DE1480445B1

DE1480445B1 - Verfahren zur Herstellung einer heizbaren Autoscheibe

Info

Publication number: DE1480445B1
Application number: DE19641480445
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1964-11-09
Filing date: 1964-11-09
Publication date: 1969-10-23
Also published as: DE1291647B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer heizbaren Autoscheibe, bestehend aus einer vorgespannten Einscheibensicherheitsglasscheibe mit wenigstens auf einer Seite in gegenseitigem Abstand von größenordnungsmäßig bis zu einigen Zentimetern angeordneten, bei erhöhten Temperaturen eingebrannten Widerstandsstreifen, bei dem schmale Streifen einer Aufschlämmung metallischen Silbers und einer niedrigschmelzenden Fritte in einem organischen Bindemittel auf wenigstens eine Scheibenoberfläche in dem gewünschten Muster aufgetragen, die aufgetragenen Streifen getrocknet und im Zuge der Erwärmung der Glasscheibe für den Biege- und/oder Vorspannprozeß eingebrannt werden.
Es sind bereits elektrische Widerstandsheizgeräte, wie Koch-, Wärme- und Heizplatten, bekannt (deutsche Patentschrift 1029 957), bei denen das Widerstandselement den größten Teil einer Glasplatte bedeckt. Die Heizleiter bestehen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und sind nach einem als Schoop-Verfahren bekannten Metallspritzverfahren auf die Oberfläche einer vorher vorgespannten Glasscheibe aufgespritzt. Die Glasscheibe muß vorher vorgespannt sein, weil sie sonst die örtlichen Erwärmungen beim Metallspritzen nicht aushält, sondern zerspringt.
Mit dem Metallspritzverfahren läßt sich jedoch weder eine saubere Randbegrenzung noch ein gleichmäßiger Auftrag des Metalls erreichen. Das gilt ganz besonders, wenn sehr schmale Metallstreifen aufgebracht werden sollen. Für eine Autoverglasung sind aber eine saubere Randbegrenzung und ein gleichmäßiger Widerstand bei äußerst schmalen Streifen, die die Durchsicht nicht behindern, erste Voraussetzung für die Brauchbarkeit des Verfahrens.
Es ist auch bereits bekannt (französische Patentschrift 841868), eine heizbare Autoscheibe insgesamt oder auf einem ausgewählten Bereich mit einer sehr dünnen, durchsichtigen, leitenden Schicht, insbesondere einer dünnen Metallschicht zu belegen und an gegenüberliegenden Randbereichen z. B. auf elektrolytischem Wege zu verstärken. Diese als Stromverteilungsbänder dienenden Verstärkungen haben offensichtlich lediglich die Aufgabe, einen gleichmäßigen Stromübergang von den aufgeklemmten Leitschienen auf die Widerstandsschicht sicherzustellen.
Mit durchsichtigen großflächigen Widerstandsschichten versehene Heizscheiben sind aber als Autoscheiben bisher nicht brauchbar, weil ihr Flächenwiderstand für die geringe Spannung von maximal 12 Volt, die in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung steht, zu groß ist. Der Flächenwiderstand ließe sich nur durch Erhöhung der Schichtdicke verringern. Dann sinkt aber die Lichtdurchlässigkeit unter die gesetzlich vorgeschriebene untere Grenze von 700/e. Außerdem sind derartige großflächigen Widerstandsschichten verhältnismäßig kratzempfindlich.
Ferner sind heizbare Autoscheiben bekannt (österreichische Patentschrift 203 645), die aus zwei durch eine plastische Zwischenschicht miteinander verbundenen Glasscheiben bestehen, in deren plastischer Zwischenschicht Widerstandsdrähte eingebettet sind.
Diese Art von Heizscheiben sind die einzigen heizbaren Autoscheiben, die heute tatsächlich hergestellt werden und zur Anwendung kommen.
Scheiben aus Verbundsicherheitsglas haben aber den entscheidenden Nachteil, daß sie, weil sie aus zwei Scheiben zusammengesetzt sind, im Vergleich zu einer vorgespannten Einscheibensicherheitsglasscheibe verhältnismäßig teuer sind. Ihre Herstellung erfordert einen beachtlichen Arbeitsaufwand und ist damit sehr kostspielig.
Schließlich ist aus der deutschen Patentschrift 644 961 noch eine elektrische Heizplatte aus keramischem Werkstoff oder Glas bekannt, die dauernd auf einer Temperatur von über 250° C gehalten werden kann. In bzw. auf dem keramischen oder Glasträger sind in entsprechend vorgesehenen Aussparungen Heizdrähte eingebettet, und zur Erhöhung des Wärmeüberganges von den Heizdrähten auf den keramischen oder Glasträger wird dieser auf seiner den Heizdrähten zugekehrten Seite mit einem Metallbelag versehen, der durch Aufbrennen eines Silberbelages und gegebenenfalls nachfolgende galvanische Verstärkung hergestellt wird.
Eine solche Einrichtung kommt jedoch für eine Autoverglasung nicht in Betracht.
Durch die Erfindung wird nunmehr ein Verfahren geschaffen, mit dem es möglich ist, auf verhältnismäßig einfachem Wege sehr schmale Heizstreifen mit einer Breite von 0,2 bis 0,8 mm und vorzugsweise etwa 0,4 mm mit einem sehr gleichmäßigen elektrischen Widerstand aufzutragen. Das neue Verfahren führt zu einer äußerst geringen Ausfallquote und erlaubt die Herstellung großer Serien bei Einhaltung enger Toleranzen der Widerstandswerte.
Gemäß der Erfindung erfolgt das Auftragen der Aufschlämmung des metallischen Silbers nach dem Siebdruckverfahren und werden die eingebrannten Streifen galvanisch verstärkt.
Bei diesem Verfahren werden auf die kalte zugeschnittene Glasscheibe mit Hilfe des Siebdruckverfahrens die Streifen in dem gewünschten Muster aus einer pastenförmigen Aufschlämmung von metallischem Silber und einer niedrigschmelzenden Fritte in einem organischen Bindemittel aufgetragen. Nach dem Auftragen der Widerstandsstreifen läßt man die Paste an der Luft antrocknen. Wenn die Streifen eine genügende Festigkeit erreicht haben, werden die Glasscheiben dem üblichen Biege- und/oder Vorspannprozeß unterworfen. Dabei werden die Scheiben auf eine Temperatur oberhalb des oberen Kühlpunktes erhitzt, während der Erhitzung oder im Anschluß daran in die gewünschte Form gebogen und im Anschluß daran durch Aufblasen von Luft zur Erzeugung der Vorspannung schroff abgekühlt. Das Einbrennen der Silberpaste erfolgt im Zuge der Erhitzung der Scheibe für den Biege- und/oder Vorspannprozeß, so daß eine getrennte Einbrennstufe entfallen kann. Da der spezifische Widerstand der so hergestellten Widerstandsstreifen in der Regel für die bei Autoscheiben notwendige Heizleistung von 2 bis 8 Watt/dm2 zu groß ist, werden die Widerstandsstreifen nach dem Einbrennen galvanisch verstärkt, wobei sich die galvanische Verstärkung mit Kupfer als besonders geeignet erwiesen hat.
An sich läßt sich mit Hilfe des Siebdruckverfahrens die gewünschte Gleichmäßigkeit des Silberpastenauftrages nicht erreichen, obwohl sich das Siebdruckverfahren wegen der Möglichkeit, besonders schmale Heizleiter herzustellen, anbietet. Durch das Verfahren bedingt, kommt es nämlich häufig zur Bildung von Schwachstellen infolge zu dünnen Pastenauftrages oder infolge von Einschnürungen oder Verengungen. Diese Schwachstellen können im späteren Betrieb durchbrennen. Außerdem führen die für diese Zwecke üblichen Silberpasten zu verhältnismäßig spröden Leitern, die den thermischen und mechanischen Belastungen auf die Dauer nicht gewachsen sind und ebenfalls zu Unterbrechungen führen können.
Es hat sich aber gezeigt, daß das Siebdruckverfahren trotzdem zu ausgezeichneten Ergebnissen führt, wenn man die mit seiner Hilfe hergestellten Streifen durch nachträgliche Galvanisierung verstärkt. Hier zeigt sich nämlich, daß gerade an den Schwachstellen infolge größerer Stromliniendichte im Galvanobad das Metall bevorzugt abgeschieden wird. Dadurch wird die Gefahr des späteren Durchbrennens praktisch ausgeschaltet. Außerdem werden durch die Galvanisierung die eingebrannten Heizleiter, die von Natur aus porös und spröde und mit einem Email vergleichbar sind, von einem duktilen Metall durchdrungen und überzogen. Dieses duktile Metall widersteht den Beanspruchungen durch Wärmeausdehnungen sowie den unvermeidlichen mechanischen Beanspruchungen weit besser als die mit dem Siebdruck allein hergestellten Leiter. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß die seitliche Begrenzung der Heizleiter, die beim Siebdruckverfahren nur selten geradlinig verläuft, durch die galvanische Metallabscheidung vergleichmäßigt wird.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung einer heizbaren Autoscheibe, bestehend aus einer vorgespannten Einscheibensicherheitsglasscheibe mit wenigstens auf einer Seite im gegenseitigen Abstand von größenordnungsmäßig bis zu einigen Zentimetern angeordneten, bei erhöhten Temperaturen eingebrannten Widerstandsstreifen, bei dem schmale Streifen einer Aufschlämmung metallischen Silbers und einer niedrigschmelzenden Fritte in einem organischen Bindemittel auf wenigstens eine Scheibenoberfläche in dem gewünschten Muster aufgetragen, die aufgetragenen Streifen getrocknet und im Zuge der Erwärmung der Glasscheibe für den Biege- und/oder Vorspannprozeß eingebrannt werden, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Auftragen der Aufschlämmung auf die Glasscheibe nach dem Siebdruckverfahren erfolgt und die eingebrannten Streifen galvanisch verstärkt werden.