DE4013300A1 - Windschutzscheibe mit filterband - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Windschutzscheibe für Kraftfahrzeuge mit wenigstens einem Licht- und Wärmestrahlung dämpfenden Bereich.

Windschutzscheiben mit einem Licht- und Wärmestrahlung dämpfenden Be­ reich in Form eines Filterbandes im oberen Scheibenbereich sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.

Bei der in der Praxis am meisten verwendeten Ausführung einer derarti­ gen Windschutzscheibe handelt es sich um eine Verbundglasscheibe aus zwei Silikatglasscheiben und einer die beiden Silikatglasscheiben mit­ einander verbindenden thermoplastischen Zwischenschicht aus Polyvinyl­ butyral, die im oberen Bereich mit organischen Farbstoffen eingefärbt ist. Organische Farbstoffe weisen jedoch eine verminderte Lichtbestän­ digkeit auf, so daß die transparent eingefärbten Bereiche der Polyvi­ nylbutyralfolie im Laufe der Zeit unter der Lichteinwirkung ausbleichen.

Bei einer anderen bekannten Windschutzscheibe ist die Glasscheibe selbst mit einer Filterschicht aus einem Metalloxid versehen, wobei die Herstellung dieser Filterschicht in der Weise erfolgt, daß eine Lösung von anorganischen Metallverbindungen auf die Glasscheibe aufge­ tragen wird, die bei erhöhten Temperaturen zu färbenden Metalloxiden oxidiert werden (DE-OS 15 96 919). Die die Metallverbindungen enthal­ tende Lösung wird auf die Glasoberfläche aufgesprüht, und die Pyrolyse erfolgt in einer nachgeschalteten Wärmebehandlung. Mit Hilfe des Sprühverfahrens läßt sich eine gleichmäßige dünne Schicht in reprodu­ zierbarer Form nur mit Schwierigkeiten aufbringen, so daß sich dieses Verfahren nicht für die Massenherstellung eignet.

Es sind ferner Windschutzscheiben bekannt, bei denen das Filterband aus einer anorganischen Einbrennfarbe besteht, die mit Hilfe des Sieb­ druckverfahrens auf die Glasoberfläche aufgedruckt und anschließend eingebrannt wird (DE-OS 19 51 616). Die Einbrennfarbe besteht, in die­ sem Fall aus einem niedrigschmelzenden Glas und in dem Glas disper­ gierten Farbpigmenten aus Metalloxiden. Die Einbrennfarbe kann eine Lichtdurchlässigkeit von 0 bis 40% aufweisen. Die Einbrennfarbe wird in einem Muster oder Raster aufgedruckt derart, daß die Lichttransmis­ sion vom Rand zum Sichtfeld hin stetig zunimmt. Derartige Filterbänder aus glasurartigen Einbrennfarben haben ebenfalls verschiedene Nachtei­ le. Die bekannten glasurartigen Einbrennfarben haben z.B. immer eine gewisse Eigentrübung und bilden eine rauhe Oberfläche, so daß sich klar durchsichtige Schichten hiermit nicht erreichen lassen. Außerdem ist bekannt, daß durch glasurartige Schichten die Festigkeit des Gla­ ses herabgesetzt wird, was sich gerade bei Filterbändern störend aus­ wirkt, weil diese eine verhältnismäßig ausgedehnte Fläche der Glas­ scheibe bedecken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windschutzscheibe zu schaffen, die mit Hilfe eines für die Massenfertigung geeigneten Ver­ fahrens mit einem Filterband mit gleichbleibend guten optischen Eigen­ schaften versehen ist.

Die erfindungsgemäße Windschutzscheibe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Licht- und Wärmestrahlung dämpfende Bereich aus einem transparen­ ten Belag aus einer Einbrennfarbe besteht, die wenigstens ein in kol­ loidaler Verteilung vorliegendes Edelmetall enthält, und daß der Belag auf seiner gesamten Fläche ein streng geometrisches Raster aufweist, wobei im Bereich hoher optischer Dichte die Flächenbedeckung des Ra­ sters 85 bis 95% beträgt und das Raster aus einem Lochraster besteht, dessen Löcher einen Durchmesser von 0,2 bis 0,5 mm und einen gegensei­ tigen Abstand von 0,5 bis 2 mm aufweisen, und daß im Bereich niedriger optischer Dichte das Raster aus einem Punktraster besteht, dessen Punkte einen Durchmesser von 0,2 bis 0,5 mm und einen gegenseitigen Abstand von 0,5 bis 2 mm aufweisen.

Eine Windschutzscheibe mit diesem Aufbau ist einerseits mit Hilfe üb­ licher Fertigungsmethoden herstellbar, das heißt der das Filterband bildende Belag kann mit Hilfe des Siebdruckverfahrens aufgebracht wer­ den. Insbesondere hat es sich gezeigt, daß der das Filterband bildende Belag mit einem in kolloidaler Verteilung vorliegenden Edelmetall, das heißt der Belag aus einer sogenannten Lüsterfarbe, sowohl die erfor­ derliche Filtereigenschaft aufweist als auch, im Fall einer Verbund­ glasscheibe, andererseits das Haftvermögen der anliegenden Kunst­ stoffschicht nicht unzulässig verringert. Ferner hat es sich gezeigt, daß bei Glasscheiben, die für die Verklebung vorgesehen sind und des­ halb einen rahmenförmigen Belag aus einer lichtundurchlässigen Ein­ brennfarbe aufweisen, der das Filterband bildende Belag sich problem­ los auch auf den rahmenförmigen Belag aufbringen läßt, der die Aufgabe hat, die Durchsicht auf die dahinter liegende Kleberaupe im eingebau­ ten Zustand der Windschutzscheibe zu verhindern und darüber hinaus die Klebemasse vor UV-Strahlen zu schützen. Zwar handelt es sich sowohl bei dem lichtundurchlässigen rahmenförmigen Belag als auch bei dem das Filterband bildenden Belag jeweils um eine Einbrennfarbe, doch weisen diese beiden Einbrennfarben völlig unterschiedliche Zusammensetzungen und Eigenschaften auf. Es hat sich aber gezeigt, daß beide Schichten ohne Schwierigkeiten übereinander aufgetragen und gemeinsam in einem einzigen Wärmebehandlungsprozeß eingebrannt werden können.

Von besonderer Bedeutung ist der geometrische Aufbau des Belags. Es ist nämlich bekannt, daß Lüsterfarben wegen ihrer sehr geringen Schichtdicke im Interferenzbereich in ihrem Aussehen stark von der Schichtdicke abhängig sind. Wenn die Schichtdicke sich ändert, wie es beim Aufbringen des Belags durch Sprühen oder Tauchen zumindest im Bereich des Übergangs zum nicht beschichteten Sichtfeld zwangsläufig der Fall ist, kommt es unvermeidbar zu Interferenzerscheinungen und zu den bekannten Irisationserscheinungen. Das wird erfindungsgemäß ver­ mieden durch die Anwendung des Siebdruckverfahrens, das eine gleich­ bleibende Schichtdicke gewährleistet. Die gewünschte Keilwirkung des Filterbandes, das heißt die zunehmende Transparenz zum Sichtfeld hin, wird allein durch Verringerung der Flächenbelegung unter Anwendung einer streng geometrischen Rasterung erreicht. Dabei wird das beson­ ders gute Aussehen des Filterbandes dadurch erreicht, daß in keinem Bereich des Filterbandes größere zusammenhängende Flächen aufgedruckt werden, sondern daß im gesamten Feld des Filterbandes eine gerasterte geometrische Struktur aufgetragen wird, wobei die Flächenbedeckung im dichtesten Bereich, das heißt unmittelbar neben dem lichtundurchlässi­ gen Randstreifen, höchstens ca 95% und vorzugsweise etwa 90% be­ trägt. Während in diesem Bereich vorzugsweise ein Lochraster mit dich­ ter gleichmäßiger Verteilung kleiner Löcher im Belag zur Anwendung kommt, werden im Bereich des Übergangs zum Sichtfeld die Löcher des Lochrasters zunehmend größer ausführt. Schließlich geht das Raster zum Sichtfeld hin in ein Punktraster mit kleiner werdenden Punkten über. Stattdessen kann man selbstverständlich auch ein reines Punktraster wählen, bei dem die Größe der Punkte vom Mittelfeld zum Rand der Scheibe hin stetig zunimmt, bis sie sich in der Nähe des Randes berüh­ ren und teilweise überlappen.

Im Bereich hoher optischer Dichte, das heißt im randnahen Bereich, in dem die Flächenbedeckung 85 bis 95% beträgt, wird vorzugsweise ein Lochraster aufgedruckt, bei dem die Löcher des Lochrasters einen Durchmesser von 0,3 bis 0,4 mm und einen gegenseitigen Abstand von 0,7 bis 1,6 mm aufweisen. Im Bereich geringer optischer Dichte, das heißt im Übergangsbereich zwischen dem Filterband und dem eigentlichen Sichtfeld der Windschutzscheibe, besteht das Druckraster vorzugsweise aus einem Punktraster, dessen Punkte einen Durchmesser von 0,3 bis 0,4 mm und einen gegenseitigen Abstand von 0,7 bis 1,6 mm aufweisen. Im Bereich abnehmender optischer Dichte, das heißt in dem Zwischenbereich zwischen dem Bereich hoher optischer Dichte und dem Übergangsbereich, ändern sich die Größe und Abstände der Rasterpunkte bzw. Löcher und der gegenseitigen Abstände in dem Masse, daß die gewünschte Keilwir­ kung des Filterbandes entsteht.

Die bekannten Lüsterfarben, die sich für den erfindungsgemäßen Zweck besonders eignen, weisen in ihrer druckfähigen Zusammensetzung außer den in kolloidaler Verteilung vorliegenden Edelmetallen Metallsalze auf, die beim Einbrennen infolge Pyrolyse Metalloxide bilden. Diese Metalloxide tragen wesentlich zur Schichtbildung und zur Haftverbesse­ rung der Edelmetallpartikel bei.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist auch im un­ teren Bereich der Windschutzscheibe ein Filterband mit denselben Ei­ genschaften des oberen Filterbandes angeordnet, das gleichzeitig mit dem oberen Filterband aufgedruckt wird. Durch dieses Filterband im unteren Scheibenbereich kann beispielsweise eine deutliche Minderung der Blendungswirkung durch die von der Motorhaube reflektierten Son­ nenstrahlen und durch die Schweinwerfer entgegenkommender Fahrzeuge erreicht werden. Dieses untere Filterband trägt ferner deutlich zu einer Verbesserung des Klimas im Fahrzeuginnenraum bei.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Be­ schreibung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen. Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Windschutzscheibe aus einer zwei Silikatglasscheiben und eine dazwischen angeordnete Kunst­ stoffschicht umfassenden Verbundglasscheibe;

Fig. 2 eine erfindungsgemäß ausgebildete Windschutzscheibe aus einer einzelnen Silikatglasscheibe und einer damit verbundenen Kunst­ stoffschicht, und

Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäß ausgebildete Windschutzscheibe aus einer Verbundglasscheibe und einer zusätzlichen Splitterschutzschicht.

Die Zeichnungen zeigen jeweils einen senkrechten Schnitt im oberen Bereich einer Windschutzscheibe.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform ist eine übliche Verbund­ glasscheibe aus einer äußeren Silikatglasscheibe 1, einer inneren Si­ likatglasscheibe 2, die im eingebauten Zustand der Windschutzscheibe dem Fahrgastraum zugewandt ist, und einer thermoplastischen energieab­ sorbierenden Zwischenschicht 3 beispielsweise aus Polyvinylbutyral, die die beiden Silikatglasscheiben miteinander verbindet.

Auf der zur Zwischenschicht 3 weisenden Oberfläche der äußeren Sili­ katglasscheibe 1 ist entlang des Scheibenrandes ein rahmenförmiger Randstreifen 5 aus einer lichtundurchlässigen Einbrennfarbe angeord­ net. Die Schichtdicke dieses Randstreifens beträgt etwa 5 bis 30 Mi­ krometer. Bei dieser Einbrennfarbe handelt es sich um ein niedrig­ schmelzendes Email aus einem Grundglas mit einer Schmelztemperatur von etwa 580 Grad Celsius und in dem Grundglas eingelagerten Farbpigmenten aus Schwermetalloxiden. Einbrennfarben dieser Art sind im Handel. Sie werden mit Hilfe des Siebdruckverfahrens auf die Glasscheibe aufgedruckt.

Auf derselben Oberfläche der Glasscheibe 1, auf der der Randstreifen 5 angeordnet ist, ist der das Filterband bildende Belag 7 angeordnet. Der Belag 7 liegt im Randbereich der Glasscheibe über der den Rand­ streifen 5 bildenden Emailschicht. Er hat eine Schichtdicke von etwa 100 bis 300 Nanometern und besteht aus einer sogenannten Lüster- Einbrennfarbe, das heißt einer transparenten Farbschicht, deren fär­ bende Wirkung durch Edelmetalle in kolloidaler Verteilung hervorgeru­ fen wird. Als Edelmetall finden insbesondere Gold, Silber, Platin und Palladium Verwendung, wobei zur Verbesserung der Haftung der Edelme­ talle in dem Belag Metalloxide wie z.B. Wismutoxid enthalten sind. Gebildet wird der Belag mit den gewünschten Farbeigenschaften beim Einbrennen durch Pyrolyse entsprechender Metallsalze von Harzsäuren, die mit ätherischen Ölen auf eine für das Auftragen geeignete Viskosi­ tät gebracht werden. Das Auftragen des das Filterband 7 bildenden Be­ lags erfolgt wiederum mit Hilfe des Siebdruckverfahrens.

Obwohl der das Filterband 7 bildende Belag eine hohe Transparenz auf­ weist, handelt es sich hierbei nicht um einen durchgehenden, daß heißt ununterbrochenen Belag, sondern in jedem Fall um einen regelmäßig gerasterten Belag, der in regelmäßiger Anordnung unterbrochen ist. Im Bereich der höchsten optischen Dichte, nämlich in dem dem Randstreifen 5 benachbarten Bereich 7a des Belages, beträgt die Flächenbelegung 85 bis 95% und vorzugsweise etwa 90%. Erreicht wird diese Flächenbele­ gung durch ein geeignetes Lochraster. Um eine Flächenbelegung von 90% zu erreichen, beträgt bei einem Durchmesser der Löcher von 0,3 mm der Abstand zweier Löcher von Lochmittelpunkt zu Lochmittelpunkt 0,85 mm. Durch dieses Lochraster werden die normalerweise bei Lüsterfarben beo­ bachteten Nachteile, nämlich ein Irisieren des Belages und der stören­ de Einfluß von punktüllen Inhomogenitäten wie Staubpartikeln, die vor dem Einbrennen der Lüsterfarbe mit dem Belag in Kontakt kommen, über­ raschenderweise sicher vermieden, und es wird ein gleichmäßiges und sauberes optisches Aussehen des Filterbandes sowohl in der Durchsicht als auch in der Reflexion erreicht.

In dem dem Sichtfeld der Windschutzscheibe benachbarten Bereich 7b des das Filterband bildenden Belages, in dem ein verlaufender Übergang des Filterbandes mit zunehmender Transparenz gebildet wird, verringert sich das Ausmaß der Flächenbelegung kontinuierlich und beträgt im Endabschnitt 7b noch etwa 5%, indem die Lüsterfarbe hier nur noch in Form feiner Punkte aufgedruckt wird. Im Endabschnitt dieses Bereiches haben die Punkte beispielsweise einen Durchmesser von 0,35 mm und ei­ nen gegenseitigen Abstand von 3 mm.

Nach dem Aufdrucken des Randstreifens 5 läßt man die Druckfarbe aus­ härten, indem man sie entsprechend der Zusammensetzung der Druckfarbe einer Behandlung entweder mit IR-Strahlung oder mit UV-Strahlung un­ terwirft. Auf die auf diese Weise ausgehärtete Druckfarbe und den sich daran anschließenden Oberflächenbereich der Glasscheibe wird sodann die für den Siebdruck vorbereitete Lüsterfarbzusammensetzung im Ra­ sterdruck aufgetragen. Auch die aufgedruckte Lüsterfarbe wird einem geeigneten Trocknungsvorgang unterworfen. Anschließend werden die bei­ den Farbschichten bei der für das Biegen der Glasscheiben erforderli­ chen Temperatur von etwa 600 Grad Celsius zusammen eingebrannt. Schließlich werden die beiden Glasscheiben 1 und 2 in der üblichen Weise zu der Verbundglasscheibe weiterverarbeitet.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Windschutzscheibe handelt es sich um eine Sicherheitsglasscheibe, die aus einer auf der Außenseite des Fahrzeugs angeordneten einzelnen Silikatglasscheibe 11 und einer auf der Innenseite des Fahrzeugs angeordneten Kunststoffschicht 12 be­ steht. Die Kunststoffschicht 12 hat einerseits energieabsorbierende Eigenschaften und andererseits eine gegen Verkratzung unempfindliche Oberfläche. Sicherheitsglasscheiben mit diesem Aufbau sind bekannt und beispielsweise in den europäischen Patentschriften 01 31 523 und 01 32 198 beschrieben.

In dem in Fig. 3 dargestellten Fall ist auf der Glasscheibe 11 zu­ nächst der das Filterband bildende Belag 7 aus einer Lüster- Einbrennfarbe angeordnet. Die Zusammensetzung der Lüster- Einbrennfarbe, sowie die Anordnung und Herstellung des Belages 7 ent­ sprechen dem anhand der Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel, auf das insoweit hier Bezug genommen wird. Der das Filterband bildende Belag 7 weist wiederum einen optisch dichten Bereich 7a und einen Übergangsbereich 7b auf, in dem durch die Wahl einer geeigneten Raste­ rung der Grad der Flächendeckung abnimmt. Der rahmenförmige Randstrei­ fen 5 wird in diesem Fall auf den Belag 7 aufgedruckt, wobei der Belag 7 nach dem Druckvorgang zunächst einem Trockungsprozeß unterworfen wird. Das Einbrennen der beiden Schichten 7 und 5 erfolgt auch in die­ sem Fall in einem gemeinsamen Einbrennvorgang.

Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Wind­ schutzscheibe zeigt die Fig. 4. In diesem Fall ist eine Verbundglas­ scheibe, wie sie anhand der Fig. 1 im einzelnen beschrieben wurde, zusätzlich mit einer Splitterschutzschicht 15, beispielsweise aus ei­ nem dreidimensional vernetzten hochelastischen Polyurethan mit Selbstheileigenschaften, versehen. Die Anordnung und die Ausbildung des das Filterband bildenden Belages 7 und des Randstreifens 5 ent­ sprechen der anhand der Fig. 1 beschriebenen Ausführung.

Claims (7)

1. Windschutzscheibe für Kraftfahrzeuge mit wenigstens einem Licht- und Wärmestrahlung dämpfenden Bereich, dadurch gekennzeichnet, daß der Licht- und Wärmestrahlung dämpfende Bereich aus einem transparenten Belag (7) aus einer Ein­ brennfarbe besteht, die wenigstens ein in kolloidaler Verteilung vorliegendes Edelmetall enthält, und daß der Belag (7) auf seiner gesamten Fläche ein streng geometrisches Raster aufweist, wobei im Bereich (7a) hoher optischer Dichte die Flächenbedeckung des Ra­ sters 85 bis 95% beträgt und das Raster aus einem Lochraster be­ steht, dessen Löcher einen Durchmesser von 0,2 bis 0,5 mm und ei­ nen gegenseitigen Abstand von 0,5 bis 2 mm aufweisen, und daß im Bereich (7b) niedriger optischer Dichte das Raster aus einem Punk­ traster besteht, dessen Punkte einen Durchmesser von 0,2 bis 0,5 mm und einen gegenseitigen Abstand von 0,5 bis 2 mm aufweisen.

2. Windschutzscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ein oder mehrere Edelmetalle in kolloidaler Verteilung aufweisende Belag (7) ein oder mehrere Metalloxide, insbesondere Wismutoxid, aufweist, die beim Einbrennen durch Pyrolyse geeigneter Metallsal­ ze gebildet sind.

3. Windschutzscheibe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Filterband bildende transparente Belag (7) eine Schichtdicke von 100 bis 300 Nanometern aufweist.

4. Windschutzscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Licht- und Wärmestrahlung dämpfende Bereich ein im oberen Teil der Scheibe angeordnetes Filterband ist.

5. Windschutzscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auch im unteren Bereich ein ein Filterband bil­ dender transparenter Belag aus derselben transparenten Einbrenn­ farbe wie das im oberen Bereich angeordnete Filterband angeordnet ist.

6. Windschutzscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Windschutzscheibe aus Verbundglas besteht und daß der das Filterband bildende Belag (7) auf der an der an der thermoplastischen Zwischenschicht (3) anliegenden Seite einer der die Verbundglasscheibe bildenden Silikatglasscheiben (1; 11) angeordnet ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer Windschutzscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen rahmen­ förmigen Randstreifen (5) bildende lichtundurchlässige Einbrenn­ farbe in einer Schichtdicke von 5 bis 30 Mikrometern mit Hilfe des Siebdruckverfahrens auf die Glasscheibe (1; 11) aufgedruckt und getrocknet, auf den getrockneten Randstreifen (5) und auf die sich anschließende Oberfläche der Glasscheibe (1) der das Filterband bildende Belag (7) in einer Schichtdicke von 100 bis 300 Nanome­ tern ebenfalls mit Hilfe des Siebdruckverfahrens aufgedruckt und getrocknet, und beide aufgedruckten und getrockneten Schichten in einer anschließenden Wärmebehandlung eingebrannt werden.