DE202021004144U1

DE202021004144U1 - Keilförmige mehrlagige Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften

Info

Publication number: DE202021004144U1
Application number: DE202021004144.3U
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: 2020-06-16
Filing date: 2021-06-11
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2031-06-12
Also published as: WO2021254912A1; CN114126853A

Abstract

Keilförmige mehrlagige Zwischenschicht (1) für eine Verbundscheibe mindestens umfassend
- eine erste thermoplastische Schicht (2) mit einer Länge, einer Breite und einer Gesamtdicke, mindestens umfassend eine erste Schutzschicht (3) aufweisend eine Innenseite (3a), eine Außenseite (3b) und eine erste Dicke, eine zweite Schutzschicht (4) aufweisend eine Innenseite (4a), eine Außenseite (4b) und eine zweite Dicke, und eine zwischen der Innenseite (3a) der ersten Schutzschicht (3) und der Innenseite (4a) der zweiten Schutzschicht (4) angeordnete akustisch dämpfende Schicht (5) mit einer dritten Dicke; und
- eine zweite thermoplastische Schicht (6) aufweisend eine Innenseite (6a) und eine Außenseite (6b), die mit der Innenseite (6a) direkt oder indirekt angrenzend an die Außenseite (3b) der ersten Schutzschicht (3) angeordnet ist und einen keilförmigen Querschnitt mit einem dickeren ersten Ende und einem dünneren zweiten Ende aufweist; wobei die erste thermoplastische Schicht (2) und/oder die zweite thermoplastische Schicht (6) eine gereckte Schicht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine keilförmige mehrlagige Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften und eine Verbundscheibe aufweisend eine solche Zwischenschicht.
Verbundglasscheiben werden heutzutage an vielen Orten, insbesondere im Fahrzeugbau, verwendet. Dabei umfasst der Begriff Fahrzeug unter anderem Straßenfahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe, landwirtschaftliche Maschinen oder auch Arbeitsgeräte.
Auch in anderen Bereichen werden Verbundglasscheiben verwendet. Hierzu zählen beispielsweise Gebäudeverglasungen oder Informationsdisplays, z.B. in Museen oder als Werbedisplays.
Dabei weist eine Verbundglasscheibe im Allgemeinen zwei Scheiben auf, die auf eine Zwischenschicht laminiert sind. Die Scheiben selbst können eine Krümmung aufweisen und sind in aller Regel von konstanter Dicke. Die Zwischenschicht weist in aller Regel ein thermoplastisches Material, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), einer vorbestimmten Dicke, z.B. 0,76 mm, auf.
Da die Verbundglasscheiben häufig in Bezug auf einen Betrachter geneigt sind, kommt es zu Doppelbildern. Diese Doppelbilder sind dadurch bedingt, dass einfallendes Licht in aller Regel nicht vollständig durch beide Scheiben tritt, sondern dass zumindest ein Teil des Lichtes reflektiert wird und erst danach durch die zweite Scheibe tritt. Diese Doppelbilder sind insbesondere bei Dunkelheit wahrnehmbar, vor allem bei stark einstrahlenden Lichtquellen, wie z.B. die Scheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeugs. Diese Doppelbilder sind extrem störend und ein Sicherheitsproblem.
Häufig werden Verbundglasscheiben auch als Head-Up-Display (HUD) zur Anzeige von Informationen verwendet. Dabei wird mittels einer Projektionsvorrichtung ein Bild auf die Verbundglasscheiben projiziert, um dem Betrachter eine Information ins Sichtfeld einzublenden. Im Fahrzeugbereich wird die Projektionseinrichtung z.B. auf dem Armaturenbrett angeordnet, so dass das projizierte Bild auf der nächstliegenden Glasfläche der zum Betrachter hin geneigten Verbundglasscheibe in Richtung des Betrachters reflektiert wird (vgl. z.B. das europäische Patent EP 0 420 228 B1 oder die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2012 211 729 A1 ). Hier tritt wiederum ein Teil des Lichts in die Verbundglasscheiben ein und wird nun z.B. an der äußeren Grenzschicht der vom Betrachter aus gesehen weiter außen liegenden Glasfläche reflektiert und tritt anschließend versetzt aus der Verbundglasscheibe aus. Auch hier tritt ein ähnlicher Effekt, der Effekt der Geisterbilder, in Bezug auf das darzustellende Bild auf.
Eine reine klassische Kompensation von Geisterbildern führt dazu, dass eine Überkompensation für Doppelbilder in Transmission zu beobachten ist. Dies führt dazu, dass der jeweilige Betrachter irritiert wird oder im schlimmsten Fall eine Fehlinformation erhält. Bislang wird versucht, dieses Problem dadurch zu lösen, dass die Oberflächen der Scheiben nicht mehr parallel, sondern in einem festen Winkel angeordnet werden. Dies wird zum Beispiel dadurch erreicht, dass die Zwischenschicht keilförmig mit kontinuierlich linear und/oder nichtlinear ansteigender und/oder abnehmender Dicke ist. Im Fahrzeugbau wird typischerweise die Dicke so variiert, dass am unteren Ende der Verbundglasscheibe hin zum Motorraum die kleinste Dicke vorgesehen ist, während die Dicke zum Dach hin ansteigt.
Verbundglasscheiben dieser Art mit keilförmiger Zwischenschicht und die optischen Gesetze, auf denen sie beruhen, sind an sich bekannt und werden beispielsweise in den internationalen Patentanmeldungen WO 2015/086234 A1 und WO 2015/086233 A1 oder den deutschen Offenlegungsschriften DE 196 11 483 A1 und DE 195 35 053 A1 beschrieben.
WO 2020/094419 A1 offenbart eine Verbundscheibe mindestens umfassend eine Außenscheibe, eine Innenscheibe und eine zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnete gereckte thermoplastische Zwischenschicht mit einem keilförmigen Querschnitt, wobei die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe einen keilförmigen Querschnitt aufweist.
In der US 2017/313032 A1 ist eine Verbundscheibe mit einer gereckten Zwischenschicht offenbart.
In modernen Transportmitteln wie Zügen oder Kraftfahrzeugen gewinnt der akustische Komfort an Bedeutung. Zur Verbesserung der akustisch dämpfenden Eigenschaften einer Verbundscheibe, wird üblicherweise zwischen den beiden Scheiben der Verbundscheibe eine mehrlagige Zwischenschicht umfassend eine zwischen zwei Schutzschichten angeordnete akustisch dämpfende Schicht einlaminiert.
Die EP 1 800 855 A1 beschreibt keilförmige mehrlagige Zwischenschichten umfassend eine zwischen zwei Schutzschichten angeordnete akustisch dämpfende Schicht, wobei die Keilform durch Recken der mehrlagigen Zwischenschichten erhalten werden kann.
Die WO 2018/081570 A1 , die US 2016/0341960 A1 , die EP 2 017 237 A1 und die WO 2020/007610 A1 offenbaren keilförmige mehrlagige Zwischenschichten, die eine Schicht konstanter Dicke und eine Schicht mit einem keilförmigen Querschnitt umfassen, wobei die Schicht konstanter Dicke eine zwischen zwei Schutzschichten angeordnete akustisch dämpfende Schicht umfasst.
Eines der Probleme bei der Herstellung von Verbundscheiben mit mehrlagigen Zwischenschichten, ist eine Fleckigkeit in der mehrlagigen Zwischenschicht und somit auch in der resultierenden Verbundscheibe, der sogenannte mottle effect (Fleckigkeits-Effekt). Unter dem Begriff Fleckigkeit ist ein unerwünschter visueller Defekt in Form einer optischen Verzerrung, d.h. eine Art Trübung, in der mehrlagigen Zwischenschicht gemeint.
Dieser Fleckigkeits-Effekt tritt bei mehrlagigen Zwischenschichten auf, deren einzelne Schichten einen leicht unterschiedlichen Brechungsindex aufweisen und bei denen die Grenzfläche zwischen den einzelnen Schichten nicht ganz flach ist.
Der Brechungsindex einer Schicht ist das Verhältnis der Wellenlänge des Lichts im Vakuum zur Wellenlänge in der Schicht. Bei einem Unterschied zwischen dem Brechungsindex zweier Schichten sind Oberflächenvariationen aufgrund der Beugung des Lichts an den Grenzflächen sichtbar. Der Fleckigkeits-Effekt tritt im Allgemeinen bei jeder mehrlagigen Zwischenschicht auf, insbesondere, wenn sich die einzelnen Schichten der mehrlagigen Zwischenschicht hinsichtlich ihrer Brechungsindizes ausreichend unterscheiden und Oberflächenvariationen an den Grenzflächen bestehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte keilförmige mehrlagige Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften bereitzustellen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine keilförmige mehrlagige Zwischenschicht gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße keilförmige mehrlagige Zwischenschicht umfasst mindestens eine erste thermoplastische Schicht mit einer Länge, einer Breite und einer Gesamtdicke und eine zweite thermoplastische Schicht.
Die erste thermoplastische Schicht umfasst eine erste Schutzschicht aufweisend eine Innenseite, eine Außenseite und eine erste Dicke, eine zweite Schutzschicht aufweisend eine Innenseite, eine Außenseite und eine zweite Dicke, und eine zwischen der Innenseite der ersten Schutzschicht und der Innenseite der zweiten Schutzschicht angeordnete akustisch dämpfende Schicht aufweisend eine dritte Dicke.
Die zweite thermoplastische Schicht weist eine Innenseite und eine Außenseite und einen keilförmigen Querschnitt mit einem dickeren ersten Ende und einem dünneren zweiten Ende auf und ist in der erfindungsgemäßen mehrlagigen thermoplastischen Zwischenschicht mit der Innenseite direkt oder indirekt angrenzend an die Außenseite der ersten Schutzschicht angeordnet.
Erfindungsgemäß ist die erste thermoplastische Schicht und/oder die zweite thermoplastische Schicht eine gereckte Schicht.
In einer Ausführungsform ist die erste thermoplastische Schicht eine gereckte Schicht.
In einer weiteren Ausführungsform ist die zweite thermoplastische Schicht eine gereckte Schicht.
In einer weiteren Ausführungsform sind sowohl die erste thermoplastische Schicht als auch die zweite thermoplastische Schicht gereckte Schichten.
Erfindungsgemäß ist somit auch eine keilförmige mehrlagige Zwischenschicht für eine Verbundscheibe mindestens umfassend

- eine erste thermoplastische Schicht mit einer Länge, einer Breite und einer Gesamtdicke, mindestens umfassend eine erste Schutzschicht aufweisend eine Innenseite, eine Außenseite und eine erste Dicke, eine zweite Schutzschicht aufweisend eine Innenseite, eine Außenseite und eine zweite Dicke, und eine zwischen der Innenseite der ersten Schutzschicht und der Innenseite der zweiten Schutzschicht angeordnete akustisch dämpfende Schicht mit einer dritten Dicke; und
- eine zweite thermoplastische Schicht aufweisend eine Innenseite und eine Außenseite, die mit der Innenseite direkt oder indirekt angrenzend an die Außenseite der ersten Schutzschicht angeordnet ist und einen keilförmigen Querschnitt mit einem dickeren ersten Ende und einem dünneren zweiten Ende aufweist;

In einer Ausführungsform ist die erste thermoplastische Schicht eine gerade gereckte Schicht, wobei die Dicken der ersten Schutzschicht, der zweiten Schutzschicht, der akustisch dämpfenden Schicht und die Gesamtdicke der ersten thermoplastischen Schicht jeweils über die Länge und die Breite im Wesentlichen konstant sind.
In einer alternativen Ausführungsform ist die erste thermoplastische Schicht eine keilförmig gereckte Schicht. In dieser Ausführungsform weisen die erste Schutzschicht, die zweite Schutzschicht und die akustisch dämpfende Schicht der ersten thermoplastischen Schicht jeweils einen keilförmigen Querschnitt mit einem dickeren ersten Ende und einem dünneren zweiten Ende auf, wobei die dickeren ersten Enden der einzelnen Schichten jeweils übereinander angeordnet sind und die dünneren zweiten Enden der einzelnen Schichten jeweils übereinander angeordnet sind.
Bei der zweiten thermoplastischen Schicht kann es sich um eine keilförmig extrudierte thermoplastische Schicht oder um eine keilförmig gereckte thermoplastische Schicht handeln. Eine keilförmig gereckte thermoplastische Schicht kann durch keilförmiges Recken einer thermoplastischen Schicht im Wesentlichen konstanter Dicke oder durch keilförmiges Recken einen keilförmig extrudierten thermoplastischen Schicht erhalten werden.
Mit „Innenseite der ersten Schutzschicht“ wird die Seite der ersten Schutzschicht bezeichnet, die unmittelbar benachbart zur akustisch dämpfenden Schicht angeordnet ist und mit „Außenseite der ersten Schutzschicht“ wird die Seite der ersten Schutzschicht bezeichnet, die der Innenseite gegenüberliegt.
Mit „Innenseite der zweiten Schutzschicht“ wird die Seite der zweiten Schutzschicht bezeichnet, die unmittelbar benachbart zur akustisch dämpfenden Schicht angeordnet ist und mit „Außenseite der zweiten Schutzschicht“ wird die Seite der zweiten Schutzschicht bezeichnet, die der Innenseite gegenüberliegt.
Mit „Innenseite der zweiten thermoplastischen Schicht“ wird die Seite der zweiten thermoplastischen Schicht bezeichnet, die direkt oder indirekt an die Außenseite der ersten Schutzschicht angrenzt und mit „Außenseite der zweiten thermoplastischen Schicht“ wird die Seite der zweiten thermoplastischen Schicht bezeichnet, die der Innenseite gegenüberliegt. Unter einer „indirekten“ Angrenzung ist zu verstehen, dass zwischen der Innenseite der zweiten thermoplastischen Schicht und der Außenseite der ersten Schutzschicht eine weitere Schicht angeordnet ist.
Unter einer im Wesentlichen konstanten Dicke einer Schicht ist in der vorliegenden Anmeldung zu verstehen, dass die Dicke der Schicht über die Länge und Breite im Rahmen normaler Fertigungstoleranzen konstant ist. Bevorzugt bedeutet dies, dass die Dicke um nicht mehr als 7 %, bevorzugt um nicht mehr als 5 %, besonders bevorzugt um nicht mehr als 3 % variiert.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht beträgt der Keilwinkel der keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht 0,1 mrad bis 1,0 mrad, bevorzugt 0,3 mrad bis 0,7 mrad.
Die erfindungsgemäße keilförmige mehrlagige Zwischenschicht weist ein dickeres erstes Ende und ein dünneres zweites Ende auf. Das dickere erste Ende der erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht kann insbesondere eine Dicke von 2 mm oder weniger aufweisen. Das dünnere zweite Ende der erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht kann insbesondere eine Dicke von 0,30 mm oder mehr, bevorzugt von 0,40 mm oder mehr aufweisen.
Die akustisch dämpfende Schicht weist bevorzugt eine Dicke von 0,05 mm bis 0,20 mm auf und die erste Schutzschicht und die zweite Schutzschicht weisen bevorzugt jeweils eine Dicke von 0,10 mm bis 0,40 mm auf, wobei die Gesamtdicke der ersten thermoplastischen Schicht bevorzugt zwischen 0,3 mm und 0,90 mm, beispielsweise 0,5 mm, beträgt. In einer Ausführungsform betragen die Dicke der akustisch dämpfenden Schicht 0,10 mm und die Dicke der ersten Schutzschicht und der zweiten Schutzschicht jeweils 0,20 mm. Es versteht sich, dass sofern die erste thermoplastische Schicht als eine keilförmig gereckte thermoplastische Schicht ausgebildet ist, die oben angegebenen Dicken den Dicken am jeweils dünneren Ende der entsprechenden Schichten entsprechen.
Die erste Schutzschicht und die zweite Schutzschicht besitzen in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die gleiche Dicke. Alternativ können die erste Schutzschicht und die zweite Schutzschicht sich in ihrer Dicke auch voneinander unterscheiden.
Die akustisch dämpfende Schicht weist eine größere Plastizität oder Elastizität auf als die sie umgebenden Schutzschichten. Die erste thermoplastische besitzt somit einen weichen Kern, wobei die Steifigkeit des Schichtaufbaus vom Kern der akustisch dämpfenden Schicht zu den äußeren Oberflächen der ersten Schutzschicht und der zweiten Schutzschicht hin zunimmt.
Die akustisch dämpfende Schicht mit höherer Elastizität ist dabei vor allem für die akustische Dämpfung verantwortlich, während die erste Schutzschicht und die zweite Schutzschicht niedrigerer Elastizität maßgeblich zur Stabilisierung der ersten thermoplastischen Schicht beitragen.
Die einzelnen Schichten der erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht, d.h. die erste Schutzschicht, die zweite Schutzschicht, die akustisch dämpfende Schicht und die zweite thermoplastische Zwischenschicht enthalten in einer Ausführungsform unabhängig voneinander zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU), Acrylate oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB) und Weichmacher.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erste Schutzschicht, die akustisch dämpfende Schicht und die zweite Schutzschicht Polyvinylbutyral und Weichmacher. Die Auswahl des Weichmachers und der Acetalisierungsgrad des Polyvinylbutyrals ermöglichen es in einer dem Fachmann bekannten Weise die Elastizität der polymeren Schichten zu beeinflussen.
Die erste Schutzschicht, die zweite Schutzschicht, die akustisch dämpfende Schicht und/oder die zweite thermoplastische Zwischenschicht können unabhängig voneinander klar und farblos, aber auch getönt, getrübt oder gefärbt sein.
Dabei können die Schichten vollflächig getönt oder gefärbt sein. Alternativ können die Schichten auch einen Farbgradienten oder ein farbiges Muster aufweisen. Für Verbundscheiben, die als Windschutzscheiben vorgesehen sind, ist die Färbung oder Tönung derart ausgebildet, dass Verbundscheibe im Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm eine Lichttransmission von größer 70 % aufweist. Für Verbundscheiben, die als Dachscheiben oder rückwärtige Seitenscheiben vorgesehen sind, kann die Färbung oder Tönung auch dunkler ausgebildet sein und die Verbundscheiben somit eine Lichttransmission von 70 % oder weniger im Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm aufweisen. Es versteht sich, dass in Ausführungsformen bei einer Windschutzscheibe, die Transmission außerhalb des Sichtbereichs, insbesondere im an die Dachkante angrenzenden Bereich, auch weniger als 70 % betragen kann.
In den Ausführungsformen, in denen die zweite thermoplastische Schicht, welche wie oben beschrieben einen keilförmigen Querschnitt aufweist, eine gefärbte Schicht ist, ist bevorzugt auch die Lichttransmission durch die zweite thermoplastische Schicht über die gesamte Breite und die gesamte Höhe, das heißt über deren gesamte Fläche, konstant. Eine konstante Lichttransmission trotz eines keilförmigen Querschnitts kann erzielt werden, indem die Farbstoffkonzentration in der zweiten thermoplastischen Schicht von dem dickeren Ende der zweiten thermoplastischen Schicht zu deren dünneren Ende zunimmt.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die keilförmige mehrlagige Zwischenschicht zusätzlich mindestens eine funktionelle Zwischenschicht. Diese ist insbesondere zwischen der ersten Schutzschicht und der zweiten thermoplastischen Schicht angeordnet. In diesem Fall grenzt die Außenseite der ersten Schutzschicht nicht direkt sondern aufgrund der mindestens einen funktionellen Zwischenschicht indirekt an die Innenseite der zweiten thermoplastischen Schutzschicht an.
Bei der mindestens einen funktionellen Zwischenschicht kann es sich insbesondere um eine Infrarotstrahlung (IR)-reflektierende Schicht, eine ultraviolette Strahlung (UV)-reflektierende Schicht, eine getönte oder gefärbte Schicht, eine Barriereschicht oder eine Kombination dieser handeln. Beim Vorhandensein mehrerer funktionellen Zwischenschichten können diese auch unterschiedliche Funktionen aufweisen.
In einer Ausführungsform sind die erste thermoplastische Schicht und die zweite thermoplastische Schicht, bevor eine oder beide dieser Schichten gereckt wird, jeweils durch Extrusionsverfahren hergestellt.
Wie oben beschrieben kann bei mehrlagigen Zwischenschichten ein Fleckigkeits-Effekt auftreten. In der ersten thermoplastischen Schicht der erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht weist die akustisch dämpfende Schicht in der Regel einen anderen Brechungsindex als die erste Schutzschicht und die zweite Schutzschicht auf. Zudem weisen die akustisch dämpfende Schicht und die erste und die zweite Schutzschicht in der Regel unebene Oberflächen auf und somit ist auch die Grenzfläche zwischen den einzelnen Schichten nicht ganz flach. Daher tritt bei der ersten thermoplastischen Schicht der erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht in der Regel ein Fleckigkeitseffekt auf. Je dünner eine extrudierte erste thermoplastische Schicht und somit auch die erste Schutzschicht und die zweite Schutzschicht im Vergleich zur akustisch dämpfenden Schicht ist, desto mehr überträgt sich eine Rauigkeit der ersten Schutzschicht und der zweiten Schutzschicht auf die akustisch dämpfende Schicht und desto ausgeprägter ist der Fleckigkeits-Effekt in der ersten thermoplastischen Schicht. Das Recken einer Schicht hat keinen Einfluss auf die Ausprägung des Fleckigkeits-Effekts, da die erste Schutzschicht, die akustisch dämpfende Schicht und die zweite Schutzschicht gleichzeitig gereckt werden.
Somit ist es von Vorteil, wenn statt einer extrudierten dünnen ersten thermoplastischen Schicht, bei der der Fleckigkeits-Effekt aufgrund der geringen Dicke stark ausgeprägt ist, von einer extrudierten dickeren ersten thermoplastischen Schicht, bei der Fleckigkeits-Effekt aufgrund der größeren Dicke weniger stark ausgeprägt ist als bei der dünneren ersten thermoplastischen Schicht, ausgegangen wird und diese dann auf die gewünschte Dicke gereckt wird.
Eine erfindungsgemäße keilförmige mehrlagige Zwischenschicht kann mittels eines Verfahrens hergestellt werden, mindestens umfassend die folgenden Schritte:

(a) Bereitstellen einer ersten thermoplastischen Schicht, mindestens umfassend eine erste Schutzschicht aufweisend eine Innenseite, eine Außenseite und eine erste Dicke, eine zweite Schutzschicht aufweisend eine Innenseite, eine Außenseite und eine zweite Dicke und eine zwischen der ersten Schutzschicht und der zweiten Schutzschicht angeordnete akustisch dämpfende Schicht aufweisend eine dritte Dicke, wobei die Dicken der ersten Schutzschicht, der zweiten Schutzschicht, der akustisch dämpfenden Schicht und die Gesamtdicke der ersten thermoplastischen Schicht jeweils über die Länge und die Breite im Wesentlichen konstant sind;
(b) Bereitstellen einer zweiten thermoplastischen Schicht aufweisend eine Innenseite und eine Außenseite, wobei die zweite thermoplastische Schicht einen keilförmigen Querschnitt mit einem dickeren ersten Ende und einem dünneren zweiten Ende aufweist;
(c) Recken der ersten thermoplastischen Schicht und/oder der zweiten thermoplastischen Schicht;
(d) Anordnen der ersten thermoplastischen Schicht und der zweiten thermoplastischen Schicht flächig übereinander derart, dass die zweite thermoplastische Schicht mit der Innenseite direkt oder indirekt angrenzend an die Außenseite der ersten Schutzschicht angeordnet ist.

Die erste thermoplastische Schicht und die zweite thermoplastische Schicht können in Schritt (a) und Schritt (b) jeweils im Extrusionsverfahren hergestellt werden.
Es versteht sich, dass die Schritte (a) und (b) auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen können.
In Schritt (c) kann die erste thermoplastische Schicht gerade oder keilförmig gereckt werden und/oder die zweite thermoplastische Schicht keilförmig gereckt werden.
Vor dem optionalen Recken weist die erste thermoplastische Schicht eine im Wesentlichen konstante Dicke auf. Beim geraden Recken der ersten thermoplastischen Schicht ändert sich nur die Dicke der ersten thermoplastischen Schicht, es bildet sich kein keilförmiger Querschnitt der ersten thermoplastischen Schicht aus. Somit hat eine gerade gereckte erste thermoplastische Schicht auch keinen Einfluss auf den Keilwinkel der keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht. Beim keilförmigen Recken der ersten thermoplastischen Schicht weist die erste thermoplastische Schicht nach dem Recken einen keilförmigen Querschnitt auf.
In den Ausführungsformen, in denen die zweite thermoplastische Schicht eine gereckte Schicht ist, weist diese vor dem Recken entweder eine im Wesentlichen konstante Dicke auf oder sie weist einen keilförmigen Querschnitt auf. In beiden Fällen wird die zweite thermoplastische Schicht dann beim Recken keilförmig gereckt, wodurch sich der Keilwinkel der zweiten thermoplastischen Schicht ändert.
Die Herstellung einer keilförmig gereckten Schicht kann beispielsweise durch Verstrecken einer erwärmten thermoplastischen Zwischenschicht konstanter Dicke über einen sogenannten Reckkegel erfolgen. Da der Reckradius mit dem zu erzielenden Keilwinkel korreliert, kann der Fachmann durch Variation des Reckradius eine gereckte thermoplastische Zwischenschicht mit einem zuvor festgelegten Keilwinkel herstellen. Dem Fachmann ist bekannt, welcher Reckkegel in Abhängigkeit von dem für die gestreckte thermoplastische Zwischenschicht angestrebten Keilwinkel bei dem Reckvorgang verwendet werden muss.
Zwischen dem Keilwinkel einer keilförmig gereckten Schicht, der Ausgangsdicke D der Schicht vor dem Reckvorgang, dem Reckradius R und der Höhe H der Schicht besteht folgender Zusammenhang: $K = \frac{D}{R + H}$
Das Verfahren kann zusätzlich die Schritte der Bereitstellung mindestens einer funktionellen Zwischenschicht und die Anordnung dieser zwischen der ersten thermoplastischen Schicht und der zweiten thermoplastischen Schicht umfassen. Bei der mindestens einen funktionellen Zwischenschicht kann es sich beispielsweise um eine IR-reflektierende Schicht, eine UV-reflektierende Schicht, eine getönte oder gefärbte Schicht, eine Barriereschicht oder eine Kombination dieser handeln. Beim Vorhandensein mehrerer funktionellen Zwischenschichten können diese auch unterschiedliche Funktionen aufweisen.
Das Verfahren kann als weiteren Schritt das Verbinden der in Schritt (d) durch das Anordnen der ersten thermoplastischen Schicht und der zweiten thermoplastischen Schicht gebildeten Stapelfolge zu einem Vorverbund umfassen. Das Verbinden der ersten thermoplastischen Schicht und der zweiten thermoplastischen Schicht zu einem Vorverbund kann beispielsweise durch eine Randverklebung der beiden Schichten mittels Alkohol, insbesondere Isopropanol, oder durch Wärme, insbesondere durch punktuelle Erwärmung mittels eines Lötkolbens, erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in Schritt (c) zumindest die erste thermoplastische Schicht gereckt. Wie oben beschrieben ist, kann mit einer gereckten ersten thermoplastischen Schicht die Ausprägung des Fleckigkeit-Effekts reduziert werden.
In den Ausführungsformen, in denen in Schritt (c) die erste thermoplastische Schicht keilförmig gereckt wird und/oder die zweite thermoplastische Schicht keilförmig gereckt wird, lässt sich über den durch das Recken erzielten Keilwinkel der ersten thermoplastischen Schicht und/oder der zweiten thermoplastischen Schicht der Keilwinkel der erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht einfach feinjustieren. Da der optimale Keilwinkel auch von der Dicke abhängt (je dicker die Zwischenschicht ist, desto größer muss der Keilwinkel sein, um Geisterbilder zu kompensieren), kann die Abhängigkeit von Dicke und Keilwinkel über das Recken direkt beeinflusst werden. Dicke und Keilwinkel können unter Verwendung des Verfahrens unabhängig voneinander eingestellt werden, so dass fast jede Kombination möglich ist. Auch dies ist ein Vorteil des Verfahrens.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, dass aufgrund des Reckens Ausgangsmaterial eingespart werden kann. Eine erste Abschätzung der Ausbeute kann erfolgen, indem das Verhältnis der Dicke der Schicht vor dem Recken und der Dicke der Schicht nach dem Recken berechnet wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Verbundscheibe, mindestens umfassend eine erste Scheibe, eine zweite Scheibe und eine zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnete erfindungsgemäße keilförmige mehrlagige Zwischenschicht.
Die erste Scheibe und die zweite Scheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat.
Die erste Scheibe und/oder die zweite Scheibe können Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, elektrisch heizbare Beschichtungen, Sonnenschutzbeschichtungen und/oder Low-E-Beschichtungen aufweisen.
Die Dicke der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die erste Scheibe und die zweite Scheibe weisen bevorzugt Dicken von 0,5 mm bis 5 mm auf, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm. Beispielsweise ist die Scheibe, welche in der Verbundscheibe die Außenscheibe darstellt, 2,1 mm dick und die Scheibe, welche in der Verbundscheibe die Innenscheibe darstellt, 1,6 mm dick. Es kann sich bei der Außenscheibe oder insbesondere der Innenscheibe aber auch um Dünnglas mit einer Dicke von beispielsweise 0,55 mm handeln.
Bevorzugt weisen die erste Scheibe und die zweite Scheibe keinen Keilwinkel auf. Es ist aber auch möglich, dass die erste Scheibe und/oder die zweite Scheibe einen keilförmigen Querschnitt aufweisen. Der Keilwinkel der Verbundscheibe setzt sich aus dem Keilwinkel der keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht, der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe zusammen.
Die Höhe der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe, d.h. im Falle einer Windschutzscheibe der Abstand zwischen der Dachkante der Verbundscheibe und der Motorkante der Verbundscheibe beträgt bevorzugt zwischen 0,8 m und 1,40 m, besonders bevorzugt zwischen 0,9 m und 1,25 m. Es versteht sich, dass somit auch die Höhe der keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht bevorzugt zwischen 0,8 m und 1,40 m, besonders bevorzugt zwischen 0,9 m und 1,25 m beträgt.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann eine Fahrzeugscheibe sein. Eine Fahrzeugscheibe ist zur Abtrennung eines Fahrzeuginnenraums von einer äußeren Umgebung vorgesehen. Eine Fahrzeugscheibe ist also eine Fensterscheibe, die in eine Fensteröffnung der Fahrzeugkarosserie eingesetzt ist oder dafür vorgesehen ist. Eine erfindungsgemäße Verbundscheibe ist insbesondere eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei der ersten Scheibe um die Außenscheibe und bei der zweiten Scheibe um die Innenscheibe einer Verbundscheibe. Es ist aber auch möglich, dass die erste Scheibe die Innenscheibe und die zweite Scheibe die Außenscheibe ist.
Mit Innenscheibe wird bei einer Fahrzeugscheibe diejenige Scheibe bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt zu sein. Mit Außenscheibe wird diejenige Scheibe bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung des Fahrzeugs zugewandt zu sein.
Die erste Scheibe und die zweite Scheibe können unabhängig voneinander klar und farblos, aber auch getönt, getrübt oder gefärbt sein. Die Gesamttransmission durch die Verbundscheibe beträgt in einer bevorzugten Ausgestaltung größer 70%, insbesondere wenn die Verbundscheibe eine Windschutzscheibe ist. Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben. Die erste Scheibe und die zweite Scheibe können aus nicht vorgespanntem, teilvorgespanntem oder vorgespanntem Glas bestehen.
Eine erfindungsgemäße Verbundscheibe kann zusätzlich einen Abdeckdruck, insbesondere aus einer dunklen, bevorzugt schwarzen, Emaille umfassen. Bei dem Abdeckdruck handelt es sich insbesondere um einen peripheren, d.h. rahmenartigen, Abdeckdruck. Der periphere Abdeckdruck dient in erster Linie als UV-Schutz für den Montagekleber der Verbundscheibe. Der Abdeckdruck kann opak und vollflächig ausgebildet sein. Der Abdeckdruck kann zumindest abschnittsweise auch semitransparent, beispielsweise als Punktraster, Streifenraster oder kariertes Raster ausgebildet sein. Alternativ kann der Abdeckdruck auch einen Gradienten aufweisen, beispielsweise von einer opaken Bedeckung zu einer semitransparenten Bedeckung. Der Abdeckdruck ist üblicherweise auf der innenraumseitigen Oberfläche derjenigen Scheibe, welche in der Verbundscheibe die Außenscheibe darstellt, oder auf der innenraumseitigen Oberfläche derjenigen Scheibe, welche in der Verbundscheibe die Innenscheibe darstellt, aufgebracht.
Alternativ oder zusätzlich kann auch die erste thermoplastische Schicht oder die zweite thermoplastische Schicht oder eine zusätzliche Schicht eine aufgedruckte opake Schicht aufweisen. Diejenige Schicht, auf welche die opake Schicht aufgedruckt ist, ist bevorzugt nicht gereckt. Die aufgedruckte opake Schicht enthält bevorzugt Farbpigmente oder Farbstoffe, besonders bevorzugt anorganische oder organische Farbpigmente oder Farbstoffe, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß (Industrieruß oder Carbon Black genannt), Eisenoxidpigmenten und Mischphasenoxidpigmenten.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es für Kraftfahrzeugscheiben üblich ist, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen. Das Verbundglas kann aber auch plan sein, beispielsweise wenn es als Scheibe für Busse, Züge oder Traktoren vorgesehen ist.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann beispielsweise als Head-Up-Display (HUD) zur Anzeige von Informationen verwendet werden.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Verbundscheibe.
Eine Verbundscheibe kann mittels eines Verfahrens hergestellt werden, wobei eine erste Scheibe, eine erfindungsgemäße keilförmige mehrlagige Zwischenschicht und eine zweite Scheibe bereitgestellt werden, anschließend eine Stapelfolge aus der ersten Scheibe, der keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht und der zweiten Scheibe gebildet wird und in einem letzten Schritt die Stapelfolge durch Lamination verbunden wird.
Die Lamination der Stapelfolge kann mittels geläufiger Laminationsverfahren erfolgen. 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. Alternativ sind auch autoklavfreie Verfahren möglich. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 80 °C bis 110 °C. Die erste Scheibe, die keilförmige mehrlagige Zwischenschicht und die zweite Scheibe können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe 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 erste Scheibe und die zweite Scheibe 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 keilförmige mehrlagige Zwischenschicht kann als Vorverbund aus der ersten thermoplastischen Schicht und der zweiten thermoplastischen Schicht zwischen die erste Scheibe und die zweite Scheibe gelegt werden und dann die erste Scheibe über die keilförmige mehrlagige Zwischenschicht mit der zweiten Scheibe während des Laminationsprozesses verbunden werden (sogenanntes offline-Verfahren).
Es ist aber auch möglich, dass die erste thermoplastische Schicht und die zweite thermoplastische Schicht einzeln oder als Stapelfolge zwischen die erste Scheibe und die zweite Scheibe gelegt werden und dann während des Laminationsprozesses die erste Scheibe, die zweite thermoplastische Schicht, die erste thermoplastische Schicht und die zweite Scheibe miteinander verbunden werden (sogenanntes online-Verfahren).
Soll die Verbundscheibe gebogen sein, so werden die erste Scheibe und die zweite Scheibe bevorzugt vor der Lamination einem Biegeprozess unterzogen. Bevorzugt werden die erste Scheibe und die zweite Scheibe gemeinsam (d.h. zeitgleich und durch dasselbe Werkzeug) kongruent gebogen, weil dadurch die Form der Scheiben für die später erfolgende Laminierung optimal aufeinander abgestimmt sind. Typische Temperaturen für Glasbiegeprozesse betragen beispielsweise 500°C bis 700°C.
Die Erfindung betrifft auch eine Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display (HUD) mindestens umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und einen Projektor. Wie bei HUDs üblich bestrahlt der Projektor einen Bereich der Windschutzscheibe, wo die Strahlung in Richtung des Betrachters (Fahrers) reflektiert wird, wodurch ein virtuelles Bild erzeugt wird, welches der Betrachter von ihm aus gesehen hinter der Windschutzscheibe wahrnimmt. Der durch den Projektor bestrahlbare Bereich der Windschutzscheibe wird als HUD-Bereich bezeichnet. Die Strahlrichtung des Projektors kann typischerweise durch Spiegel variiert werden, insbesondere vertikal, um die Projektion an die Körpergröße des Betrachters anzupassen. Der Bereich, in dem sich die Augen des Betrachters bei gegebener Spiegelstellung befinden müssen, wird als Eyeboxfenster bezeichnet. Dieses Eyeboxfenster kann durch Verstellung der Spiegel vertikal verschoben werden, wobei der gesamte dadurch zugängliche Bereich (das heißt die Überlagerung aller möglichen Eyeboxfenster) als Eyebox bezeichnet wird. Ein innerhalb der Eyebox befindlicher Betrachter kann das virtuelle Bild wahrnehmen. Damit ist natürlich gemeint, dass sich die Augen des Betrachters innerhalb der Eyebox befinden müssen, nicht etwa der gesamte Körper.
Die hier verwendeten Fachbegriffe aus dem Bereich der HUDs sind dem Fachmann allgemein bekannt. Für eine ausführliche Darstellung sei auf die Dissertation „Simulationsbasierte Messtechnik zur Prüfung von Head-Up Displays“ von Alexander Neumann am Institut für Informatik der Technischen Universität München (München: Universitätsbibliothek der TU München, 2012) verwiesen, insbesondere auf Kapitel 2 „Das Head-Up Display“.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbundscheibe gelten entsprechend auch für die Projektionsanordnung umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und einen Projektor.
Eine erfindungsgemäße keilförmige mehrlagige Zwischenschicht kann in einer Fahrzeugscheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen und insbesondere in einer Windschutzscheibe in einem Kraftfahrzeug verwendet werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnungen schränken die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:

1 eine Querschnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht,
2 eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht,
3 eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht,
4 eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht,
5 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
6 eine Querschnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe entlang der in 5 dargestellten Schnittlinie A-A',
7 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens.

In 1 ist der Ausschnitt eines Querschnitts einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht 1 dargestellt. Die keilförmige mehrlagige Zwischenschicht 1 umfasst eine erste thermoplastische Schicht 2 und eine zweite thermoplastische Schicht 6.
Die erste thermoplastische Schicht 2 enthält vorzugsweise PVB. Alternativ kann die erste thermoplastische Schicht 2 ein anderes geeignetes Material wie beispielsweise Polyamid oder Polyethylen enthalten. Die erste thermoplastische Schicht 2 umfasst eine erste Schutzschicht 3 aufweisend eine Innenseite 3a, eine Außenseite 3b und eine erste Dicke, eine zweite Schutzschicht 4 aufweisend eine Innenseite 4a, eine Außenseite 4b und eine zweite Dicke und eine zwischen der Innenseite 3a der ersten Schutzschicht 3 und der Innenseite 4a der zweiten Schutzschicht 4 angeordnete akustisch dämpfende Schicht 5. Die Dicken der ersten Schutzschicht 3, der zweiten Schutzschicht 4, der akustisch dämpfenden Schicht 5 und die Gesamtdicke der ersten thermoplastischen Schicht 2 ist jeweils über die Länge und die Breite im Wesentlichen konstant. Die Gesamtdicke der ersten thermoplastischen Schicht 2 beträgt beispielsweise 0,5 mm. Die Außenseite 3b der ersten Schutzschicht 2 grenzt in der in der 1 gezeigten Ausführungsform direkt an die Innenseite 6a der zweiten thermoplastischen Schicht 6 an.
Die zweite thermoplastische Schicht 6 enthält vorzugsweise PVB. Alternativ kann die zweite thermoplastische Schicht 6 ein anderes geeignetes Material wie beispielsweise Polyamid oder Polyethylen enthalten. Erkennbar ist, dass die zweite thermoplastische Schicht 6 einen keilförmigen Querschnitt mit einem dickeren ersten Ende und einem dünneren zweiten Ende aufweist. In der in der 1 gezeigten Ausführungsform beträgt die Dicke am dünneren zweiten Ende beispielsweise 0,4 mm und die zweite thermoplastische Schicht 6 ist eine keilförmig gereckte Schicht mit einem Keilwinkel von 0,55 mrad.
In 2 ist der Ausschnitt eines Querschnitts einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht 1 dargestellt. Die in der 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der 1 gezeigten Ausführungsform nur dahingehend, dass die zweite thermoplastische Schicht 6 eine keilförmig extrudierte Schicht mit einer Dicke von 0,4 mm an dem dünneren zweiten Ende und einem Keilwinkel von 0,52 mrad ist und die erste thermoplastische Schicht 2 eine von einer Gesamtdicke von 0,76 mm auf eine Gesamtdicke von 0,69 mm gerade gereckte Schicht ist.
In 3 ist der Ausschnitt eines Querschnitts einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht 1 dargestellt. Die in der 3 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der 1 gezeigten Ausführungsform nur dahingehend, dass die zweite thermoplastische Schicht 6, welche eine keilförmigen Querschnitt aufweist, eine keilförmig extrudierte Schicht ist und die erste thermoplastische Schicht 2 eine keilförmig gereckte Schicht ist. Beispielsweise enthält die zweite thermoplastische Schicht PVB und weist an dem zweiten dünneren Ende eine Dicke von 0,4 mm und einen Keilwinkel von 0,4 mrad auf. Die erste thermoplastische Schicht 2 enthält beispielsweise PVB und Weichmacher und ist beispielsweise eine keilförmig gereckte Schicht mit einer Dicke von 0,6 mm am dünneren Ende und einem Keilwinkel von 0,1 mrad. Wie in der 3 zu erkennen ist, weisen in der keilförmig gereckten ersten thermoplastischen Schicht 2 die erste Schutzschicht 3, die zweite Schutzschicht 4 und die zwischen der Innenseite 3a der ersten Schutzschicht 3 und der Innenseite 4a der zweiten Schutzschicht 4 angeordnete akustisch dämpfende Schicht 5 jeweils einen keilförmigen Querschnitt auf. Dabei sind jeweils die dickeren ersten Enden der Schichten übereinander und die dünneren zweiten Enden der Schichten übereinander angeordnet, so dass sich die Keilwinkel der einzelnen Schichten summieren.
In 4 ist der Ausschnitt eines Querschnitts einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht 1 dargestellt. Die in der 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der 1 gezeigten Ausführungsform nur dahingehend, eine Funktionsschicht 7 zwischen der ersten thermoplastischen Schicht 2 und der zweiten thermoplastischen Schicht 6 angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass die keilförmige mehrlagige Zwischenschicht 1 mehr als eine Funktionsschicht 7 aufweist. Bei der Funktionsschicht 7 handelt es sich beispielsweise um eine Schicht mit Infrarotstrahlung reflektierenden Eigenschaften.
5 zeigt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 13, insbesondere zur Verwendung als Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Wie in 5 veranschaulicht, umfasst die Verbundscheibe 13 eine erste Scheibe 14, eine zweite Scheibe 15 und eine erfindungsgemäße keilförmige mehrlagige Zwischenschicht 1. Die Verbundscheibe 13 weist vier Scheibenränder auf, nämlich einen oberen Scheibenrand O und einen unteren Scheibenrand U, die sich im verbauten Zustand in (Fahrzeug-)Querrichtung erstrecken, und zwei seitliche Scheibenränder S, die sich im verbauten Zustand in (Fahrzeug-)Hochrichtung erstrecken.
In der 6 ist eine Querschnittansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 13 entlang der in 5 dargestellten Schnittlinie A-A' gezeigt. Die in der 6 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 13 umfasst eine erste Scheibe 14 und eine zweite Scheibe15, die über eine erfindungsgemäße keilförmige mehrlagige Zwischenschicht 1 miteinander verbunden sind.
In der in der 6 gezeigten Ausführungsform ist die keilförmige mehrlagige Zwischenschicht 1 wie in der 2 dargestellt ausgebildet.
Die erste Scheibe 14 und die zweite Scheibe 15 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und weisen eine Dicke von 2,1 mm auf. In der in der 6 gezeigten Ausführungsform ist die erste Scheibe 14 beispielsweise die Außenscheibe und die zweite Scheibe 15 die Innenscheibe der Verbundscheibe. Es ist alternativ aber auch möglich, dass die erste Scheibe 14 die Innenscheibe und die zweite Scheibe 15 die Außenscheibe der Verbundscheibe ist.
7 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht.
Das Verfahren umfasst in einem ersten Schritt I das Bereitstellen einer ersten thermoplastischen Schicht 2, mindestens umfassend eine erste Schutzschicht 3 aufweisend eine Innenseite 3a, eine Außenseite 3b und eine erste Dicke, eine zweite Schutzschicht 4 aufweisend eine Innenseite 4a, eine Außenseite 4b und eine zweite Dicke und eine zwischen der ersten Schutzschicht 3 und der zweiten Schutzschicht 4 angeordnete akustisch dämpfende Schicht 5 aufweisend eine dritte Dicke.
In einem zweiten Schritt II umfasst das Verfahren das Bereitstellen einer zweiten thermoplastischen Schicht 6 aufweisend eine Innenseite 6a und eine Außenseite 6b, wobei die zweite thermoplastische Schicht einen keilförmigen Querschnitt mit einem dickeren ersten Ende und einem dünneren zweiten Ende aufweist.
In einem dritten Schritt III umfasst das Verfahren das Recken der ersten thermoplastischen Schicht 2 und/oder der zweiten thermoplastischen Schicht 6.
In einem vierten Schritt IV umfasst das Verfahren das Anordnen der ersten thermoplastischen Schicht 2 und der zweiten thermoplastischen Schicht 6 flächig übereinander, derart, dass die Innenseite 6a der zweiten thermoplastischen Schicht 6 direkt oder indirekt angrenzend an die Außenseite 3b der ersten Schutzschicht 3 angeordnet ist.
Es versteht sich, dass die Schritte I und II auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen können.
Vergleichsbeispiel:
Mit einer keilförmigen mehrlagigen thermoplastischen Zwischenschicht gemäß dem Stand der Technik, umfassend eine PVB enthaltende thermoplastische Schicht mit einer Dicke von 0,4 mm und einem Keilwinkel von 0,5 mrad und eine PVB enthaltende dreilagige Schicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften und einer im Wesentlichen konstanten Dicke von 0,5 mm, lässt sich eine gute HUD Leistung in einer Verbundscheibe erzielen.
Die selbe HUD Leistung kann mit einer erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht umfassend eine PVB enthaltene zweite thermoplastische Schicht mit einer Dicke von 0,4 mm am dünneren Ende und einem Keilwinkel von 0,52 mrad und eine PVB enthaltende erste thermoplastische Schicht, welche von 0,76 mm Dicke auf eine Dicke von 0,69 mm gerade gereckt wurde, in einer Verbundscheibe erzielt werden. Der Fleckigkeits-Effekt (mottle effect) ist bei Einsatz dieser erfindungsgemäßen keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht deutlich verringert gegenüber der Zwischenschicht aus dem Stand der Technik und zudem kann bei der ersten thermoplastischen Schicht durch das Recken ca. 7 bis 10 % an Fläche des Ausgangsmaterials eingespart werden.
Bezugszeichenliste

1: keilförmige mehrlagige Zwischenschicht
2: erste thermoplastische Schicht
3: erste Schutzschicht
3a: Innenseite der ersten Schutzschicht
3b: Außenseite der ersten Schutzschicht
4: zweite Schutzschicht
4a: Innenseite der zweiten Schutzschicht
4b: Außenseite der zweiten Schutzschicht
5: akustisch dämpfende Schicht
6: zweite thermoplastische Schicht
6a: Innenseite der zweiten thermoplastischen Schicht
6b: Außenseite der zweiten thermoplastischen Schicht
7: funktionelle Zwischenschicht
13: Verbundscheibe
14: erste Scheibe
15: zweite Scheibe
O: oberer Scheibenrand/Dachkante der Verbundscheibe
U: unterer Scheibenrand/Motorkante der Verbundscheibe
S: seitlicher Scheibenrand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0420228 B1 [0006]
DE 102012211729 A1 [0006]
WO 2015/086234 A1 [0008]
WO 2015/086233 A1 [0008]
DE 19611483 A1 [0008]
DE 19535053 A1 [0008]
WO 2020/094419 A1 [0009]
US 2017313032 A1 [0010]
EP 1800855 A1 [0012]
WO 2018/081570 A1 [0013]
US 2016/0341960 A1 [0013]
EP 2017237 A1 [0013]
WO 2020/007610 A1 [0013]

Claims

Keilförmige mehrlagige Zwischenschicht (1) für eine Verbundscheibe mindestens umfassend - eine erste thermoplastische Schicht (2) mit einer Länge, einer Breite und einer Gesamtdicke, mindestens umfassend eine erste Schutzschicht (3) aufweisend eine Innenseite (3a), eine Außenseite (3b) und eine erste Dicke, eine zweite Schutzschicht (4) aufweisend eine Innenseite (4a), eine Außenseite (4b) und eine zweite Dicke, und eine zwischen der Innenseite (3a) der ersten Schutzschicht (3) und der Innenseite (4a) der zweiten Schutzschicht (4) angeordnete akustisch dämpfende Schicht (5) mit einer dritten Dicke; und - eine zweite thermoplastische Schicht (6) aufweisend eine Innenseite (6a) und eine Außenseite (6b), die mit der Innenseite (6a) direkt oder indirekt angrenzend an die Außenseite (3b) der ersten Schutzschicht (3) angeordnet ist und einen keilförmigen Querschnitt mit einem dickeren ersten Ende und einem dünneren zweiten Ende aufweist; wobei die erste thermoplastische Schicht (2) und/oder die zweite thermoplastische Schicht (6) eine gereckte Schicht ist.
Keilförmige mehrlagige Zwischenschicht (1) nach Anspruch 1, wobei zumindest die erste thermoplastische Schicht (2) eine gereckte Schicht ist.
Keilförmige mehrlagige Zwischenschicht (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste thermoplastische Schicht (2) eine gerade gereckte Schicht ist und die Dicken der ersten Schutzschicht (3), der zweiten Schutzschicht (4), der akustisch dämpfenden Schicht (5) und die Gesamtdicke der ersten thermoplastischen Schicht (2) jeweils über die Länge und die Breite im Wesentlichen konstant sind.
Keilförmige mehrlagige Zwischenschicht (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste thermoplastische Schicht (2) eine keilförmig gereckte Schicht ist.
Keilförmige mehrlagige Zwischenschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite thermoplastische Schicht (6) eine keilförmig gereckte Schicht ist.
Keilförmige mehrlagige Zwischenschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Keilwinkel der keilförmigen mehrlagigen Zwischenschicht (1) 0,1 mrad bis 1,0 mrad, bevorzugt 0,3 mrad bis 0,7 mrad, beträgt.
Keilförmige mehrlagige Zwischenschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Schutzschicht (3), die zweite Schutzschicht (4), die akustisch dämpfende Schicht (5) und/oder die zweite thermoplastische Zwischenschicht (6) getönt, getrübt oder gefärbt ist.
Keilförmige mehrlagige Zwischenschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Schutzschicht (3), die zweite Schutzschicht (4), die akustisch dämpfende Schicht (5) und/oder die zweite thermoplastische Zwischenschicht (6) zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU), Acrylate oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB) und Weichmacher, enthalten.
Keilförmige mehrlagige Zwischenschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zusätzlich umfassend mindestens eine funktionelle Zwischenschicht (7), insbesondere eine IR-reflektierende Schicht, eine UV-reflektierende Schicht, eine getönte oder gefärbte Schicht, eine Barriereschicht oder eine Kombination dieser, wobei die funktionelle Zwischenschicht (7) bevorzugt zwischen der ersten thermoplastischen Schicht (2) und der zweiten thermoplastischen Schicht (6) angeordnet ist.
Verbundscheibe (13), mindestens umfassend eine erste Scheibe (14) eine zweite Scheibe (15) und eine zwischen der ersten Scheibe (14) und der zweiten Scheibe (15) angeordnete keilförmige mehrlagige Zwischenschicht (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.