgebungstemperaturen als im normalen Montageraum erforderlich. Um diesen Nachteil zu adressieren, wurde eine Reihe von Dreischicht-Zwischenschichtprodukten eingeführt. In dem Dreischichtprodukt ist das weichere Material zwischen zwei dünnen Schichten des normalen PVB-Materials angeordnet. Die Gesamtdicke bleibt ähnlich der einer gewöhnlichen PVB-Zwischenschicht. Die Handhabung ähnelt der einer normalen PVB-Zwischenschicht.
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Einer der Nachteile einer akustischen PVB-Zwischenschicht besteht darin, dass die Leistung mit der Temperatur abnimmt. Bei niedrigeren Temperaturen ist die akustische Zwischenschicht nicht besser als eine Standardzwischenschicht.
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Ebenso können durch Reduzieren der Sonneneinstrahlung des Fahrzeugs wesentliche Verbesserungen des Energieverbrauchs, insbesondere in wärmeren Klimazonen, erzielt werden, indem die Belastung der Klimaanlage reduziert wird und der Betrieb des Fahrzeugs bei geschlossenen Fenstern ermöglicht wird, was die Aerodynamik verbessert. Dies ist besonders wichtig für Elektrofahrzeuge, bei denen die Verbesserung direkt zu einer Erhöhung der Reichweite des Fahrzeugs führt.
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Infrarotabsorbierende und infrarotreflektierende Verglasungen sind die beiden Haupttechnologien, die zur Verbesserung der Sonneneinstrahlungskontrolle eingesetzt werden.
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Infrarotabsorbierendes Glas hat einen höheren Eisengehalt als gewöhnliches klares Glas, was ihm einen grünlichen Farbton verleiht. Die Eisenverbindungen im Glas absorbieren Sonnenenergie. Es gibt auch Kunststoffe, die mit Verbundglas verwendet werden können, das Sonnenenergie absorbierende Verbindungen enthält, die den gleichen Effekt erzielen können. Durch die Aufnahme der Energie vor dem Eintritt in den Fahrgastraum wird die Sonneneinstrahlung auf das Fahrzeug reduziert. Während ein wärmeabsorbierendes Fenster die Sonneneinstrahlung sehr effektiv reduzieren kann, erwärmt sich das Glas und überträgt einen Teil der absorbierten Energie durch konvektive Übertragung und Strahlung auf den Fahrgastraum.
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Eine effizientere Methode besteht darin, die Energie zurück in die Atmosphäre zu reflektieren, damit das Glas kühler bleiben kann. Dies erfolgt durch die Verwendung verschiedener infrarotreflektierender Filme und Beschichtungen.
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Infrarotbeschichtungen und -filme sind im Allgemeinen zu weich, um der Witterung ausgesetzt zu werden. Stattdessen müssen sie als eine der inneren Schichten eines laminierten Produkts hergestellt werden, um eine Beschädigung und Verschlechterung des Films oder der Beschichtung zu verhindern. Einer der Vorteile eines laminierten Fensters gegenüber einer gehärteten monolithischen Verglasung besteht darin, dass ein Laminat diese infrarotreflektierenden Beschichtungen und Filme zusätzlich zu wärmeabsorbierenden Zusammensetzungen und Zwischenschichten verwenden kann.
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Es ist üblich, eine Kombination von infrarotabsorbierenden und infrarotreflektierenden Technologien auf demselben Laminat zu verwenden. Eine infrarotabsorbierende Schicht wird hinter einer infrarotreflektierenden Schicht angeordnet, um das nicht reflektierte übrige Infrarot zu absorbieren.
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Infrarotreflektierende Beschichtungen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, die verschiedenen geschichteten Metall/Dielektrikum-Beschichtungen, die durch Magnetron Sputtered Vacuum Deposition (MSVD) aufgebracht werden, sowie andere auf dem Fachgebiet bekannte, die über pyrolytische, sprühende, kontrollierte Gasphasenabscheidung (CVD), Tauchen und andere Methoden aufgebracht werden.
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Infrarotreflektierende Filme umfassen sowohl metallisch beschichtete Kunststoffsubstrate als auch nichtmetallische optische Filme auf organischer Basis, die im Infrarot reflektieren. Die meisten infrarotreflektierenden Filme bestehen aus einem Kunststofffoliensubstrat, auf das eine infrarotreflektierende geschichtete Metallbeschichtung aufgebracht ist.
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Einer der Nachteile sowohl der wärmeabsorbierenden als auch der wärmereflektierenden Verglasung besteht darin, dass die Reduzierung der Sonneneinstrahlung jederzeit vorhanden ist, selbst wenn sie nicht benötigt oder gewünscht wird. In kälteren Klimazonen und zu Zeiten, in denen Wärme benötigt wird, wäre es vorteilhaft, die Energie der Sonne zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraums nutzen zu können.
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Bei Verbrennungsmotoren (internal combustion engines, ICE) war Heizung nie ein Problem. Verbrennungsmotoren sind sehr ineffizient und daher steht reichlich Abwärme zur Verfügung. Ein typisches ICE-Fahrzeug verfügt über eine Heizung mit einer Leistung von 4-5 kW. In einem Elektrofahrzeug gibt es etwas Abwärme von der Batterie, aber die meiste, wenn nicht die gesamte Kabinenheizung muss mittels eines Widerstandsheizsystems bereitgestellt werden.
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Es wäre wünschenswert, eine dunklere wärmeabsorbierende Tönung zu haben, um die Sonnenenergie fernzuhalten, um die Belastung der Klimaanlage zu verringern, aber in der Lage zu sein, so viel Sonne wie möglich hereinzulassen, wenn Wärme benötigt wird.
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Zur Steuerung der Licht- und Energieübertragung durch das Laminat stehen eine Reihe von Technologien zur Verfügung: elektrochrome, photochrome, thermochrome und elektrische feldempfindliche Filme, die für den Einbau in Verbundglas ausgelegt sind. Von besonderem Interesse sind elektrochrome Suspended Particle Device (SPC) Filme und Polymer Dispensed Liquid Crystal (PDLC) Filme, mit denen wir die Lichttransmission der Verglasung als Reaktion auf ein elektrisches Signal ändern können.
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SPD ist eine variable Färbungstechnologie, mit der der Farbpegel in Reaktion auf ein angelegtes elektrisches Feld gesteuert und variiert werden kann. SPD wechselt von dunkel im ausgeschalteten Zustand zu weniger dunkel im eingeschalteten Zustand. In einem SPD-Film sind mikroskopisch kleine Flüssigkeitstropfen, die nadelförmige Partikel, Light Vales, enthalten, in einer Matrix suspendiert. Im ausgeschalteten Zustand befinden sich die Partikel in einem zufälligen Ausrichtungszustand und blockieren die Transmission von Licht. Der Grad der Ausrichtung und die resultierende Färbung können in Reaktion auf die angelegte Spannung variiert werden. Die Lichttransmission in den ein- und ausgeschalteten Zuständen kann auch durch Änderungen der Dicke und Zusammensetzung des aktiven Materials verschoben werden. Im ausgeschalteten Zustand ist es immer noch möglich, durch SPD klar zu sehen.
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PDLC ist eine Lichtstreutechnologie, die von undurchsichtig im ausgeschalteten Zustand bis klar im angeschalteten Zustand wechselt. In einem PDLC-Film sind mikroskopisch kleine Flüssigkristalltropfen in einer Polymermatrix suspendiert. Im ausgeschalteten Zustand befinden sich die Flüssigkristalle in einem zufälligen Ausrichtungszustand und streuen das Licht, um Privatsphäre zu gewährleisten. Im ausgeschalteten Zustand ist der Film im Wesentlichen undurchsichtig. Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, richten sich die Kristalle aus und lassen Licht durch. Der Streuungsgrad kann durch Variieren der Amplitude der angelegten Spannung variiert werden. Der Grad der Lichttransmission in den ein- und ausgeschalteten Zuständen kann auch verändert werden, indem Änderungen an der Dicke und Zusammensetzung des aktiven Materials vorgenommen werden. PDLC ist in erster Linie ein Privatsphärenprodukt, kann jedoch auch zur Sonneneinstrahlungskontrolle verwendet werden, da es die übertragene Sonnenenergie reduziert.
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SPD- und PDLC-Verglasungen werden beide hergestellt, indem dem Laminat eine spezielle Filmschicht hinzugefügt wird. Der Film besteht aus dem aktiven Material, das zwischen zwei dünnen Kunststoffschichten mit jeweils einer transparenten leitenden Beschichtung darauf angeordnet ist.
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Zum Einarbeiten in ein Laminat werden auf jeder Seite des Films Folien aus Kunststoffzwischenschicht benötigt, um den Film mit den anderen Schichten des Laminats zu verbinden. Der Film wird zwischen zwei Kunststoffbindungszwischenschichten laminiert, um eine laminierte Verglasung zu bilden.
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Elektrochrom schaltbare Verglasung unterliegt einer chemischen Reaktion, wenn ein Strom durch das aktive Material fließt, ähnlich wie eine Batterie beim Laden und Entladen funktioniert. Das aktive Material unterliegt einer Oxidations- oder Reduktionsreaktion, wenn das Material von hell zu dunkel und zurück wechselt. Dies ist ein relativ langsamer Vorgang, bei dem das Schaltzeitmaß Minuten beträgt.
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SPD und PDLC arbeiten jedoch nach einem anderen Prinzip. Es findet keine chemische Reaktion statt. Die Moleküle, die das aktive Material bilden, unterliegen einer kinetischen Änderung als Reaktion auf das Vorhandensein eines elektrischen Feldes. Aus diesem Grund wird die Schaltzeit von SPD und PDLC in Sekunden oder Sekundenbruchteilen gemessen, wodurch sie um Größenordnungen schneller ist als eine elektrochrome Verglasung. Dies ist einer der Hauptvorteile, die die beiden gegenüber einer elektrochromen haben.
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Elektrochromie, SPD und PDLC können alle für Sonneneinstrahlungskontrolle verwendet werden, da sie den Grad der Lichttransmission und die auf die Kabine übertragene Energie reduzieren.
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Laminate, die diese Technologien mit variabler Lichttransmission enthalten, werden manchmal als „intelligentes“ Glas oder als schaltbare Verglasung bezeichnet.
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Ein Nachteil ist, dass intelligentes Glas nur über einen begrenzten Temperaturbereich betrieben werden kann.
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Die Viskosität der mikroskopischen Tropfen, in denen das aktive Material suspendiert ist (SPD) und des Flüssigkristalls selbst (PDLC), ist eine Funktion der Temperatur. Mit sinkender Temperatur erhöht sich die Schaltzeit. Bei ausreichend niedrigen Temperaturen kann das Material seinen Zustand nicht ändern. Die tatsächliche Temperatur hängt von der Formulierung ab.
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Bei erhöhten Temperaturen erreicht die PDLC einen Punkt, an dem sie klar wird und nicht in den Lichtstreuungszustand wechselt. SPD schaltet immer noch, aber die Schaltgeschwindigkeit ist viel langsamer.
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Die elektrochrome Verglasung, die relativ langsam den Zustand wechselt, beruht auf einer chemischen Reaktion, die bei niedrigeren Temperaturen auch länger dauert.
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Infolgedessen war die Verwendung von Elektrochromie, PDLC und SPD aufgrund dieser Temperaturbeschränkungen begrenzt.
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Es wäre vorteilhaft, ein Laminat mit einer funktionalen Schicht, einer solchen schaltbaren Schicht und einer akustischen Zwischenschicht herzustellen, die in der Lage sein kann, eine gute Leistung bei niedrigeren Temperaturen beizubehalten.
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Kurze Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, den Nachteil des Standes der Technik zu überwinden, indem eine laminierte Verglasung bereitgestellt wird, die eine äußere Glasschicht, eine innere Glasschicht, eine zwischen äußeren und inneren Glasschichten befindliche funktionale Schicht und mindestens eine zwischen der funktionalen Schicht und einer der Glasschichten befindliche Widerstandsheizschaltung umfasst, wobei die mindestens eine Widerstandsheizschaltung der funktionalen Schicht Wärme zuführt, um deren Verhalten bei niedriger Temperatur zu verbessern.
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Eine Vielzahl von Mitteln kann verwendet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: gedruckte Silberfritte, leitendes beschichtetes Glas, leitender beschichteter Film und eingebetteten Draht. Die Heizschaltung muss nicht enteisen oder Beschlag entfernen und kann daher so ausgelegt werden, dass sie minimale Energie verbraucht.
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Vorteile:
- • Erweiterter Niedertemperatur-Betrieb
- • Kürzere Schaltzeit bei niedrigeren Temperaturen.
- • Geringerer Energieverbrauch.
- • Hergestellt unter Verwendung von Standardverfahren und -geräten für Automobilglas.
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Figurenliste
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- Querschnitt eines typischen Automobillaminats.
- Querschnitt eines typischen Automobillaminats mit Beschichtung und Hochleistungsfolie.
- Explosionszeichnung einer Windschutzscheibe mit einem Film mit variabler Lichttransmission.
- Explosionszeichnung einer Windschutzscheibe mit einem Film mit variabler Lichttransmission und einer siebgedruckten Silber-Widerstandsheizschaltung.
- Explosionszeichnung einer Windschutzscheibe mit einem Film mit variabler Lichttransmission und einer transparenten leitend beschichteten Glaswiderstandsheizschaltung auf der Oberfläche zwei des Glases.
- Explosionszeichnung einer Windschutzscheibe mit einem Film mit variabler Lichttransmission und einer transparenten, leitenden beschichteten Filmwiderstandsheizschaltung.
- Explosionszeichnung einer Windschutzscheibe mit einem Film mit variabler Lichttransmission und einer eingebetteten Drahtwiderstandsheizschaltung.
- Explosionszeichnung einer Windschutzscheibe mit einer akustischen PVB-Zwischenschicht und einer siebgedruckten Silber-Widerstandsheizschaltung .
- Explosionszeichnung einer Windschutzscheibe mit einer akustischen PVB-Zwischenschicht und einer transparenten leitend beschichteten Glaswiderstandsheizschaltung auf der Oberfläche zwei des Glases.
- Explosionszeichnung einer Windschutzscheibe mit einer akustischen PVB-Zwischenschicht und einer transparenten, leitenden beschichteten Filmwiderstandsheizschaltung.
- Explosionszeichnung einer Windschutzscheibe mit einer akustischen PVB-Zwischenschicht und einer eingebetteten Drahtwiderstandsheizschaltung.
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Bezugszeichenliste
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- 4
- Kunstoffbindungszwischenschicht
- 6
- Verdunkelung
- 12
- Hochleistungsfilm
- 18
- Beschichtung
- 37
- Sammelschiene
- 42
- Beschichteter Film
- 44
- SPD-Film / schaltbarer Film
- 46
- Silberfritten-Heizschaltung
- 48
- Wolframdraht-Heizschaltung
- 101
- Oberfläche eins
- 102
- Oberfläche zwei
- 103
- Oberfläche drei
- 104
- Oberfläche vier
- 201
- Äußere Glasschicht
- 202
- Innere Glasschicht
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die folgende Terminologie wird verwendet, um die laminierte Verglasung der Erfindung zu beschreiben. Ein Querschnitt eines typischen Automobillaminats ist in den 1A und 1B dargestellt. Das Laminat umfasst zwei Glasschichten, die Außen- oder äußere 201 und die Innen- oder innere 202, die durch eine Kunststoffbindungszwischenschicht 4 dauerhaft miteinander verbunden sind. Die Glasoberfläche, die sich an der Außenseite des Fahrzeugs befindet, wird als Oberfläche eins 101 oder die Oberfläche Nummer eins bezeichnet. Die gegenüberliegende Fläche der äußeren Glasschicht 201 ist Oberfläche zwei 102 oder die Oberfläche Nummer zwei. Die Glasoberfläche, die sich im Innenraum des Fahrzeugs befindet, wird als Oberfläche vier 104 oder die Oberfläche Nummer vier bezeichnet. Die gegenüberliegende Fläche der inneren Glasschicht 202 ist Oberfläche drei 103 oder die Oberfläche Nummer drei. Die Oberflächen zwei 102 und drei 103 sind durch die Kunststoffbindungszwischenschicht 4 miteinander verbunden. Eine Verdunkelung 6 kann auch auf das Glas aufgebracht werden. Verdunkelung umfasst üblicherweise schwarze Emailfritte, die entweder auf die Oberfläche zwei 102 oder auf die Oberfläche vier 104 oder auf beide gedruckt ist. Das Laminat kann auch eine Beschichtung 18 auf einer oder mehreren der Oberflächen umfassen. Das Laminat kann auch einen Hochleistungsfilm 12 umfassen, der zwischen mindestens zwei Kunststoffbindungszwischenschichten 4 laminiert ist.
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Die Kunststoffbindungszwischenschicht hat die Hauptfunktion, die Hauptflächen benachbarter Schichten miteinander zu verbinden. Das ausgewählte Material ist typischerweise ein klarer Kunststoff, wenn eine Glasschicht mit einer anderen Glasschicht 2 verbunden wird. Für den Automobilbereich ist Polyvinylbutyl (PVB) die am häufigsten verwendete Bindungszwischenschicht. Neben Polyvinylbutyl können auch lonoplastenpolymere, Ethylenvinylacetat (EVA), an Ort und Stelle gegossenes flüssiges Harz (cast in place, CIP) und thermoplastisches Polyurethan (TPU) verwendet werden. Zwischenschichten sind mit erweiterten Funktionen erhältlich, die über das Zusammenkleben der Glasschichten hinausgehen.
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Die Erfindung kann Zwischenschichten umfassen, die zum Dämpfen von Schall ausgelegt sind. Solche Zwischenschichten umfassen ganz oder teilweise eine Kunststoffschicht, die weicher und flexibler ist als die normalerweise verwendete. Die Zwischenschicht kann auch von einem Typ sein, der solare Abschirmungseigenschaften aufweist.
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In mehreren Ausführungsformen umfasst die Erfindung mindestens eine funktionale Schicht, die zum Dämpfen von Schall ausgelegt ist. Solche Zwischenschichten umfassen ganz oder teilweise eine Kunststoffschicht, die weicher und flexibler ist als die normalerweise verwendete. In einigen Ausführungsformen ist die Funktionale Schicht eine akustische PVB-Zwischenschicht. Zusätzliche Kunststoffzwischenschichten und Hochleistungsfilme können auch in Verbindung mit der akustischen schalldämpfenden Zwischenschicht verwendet werden.
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Kunststoffzwischenschichten für Automobile werden durch ein Extrusionsverfahren mit einer Dickentoleranz und Prozessvariation hergestellt. Da eine glatte Oberfläche dazu neigt, am Glas zu haften, was es schwierig macht, auf dem Glas zu positionieren und Luft einzufangen, ist die Oberfläche des Kunststoffs normalerweise geprägt, was zu zusätzlichen Variationen der Folie beiträgt, um die Handhabung der Kunststofffolie und das Entfernen von Luft (Entlüften) des Laminats zu fördern. Standarddicken für PVB-Zwischenschichten für Automobile sind bei 0,38 mm und 0,76 mm (15 und 30 mil).
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Die Arten von Glas, die verwendet werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: die übliche Kalknatron-Sorte, die typisch für Automobilverglasungen ist, sowie Alumosilicat, Lithiumalumosilicat, Borosilicat, Glaskeramik und die verschiedenen anderen anorganischen festen amorphen Zusammensetzungen, die einem Glasübergang unterliegen und als Glas klassifiziert werden, einschließlich solcher, die nicht transparent sind. Die Glasschichten können wärmeabsorbierende Glaszusammensetzungen sowie infrarotreflektierende und andere Arten von Beschichtungen umfassen.
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Die Glasschichten können getempert oder verstärkt werden. Es gibt zwei Verfahren, mit denen die Festigkeit von Glas erhöht werden kann. Sie sind thermische Verstärkung, bei der das heiße Glas schnell abgekühlt (abgeschreckt) wird, und chemisches Härten, das den gleichen Effekt durch eine chemische lonenaustauschbehandlung erzielt. Beim chemischen Härten werden Ionen in und nahe der Außenfläche des Glases gegen größere Ionen ausgetauscht. Dadurch wird die äußere Glasschicht komprimiert. Druckfestigkeiten von bis zu 1.000 MPa sind möglich.
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Wärmeverstärktes, voll gehärtetes Kalknatron-Floatglas mit einer Druckfestigkeit im Bereich von mindestens 70 MPa kann in allen Fahrzeugpositionen außer der Windschutzscheibe verwendet werden.
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Wärmeverstärktes (gehärtetes) Glas hat eine Schicht mit hoher Kompression auf den Außenflächen des Glases, die durch die Spannung auf der Innenseite des Glases ausgeglichen wird, die durch das schnelle Abkühlen des heißen erweichten Glases erzeugt wird. Wenn gehärtetes Glas bricht, sind Spannung und Kompression nicht mehr im Gleichgewicht und das Glas zerbricht in kleine Teilchen mit stumpfen Kanten. Gehärtetes Glas ist viel stabiler als getempertes laminiertes Glas. Die Dickengrenzen des typischen Wärmeverstärkungsprozesses für Automobile liegen im Bereich von 3,2 mm bis 3,6 mm. Dies ist auf die schnelle Wärmeübertragung zurückzuführen, die erforderlich ist. Es ist nicht möglich, die mit dünnerem Glas erforderliche hohe Oberflächenkompression unter Verwendung der typischen Niederdruck-Luftabschrecksysteme vom Gebläsetyp zu erreichen.
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Laminiertes Sicherheitsglas wird hergestellt, indem zwei Glasscheiben, die äußere Glasschicht 201 und die innere Glasschicht 202 aus getempertem Glas, unter Verwendung einer Kunststoffbindungszwischenschicht 4 miteinander verbunden werden, die eine dünne Schicht aus transparentem Kunststoff oder eine Thermoplastschicht umfasst, wie in 1 gezeigt. Getempertes Glas ist Glas, das langsam von der Biegetemperatur über den Glasübergangsbereich abgekühlt wurde. Dieser Prozess setzt jede Spannung frei, die im Glas vom Biegeprozess zurückbleibt. Getempertes Glas zerfällt in große Scherben mit scharfen Kanten. Wenn laminiertes Glas zerbricht, werden die Glasscherben ähnlich wie die Teile eines Puzzles durch die Kunststoffschicht zusammengehalten, um die strukturelle Integrität des Glases aufrechtzuerhalten. Ein Fahrzeug mit einer kaputten Windschutzscheibe kann weiterhin betrieben werden. Die Kunststoffbindungszwischenschicht hilft auch, das Eindringen von Gegenständen, die von außen auf das Laminat treffen, zu verhindern und im Falle eines Unfalls die Insassenretention zu verbessern.
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Diese Schwarz-Fritte-Druck-Verdunkelung auf vielen Automobilverglasungen spielt sowohl eine funktionale als auch eine ästhetische Rolle. Der im Wesentlichen undurchsichtige schwarze Druck auf dem Glas dient dazu, den Polyurethan-Klebstoff, der zum Verbinden des Glases mit dem Fahrzeug verwendet wird, vor ultraviolettem Licht und der damit verbundenen Zersetzung zu schützen. Er dient auch dazu, zu verhindern, dass der Klebstoff vom Äußeren des Fahrzeugs gesehen wird. Die schwarze Verdunkelung muss dauerhaft sein und die Lebensdauer des Fahrzeugs unter allen Expositions- und Wetterbedingungen andauern. Ein Teil der ästhetischen Anforderung besteht darin, dass das Schwarz ein dunkles, glänzendes Aussehen und ein einheitliches Aussehen von Teil zu Teil und im Laufe der Zeit aufweist. Ein heute hergestelltes Teil muss mit einem Teil übereinstimmen, das vor 20 Jahren hergestellt und in Betrieb genommen wurde. Die Teile müssen auch mit den anderen Teilen im Fahrzeug übereinstimmen, die möglicherweise nicht vom selben Hersteller oder mit derselben Frittenformulierung hergestellt wurden. Es wurden Standard-Schwarz-Emaille-Farben (Fritten) für Automobile entwickelt, die diese Anforderungen erfüllen können.
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Schwarze Emaille-Fritte umfasst Pigmente, Träger, Bindemittel und fein gemahlenes Glas. Manchmal werden auch andere Materialien hinzugefügt, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern: z. B. Brenntemperatur, Antihaftbeschichtung, chemische Beständigkeit usw. Die schwarze Fritte wird vor dem Erhitzen und Biegen des Glases unter Verwendung eines Siebdruck- oder Tintenstrahldruckprozesses auf das Glas aufgebracht. Da das flache Glas während des Biegeprozesses erwärmt wird, erweicht und schmilzt das pulverförmige Glas in der Fritte und verbindet sich mit der Oberfläche des Glases. Der schwarze Druck wird ein dauerhafter Bestandteil des Glases. Die Fritte soll dabei „abgefeuert“ werden. Dies ist ein Verglasungsprozess, der dem Prozess zum Auftragen von Emaille-Oberflächen auf Badarmaturen, Keramik, Porzellan und Haushaltsgeräten sehr ähnlich ist.
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Die Glasschichten werden unter Verwendung von Schwerkraftbiegen, Pressbiegen, Kaltbiegen oder einem anderen auf dem Fachgebiet bekannten herkömmlichen Mittel gebildet. Schwerkraft- und Pressbiegeverfahren zum Formen von Glas sind auf dem Fachgebiet gut bekannt und werden in der vorliegenden Offenbarung nicht diskutiert.
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Kaltbiegen ist eine relativ neue Technologie. Wie der Name sagt, wird das Glas im kalten Zustand ohne Wärmeeinwirkung in seine endgültige Form gebogen. Bei Teilen mit minimaler Krümmung kann eine flache Glasscheibe kalt an die Kontur des Teils gebogen werden. Dies ist möglich, weil mit abnehmender Glasdicke die Scheiben immer flexibler werden und gebogen werden können, ohne dass ein Spannungsniveau induziert wird, das hoch genug ist, um die langfristige Bruchwahrscheinlichkeit signifikant zu erhöhen. Dünne Scheiben aus getempertem Kalknatronglas mit einer Dicke von etwa 1 mm können zu zylindrischen Formen mit großen Radien (größer als 6 m) gebogen werden. Wenn das Glas chemisch- oder wärmeverstärkt ist, kann das Glas viel höheren Spannungsniveaus standhalten und kann entlang beider Hauptachsen gebogen werden. Das Verfahren wird hauptsächlich verwendet, um chemisch gehärtete dünne Glasscheiben (<= 1 mm) in Form zu biegen.
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Zylinderformen können mit einem Radius in einer Richtung von weniger als 4 Metern gebildet werden. Formen mit zusammengesetzter Biegung, d.h. Krümmung in der Richtung beider Hauptachsen, können mit einem Krümmungsradius in jeder Richtung von nur ungefähr 8 Metern gebildet werden. Natürlich hängt viel von der Oberfläche der Teile und den Arten und Dicken der Substrate ab.
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Das kalt gebogene Glas bleibt unter Spannung und neigt dazu, die Form der gebogenen Schicht, mit der es verbunden ist, zu verzerren. Daher muss die gebogene Schicht kompensiert werden, um die Spannung auszugleichen. Bei komplexeren Formen mit hoher Krümmung muss das flache Glas möglicherweise vor dem Kaltbiegen teilweise thermisch gebogen werden.
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Das Glas, das kaltgebogen werden soll, wird mit einer Formgebungsschicht und mit einer Verbindungsschicht zwischen dem Glas, das kaltgebogen werden soll, und der gebogenen Glasschicht angeordnet. Die Anordnung wird in einen sogenannten Vakuumbeutel gelegt. Der Vakuumbeutel ist ein luftdichter Satz von Kunststofffolien, die die Anordnung einschließen und an den Rändern miteinander verbunden sind, welcher ermöglicht, dass die Luft aus der Anordnung evakuiert werden kann, und auch Druck auf die Anordnung ausübt, wodurch die Schichten in Kontakt gebracht werden. Die Anordnung in dem evakuierten Vakuumbeutel wird dann erwärmt, um die Anordnung zu versiegeln. Die Anordnung wird als nächstes in einen Autoklaven gestellt, der die Anordnung erwärmt und hohen Druck ausübt. Dies vervollständigt den Kaltbiegeprozess, da sich das flache Glas an dieser Stelle an die Form der gebogenen Schicht angepasst hat und dauerhaft befestigt ist. Der Kaltbiegeprozess ist einem auf dem Fachgebiet bekannten Vakuumbeutel/Autoklavierungs-Standardprozess sehr ähnlich, mit der Ausnahme, dass dem Glasstapel eine ungebogene Glasschicht hinzugefügt wird.
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Zur Steuerung der Licht- und Energieübertragung durch das Laminat stehen eine Reihe von Technologien zur Verfügung. Zum Einarbeiten in ein Laminat werden auf jeder Seite des Films Folien aus Kunststoffzwischenschicht benötigt, um den Film mit den anderen Schichten des Laminats zu verbinden. Der Film wird zwischen zwei Kunststoffbindungszwischenschichten laminiert, um eine laminierte Verglasung zu bilden.
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Die Fähigkeit zur Änderung der Lichttransmission und/oder der Schalldämpfung bei niedrigeren Temperaturen, die durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagen wird, wird durch Hinzufügen einer Widerstandsheizschaltung zur Verglasung verbessert.
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Widerstandsheizschaltungen sind üblicherweise auf Fahrzeugrücklichtern bereitgestellt, um die Sicht zu unterstützen und die Sicherheit zu erhöhen, indem Schnee und Eis geschmolzen und Beschlag beseitigt werden. Bei einigen Windschutzscheiben sind auch Heizschaltungen bereitgestellt. Bei Fahrzeugen mit Scheibenwischern, die bei Nichtgebrauch unter der Motorhaubenlinie versteckt sind, ist eine Heizungs-Wischerauflage erforderlich, um die Scheibenwischer bei Nichtgebrauch von Schnee und Eis freizuhalten und die Bildung von Schnee im Eis im Ruhebereich zu verhindern, wenn in Gebrauch. Windschutzscheiben mit Sicherheitskameras erfordern auch eine Heizschaltung, die den Teil der Windschutzscheibe im Sichtfeld der Kamera schnell freimachen kann. Die meisten Fahrzeuge sind mit Heißluft-Windschutzscheiben-Abtausystemen ausgestattet. Einige sind auch mit einer vollständigen Windschutzscheiben-Widerstandsheizung ausgestattet. Bei der Herstellung der verschiedenen Arten von Heizschaltungen wird eine Reihe von Technologien verwendet. Im Allgemeinen ist für die meisten Klimazonen und typischen Verglasungen eine Leistungsdichte von mindestens 4 bis 5 Watt pro Quadratdezimeter erforderlich, um eine gute Enteisungsleistung zu erzielen. Für anspruchsvollere Anwendungen wie der Wischerauflage sind Leistungsdichten von bis zu 15 Watt pro Quadratdezimeter bekannt.
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Die optimale Schalttemperatur liegt irgendwo um 10-20 °C, hängt jedoch von der Technologie und dem Hersteller ab. Ebenso variiert das untere Ende des Bereichs. Eine Leistungsdichte im Bereich von 2,5-3 Watt reicht aus, um die Temperatur des schaltbaren Materials nahe an die optimalen Temperatur zu erhöhen und zu halten. Die tatsächliche Leistungsdichte der Schaltung hängt von der Technologie, der Position der Verglasung und dem Hersteller ab.
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Bei der Verglasung von Automobilen werden verschiedene Arten von Widerstandsheizschaltungen verwendet. Alle können in Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden.
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Eine vollständige Oberflächenheizung der Windschutzscheibe wird üblicherweise durch die Verwendung einer leitenden transparenten Beschichtung bereitgestellt. Die Beschichtung wird direkt auf das Glas vakuumgesputtert und besteht aus mehreren Schichten von Metall und Dielektrika. Bei Widerständen in dem Bereich von 2-6 Ohm pro Quadrat wird ein Spannungswandler benötigt, um die erforderliche Leistungsdichte zu erreichen. Die geringere Leistungsdichte, die zur Aufrechterhaltung des Schaltens erforderlich ist, kann die Verwendung einer Standard-12-V-Stromversorgung ermöglichen.
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Silberfritte ist die häufigste Art von Heizschaltung für Rückleuchten, Heizen von Wischerauflagen und Kameraenteiser. Es ist auch die kostengünstigste. Feines Silberpulver wird mit Trägern, Bindemitteln und fein gemahlenem Glas gemischt.
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Manchmal werden auch andere Materialien hinzugefügt, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern: die Brenntemperatur, Antihaftbeschichtung, chemische Beständigkeit usw. Die Silberfritte wird vor dem Erhitzen und Biegen des Glases unter Verwendung eines Siebdruck- oder Tintenstrahldruckverfahrens auf das Glas aufgebracht. Während das flache Glas während des Biegevorgangs erwärmt wird, erweicht und schmilzt das pulverförmige Glas in der Fritte und verbindet sich mit der Oberfläche des Glases. Der Druck mit Silberfritte wird zu einem dauerhaften Bestandteil des Glases. Die Fritte soll dabei „abgefeuert“ werden. Dies ist ein Verglasungsprozess, der dem Verfahren zum Auftragen von Emaille-Oberflächen auf Badarmaturen, Keramik, Porzellan und Haushaltsgeräten sehr ähnlich ist. Widerstände von nur 2 Milliohm pro Quadrat und Linienbreiten von nur 0,5 mm sind möglich. Der Hauptnachteil des Silberdrucks ist die Ästhetik des gebrannten Silbers, das eine dunkelorange bis senfgelbe Farbe aufweist, je nachdem auf welcher Seite des Glases er gedruckt wird, auf der Luftseite oder auf der Zinnseite.
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Ein transparenter leitender beschichteter Film kann auch verwendet werden, um eine Widerstandsheizschaltung bereitzustellen. Dies ist transparentem leitendem beschichtetem Glas sehr ähnlich und wird auf die gleiche Weise hergestellt wie transparentes leitendes beschichtetes Glas. Ein Spannungswandler wird benötigt, um die Leistungsdichte zu erreichen, die für die vollständige Oberflächenheizung der Windschutzscheibe erforderlich ist. Die niedrigere Leistungsdichte der Erfindung kann die Verwendung einer Standard-12-V-Stromversorgung ermöglichen.
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Eine eingebettete Drahtwiderstandsheizschaltung wird gebildet, indem feine Drähte in die Kunststoffbindungsschicht eines Laminats eingebettet werden. Die Drähte werden durch Wärme oder Ultraschall in den Kunststoff eingebettet. Wolfram ist ein bevorzugtes Material aufgrund seiner Zugfestigkeit, die 10-mal so hoch ist wie die von Kupfer, und seiner flachen schwarzen Farbe. Bei der Heizung von Windschutzscheiben wird normalerweise Wolframdraht verwendet, der im Bereich von 18-22 µm liegt, wobei an diesem Punkt die Drähte praktisch unsichtbar sind. Die Drähte werden unter Verwendung eines oszillierenden sinusförmigen Musters eingebettet, um Blenden zu verringern, das unter bestimmten Lichtbedingungen auftreten kann. Für andere Positionen der Verglasung als die Windschutzscheibe können größere Drahtdurchmesser verwendet werden. Drähte werden normalerweise unter Verwendung einer Art CNC-Maschine eingebettet.
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Eine Micro-mesh-Widerstandsheizschaltung umfasst sehr feine leitende Bahnen, die unter Verwendung einer Vakuumsputtertechnik auf einem nichtleitenden Substrat wie Glas oder Kunststoff abgeschieden werden. Muster werden durch Maskieren des Substrats unter Verwendung eines lithografischen Verfahrens gebildet, das dem zur Herstellung integrierter Schaltkreise verwendeten ähnlich ist. Bahn-Breiten von 10 µm sind möglich, wobei an diesem Punkt das Netz für alle praktischen Zwecke unsichtbar ist. Der Hauptvorteil dieser Methode besteht darin, dass das Muster so angelegt werden kann, dass eine sehr genaue Steuerung der Heizung möglich ist. Da die Leiter nicht transparent sein müssen, kann die Dicke viel größer sein als die, die beim Beschichten des gesamten Substrats möglich ist. Das Verfahren ist auch einfacher, da nur eine einzige Metallschicht erforderlich ist.
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Die Heizschaltung kann manuell oder automatisch betrieben werden. Beide Methoden wurden für Anwendungen zur Enteisung und zum Entfernen von Beschlag verwendet. Die Schaltung kann in Reaktion auf den Benutzer betrieben werden. Im Allgemeinen wird ein Timer verwendet, um den Stromverbrauch zu begrenzen und eine Überhitzung zu verhindern. Für die Regelkreiskontrolle kann eine Temperaturrückmeldung bereitsgestellt werden. Da die meisten modernen Fahrzeuge Innen- und Außentemperatursensoren haben, kann die Fahrzeugklimatisierung die Schaltung basierend auf der Temperatur betreiben. Für optimale Effizienz kann ein Lichtsensor verwendet werden, um die Schaltgeschwindigkeit zu erfassen und den Heizschaltung in Reaktion auf die gemessene Schaltgeschwindigkeit und die Temperatur zu betreiben.
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Eine Panorama-Windschutzscheibe ist eine Windschutzscheibe, bei der die Oberkante wesentlich verlängert wurde, so dass sie einen Teil des Fahrzeugdaches umfasst.
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Das laminierte Panorama-Glasdach von 2 veranschaulicht den Stand der Technik. Das Laminat umfasst eine 2,5 mm dicke klare Standard-Außenglasschicht aus Kalknatron 201 und eine 2,1 mm dicke Solargrün-Innenglasschicht aus Kalknatron 202. Verdunkelung 6 ist auf Oberfläche zwei 102 und Oberfläche vier 104 siebgedruckt. Die Glasschichten werden im Schwerkraftbiegeprozess thermisch gebogen. Eine Schicht aus SPD-Film 44 mit Sammelschienen 37 an gegenüberliegenden Enden ist zwischen zwei Schichten aus klarer Kunststoffbindungszwischenschicht 4 angeordnet. Das laminierte Panoramaglasdach arbeitet bei Umgebungstemperaturen in einem Bereich von etwa 0 °C bis 60 °C. Unter diesen Bedingungen hat der SPD-Film 44 eine Lichttransmission von 20 % im eingeschalteten Zustand (dunkel zu klar) mit einer Reaktionszeit in einem Bereich von 1 s bis 5 s und 2 % im ausgeschalteten Zustand (klar zu dunkel) mit eine Reaktionszeit in einem Bereich von 5 s bis 10 s in den Zustand ohne Stromversorgung.
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Das montierte Laminat ist unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
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Es versteht sich, dass, während die schaltbare Technologie der Ausführungsformen SPD ist, die gleichen Heizschaltungen in Laminate eingebaut werden können, die andere schaltbare Technologien verwenden. Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen Panoramadächer sind, können die gleichen Heizschaltungen in akustische Laminate eingebaut werden, die zur Verwendung als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Türfenster oder in einer anderen verglasten Position des Fahrzeugs ausgelegt sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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- 1. Das laminierte Panoramaglasdach von 3 veranschaulicht die erste Ausführungsform. Das Laminat umfasst eine 2,5 mm dicke klare Standard-Außenglasschicht aus Kalknatron 201 und eine 2,1 mm dicke Solargrün-Innenglasschicht aus Kalknatron 202. Verdunkelung 6 ist auf der Oberfläche zwei 102 und die Oberfläche vier 104 siebgedruckt. Eine Silberfritten-Heizschaltung 46 mit 0,6 mm breiten Bahnen und einer Leistungsdichte von 3 Watt pro Quadratdezimeter ist auf die Oberfläche vier 104 siebgedruckt. Siebgedruckte Silberfritten-Sammelschienen 37 werden verwendet, um die gedruckten Heizungsbahnen zu verbinden. Die Glasschichten sind mittels Schwerkraftbiegeprozess thermisch gebogen. Eine Schicht aus SPD-Film 44 mit Sammelschienen 37 an gegenüberliegenden Enden ist zwischen zwei Schichten aus klarer Kunststoffbindungszwischenschicht 4 angeordnet. Das laminierte Panoramaglasdach der Ausführungsform arbeitet bei Umgebungstemperaturen von weniger als 0 °C. Der SPD-Film 44 hat eine Lichttransmission von 20 % im eingeschalteten Zustand mit einer Reaktionszeit in einem Bereich von 1 s bis 5 s, um von dunkel nach klar zu wechseln, und 2 % im ausgeschalteten Zustand mit einer Reaktionszeit in einem Bereich von 5 s bis 10 s, um von klar zu dunkel in den Zustand ohne Stromversorgung zu wechseln. Das montierte Laminat ist unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
- 2. Das laminierte Panoramaglasdach von 4 veranschaulicht die zweite Ausführungsform. Das Laminat umfasst eine 2,5 mm dicke klare Standard-Außenglasschicht aus Kalknatron 201 und eine 2,1 mm dicke Solargrün-Innenglasschicht aus Kalknatron 202. Verdunkelung 6 ist auf die Oberfläche zwei 102 und die Oberfläche vier 104 siebgedruckt. Nach dem Drucken wird die äußere Glasschicht 201 erwärmt, um den schwarzen Druck zu brennen. Nach dem Brennen wird die äußere Schicht mittels eines MSVD-Verfahrens beschichtet, um eine transparente Beschichtung auf Silberbasis 18 mit einem Folienwiderstand von 2,5 Ohm pro Quadrat aufzubringen. Bei 12 V hat die Heizschaltung eine Leistungsdichte von 3 Watt pro Quadratdezimeter. Dünne flache verzinnte Kupfersammelschienen 37 werden verwendet, um die beschichteten Heizschaltungen mit Strom zu versorgen. Die Glasschichten sind mittels eines Schwerkraftbiegeprozesses thermisch gebogen. Eine Schicht aus SPD-Film 44 mit Sammelschienen 37 an gegenüberliegenden Enden ist zwischen zwei Schichten aus klarer Kunststoffbindungszwischenschicht 4 angeordnet. Das laminierte Panoramaglasdach der Ausführungsform arbeitet bei Umgebungstemperaturen von weniger als 0 °C. Der SPD-Film 44 hat eine Lichttransmission von 20% im eingeschalteten Zustand mit einer Reaktionszeit in einem Bereich von 1 s bis 5 s, um von dunkel nach klar zu wechseln, und 2 % im ausgeschalteten Zustand mit einer Reaktionszeit in einem Bereich von 5 s bis 10 s, um von klar zu dunkel in den Zustand ohne Stromversorgung zu wechseln. Das montierte Laminat ist unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
- 3. Das laminierte Panoramaglasdach von 5 veranschaulicht die dritte Ausführungsform. Das Laminat umfasst eine 2,5 mm dicke klare Standard-Außenglasschicht aus Kalknatron 201 und eine 2,1 mm dicke Solargrün-Innenglasschicht aus Kalknatron 202. Verdunkelung 6 ist auf die Oberfläche zwei 102 und die Oberfläche vier 104 siebgedruckt. Die Heizschaltung umfasst einen kunststoffbeschichteten Film 42 mittels eines MSVD-Prozesses, der zum Aufbringen einer transparenten Beschichtung auf Silberbasis mit einem Folienwiderstand von 2,5 Ohm pro Quadrat verwendet wird. Bei 12 V hat die Heizschaltung eine Leistungsdichte von 3 Watt pro Quadratdezimeter. Dünne flache verzinnte Kupfersammelschienen werden verwendet, um die beschichteten Heizschaltungen mit Strom zu versorgen. Die Glasschichten sind mittels eines Schwerkraftbiegeprozesses thermisch gebogen. Eine Schicht aus SPD-Film 44 mit Sammelschienen 37 an gegenüberliegenden Enden ist zwischen zwei Schichten aus klarer Kunststoffbindungszwischenschicht 4 angeordnet. Das laminierte Panoramaglasdach der Ausführungsform arbeitet bei Umgebungstemperaturen von weniger als 0 °C. Der SPD-Film 44 hat eine Lichttransmission von 20% im eingeschalteten Zustand mit einer Reaktionszeit in einem Bereich von 1 s bis 5 s, um von dunkel nach klar zu wechseln, und 2 % im ausgeschalteten Zustand mit einer Reaktionszeit in einem Bereich von 5 s bis 10 s, um von klar zu dunkel in den Zustand ohne Stromversorgung zu wechseln. Eine Schicht aus klarer Kunststoffbindungszwischenschicht 4 verbindet den SPD-Film 44 mit dem leitenden beschichteten Film 42, und eine dritte klare Kunststoffbindungszwischenschicht 4 wird hinzugefügt, um den beschichteten Film mit dem äußeren Glas 201 zu verbinden. Das montierte Laminat ist unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
- 4. Das laminierte Panoramaglasdach von 6 veranschaulicht die vierte Ausführungsform. Das Laminat umfasst eine 2,5 mm dicke klare Standard-Außenglasschicht aus Kalknatron 201 und eine 0,7 mm dicke chemisch gehärtete Innenglasschicht 202. Verdunkelung 6 ist auf die Oberfläche zwei 102 siebgedruckt. Eine eingebettete Wolframdraht-Heizschaltung 48 mit einer Leistungsdichte von 3 Watt pro Quadratdezimeter ist in die klare Kunststoffbindungszwischenschicht eingebettet, die zwischen dem SPD-Film 44 und der inneren Glasschicht 202 positioniert ist. Dünne verzinnte Kupferschienen werden verwendet, um die Drahtheizelemente mit 12 V zu versorgen. Die äußere Glasschicht 201 ist unter Verwendung eines Schwerkraftbiegeprozesses thermisch gebogen. Die innere Glasschicht 202 ist kaltgebogen. Eine Schicht aus SPD-Film 44 mit Sammelschienen 37 an gegenüberliegenden Enden ist zwischen zwei Schichten aus klarer Kunststoffbindungszwischenschicht 4 angeordnet. Das laminierte Panoramaglasdach der Ausführungsform arbeitet bei Umgebungstemperaturen von weniger als 0 °C. Der SPD-Film 44 hat eine Lichttransmission von 20 % im eingeschalteten Zustand mit einer Reaktionszeit in einem Bereich von 1 s bis 5 s, um von dunkel nach klar zu wechseln, und 2 % im ausgeschalteten Zustand mit einer Reaktionszeit in einem Bereich von 5 s bis 10 s, um von klar zu dunkel in den Zustand ohne Stromversorgung zu wechseln. Das montierte Laminat wird unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
- 5. Ausführungsform 5 ist dieselbe wie Ausführungsform 1, jedoch mit einem PDLC-Film, der die SPD ersetzt.
- 6. Ausführungsform 6 ist dieselbe wie Ausführungsform 2, jedoch mit einem PDLC-Film, der das SPD ersetzt.
- 7. Ausführungsform 7 ist dieselbe wie Ausführungsform 3, jedoch mit einem PDLC-Film, der das SPD ersetzt.
- 8. Ausführungsform 8 ist dieselbe wie Ausführungsform 4, jedoch mit einem PDLC-Film, der das SPD ersetzt.
- 9. Das laminierte Panoramaglasdach von 7 veranschaulicht die erste Ausführungsform. Das Laminat umfasst eine 2,5 mm dicke klare Standard-Außenglasschicht aus Kalknatron 201 und eine 2,1 mm dicke Solargrün-Innenglasschicht aus Kalknatron 202. Verdunkelung 6 ist auf die Oberfläche zwei 102 und die Oberfläche vier 104 siebgedruckt. Eine Silberfritten-Heizschaltung 46 mit 0,6 mm breiten Bahnen und einer Leistungsdichte von 3 Watt pro Quadratdezimeter ist auf die Oberfläche vier 104 siebgedruckt. Siebgedruckte Silberfritten-Sammelschienen 37 werden verwendet, um die gedruckten Heizungsbahnen zu verbinden. Die Glasschichten sind mittels Schwerkraftbiegeprozess thermisch gebogen. Das montierte Laminat ist unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
- 10. Das laminierte Panoramaglasdach von 7 veranschaulicht die erste Ausführungsform. Das Laminat umfasst eine 2,5 mm dicke klare Standard-Außenglasschicht aus Kalknatron 201 und eine 2,1 mm dicke Solargrün-Innenglasschicht aus Kalknatron 202. Verdunkelung 6 ist auf die Oberfläche zwei 102 und die Oberfläche vier 104 siebgedruckt. Nach dem Drucken wird die äußere Glasschicht 201 erwärmt, um den schwarzen Druck zu brennen. Nach dem Brennen wird die äußere Schicht mittels eines MSVD-Verfahrens beschichtet, um eine transparente Beschichtung auf Silberbasis 18 mit einem Folienwiderstand von 2,5 Ohm pro Quadrat aufzubringen. Bei 12 V hat die Heizschaltung eine Leistungsdichte von 3 Watt pro Quadratdezimeter. Dünne flache verzinnte Kupfersammelschienen 37 werden verwendet, um die beschichteten Heizschaltungen mit Strom zu versorgen. Die Glasschichten sind mittels eines Schwerkraftbiegeprozesses thermisch gebogen. Das montierte Laminat wird unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
- 11. Das laminierte Panoramaglasdach von 9 veranschaulicht die dritte Ausführungsform. Das Laminat umfasst eine 2,5 mm dicke klare Standard-Außenglasschicht aus Kalknatron 201 und eine 2,1 mm dicke Solargrün-Innenglasschicht aus Kalknatron 202. Verdunkelung 6 ist auf die Oberfläche zwei 102 und die Oberfläche vier 104 siebgedruckt. Die Heizschaltung umfasst einen Kunststofffilm (beschichteter Film 42), beschichtet mittels eines MSVD-Prozesses, der zum Aufbringen einer transparenten Beschichtung auf Silberbasis mit einem Folienwiderstand von 2,5 Ohm pro Quadrat verwendet wird. Bei 12 V hat die Heizschaltung eine Leistungsdichte von 3 Watt pro Quadratdezimeter. Dünne flache verzinnte Kupfersammelschienen 37 werden verwendet, um die beschichteten Heizschaltungen mit Strom zu versorgen. Die Glasschichten sind mittels eines Schwerkraftbiegeprozesses thermisch gebogen. Das montierte Laminat wird unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
- 12. Das laminierte Panoramaglasdach von 10 veranschaulicht die vierte Ausführungsform. Das Laminat umfasst eine 2,5 mm dicke klare Standard-Außenglasschicht aus Kalknatron 201 und eine 0,7 mm dicke chemisch gehärtete Innenglasschicht 202. Verdunkelung 6 ist auf die Oberfläche zwei 102 siebgedruckt. Eine eingebettete Wolframdraht-Heizschaltung 48 mit einer Leistungsdichte von 3 Watt pro Quadratdezimeter ist in die klare Kunststoffbindungszwischenschicht eingebettet. Dünne verzinnte Kupfersammelschienen werden verwendet, um die Drahtheizelemente mit 12 V zu versorgen. Die äußere Glasschicht 201 ist unter Verwendung eines Schwerkraftbiegeprozesses thermisch gebogen. Die innere Glasschicht 202 ist kaltgebogen. Das montierte Laminat ist unter Verwendung von Standard-Automobil-Laminiergeräten verarbeitet.
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Es ist anzumerken, dass in den Ausführungsformen 1 bis 8 das laminierte Panoramaglasdach auch bei Umgebungstemperaturen in einem Bereich von etwa 0 °C bis 60 °C mit einer SPD-Leistung wie zuvor erwähnt arbeiten kann.
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Es versteht sich, dass diese Erfindung nicht auf die oben beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist. Ein Fachmann wird verstehen, dass zahlreiche Variationen und/oder Modifikationen durchgeführt werden können, die nicht von der Idee der Erfindung abweichen, die nur durch die folgenden Ansprüche definiert ist.
