EP4164883A1 - Verbundscheibe - Google Patents

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EP4164883A1
EP4164883A1 EP21732304.7A EP21732304A EP4164883A1 EP 4164883 A1 EP4164883 A1 EP 4164883A1 EP 21732304 A EP21732304 A EP 21732304A EP 4164883 A1 EP4164883 A1 EP 4164883A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pane
coating
intermediate layer
layer
thermoplastic intermediate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21732304.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Anna NEFT
Jefferson DO ROSARIO
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.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP4164883A1 publication Critical patent/EP4164883A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3657—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating having optical properties
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    • C03C2217/90—Other aspects of coatings
    • C03C2217/94—Transparent conductive oxide layers [TCO] being part of a multilayer coating
    • C03C2217/944—Layers comprising zinc oxide
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    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/90—Other aspects of coatings
    • C03C2217/94—Transparent conductive oxide layers [TCO] being part of a multilayer coating
    • C03C2217/948—Layers comprising indium tin oxide [ITO]

Definitions

  • the invention relates to a composite pane with a sun protection coating and a coating that reflects heat rays, as well as a method for producing and using it.
  • DE 19927683 C1 discloses a laminated glass pane made of at least two glass panes and a transparent laminated layer connecting them in the form of a thermoplastic intermediate layer.
  • the outer pane has a sun protection coating that essentially reflects rays outside the visible spectrum of solar radiation, in particular infrared rays.
  • the laminated glass pane is provided on its surface pointing to an interior space with a further transparent coating (so-called low-E layer or low-E coating) which is spatially separated from the sun protection layer.
  • WO2013 / 127563A1 discloses a further composite pane with a
  • the Sun protection coating between the panes of glass and a low-E coating on the interior surface is based on niobium, tantalum, molybdenum or zirconium.
  • WO2019 / 110172A1 discloses a further composite pane with a
  • the sun protection coatings are very susceptible to corrosion and generally have to be arranged inside the composite pane, in particular on the interior surface II of the outer pane. In order to prevent corrosion emanating from the edge of the composite pane, these
  • Sun protection coatings in the edge area are coating-free and hermetically sealed by the lamination of the outer pane and inner pane via a thermoplastic intermediate layer.
  • a composite pane which has a darkening band in the form of a cover print.
  • the darkening band extends in the circumferential area (ie in the circumferential outer edge area) of the Disk and is made of an opaque ceramic ink that is applied to the disk.
  • the cover print hides the top view of any adhesive bead or sections of a frame, such as the body of a vehicle, when the laminated pane is arranged in a vehicle or in building glazing.
  • the cover print conceals or conceals coating-free sections or coating-free edge areas of coatings and in particular of the sun protection coating.
  • the ceramic ink is burned onto the surface at higher temperatures (usually 450 ° C to 700 ° C, for example when bending the glass pane) and forms a glass-like coating (or an enamel).
  • This form of applying the masking print to a glass pane is difficult or not possible in the case of surface-coated glass.
  • undesirable discoloration or defects in the cover print or in the coatings can occur.
  • the object of the invention is to provide a composite pane with a sun protection coating, a coating that reflects heat radiation (low-E coating) and an opaque layer which is compatible with the aforementioned coatings or functionalities.
  • Another object of the invention is to specify a cost-effective and variably usable manufacturing method.
  • the composite pane according to the invention comprises a laminated stacking sequence of at least one outer pane with an outside surface I and a surface II on the inside, an inner pane with an outside surface III and an interior-side surface IV, and at least one thermoplastic intermediate layer which connects the interior-side surface II of the outer pane with the outside surface III of the inner pane, a sun protection coating being applied directly to the interior-side surface II of the outer pane, which essentially rays outside the visible spectrum of solar radiation, in particular infrared rays, reflected or absorbed, a coating that reflects heat rays (so-called low-E coating) is applied directly to the interior surface IV of the inner pane, and the thermoplastic intermediate layer is opaque in at least one area Layer and in particular an opaque layer (6) printed onto the thermoplastic intermediate layer (3).
  • the composite pane is provided in a window opening to separate an interior space, in particular the interior space of a vehicle or a building, from the external environment.
  • the composite pane is a laminate and comprises a first and a second pane of glass, which in the context of the invention are referred to as an outer pane and an inner pane and are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer.
  • the term inner pane denotes the pane facing the interior space in the installed position.
  • the outer pane is referred to as the pane facing the external environment in the installed position.
  • the surface on the inside inside is understood to mean that surface of the panes which, in the installed position, faces the interior.
  • the outside surface or outside or outside surface
  • the surfaces of the glass panes are typically referred to as follows:
  • the outside surface of the outer pane is referred to as the I side.
  • the surface of the outer pane on the inside is referred to as side II.
  • the outside surface of the inner pane is referred to as side III.
  • the surface of the inner pane on the interior side is referred to as side IV.
  • the interior surface of the outer pane and the outer surface of the inner pane face one another and are connected to one another by means of the thermoplastic intermediate layer.
  • the sun protection coating (or sun protection layer for short) is applied to the interior surface II of the outer pane.
  • the sun protection coating has the task of filtering out portions of solar radiation, especially in the infrared range.
  • the sun protection coating preferably comprises at least one thin transparent metallic layer which is embedded between at least one dielectric layer.
  • Silver has established itself as the preferred metal for the metallic layer because it has a relatively neutral color effect and also selectively reflects infrared radiation outside the visible range of solar radiation.
  • the dielectric layers have the task of improving the optical properties of the coated pane via their refractive indices and of protecting the metallic functional layer from oxidation.
  • Such sun protection layers which can be produced, for example, using the reactive sputtering process, are used to a large extent in glazing for buildings, but also in motor vehicles. In most cases, layer systems with two silver functional layers, but also three or four silver functional layers, are used because their efficiency, i.e. the reflection of infrared radiation outside the visible range in relation to the transmission of visible radiation, is greater.
  • Suitable sun protection coatings are known, for example, from WO201 3 / 104439A1 and DE 19927683C1.
  • the dielectric layers are preferably formed on the basis of dielectric oxides or nitrides, such as ZnO, SnZnO, AlN, S1O 2 , T1O 2 or S1 3 N 4.
  • the sun protection coating can also be formed on a non-metallic, organic basis.
  • the sun protection coating is preferably a stack of several, typically several hundreds, organic layers with different or alternating refractive indices.
  • the stack is a birefringent dielectric interference stack that reflects IR radiation due to interference effects.
  • Such organic coatings have opposite metallic coatings have the advantage of higher color neutrality and higher light transmission. In addition, they do not interfere with the transmission of electromagnetic signals.
  • the sun protection coating extends over the entire interior surface II of the outer pane minus a circumferential, frame-shaped coating-free area with a width bS from 1 mm to 50 cm, preferably from 2 mm to 20 cm and particularly preferably from 1 cm to 20 cm cm.
  • the coating-free edge area is hermetically sealed by gluing with the thermoplastic intermediate layer. The sun protection coating is thereby advantageously protected from damage and corrosion, which originates in particular from the edge of the composite pane.
  • a coating that reflects the heat rays is applied to the interior surface IV and / or the exterior surface III of the inner pane.
  • Such coatings are known, for example, from WO2013 / 131667A1.
  • the coating that reflects heat rays can also be referred to as a coating of low emissivity, an emissivity-reducing coating, a low-E coating or a low-E layer. It has the task of reflecting thermal radiation, in particular IR radiation, which has a longer wave than the IR component of the solar radiation. When the outside temperature is low, the low-e coating reflects heat back into the interior and prevents the interior from cooling down.
  • the Low-E coating reflects the thermal radiation of the heated composite pane outwards and reduces the heating of the interior.
  • the coating according to the invention particularly effectively reduces the emission of heat radiation from the pane into the interior in summer and the emission of heat into the outside environment in winter.
  • the coating that reflects heat rays preferably comprises a functional layer which contains a transparent conductive oxide (TCO), preferably indium tin oxide, tin oxide doped with antimony or fluorine and / or zinc oxide doped with gallium and / or aluminum (ZnO: Ga, or ZnO: AI), indium tin oxide being preferred.
  • TCO transparent conductive oxide
  • ZnO Ga, or ZnO: AI
  • the functional layer can also contain other electrically conductive oxides, for example fluorine-doped tin oxide (SnC> 2: F), antimony-doped tin oxide (SnC> 2: Sb), indium-zinc mixed oxide (IZO), gallium-doped or aluminum-doped zinc oxide, niobium-doped titanium oxide, cadmium stannate and / or zinc stannate.
  • F fluorine-doped tin oxide
  • SnC> 2 antimony-doped tin oxide
  • Sb antimony-doped tin oxide
  • IZO indium-zinc mixed oxide
  • gallium-doped or aluminum-doped zinc oxide niobium-doped titanium oxide
  • cadmium stannate / or zinc stannate.
  • the refractive index of the material of the functional layer is preferably 1.7 to 2.5.
  • the indium tin oxide is preferably deposited by means of magnetic field-assisted cathode sputtering with a target made of indium tin oxide.
  • the target preferably contains from 75% by weight to 95% by weight indium oxide and from 5% by weight to 25% by weight tin oxide as well as production-related additions.
  • the tin-doped indium oxide is preferably deposited under a protective gas atmosphere, for example argon. A small proportion of oxygen can also be added to the protective gas, for example in order to improve the homogeneity of the functional layer.
  • the target may preferably contain at least from 75 wt% to 95 wt% indium and from 5 wt% to 25 wt% tin.
  • the deposition of the indium tin oxide then preferably takes place with the addition of oxygen as a reaction gas during the cathode sputtering.
  • the coating that reflects heat rays also typically comprises dielectric layers, in particular formed from dielectric oxides or nitrides, such as ZnO, SnZnO, AlN, T1O2, S1O2 or S13N4 .
  • the layer of reflective conductive oxide is anti-reflective by using additional dielectric layers above and below in order to ensure a sufficiently low reflection from the inside.
  • the emissivity of the pane according to the invention can be influenced by the thickness of the functional layer of the coating that reflects heat rays.
  • the thickness of the functional layer is preferably 40 nm to 200 nm, particularly preferably 60 nm to 150 nm and very particularly preferably 65 nm to 85 nm, for example about 75 nm advantageous ability of the coating reflecting the heat rays to withstand mechanical transformations such as bending or prestressing without damage.
  • the interior emissivity of the composite pane according to the invention is preferably less than or equal to 50%, particularly preferably from 10% to 50%, very particularly preferably from 20% to 35%.
  • Interior emissivity is the term used to describe the amount of thermal radiation the pane emits in the installed position compared to an ideal thermal radiator (a black body) in an interior, for example a building or a vehicle.
  • emissivity is understood to mean the normal emissivity at 283 K according to the EN 12898 standard.
  • the composite pane according to the invention is furthermore preferably characterized in that the inner pane, together with the coating (low-E layer) that reflects heat rays, has a light transmittance of 25% to 95%.
  • the thermoplastic intermediate layer is formed by one or more thermoplastic polymer films.
  • the thermoplastic films preferably contain polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), polyurethane (PU) and / or mixtures thereof and / or copolymers thereof, particularly preferably polyvinyl butyral.
  • the films are preferably formed on the basis of the materials mentioned, but can contain further components, for example plasticizers, colorants, IR or UV absorbers, preferably with a proportion of less than 50%.
  • the at least one thermoplastic intermediate layer in particular the at least one PVB film
  • a tinted thermoplastic intermediate layer has the advantage that the light transmission, based on the entire laminated glass pane, can advantageously be adjusted through the choice of the thermoplastic polymer film.
  • the values for light transmission (TL) and reflection (RL) relate (as is customary for automotive glazing) to type of light A, ie the visible portion of sunlight at a wavelength of 380 nm to 780 nm In the range of the invisible spectrum of solar radiation, in particular infrared rays, rays of a wavelength greater than approximately 800 nm are understood.
  • the individual polymer films in particular the PVB films, preferably have a thickness of about 0.025 mm (25 ⁇ m) to 1 mm, in particular from 25 ⁇ m to 125 ⁇ m and from 0.3 mm to 1 mm, for example 50 ⁇ m, 100 ⁇ m, 0.38 mm or 0.76 mm.
  • Further properties of the laminated glass pane can be influenced via the thickness of the foils. For example, thicker PVB foils result in improved sound absorption, especially if they contain an acoustically effective core, an increased break-in resistance of the laminated glass pane and also an increased protection against ultraviolet radiation (UV protection).
  • UV protection ultraviolet radiation
  • the thermoplastic intermediate layer is formed from one or more polyvinyl butyral films.
  • the surface of the polyvinyl butyral film can be embossed and have any roughness (also called roughness).
  • Polyvinyl butyral films with a roughness Rz of 15 ⁇ m to 90 ⁇ m are particularly preferred.
  • Rz is defined here as the mean roughness depth, i.e. the sum of the height of the largest profile peak and the depth of the largest profile valley within a single measurement section Ir.
  • At least the polyvinyl butyral film carrying the opaque layer is not embossed and has a roughness Rz of a maximum of 50 ⁇ m (micrometers), preferably a maximum of 10 ⁇ m.
  • Such smooth film surfaces can be printed with particularly precise and sharp edges.
  • the polyvinyl butyral film carrying the opaque layer has a thickness of 0.7 mm to 0.9 mm and a roughness Rz of 25 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the polyvinyl butyral film which carries the opaque layer has a thickness of 0.35 mm to 0.55 mm and a roughness Rz of 10 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the polyvinyl butyral film which bears the opaque layer has a thickness of 45 ⁇ m to 50 ⁇ m and a roughness Rz less than or equal to 10 ⁇ m and in particular from 5 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the thinner, preferred polyvinyl butyral films are often supplemented by further intermediate layers, the various films fulfilling different tasks.
  • smoother film surfaces can be printed particularly precisely and with sharp edges, so that thin films with less roughness are particularly advantageous in order to be printed with the opaque layer.
  • the thermoplastic intermediate layer comprises at least two individual films, the opaque layer preferably being arranged between the first individual film and the second individual film.
  • the first individual film has a thickness of at most 50 ⁇ m and the second individual film has a thickness of more than 50 ⁇ m, the opaque layer being printed onto the first individual film.
  • the opaque layer is advantageously printed on the surface of the first individual film facing the second individual film. This protects and seals the opaque layer inside the thermoplastic intermediate layer.
  • the intermediate layer according to the invention (without an opaque layer) can have a constant thickness or a wedge-shaped cross section and / or be a stretched thermoplastic intermediate layer.
  • thermoplastic intermediate layer can be a functional intermediate layer, in particular an intermediate layer with acoustically damping properties, an intermediate layer tinted at least in sections and / or an intermediate layer colored at least in sections.
  • An opaque layer is printed at least in sections on the thermoplastic intermediate layer or on one of the films of the thermoplastic intermediate layer.
  • Such opaque layers which can be printed on polymer films, are well known to the person skilled in the art, for example from WO 2019/038043 A1, WO 2002/018154 A1, US 2014212639 A1, US 9623634 B2 or WO 2018/122770 A1.
  • the opaque layer according to the invention is essentially completely non-transparent to visible light.
  • the opaque layer preferably has a transmission TL ⁇ 1% and in particular TL ⁇ 0.1%.
  • the opaque layer according to the invention is preferably black, but can also have any other color.
  • the opaque layer preferably contains colored pigments or dyes, particularly preferably inorganic or organic colored pigments or dyes, in particular selected from the group consisting of carbon black (also called carbon black), iron oxide pigments and mixed-phase oxide pigments.
  • the mixed-phase oxide pigments include, for example, titanate pigments and spinel pigments.
  • the color pigments or dyes are advantageously applied to the thermoplastic intermediate layer in a water- or solvent-based composition and preferably dried.
  • the color pigments or Dyes can be applied to the thermoplastic intermediate layer by means of spray processes, screen printing, inkjet processes or other suitable printing processes.
  • the composition with which the opaque layer is printed in particular contains no glass-forming oxides or glass frits or other constituents which, after drying and after lamination, lead to a glass-like layer.
  • the opaque layer according to the invention is not glass-like and does not contain or is not an enamel.
  • the opaque layer has a thickness of 5 ⁇ m (micrometers) to 40 ⁇ m, preferably 5 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • Such thick, opaque layers are easy to produce, have sufficient covering power and can be laminated into a composite pane without further compensating layers or compensating foils.
  • the opaque layer according to the invention can be printed on any surface of the thermoplastic intermediate layer or on any surface of individual films of a film composite, in particular also on several surfaces.
  • the opaque layer is printed on several surfaces, then preferably in staggered sections. This has the advantage that the overall thickness of the intermediate layer with the opaque layer remains smaller and is easier to laminate.
  • opposing sections of a plurality of surfaces can also be printed, as a result of which components arranged between them, such as supply lines for electrical functional elements or their edge areas or the functional elements themselves, can be covered from both sides.
  • the opaque layer covers at least one edge region with a width b0 that encircles the thermoplastic intermediate layer.
  • the edge area preferably has a constant width b0 and is then also referred to as an edge strip.
  • the edge region of the opaque layer covers, preferably completely, an edge stripping of the sun protection coating in the viewing direction through the composite pane.
  • the opaque layer alone or in addition to the edge area can also be arranged on other sections of the thermoplastic intermediate layer, for example if the composite pane has at least one sensor window for an optical sensor and the opaque layer is arranged in an area surrounding the sensor window.
  • an opaque layer can cover supply lines, bus bars or the edge area of an electrical functional element, preferably a display, a sensor arrangement, a camera and / or a functional element with electrically controllable optical properties, in particular a PDLC element or an SPD element.
  • the opaque layer can merge completely or in sections into a rasterized area, for example into a point grid, a perforated grid, or a checkerboard-like pattern, with a uniform pattern or with increasing or decreasing distances. That is to say, the opaque layer can be printed in such a way that the print is also semitransparent, at least in sections, for example as a point grid, stripe grid or checkered grid. Alternatively, the print can also have a gradient, for example from an opaque covering to a semitransparent covering.
  • the outer pane and the inner pane are preferably formed independently of one another from glass or plastic, preferably soda-lime glass, alkali aluminosilicate glass, polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the outer pane and the inner pane are made of glass.
  • Suitable panes of glass include panes of glass known under the trade names Planiclear and Planilux (each clear glass), VG10, VG20, VG40 or TSANx, TSA3 +, TSA4 + from Saint-Gobain, the glasses of the VG series being gray-colored glasses and with those of the TSA series are green colored glasses.
  • the outer and / or inner pane preferably has a thickness of 0.1 to 4 mm, preferably 1 to 4 mm, particularly preferably from 1.6 mm to about 2.1 mm, independently of one another.
  • the outer and / or the inner pane can have a constant thickness or also be designed to be slightly wedge-shaped.
  • the composite pane according to the invention preferably has a light transmittance of 1% to 12%, preferably 2% to 10% (measured in accordance with ISO 9050).
  • the laminated pane according to the invention can also be part of further glazing, for example insulating glazing, safety glazing for protection against break-in or damage, or fire protection glazing.
  • a composite pane which comprises a laminated stacking sequence, at least of an outer pane with an outside surface I and an interior surface II, an inner pane with an outside surface III and an interior surface IV, and at least one thermoplastic intermediate layer which the interior surface II of the outer pane connects to the outer surface III of the inner pane, with a sun protection coating being applied directly to the interior surface II of the outer pane prior to lamination, which essentially reflects or absorbs rays outside the visible spectrum of solar radiation, in particular infrared rays, a coating that reflects heat rays (so-called low-E coating) is applied directly to the interior surface IV of the inner pane, and the thermoplastic intermediate layer in min at least one area has a printed, opaque layer.
  • Another aspect of the invention comprises a method for producing a composite pane, wherein at least in a first step S1: a sun protection coating is arranged on an interior-side surface II of an outer pane, the sun protection coating in the Substantial rays outside the visible spectrum of solar radiation, in particular infrared rays, are reflected or absorbed, and a coating that reflects heat rays (low-E coating) is arranged on an interior surface IV of an inner pane and an opaque layer is at least partially printed onto a thermoplastic intermediate layer.
  • a sun protection coating is arranged on an interior-side surface II of an outer pane, the sun protection coating in the Substantial rays outside the visible spectrum of solar radiation, in particular infrared rays, are reflected or absorbed, and a coating that reflects heat rays (low-E coating) is arranged on an interior surface IV of an inner pane and an opaque layer is at least partially printed onto a thermoplastic intermediate layer.
  • a second step S2 at least one stacking sequence is created from the outer pane, thermoplastic intermediate layer and inner pane.
  • a third step S3 at least the stacking sequence is laminated to form a composite pane.
  • the sun protection coating and the coating reflecting heat rays are deposited on the glass panes by the methods mentioned at the beginning and known to those skilled in the art for depositing thin layers.
  • the lamination of the stacking sequence is carried out using common lamination processes.
  • so-called autoclave processes can be carried out at an elevated pressure of about 10 bar to 15 bar and temperatures of 130 ° C. to 145 ° C. for about 2 hours.
  • Vacuum bag or vacuum ring processes known per se work, for example, at around 200 mbar and 80 ° C to 110 ° C.
  • the outer pane, the thermoplastic intermediate layer and the inner pane can also be pressed in a calender between at least one pair of rollers to form a composite pane.
  • Systems of this type are known for the production of panes and normally have at least one heating tunnel in front of a press shop.
  • the temperature during the pressing process is, for example, from 40 ° C to 150 ° C.
  • vacuum laminators can be used. These consist of one or more heatable and evacuable chambers in which the first pane and the second pane are laminated within, for example, about 60 minutes at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80 ° C to 170 ° C.
  • the stacking sequence is not heated to more than 170 ° C., preferably 150 ° and particularly preferably 120 ° C., in none of the lamination processes or other subsequent process steps.
  • a water- or solvent-based composition which contains color pigments or dyes is applied to the thermoplastic intermediate layer. Spray processes, screen printing processes, inkjet processes or other suitable printing processes are particularly suitable for this purpose.
  • the composition is preferably dried following application.
  • Another aspect of the invention comprises a composite pane according to the invention which is produced by the method according to the invention.
  • the invention therefore comprises a composite pane, obtainable by a method in which at least in a first step S1: a sun protection coating is arranged on an interior surface II of an outer pane, the sun protection coating essentially reflecting rays outside the visible spectrum of solar radiation, in particular infrared rays or absorbed, and a coating that reflects heat rays is arranged on a surface IV of an inner pane on the interior side and an opaque layer is printed at least in sections onto a thermoplastic intermediate layer; in a second step S2: a stacking sequence of outer pane, thermoplastic intermediate layer and inner pane is created; and in a third step S3: the stacking sequence is laminated to form a composite pane.
  • the opaque layer consists of different materials and has a different microstructure than in a conventional cover print according to the prior art, which is printed on a surface of the glass panes (for example by screen printing) and in is baked in a process step at high temperatures (for example when bending the glass pane).
  • cover prints consist of a ceramic ink and contain glass-forming oxides or glass frits, which form a glass-like coating on the glass pane after baking. This glass-like coating has a firm and intimate connection with the surface of the glass pane. If the laminated pane is dismantled with the application of high forces, such a cover pressure cannot be removed from the glass surface.
  • the opaque layer bonds firmly to the thermoplastic intermediate layer before and / or during lamination.
  • the temperatures are not sufficient to create a permanent connection with any adjacent glass pane. Therefore, when the composite pane is dismantled, the opaque layer including the intermediate layer can be detached from the glass panes.
  • the present invention also relates to the use of the composite pane according to the invention in a vehicle on water, on land or in the air, preferably as a roof pane of a vehicle, particularly preferably as a roof pane of a motor vehicle, in particular a passenger car.
  • the composite pane according to the invention can also be used in building glazing or in some other architectural glazing.
  • the present invention also relates to a vehicle, preferably a motor vehicle, comprising the laminated glass pane according to the invention.
  • FIG. 1A shows a cross section through an embodiment of a composite pane according to the invention
  • FIG. 3 shows a cross section through an embodiment of a further composite pane according to the invention.
  • FIG. 4 shows a cross section through an embodiment of a further composite pane according to the invention.
  • FIG. 1A (FIG. 1A) shows a cross section through an embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the composite pane 100 comprises an outer pane 1 and an inner pane 2, which are laminated to one another via a thermoplastic intermediate layer 3 and are thereby permanently connected.
  • FIG. 1B shows an exploded drawing in the form of a cross section through the individual elements of the composite pane 100. At the same time, FIG. 1B (FIG. 1B) shows an exploded drawing in the form of a cross section through the individual elements of the composite pane 100. At the same time, FIG. 1B (FIG. 1B) shows an exploded drawing in the form of a cross section through the individual elements of the composite pane 100. At the same time, FIG.
  • the composite pane 100 has a size of approximately 2 m 2 and is provided, for example, as a roof pane of a passenger car, the outer pane 1 being intended to face the outside environment and the inner pane 2 being intended to face the vehicle interior.
  • the outer pane 1 has an outside surface I and a surface II on the inside.
  • the inner pane 2 has an outside surface III and a surface IV on the inside.
  • the outside surfaces I and III face the outside environment in the installed position, the interior surfaces II and IV face the vehicle interior in the installed position.
  • the interior-side surface II of the outer pane 1 and the outer-side surface III of the inner pane 2 face one another.
  • the outer pane 1 and the inner pane 2 contain, for example, soda-lime glass and each have a thickness of 2.1 mm, for example.
  • the thermoplastic intermediate layer 3 contains or consists of polyvinyl butyral (PVB) and has a thickness of 0.76 mm, for example. It goes without saying that composite panes 100 according to the invention can also have other dimensions adapted to the respective individual case and in particular other layer thicknesses for outer pane 1, inner pane 2 and thermoplastic intermediate layer 3.
  • a sun protection coating 4 is arranged on the interior surface II of the outer pane 1.
  • the sun protection coating 4 extends, for example, over the entire surface II minus a circumferential, frame-shaped, coating-free area with a width bS of, for example, 8 mm.
  • the coating-free area is hermetically sealed by gluing to the thermoplastic intermediate layer 3.
  • the sun protection coating 4 is thereby advantageously protected from damage and corrosion, which originates in particular from the edge of the composite pane 100.
  • the sun protection coating 4 comprises, for example, at least two functional layers which contain at least silver or consist of silver and have an exemplary layer thickness of 5 nm to 25 nm or 8 nm to 20 nm, with each functional layer between two dielectric layers made of silicon nitride with a thickness of 40 nm is arranged to 70 nm.
  • a coating 5 that reflects heat rays is arranged on the interior surface IV of the inner pane 2.
  • the coating 5 comprises a functional ITO layer with a thickness of 60 nm to 150 nm.
  • the coating 5 also comprises further dielectric layers above and below the functional layer, in particular made of Al-doped S1O2 and S13N4.
  • the sun protection coating 4 leads to reduced heating of the vehicle interior and the inner pane 2 due to the reflection of infrared radiation.
  • the coating 5, which reflects heat rays, on the one hand reduces the radiation of heat radiation through the laminated pane into the vehicle interior, in particular at high outside temperatures.
  • the coating 5, which reflects heat rays, on the other hand, reduces the radiation of heat radiation from the vehicle interior at low outside temperatures.
  • a stacking sequence is laminated to form a composite pane 100.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe, umfassend eine laminierte Stapelfolge aus - einer Außenscheibe (1) mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II), - einer Innenscheibe (2) mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV), und - mindestens einer thermoplastischen Zwischenschicht (3), welche die innenraumseitige Oberfläche (II) der Außenscheibe (1) mit der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) verbindet, wobei - eine Sonnenschutzbeschichtung (4) direkt auf die innenraumseitige Oberfläche (II) der Außenscheibe (1) aufgebracht ist, welche im Wesentlichen Strahlen außerhalb des sichtbaren Spektrums der Sonnenstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlen, reflektiert oder absorbiert, - eine Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung (5) direkt auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) aufgebracht ist, und - die thermoplastische Zwischenschicht (3) in mindestens einem Bereich eine aufgedruckte opake Schicht (6) aufweist.

Description

Verbundscheibe
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit Sonnenschutzbeschichtung und Wärmestrahlen reflektierender Beschichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung und deren Verwendung.
Um den thermischen Komfort in Fahrzeugkabinen zu erhöhen, werden immer mehr Beschichtungen auf Glasscheiben verwendet. So offenbart DE 19927683 C1 eine Verbundglasscheibe aus wenigstens zwei Glasscheiben und einer diese verbindende transparente Verbundschicht in Form einer thermoplastischen Zwischenschicht. Die Außenscheibe weist eine im wesentlichen Strahlen außerhalb des sichtbaren Spektrums der Sonnenstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlen, reflektierenden Sonnenschutzbeschichtung auf. Des Weiteren ist die Verbundglasscheibe auf ihrer zu einem Innenraum hinweisenden Oberfläche mit einer weiteren, von der Sonnenschutzschicht räumlich getrennten, transparenten und im wesentlichen Wärmestrahlen reflektierenden Beschichtung (sogenannte Low-E-Schicht oder Low- E-Beschichtung) versehen.
WO2013/127563A1 offenbart eine weitere Verbundscheibe mit einer
Sonnenschutzbeschichtung zwischen den Glasscheiben und einer Low-E- Beschichtung auf der innenraumseitigen Oberfläche. Die Low-E-Beschichtung ist auf Basis von Niob, Tantal, Molybdän oder Zirkonium ausgebildet.
WO2019/110172A1 offenbart eine weitere Verbundscheibe mit einer
Sonnenschutzbeschichtung zwischen den Glasscheiben und einer Low-E- Beschichtung auf der innenraumseitigen Oberfläche.
Insbesondere die Sonnenschutzbeschichtungen sind sehr korrosionsanfällig und müssen in der Regel im Innern der Verbundscheibe angeordnet werden, insbesondere auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe. Um eine vom Rand der Verbundscheibe ausgehende Korrosion zu verhindern, werden diese
Sonnenschutzbeschichtungen im Randbereich beschichtungsfrei und durch die Lamination von Außenscheibe und Innenscheibe über eine thermoplastische Zwischenschicht hermetisch versiegelt.
Aus der WO 2014/174308 A1 ist eine Verbundscheibe bekannt, welche ein Verdunklungsband in Form eines Abdeckdrucks aufweist. Das Verdunklungsband erstreckt sich im Umfangsbereich (also im umlaufenden äußeren Randbereich) der Scheibe und ist aus einer undurchsichtigen (opaken) Keramiktinte, welche auf die Scheibe aufgebracht ist, hergestellt. Der Abdeckdruck verdeckt insbesondere die Draufsicht auf eine etwaige Kleberaupe oder Abschnitte eines Rahmens, wie der Karosserie eines Fahrzeugs, wenn die Verbundscheibe in einem Fahrzeug oder in einer Gebäudeverglasung angeordnet ist. Des Weiteren verdeckt oder kaschiert der Abdeckdruck beschichtungsfreie Abschnitte oder beschichtungsfreie Randbereiche von Beschichtungen und insbesondere der Sonnenschutzbeschichtung.
Die Keramiktinte wird dabei bei höheren Temperaturen (in der Regel bei 450°C bis 700°C, beispielsweise beim Biegen der Glasscheibe) auf der Oberfläche eingebrannt und bildet einen Glas-artigen Überzug (oder ein Emaille). Diese Form des Aufbringens des Abdeckdrucks auf eine Glasscheibe ist allerdings bei oberflächenbeschichteten Gläsern schwierig oder nicht möglich. Neben Haftungsproblemen in der Verbundscheibe, kann es zu unerwünschten Verfärbungen oder Defekten im Abdeckdruck oder in den Beschichtungen kommen. Weiterhin kommt es bei der Produktion der Verbundscheibe zu einem erhöhten Aufwand und somit zu erhöhten Kosten.
DE 10 2011 004 500 A1 und US 2016/0243796 A1 offenbaren Verbundscheiben, bei denen eine Verdunklungsfläche auf eine Kunststoffschicht der Verbundscheibe aufgedruckt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbundscheibe mit einer Sonnenschutzbeschichtung, einer Wärmestrahlen reflektierenden Beschichtung (Low-E-Beschichtung) und einer opaken Schicht anzugeben, welche mit den vorgenannten Beschichtungen oder Funktionalitäten kompatibel ist. Weitere Aufgabe der Erfindung ist es ein kostengünstiges und variabel einsetzbares Herstellungsverfahren anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Verbundscheibe nach Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbundscheibe werden durch abhängige Ansprüche angegeben.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst eine laminierte Stapelfolge zumindest aus einer Außenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche I und einer innenraumseitigen Oberfläche II, einer Innenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche III und einer innenraumseitigen Oberfläche IV, und mindestens einer thermoplastischen Zwischenschicht, welche die innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe mit der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe verbindet, wobei eine Sonnenschutzbeschichtung unmittelbar auf die innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe aufgebracht ist, welche im Wesentlichen Strahlen außerhalb des sichtbaren Spektrums der Sonnenstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlen, reflektiert oder absorbiert, eine Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung (sogenannte Low-E- Beschichtung) unmittelbar auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe aufgebracht ist, und die thermoplastische Zwischenschicht in mindestens einem Bereich eine opake Schicht und insbesondere eine auf die thermoplastische Zwischenschicht (3) aufgedruckte opake Schicht (6), aufweist.
Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung einen Innenraum, insbesondere den Innenraum eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes, gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Die Verbundscheibe ist ein Laminat und umfasst eine erste und eine zweite Glasscheibe, die im Sinne der Erfindung als Außenscheibe und Innenscheibe bezeichnet werden und über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die in Einbaulage dem Innenraum zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Unter der innenraumseitigen Oberfläche (innenseitigen Oberfläche oder Innenseite oder Innenfläche) wird im Sinne der Erfindung diejenige Oberfläche der Scheiben verstanden, die in Einbaulage dem Innenraum zugewandt ist. Unter der außenseitigen Oberfläche (oder Außenseite oder Außenfläche) wird im Sinne der Erfindung diejenige Oberfläche der Scheiben verstanden, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt ist.
Die Oberflächen der Glasscheiben werden typischerweise wie folgt bezeichnet:
Die außenseitige Oberfläche der Außenscheibe wird als Seite I bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe wird als Seite II bezeichnet. Die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe wird als Seite III bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe wird als Seite IV bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und mittels der thermoplastischen Zwischenschicht miteinander verbunden.
Die Sonnenschutzbeschichtung (oder kurz Sonnenschutzschicht) ist erfindungsgemäß auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe aufgebracht.
Die Sonnenschutzbeschichtung hat die Aufgabe, Anteile der Sonnenstrahlung insbesondere im Infrarotbereich herauszufiltern. Die Sonnenschutzbeschichtung umfasst vorzugsweise mindestens eine dünne transparente metallische Schicht, die zwischen mindestens je einer dielektrischen Schicht eingebettet ist. Als bevorzugtes Metall für die metallische Schicht hat sich Silber durchgesetzt, da es sowohl eine relativ neutrale Farbwirkung besitzt als auch die Infrarotstrahlung außerhalb des sichtbaren Bereiches der Sonnenstrahlung selektiv reflektiert. Die dielektrischen Schichten haben die Aufgabe, über ihre Brechungsindices die optischen Eigenschaften der beschichteten Scheibe zu verbessern und die metallische Funktionsschicht vor Oxidation zu schützen. Solche Sonnenschutzschichten, die beispielsweise mit dem Verfahren des reaktiven Sputterns hergestellt werden können, werden in großem Umfang in Verglasungen für Gebäude, aber auch schon in Kraftfahrzeugen eingesetzt. In den meisten Fällen werden Schichtsysteme mit zwei Silberfunktionsschichten, aber auch drei oder vier Silberfunktionsschichten verwendet, da deren Wirkungsgrad, d.h. die Reflexion der Infrarotstrahlung außerhalb des sichtbaren Bereiches im Verhältnis zu Transmission der sichtbaren Strahlung, größer ist.
Geeignete Sonnenschutzbeschichtungen sind beispielsweise aus der WO201 3/104439A1 sowie der DE 19927683C1 bekannt.
Die dielektrischen Schichten sind bevorzugt auf Basis von dielektrischen Oxiden oder Nitriden gebildet, wie ZnO, SnZnO, AIN, S1O2, T1O2 oder S13N4.
Alternativ zu den anorganischen, insbesondere silberbasierten Beschichtungen kann die Sonnenschutzbeschichtung auch auf nichtmetallischer, organischer Basis ausgebildet sein. Die Sonnenschutzbeschichtung ist in diesem Fall bevorzugt ein Stapel mehrerer, typischerweise mehrere Hunderte, organischer Schichten mit unterschiedlichen oder alternierenden Brechungsindizes. Der Stapel ist ein doppelbrechender dielektrischer Interferenzstapel, der IR-Strahlung aufgrund von Interferenzeffekten reflektiert. Solche organischen Beschichtungen haben gegenüber metallischen Beschichtungen den Vorteil einer höheren Farbneutralität und einer höheren Lichttransmission. Außerdem stören sie nicht die Übertragung elektromagnetischer Signale.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Sonnenschutzbeschichtung über die gesamte innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe abzüglich eines umlaufenden rahmenförmigen beschichtungsfreien Bereichs mit einer Breite bS von 1 mm bis 50 cm, bevorzugt von 2 mm bis 20 cm und besonders bevorzugt von 1 cm bis 20 cm. Der beschichtungsfreie Randbereich ist durch Verkleben mit der thermoplastischen Zwischenschicht hermetisch versiegelt. Die Sonnenschutzbeschichtung ist dadurch vorteilhaft vor Beschädigungen und Korrosion, die insbesondere vom Rand der Verbundscheibe ausgeht, geschützt.
Erfindungsgemäß ist auf der innenraumseitigen Oberfläche IV und/oder der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe eine die Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung aufgebracht. Solche Beschichtungen sind beispielsweise aus der WO2013/131667A1 bekannt. Die Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung kann auch als Beschichtung niedriger Emissivität, emissivitätsmindernde Beschichtung, Low-E-Beschichtung oder Low-E-Schicht bezeichnet werden. Sie hat die Aufgabe, Wärmestrahlung zu reflektieren, also insbesondere IR-Strahlung, die längerwellig ist als der I R-Antei I der Sonnenstrahlung. Bei niedrigen Außentemperaturen reflektiert die Low-E-Beschichtung Wärme in den Innenraum zurück und vermindert die Auskühlung des Innenraums. Bei hohen Außentemperaturen reflektiert die Low-E- Beschichtung die thermische Strahlung der erwärmten Verbundscheibe nach außen und vermindert die Aufheizung des Innenraums. Auf der Innenseite der Innenscheibe verringert die erfindungsgemäße Beschichtung besonders effektiv im Sommer die Aussendung von Wärmestrahlung der Scheibe in den Innenraum und im Winter die Abstrahlung von Wärme in die äußere Umgebung.
Die Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung umfasst bevorzugt eine funktionelle Schicht, welche ein transparentes leitfähiges Oxid (TCO), enthält, bevorzugt Indiumzinnoxid, mit Antimon oder Fluor dotiertes Zinnoxid und/oder mit Gallium und/oder Aluminium dotiertem Zinkoxid (ZnO: Ga, bzw. ZnO: AI), wobei Indiumzinnoxid bevorzugt ist. Die funktionelle Schicht kann aber auch andere, elektrisch leitfähige Oxide enthalten, beispielsweise Fluor-dotiertes Zinnoxid (SnC>2:F), Antimon-dotiertes Zinnoxid (SnC>2:Sb), Indium-Zink-Mischoxid (IZO), Gallium-dotiertes oder Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Niobium-dotiertes Titanoxid, Cadmiumstannat und/oder Zinkstannat. Damit werden besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Emissivität und der Biegbarkeit der erfindungsgemäßen Beschichtung erreicht. Der Brechungsindex des Materials der funktionellen Schicht beträgt bevorzugt 1 ,7 bis 2,5.
Das Indiumzinnoxid wird bevorzugt mittels magnetfeldunterstützter Kathodenzerstäubung mit einem Target aus Indium-Zinn-Oxid abgeschieden. Das Target enthält bevorzugt von 75 Gew.-% bis 95 Gew.-% Indiumoxid und von 5 Gew.-% bis 25 Gew.-% Zinnoxid sowie herstellungsbedingte Beimengungen. Die Abscheidung des Zinn-dotierten Indiumoxids erfolgt bevorzugt unter einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Argon. Dem Schutzgas kann auch ein geringer Anteil an Sauerstoff zugesetzt werden, beispielsweise um die Homogenität der funktionellen Schicht zu verbessern.
Das Target kann alternativ bevorzugt zumindest von 75 Gew.-% bis 95 Gew.-% Indium und von 5 Gew.-% bis 25 Gew.-% Zinn enthalten. Die Abscheidung des Indiumozinnxids erfolgt dann bevorzugt unter Zugabe von Sauerstoff als Reaktionsgas während der Kathodenzerstäubung.
Die Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung umfasst außerdem typischerweise dielektrische Schichten, insbesondere aus dielektrischen Oxiden oder Nitriden gebildet, wie ZnO, SnZnO, AIN, T1O2, S1O2 oder S13N4. Die Schicht aus reflektierendem leitfähigen Oxid wird durch Verwendung zusätzlicher dielektrischer Schichten überhalb und unterhalb entspiegelt, um eine ausreichend niedrige Reflexion von der Innenseite zu gewährleisten.
Die Emissivität der erfindungsgemäßen Scheibe kann durch die Dicke der funktionellen Schicht der Wärmestrahlen reflektierenden Beschichtung beeinflusst werden. Die Dicke funktionellen Schicht beträgt bevorzugt 40 nm bis 200 nm, besonders bevorzugt 60 nm bis 150 nm und ganz besonders bevorzugt 65 nm bis 85 nm, beispielsweise etwa 75 nm. In diesem Bereich für die Dicke werden besonders vorteilhafte Werte für die Emissivität und eine besonders vorteilhafte Fähigkeit der die Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung, eine mechanische Transformation wie Biegen oder Vorspannen ohne Beschädigung zu überstehen, erreicht.
Die innenraumseitige Emissivität der erfindungsgemäßen Verbundscheibe beträgt bevorzugt kleiner oder gleich 50%, besonders bevorzugt von 10% bis 50%, ganz besonders bevorzugt von 20% bis 35%. Mit innenraumseitiger Emissivität wird dabei das Maß bezeichnet, welches angibt, wie viel Wärmestrahlung die Scheibe in Einbaulage im Vergleich zu einem idealen Wärmestrahler (einem schwarzen Körper) in einen Innenraum, beispielsweise eines Gebäudes oder eines Fahrzeugs abgibt. Unter Emissivität wird im Sinne der Erfindung der normale Emissionsgrad bei 283 K nach der Norm EN 12898 verstanden.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Innenscheibe zusammen mit der darauf aufgebrachten Wärmestrahlen reflektierenden Beschichtung (Low-E-Schicht) einen Lichttransmissionsgrad von 25 % bis 95 % aufweist.
Die thermoplastische Zwischenschicht ist durch eine oder mehrere thermoplastische Polymerfolien ausgebildet. Die thermoplastischen Folien enthalten bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU) und/oder Gemische davon und/oder Copolymere davon, besonders bevorzugt Polyvinylbutyral. Die Folien sind bevorzugt auf Basis der genannten Materialien ausgebildet, können aber weitere Bestandteile enthalten, beispielsweise Weichmacher, Farbmittel, IR- oder UV-Absorber, bevorzugt mit einem Anteil von kleiner 50%.
Es ist bevorzugt, dass es sich bei der mindestens einen thermoplastischen Zwischenschicht, insbesondere bei der mindestens einen PVB-Folie, um eine getönte thermoplastische Polymerfolie, insbesondere eine getönte PVB-Folie, mit einem Lichttransmissionsgrad von 2% bis 80%, vorzugsweise von 5% bis 50% und besonders bevorzugt von 8% bis 36%, handelt. Der Einsatz einer getönten thermoplastischen Zwischenschicht hat den Vorteil, dass die Lichttransmission, bezogen auf die gesamte Verbundglasscheibe, durch die Wahl der thermoplastischen Polymerfolie vorteilhaft eingestellt werden kann.
Die Werte für die Lichttransmission (TL) und die Reflexion (RL) beziehen sich (wie für Automobilverglasungen üblich) auf die Lichtart A, d.h. den sichtbaren Anteil des Sonnenlichts bei einer Wellenlänge von 380 nm bis 780 nm. Als Strahlen, die im Wesentlichen im Bereich des nicht-sichtbaren Spektrums der Sonnenstrahlung liegen, insbesondere Infrarotstrahlen, werden Strahlen einer Wellenlänge von größer als etwa 800 nm verstanden.
Die einzelnen Polymerfolien, insbesondere die PVB-Folien, haben vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,025 mm (25 pm) bis 1 mm, insbesondere von 25 pm bis 125 pm und von 0,3 mm bis 1 mm, beispielsweise 50 pm, 100 pm, 0,38 mm oder 0,76 mm. Über die Dicke der Folien können weitere Eigenschaften der Verbundglasscheibe beeinflusst werden. So bewirken etwa dickere PVB-Folien eine verbesserte Schalldämpfung, insbesondere, wenn sie einen akustisch wirksamen Kern enthalten, einen erhöhten Einbruchswiderstand der Verbundglasscheibe und auch einen erhöhten Schutz gegen ultraviolette Strahlung (UV-Schutz).
In einer vorteilhaften Ausgestaltung und insbesondere in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die thermoplastische Zwischenschicht aus einer oder mehreren Polyvinylbutyral-Folien ausgebildet. Die Oberfläche der Polyvinylbutyral-Folie kann dabei geprägt sein und eine beliebige Rauigkeit (auch Rauheit genannt) aufweisen. Besonders bevorzugt sind Polyvinylbutyral-Folien mit einer Rauigkeit Rz von 15 pm bis 90 pm. Rz ist hier definiert als die gemittelte Rautiefe, also der Summe aus der Höhe der größten Profilspitze und der Tiefe des größten Profiltals innerhalb einer Einzelmessstrecke Ir.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung und insbesondere in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zumindest die Polyvinylbutyral-Folie, die die opake Schicht trägt, nicht geprägt und weist eine Rauigkeit Rz von maximal 50 pm (Mikrometer), bevorzugt von maximal 10 pm auf. Derart glatte Folienoberflächen lassen sich besonders präzise und scharfkantig bedrucken.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Polyvinylbutyral-Folie, die die opake Schicht trägt, eine Dicke von 0,7 mm bis 0,9 mm und eine Rauigkeit Rz von 25 pm bis 50 pm auf. In einer alternativen besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Polyvinylbutyral-Folie, die die opake Schicht trägt, eine Dicke von 0,35 mm bis 0,55 mm und eine Rauigkeit Rz von 10 pm bis 30 pm auf. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Polyvinylbutyral-Folie, die die opake Schicht trägt eine Dicke von 45 pm bis 50 pm und eine Rauigkeit Rz kleiner oder gleich 10 pm und insbesondere von 5 pm bis 10 pm auf. Insbesondere die dünneren bevorzugten Polyvinylbutyral-Folien werden oftmals durch weitere Zwischenschichten ergänzt, wobei die verschiedenen Folien unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Wie bereits erwähnt, lassen sich glattere Folienoberflächen besonders präzise und scharfkantig bedrucken, so dass dünne Folien mit geringeren Rauigkeiten besonders vorteilhaft sind, um mit der opaken Schicht bedruckt zu werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die thermoplastische Zwischenschicht mindestens zwei Einzelfolien, wobei bevorzugt die opake Schicht zwischen der ersten Einzelfolie und der zweiten Einzelfolie angeordnet ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die erste Einzelfolie eine Dicke von höchstens 50 pm auf und die zweite Einzelfolie eine Dicke von mehr als 50 pm, wobei die opake Schicht auf die erste Einzelfolie aufgedruckt ist. Vorteilhafterweise ist die opake Schicht auf der der zweiten Einzelfolie zugewandten Oberfläche der ersten Einzelfolie aufgedruckt. Dadurch wird die opake Schicht im Innern der thermoplastischen Zwischenschicht geschützt und versiegelt.
Die erfindungsgemäße Zwischenschicht (ohne opake Schicht) kann eine konstante Dicke oder einen keilförmigen Querschnitt aufweisen und/oder eine gereckte thermoplastische Zwischenschicht sein.
Des Weiteren kann die thermoplastische Zwischenschicht eine funktionale Zwischenschicht sein, insbesondere eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine zumindest abschnittsweise getönte Zwischenschicht und/oder eine zumindest abschnittsweise gefärbte Zwischenschicht.
Auf die thermoplastische Zwischenschicht beziehungsweise auf eine der Folien der thermoplastischen Zwischenschicht ist zumindest abschnittsweise eine opake Schicht aufgedruckt. Derartige opake Schichten, die auf Polymerfolien aufgedruckt werden können, sind dem Fachmann wohlbekannt, beispielsweise aus der WO 2019/038043 A1 , der WO 2002/018154 A1 , der US 2014212639 A1 , der US 9623634 B2 oder der WO 2018/122770 A1.
Die erfindungsgemäße opake Schicht ist im Wesentlichen vollständig intransparent für sichtbares Licht. Die opake Schicht weist bevorzugt eine T ransmission TL<1 % und insbesondere TL<0,1 % auf.
Die erfindungsgemäße opake Schicht ist bevorzugt schwarz, kann aber auch jede andere beliebige Farbe aufweisen.
Die opake Schicht enthält bevorzugt Farbpigmente oder Farbstoffe, besonders bevorzugt anorganische oder organische Farbpigmente oder Farbstoffe, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß (auch Industrieruß oder Carbon Black genannt), Eisenoxidpigmenten und Mischphasenoxidpigmenten. Zu den Mischphasenoxidpigmenten zählen beispielsweise Titanat-Pigmente und Spinell- Pigmente. Die Farbpigmente oder Farbstoffe werden vorteilhafterweise in einer wasser- oder lösungsmittelbasierten Zusammensetzung auf die thermoplastische Zwischenschicht aufgetragen und bevorzugt getrocknet. Die Farbpigmente oder Farbstoffe können mittels Sprühverfahren, Siebdruck, Inkjet-Verfahren oder anderer geeigneter Druckverfahren auf die thermoplastische Zwischenschicht aufgebracht werden. Die Zusammensetzung mit der die opake Schicht aufgedruckt wird, enthält insbesondere keine glasbildenden Oxide oder Glasfritten oder andere Bestandteile, die nach dem Trocken und nach dem Laminieren zu einer Glas-artigen Schicht führen.
Die erfindungsgemäße opake Schicht ist insbesondere nicht Glas-artig und enthält kein Emaille beziehungsweise ist kein Emaille.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die opake Schicht eine Dicke von 5 pm (Mikrometer) bis 40 pm, bevorzugt von 5 pm bis 20 pm auf. Derartige Dicke opake Schichten sind einfach herzustellen, weisen eine ausreichende Deckkraft auf und können ohne weitere Ausgleichsschichten oder Ausgleichsfolien in eine Verbundscheibe einlaminiert werden.
Die erfindungsgemäße opake Schicht kann auf jede Oberfläche der thermoplastischen Zwischenschicht oder auf jede Oberfläche von Einzelfolien eines Folienverbundes aufgedruckt werden, insbesondere auch auf mehrere Oberflächen.
Wird die opake Schicht auf mehrere Oberflächen aufgedruckt, dann bevorzugt in versetzten Abschnitten. Dies hat den Vorteil, dass die Gesamtdicke der Zwischenschicht mit opaker Schicht geringer bleibt und leichter einzulaminieren ist.
Alternativ können auch gegenüberliege Abschnitte von mehreren Oberflächen bedruckt werden, wodurch dazwischen angeordnet Bauelement wie Zuleitungen von elektrischen Funktionselement oder deren Randbereich oder die Funktionselemente selbst, von beiden Seiten verdeckt werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe bedeckt die opake Schicht zumindest einen die thermoplastische Zwischenschicht umlaufenden Randbereiches mit Breite bO. Der Randbereich weist bevorzugt eine konstante Breite bO auf und wird dann auch als Randstreifen bezeichnet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung überdeckt der Randbereich der opaken Schicht eine Randentschichtung der Sonnenschutzbeschichtung in Durchsichtsrichtung durch die Verbundscheibe, bevorzugt vollständig. Dies hat den besonderen Vorteil, dass der Übergang zwischen Sonnenschutzbeschichtung und beschichtungsfreien Bereich kaschiert wird und auch von der Außenseite der Verbundscheibe kaum mehr zu erkennen ist.
Vorteilhafterweise beträgt die Breite bO des umlaufenden Randbereichs größer oder gleich der Breite bS des von der Sonnenschutzbeschichtung freien Randbereich; bevorzugt beträgt bO von bS bis bS+50 mm und insbesondere gilt bO = bS.
Es versteht sich, dass die opake Schicht alleine oder zusätzlich zum Randbereich auch auf anderen Abschnitten der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet sein kann, beispielsweise wenn die Verbundscheibe mindestens ein Sensorfenster für einen optischen Sensor aufweist und die opake Schicht in einem das Sensorfenster umgebenden Bereich angeordnet ist. Alternativ kann eine opake Schicht Zuleitungen, Sammelleiter oder den Randbereich eines elektrischen Funktionselements, bevorzugt eines Displays, einer Sensoranordnung, einer Kamera und/oder ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, insbesondere ein PDLC-Element oder ein SPD-Element verdecken.
Die opake Schicht kann an ihren Rand vollständig oder abschnittsweise in einen gerasterten Bereich übergehen, beispielsweise in ein Punkteraster, ein Lochraster, oder Schachbrett-artiges Muster, mit gleichförmigen Muster oder mit größer oder kleiner werdenden Abständen. D.h. die opake Schicht kann derartig aufgedruckt sein, dass der Aufdruck zumindest abschnittsweise auch semitransparent, beispielsweise als Punktraster, Streifenraster oder kariertes Raster ausgebildet ist. Alternativ kann der Aufdruck auch einen Gradienten aufweisen, beispielsweise von einer opaken Bedeckung zu einer semitransparenten Bedeckung.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt unabhängig voneinander aus Glas oder Kunststoff gebildet, bevorzugt Kalk-Natron-Glas, Alkalialuminosilikatglas, Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung bestehen die Außenscheibe und die Innenscheibe aus Glas.
Geeignete Glasscheiben umfassen Glasscheiben, die unter den Handelsnamen Planiclear und Planilux (jeweils Klarglas), VG10, VG20, VG40 oder TSANx, TSA3+, TSA4+ von Saint-Gobain bekannt sind, wobei es sich bei den Gläsern der VG-Serie um graugefärbte Gläser und bei denen der TSA-Serie um grüngefärbte Gläser handelt. Die Außen- und/oder die Innenscheibe weist vorzugsweise unabhängig voneinander eine Dicke von 0,1 bis 4 mm, bevorzugt von 1 bis 4 mm, besonders bevorzugt von 1 ,6 mm bis etwa 2, 1 mm auf. Die Außen- und/oder die Innenscheibe können eine konstante Dicke aufweisen oder auch leicht keilförmig ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe weist vorzugsweise einen Lichttransmissionsgrad von 1 % bis 12%, bevorzugt von 2% bis 10%, auf (gemessen nach ISO 9050).
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann auch Teil einer weiteren Verglasung, beispielsweise einer Isolierverglasung, Sicherheitsverglasung zum Schutz vor Einbruch oder Beschädigung oder einer Brandschutzverglasung sein.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verbundscheibe, die eine laminierte Stapelfolge umfasst, zumindest aus einer Außenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche I und einer innenraumseitigen Oberfläche II, einer Innenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche III und einer innenraumseitigen Oberfläche IV, und mindestens einer thermoplastischen Zwischenschicht, welche die innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe mit der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe verbindet, wobei vor der Lamination eine Sonnenschutzbeschichtung unmittelbar auf die innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe aufgebracht ist, welche im Wesentlichen Strahlen außerhalb des sichtbaren Spektrums der Sonnenstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlen, reflektiert oder absorbiert, eine Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung (sogenannte Low-E- Beschichtung) unmittelbar auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe aufgebracht ist, und die thermoplastische Zwischenschicht in mindestens einem Bereich eine aufgedruckte, opake Schicht aufweist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe, wobei zumindest in einem ersten Schritt S1 : eine Sonnenschutzbeschichtung auf eine innenraumseitige Oberfläche II einer Außenscheibe angeordnet wird, wobei die Sonnenschutzbeschichtung im Wesentlichen Strahlen außerhalb des sichtbaren Spektrums der Sonnenstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlen, reflektiert oder absorbiert, und eine Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung (Low-E-Beschichtung) auf einer innenraumseitigen Oberfläche IV einer Innenscheibe angeordnet wird und eine opake Schicht zumindest abschnittsweise auf eine thermoplastische Zwischenschicht aufgedruckt wird.
In einem zweiten Schritt S2 wird zumindest eine Stapelfolge aus Außenscheibe, thermoplastischer Zwischenschicht und Innenscheibe erstellt.
In einem dritten Schritt S3 wird zumindest die Stapelfolge zu einer Verbundscheibe laminiert.
Die Sonnenschutzbeschichtung und Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung werden durch die eingangs genannten und dem Fachmann bekannten Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten auf den Glasscheiben abgeschieden.
Die Lamination der Stapelfolge erfolgt mittels geläufiger Laminationsverfahren. Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 80 °C bis 110 °C. Die Außenscheibe, die thermoplastische Zwischenschicht und die Innenscheibe können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Scheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die erste Scheibe und die zweite Scheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80 °C bis 170 °C laminiert werden.
Insbesondere wird in keinem der Laminationsverfahren oder anderen anschließenden Prozessschritten die Stapelfolge auf mehr als 170°C, bevorzugt 150° und besonders bevorzugt 120°C, erwärmt. In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im ersten Schritt zur Herstellung der opaken Schicht eine wasser- oder lösungsmittelbasierte Zusammensetzung, die Farbpigmente oder Farbstoffe enthält, auf die thermoplastische Zwischenschicht aufgetragen. Dazu eignen sich insbesondere Sprühverfahren, Siebdruck-Verfahren, Inkjet-Verfahren oder anderer geeignete Druckverfahren. Bevorzugt wird im Anschluss an das Aufträgen die Zusammensetzung getrocknet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst eine erfindungsgemäße Verbundscheibe, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wird.
Der Erfindung umfasst daher eine Verbundscheibe, erhältlich durch ein Verfahren, bei dem zumindest in einem ersten Schritt S1 : eine Sonnenschutzbeschichtung auf eine innenraumseitige Oberfläche II einer Außenscheibe angeordnet wird, wobei die Sonnenschutzbeschichtung im Wesentlichen Strahlen außerhalb des sichtbaren Spektrums der Sonnenstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlen, reflektiert oder absorbiert, und eine Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung auf einer innenraumseitigen Oberfläche IV einer Innenscheibe angeordnet wird und eine opake Schicht zumindest abschnittsweise auf eine thermoplastische Zwischenschicht aufgedruckt wird; in einem zweiten Schritt S2: eine Stapelfolge aus Außenscheibe, thermoplastischer Zwischenschicht und Innenscheibe erstellt wird; und in einem dritten Schritt S3: die Stapelfolge zu einer Verbundscheibe laminiert wird.
Es sei nochmals betont, dass bei der erfindungsgemäße Verbundscheibe, die opake Schicht aus anderen Materialien besteht und eine andere Mikrostruktur aufweist, als bei einem üblichen Abdeckdruck nach dem Stand der Technik, der auf eine Oberfläche der Glasscheiben aufgedruckt wird (beispielsweise durch Siebdruck) und in einem Prozessschritt bei hohen Temperaturen eingebrannt wird (beispielsweise beim Biegen der Glasscheibe). Derartige Abdeckdrucke bestehen aus einer Keramiktinte und enthalten glasbildende Oxide oder Glasfritten, die nach dem Einbrennen einen Glas artigen Überzug auf der Glasscheibe bilden. Dieser Glas-artige Überzug hat eine feste und innige Verbindung mit der Oberfläche der Glasscheibe. Bei einer Zerlegung der Verbundscheibe unter Aufwendung hoher Kräfte, lässt sich ein derartiger Abdeckdruck nicht von der Glasoberfläche lösen.
Bei einer erfindungsgemäß hergestellten Verbundscheibe, verbindet sich die opake Schicht vor und/oder während der Lamination fest mit der thermoplastischen Zwischenschicht. Dabei sind die Temperaturen nicht ausreichend, um zu einer festen Verbindung mit einer eventuell angrenzenden Glasscheibe zu führen. Daher lässt sich bei einer Zerlegung der Verbundscheibe die opake Schicht samt Zwischenschicht von den Glasscheiben lösen.
Die vorliegende Erfindung betrifft zudem die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe in einem Fahrzeug zu Wasser, zu Lande oder in der Luft, bevorzugt als Dachscheibe eines Fahrzeugs, besonders bevorzugt als Dachscheibe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Personenkraftwagens. Alternativ kann die erfindungsgemäße Verbundscheibe auch in einer Gebäudeverglasung oder in einer sonstigen Architekturverglasung eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, bevorzugt ein Kraftfahrzeug, umfassend die erfindungsgemäße Verbundglasscheibe.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:
Fig. 1A einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 1 B einen schematischen Querschnitt durch die erfindungsgemäße
Verbundscheibe vor der Lamination,
Fig. 2 schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung einer weiteren erfindungsgemäßen Verbundscheibe, und
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung einer weiteren erfindungsgemäßen Verbundscheibe. Figur 1A (Fig. 1A) zeigt einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die Verbundscheibe 100 umfasst eine Außenscheibe 1 und eine Innenscheibe 2, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander laminiert und dadurch dauerhaft verbunden sind.
Figur 1B (Fig. 1B) zeigt eine Explosionszeichnung in Form eines Querschnitts durch die einzelnen Elemente der Verbundscheibe 100. Gleichzeitig gibt Fig. 1B die wesentlichen Verfahrensmerkmale zur Herstellung der Verbundscheibe 100 wieder, wie unter Fig. 2 weiter ausgeführt wird.
Die Verbundscheibe 100 weist eine Größe von etwa 2 m2 auf und ist beispielsweise als Dachscheibe eines Personenkraftwagens vorgesehen, wobei die Außenscheibe 1 dafür vorgesehen ist, der äußeren Umgebung zugewandt zu sein, und die Innenscheibe 2 dafür vorgesehen ist, dem Fahrzeuginnenraum zugewandt zu sein. Die Außenscheibe 1 weist eine außenseitige Oberfläche I und eine innenraumseitige Oberfläche II auf. Die Innenscheibe 2 weist eine außenseitige Oberfläche III und eine innenraumseitige Oberfläche IV auf. Die außenseitige Oberfläche I und III sind in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt, die innenraumseitigen Oberflächen II und IV sind in Einbaulage dem Fahrzeuginnenraum zugewandt. Die innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe 1 und die außenseitige Oberfläche III der Innenscheibe 2 sind einander zugewandt. Die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 enthalten beispielsweise Natron-Kalk-Glas und weisen beispielsweise jeweils eine Dicke von 2,1 mm auf. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 enthält oder besteht aus Polyvinylbutyral (PVB) und weist beispielsweise eine Dicke von 0,76 mm auf. Es versteht sich, dass erfindungsgemäße Verbundscheiben 100 auch andere an den jeweiligen Einzelfall angepasste Dimensionen und insbesondere andere Schichtdicken für Außenscheibe 1, Innenscheibe 2 und thermoplastische Zwischenschicht 3 aufweisen können.
Auf der innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe 1 ist eine Sonnenschutzbeschichtung 4 angeordnet. Die Sonnenschutzbeschichtung 4 erstreckt sich beispielsweise über die gesamte Oberfläche II abzüglich eines umlaufenden rahmenförmigen beschichtungsfreien Bereichs mit einer Breite bS von beispielsweise 8 mm. Der beschichtungsfreie Bereich ist durch Verkleben mit der thermoplastischen Zwischenschicht 3 hermetisch versiegelt. Die Sonnenschutzbeschichtung 4 ist dadurch vorteilhaft vor Beschädigungen und Korrosion, die insbesondere vom Rand der Verbundscheibe 100 ausgeht, geschützt. Die Sonnenschutzbeschichtung 4 umfasst beispielsweise zumindest zwei funktionelle Schichten, welche zumindest Silber enthalten oder aus Silber bestehen und eine beispielhafte Schichtdicke von 5 nm bis 25 nm oder von 8 nm bis 20 nm aufweisen, wobei jede funktionelle Schicht zwischen zwei dielektrischen Schichten aus Siliziumnitrid mit einer Dicke von 40 nm bis 70 nm angeordnet ist.
Auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 ist eine Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung 5 angeordnet. Die Beschichtung 5 umfasst eine funktionelle ITO-Schicht mit einer Dicke von 60 nm bis 150 nm. Die Beschichtung 5 umfasst außerdem weitere dielektrische Schichten ober- und unterhalb der funktionellen Schicht, insbesondere aus Al-dotiertem S1O2 und S13N4.
Die Sonnenschutzbeschichtung 4 führt zu einer verringerten Aufheizung des Fahrzeuginnenraums und der Innenscheibe 2 aufgrund der Reflexion von infraroter Strahlung. Die Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung 5 verringert einerseits die Abstrahlung von Wärmestrahlung durch die Verbundscheibe in den Fahrzeuginnenraum, insbesondere bei hohen Außentemperaturen. Die Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung 5 verringert andererseits die Abstrahlung von Wärmestrahlung aus dem Fahrzeuginnenraum bei niedrigen Außentemperaturen.
Des Weiteren ist im Randbereich der thermoplastischen Zwischenschicht 3 eine opake Schicht 6 auf der thermoplastischen Zwischenschicht 3 angeordnet und im Randbereich beispielsweise vollflächig aufgedruckt. Die opake Schicht 6 ist hier beispielsweise schwarz und weist beispielsweise eine Dicke von 12 pm auf. Die opake Schicht 6 bedeckt einen Randbereich mit einer Breite bO von beispielsweise 25 mm. Dadurch verdeckt die opake Schicht 6 in Durchsicht durch die laminierte Verbundscheibe 100 von der Innenseite aus den beschichtungsfreien Randbereich der Sonnenschutzbeschichtung 4. Gleichzeitig verdeckt die opake Schicht 6 eine etwaige Kleberaupe oder Abschnitte eines Rahmens, wie der Karosserie eines Fahrzeugs, wenn die Verbundscheibe 100 in ein Fahrzeug oder in eine Gebäudeverglasung angeordnet ist. Durch die Anordnung der opaken Schicht 6 unterhalb des von der Sonnenschutzbeschichtungs-freien Randbereichs ist dieser bei Blick auf die Außenscheibe 1 zwar sichtbar, durch die schwarze Hinterlegung durch die opake Schicht 6 aber kaum zu erkennen.
Es versteht sich, dass weitere, hier nicht dargestellte, opake Schichtbereiche auf der thermoplastischen Zwischenschicht 3 angeordnet sein können und dadurch beispielsweise die Umrandung eines beschichtungsfreien Sensorfensters verdecken können. Alternativ kann die opake Schicht 6 Zuleitungen, Anschlüsse oder Übergänge von funktionellen Elementen innerhalb der Verbundscheibe 100 und insbesondere innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht 3, verdecken. Das funktionelle Element kann beispielsweise eine PDLC-Folie sein, die zwischen zwei Einzellagen der thermoplastischen Zwischenschicht 3 angeordnet ist.
Es versteht sich, dass einer derartige opake Schicht 6 auch auf der der Innenscheibe 2 zugewandten Oberfläche der thermoplastischen Zwischenschicht 3, und/oder zwischen zwei Einzelfolien 3.1 , 3.2 einer thermoplastischen Zwischenschicht 3 angeordnet sein kann.
Figur 2 (Fig. 2) zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt S 1 : eine Sonnenschutzbeschichtung 4 auf eine innenraumseitige Oberfläche II einer Außenscheibe 1 angeordnet, wobei die Sonnenschutzbeschichtung 4 im Wesentlichen Strahlen außerhalb des sichtbaren Spektrums der Sonnenstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlen, reflektiert oder absorbiert (Es entsteht die in Fig. 1 B mit S1.1 bezeichnete Einheit.); eine opake Schicht 6 zumindest abschnittsweise auf eine thermoplastische Zwischenschicht 3 aufgedruckt (Es entsteht die in Fig. 1 B mit S1.2 bezeichnete Einheit.); und eine Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung 5 auf einer innenraumseitigen Oberfläche IV einer Innenscheibe 2 angeordnet wird (Es entsteht die in Fig. 1 B mit S1.3 bezeichnete Einheit.).
Es versteht sich, dass die Unterschritte, die zu den Einheiten S1.1 , S1.2 und S1.3 führen in jeder beliebigen Reihenfolge oder zeitgleich durchgeführt werden können.
Des Weiteren wird in einen zweiten Verfahrensschritt S2 eine Stapelfolge aus Außenscheibe 1 (mit Sonnenschutzbeschichtung 4), der thermoplastischen Zwischenschicht 3 (mit aufgedruckter opaker Schicht 6) und Innenscheibe 2 (mit Wärmestrahlen reflektierender Beschichtung 5) erstellt. Dabei tritt die Sonnenschutzbeschichtung 4 auf der innenseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 in unmittelbaren Kontakt mit der bedruckten Oberfläche der thermoplastischen Zwischenschicht 3 und die unbedruckte Seite der thermoplastischen Zwischenschicht 3 tritt in unmittelbaren Kontakt mit außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2, also mit der der Wärmestrahlen reflektierenden Beschichtung 5 abgewandten Seite der Innenscheibe 2. Die Einheiten S1.1 , S1.2 und S1. 3 werden daher beispielsweise in der in Figur 1 B dargestellten Stapelfolge zusammengefügt.
Des Weiteren wird in einen dritten Verfahrensschritt S3, die Stapelfolge zu einer Verbundscheibe 100 laminiert.
Figur 3 (Fig. 3) zeigt einen Querschnitt durch eine alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Der Aufbau der Verbundscheibe 100 und insbesondere die Außenscheibe 1 mit Sonnenschutzbeschichtung 4, die Innenscheibe 2 mit Wärmestrahlen reflektierender Beschichtung 5 und die thermoplastische Zwischenschicht 3 mit opaker Schicht 6 entsprechen im Wesentlichen dem Aufbau aus Figur 1A, so dass im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird.
Im dargestellten Beispiel besteht die thermoplastische Zwischenschicht 3 beispielsweise aus zwei Einzelfolien 3.1 , 3.2 aus PVB. Die Einzelfolie 3.1 weist eine Dicke von beispielsweise 50 pm auf, die Einzelfolie 3.2 eine Dicke von beispielsweise 0,76 mm. Die opake Schicht 6 wurde auf eine Oberfläche der Einzelfolie 3.1 aufgedruckt. Anschließend wurde die Einzelfolie 3.2 auf der bedruckten Seite der Einzelfolie 3.1 angeordnet, so dass sich die opake Schicht 6 fest im Innern der thermoplastischen Zwischenschicht 3 befindet. Nach der Lamination ist die opake Schicht 6 fest in die thermoplastische Zwischenschicht 3 eingebettet.
Des Weiteren entspricht die Breite bS des beschichtungsfreien Randbereichs der Sonnenschutzbeschichtung 4 der Breite bO des von der opaken Schicht 6 bedruckten Randbereichs und beträgt beispielsweise 10 mm. Dadurch ist der Übergang zwischen Sonnenschutzbeschichtung 4 und beschichtungsfreien Randbereich besonders gut kaschiert und optisch unauffällig.
Es versteht sich, dass eine derartige opake Schicht 6 auch auf der der Außenscheibe 1 zugewandten Oberfläche der thermoplastischen Zwischenschicht 3, und/oder der der Innenscheibe 2 zugewandten Oberfläche der thermoplastischen Zwischenschicht 3 angeordnet sein kann.
Figur 4 (Fig. 4) zeigt einen Querschnitt durch eine weitere alternative Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Der Aufbau der Verbundscheibe 100 und insbesondere die Außenscheibe 1 mit Sonnenschutzbeschichtung 4, die Innenscheibe 2 mit Low-E-Beschichtung 5 und die thermoplastische Zwischenschicht 3 mit opaker Schicht 6 entsprechen im Wesentlichen dem Aufbau aus Figur 1A, so dass im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird.
In diesem Beispiel wurde die opake Schicht 6 auf die der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 zugewandten Seite angeordnet. Des Weiteren besteht die opake Schicht 6 aus einem vollständig bedruckten Schichtbereich, der am äußersten Rand der thermoplastischen Zwischenschicht 3 beginnt und in einen unterbrochenen Bereich der opaken Schicht 6 nach innen übergeht. Die opake Schicht 6 weist im unterbrochenen Bereich beispielsweise ein Punktraster auf. Der unterbrochene Bereich mit dem Punktraster ist in Durchsicht durch die Verbundscheibe 100 deckungsgleich mit dem Übergang zwischen Sonnenschutzbeschichtung 4 und sonnenschutzbeschichtungsfreien Randbereich angeordnet. Wie Untersuchungen der Erfinder ergaben, ist der Übergang zwischen der Sonnenschutzbeschichtung 4 und dem beschichtungsfreien Randbereich optisch kaum zu erkennen, wodurch ein sehr ästhetischer Eindruck erzeugt wird.
Es versteht sich, dass einer derartige opake Schicht 6 auch auf der der Außenscheibe 1 zugewandten Oberfläche der thermoplastischen Zwischenschicht 3, und/oder zwischen zwei Einzelfolien 3.1, 3.2 der thermoplastischen Zwischenschicht 3 angeordnet sein kann.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe und das erfindungsgemäße Verfahren haben deutliche Vorteile gegenüber einem Abdeckdruck nach dem Stand der Technik der unmittelbar auf eine Glasoberfläche aufgetragen wird, da dort bei höheren Temperaturen eingebrannt wird und der Abdeckdruck einen Glas-artigen Überzug oder ein Emaille bildet.
Wie eingangs geschildert, ist diese Form des Aufbringens des Abdeckdrucks auf eine Glasscheibe bei oberflächenbeschichteten Gläsern schwierig oder nicht möglich. Neben Haftungsproblemen in der Verbundscheibe, kann es zu unerwünschten Verfärbungen oder Defekten im Abdeckdruck oder in den Beschichtungen kommen. Dies gilt insbesondere für einen Abdeckdruck nach dem Stand der Technik, der auf eine Sonnenschutzbeschichtung und insbesondere eine Silber-basierte Sonnenschutzbeschichtung aufgebracht und eingebrannt wird. Alternativ wäre es möglich einen Abdeckdruck nach dem Stand der Technik, beispielsweise auf die außenseitige Oberfläche III einer Innenscheibe 2 anzuordnen und einzubrennen, wenn sich die Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung 5 auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 befindet. Dies hat allerdings den Nachteil, das bei der Produktion die beiden Seiten der Innenscheibe 2 bearbeitet werden müssen, also die Scheibe aufwendig behandelt und/oder gedreht werden muss. D.h. es kommt zu einem erhöhten Aufwand und somit zu erhöhten Kosten.
Alle diese Nachteile, die sich bei einem Abdeckdruck nach dem Stand der Technik ergeben, werden durch die erfindungsgemäße Entkopplung der opaken Schicht 6 von der Außenscheibe 1 (mit Sonnenschutzbeschichtung 4) und der Innenscheibe 2 mit Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung 5 erfolgreich gelöst und vermieden.
Bezugszeichenliste:
1 Außenscheibe
2 Innenscheibe
3 thermoplastische Zwischenschicht 3.1 ,3.2 Einzelfolie
4 Sonnenschutzbeschichtung
5 Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung / Low-E-Beschichtung
6 opake Schicht/Abdeckdruck bS Breite des beschichtungsfreien Randbereichs der
Sonnenschutzbeschichtung 4 bO Breite des mit der opaken Schicht 6 bedruckten Randbereichs Rz Rauigkeit S1.1 , S1.2, S1.3 Einheit S 1 , S2, S3 Verfahrensschritt
I außenseitige Oberfläche (Außenfläche) der Außenscheibe 1
II innenraumseitige Oberfläche (Innenfläche) der Außenscheibe 1
III außenseitige Oberfläche (Außenfläche) der Innenscheibe 2
IV innenraumseitige Oberfläche (Innenfläche) der Innenscheibe 2

Claims

Patentansprüche
1. Verbundscheibe (100), mindestens umfassend eine laminierte Stapelfolge aus einer Außenscheibe (1) mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II), einer Innenscheibe (2) mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV), und mindestens einer thermoplastischen Zwischenschicht (3), welche die innenraumseitige Oberfläche (II) der Außenscheibe (1) mit der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) verbindet, wobei eine Sonnenschutzbeschichtung (4) direkt auf die innenraumseitige Oberfläche (II) der Außenscheibe (1) aufgebracht ist, welche im Wesentlichen Strahlen außerhalb des sichtbaren Spektrums der Sonnenstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlen, reflektiert oder absorbiert, eine Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung (5) direkt auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) aufgebracht ist, und die thermoplastische Zwischenschicht (3) in mindestens einem Bereich eine opake Schicht (6), insbesondere eine auf die thermoplastische Zwischenschicht (3) aufgedruckte opake Schicht (6), aufweist.
2. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1, wobei die Sonnenschutzbeschichtung (4) ein Schichtsystem mit mindestens einer zwischen dielektrischen Oxid- oder Nitridschichten eingebetteten Metallschicht, insbesondere mindestens einer metallischen Silberschicht, umfasst.
3. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung (5) ein transparentes leitfähiges Oxid enthält, bevorzugt Indiumzinnoxid, mit Antimon oder Fluor dotiertes Zinnoxid und/oder mit Aluminium dotierte Zinkoxid (ZnO:AI) und/oder Gallium dotiertes Zinkoxid (ZnO:Ga) enthält und besonders bevorzugt aus Indiumzinnoxid besteht.
4. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die thermoplastische Zwischenschicht (3) aus mindestens einer Polymerfolie gebildet ist, welche bevorzugt Polyvinylbutyral, Ethylenvinylacetat, Polyurethan und/oder Gemische davon und/oder Copolymere davon enthält und bevorzugt aus Polyvinylbutyral besteht.
5. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die thermoplastische Zwischenschicht (3) als mehrlagiger Folienverbund ausgebildet ist, mindestens umfassend eine erste Einzelfolie (3.1) mit einer Dicke von höchstens 50 pm und eine zweite Einzelfolie (3.2) mit einer Dicke von mehr als 50 pm, und bevorzugt die erste Einzelfolie (3.1) den opaken Aufdruck (6) aufweist und die opake Schicht (6) zwischen der ersten Einzelfolie (3.1) und der zweiten Einzelfolie (3.2) angeordnet ist.
6. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die thermoplastische Zwischenschicht (3) eine Polyvinylbutyralfolie ist und bevorzugt eine Oberflächenrauigkeit Rz von maximal 50 pm (Mikrometer), besonders bevorzugt von maximal 20 pm und insbesondere von maximal 10 pm aufweist.
7. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die
Außenscheibe (1) und/oder die Innenscheibe (2) aus Glas und/oder Polymeren, bevorzugt Kalk-Natron-Glas, Alkalialuminosilikatglas, Polycarbonat und/oder Polymethylmethacrylat, gebildet ist und bevorzugt die Außenscheibe (1) und/oder die Innenscheibe (2) eine Dicke von 0,5 mm bis 4 mm, besonders bevorzugt von 1,6 mm bis 2,1 mm aufweisen.
8. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die opake Schicht (6) Farbpigmente oder Farbstoffe enthält, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß, Eisenoxidpigmenten und Mischphasenoxidpigmenten und insbesondere kein Glas, keine Glasfritten und/oder keine glasbildenden Oxide enthält.
9. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die opake Schicht (6) eine Dicke von 5 pm bis 40 pm und bevorzugt von 5 pm bis 20 pm aufweist.
10. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die opake Schicht (6) in einem die Verbundscheibe (100) umlaufenden Randbereich, bevorzugt einem Randstreifen mit konstanter Breite bO, angeordnet ist.
11. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 10, wobei eine Breite bO des Randbereichs der opaken Schicht (6) größer oder gleich einer Breite bS eines beschichtungsfreien Randbereichs der Sonnenschutzbeschichtung (4) beträgt und/oder der Randbereich der opaken Schicht (6) den beschichtungsfreien Randbereich der Sonnenschutzbeschichtung (4) in Durchsichtsrichtung durch die Verbundscheibe (100) vollständig überdeckt.
12. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei zwischen der thermoplastischen Zwischenschicht (3) mindestens zwei Einzelfolien (3.1, 3.2) enthält oder daraus besteht und ein elektrisches Funktionselement, bevorzugt ein Display, eine Sensoranordnung, eine Kamera und/oder ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften zwischen den Einzelfolien (3.1,3.2) eingelagert ist, insbesondere ein PDLC- Element oder ein SPD-Element.
13. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Verbundscheibe (100) mindestens ein Sensorfenster für einen optischen Sensor, bevorzugt eine Sonnenschutzbeschichtungs-freies Sensorfenster aufweist und die opake Schicht (6) in einem das Sensorfenster umgebenden Bereich angeordnet ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100), wobei zumindest in einem ersten Schritt (S 1 ) : eine Sonnenschutzbeschichtung (4) auf eine innenraumseitige Oberfläche (II) einer Außenscheibe (1) angeordnet wird, wobei die Sonnenschutzbeschichtung (4) im Wesentlichen Strahlen außerhalb des sichtbaren Spektrums der Sonnenstrahlung, insbesondere Infrarotstrahlen, reflektiert oder absorbiert, und eine Wärmestrahlen reflektierende Beschichtung (5) auf einer innenraumseitigen Oberfläche (IV) einer Innenscheibe (2) angeordnet wird und eine opake Schicht (6) zumindest abschnittsweise auf eine thermoplastische Zwischenschicht (3) aufgedruckt wird; in einem zweiten Schritt (S2): eine Stapelfolge aus Außenscheibe (1), thermoplastischer Zwischenschicht (3) und Innenscheibe (2) erstellt wird; und in einem dritten Schritt (S3): die Stapelfolge zu einer Verbundscheibe (100) laminiert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der erste Schritt (Sl) zumindest das Bereitstellen einer thermoplastischen Zwischenschicht (3), das Aufträgen einer wasser- oder lösungsmittelbasierten Farbpigmente oder Farbstoffe enthaltenden Zusammensetzung auf die thermoplastische Zwischenschicht (3) in mindestens einem Bereich und das Trocknen der aufgetragenen Zusammensetzung umfasst.
16. Verwendung der Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Verglasung eines Fahrzeugs zu Wasser, zu Lande oder in der Luft, bevorzugt als Dachscheibe eines Fahrzeugs und insbesondere eines Kraftfahrzeugs oder als Gebäudeverglasung.
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