DE3739211A1 - Innen laminierte anordnung fuer eine reissfeste windschutz- oder fensterscheibe - Google Patents

Innen laminierte anordnung fuer eine reissfeste windschutz- oder fensterscheibe

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DE3739211A1
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Description

Die Erfindung betrifft reißfeste Laminate zur Verwendung in Kraftfahrzeugfenstern und Windschutzscheibenkonstruktionen.
Laminatartige Anordnungen werden heute in zahlreichen struk­ turellen Ausführungen zur Verbesserung des Aussehens, der Steigerung der Festigkeit oder der Reflexion sichtbarer und unsichtbarer Strahlung eingesetzt. Solche Anordnungen sind z. B. Sicherheitsglas oder reißfestes Glas, wie es z. B. in Kraftfahrzeug-Windschutzscheiben, Wärmereflektoren für Kraftfahrzeuge und Gebäude, Dämpfungsvorrichtungen und Schutzschildern verwendet wird. Kunststoffilme sind die Hauptbestandteile solcher Laminate, und ihr Vermögen, angrenzende Strukturen anzunehmen und festzuhalten, ist einer der Hauptgründe beim Festlegen der Anwendungsbe­ reiche solcher Laminate.
Häufig muß die Kunststoffoberfläche verändert werden, so daß angrenzende Anordnungen ähnlicher oder anderer Materialien leichter angenommen und festgehalten werden. Es ist bekannt, solche Oberflächen z. B. durch Abschleifen, Reinigen mit einem Lösungsmittel sowie Flamm- und Corona­ behandeln zu bearbeiten.
Die Nachteile solcher Verfahren sind wohlbekannt, wie sie auch in Plastics Engineering, Oktober 1985, S. 41 -45, beschrieben werden. Dort wird auch die Behandlung von Kunststoffoberflächen mit einem Plasma beschrieben. Eine Plasmabehandlung verbessert eine Substratoberfläche, was zu einer größeren Bindefestigkeit als andere Ober­ flächenbehandlungen führt und im allgemeinen sauberer und schneller ist als die vorher beschriebenen Behandlun­ gen.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein verbessertes Plasmasystem zur Behandlung von Kunststoffilmoberflächen angegeben.
Kunststoffilme, die mit dem erfindungsgemäßen Plasma­ system behandelt wurden,weisen in ihrer Haftung verbesser­ te Oberflächen auf, die in vielen Ausführungsformen der Struktur Verwendung finden. Der in seiner Haftung ver­ besserte Kunststoffilm der Erfindung ist besonders brauch­ bar als ein Bestandteil von innen liegenden Anordnungen reißfester Windschutzscheiben, bei welchen eine struktu­ relle Unversehrtheit kritisch ist.
Andere kritische Gestaltungsmerkmale reißfester Windschutz­ scheiben beinhalten selbstverständlich auch die Möglich­ keit, Gesichts-, Kopf- und Halsverletzungen von Fahrzeug­ insassen während eines Unfalles zu verhindern oder zu reduzieren, und die Möglichkeit, dem Fahrer ein klares Sichtfeld zu bieten und zu erhalten.
Heute hergestellte Kraftfahrzeuge werden, obwohl sie kleiner sind als die in der Vergangenheit hergestellten Autos, mit mehr Glas ausgestattet. Ein heutzutage herge­ stelltes Kraftfahrzeug enthält etwa 3,25 m2 Glas, und die Autoindustrie erwartet, daß in der Zukunft Kraftfahr­ zeuge mit etwa 6 m2 Glas hergestellt werden.
An heißen sonnigen Tagen kann eine Zunahme der verglasten Fläche eines Kraftfahrzeuges sehr hohe Innentemperaturen erzeugen. Im Winter, an wolkigen Tagen oder während der Nacht kann der Verlust an Wärmeenergie durch eine derart vergrößerte Glasfläche erheblich sein.
Natürlich können diese Auswirkungen von der Industrie durch den Einbau stärkerer Heizungs- und Kühlungsvor­ richtungen in dem Automobil ausgeglichen werden. Jedoch ist im Hinblick auf die leichteren Kraftfahrzeuge und eine leichtere Ausstattung eine solche Lösung unrentabel. Die umweltbedingten Einflüsse können leichter durch selek­ tives Anordnen einer Metallschicht in der erfindungsge­ mäßen Laminatanordnung aufgefangen werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine reißfeste Wind­ schutz- oder Fensterscheibe, die allen oben erwähnten Anforderungen durch Schaffung einer reißfesten laminierten Windschutzscheibe gerecht wird, die einen Innenaufbau aufweist, der einen Polymerfilm-Träger mit einer in ihrem Haftvermögen verbesserten Außenoberfläche und mit einer ausgezeichneten kratzfesten Beschichtung auf der lnnen­ seite des Polymerfilm-Trägers sowie mit einer letzten Gleitschicht aus einem organischen Polysiloxan über der abriebfesten Beschichtung. Zusätzlich kann die Laminat­ anordnung Metallschichten enthalten, die selektiv inner­ halb der Laminatanordnung vorgesehen sind.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine innen laminierte Anordnung für eine reißfeste Windschutz- oder Fensterscheibe, welche einen Polymerfilm-Träger mit einer Innenfläche und einer Außenfläche aufweist, wobei das Haftvermögen der Außenfläche durch eine Plasma­ behandlung verbessert worden ist und mit einer kratz­ festen, strahlungsgehärteten Schicht mit einer lnnen- und einer Außenfläche, wobei die Schicht ein Copolymer aus einem Tri- oder Tetraacrylatmonomer und Acrylsäure ent­ hält und die Außenfläche der genannten Schicht an der Innenfläche des erwähnten Polymerfilm-Trägers haftet.
Die in ihrem Haftvermögen verbesserte Oberfläche der Kunststoffschicht wird durch Behandeln einer Kunststoff­ filmoberfläche mit einem Wechselstromplasma hergestellt, das durch ein symmetrisches Elektrodensystem erzeugt wird, welches folgende Merkmale aufweist:
  • - Ein Plasmagehäuse mit glatten Innenflächen, wobei das Plasmagehäuse eine Mehrzahl von parallel im Abstand voneinander angeordneten länglichen Elektroden trägt, von denen jede einen hohlen, länglichen Kühlkanal auf­ weist, der in Längsrichtung durch die Mitte einer Elek­ trode verläuft und mit den Kanälen einer zweiten Elek­ trode in Verbindung steht;
  • - Mittel, um die Elektroden elektrisch in Reihe zu schal­ ten;
  • - Mittel, um die hohlen Kanäle in Reihe zu schalten; und
  • - Mittel, die mit den vorgenannten Mitteln zur Reihen­ schaltung der Elektroden verbunden sind und zur Ener­ gieversorgung dienen, um einen ausreichenden Wechsel­ strom zum Aufrechterhalten eines Plasmas zu erzeugen.
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in Ver­ bindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine herkömmliche lami­ nierte Windschutzscheibe;
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine in der US-PS 42 42 403 beschriebene reißfeste Windschutz­ scheibe;
Fig. 3 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße, innen liegende Anordnung einer reißfesten Wind­ schutz- oder Fensterscheibe;
Fig. 4 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße innere Anordnung einer reißfesten Windschutz- oder Fensterscheibe, welche eine Metallschicht und/oder metallische Verbindungsschicht und/oder derartige Schichten enthält, die zwischen einer weichen, dämpfenden Schicht und einer durch­ dringungsfesten Kunststoffschicht angeordnet sind;
Fig. 5 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße innere Anordnung einer reißfesten Windschutz- oder Fensterscheibe, welche eine Metallschicht und/oder metallische Verbindungsschicht und/oder derartige Schichten beinhaltet, welche zwischen der durchdringungsfesten Schicht und der kratz­ festen Schicht angeordnet sind;
Fig. 6 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, des Elektro­ densystems, wie es zur Herstellung der in ihrer Haftung verbesserten Oberfläche des Polymerfilm- Trägers verwendet wird;
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Schnittes entlang der Linie a-a in Fig. 6.
Fig. 1 erläutert eine herkömmliche laminierte Windschutz­ scheibe aus 0,24 cm (0,1 inch) dicken Floatglasscheiben, die auf beiden Seiten einer 0,076 cm (0,030 inch) dicken Schicht 14 aus Polyvinylbutyral (PVB) angeordnet sind. Diese Anordnung wird in dieser Beschreibung als eine herkömmliche laminierte Windschutzscheibe oder als ein Substrat oder ein Teil eines Substrats für die vorliegen­ de Erfindung bezeichnet. Die herkömmliche Anordnung wird als sehr durchdringungsbeständige Windschutzscheibe be­ trachtet. Die Schichten werden normalerweise durch Be­ handeln im Autoklaven miteinander verbunden. Die innere Glasschicht wird hauptsächlich dazu verwendet, die PVB- Schicht vor der Atmosphäre, vor Feuchtigkeit und vor Kratzern zu schützen. Diese herkömmliche Laminatanordnung hat schwerwiegende Kopf-, Hals- und Gesichtverletzungen bei Autounfällen verhindert oder reduziert. In den Ver­ einigten Staaten wird eine solche innere Glasschicht durch das Bundesgesetz gefordert, und die Innenfläche muß gewöhnlich abriebfest sein.
Ein Sicherheitsglas, wie es in Europa verkauft wird, kann aus einer Außenschicht aus Floatglas, Polyvinyl­ butyral, einer Innenschicht aus Floatglas und einer Polyurethanschicht, die an der Innenseite der zweiten Floatglasschicht klebt, bestehen. Diese Anordnung wird ebenfalls in der vorliegenden Beschreibung als herkömm­ liche reißfeste Windschutzscheibe oder als ein klares Substrat der erfindungsgemäßen inneren Struktur betrach­ tet. Jedoch ist die Polyurethanschicht einem Abrieb unter­ worfen. Mit Wirkung vom 16. November 1983 hat die National Highway Traffic Savety Administration ihre Vor­ schriften geändert, so daß heutzutage eine solche Wind­ schutzscheibe in den Vereinigten Staaten von Amerika verwendet werden kann. Das neue Gesetz läßt ebenfalls eine zweischichtige Windschutzscheibe aus Floatglas und Polyurethan zu, solange die Windschutzscheibe den Faden­ test "ANS Z26", wie er in 49 CFR, Abschnitt 571 205, angegeben ist, besteht.
Fig. 2 betrifft eine dritte Windschutzscheibe gemäß dem Stand der Technik, die alle Strukturmerkmale der Fig. 1 enthält. Zusätzlich wird auf der Innenseite des Laminats eine zusätzliche PVB-Schicht 14 mit einer Dicke von 0,038 cm (0,015 inch), eine Schicht 15 aus Polyethylenterephtha­ lat (PET) mit einer Dicke von 0,010 cm (0,004 inch) und eine abschließende Schicht, die aus einer 2,8 µm dicken abriebfesten Beschichtung aus einem Organopolysiloxan mit Siliciumdioxidverstärkung besteht, eingefügt. Die zusätzliche PVB-Schicht 14 und die PET-Schicht 15 sind reißfest, und die letzte Siloxanschicht stellt eine Ober­ fläche dar, die verschleiß- und verwitterungsfest ist, ohne daß eine Reißgefahr besteht.
Ein weiterer Vorteil, der sich aus solchen zusätzlichen Strukturen ergibt, ist eine Struktur, die durchdringungs­ beständig ist. Die Durchdringfestigkeit wird durch die PET-Schichten erreicht.
Ein anderer Vorteil ist eine Anordnung mit einer ver­ besserten polsternden Wirkung, die den Aufprall der Fahr­ zeuginsassen oder von Gegenständen, die auf die Wind­ schutzscheibe geworfen werden, dämpft. Die dämpfende Wirkung wird durch die biegsame PVB-Schicht 14 erzielt. Eine solche Anordnung ist in der US-PS 42 42 403 beschrie­ ben. Darin wird auch die Oberflächenbehandlung der PET- Schicht durch elektrische oder chemische Behandlung, aber bevorzugt durch eine Gasflamme, beschrieben. Zusätz­ lich beschreibt die Patentschrift, daß die Abriebfestig­ keit des völlig gehärteten, mit Siliciumdioxid verstärk­ ten Organopolysiloxans der letzten Innenschicht jedes bisher für diese Zwecke verwendete Material übertrifft. Jedoch haben sich Schwierigkeiten mit der in dieser Pa­ tentschrift beschriebenen Anordnung ergeben, z. B. eine schwache Bindung zwischen der PVB- und der PET- Schicht. Die Industrie fordert oder wünscht Bindefestigkeiten in der Größenordnung von 1,8 kg/cm (10 1b/inch). Die Bindefestigkeit zwischen der PET- und der PVB-Schicht in der oben genannten Patentschrift wird,wie durch eine Zugprüfung unter einem Winkel von 90° gezeigt wurde, mit etwa 0,6 kg/cm (etwa 3,4 1b/inch) angegeben. Zusätz­ lich ist die abriebfeste Schicht, obwohl sie den Standard- Taber-Abriebtest gut erfüllt und den geltenden Industrie­ normen entspricht, nicht so kratzfest wie es wünschens­ wert wäre. Der Taber-Abriebtest wird durch kreisförmiges Reiben einer Schleifscheibe auf einer Filmoberfläche durchgeführt. Der Kratztest beinhaltet das Ziehen von 0000-Stahlwolle annähernd quer über die Oberfläche eines Filmes.
Zusätzlich ist die in der US-PS 42 42 403 beschriebene abriebfeste Schicht in ihrem Aussehen nicht die beste. lnsbesondere zeigt sich dieser optische Mangel auch in dem sogenannten "Orangenschalen"-Effekt. Das heißt, die Struktur der Oberflächenbeschichtung ist ähnlich der Oberfläche einer Orangenschale. Bei Draufsicht oder Durch­ sicht durch diese Oberfläche in einem großen Winkel be­ züglich der Senkrechten wird dieser Orangenschalen-Effekt beobachtet, welcher durchgelassenes Licht und beobachtete Bilder verzerrt, wie bei jeder anderen unebenen Ober­ fläche. Eine solche Verzerrung könnte die Sicht eines Fahrers beeinflussen, wenn er in Richtung zur Beifahrer­ seite durch die Windschutzscheibe blickt.
Zweitens wird berichtet, daß durch Behandeln des in der US-PS 42 42 403 beschriebenen Produktes im Autoklaven die abriebfeste Schicht zur Rißbildung neigt, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Ein solches Material muß als Ausschuß weggeworfen werden, was die Herstellungs­ kosten erhöht.
In ähnlicher Weise tritt bei der abriebfesten Schicht eine Rißbildung auf, wenn die Anordnungen gemäß der US- PS 42 42 403 einer beschleunigten Bewitterung unterworfen werden. Dies zeigt sich, wenn man die Anordnung, welche die abriebfeste Beschichtung aufweist, in eine UV/Konden­ sations-Prüfvorrichtung, wie sie Atlas unter dem Namen UVCON verkauft, eingebracht wird. Eine solche Vorrichtung ist eine Standardbewitterungsvorrichtung, wie sie von der Filmindustrie heute verwendet wird, und durch sie werden Proben abwechselnd 8h einem UV-Licht bei 60°C (140°F) und 4 h einer relativen Feuchtigkeit von 100% bei 40°C (104°F) ausgesetzt.
Bei der erfindungsgemäßen kratzfesten Schicht tritt wäh­ rend des Behandelns im Autoklaven oder der beschleunigten Bewitterung keine Rißbildung auf.
Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße, innen liegende, reiß­ feste Anordnung für eine Kraftfahrzeugwindschutz- oder Fensterscheibe. Diese Anordnung löst alle vorher erwähn­ ten Schwierigkeiten. Die Anordnung gemäß der Erfindung weist eine verbesserte Bindefestigkeit zwischen der PVB-Schicht 14 und der PET-Schicht 15 auf. Diese Binde­ festigkeit wird mit 2,7 bis 5,4 kg/cm (15 bis 30 lb/inch) bei einer 90°-Zugprüfung angegeben. Die Bindefestigkeit zwischen der Polyurethan- und der PET-Schicht kann auch in dieser Größenordnung sein. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann keine sichtbare Verzerrung beobachtet werden. Schließlich erfüllt die kratzfeste Schicht die von der Regierung festgelegten Anforderungen des Taber- Abriebtests und zeigt eine ausgezeichnete Kratzfestigkeit und eine ausgezeichnete Wetterbeständigkeit.
Das Laminat der Fig. 3 ist aus etwa einem 0,010 cm (0,004 inch) dicken klaren Polymerträger, wie z. B. aus PET, zusammengesetzt. Das PET weist auf einer Seite eine in ihrem Haftvermögen verbesserte Oberfläche auf. Auf diese verbesserte Oberfläche wird eine 0,038 cm (0,015 inch) dicke Schicht aus PVB oder Polyurethan aufgebracht. Eine herkömmliche Windschutzscheibe, wie sie in der Fig. 1 gezeigt wird, oder jedes gesetzlich zugelassene Substrat oder Glassubstrat kann auf die freie PVB- oder Polyure­ thanschicht aufgebracht werden. Auf der gegenüberliegenden Seite der PET-Oberfläche wird eine etwa 2 bis 4 µm dicke Beschichtung eines kratzfesten Materials aufgebracht, wie es in der US-PS 45 57 980 beschrieben ist. Die Verwen­ dung dieser Beschichtung führt zu einer kratzfesten Ober­ fläche, welche gute Bewitterungseigenschaften und eine ausgezeichnete optische Klarheit aufweist sowie den Re­ gierungsanforderungen nach dem Taber-Abriebtest genügt und kratzfest ist.
Die kratzfeste Beschichtung wird durch Strahlungspolymeri­ sation einer Acrylbeschichtung gemäß der US-PS 45 57 980 erhalten. Die letzte innen liegende Schicht ist eine dünne Schicht einer thermisch gehärteten Dimethylpoly­ siloxanverbindung, welche von General Electric als Product SS4191 in Form einer Toluollösung eines härtbaren Dimethylpolysiloxans erhältlich ist. Der Feststoffgehalt dieses Materials ist 30%. Es weist eine Dichte von 0,904 g/ml bei 25°C (77°F) und einen Pensky-Martin-Flamm­ punkt von 14,4°C (58°F) auf. Diese Beschichtung wird normalerweise als Trennschicht für druckempfindliche Klebstoffe verwendet. Jedoch in der vorliegenden Erfindung dient sie zwei Zwecken:
  • 1. Sie wirkt als ein erfolgreiches Antiblockmittel, wel­ ches das leichte Lösen des Formteils vom Formwerkzeug des Autoklavens und das leichte Lösen von übereinander liegenden Formteilen voneinander erlaubt.
  • 2. Die Siliconschicht wirkt als Gleitschicht. Das heißt, die Gleitschicht hilft einem Abrieb standzuhalten, indem sie als ein Gleitmittel wirkt, welches ein Schlei­ fen verhindert.
Beim Zusammenfügen der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine Außenfläche 15 a der PET-Schicht 15 mit einem Plasma behandelt, welches durch ein weiter unten beschriebenes symmetrisches Elektrodensystem erzeugt wird. Im allgemei­ nen wird die verbesserte Oberfläche 15 a durch Bewegen der PET-Schicht 15 durch ein Wechselstromplasma gebildet, welches die Oberfläche 15 a des Films reinigt und aktiviert. Im wesentlichen ionisiertes Argongas reinigt die Oberflä­ che, während ionisiertes Sauerstoffgas die Oberfläche aktiviert.
Auf der gegenüberliegenden Innenfläche 15 b der PET-Schicht 15 wird die kratzfeste Beschichtung 16 gemäß der US-PS 45 57 980 aufgebracht. Diese Beschichtungsmischung zeigt wünschenswerte rheologische Eigenschaften, eine hohe optische Klarheit, eine vorzügliche Klebefähigkeit, Ab­ rieb- und Kratzfestigkeit und gute Bewitterungseigen­ schaften. Diese Schicht wird auf die PET-Oberfläche durch herkömmliche Verfahren, wie sie in der US-PS 45 57 980 beschrieben werden, aufgebracht. Vorzugsweise wird die Beschichtung durch das herkömmliche Walzenauf­ tragsverfahren, welches eine dünne Beschichtung ermög­ licht, gebildet. Nach Aufbringen der Beschichtung 16 wird diese Schicht in situ durch Ultraviolettstrahlung, Elektronenstrahlung oder irgendeine andere ionisierende Strahlung, die in der Lage ist, freie Radikale zu erzeu­ gen, polymerisiert.
Nachdem die Schicht 16 gehärtet ist, wird die Gleit­ schicht 17 über der Schicht 16 durch herkömmliche Ver­ fahren aufgebracht. Die Schicht 17 kann thermisch gehärtet werden. Thermisch gehärtete Silicon-Trennschichten sowie strahlungshärtbare Beschichtungen dieser Art sind per se bekannt. Zusätzlich kann die Gleitschicht 17 durch ein zinn- oder platinhaltiges Katalysatorsystem gehärtet werden. Das Dimethylpolysiloxan kann in bekannter Weise modifiziert sein, um den Grad der geforderten Gleitfähig­ keit einzustellen. Obwohl die Schicht 17 einem Verschleiß unterworfen ist oder nach dem Einbau der Windschutz- oder Fensterscheibe entfernt wird, ist sie insofern wich­ tig, als das Endprodukt leicht aus der Laminiervorrichtung entfernt werden kann, wenn die Schicht 17 vorliegt. Zu­ sätzlich verbessert die Schicht 17, wenn sie auf der Windschutzscheibe nach dem Einbau verbleibt, die Haltbar­ keit, das Aussehen über lange Zeit und die Abriebfestig­ keit der Windschutzscheibe.
Nach Bildung der Anordnung, welche die Schichten 15, 16 und 17 enthält, wird die PVB-Schicht 14 auf die in ihrer Haftung verbesserte Oberfläche 15 a der PET-Schicht 15 aufgebracht. Anschließend kann eine herkömmliche Windschutzscheibe, wie sie in Fig. 1 zu sehen ist, auf die nicht besetzte Oberfläche der PVB-Schicht aufgebracht werden. Alternativ kann jedes gesetzlich zugelassene klare Substrat, das als Windschutzscheibe wirken kann, mit der PVB-Schicht 14 verbunden werden. Eine Polyurethan­ schicht kann anstelle der PVB-Schicht 14 eingesetzt wer­ den. Die freie Polyurethanoberfläche kann dann mit der Glaswindschutzscheibe gemäß Fig. 1 abgeschlossen werden. Wenn Polyurethan anstelle von PVB eingesetzt wird, wirkt die Polyurethanschicht als eine weiche, dämpfende Schicht und die PET-Schicht verbleibt als eine durchdringungs­ feste Schicht.
Nach dem Zusammenfügen der beschriebenen Anordnung wird sie einer Hitze- und Druckbehandlung unter Ausbildung einer reißfesten Windschutz- oder Fensterscheibe unterwor­ fen. Das laminierte Produkt dieser Erfindung weist vorzüg­ liche optische Eigenschaften auf, hat eine größere Binde­ festigkeit, eine verbesserte Kratzfestigkeit und Abriebs­ festigkeit und weist bessere Haltbarkeit als die beste­ henden Produkte auf.
Die verbesserte Oberfläche der PET-Schicht wird durch Vorbeibewegen der Oberfläche 15 a der PET-Schicht 15 an einem Plasma, wie es durch das symmetrische Elektroden­ system 30 gemäß den Fig. 6 und 7 erzeugt wird, hergestellt. Der Ausdruck "symmetrisch" bezieht sich auf ein Wechsel­ stromelektrodensystem, welches sich bezüglich der Erde in einem elektrisch schwebenden Zustand befindet.
Das symmetrische Elektrodensystem 30 enthält ein geboge­ nes Metallgehäuse 31 mit glatten Innenflächen. Die Rück­ seite des Gehäuses ist geschlossen, während die Vorder­ seite offen ist, wie es die Fig. 6 und 7 zeigen. Getragen von dem Gehäuse befinden sich im Inneren der Einheit eine Mehrzahl kreisförmiger, länglicher Elektroden 32 a, 32 b, 32 c und 32 d. Die durch das Gehäuse getragenen Elek­ troden ragen durch das Gehäuse hindurch. Die Elektroden berühren jedoch das Gehäuse nicht, sondern sind von ihm durch ein glasgefülltes Polytetrafluorethylen-Isolier­ material 40, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, isoliert. Die Elektroden sind durch Leiter 33 abwechselnd elektrisch in Reihe geschaltet und sind parallel zueinander ange­ ordnet, wie es die Fig. 6 und 7 zeigen. Die Elektroden 32 a und 32 c sind Anoden, während die Elektroden 32 b und 32 d Kathoden sind. Obwohl der Abstand zwischen den Schich­ ten nicht kritisch ist, muß die Trennung ausreichend sein, um durch Anlegen von Strom an die Elektroden ein Plasma zu erzeugen.
Der Abstand, bei dem kein Plasma erzeugt werden kann, beträgt weniger als eine Debye-Länge.
Die Elektroden 32 a bis 32 d bestehen aus Aluminium, aber ihre Außenfläche ist mit einer dielektrischen Oxidbe­ schichtung 34 versehen, welche durch Schalten der Elektro­ de als Anode erzeugt wird. Die Oxidbeschichtung 34 ist Aluminiumoxid.
In Anbetracht der geringen Zerstäubungsgeschwindigkeit von Aluminium in einem Plasma ist das Elektrodensystem aus Aluminium. Die Oxidbeschichtung 34 weist eine noch niedrigere Zerstäubungsgeschwindigkeit auf. Die Unver­ sehrtheit der Elektroden ist insofern wichtig, als die Oberfläche 15 a der PET-Schicht 15 gereinigt werden soll. Eine zerstäubende Elektrode kann Aluminiumverbindungen auf der Substratoberfläche ablagern, welche den gewünsch­ ten Hafteigenschaften der PET-Oberfläche 15 a entgegen­ wirken können.
Die Dicke der Aluminiumoxidschicht 34 ist im wesentlichen nicht kritisch und kann zwischen etwa 0,0025 cm und 0,0127 cm (0,001 bis 0,005 inch), vorzugsweise etwa 0,005 cm (0,002 inch) betragen.
Hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der Vorrichtung ist die Dicke kritisch. Das heißt, durch Isolieren der Elektroden mit der dielektrischen Oxidbeschichtung 34 wird ein Kondensator an jeder Elektrode gebildet, wobei die Elektrode das eine und das Plasma das andere leitende Element ist. So kann ein Wechselstrom von einer Elektrode durch die Kapazitanz der Elektrode, durch das leitende Plasma, durch die Kapazitanz einer anderen Elek­ trode und zu der anderen Elektrode selbst fließen. Ver­ bunden mit jedem dieser Elemente ist ein Widerstand oder eine Impedanz zum Stromfluß, die festlegt, wieviel Strom in jedem Element verbraucht wird. Um den in dem Plasma verbrauchten Strom auf ein Höchstmaß zu bringen, sollte die kapazitive Impedanz der Elektroden klein im Vergleich mit der Plasmaimpedanz sein. Die kapazitive Impedanz Z wird durch die Formel
festgelegt.
Aus diesem Grund sollte die Kapazität C groß sein. Ein elektrischer Standardtest zeigt, daß die Dicke der di­ elektrischen Beschichtung klein sein sollte, um das zu erreichen. Die tatsächliche Dicke, die tolerierbar ist, hängt von Faktoren ab, welche die Impedanzen der einzelnen Elemente beeinträchtigen. Elektrodenabmessungen, Anzahl der Elektroden, Betriebsdruck, Netzfrequenz sowie Gasarten und Gasverhältnisse sind Faktoren, welche den größten Einfluß haben. Obwohl vier Elektroden gezeigt werden, kann ihre Anzahl höher oder niedriger liegen, solange die Elektroden genau paarweise angeordnet sind. Obwohl die beiden Fig. 6 und 7 Raum für zusätzliche Elek­ troden zeigen, kann das Gehäuse 31 kleiner sein, so daß sich die Öffnungen 37 und 38 näher an den Elektroden 32 a bis 32 d befinden.
Der Strom wird von einer Wechselstromquelle, die mit einer Frequenz von etwa 35 kHz arbeitet, an das Elektroden­ system und dann an das Plasma angelegt. Der Ausgang der Stromquelle muß mittels eines anpassenden Aufwärtstrans­ formators auf die Elektroden- und Plasmaimpedanz abge­ stimmt werden. Solch ein Transformator ist im richtigen Verhältnis regelbar, um unter verschiedenen Betriebsbe­ dingungen eine Anpassung zu erlauben.
Die Elektrodenoberflächenfläche wird absichtlich so groß wie möglich und passend zu allen anderen Faktoren gewählt, welche den wirksamen Gang des Plasmaverfahrens beein­ flussen, um die Verwendung einer möglichst niedrigen Stromdichte zu erlauben. Dies verringert auch die Ver­ schmutzung der PET-Oberfläche mit zerstäubtem Elektroden­ material. Der äußere Durchmesser der Elektroden ein­ schließlich der Oxidschicht beträgt etwa 1,27 bis 3,71 cm (0,5 bis 1,5 inch). Die Elektrode kann eine Länge von 12,7 cm bis 2,44 m (5 inch bis 8 feet) aufweisen.
Zusätzlich weisen die Elektroden 32 a bis 32 d einen hohlen, länglichen Kanal 35 auf, der in Längsrichtung durch die Mitte der Elektrode verläuft. Der Innendurchmesser des Kanals beträgt etwa 0,63 bis 3,17 cm (0,25 bis 1,25 inch). Kühlwasser wird durch die Kanäle 35 während der Plasma­ behandlung hindurchgeführt, um ein Überhitzen und Schäden in der Elektrodenstruktur zu verhindern. Der Kühlkanal einer Elektrode steht mit dem Kühlkanal einer zweiten Elektrode durch isolierende Leitungen 36 in Verbindung, welche außerhalb des Gehäuses angeordnet sind, um eine glatte Innenfläche aufrechtzuerhalten. Diese Kühlkanäle 35 sind durch die Leitungen 36, welche auf der Außenseite des Gehäuses angeordnet sind, entsprechend der elektri­ schen Reihenschaltung verbunden, so daß die Elektroden durch Strom, der durch das Kühlwasser fließt, nicht kurz­ geschlossen werden. Zusätzlich kann das Metallgehäuse 31, welches das Plasma enthält, durch Wasser, welches durch zusätzliche, auf der Rückseite des Gehäuses einge­ baute Leitungen (nicht gezeigt) fließt, gekühlt werden.
Das gekrümmte Metallgehäuse 31 liegt dicht an einer was­ sergekühlten Andruckrolle an, über die der Substratfilm 15 geführt wird, so daß das Plasma auf die Filmoberfläche wirken kann. Dies ermöglicht es, den Plasmabereich bei einem relativ hohen Druck im Vergleich zum umgebenden Vakuum zu halten. Dies vermeidet eine Überlastung der Vakuumpumpen und verringert die Menge des benötigten Gases. Das Gehäuse 31 enthält die Öffnungen 37 und 38 zur Aufnahme eingeblasener Gase und zur Kontrolle des Druckes innerhalb des Gehäuses. Die Öffnungen fluchten mit der Innenfläche des Gehäuses, um Vorsprünge in den Plasmabereich zu vermeiden, was sonst zu einem Ansteigen von Unregelmäßigkeiten während des Betriebes führen würde, und um ein Zerstäuben und somit eine Verschmutzung der Substratoberfläche mit den Materialien, welche an den Öffnungen vorliegen, zu vermeiden. Alternativ können Kanäle an die Stelle der Öffnungen treten. Die Kanäle können mit dem Gehäuse fluchten und in Längsrichtung parallel zu den Elektroden am oberen und unteren Bereich des Systems verlaufen, wobei die Öffnung 38 im oberen Bereich des Systems und die Öffnung 37 im unteren Bereich des Systems vorgesehen ist. Die Kanäle erlauben eine gleichmäßige Verteilung des ionisierenden Gases, wenn die Elektroden eine Länge von etwa 0,61 m (2 feet) oder mehr erreichen.
Das gesamte Vorrichtungsgehäuse des Elektrodensystems enthält Vakuumpumpen, eine Energiequelle, einen Anpas­ sungstransformator, Schalttafeln, Gaszuführungen, eine Zuführrolle für den Polymerfilm-Träger, eine Abnahmerolle, eine wassergekühlte Trommel und eine vakuumdichte Hülle, die das Elektrodensystem und die Filmrolle umschließt. Diese Ausrüstung ist per se bekannt und dem Fachmann zugänglich.
Das Plasmasystem wird bei einem Druck von etwa 3,33 Pa (25 mTorr) betrieben, und die Plasmaspannung wird bei wenigstens 1800 V gehalten. Die an das Elektrodensystem angelegte Leistung liegt bei mindestens 3,3 kW pro 1m der Elektrodenlänge und bei einer Frequenz von etwa 35 kHz. Diese Frequenz liegt ausreichend weit unter der normalerweise angelegten Radiofrequenz von 13,56 MHz, um einen Aufbau von Vorspannungen auf der isolierenden Substratoberfläche zu vermeiden, was eine bestmögliche Oberflächenbehandlung behindern würde.
Beim Betrieb ist das Metallgehäuse 31 an einen Flansch einer entsprechenden Vorrichtung angebaut, was es erlaubt, den Film 15 mit der Oberfläche 15 a vor den Elektroden und somit vor dem erzeugten Plasma 39 vorbeizuführen. Eine vakuumdichte Abdeckung ist über dem Elektrodensystem angebracht. Die Atmosphäre vor den Elektroden wird eva­ kuiert und Argongas sowie ein sauerstoffhaltiges Gas, wie Distickstoffoxid, werden in die Kammer geleitet. Eine Spannung wird an die Elektroden unter Ausbildung eines elektrischen Feldes angelegt. Eine Entladung wird eingeleitet, wenn ein Elektron durch Photoionisierung oder Feldelektronenemission freigesetzt wird. Das Elektron wird durch das elektrische Feld zur Anode hin beschleunigt, nimmt kinetische Energie auf, kollidiert mit den argon­ und sauerstoffhaltigen Gasen, erzeugt Argon- und Sauer­ stoffionen und setzt zusätzliche Elektronen frei. Dieser Vorgang setzt sich schnell fort, bis ein sich selbst aufrechterhaltendes, stabiles Plasma 39 erzeugt ist. Durch einen in entsprechender Weise wechselnden Strom werden Elektronen und positive Ionen ständig in eine Richtung geschickt und dann in die entgegengesetzte Rich­ tung gezogen. Der schnelle Polaritätswechsel verhindert den Aufbau einer positiven Ladung auf dem Film, welche Ionen abstoßen könnte, was eine weitere Behandlung der Oberfläche behindern würde. Es wird angenommen, daß die Argonionen die Oberfläche des Filmes reinigen und das sauerstoffhaltige Gas die Oberfläche des Filmes oxidiert. Es wird angenommen, daß eine solche Plasmabehandlung die Oberfläche aktiviert. Jedoch ist der genaue Mechanis­ mus der beschriebenen Plasmabehandlung zur Herstellung einer in ihrem Haftvermögen verbesserten Oberfläche der PET-Schicht 15 nicht vollständig bekannt.
Der Film wird im allgemeinen an dem Plasma mit einer Geschwindigkeit von 3,05 bis 6,1 m/min (10 bis 20 feet/ min) vorbeibewegt und liegt auf einer wassergekühlten Trommel auf. Obwohl dies der allgemein verwendete Bereich der Filmgeschwindigkeit ist, sind 5,5 m/min (18 feet/min) bevorzugt. Es wird angenommen, daß die Filmgeschwindig­ keit mit steigender Energiezufuhr zunehmen kann, um eine in ihrem Haftvermögen verbesserte Oberfläche zu erzeugen, welche ähnliche Eigenschaften wie eine Oberfläche auf­ weist, die erhalten wird, wenn der Film mit etwa 5,5 m/min bei einer Leistung von 3,3 kW pro 1 m der Elektro­ denlänge bewegt wird.
Der Film wird vorteilhafterweise an dem Plasma 39 in einer Richtung senkrecht zur Längsachse der Elektroden vorbeibewegt.
Die Laminatanordnung der vorliegenden Erfindung kann eine dünne Schicht eines Metalls und/oder einer metalli­ schen Ablagerung oder solcher Ablagerungen auf einer oder beiden Seiten der PET-Schicht 15 aufweisen. Eine solche Abscheidung oder solche Abscheidungen werden ein­ fach als "Metallschicht" bezeichnet. Solche metallischen Schichten sind z. B. jene gemäß den US-PSen 42 48 687 und 43 37 990.
Die metallischen Schichten können in einer innen liegen­ den Struktur einer Windschutzscheibenanordnung, wie sie in den Fig. 4 und 5 gezeigt werden, vorgesehen sein. Die in der US-PS 42 48 687 beschriebene metallische Ab­ scheidung ist mit Zinn dotiertes Indiumoxid, und die in der US-PS 43 37 990 beschriebene metallische Abschei­ dung enthält eine Silberschicht, welche zwischen zwei Oxidschichten angeordnet ist. Diese metallischen Schichten können auf jeder Oberfläche 15 a oder 15 b der PET-Schicht 15 angebracht sein. Vorteilhafterweise werden die metalli­ schen Schichten durch Zerstäubung auf die PET-Schicht aufgebracht. Im allgemeinen, wenn eine metallische Schicht auf die PET-Schicht 15 a als metallische Schicht 18 zer­ stäubt ist, die in Fig. 4 gezeigt wird, trägt die metalli­ sche Schicht dazu bei, wärmeerzeugende elektromagnetische Strahlung, wie eine Strahlung mit Wellenlängen im Nahen Infrarot, zu reflektieren. Die metallische Schicht verhindert den Wärmezutritt in das Kraftfahrzeug. Wenn die metallische Schicht auf der Oberfläche 15 a ange­ bracht ist, wirkt sie nur als eine Sonnenlichtregel­ schicht.
Wenn die metallische Schicht 19 auf die Oberfläche 15 b aufgestäubt ist, so daß nur eine dünne kratzfeste Schicht die gegenüberliegende Oberfläche der Metallschicht be­ rührt, wirkt die Schicht als eine Schicht mit niederem Emissionsvermögen. Das heißt, die metallische Schicht 19 reflektiert Wärmeenergie mit Wellenlängen im Fernen Infrarot, wobei einer Wärmeausstrahlung von Anordnungen im Inneren des Kraftfahrzeuges vorgebeugt wird.
Die Regelung der Sonneneinstrahlung und ein niedriges Emissionsvermögen (im nachfolgenden als "niedriges E" abgekürzt) werden unten näher erläutert.
Das sichtbare Band des elektromagnetischen Spektrums der Sonnenenergie erstreckt sich über Wellenlängen von etwa 400 bis 700 nm. Bei kürzeren Wellenlangen, bei 300 bis 400 nm, liegt der Ultraviolettbereich, und bei län­ geren Wellenlängen als dem sichtbaren Bereich liegt das Nahe Infrarot von etwa 700 bis 2500 nm. Das Nahe Infrarot kann als Sonnenwärmestrahlung betrachtet werden, und der Wunsch, diesen Bereich in ein Kraftfahrzeug einzu­ lassen, hängt von den Umständen ab.
Im allgemeinen werden diese Wellenlängen, wenn sie auf eine verglaste Oberfläche auftreffen, reflektiert, durchge­ lassen oder absorbiert. Nur ein geringer Prozentsatz der Strahlung mit Wellenlängen des sichtbaren Lichts und des Nahen lnfrarot wird an einer Glasoberfläche re­ flektiert. Eine PVB-Oberfläche, welche nahezu denselben Brechungsindex wie Glas aufweist, wird denselben Prozent­ satz der Strahlung reflektieren. Ein Teil dieser Strahlung wird absorbiert, jedoch der größte Teil der Strahlung wird durchgelassen. Das Durchlassen des Nahen Infrarots führt, wie oben erwähnt, zu einem Wärmestau. Materialien, welche einen größeren Prozentsatz des nahen Infrarot reflektieren, aber sichtbares Licht durchlassen, sind zur Regelung der Wärme innerhalb eines Kraftfahrzeugs nützlich.
Der Einbau solcher metallischer Materialien, wie Schichten in der verbesserten reißfesten Windschutzscheibe gemäß der Erfindung, führt zu einem sehr marktfähigen Produkt.
Eine Oxid/Silber/Oxid-Schicht 18 stellt, wenn sie auf der Oberfläche 15 a, wie in Fig. 4 gezeigt, angeordnet ist, eine Sonnenwärmeregelvorrichtung dar, indem sie einen großen Anteil der Sonnenstrahlung reflektiert, wo­ durch Wärme an die Atmosphäre und vom Innenraum des Kraft­ fahrzeuges weg abgestrahlt wird.
Durch Verändern der Lage der metallischen Schicht, d. h. durch Zerstäuben auf der Oberfläche 15 b der PET-Schicht 15, wird eine Fenster- oder Windschutzscheibe mit einer niederen E erzeugt. Das heißt, genauso wie die Sonne Energie und Wärme ausstrahlt, strahlen auch Gegenstände, wie Materialien in einem Raum oder einem Kraftfahrzeug, bei etwa 20 bis 25°C. Wenn ein Gegenstand sich aufwärmt, wird das Maximum seiner Energieemission nach kürzeren Wellenlängen im Strahlenspektrum verschoben. Die Sonne z. B. ist ein sehr heißer Körper und ihr Emissionsmaximum liegt im sichtbaren Bereich des Spektrums bei etwa 500 nm. Die kühleren Strukturen jedoch, wie sie in einem Kraft­ fahrzeug vorliegen, weisen ein Emissionsmaximum der Strahlung von annähernd 10000 nm auf, was einer Strah­ lungswellenlänge entspricht, welche in das Ferne lnfrarot des Spektrums fällt. Der Verlust der Strahlungsenergie an ein Kraftfahrzeugfenster und dann an die Atmosphäre durch Übertragung an einem kalten wolkigen Tag beeinträch­ tigt das Befinden der Insassen. Ein Zurückhalten der von den Fahrzeuginsassen und dem Fahrzeuginneren abge­ strahlten Wärme an solchen Tagen ist von Vorteil. Wie oben beschrieben löst ein Einbringen von Strukturelementen in ein Laminat, welche diese Strahlung in das Kraftfahr­ zeug reflektieren, dieses Problem.
Die erfindungsgemäße Anordnung gemäß Fig. 5, worin die metallische Schicht 19 aus Oxid/Silber/Oxid oder aus mit Zinn dotiertem Indiumoxid auf die PET-Oberfläche 15 b zerstäubt wird, löst dieses Problem. Diese auf der Schicht 15 b angeordnete metallische Schicht reflektiert das Ferne Infrarot in den Innenraum des Kraftfahrzeuges.
Die metallische Schicht 19 mit dem Aufbau Oxid/Silber/Oxid kann in einer Dicke von etwa 10 bis 100 nm (100 bis 1000 A) aufgebracht sein, wobei sich ein Emissionsver­ mögen von 0,06 bis 0,2 ergibt. Die metallische Schicht 19 aus mit Zinn dotiertem Indiumoxid kann in Dicken von etwa 50 bis 500 nm (500 bis 5000 A) aufgebracht sein, was zu einem Emissionsvermögen von 0,1 bis 0,3 führt.
An dieser Stelle wirkt die Schicht 19 aus Oxid/Silber/ Oxid auch als eine gute Sonnenlichtregeleinrichtung. Die Anordnung gemäß Fig. 5, wo die Schicht 19 die metalli­ sche Schicht aus Oxid/Silber/Oxid ist, wird bevorzugt verwendet. Solch eine Anordnung hat einen verbesserten strukturellen Aufbau, eine gute Reißfestigkeit und eine ausgezeichnete Kratzfestigkeit und wirkt nicht nur als Sonnenlichtregeleinrichtung, sondern auch als Anordnung mit niedrigem Emissionsvermögen. Wird eine metallische Schicht auf der PET-Schicht 15 an der Oberfläche 15 b ange­ ordnet, kann die kratzfeste Schicht 16 über der metalli­ schen Schicht angebracht werden, um diese zu schützen. Wenn die kratzfeste Schicht über der metallischen Schicht angeordnet wird, beträgt das Emissionsvermögen des Pro­ duktes 0,16 bis 0,57, falls die metallische Schicht 19 aus Oxid/Silber/Oxid aufgebaut ist, und 0,2 bis 0,67, falls das Erzeugnis mit Zinn dotiertes Indiumoxid als metallische Schicht 19 enthält.
Zusätzlich weisen metallische Schichten mit niedrigem Emissions­ vermögen im allgemeinen einen spezifischen Widerstand von 15 Ohm/ Einheitsquadratfläche (Ohm/square) oder weniger auf. Ein elektri­ scher Strom kann einer solchen Schicht zugeleitet werden, um damit einen eingebauten Defroster oder eine Antibeschlag­ vorrichtung auszubilden. Elektrische Kontakte können an der Metallschicht angebracht sein, die den elektrischen Strom aufnehmen.
Die Anordnung gemäß Fig. 4 hat eine geringere strukturelle Dauerhaftigkeit als jene gemäß Fig. 3 hinsichtlich der Tatsache, daß eine metallische Schicht auf der behandelten Oberfläche 15 a der PET-Schicht 15 abgeschieden wird. Die PET-Schicht ist gewöhnlich 0,010 cm (0,004 inch) dick. Die Schicht 15 kann aus zwei PET-Schichten bestehen, wobei jede etwa 0,005 cm dick ist. Die metallische Schicht 18 kann dann auf der Außenoberfläche der 0,005 cm dicken Schicht zerstäubt sein, welche der kratzfesten Schicht 16 am nächsten ist, oder auf der Innenfläche der 0,005 cm dicken PET-Schicht, welche der PVB- oder Polyurethan- Schicht 14 am nächsten ist. Die Außenfläche der 0,005 cm dicken Schicht, welche der PVB- oder Polyurethan-Schicht am nächsten ist, kann selbstverständlich durch ein Plasma, wie es durch das oben beschriebene Elektrodensystem er­ zeugt wurde, behandelt sein. Durch Einfügen der metalli­ schen Schicht 18 zwischen zwei PET-Schichten, wobei alle diese Schichten zusammen eine gewünschte Dicke aufweisen, kann die strukturelle Dauerhaftigkeit der Anordnung zwi­ schen einer PET-Schicht und einer PVB- oder einer Poly­ urethan-Schicht aufrechterhalten werden.
Die erfindungsgemäße kratzfeste Schicht ist, wenn sie entweder auf die Schicht 15 b oder die metallische Schicht 19 aufgebracht wurde, sowohl gegen Kratzen als auch gegen Abrieb beständig. Allgemein erfordern die staatlichen Vorschriften, daß die Innenoberfläche einer Windschutz­ scheibe absolute Trübungswerte von weniger als 4% gemäß A.S.T.M. D-1044 aufweisen. Durchschnittliche Werte, wie sie mit der erfindungsgemäßen kratzfesten Schicht 16 erhalten wurden, liegen zwischen 3,7 und 3,8% absoluter Trübung. Durch Einführung einer letzten Gleitschicht auf der Oberfläche der Schicht 16 kann eine Erniedrigung der durchschnittlichen Abriebfestigkeit auf weniger als 3% erhalten werden.
Die oben beschriebene Taber-Trübungsprüfung besteht aus dem Einwirken von Gummirädern, welche schleifende Teil­ chen enthalten, auf die innere Fläche einer Probe des Fensterscheibenmaterials und Kreisen der Räder. Glück­ licherweise werden die in dieser Prüfung simulierten Bedingungen während des normalen Gebrauchs einer Autowind­ schutz- oder Fensterscheibe selten zutreffen. Genauer gesagt, ein Kraftfahrzeugbesitzer oder sein Personal wird ausgewählte Flächen auf der Innenseite einer Wind­ schutzscheibe reinigen, indem er eine Schmutzfläche mit einem Tuch abwischt. Das Tuch kann schmutzig sein oder schleifende Teilchen auf seiner Oberfläche aufweisen. Diese Teilchen können das Glas leicht verkratzen. Eine Prüfung, die genauer den wirklichen Bedingungen ent­ spricht, würde das Abwischen einer Oberfläche mit einem sehr feinen Stahlwollebausch, Feinheitsgrad 0000, sein, um die Kratzfestigkeit zu ermitteln. Das Abwischen der Schicht 16, welche die oben beschriebene Acrylbeschichtung aufweist, mit einem Stahlwollebausch führt nur zu kleine­ ren Kratzern. Die abriebfeste Beschichtung gemäß der US-PS 42 42 403 weist unter denselben Prüfbedingungen eine deutliche Zunahme an Kratzern im Vergleich mit der erfindungsgemäßen Schicht 16 auf.
Die Schicht 16 in Verbindung mit anderen vorher beschrie­ benen Anordnungen, insbesondere in Hinsicht auf die in ihrer Haftung verbesserte Oberfläche der PET-Schicht, wie sie durch die hier beschriebene Methode und Einrich­ tung erzeugt wurde, führt zu einer ausgezeichneten, reiß­ festen Windschutzscheibe, die den Normen für bekannte Anordnungen entspricht oder sie übertrifft. In wichtigen Eigenschaften, wie der strukturellen Dauerhaftigkeit und der Abriebfestigkeit, übertrifft das beschriebene Produkt die bekannten Anordnungen.
Die Erfindung kann auch modifiziert werden. Beispielsweise kann eine in ihrer Haftung verbesserte Schicht auf irgend­ einer Oberfläche irgendeiner Anordnung, wie sie hier offenbart wurde, erzeugt werden, wo eine solche Oberfläche ein Bestandteil einer bindenden Grenzfläche ist.
Zusätzlich können die metallischen Schichten 18 und 19 ein Oxid anstelle der oben beschriebenen Schichten ent­ halten, wie eine mit Antimon dotierte Zinnoxidschicht. Jedoch kann jedes Dotierungsmittel, das freie Ladungsträ­ ger erzeugt, verwendet werden. Wo z. B. Indiumoxid verwen­ det wird, können die Dotierungsmittel Zinn, Germanium, Silicium oder Antimon eingesetzt werden. Die Oxidschich­ ten der Oxid/Silber/Oxid-Anordnung können die in der US-PS 43 37 990 beschriebenen Oxide enthalten.

Claims (16)

1. Innen laminierte Anordnung für eine reißfeste Wind­ schutz- oder Fensterscheibe, gekennzeichnet durch
eine Polymerfilm-Trägerschicht (15) mit einer Innen­ fläche (15 b) und einer Außenfläche (15 a), wobei das Haftvermögen der Außenfläche (15 a) durch eine Plasma- Haftvermögen der Außenfläche (15 a) durch eine Plasma­ behandlung verbessert worden ist, und
eine Schicht (16) einer kratzfesten, strahlungsge­ härteten Beschichtung mit einer Innenfläche und einer Außenfläche, wobei die Schicht (16) ein Copolymer aus einem Tri- oder Tetraacrylatmonomer und Acryl­ säure enthält und die Außenfläche der genannten Be­ schichtung an der Innenfläche (15 b) der erwähnten Polymerfilm-Trägerschicht (15) haftet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Polymerfilm-Trägerschicht (15) aus Polyethylenterephthalat besteht.
3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusätzliche letzte Gleitschicht (17), die mit der ge­ nannten Innenfläche der genannten kratzfesten Schicht (16) in Kontakt steht.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Sonnenlichtregelschicht (18) an der genannten, in ihrem Haftvermögen verbesserten Oberfläche (15 a) der genannten Polymerfilm-Trägerschicht (15) enthält.
5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Metallschicht (19) zwischen der genannten Polymerfilm-Trägerschicht (15) und der genannten kratzfesten Schicht (16) enthält.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (19) eine Dreischichtenstruktur aus Oxid/Silber/Oxid oder einer Legierung aus mit Zinn dotiertem Indiumoxid ist.
7. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zusätz­ liche elektrische Kontakte, die an einem Ende mit einer Stromquelle und am entgegengesetzten Ende mit der ge­ nannten Metallschicht (19) verbunden sind.
8. Innen laminierte Anordnung für eine reißfeste, laminier­ te Windschutz- oder Fensterscheibe, gekennzeichnet durch
eine Schicht (14) aus einem weichen, dämpfenden Polymer mit einer Innenfläche und einer Außenfläche, worin die genannte Außenfläche der genannten weichen, dämpfen­ den Schicht (14) an einem klaren Substrat haftet,
eine Polymerfilm-Trägerschicht (15) mit einer Innen­ fläche (15 b) und einer Außenfläche (15 a), wobei das Haftvermögen der Außenfläche durch eine Plasmabehand­ lung verbessert worden ist, und die in ihrer Haftung verbesserte Oberfläche (15 a) an der Innenfläche der genannten weichen, dämpfenden Schicht (14) haftet, und
eine Schicht (16) einer kratzfesten, strahlungsgehärte­ ten Beschichtung, wobei die Schicht (16) ein Copolymer aus einem Tri- oder Tetraacrylatmonomer und Acrylsäure enthält und eine Innenfläche und eine Außenfläche auf­ weist und diese Außenfläche an der Innenfläche (15 a) der erwähnten Polymerfilm-Trägerschicht (15) haftet.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte weiche, dämpfende Polymer aus Poly­ urethan oder Polyvinylbutyral besteht.
10. Symmetrisches Elektrodensystem zum Behandeln einer OberfIäche einer Polymerfilm-Trägerschicht (15) mit einem Wechselstromplasma, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • - Ein Metallgehäuse (31) mit glatten Innenflächen;
  • - das Gehäuse (31) trägt eine Mehrzahl von parallel im Abstand voneinander angeordneten länglichen Elek­ troden (32 a, 32 b, 32 c, 32 d), von denen jede einen hohlen, länglichen Kühlkanal (35) aufweist, der in Längsrichtung durch die Mitte der Elektroden (32 a, 32 b) verläuft und mit dem Kanal einer zweiten Elek­ trode (32 c, 32 d) in Verbindung steht;
  • - Mittel (33), um die Elektroden (32 a, 32 b, 32 c, 32 d) elektrisch in Reihe zu schalten;
  • - Mittel (36), um die hohlen Kanäle (35) in Reihe zu schalten; und
  • - Mittel, die mit den vorgenannten Mitteln (33) zur Reihenschaltung der Elektroden (32 a, 32 b, 32 c, 32 d) verbunden sind und zur Energieversorgung dienen, um einen ausreichenden Wechselstrom zum Aufrechter­ halten eines Plasmas (39) zu erzeugen.
11. Elektrodensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Elektroden (32 a, 32 b, 32 c, 32 d) Aluminium­ elektroden sind.
12. Elektrodensystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aluminiumelektroden (32 a, 32 b, 32 c, 32 d) unter Bildung einer Oberflächenbeschichtung (34) aus Aluminiumoxid anodisch oxidiert worden sind.
13. Elektrodensystem nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch zusätzliche Mittel (37, 38) zur Kontrolle des Gas­ druckes und zum Einblasen von Ionen bildenden Gasen zum Erzeugen des Plasmas (39), wobei diese Mittel mit der Innenseite des Metallgehäuses (31) fluchten.
14. Elektrodensystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittel (37, 38) zur Kontrolle des Gas­ druckes und zum Einblasen von lonen bildenden Gasen als Öffnung ausgebildet sind.
15. Verfahren zum Herstellen einer in ihrem Haftvermögen verbesserten Oberfläche auf einem Polymerfilm-Träger (15), dadurch gekennzeichnet, daß der Polymerfilm- Träger (15) an einem Plasma (39) vorbeigeführt wird, das von einem symmetrischen Elektrodensystem (30) erzeugt wird, welches folgende Merkmale umfaßt:
  • - ein Gehäuse (31), das eine Mehrzahl von parallel im Abstand voneinander angeordneten länglichen Elek­ troden (32 a, 32 b, 32 c, 32 d) trägt, von denen jede einen hohlen, länglichen Kühlkanal (35) aufweist, der in Längsrichtung durch die Mitte der
  • - Elektrode (32 a, 32 b) verläuft und mit dem Kanal einer zweiten Elektrode (32 c, 32 d) in Verbindung steht;
  • - Mittel (33), um die Elektroden (32 a, 32 b, 32 c, 32 d) elektrisch in Reihe zu schalten;
  • - Mittel (36), um die hohlen Kanäle (35) in Reihe zu schalten; und
  • - Mittel, die mit den vorgenannten Mitteln (33) zur Reihenschaltung der Elektroden (32 a, 32 b, 32 c, 32 d) verbunden sind und zur Energieversorgung dienen, um einen ausreichenden Wechselstrom zum Aufrecht­ erhalten des Plasmas (39) zu erzeugen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Strom eine Frequenz von mindestens 35 kHz aufweist.
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GB (1) GB2199285A (de)
IT (1) IT1223074B (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003048067A1 (en) * 2001-11-29 2003-06-12 Dow Global Technologies Inc. Method of bonding a window to a substrate without a primer
DE10254622A1 (de) * 2002-11-22 2004-09-02 Hueck Folien Gesellschaft M.B.H. Hochbelastbar, beständige, flexible Folie
EP1388470A3 (de) * 2002-08-07 2004-09-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Verbinden von Bauteilen, insbesondere von Scheibenwischeranlagen, mit Karosserieteilen eines Kraftfahrzeuges
DE102007009030A1 (de) * 2007-02-23 2008-08-28 Webasto Ag Scheibenanordnung für ein Fahrzeug oder Bauwerk
US11630301B2 (en) 2017-08-31 2023-04-18 Vitro Flat Glass Llc Heads-up display and coating therefor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2252333B (en) * 1991-01-29 1995-07-19 Spectra Physics Scanning Syst Improved scanner window
JP5138342B2 (ja) * 2007-11-14 2013-02-06 株式会社イー・エム・ディー プラズマ処理装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB891469A (en) * 1957-05-27 1962-03-14 Minnesota Mining & Mfg Improvements in polymers
US4337990A (en) * 1974-08-16 1982-07-06 Massachusetts Institute Of Technology Transparent heat-mirror
US4242403A (en) * 1976-08-02 1980-12-30 Libbey-Owens-Ford Company Automotive glazing units and method of producing the same
JPS5718737A (en) * 1980-06-21 1982-01-30 Shin Etsu Chem Co Ltd Apparatus for continuous plasma treatment
US4557980A (en) * 1984-08-21 1985-12-10 Martin Processing, Inc. Radiation curable coating for film structure

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003048067A1 (en) * 2001-11-29 2003-06-12 Dow Global Technologies Inc. Method of bonding a window to a substrate without a primer
EP1388470A3 (de) * 2002-08-07 2004-09-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Verbinden von Bauteilen, insbesondere von Scheibenwischeranlagen, mit Karosserieteilen eines Kraftfahrzeuges
DE10254622A1 (de) * 2002-11-22 2004-09-02 Hueck Folien Gesellschaft M.B.H. Hochbelastbar, beständige, flexible Folie
DE102007009030A1 (de) * 2007-02-23 2008-08-28 Webasto Ag Scheibenanordnung für ein Fahrzeug oder Bauwerk
DE102007009030B4 (de) * 2007-02-23 2016-01-28 Webasto Ag Verfahren zur Herstellung einer Scheibenanordnung für ein Fahrzeug oder Bauwerk
US11630301B2 (en) 2017-08-31 2023-04-18 Vitro Flat Glass Llc Heads-up display and coating therefor
US11906733B2 (en) 2017-08-31 2024-02-20 Vitro Flat Glass Llc Heads-up display and coating therefor

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IT8722542A0 (it) 1987-11-06
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