DE202019100896U1

DE202019100896U1 - Verbundscheibe

Info

Publication number: DE202019100896U1
Application number: DE202019100896.2U
Authority: DE
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2019-02-18
Publication date: 2019-02-26
Anticipated expiration: 2029-02-19

Abstract

Verbundscheibe (100), mindestens umfassend:- eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die durch mindestens eine Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind,- ein Funktionselement (4), das◯ zwischen Außenscheibe (1) und Innenscheibe (2) oder◯ auf oder hinter einer außenseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe (2) angeordnet ist, wobei zwischen der Außenscheibe (1) und dem Funktionselement (4) eine weiße Schutzschicht (5) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit einem Funktionselement und einer Schutzschicht.
An die Verglasung von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor werden umfangreiche gesetzliche Forderungen gestellt. Hinsichtlich der Größe des Sichtbereichs und der strukturellen Stabilität der Scheiben gelten folgende gesetzlichen Vorschriften:

- ECE R 43: „Einheitliche Vorschriften für die Genehmigung des Sicherheitsglases und der Verbundglaswerkstoffe“ sowie
- Technische Anforderungen an Fahrzeugteile bei der Bauartprüfung § 22 a StVZO, Nr. 29 „Sicherheitsglas“.

Diese Vorschriften werden in der Regel durch Verbundscheiben erfüllt. Verbundscheiben bestehen üblicherweise aus einer Außenscheibe und einer Innenscheibe, insbesondere aus Floatglas, und werden mit einer oder mehreren Zwischenschichten bei Hitze und Druck fest miteinander verbunden. Die Zwischenschichten bestehen meist aus thermoplastischen Kunststoffen wie Polyvinylbutyral (PVB) oder Ethylenvinylacetat (EVA).
Moderne Fahrzeugverglasungen weisen oftmals eine Vielzahl von Funktionselementen auf, die fest mit den Verbundscheiben verbunden sind, beispielsweise Displays wie OLED-Displays oder Sensorelektroniken. Derartige Funktionselemente sind oftmals sehr temperaturempfindlich oder empfindlich gegen UV-Strahlung.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Verbundscheibe mit einem Funktionselement bereit zu stellen, die einen Schutz des Funktionselements vor infraroter und ultravioletter Strahlung aufweist, der einfach und kostengünstig in eine Verbundscheibe integriert werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst zumindest die folgenden Merkmale:

- eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die durch mindestens eine Zwischenschicht miteinander verbunden sind,
- ein Funktionselement, das
- ◯ zwischen Außenscheibe (1) und Innenscheibe (2) und/oder
- ◯ auf oder hinter einer außenseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe (2)
angeordnet ist, wobei zwischen Außenscheibe und Funktionselement eine Schutzschicht angeordnet ist.

Funktionselemente und insbesondere elektronische Komponenten, wie LEDs oder ähnliches, sind sehr empfindliche gegenüber Wärmeeinwirkung. Die Wärmeeinwirkung beeinflusst dabei insbesondere die Funktionalität und/oder die Lebensdauer der elektronischen Komponente.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis der Erfinder, dass eine Schutzschicht und insbesondere eine weiße oder weiß-gefärbte Schicht, wie eine Folie, eine Emaille-Schicht oder eine Farbschicht, eine kostengünstige Lösung zum Schutz der Funktionselemente und insbesondere der elektronischen Komponenten sind. Derartige Schutzschichten können beispielsweise an Einzelscheiben, aber auch in oder an Verbundscheiben, insbesondere zum Schutz vor infraroter oder ultravioletter Strahlung, eingesetzt werden.
Die Schutzschicht wird dabei zwischen der Außenscheibe und der elektronischen Komponente eingebracht und beispielsweise in eine Verbundscheibe einlaminiert.
Die Schutzschicht kann dabei als Reflektor für beispielsweise Sonnenstrahlung oder allgemein für infrarote Strahlung dienen.
Dadurch kann beispielsweise die Temperatur der elektronischen Komponente - im Vergleich zu einer Anordnung ohne erfindungsgemäße Schutz - niedriger gehalten werden.
Zusätzlich kann die Schutzschicht die elektronische Komponente vor UV-Strahlung schützen (gegebenenfalls zusätzlich zu einer bereits vorhandenen UV-Schutzwirkung, beispielsweise durch die Zwischenschicht (beispielsweise eine PVB-Folie)).
Die elektronische Komponente kann beispielsweise mindestens eine LED, ein O-LED-Display, Kondensatoren, Kameras, Dioden, Transistoren, Widerstände (beispielsweise zur Temperaturmessung), Induktivitäten, Ferrite, Piezokristalle, Pieozoelektrische Kristalle oder andere temperatur-, infrarot- und UV-empfindliche Bauelemente enthalten oder daraus bestehen.
Die obigen und folgenden Ausführungen gelten sowohl für Verbundscheiben, als für Einzelscheiben, wobei die Unterschiede lediglich in den Möglichkeiten einer unterschiedlichen Anordnung innerhalb der Verbundscheibe liegen.
Die Schutzschicht ist derart ausgebildet, dass infrarote Strahlung und/oder ultraviolette Strahlung, die durch die Außenscheibe in die Verbundscheibe eintritt, nicht oder nur in geringem Maße das Funktionselement erreicht. Dadurch wird das Funktionselement vor einer übermäßigen Temperaturerhöhung oder Schädigung durch ultraviolette(UV)-Strahlung geschützt. Gleichzeitig kann das Funktionselement, insbesondere bei Verwendung einer elektrisch leitfähigen Schutzschicht, wie einer metallischen Schutzschicht, vor elektromagnetischer und insbesondere vor hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung im Kilohertz(kHz)-, Megahertz(MHz)- oder Gigahertz(GHz)-Bereich geschützt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzschicht, weist die Schutzschicht zumindest auf der der Außenscheibe zugewandten Seite (und damit auf der der Sonneinstrahlung zugewandten Seite) eine weiße Färbung auf. Dazu kann die Schutzschicht aus einem weißen Material bestehen oder die Schutzschicht kann eine weiße Schicht enthalten oder auf die Schutzschicht kann eine weiße Färbung aufgebracht sein. Es versteht sich, dass die Schutzschicht auch mehrschichtig sein kann.
Die erfindungsgemäße Schutzschicht kann bevorzugt eine Emaille-Schicht, bevorzugt eine weiße Emaille-Schicht, oder eine Farbschicht, bevorzugt eine weiße Farbschicht enthalten oder daraus bestehen.
Die erfindungsgemäße Schutzschicht kann auch mehrschichtig sein, beispielsweise eine Folie mit einer Klebeschicht. Im einfachsten Fall ist die Schutzschicht ein weißes Klebeband.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzschicht wird zumindest 80%, bevorzugt 90% und insbesondere mindestens 99% der infraroten Strahlung, die durch die Außenscheibe in die Verbundscheibe eintritt, von der Schutzschicht absorbiert oder reflektiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzschicht wird zumindest 80%, bevorzugt 90% und insbesondere mindestens 98% der ultravioletten Strahlung, die durch die Außenscheibe in die Verbundscheibe eintritt, von der Schutzschicht absorbiert oder reflektiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe enthält die Schutzschicht mindestens eine Metallschicht, bevorzugt eine Aluminiumschicht, eine Edelstahlschicht, eine Kupferschicht, eine Silberschicht oder eine Goldschicht oder besteht daraus. Derartige Metallschichten sind besonders geeignet, infrarote oder ultraviolette Strahlung ausreichend zu absorbieren oder zu reflektieren. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Aluminiumschicht wegen ihrer guten Wärmeleitfähigkeit und geringen UV-Transmission.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzschicht ist die mindestens eine Metallschicht auf mindestens einer Trägerfolie angeordnet. Die Trägerfolie enthält bevorzugt eine Polymerfolie und insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylbutyral (PVB) (beispielsweise Mowital), Ethylen-Vinylacetat (EVA), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyepoxid oder Polyimid, oder besteht daraus. Durch die Anordnung einer Metallschicht auf einer Trägerfolie lassen sich auch dünne und spröde Metallschicht gut verarbeiten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzschicht ist die Metallschicht deckungsgleich oder im Wesentlichen deckungsgleich mit der mindestens einen Trägerfolie. D.h. die lateralen Abmessungen der Metallschicht und der Trägerfolie sind gleich oder mit anderen Worten, die Metallschicht bedeckt die Trägerfolie vollständig oder nahezu vollständig.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzschicht enthält die Schutzschicht mindestens eine Metallfolie oder besteht daraus. D.h. die Metallschicht ist als Metallfolie ausgebildet. Die Metallfolie ist bevorzugt freitragend, das heißt ausreichend dick und stabil um ohne eine zusätzliche Trägerfolie eingelegt und verarbeitet zu werden. Bevorzugte Metallfolien sind Aluminiumfolien, Edelstahlfolien, Kupferfolien, Silberfolien oder Goldfolien. Es versteht sich, dass auch mehrere Metallfolien miteinander kombiniert werden können, beispielsweise um eine optimierte Undurchlässigkeit für infrarote und ultraviolette Strahlung zu erzielen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schutzschicht eine Dicke von 0,5 µm bis 500 µm, bevorzugt von 1 µm bis 200 µm insbesondere 20 µm bis 50 µm aufweist. Derartig dicke Schichten weisen eine ausreichend gute Undurchlässigkeit für infrarote und/oder ultraviolette Strahlung auf. Des Weiteren sind derartige Schutzschichten kostengünstig und gut zu verarbeiten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schutzschicht derart ausgebildet, dass die Transmission von sichtbaren Licht durch die Schutzschicht weniger als 50 %, bevorzugt weniger als 30 %, noch mehr bevorzugt weniger als 10 % und insbesondere weniger als 5 % beträgt. Dies kann durch eine geeignete Kombination von Materialwahl und Dicke für den Fachmann im Rahmen einfacher Experimente ermittelt werden.
Die Schutzschicht kann in die Stapelfolge der Verbundscheibe eingelegt und einlaminiert werden. Optional kann die Schutzschicht zusätzlich auf eine der Oberflächen der Schichten der Verbundscheibe, beispielsweise auf die innenseitige Oberfläche der Außenscheibe, oder auf das Funktionselement aufgeklebt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist das Funktionselement im Bereich der orthogonalen Projektion der Schutzschicht auf (durch) die Außenscheibe angeordnet. Bevorzugt ist die Fläche der orthogonalen Projektion der Schutzschicht auf die Außenscheibe gleich oder größer als die Fläche der orthogonalen Projektion des Funktionselements auf die Außenscheibe. Es versteht sich, dass die Fläche der orthogonalen Projektion des Funktionselements innerhalb des Bereichs der orthogonalen Projektion der Schutzschicht auf die Außenscheibe liegt, da nur so sichergestellt ist, dass von außen durch die Außenscheibe eindringende IR- und/oder UV-Strahlung nicht das Funktionselement erreicht.
Bevorzugt ist die Fläche der orthogonalen Projektion der Schutzschicht auf die Außenscheibe größer als die Fläche der orthogonalen Projektion des Funktionselements auf die Außenscheibe. Dies stellt sicher, dass auch der Randbereich des Funktionselements vor IR- und/oder UV-Strahlung geschützt ist. Insbesondere überlappt die Fläche der orthogonalen Projektion des Funktionselements die Fläche der orthogonalen Projektion des Funktionselements um jeweils mindestens 2 mm, bevorzugt um jeweils mindestens 5 mm und insbesondere um mindestens 10 mm. Dadurch wird eine IR- und/oder UV-Strahlung, die unter einem nichtorthogonalen Winkel auf die Außenscheibe trifft, wirksam am Erreichen des Funktionselements gehindert.
Das Funktionselement ist ein temperaturempfindliches und/oder UV-empfindliches Funktionselement, bevorzugt ein elektrisches Funktionselement.
Derartige Funktionselemente enthalten bevorzugt

- eine Lichtquelle, bevorzugt eine LED-Lichtquelle (LED, englisch light emitting diode; Leuchtdiode) und besonders bevorzugt eine OLED-Lichtquelle (OLED, englisch organic light emitting diode; organische Leuchtdiode),
- ein Display, bevorzugt ein OLED-Display, besonders bevorzugt ein transparentes OLED-Display,
- einen Sensor, bevorzugt einen Temperatursensor, einen Berührungssensor, Feuchtigkeitssensor, Vibrationssensor oder Bruchsensor,
- einen RFID-Chip, eine Schaltlogik oder einen Mikroprozessor

In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sind die Schutzschicht und das Funktionselement zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet. Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind dabei über mindestens eine Zwischenschicht verbunden. Dabei sind alles verschiedenen Anordnungen von Schutzschicht, Funktionselement und einer oder mehreren Zwischenschichten umfasst, sofern die Schutzschicht zwischen Außenscheibe und Funktionselement angeordnet ist. Damit wird ein einfacher und effektiver Schutz des Funktionselements von durch die Außenscheibe in die Verbundscheibe eindringender infraroter und/oder ultravioletter Strahlung sichergestellt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schutzschicht unmittelbar oder lediglich über einen abschnittsweisen Abdeckdruck an der innenseitigen Oberfläche II der Außenscheibe anliegend angeordnet. Des Weiteren ist das Funktionselement unmittelbar benachbart zur Schutzschicht angeordnet. Das Funktionselement ist über eine erste Zwischenschicht mit der innenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe verbunden. Bevorzugt ist eine weitere Zwischenschicht rahmenförmig um das Funktionselement und besonders bevorzugt auch um die Schutzschicht angeordnet. Die weitere, rahmenförmige Zwischenschicht verbindet dann die innenseitige Oberfläche II der Außenscheibe mit der ersten Zwischenschicht, die wiederum mit der innenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe verbunden ist. Die weitere, rahmenförmige Zwischenschicht gleicht den durch das Funktionselement bedingten Höhenunterschied im Innern der Verbundscheibe aus und sorgt für eine verspannungsarme und von optischen Verzerrungen freie Verbindung nach der Lamination.
In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schutzschicht unmittelbar oder lediglich über einen Abdeckdruck an der innenseitigen Oberfläche II der Außenscheibe anliegend angeordnet. Des Weiteren ist die Schutzschicht und die innenseitige Oberfläche II der Außenscheibe mit einer zweiten Zwischenschicht flächig verbunden. Das Funktionselement ist dann unmittelbar benachbart zur zweiten Zwischenschicht angeordnet. Das Funktionselement ist über eine erste Zwischenschicht mit der innenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe verbunden. Bevorzugt ist eine weitere Zwischenschicht rahmenförmig um das Funktionselement angeordnet. Die weitere, rahmenförmige Zwischenschicht verbindet dann die zweite Zwischenschicht mit der ersten Zwischenschicht, die wiederum mit der innenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe verbunden ist. Die weitere, rahmenförmige Zwischenschicht gleicht den durch das Funktionselement bedingten Höhenunterschied im Innern der Verbundscheibe aus und sorgt für eine verspannungsarme und von optischen Verzerrungen freie Verbindung nach der Lamination.
In einer weiteren alternativen vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schutzschicht über eine dritte Zwischenschicht mit der innenseitigen Oberfläche II der Außenscheibe verbunden. Des Weiteren ist die Schutzschicht und die dritte Zwischenschicht mit einer zweiten Zwischenschicht flächig verbunden. Das Funktionselement ist dann unmittelbar benachbart zur zweiten Zwischenschicht angeordnet. Das Funktionselement ist über eine erste Zwischenschicht mit der innenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe verbunden. Bevorzugt ist eine weitere Zwischenschicht rahmenförmig um das Funktionselement angeordnet. Die weitere, rahmenförmige Zwischenschicht verbindet dann die zweite Zwischenschicht mit der ersten Zwischenschicht, die wiederum mit der innenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe verbunden ist. Die weitere, rahmenförmige Zwischenschicht gleicht den durch das Funktionselement bedingten Höhenunterschied im Innern der Verbundscheibe aus und sorgt für eine verspannungsarme und von optischen Verzerrungen freie Verbindung nach der Lamination.
In einer weiteren alternativen vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schutzschicht zwischen der innenseitigen Oberfläche der Außenscheibe und einer ersten Zwischenschicht angeordnet. Das Funktionselement ist dann bevorzugt zwischen der ersten Zwischenschicht und der innenseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet. Bevorzugt ist eine weitere, rahmenförmige Zwischenschicht um das Funktionselement angeordnet um Höhenunterschiede auszugleichen.
Das Funktionselement ist zumindest abschnittsweise zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet. Abschnittsweise bedeutet hier, dass das Funktionselement nicht die volle Fläche der Außenscheibe und der Innenscheibe bedeckt, sondern in der Regel nur einen Teilbereich, wie ein schmalen bandförmigen Streifen.
Die Schutzschicht ist entsprechend auch nur zumindest abschnittsweise zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet. Abschnittsweise bedeutet hier, dass die Schutzschicht nicht die volle Fläche der Außenscheibe und der Innenscheibe bedeckt, sondern in der Regel nur einen Teilbereich, wie ein schmalen bandförmigen Streifen.
Als Außenscheibe und Innenscheibe beziehungsweise alle weitere zwischen Außenscheibe und Innenscheibe angeordnete Scheiben sind im Grunde alle elektrisch isolierenden Substrate geeignet, die unter den Bedingungen der Herstellung und der Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe thermisch und chemisch stabil sowie dimensions-stabil sind.
Die Scheiben (wie Außenscheiben, Innenscheiben, Einzelscheiben,...) enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Flachglas, ganz besonders bevorzugt Floatglas, wie Kalk-Natron-Glas, Borosilikatglas oder Quarzglas, oder bestehen daraus. Alternativ können die Scheiben klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon enthalten oder daraus bestehen. Die Scheiben sind bevorzugt transparent, insbesondere für die Verwendung der Scheiben als Windschutzscheibe oder Rückscheiben eines Fahrzeugs oder anderen Verwendungen bei denen eine hohe Lichttransmission erwünscht ist. Als transparent im Sinne der Erfindung wird dann eine Scheibe verstanden, die eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von größer 70 % aufweist. Für Scheiben, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5 %.
Die Dicke der Scheiben kann breit variieren und so hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Standardstärken der einzelnen Scheiben von 1,0 mm bis 25 mm, bevorzugt von 1,4 mm bis 2,5 mm für Fahrzeugglas und bevorzugt von 4 mm bis 25 mm für Möbel, Geräte und Gebäude, insbesondere für elektrische Heizkörper, verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der erfindungsgemäßen Verwendung. Die erste Scheibe und zweite Scheibe weisen beispielsweise im Fahrzeugbau und Architekturbereich übliche Flächen von 200 cm² bis zu 20 m² auf.
Die Verbundscheibe oder die Einzelscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise hat die dreidimensionale Form keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden kann, beispielsweise mit einer flächigen Infrarot-reflektierenden Beschichtung oder einer Low-E-Beschichtung. Bevorzugt sind die Scheiben planar oder leicht oder stark in einer Richtung oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen. Insbesondere werden planare Substrate verwendet. Die Scheiben können farblos oder gefärbt sein.
Bei Verbundscheiben werden die Scheiben durch mindestens eine Zwischenschicht, bevorzugt durch eine erste und eine zweite Zwischenschicht, miteinander verbunden. Die Zwischenschicht ist bevorzugt transparent. Die Zwischenschicht enthält vorzugsweise mindestens einen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und / oder Polyethylenterephthalat (PET). Die Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder Copolymere oder Gemische davon enthalten. Die Zwischenschicht kann durch eine oder auch durch mehrere übereinander angeordnete Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke einer Folie bevorzugt von 0,025 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm. Die Zwischenschichten können bevorzugt thermoplastisch sein und nach der Lamination die Scheiben und eventuelle weitere Zwischenschichten miteinander verkleben.
Die Begriffe „Außenscheibe“ und „Innenscheibe“ sind zur Unterscheidung der beiden Scheiben bei einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe gewählt. Mit den Begriffen ist keine Aussage über die geometrische Anordnung verbunden. Ist die erfindungsgemäße Verbundscheibe beispielsweise dafür vorgesehen, in einer Öffnung, beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so ist die Außenscheibe in der Regel der äußeren Umgebung und damit der Quellen starker und üblicher infraroter oder ultravioletter Strahlung, wie der Sonneneinstrahlung, zugewandt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist zumindest zwischen der Außenscheibe und der Schutzschicht ein Abdeckdruck, beispielsweise ein Weißdruck, angeordnet ist. Der Abdeckdruck ist bevorzugt zumindest im Bereich der orthogonalen Projektion der Schutzschicht auf die Außenscheibe zwischen der Außenscheibe und der Schutzschicht angeordnet. Der Abdeckdruck ist bevorzugt unmittelbar auf der innenseitige Oberfläche II der Außenscheibe angeordnet.
In einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist zumindest zwischen der Außenscheibe und der Schutzschicht kein Abdeckdruck angeordnet. Dies verbesserte die Reflexionseigenschaften der Schutzschicht.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe, kann durch ein Verfahren hergestellt werden, welches mindestens umfasst:

(a) Herstellen einer Stapelfolge aus mindestens einer Außenscheibe, einer Schutzschicht, einem Funktionselement, einer Zwischenschicht und einer Innenscheibe und
(b) Laminieren der Stapelfolge zu einer Verbundscheibe.

Die Zwischenschicht kann durch jeweils eine einzelne oder auch durch zwei oder mehrere Folien, die flächenmäßig oder abschnittsweise übereinander angeordnet werden, ausgebildet werden.
Das Verbinden der Stapelfolge in Verfahrensschritt (b) erfolgt bevorzugt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden.
Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 80 °C bis 110 °C. Die Außenscheibe, die thermoplastische Zwischenschicht und die Innenscheibe können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Scheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Scheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die Scheiben innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann beispielsweise verwendet werden in Gebäuden, insbesondere im Zugangsbereich, Fensterbereich, Dachbereich oder Fassadenbereich, als Einbauteil in Möbeln und Geräten, in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Zügen, Schiffen und Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und / oder Dachscheibe.
Bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Schutzschicht in einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe, dienst sie insbesondere zum Schutz eines Funktionselements und insbesondere zum Schutz eines Funktionselements vor infraroter und/oder ultravioletter Strahlung.
Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Einzelscheibe mit den folgenden Merkmalen:

- eine Einzelscheibe und
- ein Funktionselement, das an der Einzelscheibe angeordnet ist wobei zwischen Einzelscheibe und Funktionselement eine erfindungsgemäße Schutzschicht angeordnet ist.

Im Folgenden wird die Erfindung 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 einer erfindungsgemäßen
Scheibenanordnung mit einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe, 2A eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A' aus 1,
2B eine Querschnittsdarstellung einer alternativen Ausgestaltung entlang der Schnittlinie A-A' aus 1,
2C eine Querschnittsdarstellung einer alternativen Ausgestaltung entlang der Schnittlinie A-A' aus 1, und
3 ein detailliertes Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibenanordnung 101 mit einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 am Beispiel einer Fahrzeugscheibe und insbesondere die Windschutzscheibe eines Personenkraftwagens.
Die Verbundscheibe 100 ist beispielsweise im Wesentlichen trapezförmig. Die Abmessungen der Verbundscheibe 100 betragen beispielsweise an ihren langen Seiten 0,9 m × 1,5 m. Die Innenscheibe 2 ist beispielsweise dafür vorgesehen, in Einbaulage dem Innenraum eines Fahrzeugs zugewandt zu sein. Das heißt, die außenseitige Oberfläche IV der Innenscheibe 2 ist vom Innenraum aus zugänglich, wogegen die außenseitige Oberfläche I der Außenscheibe 1 bezüglich des Fahrzeuginnenraums nach außen weist. Die Begriffe innenseitig und außenseitig beziehen sich jeweils die Innenseiten und Außenseiten der Verbundscheibe. Außenscheibe 1 und Innenscheibe 2 bestehen beispielsweise aus Kalk-NatronGlas. Die Dicke der Innenscheibe 2 beträgt beispielsweise 1,6 mm und die Dicke der Außenscheibe 1 beträgt beispielsweise 2,1 mm. Es versteht sich, dass Außenscheibe 1 und Innenscheibe 2 beliebige Dicken aufweisen können und beispielsweise auch gleich dick ausgebildet sein können.
Die Verbundscheibe 100 kann beispielsweise auch eine Bauverglasung, Mobiliarverglasung oder ähnliches sein. Die Verbundscheibe 100 kann Teil einer Isolierverglasung sein und beispielsweise in einem Fenster eines Gebäudes angeordnet sein. Alternativ kann die Verbundscheibe 100 in einem Innenraum angeordnet sein und beispielsweise eine Verglasung eines Besprechungsraums oder eines Kühlgeräts oder Möbelstücks sein.
In 2A ist eine beispielhafte Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A' aus 1 dargestellt. Die Verbundscheibe 100 umfasst hier beispielsweise eine Außenscheibe 1 und eine Innenscheibe 2, die über zwei Zwischenschichten 3 miteinander verbunden sind. Dabei ist die erste Zwischenschicht 3.1 vollflächig ausgebildet, während die zweite Zwischenschicht 6 rahmenförmig ausgestaltet ist.
In der beispielhaften Ausgestaltung ist im oberen, mittigen Bereich der Windschutzscheibe ein elektrisches Funktionselement 4 integriert, beispielweise ein OLED-Display. Derartige OLED-Display sind sehr temperaturempfindlich und degradieren unter UV-Strahlung. Zwischen Funktionselement 4 und Außenscheibe 1 ist eine erfindungsgemäße Schutzschicht 5 angeordnet. Die Schutzschicht 5 ist derart angeordnet, dass das Funktionselement 4 vollständig im Bereich 10 der orthogonalen Projektion der Schutzschicht 5 bezüglich der Außenscheibe 1 liegt. Dadurch wird sichergestellt, dass IR- und/oder UV-Strahlung 30 die über die Außenscheibe 1 in die Verbundscheibe 100 eintritt, vor dem Auftreffen auf das Funktionselement 4 durch die Schutzschicht 5 blockiert und reflektiert wird. Die Schutzschicht 5 besteht beispielsweise aus weißen Polymerfolie mit einer Dicke von 100 µm.
Die Zwischenschicht 6 ist rahmenförmig um das Funktionselement 4 und die Schutzschicht 5 angeordnet und gleicht den durch die Dicke des Funktionselements 4 und der Schutzschicht 5 bedingten Höhenunterschied aus.
Sowohl die erste Zwischenschicht 3 als auch die rahmenförmige Zwischenschicht 6 können beispielsweise aus PVB bestehen und bei einer Fertigung der Verbundscheibe 100 in einem Laminierprozess miteinander verschmelzen und gleichzeitig die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 fest und dauerhaft miteinander verbinden.
In diesem Ausgestaltungsbeispiel ist optional zwischen der Schutzschicht 5 und der Außenscheibe 1 sowie zwischen einem äußeren Randbereich der Verbundscheibe 100 ein beispielsweise weißer oder abschnittsweise schwarzer Abdeckdruck 20 unmittelbar auf der innenseitige Oberfläche II der Außenscheibe 1 aufgebracht. Der Abdeckdruck 20 verhindert die Durchsicht durch die Verbundscheibe 100 und die Draufsicht auf den Randbereich der Verbundscheibe 100, mit dem diese über die außenseitige Oberfläche IV der Innenscheibe 2 beispielsweise in den Rahmen einer Fahrzeugkarosserie eingeklebt ist. Ein weißer Abdeckdruck verstärkt die Wirkung der weißen Schutzschicht 5.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Schutzschicht 5 zwischen dem Funktionselement 4 und der Außenscheibe 1 wird UV- und IR-Strahlung 30, die von außen auf die Außenscheibe 1 der Verbundscheibe 100 trifft, blockiert. Dies führt im Falle der IR-Strahlung zu einer Vermeidung einer Überhitzung oder thermischen Schädigung des Funktionselements 4. Durch den UV-Schutz wird eine Degeneration der Elektronik des Funktionselements 4 reduziert oder verhindert. Beides führt zu einer verlängerten Lebensdauer und zu einer erhöhten Betriebssicherheit des Funktionselements 4.
2B zeigt eine beispielhafte Querschnittsdarstellung eines alternativen Ausgestaltungsbeispiels entlang der Schnittlinie A-A' aus 1. Die Verbundscheibe 100 entspricht hier im Wesentlichen dem Aufbau und der Materialwahl aus dem Beispiel der 2A. Im Unterschied zur 2A ist in 2B zwischen dem Funktionselement 4 und der Schutzschicht 5 eine zweite flächige Zwischenschicht 3.2 angeordnet.
2C zeigt eine beispielhafte Querschnittsdarstellung eines alternativen Ausgestaltungsbeispiels entlang der Schnittlinie A-A' aus 1. Die Verbundscheibe 100 entspricht hier im Wesentlichen dem Aufbau und der Materialwahl aus dem Beispiel der 2B. Im Unterschied zur 2B ist in 2C zwischen der Außenscheibe 1 und der Schutzschicht 5 eine dritte, flächige Zwischenschicht 3.3 angeordnet. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Schutzschicht 5 durch die dritte Zwischenschicht 3.3 sicher und dauerhaft mit der Außenscheibe 1 verklebt wird.
Es versteht sich, dass in jeder der hier gezeigten und nicht-gezeigten Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 die Schutzschicht 5 aus einer freitragenden Metallschicht oder aus einer polymeren Trägerschicht mit einer dünnen, selbstständig oder nicht-selbstständig stabilen weiße Farbschicht bestehen kann.
Des Weiteren kann die Position des Funktionselements 4 mit der Schutzschicht 5 beliebig und im Rahmen der gewünschten Verwendung im Bereich der Verbundscheibe 100 angeordnet werden. Bevorzugt ist eine Anordnung am unteren oder seitlichen Rand der Verbundscheibe 100, insbesondere außerhalb des zentralen Sichtfelds durch die Verbundscheibe 100. Es versteht sich, dass eine erfindungsgemäße Verbundscheibe 100 auch mehrere Funktionselemente 4 mit einer oder mehreren zusammenhängenden oder nicht zusammenhängenden Schutzschichten 5 aufweisen kann.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 nach 2A, umfassend die folgenden Verfahrensschritte S1-S6.
S1: Aufdrucken eines Abdeckdrucks 20 auf die innenseitige Oberfläche II einer Außenscheibe 1;
S2: Anordnen einer Schutzschicht 5 auf die innenseitige Oberfläche II der Außenscheibe 1, bevorzugt durch Kleben;
S3: Anordnen eines elektrischen Funktionselements 4 auf der Schutzschicht 5, bevorzugt durch Kleben, und Anordnen einer rahmenförmigen Zwischenschicht 6 um das elektrische Funktionselement 4 herum, auf die innenseitige Oberfläche II der Außenscheibe 1;
S4: Anordnen einer ersten Zwischenschicht 3.1 auf der rahmenförmigen Zwischenschicht 6 und dem Funktionselement 4;
S5: Anordnen einer Innenscheibe 2 auf der ersten Zwischenschicht 3.1;
S6: Laminieren der Stapelfolge zu einer Verbundscheibe 100.

Die folgende Tabelle 1 zeigt Messergebnisse eines Verbundscheibenaufbaus unter Einwirkung von Infrarotstrahlung mit einer erfindungsgemäßen und verschiedenen nicht-erfindungsgemäßen Schutzschichten. Tabelle 1

Zeit [h]	Temperatur [°C]
Zeit [h]	Beispiel #1	Vergleichsbeispiel #2	Vergleichsbeispiel #3	Vergleichsbeispiel #4	Vergleichsbeispiel #5
00:45	74,8	79,4	80,8	74,9	83,4
01:30	76,8	81,3	83,1	77,5	85,0
02:15	74,3	78,8	80,6	74,8	82,7
03:00	76,3	80,4	82,2	76,7	84,3
03:45	71,3	75,4	77,5	71,5	79,5
04:30	76,5	80,8	82,6	76,8	84,6
05:15	73,2	77,1	79,0	73,4	81,1
arith. Mittelwert	74,7	79,0	80,8	75,1	82,9

Angegeben sind jeweils Temperaturmesswerte, gemessen an einem erfindungsgemäßen Funktionselement in Abhängigkeit der Zeitdauer einer Wärmestrahlungseinwirkung (45 Minuten bis 5 Stunden und 15 Minuten).
Dabei besteht in Beispiel #1 die Schutzschicht aus einer erfindungsgemäßen Schutzschicht aus einem weißen Klebeband.
Die nicht-erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiele enthalten die folgenden Schichten an Stelle der Schutzschicht: #2 ein Schwarzdruck nach dem Stand der Technik; #3 eine Aluminiumfolie, die hinter einem Schwarzdruck angeordnet ist; #4 eine Aluminiumfolie (ohne Schwarzdruck).
Vergleichsbeispiel #5 enthält keinerlei Schutzschicht, d.h. das Funktionselement ist in der Verbundscheibe angeordnet, ist von außen direkt sichtbar und wird nicht durch eine Schutzschicht geschützt.
Des Weiteren ist der arithmetische Mittelwert der Tempertaturmessungen für jedes Beispiel angegeben. Es hat sich gezeigt, dass beim erfindungsgemäßen Beispiel #1 mit einer weißen Klebeschicht als Schutzschicht, die besten Ergebnisse, d.h. die niedrigsten Temperaturwerte am Funktionselement (74,7°C), erzielt werden konnten.
Alle anderen nicht-erfindungsgemäßen Vergleichsbeispiele waren schlechter, d.h. sie führten zu einer höheren Temperatur am Funktionselement. Lediglich eine reine Aluminiumfolie (#4) führte nur zu einem kleinen Temperaturunterschied (75,1°C). Höhere Temperaturen ergaben sich bei Beispiel #2 mit 79,0°C, gefolgt von Beispiel #3 mit 80,8°C und Beispiel #5 mit 82,9°C.
Insbesondere im Vergleich des erfindungsgemäßen Beispiels #1 mit dem Vergleichsbeispiel #5 nach dem Stand der Technik ohne Schutzschicht ergaben sich sehr große Temperaturunterschiede von mehr als 8°C, was im Anwendungsfall zu einer niedrigeren Lebensdauer des Funktionselements und einer eingeschränkten Funktionalität führen kann.
Bezugszeichenliste

1: Außenscheibe
2: Innenscheibe
3: Zwischenschicht
3.1: erste Zwischenschicht
3.2: zweite Zwischenschicht
3.3: dritte Zwischenschicht
4: Funktionselement
5: Schutzschicht
6: rahmenförmige Zwischenschicht
10: Projektionsbereich
20: Abdeckdruck, Schwarzdruck, Weißdruck, Farbdruck
30: Infrarote (IR) Strahlung und Ultraviolette (UV) Strahlung
100: Verbundscheibe
101: Scheibenanordnung
A-A': Schnittlinie
S1,S2,S3,S4,S5,S6: Verfahrensschritte
I: außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 1
II: innenseitige Oberfläche der Außenscheibe 1
III: innenseitigen Oberfläche der Innenscheibe 2
IV: außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe 2

Claims

Verbundscheibe (100), mindestens umfassend: - eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die durch mindestens eine Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind, - ein Funktionselement (4), das ◯ zwischen Außenscheibe (1) und Innenscheibe (2) oder ◯ auf oder hinter einer außenseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe (2) angeordnet ist, wobei zwischen der Außenscheibe (1) und dem Funktionselement (4) eine weiße Schutzschicht (5) angeordnet ist.
Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1, die Schutzschicht (5) - aus einem weißen Material besteht, bevorzugt aus einem Emaille , einer Farbe, , oder - zumindest auf der der Außenscheibe (1) zugewandten Seite eine weiße Färbung aufweist, bevorzugt eine Polymerfolie oder Gewebefolie, insbesondere eine weiße Polymer- oder Gewebefolie mit Klebeschicht.
Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schutzschicht (5) eine Metallschicht, bevorzugt eine Aluminiumschicht, eine Edelstahlschicht, eine Kupferschicht, eine Silberschicht oder eine Goldschicht enthält, oder die Metallschicht auf mindestens einer Trägerfolie angeordnet ist und die Trägerfolie bevorzugt eine polymere Trägerfolie ist und insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylbutyral (PVB), Ethylen-Vinylacetat (EVA), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyepoxid oder Polyimid enthält oder daraus besteht oder wobei die Schutzschicht (5) eine Metallfolie, bevorzugt eine Aluminiumfolie, eine Edelstahlfolie, eine Kupferfolie, eine Silberfolie oder eine Goldfolie enthält.
Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schutzschicht (5) eine Dicke von 0,5 µm bis 500 µm, bevorzugt von 1 µm bis 200 µm und insbesondere 20 µm bis 50 µm aufweist.
Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Fläche der orthogonalen Projektion der Schutzschicht (5) auf die Außenscheibe (1) gleich oder größer als die Fläche der orthogonalen Projektion des Funktionselements (4) auf die Außenscheibe (4) ist.
Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schutzschicht (5) infrarote Strahlung und/oder ultraviolette Strahlung zu mindestens 80%, bevorzugt mindestens 90% und insbesondere mindestens 99% reflektiert oder absorbiert.
Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Funktionselement (4) ein elektrisches Funktionselement ist und bevorzugt mindestens - eine Lichtquelle, bevorzugt eine LED-Lichtquelle (LED, englisch light emitting diode; Leuchtdiode) und besonders bevorzugt eine OLED-Lichtquelle (OLED, englisch organic light emitting diode; organische Leuchtdiode), - ein Display, bevorzugt ein OLED-Display, besonders bevorzugt ein transparentes OLED-Display, - einen Sensor, bevorzugt einen Temperatursensor, einen Berührungssensor, Feuchtigkeitssensor, Vibrationssensor oder Bruchsensor, - einen RFID-Chip, eine Schaltlogik oder einen Mikroprozessor enthält oder daraus besteht.
Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zumindest zwischen der Außenscheibe (1) und der Schutzschicht (5) ein Abdeckdruck (20), beispielsweise ein Schwarzdruck, ein Weißdruck oder ein farbiger Druck, angeordnet ist und der Abdeckdruck (20) bevorzugt unmittelbar auf die innenseitige Oberfläche II der Außenscheibe (1) angeordnet ist.
Verbundscheibenanordnung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Schutzschicht (5) entweder zwischen Außenscheibe (1) und Innenscheibe (2) oder unmittelbar auf der außenseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe (2) angeordnet ist.
Verbundscheibenanordnung (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Abstand d zwischen der außenseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe (2) und dem Funktionselement (4) von 0 cm bis 30 cm, bevorzugt von 0 cm bis 10 cm oder bevorzugt von 1 cm bis 30 cm beträgt.