EP0989781B1 - Mehrscheibenisolierglas und Verfahren zur Herstellung von beschichteten Flachgläsern zur Herstellung von Mehrscheibenisolierglas - Google Patents

Mehrscheibenisolierglas und Verfahren zur Herstellung von beschichteten Flachgläsern zur Herstellung von Mehrscheibenisolierglas Download PDF

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EP0989781B1
EP0989781B1 EP99117757A EP99117757A EP0989781B1 EP 0989781 B1 EP0989781 B1 EP 0989781B1 EP 99117757 A EP99117757 A EP 99117757A EP 99117757 A EP99117757 A EP 99117757A EP 0989781 B1 EP0989781 B1 EP 0989781B1
Authority
EP
European Patent Office
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pane
coating
glass
electrically conductive
spacer
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP99117757A
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English (en)
French (fr)
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EP0989781A3 (de
EP0989781A2 (de
Inventor
Kurt Leutner
Sabine Dr. Melson
Roland Dr. Leroux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Schott AG
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Publication date
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Publication of EP0989781A3 publication Critical patent/EP0989781A3/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/02—Doors; Covers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00—Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/02—Heaters specially designed for de-icing or protection against icing

Definitions

  • the invention relates to a multi-pane insulating glass for devices with a reduced interior temperature relative to the ambient temperature, in particular for glazed doors of refrigerated and freezer cabinets. It consists of at least two spaced about the same size discs, the distance is held by a peripheral edge near spacer. One of the two outer panes is provided on its side facing the space between the panes with an electrically conductive, transparent coating.
  • the invention further relates to a process for the production of coated flat glasses for such insulating glasses.
  • refrigerators and freezers and cabinets have glazed doors with Mehraginisbliergläsern of the type described above. It delimits the cold area in the interior against the higher ambient temperature.
  • the pane of the multi-pane insulating glass facing the exterior is heated in the devices on the market.
  • a heatable, electrically conductive, transparent coating on the inside of the pane, ie on its side facing the space between the panes.
  • Such a coating consists for example of doped SnO 2 , which is applied for example by hot spraying and baked.
  • the glass pane is cut to the desired level prior to coating, and a mask covering the edge area is applied to the pane, so that the subsequent contact surface with the spacer is kept free of the coating. This is necessary in spite of the usual bonding with non-conductive adhesives in the cured state, to prevent the metal spacers used when heating the Disk to electrical jumps on the spacers comes, which are under tension, which can lead to overheating.
  • EP 0 712 101 A1 relates to an alarm glass pane with an electrically conductive, partially reflecting surface layer, which has been completely removed again in a partial area by mechanical removal, in which a likewise electrically conductive breakage detector is arranged.
  • EP 0 807 611 A1 relates to a glass unit with an optical coating which has a defined reflection characteristic in the visible range of the light spectrum.
  • Opto-coating refers to a coating "that has an eye-perceptible effect in the visible range.”
  • the glass unit has a composite rim that is clear of the opto-coating from the outset or has been freed from it.
  • the object is achieved by a multi-pane insulating glass according to claim 1 and by a method according to claim 4 for the production of coated flat glass panes for such Mehralianisoliergläser.
  • the electrically conductive transparent coating is applied over the entire surface in the production of flat glasses for producing the multi-pane insulating glasses according to the invention. It can be applied over the entire surface to commercially available flat glass, which is only cut to the special dimensions when coated.
  • the transparent coating for example of doped tin oxide, z. B. with fluorine (SnO 2 : F), z. B. applied by hot spraying or dipping.
  • Such coated flat glasses with sheet resistances of, for example, about 10 ⁇ / ⁇ to 40 ⁇ / ⁇ are marketable.
  • Other suitable coating materials are, for. As silver or tin-indium oxide (ITO). It is advantageous that the coatings exemplified here are not only electrically conductive, but also heat-reflecting.
  • Such coatings are referred to their scratch resistance from hard (high scratch resistance) and soft (low scratch resistance) layers.
  • Hard are z.
  • the doped tin oxide coatings, Ag layers, and ITO layers represent soft layers.
  • Hard-coated disks are used here because they are more suitable for being thermally toughened, and because multi-layer insulating glasses are usually made from tempered disks.
  • the originally fully applied electrically conductive transparent coating is circumferentially deactivated in the edge region, ie. H. no longer electrically conductive, including the contact surface to the spacer.
  • the deactivated surface In addition to the deactivated direct contact surface with the spacer, the deactivated surface still extends at least 2 to 3 mm on both sides beyond the contact surface with the spacer. Since the spacer does not directly adjoin the edge of the disc, but recirculates slightly recessed towards the edge of the rim to form a joint for insulation and sealing material, the deactivated surface extends to increase the electrical safety preferably to the edge of the disc.
  • the width of the deactivated zone is usually between 5 mm and 10 mm, preferably between 8 mm and 10 mm.
  • soft layers for. B. silver layers
  • z. B. remove corundum or diamond.
  • Such mechanical removal is not advantageous for hard coatings on glass since many disks break.
  • the coating does not necessarily have to be completely removed it is enough to destroy it so that it is no longer electrically conductive.
  • the glaze or enamel is baked at temperatures below the softening point of the glass of the pane, whereby the glass composition of the glaze or enamel melts, penetrates the coating and destroys its conductivity and stably bonds to the surface of the glass pane.
  • Glazes usually consist of a transparent or translucent glass composition which is applied to the article in finely divided form, for example a paste, by the known techniques, such as, for example, screen printing, pad printing, decalcomania or brush application.
  • the finely ground glass powder is often referred to as glass frit.
  • Enamels are glazes containing coloring ingredients like pigments. Since the color impression does not matter here, pigment-free glazes are usually sufficient. Typical layer thicknesses are 5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the glass frit must have a lower melting point than the glass to which it is melted.
  • the baking temperatures thus depend on the composition of both the glass frit and the glass sheet. Typical firing temperatures and durations on soda-lime glasses are 650 ° C to 720 ° C and 1 to 10 minutes.
  • the fire also serves to volatilize organic carrier materials which are used as auxiliaries for the application of the glaze or the enamel.
  • the stoving of the glaze is performed simultaneously with the process of thermal tempering. As a result, the process complexity is minimized by the additional process step of deactivating the layer.
  • the method described is particularly preferred for deactivating hard layers.
  • the method described for the production of coated flat glasses with deactivated edge region consisting of the process steps of full surface coating, cutting, deactivating the edge region, is part of the production process of the multi-pane insulating glass, which can be completed in the usual way.
  • the transparent electrically conductive coating which is deactivated as described in partial areas, is located on the side of one of the two outer panes facing the space between the panes.
  • the circumferential peripheral spacer contacts the coated disc in the region of the deactivated coating and is bonded to the discs in the usual way, for example with the butyl (polyisobutylene) currently used in multi-pane insulating glass production.
  • the material is not electrically conductive.
  • the sealant used are, for example, customary sealants based on polysulfide.
  • the Randum charged is realized in a known manner, for example with an adhesive tape, z. B. an insulating tape.
  • the cut edges are generally lined only.
  • the edges of the coated disc have a facet cut on the coated side. With this cut, the conductive layer is also milled off in this area. Such oblique milling removes both soft and hard layers easily.
  • the heating of the coated disc takes place via the contacting of applied silver conductor tracks. They are preferably applied by screen printing and then dried.
  • the power is supplied via insulated cables, which are provided with cable lugs and attached to a printed on the coating trace. The cables are guided in a known manner through the spacer.
  • the power required for heating can be achieved by voltages between 10 V and 240 V depending on the sheet resistance.
  • a voltage corresponding to the mains voltage has the advantage that no transformer is needed, it is disadvantageous, however, that parts which are exposed to 220 V or 230 V, for example, are accessible when the disc breaks.
  • Preference is given to voltages between 12 V and 48 V, since in this case there is no danger potential even in the case of defects of the insulating glass.
  • the thickness of the disc also plays a role.
  • Usual thicknesses are 3 mm to 5 mm, preferably 3 mm to 4 mm, both for the front pane and for the pane facing the interior and possibly further panes.
  • the multi-pane insulating glass consists of two or more panes. Usually two slices are sufficient, but three slices can be useful.
  • the one or more spaces are usually with air or for further thermal insulation with a noble gas, eg. As argon filled.
  • a noble gas eg. As argon filled.
  • the transparent electrically conductive coating may be on the inside, d. H. on the side facing the space between the panes, from the next pane to the interior of the appliance or from the pane, the front pane, which is furthest away from the interior.
  • Condensation and precipitation of the condensate at the disc occurs when the dew point is exceeded.
  • the pane adjacent to the interior has, on the side facing the interior, a low temperature which depends on the interior temperature. Since the dew point is at a lower temperature, the window is fog-free. When the door is opened, however, the dew point of the environment can be reached below on its cold side, so that condensed air humidity is deposited on the cold side of the door.
  • the pane closest to the interior of the device has on its side facing the space between the panes, the transparent conductive coating over which it is heated, usually to a higher by about 1 ° C to 4 ° C temperature than without heating.
  • Figure 1 shows a part of a cross section through a Zweiperibenisolierglas a device with respect to the ambient temperature lowered indoor temperature.
  • the two-disc insulating glass shown consists of the two transparent glass panes 1 and 2, which are held by the spacer 3 made of stainless steel at the desired distance from each other.
  • the spacer 3 In the interior 4 of the hollow profile is a desiccant in granular form.
  • the spacer 3 is set back relative to the edge of the disc by about 3 mm to a joint for receiving the insulating and sealing compound 7, a polysulfide elastomer, z. B.
  • Thiokol ® by means of which the discs 1 and 2 are glued together and sealed to the outside, to form.
  • the spacer is glued to the two discs by means of the adhesive 8 made of polyisobutylenes. Both the adhesive 8 and the sealant 7 are electrical insulators.
  • the adhesive tape 9 represents the edge surround and serves as edge protection. The edges are just lined. Another edge processing is not necessary.
  • Glass pane 2 is the pane closer to the surroundings, the windscreen.
  • Glass pane 1 is the device interior not shown spaced next. On its inner side, ie the side facing the space between the panes, it is provided with a transparent, electrically conductive coating 10 made of SnO 2 : F, on which silver conductor tracks are applied, via which the pane is heated.
  • the coating is covered by a glaze, according to described below, deactivated, ie not electrically conductive.
  • FIG. 2a shows a plan view of a glass pane 1, as used in a multi-pane insulating glass according to the invention of a device with interior temperature reduced relative to the ambient temperature, as the pane spaced closest to the pane.
  • a transparent electrically conductive coating 10 made of SnO 2 : F.
  • the rotating wheel area 10a it is deactivated by an applied glaze, ie not electrically conductive.
  • FIG. 2b shows the individual glass pane 1 in cross section.
  • the coating 10 and the deactivated part in the edge region 10a are shown disproportionately.
  • a multi-pane insulating glass is provided for devices with an interior temperature lowered relative to the ambient temperature, which reduces fogging by condensation or accelerates the dissolution of the fogging.
  • the flat glass is available in large formats and over the entire surface, i. H. can be applied without applying masks o. ⁇ ., Or because commercially available coated flat glass can be used, since only after the coating is cut.
  • the baking process is carried out procedurally simultaneously with the thermal toughening.

Landscapes

  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Refrigerator Housings (AREA)
  • Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Mehrscheibenisolierglas für Geräte mit einer gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzten Innenraumtemperatur, insbesondere für Sichttüren von Kühl- und Tiefkühlmöbeln. Es besteht aus wenigstens zwei im Abstand angeordneten etwa gleich großen Scheiben, wobei der Abstand durch einen in Randnähe umlaufenden Abstandhalter gehalten wird. Eine der beiden äußeren Scheiben ist auf ihrer dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite mit einer elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung versehen. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten Flachgläsern für solche Isoliergläser.
  • Insbesondere Kühl- und Tiefkühltruhen und -schränke weisen Sichttüren mit Mehrscheibenisbliergläsern der eingangs beschriebenen Art auf. Durch sie wird der Kältebereich im Innenraum gegen die höhere Umgebungstemperatur abgegrenzt.
  • Bei Kühl- und insbesondere bei Tiefkühlmöbeln tritt aufgrund des Temperaturunterschiedes zwischen Innenraum und Umgebung häufig Kondensatbildung auf. Das Kondensat der Luftfeuchtigkeit, das sich auf der Scheibe niederschlägt, versperrt bzw. erschwert den Blick auf das Kühlgut im Innenraum. Um dies zu verhindern bzw. um das niedergeschlagene Kondensat schnell wieder zu entfernen, wird bei den auf dem Markt befindlichen Geräten die dem Außenraum zugewandte Scheibe des Mehrscheibenisolierglases beheizt. Dies wird durch eine beheizbare elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung auf der Innenseite der Scheibe, d. h. auf ihrer dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite realisiert. Solch eine Beschichtung besteht beispielsweise aus dotiertem SnO2, das beispielsweise im Heißsprühverfahren aufgebracht und eingebrannt wird.
  • Dazu wird vor dem Beschichten die Glasscheibe auf das gewünschte Maß geschnitten und wird auf die Scheibe eine den Randbereich abdeckende Maske aufgebracht, damit die spätere Kontaktfläche zum Abstandhalter von der Beschichtung freigehalten wird. Dies ist trotz der üblichen Verklebung mit im ausgehärteten Zustand nichtleitenden Klebern nötig, um zu verhindern, daß es bei den verwendeten Abstandhaltern aus Metall beim Beheizen der Scheibe zu elektrischen Übersprüngen auf die Abstandhalter kommt, die damit unter Spannung stehen, was zu einer Überhitzung führen kann.
  • EP 0 712 101 A1 betrifft eine Alarmglasscheibe mit einer elektrisch leitenden teilreflektierenden Oberflächenschicht, die in einem Teilbereich durch mechanisches Abtragen wieder völlig entfernt worden ist, in welchem ein ebenfalls elektrisch leitender Bruchdetektor angeordnet ist.
  • EP 0 807 611 A1 betrifft eine Glaseinheit mit einer Optobeschichtung, die im sichtbaren Bereich des Lichtspektrums eine definierte Reflexionscharakteristik aufweist. Optobeschichtung bezeichnet dabei eine Beschichtung, "die einen per Augeninspektion wahrnehmbaren Effekt im sichtbaren Bereich aufweist." Die Glaseinheit besitzt einen Verbundrand, der von der Optobeschichtung von vorneherein frei ist oder von ihr befreit worden ist.
  • Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Mehrscheibenisolierglas bereitzustellen, das die Kondensatbildung herabsetzt, das mit geringem Verfahrensaufwand hergestellt werden kann und das sicher nach außen elektrisch isoliert ist.
  • Die Aufgabe wird durch ein Mehrscheibenisolierglas nach Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Patentanspruch 4 zur Herstellung von beschichteten Flachglasscheiben für solche Mehrscheibenisoliergläser gelöst.
  • Abweichend von den bisher bekannten beheizbaren Mehrscheibenisoliergläsern für Geräte mit einer gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzten Innenraumtemperatur wird bei der Herstellung von Flachgläsern zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrscheibenisoliergläsern die elektrisch leitfähige transparente Beschichtung vollflächig aufgebracht. Sie kann vollflächig auf handelsübliches Flachglas aufgebracht werden, das erst im beschichteten Zustand auf die speziellen Maße geschnitten wird.
  • Damit entfällt der bisher nötige Schritt des Aufbringens der Maske vor dem Beschichten. Auch müssen nicht Scheiben vieler unterschiedlicher kleiner Formate beschichtet werden.
  • Die transparente Beschichtung, beispielsweise aus dotiertem Zinnoxid, z. B. mit Fluor (SnO2 : F), wird z. B. im Heißsprühverfahren oder im Tauchverfahren aufgebracht.
  • Solche beschichteten Flachgläser mit Schichtwiderständen von beispielsweise ca. 10 Ω/□ bis 40 Ω/□ sind marktgängig. Weitere geeignete Beschichtungsmaterialien sind z. B. Silber oder Zinn-Indium-Oxid (ITO). Es ist von Vorteil, daß die hier beispielhaft genannten Beschichtungen nicht nur elektrisch leitfähig, sondern auch wärmereflektierend sind.
  • Üblicherweise spricht man bei solchen Beschichtungen bezugnehmend auf ihre Kratzfestigkeit von harten Schichten (mit hoher Kratzfestigkeit) und weichen Schichten (mit geringer Kratzfestigkeit).
  • Hart sind z. B. die dotierten Zinnoxid-Beschichtungen, Ag-Schichten und ITO-Schichten stellen weiche Schichten dar. Scheiben mit harten Beschichtungen werden hier verwendet, da sie sich besser eignen, thermisch vorgespannt zu werden, und da Mehrscheibenisoliergläser üblicherweise aus vorgespannten Scheiben bestehen.
  • Erfindungsgemäß ist die ursprünglich vollflächig aufgebrachte elektrisch leitfähige transparente Beschichtung im Randbereich umlaufend desaktiviert, d. h. nicht mehr elektrisch leitend, und zwar einschließlich der Kontaktfläche zum Abstandhalter. Dadurch wird ermöglicht, daß handelsübliche Abstandhalter, beispielsweise aus Metall, verwendet werden können, um den Abstand zwischen den Scheiben des Mehrscheibenisolierglases zu gewährleisten, ohne daß es beim Beheizen der Scheibe zu elektrischen Übersprüngen auf den Abstandhalter kommt.
  • Zusätzlich zur desaktivierten direkten Kontaktfläche zum Abstandhalter reicht die desaktivierte Fläche noch wenigstens 2 bis 3 mm auf beiden Seiten über die Kontaktfläche mit dem Abstandhalter hinaus. Da der Abstandhalter nicht direkt an den Rand der Scheibe anschließt, sondern gegenüber dem Scheibenrand etwas zurückversetzt in Randnähe umläuft, um eine Fuge für Isolations- und Dichtmaterial zu bilden, erstreckt sich die desaktivierte Fläche zur Erhöhung der elektrischen Sicherheit vorzugsweise bis zum Scheibenrand.
  • Bei üblichen Scheibenformaten und üblichen Abstandhaltergrößen beträgt die Breite der desaktivierten Zone üblicherweise zwischen 5 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 8 mm und 10 mm.
  • Zum Desaktivieren des beschriebenen Teilbereiches der Beschichtung sind verschiedene Verfahren geeignet.
  • Beispielsweise lassen sich weiche Schichten, z. B. Silberschichten, durch Abschleifen mittels eines drehenden Schleifkopfes mit z. B. Korund oder Diamant entfernen.
    Ein solches mechanisches Entfernen ist für harte Schichten auf Glas nicht vorteilhaft, da dabei viele Scheiben zu Bruch gehen.
  • Zum Desaktivieren der Beschichtung, also zum Aufheben ihrer elektrischen Leitfähigkeit, muß die Beschichtung nicht notwendigerweise vollständig entfernt werden, es reicht aus, sie so zu zerstören, daß sie nicht mehr elektrisch leitend ist.
  • Dies erfolgt erfindungsgemäß durch das Aufbringen einer Glasur oder eines Emails auf den zu desaktivierenden Bereich der Beschichtung und anschlie-ßendes Aufheizen der Scheibe. Die Glasur oder das Email wird bei Temperaturen, die unterhalb des Erweichungspunktes des Glases der Scheibe liegen, eingebrannt, wobei die Glaszusammensetzung der Glasur bzw. des Emails aufschmilzt, in die Beschichtung eindringt und deren Leitfähigkeit zerstört und sich stabil mit der Oberfläche der Glasscheibe verbindet.
  • Glasuren bestehen üblicherweise aus einer durchsichtigen oder durchscheinenden Glaszusammensetzung, die nach den bekannten Techniken, wie beispielsweise Siebdruck, Tampondruck, Abziehbildtechnik oder Pinselauftrag in feinverteilter Form beispielsweise einer Paste auf den Gegenstand aufgebracht werden. Das feingemahlene Glaspulver wird häufig auch als Glasfritte bezeichnet. Emails sind Glasuren, die färbende Bestandteile wie Pigmente enthalten. Da der Farbeindruck hier keine Rolle spielt, sind pigmentfreie Glasuren üblicherweise ausreichend. Typische Schichtdicken sind 5 µm bis 30 µm.
  • Die Glasfritte muß einen niedrigeren Aufschmelzpunkt haben als das Glas, auf das sie aufgeschmolzen wird. Die Einbrenntemperaturen hängen also von der Zusammensetzung sowohl der Glasfritte als auch der Glasscheibe ab. Typische Einbrandtemperaturen und -dauern auf Kalk-Natrongläser sind 650 °C bis 720 °C und 1 bis 10 Minuten. Der Brand dient dabei auch zur Verflüchtigung organischer Trägermaterialien, die als Hilfsstoffe für den Auftrag der Glasur bzw. des Emails eingesetzt werden. Vorzugsweise wird das Einbrennen der Glasur gleichzeitig mit dem Prozeß des thermischen Vorspannens durchgeführt. Dadurch wird der Verfahrensaufwand durch den zusätzlichen Verfahrensschritt des Desaktivierens der Schicht minimiert. Das beschriebene Verfahren ist besonders zur Desaktivierung harter Schichten bevorzugt.
  • Das beschriebene Verfahren zur Herstellung von beschichteten Flachgläsern mit desaktiviertem Randbereich, bestehend aus den Verfahrensschritten vollflächiges Beschichten, Zuschneiden, Desaktivieren des Randbereiches, ist Bestandteil des Herstellungsprozesses des Mehrscheibenisolierglases, das auf übliche Weise fertig gestellt werden kann.
  • Im erfindungsgemäßen Mehrscheibenisolierglas befindet sich die transparente elektrisch leitfähige Beschichtung, die wie beschrieben in Teilbereichen desaktiviert ist, auf der dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite einer der beiden äußeren Scheiben.
  • Der in Randnähe umlaufende Abstandhalter kontaktiert die beschichtete Scheibe im Bereich der desaktivierten Beschichtung und ist auf übliche Weise mit den Scheiben verklebt, beispielsweise mit dem derzeit in der Mehrscheibenisolierglasfertigung üblicherweise verwendeten Butyl (Polyisobutylen). Das Material ist nicht elektrisch leitend. Als Dichtmasse dienen beispielsweise übliche Dichtstoffe auf Polysulfidbasis. Auch die Randumfassung ist auf bekannte Weise realisiert, beispielsweise mit einem Klebeband, z. B. einem Isolierband.
  • Die geschnittenen Kanten sind im allgemeinen lediglich gesäumt. In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung haben die Kanten der beschichteten Scheibe auf der beschichteten Seite einen Facettenschliff. Bei diesem Schliff ist in diesem Bereich auch die leitende Schicht abgefräst. Durch ein solches schräges Abfräsen werden sowohl weiche als auch harte Schichten leicht entfernt.
  • Die Beheizung der beschichteten Scheibe erfolgt über die Kontaktierung von aufgebrachten Silberleiterbahnen. Sie sind vorzugsweise mittels Siebdruck aufgebracht und anschließend getrocknet. Die Stromzuführung geschieht über isolierte Kabel, die mit Kabelschuhen versehen und auf einer auf der Beschichtung aufgedruckten Leiterbahn befestigt sind. Die Kabel werden dabei auf bekannte Weise durch den Abstandhalter geführt.
  • Eine ausreichende Beheizung kann mit sehr unterschiedlichen Schichtwiderständen realisiert werden. So sind bei entsprechender Anpassung der Spannung Schichtwiderstände zwischen 5 Ω/□ und 100 Ω/□ möglich.
  • Die zur Beheizung benötigte Leistung kann in Abhängigkeit vom Schichtwiderstand durch Spannungen zwischen 10 V und 240 V erzielt werden. Eine der Netzspannung entsprechende Spannung hat zwar den Vorteil, daß kein Transformator benötigt wird, nachteilig ist jedoch, daß beim Bruch der Scheibe Teile, die mit beispielsweise 220 V oder 230 V beaufschlagt sind, zugänglich sind. Bevorzugt sind Spannungen zwischen 12 V und 48 V, da hierbei auch bei Defekten des Isolierglases kein Gefährdungspotential besteht.
  • Natürlich spielt auch die Scheibendicke eine Rolle. Übliche Dicken sind sowohl für die Frontscheibe als auch für die dem Innenraum zugewandte Scheibe und ggf. weitere Scheiben 3 mm bis 5 mm, vorzugsweise 3 mm bis 4 mm.
  • Zur thermischen Isolierung zwischen kaltem Innenraum und wärmerer Umgebung besteht das Mehrscheibenisolierglas aus zwei oder mehr Scheiben. Meist reichen zwei Scheiben aus, aber auch drei Scheiben können sinnvoll sein.
  • Der oder die Zwischenräume sind meist mit Luft oder zur weiteren Wärmedämmung mit einem Edelgas, z. B. Argon, gefüllt.
  • Die transparente elektrisch leitfähige Beschichtung kann sich jeweils auf der Innenseite, d. h. auf der dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite, von der dem Innenraum des Gerätes nächsten Scheibe oder von der dem Innenraum entferntesten Scheibe, der Frontscheibe, befinden.
  • Kondensation und Niederschlag des Kondensates an der Scheibe tritt dann ein, wenn der Taupunkt unterschritten wird.
  • Auf der Frontscheibe kann dies geschehen, wenn trotz der Isolierung durch das Mehrscheibenisolierglas die Frontscheibe auf ihrer Außenseite so kalt ist, daß der Taupunkt unterschritten ist. Wann das der Fall ist, hängt natürlich von der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebung ab. Durch Beheizung der Scheibe kann erreicht werden, daß die Scheibentemperatur oberhalb des Taupunktes liegt.
  • Die dem Innenraum nächste Scheibe hat auf der dem Innenraum zugewandten Seite bei geschlossener Tür eine von der Innenraumtemperatur abhängende niedrige Temperatur. Da der Taupunkt bei einer niedrigeren Temperatur liegt, ist die Scheibe beschlagsfrei. Beim Öffnen der Tür kann jedoch an ihrer kalten Seite der Taupunkt der Umgebung unterschritten werden, so daß sich kondensierte Luftfeuchtigkeit an der kalten Seite der Tür niederschlägt.
  • Während die erstbeschriebene Beschlagsbildung häufig schon durch eine effektive Isolierglasanordnung vermieden oder zumindest verringert werden kann, tritt der letztgenannte Fall weitaus häufiger auf.
  • Daher weist vorzugsweise die dem Geräteinnenraum am nächsten beabstandete Scheibe auf ihrer dem Scheibenzwischenraum zugewandte Seite die transparente leitfähige Beschichtung auf, über die sie beheizt wird, und zwar meist auf eine um etwa 1 °C bis 4 °C höhere Temperatur als ohne Beheizung.
  • Dadurch wird das Beschlagen beim Öffnen der Tür zwar häufig nicht verhindert, aber das Verschwinden des Beschlages nach dem Schließen beschleunigt.
  • Da das Aufheizen der Scheibe bei üblichen Leistungen relativ lange dauert bzw. ein schnelles Aufheizen einer sehr hohen Leistung bedarf, ist es vorzuziehen, bei beiden beschriebenen Varianten die jeweilige Scheibe im Dauerbetrieb zu heizen.
  • Anhand der Zeichnung mit den Figuren 1, 2a und 2b und des Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Es stellen dar:
    • Figur 1:
    nicht maßstabsgerecht einen Teil eines Querschnittes durch ein Zweischeibenisolierglas eines Gerätes mit gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzter Innenraumtemperatur
    Figur 2a:
    eine Aufsicht und
    Figur 2b:
    einen Querschnitt durch eine mit einer teilweise desaktivierten leitfähigen Beschichtung versehenen Glasscheibe, beide nicht maßstabsgerecht.
    Im einzelnen:
  • Figur 1 zeigt einen Teil eines Querschnittes durch ein Zweischeibenisolierglas eines Gerätes mit gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzter Innenraumtemperatur. Das dargestellte Zweischeibenisolierglas besteht aus den beiden transparenten Glasscheiben 1 und 2, die durch den Abstandhalter 3 aus Edelstahl im gewünschten Abstand voneinander gehalten werden. Im Innern 4 des Hohlprofils befindet sich ein Trockenmittel in Granulatform. Der Gasaustausch zwischen dem Trockenmittel und dem mit Argon gefüllten Zwischenraum 5 zwischen den Scheiben 1 und 2 wird durch die Öffnung 6 gewährleistet. Der Abstandhalter 3 ist gegenüber dem Scheibenrand um etwa 3 mm zurückversetzt, um eine Fuge für die Aufnahme der Isolations- und Dichtmasse 7, einem Polysulfid-Elastomeren, z. B. Thiokol®, mittels derer die Scheiben 1 und 2 miteinander verklebt und nach außen abgedichtet sind, zu bilden. Der Abstandhalter ist mit den beiden Scheiben mittels des Klebers 8 aus Polyisobutylenen verklebt. Sowohl der Kleber 8 als auch die Dichtmasse 7 sind elektrische Isolatoren. Das Klebeband 9 stellt die Randumfassung dar und dient als Kantenschutz. Die Kanten sind lediglich gesäumt. Eine weitere Kantenbearbeitung ist nicht notwendig. Glasscheibe 2 ist die der Umgebung nähere Scheibe, die Frontscheibe. Glasscheibe 1 ist dem nicht eingezeichneten Geräteinnenraum am nächsten beabstandet. Auf ihrer Innenseite, d. h. der dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite ist sie mit einer transparenten elektrisch leitfähigen Beschichtung 10 aus SnO2 : F versehen, auf der Silberleiterbahnen aufgebracht sind, über die die Scheibe beheizt wird. Im Randbereich 10 a, der sich aus der Kontaktfläche zur Dichtmasse 7, der Kontaktfläche zum Abstandhalter 3 und einer Zone von 2 mm über ihn hinaus zusammensetzt und der eine umlaufende etwa 10 mm breite Zone darstellt, ist die Beschichtung durch eine Glasur, die gemäß dem unten beschriebenen Beispiel aufgebracht worden ist, desaktiviert, d. h. nicht elektrisch leitfähig.
  • Figur 2a zeigt eine Aufsicht auf eine Glasscheibe 1, wie sie in einem erfindungsgemäßen Mehrscheibenisolierglas eines Gerätes mit gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzter Innenraumtemperatur als dem Geräteinnenraum am nächsten beabstandetet Scheibe Verwendung findet. Auf der Seite, die im Isolierglasmodul dem Scheibenzwischenraum zugewandt ist, weist sie eine transparente elektrisch leitfähige Beschichtung 10 aus SnO2: F auf. Im umlaufenden Radbereich 10a ist sie durch eine aufgebrachte Glasur desaktiviert, d. h. nicht elektrisch leitfähig.
  • Figur 2b zeigt die einzelne Glasscheibe 1 im Querschnitt. Die Beschichtung 10 sowie der desaktivierte Teil im Randbereich 10a sind überproportional dargestellt.
    • Beispiel:
  • Der 10 mm breite umlaufende Randbereich einer 4 mm dicken Scheibe vom Format 600 x 800 mm aus Kalk-Natron-Glas mit einer einseitigen 5 µm dicken Beschichtung aus SnO2 : F, die einen Schichtwiderstand von 25 Ω/□ besaß, wurde auf der beschichteten Seite mit einer handelsüblichen Keramikfarbe auf Basis von bleifreier anorganischer Glasfritte im Siebdruckverfahren dekoriert. Nach dem Trocknen der Siebdruckfarbe wurde die Scheibe für 6 min. auf 650 °C erhitzt, wobei zum einen die Farbe eingebrannt und zum anderen die Scheibe thermisch vorgespannt wurde. Beim Einbrennen der Farbe wird die SnO2: F-Schicht zerstört und geht ihre elektrische Leitfähigkeit verloren.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Mehrscheibenisolierglas für Geräte mit gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzter Innenraumtemperatur bereitgestellt, das das Beschlagen durch Kondensatbildung verringert bzw. die Auflösung des Beschlagens beschleunigt. Verglichen mit den Mehrscheibenisoliergläsern des Standes der Technik ist es einfach herzustellen, weil das Flachglas in großen Formaten und vollflächig, d. h. ohne aufzubringende Masken o. ä., beschichtet werden kann bzw. weil handelsübliches beschichtetes Flachglas verwendet werden kann, da erst nach der Beschichtung zugeschnitten wird. Von dem bei der Herstellung nun zusätzlichen Verfahrensschritt des Desaktivierens, speziell des Glasierens, wird das Einbrennen verfahrensökonomisch gleichzeitig mit dem thermischen Vorspannen durchgeführt.

Claims (5)

  1. Mehrscheibenisolierglas für Geräte mit einer gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzten Innenraumtemperatur, insbesondere für Sichttüren von Kühl- und Tiefkühlmöbeln, das aus wenigstens zwei im Abstand angeordneten etwa gleich großen Scheiben besteht, wobei der Abstand durch einen in Randnähe umlaufenden Abstandhalter gehalten wird und wobei eine der beiden äußeren Scheiben auf ihrer dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite mit einer harten, elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung versehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die vollflächig aufgebrachte leitfähige Beschichtung im Randbereich der Scheibe, enthaltend die Kontaktfläche zum Abstandhalter, durch das Aufbringen und anschließende Einbrennen einer Glasur hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit desaktiviert worden ist.
  2. Mehrscheibenisolierglas nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Beschichtung aus SnO2:F besteht.
  3. Mehrscheibenisolierglas nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die dem Innenraum des Gerätes am nächsten beabstandete Scheibe mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen ist.
  4. Verfahren zur Herstellung von beschichteten Flachgläsern zur Herstellung von Mehrscheibenisoliergläsern
    gekennzeichnet durch
    folgende Verfahrensschritte
    - vollflächiges Aufbringen einer harten, elektrisch leitfähigen transparenten Beschichtung auf eine Flachglasscheibe
    - Zuschneiden der Scheibe
    - Desaktivieren der Beschichtung hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit im Randbereich der Scheibe, einschließlich der späteren Kontaktfläche zum Abstandhalter, durch das Aufbringen und anschließende Einbrennen der Glasur
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß gleichzeitig mit dem Einbrennen die Scheibe thermisch vorgespannt wird.
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