EP1699743A2 - Verfahren und einrichtungen zur herstellung und/oder zur bedruckung einer heizbaren gebogenen glasscheibe - Google Patents

Verfahren und einrichtungen zur herstellung und/oder zur bedruckung einer heizbaren gebogenen glasscheibe

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EP1699743A2
EP1699743A2 EP04802841A EP04802841A EP1699743A2 EP 1699743 A2 EP1699743 A2 EP 1699743A2 EP 04802841 A EP04802841 A EP 04802841A EP 04802841 A EP04802841 A EP 04802841A EP 1699743 A2 EP1699743 A2 EP 1699743A2
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EP
European Patent Office
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layer
station
heating
pane
glass pane
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04802841A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Wenning
Eckehard Schirmer
Hans-Günter BEYER
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.)
Get Industriegebiet GmbH
Glamaco Maschinenbau GmbH
Original Assignee
Get Industriegebiet GmbH
Glamaco Maschinenbau GmbH
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Publication date
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Priority claimed from DE200410020135 external-priority patent/DE102004020135A1/de
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Publication of EP1699743A2 publication Critical patent/EP1699743A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • H05B3/86—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields the heating conductors being embedded in the transparent or reflecting material
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    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
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    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/712—Weather resistant
    • 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

Definitions

  • U1 proposes a printing or coating device with which surfaces which are curved in three dimensions in particular can also be printed or coated.
  • a stretchable transfer material e.g. B. an endless rubber band by means of rollers with a toner and then with a stamp on the Transfer glass pane.
  • the field of application of this device was particularly intended for curved oven front panes and other 3D-deformed glass panes.
  • DE 40 19 703 AI describes a heatable pane for a motor vehicle, which has a transparent, electrical coating for different pane areas.
  • the individual pane areas have different sheet resistances and different optical properties.
  • the layers are applied using sputtering technology.
  • a plate element with a layer heater, consisting of a toughened glass pane is described in De 102 08 552 AI.
  • the entire surface of the glass pane is provided with a metallic layer, which layer can also be optically transparent.
  • the plate element consists of an inner surface area and a surrounding outer surface area, which are created by a circumferential dividing line.
  • the electrodes are visibly arranged in the inner area.
  • the invention has for its object to provide a method for printing already bent, i.e. of curved glass panes with regard to decorative and functional printing, e.g. B. of heating surfaces, with any color tone and in the manufacturing process adjustable permeability for visible radiation and appropriate devices for performing the method, which avoid the disadvantages of the known methods, especially screen printing technology.
  • the variation in layer thickness can compensate for fluctuations in the conductance of the silver color.
  • the defrosting behavior of a heating pattern can also be controlled by changing the geometry of the filaments or heating surfaces within the tolerance range.
  • a better optical quality of the glass pane is achieved due to less bending deviations compared to the target data.
  • the avoidance of alternate bends considerably improves both the transmission optics and the reflection optics.
  • cost saving effects are achieved. Much shorter development times for new disc types are possible.
  • the print image can be changed at the click of a mouse. There is no correlation between the choice of color and the bending result.
  • the disadvantages of the screen printing process described above are all eliminated. Considerable cost savings are achieved with the same loss of yield in the bending and tempering process, since the panes are still unprinted. The losses in yield after the bending and tempering process are reduced because errors that are directly related to the color sintering no longer occur. Possible heating field resistance tolerances are reduced.
  • the heating layer is applied to a film.
  • the heating layer lies on the pane.
  • the film also serves as a protective layer.
  • the film can be produced in a separate sputtering system.
  • the additionally applied coloring or light protection layer serves to reflect heat radiation penetrating from the outside and to reduce glare from external light sources.
  • the heating layer can be applied to a film which is connected to the disc.
  • the heating layer is not on the pane, but on the other side of the film. After the film has been applied to the pane, the other layers are sputtered on. The length of the sputtering system and thus the vacuum range can thus be shortened.
  • the thickness of the sputtered semiconductor and / or metal oxide layer varies. Although a thicker sputtered layer requires more energy and more wear on the target, the thickness of this layer influences the color of the pane.
  • the protective layer consists of a particularly weather and aging resistant paint.
  • indium-stanad or cadmium-stanad has proven particularly advantageous as the material for the heating layer.
  • a film is applied to the pane, the heating layer of which has already been sputtered on. The heating layer of the film lies directly on the window.
  • the sputtering system is shortened with the advantages already mentioned in claim 2.
  • an SiO 2 layer is used as
  • Protective layer also applied in the sputter process. This results in a homogeneous, uniform and resistant protective layer.
  • a color design or light protection layer sputtered on.
  • a sputtering system with several chambers is used for the individual work steps.
  • Loading and unloading robots coupled with a roundel or with a horizontal conveyor line The process steps take place in individual stations.
  • feedback is provided.
  • the actual values achieved are compared with the target values and the printing process of the next glass pane can be influenced immediately. Rejects are almost completely avoided.
  • a sputtering system is arranged parallel to the horizontal conveyor line.
  • FIG. 1 shows the schematic structure of the devices for printing and / or color treatment of three-dimensionally curved glass panes, including a sputtering system
  • FIG. 2 shows the schematic representation of the production stages
  • FIG. 3 shows the basic structure of a pane with all possible layers
  • FIG. 4 shows the basic structure of a pane in section with a heating and protective layer
  • FIG. 5 shows the basic structure of a pane with a heating layer sputtered onto a film, the heating layer resting on the pane and the film serving as a protective layer.
  • a loading and unloading robot 1 is coupled to a rondelle 2 with fixing suction devices for the glass panes and a horizontal conveyor path 3 standing next to the rondelle 2.
  • the loading and unloading station 2.1, centering station 2.2 with a rotating and swiveling facial expression and an optical measurement, the ink application station 2.3, the station for the decorative printing burn 2.4 by means of photochemical processes, the washing station 2.5 and the drying station 2.6 are arranged on the roundel 2.
  • the horizontal conveyor line 3 has the stations loading and centering 3.1, heating field application station 3.2, sintering station 3.3 for the silver paste, application station of the connecting terminals with measuring and evaluation station 3.4 of the total resistance, measuring and evaluation station 3.5 for measuring the layer thickness of all
  • the complete method is characterized by the following steps.
  • the already bent and tempered glass pane is removed from a magazine by means of a loading and unloading robot 1 and placed in a loading and unloading station 2.1 on a roundel 2 or in the sputtering system 5.
  • the glass pane is optically measured, aligned and fixed in a subsequent centering station 2.2.
  • a full-surface color application is then carried out on the glass pane in a color application station 2.3 by means of a photolithographic process.
  • the decor printing station 2.4 the decor printing is carried out by means of a photochemical process.
  • the ink that is not required is removed in a washing station 2.5 using demineralized water.
  • the glass pane cleaned in this way is dried in the subsequent drying station 2.6.
  • UV lasers and / or LCDs are used for drying and baking, and high-performance beamers are used for the exposure.
  • the heating field with the inkjet method is used in the following station, the heating field application station 3.2 or the inkjet station 3.2 applied.
  • special colors or pastes such as. B. silver paste used.
  • a sintering station 3.3 is provided for sintering in the silver paste.
  • the application station for the connection terminals with measuring and evaluation station 3.4, the connection terminals for the heating field are applied and at the same time the total resistance of the heating field is measured and evaluated with predefined setpoints.
  • the evaluation unit is marked with A in the drawing. This unit feeds back to the Inlc Jet Station 3.2. There is therefore a control loop with which it is possible to react immediately to deviations, ie the necessary changes are incorporated in the manufacture of the secondary glass pane.
  • a further measuring and evaluation station 3.5 for measuring the layer thickness of all heating filaments can be arranged in front of the unloading station 3.6. This also serves to further ensure the highest quality production.
  • a control loop from the station 3.5 to the inkjet station 3.2 is also provided.
  • a handling robot 4 removes the finished glass sheet from the horizontal conveyor section 3 and places it in a magazine.
  • a semiconductor material layer and / or metal oxide layer as heating layer 7 is sputtered uniformly and homogeneously onto the arbitrarily shaped pane 6 on one side.
  • the thickness of this heating layer 7 is between 45 nm and 500 nm.
  • An organic or an inorganic protective layer 8 is then applied. This can also be done using sputtering technology. When choosing an organic protective layer 8, this can be a lacquer or a plastic, such as. B. PP, PTFE, PE or PVC.
  • a film 11 with a sputtered heating layer 7 is applied to the pane 6.
  • the heating layer 7 can lie on the side facing away from the pane 6 or the heating layer 7 lies directly on the pane 6. In this case, the film is used
  • the disc 6, z. B. a strongly curved rear window 6 of a car in extreme cases has the layers of window 6, as a carrier of all subsequent layers, film 11, heating layer 7, color design or light protection layer 9, phototropic layer 10 and protective layer 8. Individual layers, such as film 11, color design - or light protection layer 9 or phototropic layer 10 can be omitted and are not absolutely necessary to meet the problem of the invention or can be changed in their order.
  • the heating layer 7 consists of a semiconductor material and / or metal oxide, preferably indium stanad or cadmium stanad. The layer thickness influences the coloring of the pane 6 and fluctuates between 45 nm and 500 nm.
  • the protective layer 8 can be a particularly weather- and aging-resistant lacquer, an organic plastic, such as. B. propylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene (PE) or a thermoformable PVC or a sputtered SiO 2 layer.
  • the color design and light protection layer 9 consists of different strips which have different absorption values for the sunlight and thus prevent or minimize a direct glare. At the same time, a color effect can also be achieved with this.
  • the phototropic layer 10 as is already known for glasses for human optics, consists of a darkening layer when exposed to strong light. This phototropic layer 10 is evenly distributed over the entire disc 6.

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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bedrucken von bereits gebogenen, d.h. von gewölbten Glasscheiben hinsichtlich Dekor- und Funktionsdruck, z. B. von Heizflächen, mit beliebiger Farbtönung und im Herstellungsverfahren einstellbarer Durchlässigkeit für die sichtbare Strahlung und entsprechende Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Verfahren, insbesondere der Siebdrucktechnik vermeiden. Das Verfahren zur Bedruckung und/oder farblichen Behandlung dreidimensional gebogener Glas- und/oder Kunststoffscheiben ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der bereits dreidimensional verformten Glasscheibe der Druck- bzw. Farbauftrag für Funktions- bzw. Dekordrucke mittels InkJet-Verfahren und Laser-Verfahren und/oder photolithographischem Verfahren und Laser-Verfahren oder mittels Sputtertechnologie erfolgt. Als Einrichtung wird ein Beschickungs- und Entnahmeroboter (1) mit einem Rondell (2) mit verschiedenen Stationen, wie Zentrierstation (2.2), Farbauftragstation (2.3), Dekordruckeinbrandstation (2.4) usw. und gekoppelt mit einer Horizontalföderstrecke (3), die ebenfalls mehrere Stationen, wie Heizfeldauftragstation (3.2), Einsinterungsstation (3.3), Auftragstation der Anschlussklemmen mit Mess- und Auswertestation (3.4) des Gesamtwiderstandes usw. und parallel zur Horizontalförderstrecke (3) eine Sputteranlage (5) vorgeschlagen. Die heizbare Scheibe mit einer Folge von Schichten zur Erzielung guter Heiz- und Lichtschutzwirkungen ist durch eine Scheibe (6), die eine Schicht (7) aus einem Halbleiterwerkstoff und/oder aus einem Metalloxid als Heizschicht (7) und darüber eine organische oder anorganische Schutzschicht (8) besitzt, gekennzeichnet. Das Haupteinsatzgebiet der Erfindung ist die Autoglasscheibenproduktion.

Description

Heizbare, dreidimensionale Scheibe mit Lichtschutzwirkung und Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung, zur Bedruckung und/oder farblichen Behandlung dreidimensional gebogener Glas- und/oder Kunststoffscheiben
Heizbare, dreidimensionale Scheibe mit einer Folge von Schichten zur Erzielung guter Heiz- und Lichtschutzwirkungen und Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung, zur Bedruckung und/oder farblichen Behandlung dreidimensional gebogener Glas- und/oder Kunststoffscheiben insbesondere von Auto Scheiben.
Derzeit wird bei der Herstellung von Automobilscheiben, wie z. B. die Rückwandscheiben und Seitenscheiben für die Dekordrucke und für die Funktionsdrucke hauptsächlich die Siebdrucktechnik eingesetzt. Zur Anwendung dieser Technik muss die Scheibe plan sein, d. h. die Bedruckung erfolgt vor dem Umformen (Biegen und Vorspannen). Dies ist ein sehr großer Nachteil der Siebdrucktechnik. Hinzu kommt noch, dass die Siebdrucktechnik sehr aufwendig und damit teuer ist. Als weitere Nachteile kommen noch der hohe Aufwand bei der Herstellung der Siebdias und der Siebe, die Lagerung von Siebbeständen in der Produktion, die Reinigung der benutzten Siebe, die Entsorgung der alten, verschlissenen Siebe, die schwankende Qualität der Siebdruckfarben und die schwankende Qualität des Druckbildes hinzu. Bei der Vielzahl dieser Nachteile ist es logisch, dass die verschiedensten Versuche unternommen wurden, andere Verfahren einzuführen.
Das dauerhafte Kennzeichnen von Glasscheiben mittels eines Tintenstrahldruckers, wie in der DE 39 40 749 beschrieben, war eine Möglichkeit. Weiterhin ist das Auftragen von Tinte auf die Glasoberfläche mit einem vorgegebenen Muster durch berührungslosen, elektrostatischen Tintenstrahldruck und das anschließende Erhitzen der Glasscheibe, um das Diffundieren der Tinte in das Glas zu ermöglichen in der EP 0 462 720 beschrieben. Aber auch diese beschriebenen Verfahren besitzen immer noch den Nachteil, dass das Verformen der Glasscheibe ebenfalls erst nach dem Druckprozess erfolgt.
In der DE 299 23 659 Ul wird eine Druck- oder Beschichtungsvorrichtung vorgeschlagen, mit der insbesondere auch dreidimensional im Raum gewölbte Flächen bedruckt oder beschichtet werden können. Hierzu wird ein dehnbares Übertragungsmaterial, z. B. ein endloses Gummiband mittels Walzen mit einem Toner beaufschlagt und dann mit einem Stempel auf die Glasscheibe übertragen. Das Einsatzgebiet dieser Vorrichtung war insbesondere für gewölbte Backofenfrontscheiben und anderweitige 3D-verformte Glasscheiben gedacht.
In der DE 40 19 703 AI wird eine heizbare Scheibe für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die über eine transparente, elektrische Beschichtung für verschiedene Scheibenbereiche besitzt. Die einzelnen Scheibenbereiche besitzen unterschiedliche Flächenwiderstände und unterschiedliche optische Eigenschaften. Das Auftragen der Schichten erfolgt durch die Sputtertechnologie.
Ein Plattenelement mit einer Schichtheizung, bestehend aus einer vorgespannten Glasscheibe ist in der De 102 08 552 AI beschrieben. Die Glasscheibe ist vollflächig mit einer metallischen Schicht versehen, wobei diese Schicht auch optisch transparent sein kann. Das Plattenelement besteht aus einem inneren Flächenbereich und einen umgebenden äußeren Flächenbereich, die durch eine umlaufende Trennlinie entstehen. Die Elektroden sind sichtbar im inneren Bereich angeordnet.
Weiterhin wird in der DE 1 421 872 eine Fahrzeugscheibe vorgestellt, die ein hohes Reflexionsvermögen für Wärmestrahlung, eine hohe Durchlässigkeit für sichtbare Strahlung und einen niedrigen elektrischen Widerstand aufgrund einer dünnen Metallschicht zwischen zwei Schichten aus Metallverbindungen besitzt. Die Metallschicht besteht aus Gold und wird darunter und darüber mit einer Schicht aus Zinlcsulfid, Zinlcselenid oder Bleifluorid abgedeckt. Als äußere Deck- und Schutzschicht ist eine Siliziumdioxidschicht aufgebracht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bedrucken von bereits gebogenen, d.h. von gewölbten Glasscheiben hinsichtlich Dekor- und Funktionsdruck, z. B. von Heizflächen, mit beliebiger Farbtönung und im Herstellungsverfahren einstellbarer Durchlässigkeit für die sichtbare Strahlung und entsprechende Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Verfahren, insbesondere der Siebdrucktechnik vermeiden.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass gegenüber dem derzeitigen Stand der Technik eine wesentliche Qualitätsverbesserung erreicht wird. Es werden geringere Biegeabweichungen gegenüber den Solldaten erreicht. Die homogene Wärmeaufnahme unbedruckter Scheiben verbessert das Biegeergebnis durch Vermeidung von ungewollten Zug- und Druckspannungsbereichen. Wechselbiegungen im Glas, durch Klebeeffekte nach dem Verpressen, können nicht auftreten. Die Prozessführung im Ofen orientiert sich ausschließlich an den Bedürfnissen der Scheibenumformung (biegen und Vorspannen) und nicht an der Qualität der Farbeinsinterung. Bei der Herstellung von Heizfeldern auf Glasscheiben treten kleinere Schwankungen im Endwiderstand und im Abtauverhalten des Heizfeldes auf. Der Farbauftrag, die Farbeinsinterung und die Widerstandsmessung erfolgen online hintereinander. Über eine Rückkopplung lassen sich die Ergebnisse direkt für nachfolgende Scheiben nutzen. Dies verringert die Schwankungsbreite im Endwiderstand. Durch die Schichtdickenvariation lassen sich Leitwertschwankungen der Silberfarbe kompensieren. Auch das Abtauverhalten eines Heizbildes lässt sich über Geometrieveränderungen der Heizfäden bzw. Heizflächen im Toleranzbereich steuern. Zusätzlich wird eine bessere optische Qualität der Glasscheibe durch geringere Biegeabweichungen gegenüber den Solldaten erreicht. Die Vermeidung von Wechselbiegungen verbessern sowohl die Transmissionsoptik als auch die Reflexionsoptik erheblich. Neben den erhöhten Qualitätsergebnissen werden Kosteneinsparungseffekte erreicht. Es sind wesentlich kürzere Entwicklungszeiten neuer Scheibentypen möglich. Eine
Druckbildveränderung ist per Mausklick möglich. Es ist keine Wechselbeziehung zwischen Farbwahl und Biegeergebnis zu beachten. Die oben beschriebenen Nachteile beim Siebdruckverfahren entfallen alle. Es werden erhebliche Kostenersparnisse bei gleichen Ausbeuteverlusten im Biege- und Vorspannprozess erceicht, da die Scheiben noch unbedruckt sind. Die Ausbeuteverluste nach dem Biege- und Vorspannprozess verringern sich, da Fehler, die im direkten Zusammenhang mit der Farbeinsinterung stehen, nicht mehr auftreten. Mögliche Heizfeldwiderstandstoleranzen verringern sich.
Weitere Vorteile ergeben sich durch eine Erweiterung der Fertigungsmöglichkeiten. Das Drucken bis zum Scheibenrand ist möglich. Ein Farbwechsel zwischen den verschiedensten Farben ist machbar. Lokale Unterschiede in der Schichtdicke sind realisierbar. Beim Funktionsdruck sind ebenfalls Erweiterungen möglich, wie z. B. Schichtdickenschwankungen, um z. B. durch entsprechende Widerstandswerte das Abtauverhalten zu beeinflussen. Es kann eine individuelle Scheibenverfolgung durch eine Veränderung des Stempelschriftzuges, wie fortlaufende Nummerierung oder Datum und Uhrzeit vorgenommen werden. Durch das Mischen mehrerer Silberpasten ist die Leitfähigkeit der Silberpaste steuerbar und somit ist hiermit ebenfalls das Abtauverhalten steuerbar. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung hinsichtlich der heizbaren Glasscheibe sind in den Ansprüchen 2 bis 9 aufgeführt. Vorteilhafte Verfahrensschritte zur Herstellung einer nach der Sputtertechnologie hergestellten Scheibe sind in den Ansprüchen 11 bis 14 aufgeführt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung hinsichtlich des Verfahrens zur Bedruckung und/oder farblichen Behandlung von Scheiben sind in den Ansprüchen 16 bis 19 aufgeführt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung der Einrichtung zur Herstellung entsprechender Scheiben sind in den Ansprüchen 21 bis 24 aufgeführt.
Nach Anspruch 2 ist die Heizschicht auf einer Folie aufgetragen. Die Heizschicht liegt auf der Scheibe auf. Die Folie dient hier gleichzeitig als Schutzschicht. Bei dieser Ausführungsform kann die Folie in einer separaten Sputteranlage hergestellt werden. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 dient die zusätzlich aufgebrachte Färb- oder Lichtschutzschicht der Reflexion von außen eindringender Wärmestrahlung und der Minderung einer Blendwirkung von externen Lichtquellen. Nach Anspruch 4 kann die Heizschicht auf einer Folie aufgebracht sein, die mit der Scheibe verbunden ist. Im Gegensatz zu Anspruch 2 liegt hier die Heizschicht nicht auf der Scheibe, sondern gerade auf der anderen Seite der Folie. Nach dem Auftragen der Folie auf die Scheibe werden die anderen Schichten aufgesputtert. Somit kann die Länge der Sputteranlage und damit der Vakuumbereich verkürzt werden. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 5 variiert die Dicke der aufgesputterten Halbleiter- und/oder Metalloxidschicht. Obwohl eine dickere aufgesputterte Schicht mehr Energie und eine stärkere Abnutzung des Targets bedingt, wird mit der Dicke dieser Schicht die Farbgebung der Scheibe beeinflusst. Die
Weiterbildungen nach Anspruch 6 bis 8 dienen zum Schutz der aufgesputterten Heizschicht. Dies können organische Kunststoffe oder auch anorganische Stoffe sein. Diese werden auch je nach Möglichkeit aufgesputtert. Nach Anspruch 8 besteht die Schutzschicht aus einem besonders witterungs- und alterungsbeständigem Lack. Nach Anspruch 9 hat sich als Werkstoff für die Heizschicht besonders vorteilhaft Indium- Stanad oder Kadmium- Stanad erwiesen. Nach Anspruch 11 wird auf die Scheibe eine Folie aufgetragen, deren Heizschicht bereits aufgesputtert wurde. Die Heizschicht der Folie liegt dabei direkt auf der Scheibe auf. Bei dem Verfahrensanspruch 12 verkürzt sich die Sputteranlage mit den bereits unter Anspruch 2 genannten Vorteilen. Bei der Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 13 wird eine SiO2-Schicht als
Schutzschicht ebenfalls im Sputterverfabren aufgetragen. Somit ergibt sich eine homogene, gleichmäßige und widerstandsfähige Schutzschicht. Bei der Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 14 wird auf die Heizschicht in einem Folgearbeitsgang, aber noch vor dem Aufbringen der Schutzschicht bzw. der Folie mit der Heizschicht, eine Farbdesign- oder Lichtschutzschicht aufgesputtert. Hierzu wird eine Sputteranlage mit mehreren Kammern für die einzelnen Arbeitsschritte benutzt.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 16 werden z. B. durch den Einsatz von Lasertechnik die zu erzeugenden Schichten bzw. Strukturen behandelt. Nach Anspruch 17 werden
Verfalirensschritte mit dem Einsatz der Einrichtung nach Anspruch 22 beschrieben. Zur Verbesserung und Einhaltung der Umweltbedingungen werden nach Anspruch 18 Farbreste in einer Wiederaufbereitungsanlage herausgefiltert. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 19 erfolgt über einen Regelkreis eine ständige Auswertung der vorgenommenen Farbaufträge und damit eine ständige Annäherung an die gewünschten Sollwerte, was die bereits oben beschriebenen Vorteile der Qualitätsverbesserung bzw. die Vermeidung von Ausschuss über gesamte Losgrößen ermöglicht.
Der Unterschied zwischen Anspruch 20 und 21 besteht in der Art der Bewegung. Einmal wird das zu bedruckende Objekt bewegt. Im anderen Fall führt der Druckkopf einen räumlichen Bewegungsablauf durch. Bei der Weiterbildung der Einrichtung nach Anspruch 22 sind
Beschickungs- und Entnahmeroboter mit einem Rondell bzw. mit einer Horizontalförderstrecke gekoppelt. In einzelnen Stationen erfolgen die Verfahrensschritte. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 23 ist eine Rückkopplung vorgesehen. Die erreichten Istwerte werden mit den Sollwerten verglichen und es wird eine sofortige Beeinflussung des Druckvorganges der nächsten Glasscheibe ermöglicht. Ausschuss wird somit fast völlig vermieden. Nach Anspruch 24 ist parallel zur Horizontalförderstrecke eine Sputteranlage angeordnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 den schematischen Aufbau der Einrichtungen zur Bedruckung und/oder farblichen Behandlung dreidimensional gebogener Glasscheiben einschließlich einer Sputteranlage und Fig. 2 die schematische Darstellung der Produlctionsstufen, Fig. 3 den Prinzipaufbau einer Scheibe im Schnitt mit allen möglichen Schichten, Fig. 4 den Prinzipaufbau einer Scheibe im Schnitt mit einer Heiz- und einer Schutzschicht und Fig. 5 den Prinzipaufbau einer Scheibe im Schnitt mit einer auf einer Folie aufgesputterten Heizschicht, wobei die Heizschicht auf der Scheibe aufliegt und die Folie als Schutzschicht dient.
Für das Verfahren zur Herstellung von bedruckten und/oder farblich behandelten Glasscheiben, wobei das Bedrucken oder die farbliche Behandlung erst nach dem Biegen und Vorspannen der Glasscheiben erfolgt, wird folgende Eimichtung verwendet. Ein Beschickungs- und Entnahmeroboter 1 ist mit einem Rondell 2 mit Fixiersaugern für die Glasscheiben und einer neben dem Rondell 2 stehenden Horizontalförderstrecke 3 gekoppelt. Auf dem Rondell 2 sind die Stationen Be- und Entladestation 2.1, Zentrierstation 2.2 mit einer Dreh- und Schwenkmimik und einer optischen Vermessung, die Farbauftragstation 2.3, die Station des Dekordruckeinbrandes 2.4 mittels photochemischen Verfahrens, die Waschstation 2.5 und die Trockenstation 2.6 angeordnet. Die Horizontalförderstrecke 3 besitzt die Stationen Beschickung und Zentrierung 3.1, Heizfeldauftragstation 3.2, Einsinterungsstation 3.3 für die Silberpaste, Auftragstation der Anschlussklemmen mit Mess- und Auswertestation 3.4 des Gesamtwiderstandes, Mess- und Auswertestation 3.5 für die Schichtdickenmessung aller
Heizfäden und die Entschickungsstation 3.6. Diese Station ist mit einem Entschickungsroboter 4 gekoppelt. Alle Mess- und Auswertestationen 3.4, 3.5 besitzen eine Rückkopplung zu den davor liegenden Arbeitstationen mittels eines Regelkreises. Parallel zur Horizontalförderstrecke 3 kann eine Sputteranlage 5 zur Beschichtung der Glasscheiben mit sehr dünnen Schichten angeordnet sein. Der Durchlauf der Glasscheiben erfolgt entweder über die Horizontalförderstrecke 3 oder über die Sputteranlage.
Das komplette Verfahren ist im Ausführungsbeispiel durch folgende Schritte charakterisiert. Die bereits gebogene und vorgespannte Glasscheibe wird mittels eines Beschickungs- und Entnahmeroboters 1 aus einem Magazin entnommen und in einer Be- und Entladestation 2.1 auf einem Rondell 2 oder in der Sputteranlage 5 abgelegt. Beim Verfahren über das Rondell 2 wird in einer nachfolgenden Zentrierstation 2.2 die Glasscheibe optisch vermessen, ausgerichtet und fixiert. Anschließend erfolgt mittels eines photolithographischen Verfahrens ein vollflächiger Farbauftrag auf die Glasscheibe in einer Farbauftragstation 2.3. In der Folgestation, der Dekordruckeinbrandstation 2.4, erfolgt mittels eines photochemischen Verfahrens der Dekordruckeinbrand. In weiteren zwei Stationen auf dem Rondell 2 wird in einer Waschstation 2.5 mittels VE- Wasser die nicht benötigte Farbe entfernt. Die so gereinigte Glasscheibe wird in der anschließenden Trockenstation 2.6 getrocknet. Für das Trocknen und Einbrennen werden UV-Laser und/oder LCD und für die Belichtung Hochleistungsbeamer verwendet. Mittels des Beschickungs- und Entnahmeroboters 1 wird nun die Glasscheibe auf der Horizontalförderstrecke 3 der Station Beschickung und Zentrierung 3.1 übergeben. Unter Beibehaltung der vorgenommenen Ausrichtung wird in der Folgestation, der Heizfeldauftragstation 3.2 oder InkJet-Station 3.2 das Heizfeld mit dem InkJet-Verfahren aufgetragen. Hierzu werden spezielle Farben oder Pasten, wie z. B. Silberpaste, verwendet. Nach der Inlc Jet- Station 3.2 ist eine Einsinterungsstation 3.3 für das Einsintern der Silberpaste vorgesehen. In der folgenden Station, der Auftragstation der Anschlussklemmen mit Mess- und Auswertestation 3.4 werden die Anschlussklemmen für das Heizfeld aufgetragen und gleichzeitig erfolgt das Ausmessen des Gesamtwiderstandes des Heizfeldes und Auswertung mit vorgegebenen Sollwerten. Die Auswerteeinheit ist in der Zeichnung mit A gekennzeichnet. Von dieser Einheit erfolgt eine Rückkopplung zur Inlc Jet- Station 3.2. Es ist somit ein Regelkreis gegeben, mit dem sofort auf Abweichungen reagiert werden kann, d. h. bei der Herstellung der Folgeglasscheibe fliesen die notwendigen Änderungen bereits mit ein. Vor der Entschickungsstation 3.6 kann noch eine weitere Mess- und Auswertestation 3.5 für die Schichtdickenmessung aller Heizfäden angeordnet sein. Dies dient ebenfalls zur weiteren Absicherung einer höchsten Qualitätsproduktion. Auch von dieser Station 3.5 ist ein Regelkreis zur InkJet-Station 3.2 vorgesehen. Ein Entschickungsroboter 4 entnimmt die Fertige Glasscheibe von der Horizontalförderstrecke 3 und legt diese in einem Magazin ab.
Bei dem Verfahrensweg über die Sputteranlage 5 werden die Verfahrensschritte nach Anspruch
10 bis 14 realisiert. Auf die beliebig geformte Scheibe 6 wird auf eine Seite eine Halbleiterwerkstoffschicht und/oder Metalloxidschicht als Heizschicht 7 gleichmäßig und homogen aufgesputtert. Die Dicke dieser Heizschicht 7 beträgt dabei zwischen 45 nm und 500 nm. Anschließend wird eine organische oder eine anorganische Schutzschicht 8 aufgetragen. Dies kann ebenfalls durch die Sputtertechnologie erfolgen. Bei der Auswahl einer organischen Schutzschicht 8 kann dies ein Lack oder ein Kunststoff sein, wie z. B. PP, PTFE, PE oder PVC.
Bei einem anderen Verfahren wird eine Folie 11 mit einer aufgesputterten Heizschicht 7 auf die Scheibe 6 aufgetragen. Dabei kann die Heizschicht 7 auf der zur Scheibe 6 abgewandten Seite liegen oder die Heizschicht 7 liegt direkt auf der Scheibe 6 auf. In diesem Fall dient die Folie
11 gleich als Schutzschicht 8. Im ersten Fall ist noch eine zusätzliche Schutzschicht 8 notwendig.
Die erfindungsgemäße Scheibe 6, z. B. eine stark gebogene Heckscheibe 6 eines PKWs, besitzt im Extremfall die Schichten Scheibe 6, als Träger aller Folgeschichten, Folie 11, Heizschicht 7, Farbdesign- oder Lichtschutzschicht 9, phototrope Schicht 10 und Schutzschicht 8. Einzelne Schichten, wie Folie 11, Farbdesign- oder Lichtschutzschicht 9 oder phototrope Schicht 10 können entfallen und sind nicht zwingend notwendig, um die Problemstellung der Erfindung zu erfüllen bzw. können in ihrer Reihenfolge getauscht sein. Die Heizschicht 7 besteht aus einem Halbleiterwerkstoff und/oder Metalloxid, vorzugsweise Indium-Stanad oder Kadmium-Stanad. Die Schichtdicke beeinflusst die Farbgebung der Scheibe 6 und schwankt zwischen 45 nm und 500 nm. Die Schutzschicht 8 kann ein besonders witterungs- und alterungsbeständiger Lack, ein organischer Kunststoff, wie z. B. Propylen (PP), Polytetraflouräthylen (PTFE), Polyäthylen (PE) oder ein tiefziehfähiges PVC oder eine aufgesputterte SiO2-Schicht sein. Die Farbdesign- und Lichtschutzschicht 9 besteht aus unterschiedlichen Streifen, die unterschiedliche Absorptionswerte für das Sonnenlicht besitzen und somit eine direkte Blendwirkung verhindern oder minimieren. Gleichzeitig kann hiermit auch noch ein Farbeffekt erreicht werden. Demgegenüber besteht die phototrope Schicht 10, wie bereits bei Brillen für die menschliche Optik bekannt, aus einer sich eindunkelnden Schicht bei starker Lichteinstrahlung. Diese phototrope Schicht 10 ist gleichmäßig über die gesamte Scheibe 6 verteilt.
Zusammenstellung der Bezugszeichen
1 - Beschickungs- und Entnahmeroboter
2 - Rondell 3 - Horizontalförderstrecke
2.1 - Be- und Entladestation
2.2 - Zentrierstation
2.3 - Farbauftragstation
2.4 - Dekordruckeinbrandstation 2.5 - Waschstation
2.6 - Trockenstation
3.1 - Station Beschickung und Zentrierung
3.2 - Heizfeldauftragstation
3.3 - Einsinterungsstation 3.4 - Auftragstation der Anschlussklemmen mit Mess- und Auswertestation
3.5 - Mess- und Auswertestation für die Schichtdickenmessung
3.6 - Entschickungsstation
4 - Entschickungsroboter
5 - Sputteranlage 6 - Scheibe
7 - Heizschicht
8 - Schutzschicht
9 - Farbdesign- und Lichtschutzschicht
10 - phototrope Schicht 11 - Folie
A - Auswertestation

Claims

Patentansprüche:
1. Heizbare, dreidimensionale Glasscheibe mit einer Folge von Schichten zur Erzielung guter Heiz- und Lichtschutzwirlcungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (1) eine Schicht (2) aus einem Halbleiterwerkstoff und/oder aus einem Metalloxid als Heizschicht (2) und darüber eine organische oder anorganische Schutzschicht (3) besitzt.
2. Heizbare, dreidimensionale Glasscheibe mit einer Folge von Schichten zur Erzielung guter
Heiz- und Lichtschutzwirkungen, dadurch gekennzeichnet, die Scheibe (1) auf einer Seite mit einer auf einer Folie (6) aufgesputterten Schicht (2) aus einem Halbleiterwerkstoff und/oder Metalloxid als Heizschicht (2) versehen ist, wobei die Heizschicht (2) auf der Scheibe (1) aufliegt.
3. Heizbare, dreidimensionale Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Heizschicht (2) und der Schutzschicht (3) noch eine Farbdesign- oder Lichtschutzschicht (4) und/oder phototrope Schicht (5) angeordnet ist.
4. Heizbare, dreidimensionale Glasscheibe nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (2) auf einer Folie (6) aufgesputtert ist und die komplette Scheibe somit folgende Schichtfolge besitzt: Scheibe (1), Folie (6), Heizschicht (2), phototrope Schicht (5), Farbdesign- oder Lichtschutzschicht (4) und Schutzschicht (3).
5. Heizbare, dreidimensionale Glasscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiter- und/oder Metalloxidschicht als Heizschicht (2) eine Dicke zwischen 45 nm bis 500 nm besitzt.
6. Heizbare, dreidimensionale Glasscheibe nach Anspruch 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schutzschicht (3) aus einer anorganischen Schicht, wie z. B. Nichtmetalloxide, Nitrate, Karbide und Sulfate besteht.
7. Heizbare, dreidimensionale Glasscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schutzschicht (3) aus einem organischen Kunststoff, wie z. B. Propylen(PP), Polytetraflouräthylen (PTFE), Polyäthylen (PE) oder tiefziehfähiges PVC besteht.
8. Heizbare, dreidimensionale Glasscheibe nach Anspruch 1 und 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schutzschicht (3) aus einem witterungs- und alterungsbeständigem Lack besteht.
9. Heizbare, dreidimensionale Glasscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (2) aus Indium-Stanad oder Kadmium-Stanad besteht.
10. Verfalπen zur Herstellung einer heizbaren, dreidimensionalen Glasscheibe mit einer Folge von Schichten zur Erzielung guter Heiz- und Lichtschutzwirkungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine beliebig geformte Scheibe (1) mittels Sputtertechnologie mit einer Halbleiterwerkstoffschicht und/oder Metalloxidschicht als Heizschicht (2) versehen wird, wobei die Heizschicht (2) mit einer Dicke zwischen 45 nm und 500 nm variiert und gleichmäßig und homogen auf einer Seite der Scheibe (1) aufgetragen wird und anschließend eine organische oder anorganische Schutzschicht (3) über die Heizschicht (2) aufgetragen wird.
11. Verfahren zur Herstellung einer heizbaren, dreidimensionalen Glasscheibe mit einer Folge von Schichten zur Erzielung guter Heiz- und Lichtschutzwirkungen, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine beliebig geformte Scheibe (1) auf einer Seite eine Folie (6) mit einer aufgesputterten Heizschicht (2) aus einem Halbleiterwerkstoff und/oder aus einem Metalloxid aufgebracht wird, wobei die Heizschicht (2) auf der Scheibe (1) aufliegt.
12. Verfahren zur Herstellung einer heizbaren, dreidimensionalen Glasscheibe mit einer Folge von Schichten zur Erzielung guter Heiz- und Lichtschutzwirkungen, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine beliebig geformte Scheibe (1) auf einer Seite eine Folie (6) mit einer aufgesputterten Heizschicht (2) aus einem Halbleiterwerksto ff und/oder aus einem Metalloxid aufgebracht wird, wobei die aufgesputterte Heizschicht (2) nicht auf der Scheibe (1) aufliegt, und anschließend eine organische oder anorganische Schutzschicht (3) aufgetragen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzschicht (3) eine SiO2-Schicht aufgesputtert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Auftragen der Heizschicht (2) auf die Heizschicht (2) eine Farbdesign- oder Lichtschutzschicht (4) aufgesputtert wird.
15. Verfahren zur Bedruckung und/oder farblichen Behandlung dreidimensional gebogener Glas- und/oder Kunststoffscheiben, dadurch gekennzeichnet, dass bei der bereits dreidimensional verformten Glasscheibe der Druck- bzw. Farbauftrag für Funktions- bzw. Dekordrucke mittels InkJet- Verfahren und Laser- Verfahren und/oder photolithographischem Verfahren und Laser- Verfahren erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels UV-Laser und/oder LCD sowie der Belichtung mit einem Hochleistungsbeamer die zu erzeugenden Schichten bzw. Strukturen getrocknet bzw. eingebrannt werden.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die gebogene und vorgespannte Glasscheibe in einer speziellen Zentrierstation (2.2) optisch vermessen und zu einem Sollraum ausgerichtet und fixiert wird, anschließend mittels eines photolithographischen Verfahrens die Farbe vollflächig in einer Farbauftragstation (2.3) auf die Glasscheibe aufgetragen und entsprechend den gewünschten Geometriedaten mittels eines Lasers getrocknet und eingesintert wird und in Folge in einer Waschstation (2.5) mit VE- Wasser die nicht benötigte Farbe entfernt wird, die so gereinigte Glasscheibe anschließend getrocknet und bei ständiger Beibehaltung der Ausrichtung über eine Horizontalförderstrecke (3) der InlcJet-Station (3.2) zugeführt wird, um hier spezielle Farben oder Pasten, wie z. B. eine Silberpaste für ein Heizfeld aufzudrucken und anschließend einzusintern.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbreste in einer Wiederaufbereitungsanlage herausgefiltert werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Regelkreis eine Plotterstation neben der InlcJet-Station (3.2) ständig Informationen und Auswertungen über vorangegangene Farbaufträge erfolgen und somit eine fortlaufende Anpassung möglich ist.
20. Einrichtung zur Durchführung des Inlc Jet- Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der InkJet-Druckkopf an einer Dreh- bzw. Schwenlcacb.se über einem Aufnahmetisch für die zu bedruckende Glasscheibe angeordnet ist, wobei der Aufnahmetisch in der x-, y- und z- Achse beweglich ist.
21. Einrichtung zur Durchführung des InkJet- Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der InkJet-Druckkopf an einem 5 -Achsen Roboter angeordnet ist und die zu bedruckende Glasscheibe in einer entsprechenden Haltevorrichtung zentriert und fixiert ist..
22. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beschickungs- und Entnahmeroboter (1) mit einem Rondell (2) mit Fixiersaugern für die Glasscheiben und einer Horizontalföderstrecke (3) gekoppelt ist und das Rondell (2) eine Be- und Entladestation (2.1), eine Zentrierstation (2.2) mit einer Dreh- und Schwenkmimik und einer optischen Vermessung, weiterhin eine Farbauftragstation (2.3) mit einer Lasereinrichtung, eine Dekordruckeinbrandstation (2.4), eine Waschstation (2.5), eine Trockenstation (2.6) und die Horizontalförderstrecke (3) eine Station Beschickung und Zentrierung (3.1), eine Heizfeldauftragstation (3.2), eine Einsinterungsstation (3.3) für die Silberpaste, eine Auftragstation der Anschlussklemmen mit Mess- und Auswertestation (3.4) des Gesamtwiderstandes, eine Mess- und Auswertestation (3.5) für die Schichtdickenmessung aller Heizfäden und eine Entschickungsstation (3.6), gekoppelt mit einem Entschickungsroboter (4), besitzt.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Heizfeldauftragstation (3.2) als InkJet-Station mit einer Lasereinrichtung oder einer anderen geeigneten Station eine oder mehrere Mess- und Auswertestationen (3.4, 3.5) zur Erfassung und Auswertung mit vorgegebenen Sollwerten, wie Maßhaltigkeit,
Widerstandswerte usw. angeordnet sind, die eine Rückkopplung über einen Regelkreis zur InkJet-Station besitzen.
24. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Horizontalförderstrecke (3) eine Sputteranlage (5) angeordnet ist.
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