DE3511720A1 - Verfahren zur erzeugung schmutzabstossender, hydrophiler glasoberflaechen auf glasscheiben - Google Patents

Description

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28.3.1985 Pf/Jä

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Verfahren zur Erzeugung schmutzabstoßender, hydrophiler Glasoberflächen auf Glasscheiben

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung schmutzabstoßender, hydrophiler Glasoberflächen auf im Float-Verfahren hergestellten Glasscheiben, insbesondere auf Verbundglasscheiben. Bei der Float-Glasherstellung wird das Glas flüssig auf einem heißen Zinnbad zum Ausfließen gebracht. Dabei treten prozeßbedingt zwei verschiedene Oberflächenformationen des Glases auf, und zwar die Badseite, die mit dem Zinnbad in Berührung ist, und die sogenannte Luftseite, die mit der Luft in Berührung ist. Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen werden im allgemeinen aus solchem Float-Glas hergestellt, und zwar als Verbundglasscheiben. Es wurde nun wiederholt festgestellt, daß es Windschutzscheiben gibt, die sich mit Hilfe des Scheibenwischers und der Scheibenwasch'flüssigkeit verhältnismäßig leicht reinigen lassen, und andere, bei denen diese Reinigung sehr viel schwieriger ist, so daß die Schleier, die auf den Windschutzscheiben durch die Schmutzbelastung entstehen, sich nur schwierig entfernen lassen und so zu einer starken Sichtbehinderung führen. Generell gilt, daß die Scheiben durch sehr dünne Schmutzfilme hydrophobiert werden, so daß, wenn der

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Wiseher durch Aquaplaning Wasser in dünner Schicht hinterläßt, diese Schicht auf den hydrophoben Bereichen der Windschutzscheibe in kleinste Wasserlinsen "bzw. -tropfen aufreißt, die dann ein Streulicht erzeugen und so zu der Sichtbehinderung führen. JEine wirkungsvolle Reinigung muß nun dazu führen, daß die Scheibenoberfläche in möglichst kurzer Zeit wieder hydrophil wird, so daß die Wasserschicht gleichmäßig über die ganze Scheibe verteilt ist und keine Veranlassung hat, sich in einzelne Tröpfchen zu zerteilen. Es konnte nun gezeigt werden, daß die Scheibenreinigung sehr viel einfacher gelingt, wenn die Luftseite außen liegt, das bedeutet aber, daß die Luftseite offenbar sehr viel schneller in einen hydrophilen Zustand überzuführen ist als die Badseite, bei der die Reinigung sehr viel schwieriger ist.

Nun wird im allgemeinen bei den Verbundglasscheiben, bei denen zwei Scheiben durch eine Kunststoffolie miteinander verbunden sind, die Badseite nach außen gelegt, und zwar wohl deshalb, weil die Luftseite eine langwellige Rauhigkeit aufweist, die wiederum zu optischen Störungen führen kann, wenn diese nach außen gelegt werden. Liegen demgegenüber die beiden Luftseiten gegeneinander auf der Kunststoffolie, so wird diese langwellige Rauhigkeit optisch sozusagen zugedeckt, und die Scheibenherstellung führt auf diese Weise zu weniger Ausschuß. Der nächstliegende Weg, eine rasche Hydrophilierung der Glasoberfläche zu erreichen, nämlich der, statt der Badseiten die Luftseiten nach außen zu legen, ist also aus fertigungstechnischen Gründen nicht ohne weiteres gangbar. Es stellt sich somit die Frage, ob es möglich ist, die Badseite der Glasscheiben so zu behandeln, daß sie mindestens ebenso leicht hydrophilierbar sind wie die Luftseite dieser

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Scheiben oder, mit anderen Worten, daß die bei der Badseite größere Schmutzaffinität in einem solchen Maße herabgesetzt werden kann, daß diese Schmutzaffinität nur ebenso groß oder gar kleiner ist als die der Luftseite.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ermöglicht es nun in der Tat in vorteilhafter Weise, daß die Badseiten der Windschutzscheiben in einem solchen Maße hydrophil gemacht werden können, daß die befürchtete Schleierbildung praktisch verhindert wird. Dadurch gelingt es, die auf Glas besonders stark haftenden Fettsäuren, die vorzugsweise aus den Kraftfahrzeug-Abgasen stammen, relativ leicht abzuwaschen und die Glasoberfläche praktisch mit einer schmutzabweisenden Schicht auszustatten. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß das Verfahren an fertigen Scheiben, also zum Beispiel an den Windschutz-Verbundscheiben durchgeführt werden kann, da es bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die erste, alkalische Stufe mit einem Phosphat-Glasreiniger mit einem pH-Wert von 10 bis 11 und die zweite, saure Stufe in einer Phosphorsäure enthaltenden Lösung mit einem pH-Wert von etwa 2 durchzuführen, wobei für die erste Behandlungsstufe eine längere Zeit notwendig ist als für die zweite Stufe. So hat sich für die erste Stufe eine Dauer von etwa 12 Stunden als geeignet erwiesen, so daß diese Stufe vorteilhaft in einem Tauchbad durch-

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geführt wird; für die zweite Behandlungsstufe reicht "bereits eine Zeit von einigen Minuten aus, so daß diese Behandlungsstufe entweder ebenfalls in einem Tauchbad oder aber durch Aufspritzen der Lösung durchgeführt werden kann.

Für den Wirkungsmechanismus der beiden Stufen gibt es zwar gewisse Annahmen und Plausibilitätserklärungen, doch sind diese nicht im einzelnen erwiesen. Bei den Kfz-Windschutzscheiben handelt es sich vorzugsweise um Kalk-Natron-Gläser. Die erste Behandlungsstufe, die alkalische, hat offenbar mindestens drei Aufgaben, nämlich die der Grundreinigung der Scheibe, die der Glättung der Scheibe durch einen Angriff auf das vorstehende SiO -Gerüst und schließlich die des Auslaugens von Alkali-Ionen. Bei der zweiten Behandlungsstufe geht es möglicherweise um eine Vermehrung des Alkali-Ionen-Entzuges aus der Oberfläche durch Bildung leicht wasserlöslicher Salze. Da das SiO_p-Gerüst dabei nicht angegriffen wird, nimmt dessen Reinheit und "Geschlossenheit" an der Oberfläche zu. Es ist jedoch auch denkbar, daß sich durch die Behandlung mit Phosphorsäure aus dem in der Oberfläche der Badseite verbliebenen Zinn Zinnphosphat bildet, was schließlich zu der Hydrophilierung der Oberfläche führt.

Die Eindringtiefe der beschriebenen Umwandlungsvorgänge hängt von der Länge der Behandlungszeit und von der Höhe der Temperatur der Medien in dem Sinne ab, daß mit Vergrößerung derselben sich auch die Eindringtiefe und damit auch die Haltbarkeit der Hydrophilierung vergrößert. Die Wirkung kann noch verstärkt werden, wenn man die Glasoberfläche, vor allem bei der ersten Behandlungsstufe, mechanisch bürstet.

Im Laufe der Versuche hat sich als weiteres noch gezeigt, daß bei jenen Scheiben, bei denen die Luftseite außen liegt, durch eine alkalische Behandlung entsprechend der ersten Behandlungsstufe die schmutzabweisende Wirkung, die bei der Luftseite an sich schon recht gut ist, noch optimiert werden kann. Eine Voraussetzung für die Durchführung des Verfahrens ist die, daß man an der fertigen Verbundglasscheibe feststellen kann, ob die Badseite oder die Luftseite außen liegt, da die Durchführung des vollständigen Verfahrens nur dann sinnvoll und notwendig ist, wenn die Badseite außen liegt. Die beiden verschiedenen Oberflächen lassen sich durch Fluoreszenz, erzeugt mit kurzwelligem Ultraviolett mit einer Wellenlänge von etwa 260 nm unterscheiden, da an der· Badseite die dort vorhandene Zinnoxid-Schicht bläulich weiß aufleuchtet .

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Eine aus Verbundglas hergestellte Windschutzscheibe mit nach außen angeordneten Badseiten wird in ein Tauchbad eingebracht, das mit einem üblichen alkalischen Phosphat-Glasreiniger mit einem pH-Wert von etwa 10, zum Beispiel einem RBS-Bad gefüllt war. In diesem Bad, das Raumtemperatur hatte, wurde die Scheibe 12 Stunden gebadet. Im Anschluß daran wurde sie mit Wasser gespült und dann 10 Minuten in eine verdünnte Phosphorsäure mit einem pH-Wert von etwa 2 getaucht. Danach wurde erneut gespült und nach dem Trocknen die Scheibe in ein Kraftfahrzeug eingebaut und den üblichen Fahrbedingungen unterworfen. Dabei zeigte sich, daß die Scheibe sich gegenüber einer unbehandelten entsprechenden Scheibe sehr viel leichter reinigen ließ. Ähnliche Ergebnisse hatten auch Wischversuche, die nach Auftragen eines

Gemisches von Fettsäuren auf die Scheibe durchgeführt wurden. Besonders eindrucksvoll konnte das Ergebnis demonstriert werden, wenn nur die halbe Scheibe nach dem Zweistufen-Verfahren behandelt wurde. Hier zeigte sich, daß sich ein und dieselbe Scheibe in den zwei Bereichen völlig unterschiedlich verhielt, indem bei der behandelten Hälfte eine einwandfreie Sicht sehr schnell hergestellt war, während dies bei der unbehandelten Hälfte erst nach sehr langer Zeit gelungen ist.

Reinigt man von Zeit zu Zeit die Windschutzscheibe mit einer phosphorsauren Lösung, so wird der Erhalt der schmutzabstoßenden Scheibenoberfläche unterstützt.

Claims (3)

28.3.1985 Pf/Jä ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1 Ansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung schmutzabstoßender, hydrophiler Glasoberflächen auf im Float-Verfahren hergestellten Glasscheiben, insbesondere auf Verbundglasscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß Scheiben, die mindestens eine Badseite als Oberfläche aufweisen, in einer ersten Behandlungsstufe in einem flüssigen alkalischen Medium (pH — 8) und anschließend nach Spülen in Wasser in einer zweiten Behandlungsstufe in einem flüssigen sauren Medium (pH ^ 6) behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe zunächst in einem alkalischen Phosphat-Glasreiniger mit einem pH-Wert von 10 bis 11 und anschließend nach Spülen in Wasser in einer Phosphorsäure enthaltenen Lösung mit einem pH-Wert von etwa 2 behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Behandlungsstufe für etwa 12 Stunden in einem Tauchbad bei Raumtemperatur, die zweite Behandlungsstufe dagegen entweder ebenfalls in einem Tauchbad für einige Minuten oder durch Aufspritzen der Lösung, jeweils bei Raumtemperatur, durchgeführt wird.