DE202019005640U1 - Coated pane with see-through area - Google Patents
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Abstract
Beschichtete Scheibe mit Durchsichtsbereich, umfassend ein Glassubstrat (1) mit einer opaken Beschichtung (2) auf Basis eines organischen Lacks, welche in einem Durchsichtsbereich (3) mittels der Strahlung (S) eines Lasers (L) entfernt ist. Coated pane with see-through area, comprising a glass substrate (1) with an opaque coating (2) based on an organic lacquer, which is removed in a see-through area (3) by means of the radiation (S) of a laser (L).
Description
Die Erfindung betrifft eine beschichtete Scheibe mit Durchsichtsbereich.The invention relates to a coated pane with a see-through area.
Insbesondere im Haushaltsbereich sind Glasartikel mit opaken Beschichtungen bekannt. Ein bekanntes Beispiel sind Spiegel, wobei auf einem Glassubstrat eine silberhaltige Schicht aufgebracht ist, auf welcher wiederum die opake Beschichtung aufgebracht ist. Die opaken Beschichtungen sind üblicherweise auf Basis organische Lacke ausgebildet. Solche organischen Lacke sind beispielsweise bekannt aus Sorensen et al., „Anticorrosive coatings: a review“ (J. Coat. Technol. Res., 6(2), 2009),
Spiegel oder andere Artikel der vorstehend genannten Art können mit elektronischen Anzeige- oder Bedienelementen ausgestattet werden. So kann beispielsweise ein Badezimmerspiegel mit einem Anzeigeelement ausgestattet werden, auf denen Informationen wie die aktuelle Uhrzeit und Temperatur angezeigt werden. Solche Spiegel werden beispielsweise von der Firma Saint-Gobain unter der Produktbezeichnung „Miralite Connect“ angeboten. Zur Herstellung eines solchen Spiegels muss ein beschichtungsfreier Durchsichtsbereich erzeugt werden, in dem dann das Anzeige- oder Bedienelement hinter dem Glassubstrat angeordnet wird, so dass es durch das Glassubstrat hindurch ablesbar oder bedienbar ist. Der Durchsichtsbereich kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass er beim Beschichten mit einer Maskierung versehen wird, so dass er von der Beschichtung ausgenommen wird. Die Maskierung muss dann im Anschluss entfernt werden, was aufwendig ist. Alternativ kann die silberhaltige Schicht und die opake Beschichtung im Anschluss an die Beschichtung im Durchsichtsbereich wieder entfernt werden. Dies erfolgt typischerweise durch chemisches Ätzen oder Sandstrahlbehandlung, wobei das Glassubstrat einer hohen Belastung ausgesetzt wird.Mirrors or other articles of the type mentioned above can be equipped with electronic display or control elements. For example, a bathroom mirror can be equipped with a display element that shows information such as the current time and temperature. Such mirrors are offered, for example, by the company Saint-Gobain under the product name “Miralite Connect”. To produce such a mirror, a coating-free see-through area must be created, in which the display or control element is then arranged behind the glass substrate so that it can be read or operated through the glass substrate. The see-through area can be produced, for example, in that it is provided with a masking during coating, so that it is excluded from the coating. The masking then has to be removed afterwards, which is complex. Alternatively, the silver-containing layer and the opaque coating can be removed again after the coating in the see-through area. This is typically done by chemical etching or sandblasting, whereby the glass substrate is exposed to a high level of stress.
Es ist bekannt, elektrisch leitfähige Beschichtungen mittels Laserstrahlung bereichsweise zu entschichten. So können die leitfähigen Beschichtungen beispielsweise strukturiert werden, um einen Stromfluss zu lenken, oder sie können mit einem sogenannten Kommunikationsfenster ausgestattet werden, das die Transmission von elektromagnetischer Strahlung gewährleistet. Beispielhaft sein auf
Es besteht Bedarf an verbesserten Scheiben mit opaken Beschichtungen und Durchsichtsbereich, die schnell hergestellt werden können, wobei das Glassubstrat möglichst wenig belastet wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Scheibe bereitzustellen.There is a need for improved panes with opaque coatings and see-through areas that can be produced quickly with as little stress as possible on the glass substrate. The present invention is based on the object of providing such a disk.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Scheibe gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.The object of the present invention is achieved according to the invention by a disk according to
Die erfindungsgemäße Scheibe umfasst mindestens ein Glassubstrat mit einer opaken Beschichtung auf Basis eines organischen Lacks, welche in einem Durchsichtsbereich mittels der Strahlung eines Lasers entfernt ist.The pane according to the invention comprises at least one glass substrate with an opaque coating based on an organic lacquer, which is removed in a see-through area by means of the radiation of a laser.
Die erfindungsgemäße Scheibe ist herstellbar durch ein Verfahren, welches mindestens die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- a) Bereitstellen eines Glassubstrats mit einer opaken Beschichtung auf Basis eines organischen Lacks,
- b) Entfernen der Beschichtung auf einem Teilbereich des Glassubstrats mittels der Strahlung eines Lasers, wobei ein Durchsichtsbereich erzeugt wird.
- a) providing a glass substrate with an opaque coating based on an organic lacquer,
- b) Removal of the coating on a partial area of the glass substrate by means of the radiation of a laser, a see-through area being generated.
Der große Vorteil der Erfindung liegt in der Verwendung eines Lasers zur Entfernung der opaken Beschichtung im Durchsichtsbereich. Die Erfinder haben erkannt, dass eine Beschichtung auf Basis eines organischen Lacks vollständig mit Laserstrahlung entfernt werden kann. Dadurch wird ein Durchsichtsbereich erzeugt, ohne dass das Glassubstrat hohen mechanischen oder chemischen Belastungen ausgesetzt wird, wie sie beispielsweise bei Sandstrahl- oder Ätzverfahren auftreten. Auf das aufwändige Entfernen einer lokalen Maskierung des Substrats beim Beschichten kann verzichtet werden, was das Herstellungsverfahren vereinfacht.The great advantage of the invention is the use of a laser to remove the opaque coating in the see-through area. The inventors have recognized that a coating based on an organic lacquer can be completely removed with laser radiation. This creates a see-through area without the glass substrate being exposed to high mechanical or chemical loads, such as occur, for example, in sandblasting or etching processes. The laborious removal of a local masking of the substrate during the coating can be dispensed with, which simplifies the manufacturing process.
Die opake Beschichtung ist auf einem Großteil der Fläche des Glassubstrats aufgebracht, bevorzugt im Wesentlichen vollflächig, das heißt auf der gesamten Oberfläche des Glassubstrats. Dabei kann optional ein Randbereich umlaufend oder teilweise ausgenommen sein, beispielsweise mit einer Breite von 0,1 bis 5 cm. Durch die erfindungsgemäße Laserbehandlung wird die Beschichtung auf einem Teilbereich des Substrats entfernt, der im Sinne der Erfindung als Durchsichtsbereich bezeichnet wird. Im Durchsichtsbereich ist die Beschichtung im Wesentlichen vollständig entfernt, so dass die Durchsicht durch die Scheibe gewährleistet ist. Der Durchsichtsbereich der Scheibe ist also transparent. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Durchsichtsbereich vollständig von der opaken Beschichtung umgeben. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, den Durchsichtsbereich am Rande der Beschichtung auszubilden, so dass er anschließend nur an die Beschichtung angrenzt beziehungsweise teilweise von ihr umgeben ist. Zur Erzeugung des flächigen Durchsichtsbereichs wird die Laserstrahlung bevorzugt rasterartig, also in Form aufeinanderfolgender Zeilen, über das Substrat bewegt und die Beschichtung dabei entfernt. Form und Größe des Durchsichtsbereich können je nach Anwendungsfall frei gewählt werden. Typische Größen des Durchsichtsbereich betragen mindestens 120 cm2, bevorzugt von 120 cm2 bis 300 cm2, typische Formen sind rechteckig, dreieckig oder anderweitig polygonal, kreisförmig, ellipsenförmig oder anderweitig oval.The opaque coating is applied to a large part of the surface of the glass substrate, preferably essentially over the entire surface, that is to say on the entire surface of the glass substrate. In this case, an edge area can optionally be circumferentially or partially excluded, for example with a width of 0.1 to 5 cm. As a result of the laser treatment according to the invention, the coating is removed from a partial area of the substrate which is referred to as the see-through area in the context of the invention. In the see-through area, the coating is essentially completely removed, so that it is possible to see through the pane. The see-through area of the pane is therefore transparent. In a preferred embodiment, the see-through area is completely surrounded by the opaque coating. In principle, however, it is also possible to form the see-through area at the edge of the coating, so that it then only adjoins the coating or is partially surrounded by it. To generate the flat see-through area, the laser radiation is preferably moved over the substrate in a grid-like manner, that is to say in the form of successive lines, and the coating is removed in the process. The shape and size of the see-through area can be freely selected depending on the application. Typical sizes of the see-through area are at least 120 cm 2 , preferably from 120 cm 2 to 300 cm 2 , typical shapes are rectangular, triangular or otherwise polygonal, circular, elliptical or otherwise oval.
Ein Lack enthält zumindest ein Bindemittel und ein Farbmittel, darüber hinaus optional Füllstoffe und weitere Additive, beispielsweise Korrosionsinhibitoren, Füllstoffe oder Biozide. Das Bindemittel bildet gleichsam eine Matrix für das Farbmittel, dessen Bestandteile durch das Bindemittel untereinander und mit der Unterlage verklebt werden. Unter einem organischen Lack im Sinne der Erfindung wird ein Lack mit einem organischen Bindemittel verstanden. Als Bindemittel eignen sich beispielsweise polymere Bindemittel wie Alkydharze, Acrylharze, Acryl-Urethan-Harze, Epoxidharze, Polyurethanharze oder Silikonharze. Das Farbmittel setzt die Transparenz des Lacks herab und sorgt somit für die erfindungsgemäße Opazität. Durch das Farbmittel wird außerdem die Farbgebung des Lacks wesentlich bestimmt. Als Farbmittel können organische oder anorganische Pigmente oder Farbstoffe eingesetzt werden, bevorzugt Pigmente. Die Wahl des Farbmittels richtet sich nach dem gewünschten Erscheinungsbild der beschichteten Scheibe. So können unbunte (schwarz, weiß, grau) oder bunte Farbmittel verwendet werden. Beispiele für geeignete Farbmittel sind die Pigmente Bariumsulfat (BaSO4), Titan(IV)dioxid (TiO2), Zinkoxid (ZnO), Siliziumoxid (SiO2), Aluminium(III)oxid (Al2O3), Phosphoroxide wie Phosphor(III)oxid (P2O3), Calciumcarbonat (CaCO3), Eisen(III)oxid (Fe2O3), Ruß (Industrieruß, Carbon Black), Zinkphosphat (Zn3(PO4)2), Calcium-Magnesium-Phosphat, Aluminium- oder Magnesiumsilikate wie Talk. Die angegebenen Materialien werden hier als Pigmente behandelt, weil sie das Erscheinungsbild des Lacks beeinflussen, sie können aber gleichermaßen die Funktion von Füllstoffen oder anderer Additive erfüllen. Der organische Lack kann beispielsweise in flüssiger oder pulverförmiger Form auf das Glassubstrat aufgebracht werden, um die opake Beschichtung zu bilden. Die Verfestigung und Filmbildung kann auf verschiedene Weisen erfolgen, beispielsweise physikalisch durch Verdampfen eines Lösungsmittels oder chemisch durch Polymerisations-, Polyadditions-, Polykondensations- oder Oxidationsreaktionen.A lacquer contains at least one binder and one colorant, as well as optional fillers and further additives, for example corrosion inhibitors, fillers or biocides. The binder forms, as it were, a matrix for the colorant, the components of which are glued to one another and to the substrate by the binder. An organic lacquer in the context of the invention is understood to mean a lacquer with an organic binder. Examples of suitable binders are polymeric binders such as alkyd resins, acrylic resins, acrylic-urethane resins, epoxy resins, polyurethane resins or silicone resins. The colorant reduces the transparency of the lacquer and thus ensures the opacity according to the invention. The coloring of the paint is also essentially determined by the colorant. Organic or inorganic pigments or dyes can be used as colorants, preferably pigments. The choice of colorant depends on the desired appearance of the coated pane. Achromatic (black, white, gray) or colored colorants can be used. Examples of suitable colorants are the pigments barium sulfate (BaSO 4 ), titanium (IV) dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), silicon oxide (SiO 2 ), aluminum (III) oxide (Al 2 O 3 ), phosphorus oxides such as phosphorus ( III) oxide (P 2 O 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), iron (III) oxide (Fe 2 O 3 ), soot (industrial soot, carbon black), zinc phosphate (Zn 3 (PO 4 ) 2 ), calcium-magnesium -Phosphate, aluminum or magnesium silicates such as talc. The specified materials are treated here as pigments because they influence the appearance of the paint, but they can equally fulfill the function of fillers or other additives. The organic lacquer can, for example, be applied to the glass substrate in liquid or powder form in order to form the opaque coating. The solidification and film formation can take place in various ways, for example physically by evaporation of a solvent or chemically by polymerization, polyaddition, polycondensation or oxidation reactions.
Die erfindungsgemäße opake Beschichtung weist bevorzugt eine Dicke von 10 µm bis 200 µm auf, besonders bevorzugt von 20 µm bis 100 µm, insbesondere von 30 µm bis 70 µm. Beschichtungen mit diesen Dicken lassen sich mit der erfindungsgemäßen Laserbehandlung mit geringem Zeitaufwand vollständig entfernen. Die nötige Schichtdicke, um die gewünschte Opazität zu erreichen, hängt auch von Art und Konzentration des Farbmittels ab.The opaque coating according to the invention preferably has a thickness of 10 μm to 200 μm, particularly preferably 20 μm to 100 μm, in particular 30 μm to 70 μm. Coatings with these thicknesses can be completely removed with the laser treatment according to the invention in a short time. The required layer thickness to achieve the desired opacity also depends on the type and concentration of the colorant.
Die Laserstrahlung kann grundsätzlich Wellenlängen im UV-Bereich, im sichtbaren Bereich oder im IR-Bereich aufweisen. In einer bevorzugten Ausführung weist die Laserstrahlung eine Wellenlänge von 800 nm bis 2500 nm auf, bevorzugt von 1000 nm bis 2000 nm, besonders bevorzugt von 1000 nm bis 1500 nm und insbesondere von 1000 nm bis 1200 nm. Damit kann die Beschichtung vollständig entfernt werden, ohne das Glassubstrat zu schädigen. Es können beispielsweise Farbstofflaser, Halbleiterlaser, Faserlaser oder ein Titan-Saphir-Laser verwendet werden, bevorzugt ein Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 1064 nm, der weit verbreitet und daher einfach erhältlich ist.The laser radiation can in principle have wavelengths in the UV range, in the visible range or in the IR range. In a preferred embodiment, the laser radiation has a wavelength of 800 nm to 2500 nm, preferably from 1000 nm to 2000 nm, particularly preferably from 1000 nm to 1500 nm and in particular from 1000 nm to 1200 nm. The coating can thus be completely removed, without damaging the glass substrate. For example, dye lasers, semiconductor lasers, fiber lasers or a titanium-sapphire laser can be used, preferably an Nd: YAG laser with a wavelength of 1064 nm, which is widely used and therefore easily available.
Der Laser wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung gepulst betrieben. Bevorzugt wird ein sogenannter Pikosekundenlaser verwendet, der Pulslängen im Pikosekundenbereich abgibt (also Pulslängen kleiner 1 nm und größer/gleich 1 ps). Die Pulslänge beträgt bevorzugt von 1 ps bis 100 ps, besonders bevorzugt von 2 ps bis 50 ps, ganz besonders bevorzugt von 5 ps bis 20 ps, insbesondere von 5 ps bis 15 ps, beispielsweise etwa 10ps. Die Pulsfolgefrequenz beträgt bevorzugt von 100 kHz bis 2 MHz, besonders bevorzugt von 400 kHz bis 1 MHz. Die Pulsenergie beträgt bevorzugt von 100 µJ bis 1000 µJ, besonders bevorzugt von 150 µJ bis 500 µJ, ganz besonders bevorzugt von 200 µJ bis 300 µJ. Diese Bereiche für Pulslänge, Pulsfolgefrequenz und Pulsenergie sind unabhängig voneinander besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine zeitsparende, vollständige und schonende Laserentschichtung.In an advantageous embodiment, the laser is operated in a pulsed manner. A so-called picosecond laser is preferably used, which emits pulse lengths in the picosecond range (that is, pulse lengths less than 1 nm and greater than / equal to 1 ps). The pulse length is preferably from 1 ps to 100 ps, particularly preferably from 2 ps to 50 ps, very particularly preferably from 5 ps to 20 ps, in particular from 5 ps to 15 ps, for example about 10 ps. The pulse repetition frequency is preferably from 100 kHz to 2 MHz, particularly preferably from 400 kHz to 1 MHz. The pulse energy is preferably from 100 μJ to 1000 μJ, particularly preferably from 150 μJ to 500 μJ, very particularly preferably from 200 μJ to 300 μJ. These ranges for pulse length, pulse repetition frequency and pulse energy are, independently of one another, particularly advantageous with regard to time-saving, complete and gentle laser stripping.
Grundsätzlich kann die Laserentschichtung jedoch auch mit anderen Lasersystemen durchgeführt werden, beispielsweise mit einem CO2-Laser der Wellenlänge 10,6 µm, oder mit einem Laser im Spektralbereich von 800 nm bis 2500 nm und einer Pulslänge im Nanosekundenbereich.In principle, however, the laser stripping can also be carried out with other laser systems, for example with a CO2 laser with a wavelength of 10.6 µm, or with a laser in the spectral range from 800 nm to 2500 nm and a pulse length in the nanosecond range.
In einer vorteilhaften Ausführung sollte die Leistungsdichte der Laserstrahlung auf der opaken Beschichtung von 1 kW/mm2 bis 10 kW/mm2 betragen, bevorzugt von 3 kW/mm2 bis 8 kW/mm2. Damit wird eine besonders effiziente Laserentschichtung erreicht, ohne das Glassubstrat zu sehr zu beanspruchen. Die Leistungsdichte errechnet sich aus der Leistung der Laserstrahlung, geteilt durch die Ausdehnung der Laserstrahlung auf der opaken Beschichtung ausgedrückt als Flächeninhalt („Fläche des Laserspots“). Der Durchmesser der Laserstrahlung auf der Beschichtung kann vom Fachmann den Erfordernissen im Einzelfall entsprechend frei gewählt werden. Geeignete Ausdehnungen der Laserstrahlung betragen beispielsweise von 10 µm bis 200 µm. Es ist auch möglich, die Ausdehnung während der Erzeugung des Durchsichtsbereichs zu ändern, um beispielsweise mit einem größeren Laserspot den Hauptteil der Fläche zu entschichten und mit einem kleineren, filigraneren Laserspots die später sichtbaren Kanten nachzuarbeiten. Typische Aufgangsleistungen der Laserstrahlung betragen von 10 W bis 100 W.In an advantageous embodiment, the power density of the laser radiation on the opaque coating should be from 1 kW / mm 2 to 10 kW / mm 2 , preferably from 3 kW / mm 2 to 8 kW / mm 2 . In this way, a particularly efficient laser stripping is achieved without placing too much stress on the glass substrate. The power density is calculated from the power of the laser radiation, divided by the extent of the laser radiation on the opaque coating, expressed as the area ("area of the laser spot"). The diameter of the laser radiation on the coating can be freely selected by a person skilled in the art, depending on the requirements in the individual case. Suitable dimensions of the laser radiation are, for example, from 10 μm to 200 μm. It is also possible to change the extent during the creation of the see-through area, for example to remove the main part of the surface with a larger laser spot and to rework the later visible edges with a smaller, more filigree laser spot. Typical output powers of the laser radiation are from 10 W to 100 W.
Die Strahlung des Lasers wird bevorzugt mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s bis 50 m/s, besonders bevorzugt von 10 m/s bis 30 m/s über die opake Beschichtung beziehungsweise das Glassubstrat bewegt. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine zeitsparende und trotzdem vollständige Entschichtung. Damit ist die Relativbewegung gemeint, die durch Bewegung der Strahlung, Bewegung der Scheibe oder eine Kombination von beidem erreicht werden kann. Bevorzugt bleibt die Scheibe bei der Entschichtung ortsfest, während die Laserstrahlung bewegt wird.The radiation from the laser is preferably moved at a speed of 5 m / s to 50 m / s, particularly preferably 10 m / s to 30 m / s, over the opaque coating or the glass substrate. This is particularly advantageous in terms of time-saving and yet complete stripping. This means the relative movement that can be achieved by moving the radiation, moving the disk or a combination of both. During the stripping process, the pane preferably remains stationary while the laser radiation is moved.
Die Strahlung des Lasers wird bevorzugt mittels zumindest eines optischen Elements, beispielsweise einer Linse oder eines Objektivs auf die opake Beschichtung fokussiert. Besonders geeignet sind f-theta-Linsen oder f-theta-Objektive. Diese führen dazu, dass die Foki der Laserstrahlung bei unterschiedlichen Austrittswinkeln in einer Ebene angeordnet sind und ermöglichen eine konstante Bewegungsgeschwindigkeit der Laserstrahlung über die Beschichtung. Zwischen dem Laser und dem fokussierenden optischen Element kann die Strahlung des Lasers durch zumindest einen Lichtwellenleiter, beispielsweise eine Glasfaser geleitet werden. Es können auch weitere optische Elemente im Strahlengang des Lasers angeordnet sein, beispielsweise Kollimatoren, Blenden, Filter oder Elemente zur Frequenzverdopplung.The radiation from the laser is preferably focused on the opaque coating by means of at least one optical element, for example a lens or an objective. F-theta lenses or f-theta objectives are particularly suitable. These lead to the fact that the foci of the laser radiation are arranged in one plane at different exit angles and enable a constant speed of movement of the laser radiation over the coating. Between the laser and the focusing optical element, the radiation from the laser can be guided through at least one optical waveguide, for example a glass fiber. Further optical elements can also be arranged in the beam path of the laser, for example collimators, diaphragms, filters or elements for frequency doubling.
Die Bewegung der Strahlung des Lasers erfolgt bevorzugt durch zumindest einen Spiegel, der mit einem bewegbaren Bauteil verbunden ist. Durch das bewegbare Bauteil kann der Spiegel in zwei Richtungen, bevorzugt zwei zueinander orthogonalen Richtungen, besonders bevorzugt horizontal und vertikal, verkippt werden. Die Bewegung der Strahlung des Lasers kann auch durch mehrere mit jeweils einem bewegbaren Bauteil verbundene Spiegel erfolgen. Beispielsweise kann die Bewegung der Strahlung des Lasers durch zwei Spiegel erfolgen, wobei ein Spiegel in horizontaler Richtung und der andere Spiegel in vertikaler Richtung verkippt werden kann.The movement of the radiation from the laser is preferably carried out by means of at least one mirror which is connected to a movable component. Due to the movable component, the mirror can be tilted in two directions, preferably two mutually orthogonal directions, particularly preferably horizontally and vertically. The movement of the radiation from the laser can also take place through a plurality of mirrors, each connected to a movable component. For example, the movement of the laser radiation can take place through two mirrors, one mirror being tilted in the horizontal direction and the other mirror being tilted in the vertical direction.
Die opake Beschichtung kann direkt auf dem Glassubstrat aufgebracht sein. Dies ist beispielsweise bei Herd- oder Küchenarbeitsplatten, Wandverkleidungen (beispielsweise Badezimmerwände oder sogenannte „kitchen splashbacks“) oder dekorativen Bauteilen der Fall sein. Die Erfindung ist aber insbesondere auch auf Spiegel anwendbar, die darüber hinaus eine Spiegelschicht enthalten. In einer Ausführung der Erfindung ist daher zwischen dem Glassubstrat und der opaken Beschichtung eine metallhaltige Schicht angeordnet, bevorzugt auf Basis von Silber, Chrom, Aluminium oder Zinn. Die Dicke der metallhaltigen Schicht beträgt bevorzugt von 20 nm bis 100 nm. Die opake Beschichtung dient dabei insbesondere als Korrosionsschutz für die metallhaltige Schicht. Vorteilhafterweise werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die opake Beschichtung und darunterliegende metallhaltige Schicht simultan entfernt, so dass die Entschichtung zeitsparend und mit geringem Aufwand durchgeführt werden kann.The opaque coating can be applied directly to the glass substrate. This is the case, for example, with stove tops or kitchen countertops, wall coverings (for example bathroom walls or so-called “kitchen splashbacks”) or decorative components. However, the invention can in particular also be applied to mirrors which also contain a mirror layer. In one embodiment of the invention, a metal-containing layer, preferably based on silver, chromium, aluminum or tin, is therefore arranged between the glass substrate and the opaque coating. The thickness of the metal-containing layer is preferably from 20 nm to 100 nm. The opaque coating serves in particular as corrosion protection for the metal-containing layer. With the method according to the invention, the opaque coating and underlying metal-containing layer are advantageously removed simultaneously, so that the stripping can be carried out in a time-saving manner and with little effort.
Die Erfindung ist auf eine Vielzahl von Produkten anwendbar. So kann der Durchsichtsbereich beispielsweise frei bleiben, um einen transparenten Bereich zu erzeugen, der dem Betrachter die Durchsicht ermöglicht oder als Designapplikation dient. In dieser Art kann die erfindungsgemäße Scheibe beispielsweise als Teil einer Duschkabine, Tür oder als Bestandteil von Möbelstücken verwendet werden.The invention is applicable to a variety of products. For example, the see-through area can remain free in order to create a transparent area that allows the viewer to see through or serves as a design application. In this way, the pane according to the invention can be used, for example, as part of a shower cubicle, door or as part of pieces of furniture.
Es kann aber auch gewünscht sein, den Durchsichtsbereich mit einer weiteren Funktion zu versehen. In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Glassubstrat im Durchsichtsbereich mit einer Funktionsbeschichtung versehen. Die Funktionsbeschichtung kann beispielsweise eine metallhaltige Schicht sein, wobei aus dem Durchsichtsbereich ein Spiegel ausgebildet. So kann ein opakes Produkt mit einem lokalen Spiegelbereich ausgestattet werden und beispielsweise ein integrierter Spiegel in einer Badezimmerwandverkleidung realisiert werden. Die Funktionsschicht kann auch beispielsweise einen Lack enthalten mit einer anderen Farbe als die opake Beschichtung, wodurch Gegenstände mit einer anderen Farbgebung im Durchsichtsbereich realisiert werden können. Idealerweise wird auch der an den Durchsichtsbereich angrenzende Randbereich der opaken Beschichtung mit der Funktionsschicht versehen, so dass Funktionsschicht und opake Beschichtung etwas überlappen, um einen zwischenliegenden Spalt zu vermeiden.However, it can also be desired to provide the see-through area with a further function. In a particularly preferred embodiment of the invention, the glass substrate is provided with a functional coating in the see-through area. The functional coating can be, for example, a metal-containing layer, a mirror being formed from the see-through area. So can an opaque product with a local mirror area and, for example, an integrated mirror can be implemented in a bathroom wall cladding. The functional layer can also contain, for example, a lacquer with a different color than the opaque coating, whereby objects with a different color can be realized in the see-through area. Ideally, the edge area of the opaque coating adjoining the see-through area is also provided with the functional layer, so that the functional layer and the opaque coating overlap somewhat in order to avoid a gap between them.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführung wird ein elektrisches oder elektronisches Anzeige- oder Bedienelement im Durchsichtsbereich angeordnet. Das Anzeige- oder Bedienelement ist auf das Glassubstrat gerichtet, so dass es durch das Glassubstrat hindurch abgelesen oder bedient werden kann. Ein Beispiel für ein Anzeigeelement ist eine elektronische Anzeige, beispielsweise ein LED- oder LCD-Display, mit dem Informationen durch die Scheibe hindurch abgelesen werden können. So kann beispielsweise ein Badezimmerspiegel mit einer integrierten Anzeige realisiert werden, mit der Informationen wie beispielsweise Temperatur, Wetter, Uhrzeit, Datum, Termine oder ähnliches angezeigt werden können. Ein Beispiel für ein Bedienelement ist ein kapazitiver Berührungssensor, mit dem beispielsweise Beleuchtung, ein angeschlossenes Radio oder Medienwiedergabegerät, elektrische Geräte im Badezimmer oder andere Funktionen gesteuert werden können. Ebenso kann eine Wandverkleidung, beispielsweise im Küchenbereich realisiert werden, wobei im Durchsichtsbereich beispielsweise ein Zeitmesser (Küchentimer) dargestellt wird oder wobei durch ein Bedienelement im Durchsichtsbereich Küchengeräte oder Herdplatte gesteuert werden können. Eine weitere beispielhafte Anwendung ist ein Fahrzeug-Rückspiegel, wobei im Durchsichtsbereich das Bild einer rückwärtsgerichteten Kamera (rearview camera) dargestellt wird.In a further particularly preferred embodiment, an electrical or electronic display or control element is arranged in the see-through area. The display or control element is aimed at the glass substrate so that it can be read or operated through the glass substrate. An example of a display element is an electronic display, for example an LED or LCD display, with which information can be read through the pane. For example, a bathroom mirror with an integrated display can be implemented with which information such as temperature, weather, time, date, appointments or the like can be displayed. An example of a control element is a capacitive touch sensor, with which, for example, lighting, a connected radio or media playback device, electrical devices in the bathroom or other functions can be controlled. Wall cladding can also be implemented, for example in the kitchen area, with a timer (kitchen timer) being displayed in the transparent area, for example, or with kitchen appliances or stovetop being able to be controlled by an operating element in the transparent area. Another exemplary application is a vehicle rearview mirror, the image of a rearview camera being displayed in the see-through area.
Nach der erfindungsgemäßen Entschichtung kann die Oberfläche des Glassubstrats im Durchsichtsbereich optional nachbehandelt werden, beispielsweise im eine matten oder strukturierten Effekt zu erreichen, was aus ästhetischen Gründen gewünscht sein kann, insbesondere wenn der Durchsichtsbereich frei bleibt oder wenn ein Bedienelement im Durchsichtsbereich angeordnet wird. Die Nachbearbeitung kann ebenfalls mit einem Laser erfolgen, insbesondere im fernen IR-Bereich, der vom Glassubstrat absorbiert wird. Es kann beispielsweise ein CO2-Laser mit einer Wellenlänge von 10,6 µm verwendet werden.After the stripping according to the invention, the surface of the glass substrate in the see-through area can optionally be post-treated, for example to achieve a matt or structured effect, which may be desirable for aesthetic reasons, especially if the see-through area remains free or if a control element is arranged in the see-through area. Post-processing can also be done with a laser, especially in the far IR range that is absorbed by the glass substrate. For example, a CO 2 laser with a wavelength of 10.6 μm can be used.
Das Glassubstrat ist aus Glas- oder Glaskeramik gefertigt, bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas. Die Dicke des Glassubstrats kann den Anforderungen im Einzelfall entsprechend frei gewählt werden. Typische Dicken liegen im Bereich von 2 mm bis 20 mm, insbesondere 3 mm bis 6 mm. Das Glassubstrat kann optional thermisch oder chemisch vorgespannt sein. Das Glassubstrat kann plan oder in eine oder mehrere Richtungen des Raums gebogen sein. Das Glassubstrat kann auch Teil einer Verbundscheibe sein, wobei das Glassubstrat über eine thermoplastische Zwischenschicht (insbesondere einer PVB- EVA oder PU-Folie) mit einer weiteren Scheibe verbunden ist. Soll die erfindungsgemäße Scheibe vorgespannt oder gebogen sein, so können die dazu erforderlichen Maßnahmen zeitlich vor oder nach der Erzeugung des Durchsichtsbereich ergriffen werden.The glass substrate is made of glass or glass ceramic, preferably of soda-lime glass, borosilicate glass or aluminosilicate glass. The thickness of the glass substrate can be freely selected according to the requirements in the individual case. Typical thicknesses are in the range from 2 mm to 20 mm, in particular 3 mm to 6 mm. The glass substrate can optionally be thermally or chemically toughened. The glass substrate can be flat or curved in one or more directions of the room. The glass substrate can also be part of a composite pane, the glass substrate being connected to another pane via a thermoplastic intermediate layer (in particular a PVB-EVA or PU film). If the pane according to the invention is to be pretensioned or bent, the necessary measures can be taken before or after the creation of the see-through area.
Die erfindungsgemäße Scheibe ist bevorzugt ein Spiegel, eine Wandverkleidung, eine Duschkabine, eine Herd- oder Küchenarbeitsplatte oder ein dekoratives Element.The pane according to the invention is preferably a mirror, a wall covering, a shower cubicle, a stove or kitchen worktop or a decorative element.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe, -
2 eine, Querschnitt entlang A-A' durch dieScheibe aus 1 , -
3 einen Querschnitt entlang A-A' durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe, -
4 einen Querschnitt durch eine Weiterbildung derScheibe aus 3 , -
5 einen Querschnitt durch eine Weiterbildung derScheibe aus 2 , -
6 einen Querschnitt durch dieScheibe aus 3 während der erfindungsgemäßen Laserentschichtung.
-
1 a plan view of an embodiment of the disc according to the invention, -
2 a 'cross section along AA' through thedisc 1 , -
3rd a cross section along AA 'through a further embodiment of the disk according to the invention, -
4th a cross section through a development of the disc3rd , -
5 a cross section through a development of thedisc 2 , -
6th a cross section through the disc3rd during the laser stripping according to the invention.
Die opake Beschichtung
Der Durchsichtsbereich
BeispieleExamples
Glassubstrate wurden mit verschiedenen opaken Beschichtungen
Die Beobachtungen sind qualitativ in Tabelle 3 zusammengefasst. Die erste Zeile enthält dabei Angaben zum verwendeten Lasersystem. Es ist zu erkennen, dass mit dem Nd:YAG-Laser im Pikosekundenbetrieb in allen Fällen gute Ergebnisse erreicht werden konnten: alle opake Beschichtungen
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- (1)(1)
- GlassubstratGlass substrate
- (2)(2)
- opake Beschichtungopaque coating
- (3)(3)
- DurchsichtsbereichSee-through area
- (4)(4)
- metallhaltige Schichtmetalliferous layer
- (5)(5)
- Anzeige- oder BedienelementDisplay or control element
- (6)(6)
- Funktionsbeschichtung Functional coating
- (L)(L)
- Laserlaser
- (S)(S)
- Strahlung des Lasers LRadiation of the laser L
- (F)(F)
- fokussierendes Elementfocusing element
- (B)(B)
- beweglicher Spiegel movable mirror
- A-A'A-A '
- SchnittlinieCutting line
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- GB 2412929 A [0002]GB 2412929 A [0002]
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- EP 2335452 B1 [0004]EP 2335452 B1 [0004]
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