EP4353050A1 - Scheibe mit muster-förmiger funktionsbeschichtung - Google Patents

Scheibe mit muster-förmiger funktionsbeschichtung

Info

Publication number
EP4353050A1
EP4353050A1 EP22733898.5A EP22733898A EP4353050A1 EP 4353050 A1 EP4353050 A1 EP 4353050A1 EP 22733898 A EP22733898 A EP 22733898A EP 4353050 A1 EP4353050 A1 EP 4353050A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrically conductive
areas
conductive coating
pane
glass pane
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
EP22733898.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jefferson DO ROSARIO
Stephan GILLESSEN
Lisa SCHMADTKE
Dennis Lange
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 EP4353050A1 publication Critical patent/EP4353050A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • 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
    • 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
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/003—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using serpentine layout
    • 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
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/005—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using multiple resistive elements or resistive zones isolated from each other
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a pane with a pattern-shaped functional coating.
  • the present invention relates to the pane with a pattern-shaped functional coating and its use.
  • Glazing in buildings and vehicles is increasingly being provided with large, electrically conductive layers that are transparent to visible light and that have to fulfill certain functions. These layers are commonly referred to as functional layers. For example, high demands are placed on glazing with regard to its heat-insulating properties for reasons of energy saving and comfort. So it is desirable to avoid a high heat input through solar radiation, which leads to excessive heating of the interior and in turn results in high energy costs for the necessary air conditioning.
  • a low-E layer reflects a significant part of the incoming solar radiation, especially in the infrared range, which leads to reduced heating of the interior in summer.
  • the Low-E layer also reduces the emission of long-wave thermal radiation from a heated pane into the interior when the Low-E layer is applied to the surface of a pane facing the interior. In winter, when outside temperatures are low, the heat from the interior is prevented from radiating to the outside environment.
  • Another application of functional layers aims to keep the field of vision of a vehicle window free of ice and fog.
  • Electrical heating layers are known which, by applying an electrical voltage, bring about targeted heating of the vehicle window or partial areas of the vehicle window (see, for example, WO 2010/043598 A1).
  • the functional layer can also only be desired in a partial area of the pane.
  • a heating function may only be required in the area of a windshield in which the windshield wipers are in the rest position.
  • EP 3076753 A1 discloses an electrically conductive functional coating which is applied in areas to a laminated pane and which is contacted with busbars and a method for producing it. If a voltage is applied to the bus bars, a heating current flows through the functional coating. The functional coating is partially decoated, creating a pattern of coated and decoated areas. The electrical resistance between the busbars results from the special dimensions of the sample, so that the heating power can be better adjusted.
  • the object of the present invention is to provide an improved method for producing a pane with a functional coating applied in certain areas.
  • the production should be able to do without the step of laser processing of the coating.
  • the object of the present invention is achieved according to the invention by a method for producing a pane with a functional coating that has been decoated in some areas.
  • Preferred embodiments emerge from the dependent claims.
  • the invention relates to a method for producing a disk.
  • the process is divided into several process steps below.
  • a glass pane with an outer surface and an inner surface is provided.
  • the outer surface or the inner surface have an electrically conductive coating at least in regions.
  • a printed layer is applied to at least two linear areas of the electrically conductive coating.
  • the print layer is baked, the electrically conductive coating located under the print layer being decomposed and an opaque, linear print area arising from each linear area with the print layer.
  • the result of this is that there is at least one print-free area with the electrically conductive coating between the at least two line-shaped print areas.
  • the at least one pressure-free area forms a heating current path that runs between a first connection area and a second connection area.
  • the at least two opaque, linear print areas are designed in such a way that the heating current path is longer than the direct connection between the first and the second connection area.
  • the process steps are preferably carried out in the order mentioned.
  • the electrically conductive coating is preferably transparent.
  • the print layer and the at least 2 linear print areas are opaque and have an increased electrical resistance compared to the electrically conductive coating.
  • the electrical resistance of the print areas is preferably at least 10 times as high, more preferably at least 100 times as high and in particular at least 1000 times as high as the print-free areas.
  • “electrically conductive coating located under the printed layer decomposed” means the electrical coating that is in material contact with the printed layer.
  • the decomposition of the electrically conductive coating means that at least 80%, preferably at least 90%, and in particular completely, of the electrically conductive coating is destroyed by the printed layer.
  • the print-free area can include the entire electrically conductive coating; however, it is also possible for sections of the electrically conductive coating to be arranged outside of the pressure-free areas on the glass pane.
  • “transparent” means that the overall transmission of the laminated pane corresponds to the legal provisions for windshields and preferably has a permeability of more than 50% and in particular more than 60%, for example more than 70%, for visible light.
  • “opaque” means a light transmission of less than 10%, preferably less than 5% and in particular 0%.
  • the electrically conductive coating can extend over the entire outer surface or inner surface of the glass pane.
  • the electrically conductive coating extends preferably over at least 50%, more preferably over at least 70% and most preferably over at least 90% of the inner surface or the outer surface of the glass sheet.
  • the electrically conductive coating can be applied spatially directly to the glass pane. However, it is also possible for other layers to be arranged between the glass pane and the electrically conductive coating, such as a black print, for example.
  • the at least one pressure-free area can be electrically contacted via the first electrical connection area and the second connection area. If an electrical current flows through the pressure-free area, a heating current is generated that heats the area.
  • the length of the heating current path can be adjusted according to the requirements of the pane produced.
  • An extension of the heating current path causes a reduction in the heating power while the electrical voltage remains the same.
  • the heating power is calculated using the formula:
  • P is the heat output [W nr 2 ]
  • R is the surface resistance [W sq- 1]
  • U is the voltage [V]
  • D is the distance [m] between the first and the second connection areas.
  • the at least two linear areas that are coated with the electrically conductive coating, to which the print layer is applied, preferably run essentially next to each other with respect to their direction of extension.
  • the linear areas of the electrically conductive coating run essentially parallel.
  • the at least one print-free area is designed in the form of a strip.
  • “essentially next to one another” means that the line-shaped areas lie next to one another in their course.
  • “Essentially parallel” in the context of the invention means that the linear areas are identical in their shape or extent and run symmetrically one above the other or next to one another.
  • the at least two line-shaped print areas can be connected to one another at the beginning and/or end of a line, so that, for example, a type of frame is formed from the at least two line-shaped print areas.
  • the “width” of an element is understood to be the dimension perpendicular to its extent.
  • the “length” of an element is understood to mean the dimension parallel to its extent.
  • the printed layer can be applied to n linear regions of the electrically conductive coating.
  • n is a natural number and is preferably greater than 2.
  • the number n is preferably greater than 10, particularly preferably greater than 30 and in particular greater than 100.
  • From the n linear regions which are covered with the printed layer correspondingly n linear printed regions result after method step (C).
  • the non-printed areas are electrically isolated from the rest of the electrically conductive coating.
  • the increase in the line-shaped pressure areas and pressure-free areas in between also makes it possible for a larger area to be heated homogeneously and according to the requirements.
  • it is particularly useful in areas of the pane that are usually covered by an opaque or semi-opaque black print when installed in a vehicle e.g. the area of a windshield or rear window that is intended as a resting position for windshield wipers.
  • the at least two linear areas of the electrically conductive coating to which the print layer is applied are sinusoidal, meandering or zigzag-shaped or a combination thereof.
  • the line-shaped areas are preferably arranged parallel to one another, so that a zigzag pattern or a wavy pattern is produced.
  • the heating output can be controlled very well by selecting the amplitude.
  • the at least two linear areas of the electrically conductive coating to which the printed layer is applied can also be straight. In this case, the line-shaped areas are arranged diagonally on the glass pane.
  • (A2) the electrically conductive coating applied to the outer surface or the inner surface of the glass pane by means of cathode sputtering with the support of a magnetic field.
  • the electrically conductive coating can be applied to the entire outer surface or inner surface of the glass pane.
  • the electrically conductive coating is preferably applied over at least 50%, more preferably over at least 70% and most preferably over at least 90% of the outer surface or the inner surface of the glass pane.
  • the electrically conductive coating preferably has an IR-reflecting effect. Irrespective of an IR-reflecting effect of the heating coating, the coating can also be used to heat the laminated pane.
  • the coating can also be used to heat the laminated pane.
  • at least two outer busbars provided for connection to a voltage source are connected to the electrically conductive coating in such a way that a current path for a heating current is formed between the busbars.
  • the electrically conductive coating typically contains one or more, for example two, three or four, electrically conductive functional layers.
  • the functional layers preferably contain at least one metal, for example silver, gold, copper, nickel and/or chromium or a metal alloy.
  • the functional layers particularly preferably contain at least 90% by weight of the metal, in particular at least 99.9% by weight of the metal.
  • the functional layers can consist of the metal or the metal alloy.
  • the functional layers particularly preferably contain silver or an alloy containing silver.
  • Such functional layers have a particularly advantageous electrical conductivity combined with high transmission in the visible spectral range.
  • the thickness of a functional layer is preferably from 5 nm to 50 nm, particularly preferably from 8 nm to 25 nm. In this range for the thickness of the functional layer, an advantageously high transmission in the visible spectral range and a particularly advantageous electrical conductivity are achieved.
  • At least one dielectric layer is preferably arranged in each case between two adjacent functional layers of the coating.
  • a further dielectric layer is preferably arranged below the first and/or above the last functional layer.
  • a dielectric layer contains at least a single layer of a dielectric material, for example containing a nitride such as silicon nitride or an oxide such as aluminum oxide.
  • dielectric layers can also comprise a plurality of individual layers, for example individual layers of a dielectric material, smoothing layers, matching layers, blocking layers and/or antireflection layers.
  • the thickness of a dielectric layer is, for example, from 10 nm to 200 nm.
  • the electrically conductive coating has precisely three electrically conductive silver layers which are separated from one another by dielectric layers. This arrangement is particularly advantageous in terms of transmission and electrical conductivity.
  • This layer structure is generally obtained by a sequence of deposition operations carried out by a vacuum process such as magnetic field-assisted sputtering.
  • Suitable electrically conductive coatings preferably contain indium tin oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (SnO 2 :F) or aluminum-doped zinc oxide (ZnO:Al).
  • the functional layers preferably have a layer thickness of 8 nm to 25 nm, particularly preferably 13 nm to 19 nm. This is particularly advantageous with regard to transparency, color neutrality and surface resistance of the electrically conductive coating.
  • the ITO layer is particularly suitable due to its high resistance to corrosion.
  • the electrically conductive coating is a layer or a layer structure of several individual layers with a total thickness of less than or equal to 2 ⁇ m, particularly preferably less than or equal to 1 ⁇ m.
  • the total layer thickness of the electrically conductive coating is preferably from 40 nm to 80 nm, particularly preferably from 45 nm to 60 nm. In this range for the total thickness of all the electrically conductive coating is typical for vehicle windows, especially windshield distances D between two bus bars and one Operating voltage U in the range of 12 V to 15 V advantageously achieves a sufficiently high heating power P and at the same time a sufficiently high transmission.
  • the electrically conductive coating in this area has particularly good reflective properties for the infrared range for the total thickness of all electrically conductive layers. If the total layer thickness of all electrically conductive layers is too low, the surface resistance R is too high and the heating power P is too low, as well as reduced reflective properties for the infrared range. If the total layer thickness of all electrically conductive layers is too great, the transmission through the pane is reduced too much, so that the transmission requirements for vehicle panes are not met.
  • the electrically conductive coating of the composite pane according to the invention preferably has a surface resistance of less than or equal to 2 ohms/square, particularly preferably from 0.4 ohms/square to 1.5 ohms/square, very particularly preferably from 0.5 ohms/square to 0. 95 ohms/square, for example about 0.9 ohms/square.
  • the electrically conductive coating has particularly good reflective properties for the infrared range in this area for the surface resistance.
  • a first busbar can be arranged on all of the first connection areas and a second busbar can be arranged on all of the second connection areas.
  • the first and second bus bars are intended to be connected to a voltage source.
  • the first and second busbars are electrically connected to all of the first and all of the second terminal portions, respectively. If there are several pressure-free areas, each with a first connection area and a second connection area, the first busbar is preferably electrically connected to all (i.e. all) of the first connection areas of the pressure-free areas and the second busbar is preferably connected to all (i.e all) second connection areas of the pressure-free areas electrically connected.
  • the busbars are preferably also in physical contact with the connection areas of the pressure-free areas.
  • the first and the second bus bar are connected to the first and the second connection area of the pressure-free coating in such a way that a heating current can flow through the pressure-free area.
  • the first and second busbars are preferably insulated by an electrically insulating layer from the electrically conductive coating outside of pressure-free areas.
  • the insulating layer is preferably a polyimide-based polymeric coating.
  • the first and/or the second bus bar can be printed or burnt onto the connection areas.
  • the printed busbars preferably contain at least one metal, a metal alloy, a metal compound and/or carbon, particularly preferably a noble metal and in particular silver.
  • the printing paste preferably contains metallic particles, metal particles and/or carbon and, in particular, noble metal particles such as silver particles.
  • the electrical conductivity is preferably achieved by the electrically conductive particles.
  • the particles can be in an organic and/or inorganic matrix such as pastes or inks, preferably as a printing paste with glass frits.
  • the layer thickness of the printed first and/or second busbar is preferably from 5 ⁇ m to 40 ⁇ m, particularly preferably from 8 ⁇ m to 20 ⁇ m and very particularly preferably from 8 ⁇ m to 12 ⁇ m.
  • Printed busbars with these thicknesses are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
  • the width of the first and/or second busbar is preferably from 2 mm to 30 mm, particularly preferably from 4 mm to 20 mm and in particular from 10 mm to 20 mm. Thinner busbars lead to an excessively high electrical resistance and thus to excessive heating of the busbar during operation. Furthermore, thinner bus bars are difficult to produce by printing techniques such as screen printing. Thicker busbars require an undesirably high use of material. For a busbar, which is typically in the form of a strip, the longer of its dimensions is referred to as the length and the shorter of its dimensions is referred to as the width.
  • the specific resistance p a of the first and/or the second busbar is preferably from 0.8 pOhmvcm to 7.0 pOhmvcm and particularly preferably from 1.0 pOhmvcm to 2.5 pOhmvcm. Busbars with specific resistances in this range are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
  • the first and/or the second busbar can simply be placed on the first and the second connection area.
  • the first and/or the second bus bar can be designed as a strip of an electrically conductive film.
  • the bus bar then contains, for example, at least aluminum, copper, tinned copper, gold, silver, zinc, tungsten and/or tin or alloys thereof.
  • the strip preferably has a thickness of 10 ⁇ m to 500 ⁇ m, particularly preferably 30 ⁇ m to 300 ⁇ m. Busbars made of electrically conductive foils with these thicknesses are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
  • the strip can be electrically conductively connected to the electrically conductive structure, for example via a soldering compound, via an electrically conductive adhesive or by direct application.
  • the first and the second bus bar are preferably electrically connected to a voltage source with one or more connecting lines.
  • the connecting lines can be in the form of film conductors (flat conductors, ribbon conductors).
  • the voltage source preferably provides an electrical voltage of 10 V to 500 V, particularly preferably 12 V to 100 V and in particular 12 V to 42 V.
  • the printing layer preferably contains at least one pigment and glass frits. It may contain other chemical compounds.
  • the glass frits are preferably melted on or on and the pressure layer is thereby preferably permanently connected (fused or sintered) to the outer surface or the inner surface of the glass pane.
  • the pigment provides the opacity of the print layer.
  • Such print layers are common in the automotive sector and are typically applied as enamel.
  • the printed layer is particularly preferably printed onto the outer surface or the inner surface of the glass pane, in particular using the screen printing method.
  • the print layer is printed through a fine-meshed fabric onto the glass pane.
  • the print layer is pressed through the fabric with a rubber squeegee, for example.
  • the fabric has areas which are permeable to the print layer next to areas which are impermeable to the print layer, resulting in the geometric shape of the print is determined.
  • the fabric thus acts as a template for the print.
  • the print layer contains at least the pigment and the glass frits suspended in a liquid phase (solvent), for example water or organic solvents such as alcohols.
  • the pigment is typically a black pigment, preferably carbon black, aniline black, bone black, iron oxide black, spinel black and/or graphite.
  • the baking of the printed layer in process step (C) preferably takes place at a temperature of 450.degree. C. to 700.degree. C., in particular from 550.degree. C. to 650.degree.
  • the opaque, line-shaped print areas produced by the firing of the print layer can be pre-fired (partially fired) or, preferably, completely fired. Pre-firing is a temperature treatment in which the liquid phase is expelled by evaporation and the glass frits are melted and thereupon form a certain bond with one another and with the outer surface or inner surface of the glass pane. If the at least 2 line-shaped print areas contain other chemical compounds, these typically already undergo reactions or other transformations, for example crystallization.
  • Pre-firing is therefore typically accompanied by a color change in the at least 2 line-shaped print areas, with the color after pre-firing already being able to correspond to the color of the finally burned-in one of the at least 2 opaque, line-shaped print areas.
  • the pigment remains in the glass matrix formed by the glass frits as at least 2 line-shaped print areas along with any other additives that are typically the product of chemical reactions during firing.
  • the final firing in which the final structure of the at least 2 linear pressure areas and the final connection to the outer surface or inner surface of the glass pane is produced, preferably takes place during the bending of the glass pane. As a result, one process step can be saved.
  • the covering print preferably has a thickness of from 5 ⁇ m to 50 ⁇ m, particularly preferably from 8 ⁇ m to 25 ⁇ m. Firing of the print layer may include pre-firing and finish-firing, or both.
  • the decomposing properties in relation to the transparent coating of the printing layer can be achieved through a suitable choice of glass frits. They are preferably formed on the basis of bismuth zinc borate. In order to achieve the decomposing properties, the bismuth content and/or the boron content is preferably higher than in conventional glass frits. If something is formed "on the basis" of a material, then it exists mostly made of this material, in particular essentially made of this material in addition to any impurities or dopings.
  • the decomposing pressure layer known from WO2014133929 can also be used.
  • the pane which is produced by the method according to the invention can be part of a windshield or a rear window.
  • the pane is intended to separate an interior space from an exterior environment.
  • the glass pane preferably has a peripheral side edge.
  • the peripheral side edge includes a top edge and a bottom edge.
  • the peripheral side edge, the top edge and the bottom edge of the glass pane are also the peripheral side edge, the top edge and the bottom edge of the pane.
  • the upper edge of the disc is intended to be arranged in the installed position in the upper region, while the opposite lower edge is intended to be arranged in the installed position in the lower region.
  • the electrically conductive coating is preferably not arranged in a surrounding, peripheral edge area of the glass pane.
  • This encircling, peripheral edge area preferably borders directly on the encircling side edge and preferably has a width of 1 cm or less.
  • the uncoated area serves as electrical insulation between the electrically conductive coating and the vehicle body.
  • the at least 2 linear areas are located in an edge area of the glass pane and the edge area is arranged in a strip-like manner along a lower edge of the glass pane.
  • the edge area length is preferably from 10 cm to 100 cm and its width is preferably from 2 cm to 30 cm.
  • the edge area is preferably arranged at a distance of 1 cm to 30 cm, particularly preferably from 1 cm to 15 cm, from the lower edge.
  • the edge area is preferably the area which is provided as the resting position for the windshield wipers when the windshield is installed in a motor vehicle. Windshield wipers tend to ice up on the windshield in cold temperatures. The windscreen wipers can then no longer be moved from the rest position.
  • the at least one print-free area preferably has an average width of 500 ⁇ m to 5 mm, preferably from 600 ⁇ m to 2 mm and in particular from 700 ⁇ m to 1 mm.
  • the print-free area has a continuous width of 500 ⁇ m to 5 mm, preferably 600 ⁇ m to 2 mm and in particular 700 ⁇ m to 1 mm. This width has proven particularly effective in ensuring homogeneous heating.
  • the at least 2 linear print areas preferably have a width of 1 ⁇ m to 5 mm, preferably 10 ⁇ m to 2 mm and in particular 100 ⁇ m to 1 mm.
  • the print-free area is formed by the adjacent line-shaped print areas.
  • the at least two linear pressure areas can also fulfill an aesthetic purpose.
  • the opaque pressure areas can, for example, partially cover adhesive beads, which serve to glue the pane in place.
  • the print-free area is also arranged on an area of the glass pane coated with a black print. Combinations of these variants are also possible.
  • the glass pane has the electrically conductive coating on the outer surface.
  • a thermoplastic film is arranged, preferably congruently, on the outer surface of the glass pane.
  • a second glass pane is then arranged with one surface, preferably congruently, on the thermoplastic film, so that a stack of layers is formed.
  • the stack of layers is then laminated to form a composite pane.
  • the thermoplastic film becomes a thermoplastic intermediate layer.
  • the design of the pane as a composite pane makes it possible to use the pane as a windshield.
  • the electrically conductive coating and thus also the pressure-free areas as well as any other possible structures such as busbars and/or connecting lines are hermetically sealed by gluing to the thermoplastic intermediate layer and are thus protected from damage and corrosion.
  • the layer stack is laminated under the action of heat, vacuum and/or pressure, the individual layers being connected (laminated) to one another by at least one thermoplastic film.
  • Methods known per se can be used to produce a laminated pane. For example, 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.
  • Known vacuum bag or vacuum ring methods work, for example, at about 200 mbar and 130°C to 145°C.
  • the glass pane, the second glass pane and the thermoplastic film can also be pressed in a calender between at least one pair of rollers to form a composite pane.
  • Plants of this type are known for the production of laminated panes and normally have at least one heating tunnel in front of a pressing plant.
  • the temperature during the pressing process is, for example, from 40°C to 150°C.
  • Combinations of calender and autoclave processes have proven particularly useful in practice.
  • vacuum laminators can be used. These consist of one or more chambers that can be heated and evacuated, in which the outer pane and the inner pane can be 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 thermoplastic film contains or consists of at least one thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyurethane (PU) or copolymers or derivatives thereof, optionally in combination with polyethylene terephthalate (PET).
  • the thermoplastic film can also be, for example, polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resin, acrylate, fluorinated ethylene-propylene, polyvinyl fluoride and/or ethylene-tetrafluoroethylene, or a copolymer or mixture thereof.
  • the thermoplastic film is preferably designed as at least one thermoplastic composite film and contains or consists of polyvinyl butyral (PVB), particularly preferably polyvinyl butyral (PVB) and additives known to those skilled in the art, such as plasticizers.
  • the thermoplastic film preferably contains at least one plasticizer.
  • Plasticizers are chemical compounds that make plastics softer, more flexible, more supple and/or more elastic. They shift the thermoelastic range of plastics to lower temperatures so that the plastics have the desired more elastic properties in the operating temperature range.
  • Preferred plasticizers are carboxylic acid esters, especially low-volatility carboxylic acid esters, fats, oils, soft resins and camphor.
  • the thermoplastic film can be formed by a single film or by more than one film.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by one or more thermoplastic foils arranged one on top of the other, the thickness of the thermoplastic intermediate layer after lamination of the layer stack being preferably from 0.25 mm to 1 mm, typically 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the thermoplastic film can also be a functional thermoplastic film, in particular a film with acoustically damping properties, a film reflecting infrared radiation, a film absorbing infrared radiation and/or a film absorbing UV radiation.
  • the thermoplastic film can also be a band filter film that blocks out narrow bands of visible light.
  • the glass pane and the optional second glass pane preferably contain or consist of glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, alumino-silicate glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, Polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • the glass pane and the optional second glass pane can have other suitable coatings known per se, for example anti-reflection coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings or sun protection coatings or low-E coatings.
  • the thickness of the individual panes can vary widely and be adapted to the requirements of the individual case.
  • Discs with standard thicknesses of 0.5 mm to 5 mm and preferably 1.0 mm to 2.5 mm are preferably used.
  • the size of the discs can vary widely and depends on the use.
  • the glass pane and the optionally second glass pane can have a black print in some areas on the outer surface and/or the inner surface or the surface.
  • the black print preferably contains at least one pigment and glass frits. It may contain other chemical compounds. The glass frits can be melted or melted and the black print can be permanently connected (fused or melted) to the glass surface become more united ⁇ ).
  • the pigment provides the opacity of the black print.
  • the ink from which black print is formed contains at least the pigment and glass frits suspended in a liquid phase (solvent), for example water or organic solvents such as alcohols.
  • the pigment is typically a black pigment such as carbon black, aniline black, bone black, iron oxide black, spinel black and/or graphite.
  • the black print is preferably in the form of a frame and serves primarily as UV protection for the assembly adhesive on the windshield. The frame-like black print is often clearly enlarged towards the center of the pane in the area of the sensors.
  • the disk obtained by the method according to the invention can have any three-dimensional shape.
  • the glass pane and the optional second glass pane preferably have no shadow zones, so that they can be coated by cathode sputtering, for example.
  • the glass pane and the optionally second glass pane are flat or slightly or strongly curved in one direction or in several spatial directions.
  • the invention also relates to a pane produced or producible using the method according to the invention.
  • the invention further relates to a pane according to the invention, comprising: a glass pane with an outer surface and an inner surface, an electrically conductive coating which is arranged at least in regions on the outer surface or the inner surface of the glass pane, at least 2 linear pressure areas which are caused by local decomposition of the electrically conductive Coating are made and at least one pressure-free area with the electrically conductive coating.
  • the at least one pressure-free area is arranged between the at least two linear pressure areas, with a heating current path running between a first connection area and a second connection area of the pressure-free area through the pressure-free area.
  • the at least two linear pressure areas are designed in such a way that the heating current path is longer than the direct connection between the first and the second connection area.
  • the invention extends to the use of the pane according to the invention in means of transport for traffic on land, in the air or on water, in particular in motor vehicles, the pane being used, for example, as a windscreen, rear window, side windows and/or glass roof or as a component thereof can preferably be used as a windshield.
  • the pane according to the invention as a vehicle windshield or as a component thereof is preferred.
  • the pane according to the invention can also be used as a functional and/or decorative individual piece and as a built-in part in furniture, appliances and buildings.
  • FIG. 1 shows a plan view of an embodiment of a pane according to the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of a further embodiment of a pane according to the invention
  • FIG. 2a shows a section of a cross section through the pane according to the invention from FIG. 2,
  • FIG. 3 an enlargement of the pressure areas applied by the method according to the invention
  • FIG. 4 shows an embodiment of the method according to the invention for producing the pane according to the invention
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the method according to the invention
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the method according to the invention
  • FIG. 1 shows a plan view of an embodiment of a pane 100 according to the invention.
  • the glass 100 is formed in the shape of a rear glass in plan view.
  • the pane 100 comprises a glass pane 1 with an inner surface i, an upper edge V, a lower edge VI and a peripheral side edge VII.
  • the peripheral side edge VII thus includes the upper edge V, the lower edge VI and the left and right side edges.
  • the glass pane 1 is transparent and consists, for example, of soda-lime glass and has a thickness of approximately 2.1 mm.
  • a transparent, electrically conductive coating 2 is completely applied to the inner surface i of the glass pane 1 .
  • the edge area of the glass pane 1 (along the peripheral side edge VII) is not coated with the electrically conductive coating 2, this serves the electrical insulation between the electrically conductive coating 2 and the vehicle body.
  • the electrically conductive coating 2 is, for example, a coating that has thin layers of an electrically conductive material that contains indium tin oxide.
  • the electrically conductive coating 2 has a surface resistance of 1.0 ohm/square, for example.
  • a pattern 7 is arranged in an area near the bottom edge VI, and near the left and right side edges of the glass sheet 1.
  • the area in which the pattern 7 is arranged usually serves as the place where windshield wipers are arranged in their rest position.
  • the pattern 7 is, for example, 14 cm wide and 60 cm long and is designed in the manner of a strip in its extent.
  • the dimension of the pattern 7 perpendicular to the lower edge VI of the glass pane 1 is understood as “width”.
  • the dimension of the pattern 7 parallel to the lower edge VI of the glass pane 1 is accordingly understood as “length”.
  • the pattern 7 is created with the formation of line-shaped print areas 11 during the method according to the invention. As shown in FIG. 3, the pattern 7 thus results from darker print areas 11 and transparent print-free areas 10 coated with the electrically conductive coating 2 (see, for example, FIG. 3).
  • the pattern 7 is electrically and materially connected in an upper edge area and in a lower edge area of the pattern 7 to a first and a second bus bar 8.1, 8.2.
  • the first bus bar 8.1 is arranged along the upper edge area.
  • the second bus bar 8.2 is arranged along the lower edge area.
  • top edge area it is meant that the edge area is closer to the top edge V than the bottom edge VI.
  • lower edge area it is meant that the edge area is closer to the lower edge VI than to the upper edge V.
  • the first and second busbars 8.1, 8.2 contain silver particles, for example, and were applied using the screen printing process and then burned in.
  • the first and second busbars 8.1, 8.2 are in electrical contact with the non-printing areas 10 of the pattern 7 (see, for example, Figure 3). However, the first and the second bus bar 8.1, 8.2 are electrically insulated from the electrically conductive coating 2 outside the pattern 7 by an electrically insulating layer.
  • the insulating layer is, for example, a polyimide-based polymeric coating.
  • the first and the second bus bar 8.1, 8.2 have a constant thickness of in the example shown for example about 10 pm and a constant specific resistance of for example 2.3 pOhmvcm.
  • the first and the second bus bar 8.1, 8.2 are connected to a voltage source 9 via connecting lines 12.1, 12.2.
  • the connecting lines 12.1, 12.2 can be embodied as foil conductors known per se, which are electrically conductively connected to the first and second busbars 8.1, 8.2 via a contact surface, for example by means of a soldering compound or an electrically conductive adhesive.
  • the foil conductor contains, for example, a tinned copper foil with a width of 10 mm and a thickness of 0.3 mm.
  • the foil conductors can merge into connecting cables that are connected to the voltage source 9 .
  • the voltage source 9 provides, for example, an on-board voltage that is customary for motor vehicles, preferably from 12 V to 15 V and, for example, about 14 V. Alternatively, the voltage source 9 can also have higher voltages, for example from 35 V to 45 V and in particular 42 V.
  • first and the second bus bar 8.1, 8.2 and the connections as well as the connecting lines 12., 12.2 can be covered by opaque color layers known per se as a cover print (not shown here).
  • the pressure-free areas 10 of the pattern 7 are formed sinusoidally between the first and the second bus bar 8.1, 8.2 (shown for example in FIG. 3). However, the pressure-free areas 10 of the pattern 7 can also be designed, for example, in a zigzag or meandering shape.
  • an electrical voltage is applied to the first and second busbars 8.1, 8.2 the length of the current path between the busbars 8.1, 8.2 is increased compared to the direct, straight distance between the busbars 8.1, 8.2.
  • FIGS. 2 and 2a essentially corresponds to the variant from FIG. 1, so that only the differences are discussed here and otherwise reference is made to the description of FIG.
  • FIG. 2a shows a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 2.
  • the pane 100 comprises a second glass pane 6, which has an outer surface I and an inner surface II.
  • the glass pane 1 and the second glass pane 6 are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer 5 .
  • the thermoplastic intermediate layer 5 is arranged between the outer surface a, III of the first glass pane 1 and the inner surface II of the second glass pane 6 .
  • the second glass pane 6 consists, for example, of soda-lime glass, is transparent and has a thickness of 2.1 mm, for example.
  • the thermoplastic intermediate layer 5 is based on polyvinyl butyral, for example, and has a thickness of 0.5 mm.
  • the glass pane 1 is transparent and consists, for example, of soda-lime glass and has a thickness of approximately 1.6 mm.
  • the electrically conductive coating 2 is not applied to the inner surface i, IV of the glass pane 1, but to the outer surface a, III of the first glass pane 1.
  • the pattern 7 with the pressure-free areas 10 and the pressure areas 11 is also arranged correspondingly on the outer surface a, III of the first glass pane 1 .
  • the pattern 7 is visually recognizable when viewed through the pane 100 .
  • the pattern 7 has the same dimensions as described for FIG. 1 and is arranged on the outer surface a, III of the first glass pane 1 locally parallel to the arrangement on the inner surface i of the glass pane 1 as described in FIG.
  • the first and the second bus bar 8.1, 8.2 are in electrical and physical contact with the pressure-free areas 10, as described in FIG.
  • FIG. 3 shows an enlarged view of the pattern 7 from FIG. 1 or FIG. 2, which is electrically contacted via a first busbar 8.1 in the upper edge area and a second busbar 8.2 in the lower edge area.
  • the first busbar 8.1 is electrically connected to all of the first connection areas and the second busbar 8.2 is electrically connected to all of the second connection areas.
  • the connection areas mean the area of the pressure-free areas 10 which is provided for electrical contacting.
  • the pressure-free areas 10 are areas which are coated with the electrically conductive 2 .
  • the print areas 11 are areas which have been decoated by means of the baked print layer 3 .
  • Each pressure-free area 10 has a first connection area and a second connection area.
  • the pressure-free areas 10 and pressure areas 11 run in a sinusoidal manner from the first busbar 8.1 to the second busbar 8.2 (sine curves shown schematically).
  • the sinusoidal lines of the pressure-free areas 10 have an average width of 500 ⁇ m to 5 mm, for example. "Width” is understood to be the dimension of the coated areas perpendicular to their extension. Instead of the sinusoidal course of the pressure-free areas 10 and the pressure areas 11, a zigzag course or a meandering course would also be possible.
  • the print areas 11 decoated by the method according to the invention are electrically non-conductive.
  • the pressure areas 11 and the pressure-free areas 10 are arranged in alternating sinusoidal fashion. Due to the sinusoidal course of the pressure-free areas 10, the current path between the busbars 8.1, 8.2 is lengthened compared to the direct connection between the busbars 8.1, 8.2, which leads to a lower heating power due to the increased electrical resistance.
  • the current path can be lengthened or shortened by changing the amplitude of the sine wave curve, with which the heating power can be precisely adjusted.
  • FIGS. 4, 5 and 6 show the process steps of the method according to the invention for the production of various configurations of the disk 100, the initial stage, the product and the individual intermediate stages being represented by a vertical longitudinal section of the disk 100.
  • FIG. In a first method step A, the uncoated glass pane 1 is provided.
  • the glass pane 1 has an outer surface a, an inner surface i, a lower edge VI and an upper edge V. Viewed from above, the glass pane 1 has the same shape as that shown in FIG.
  • the glass pane 1 is transparent and consists, for example, of soda-lime glass and has a thickness of approximately 2.1 mm.
  • the electrically conductive coating 2 is applied to the inner surface i of the glass pane 1 over the entire surface.
  • the electrically conductive coating 2 could also be applied to the inner surface i of the glass pane 1 only in certain areas.
  • the electrically conductive coating 2 is applied, for example, by means of cathode deposition supported by a magnetic field and has thin layers of an electrically conductive material which contains indium tin oxide.
  • a printed layer 3 is applied in regions to the electrically conductive coating 2 by means of screen printing.
  • the printed layer 3 is applied near the lower edge VI in an area that is intended as the resting position for the windshield wipers in the finished windshield 100 (as shown, for example, in FIG. 1).
  • a pattern 7 is formed by the application of the printed layer 3, which pattern consists of sinusoidally running printed areas 11 covered with the printed layer 3 and sinusoidally running printed areas 10.
  • the printing layer 3 contains, for example, a pigment and glass frits.
  • the glass frits are formed, for example, on the basis of bismuth zinc borate.
  • the printed layer 3 has decomposing properties compared to the electrically conductive coating 2 .
  • a fourth method step D the print layer 3 is burned in, with the electrically conductive coating 2 underneath being decomposed and linear print areas 11 being formed.
  • the pattern 7 formed from this is described in more detail for FIG. 3, for example.
  • the line-shaped print areas 11 have no electrical conductivity and properties that do not reflect thermal radiation.
  • the pattern 7 is intended to be electrically connected to a first busbar 8.1 and a second busbar 8.2, so that a heating current can flow through the pattern 7 (as described and shown in Figure 1 and Figure 3, for example).
  • the first busbar 8.1 and the second busbar 8.2 are preferably connected to the pattern 7 in such a way that the current path between the busbars 8.1, 8.2 has the greatest possible length.
  • the uncomplicated decoating of the glass pane 1 means that no additional steps are required beforehand when coating the glass pane 1 in step B, or that the coated glass pane 1 has to be decoated in some areas, for example by means of laser ablation (laser vaporization).
  • a further process step for removing excess material after the decoating is also omitted, since the printed layer 3 is firmly connected to the glass pane 1 after firing.
  • FIG. 5 The method steps shown in FIG. 5 essentially correspond to the variant from FIG. 4, so that only the differences are discussed here and otherwise reference is made to the description of FIG.
  • FIG. 5 shows that a glass pane 1 is provided with a black print 4 applied to the inner surface i in the edge region.
  • the black print 4 borders on the lower edge VI of the glass pane 1.
  • the black print 4 consists, for example, of an electrically non-conductive material conventionally used for masking strips, for example a black-colored screen printing ink that is baked.
  • a second method step B the electrically conductive coating 2 is applied to the entire surface of the inner surface i of the glass pane 1 analogously to the second method step B from FIG.
  • the electrically conductive coating 2 is thus also applied to the area of the inner surface i of the glass pane 1 which is covered with the black print 4 .
  • a printed layer 3 is applied in regions to a section of the electrically conductive coating 2 by means of screen printing.
  • the section printed in some areas with the printed layer 3 is intended as the resting position for the windshield wipers in the finished windshield 100 (as shown, for example, in FIG. 1).
  • the printed layer 3 is applied spatially directly to the electrically conductive coating 2 .
  • the area of the rest position for the windscreen wipers is located entirely in the edge area of the glass pane 1, which is coated with the black print 4.
  • a fourth method step D the printed layer 3 is burned in analogously to the fourth method step D from FIG Pressure-free areas 10 arise (see, for example, Figure 3).
  • the line-shaped print areas 11 have no electrical conductivity and properties that do not reflect thermal radiation.
  • the non-printing areas 10 are coated with the electrically conductive coating 2 . Due to the black print 4 on the inner surface i of the glass pane 1, the pattern 7 is hardly or not at all visually perceptible to an observer.
  • a first busbar 8.1 and a second busbar 8.2 are printed onto an edge region of the pattern 7.
  • the busbars 8.1, 8.2 are intended to be connected to a voltage source 9.
  • the first busbar 8.1 and the second busbar 8.2 are arranged on the pattern 7 in such a way that the current path between the busbars 8.1, 8.2 and through the pattern 7 is as large as possible (as described and shown in FIG. 3, for example).
  • the first and the second bus bar 8.1, 8.2 contain silver particles, for example, and were applied using the screen printing process and then burned in.
  • the first and second bus bars 8.1, 8.2 are printed so that they are electrically insulated from the surrounding electrically heatable coating 2 minus the non-printing areas 10 within the pattern 7 (see, for example, Figure 3).
  • the first and the second bus bar 8.1, 8.2 are electrically insulated from the electrically conductive coating 2 outside the pattern 7, for example by an electrically insulating layer.
  • the insulating layer is, for example, a polyimide-based polymeric coating.
  • the first and second busbars 8.1, 8.2 have a constant thickness of, for example, approximately 10 ⁇ m and a constant specific resistance of, for example, 2.3 pOhmvcm.
  • FIG. 6 shows the method according to the invention for producing a pane 100 designed as a composite pane.
  • the pane 100 obtained by means of the method shown here is a windshield, for example, as shown in FIGS. 2 and 2a.
  • a first method step A the uncoated glass pane 1 is provided.
  • the glass pane 1 has an outer surface a, III, an inner surface i, IV, a lower edge VI and an upper edge V.
  • the glass pane 1 is transparent and consists, for example, of soda-lime glass and has a thickness of about 1.6 mm.
  • the electrically conductive coating 2 is applied completely to the outer surface a, III of the glass pane 1 minus an edge area of the glass pane 1 .
  • the area running along the peripheral side edge VII is the edge area of the glass pane 1.
  • the peripheral side edge VII includes the top edge V, the bottom edge VI and the left and right side edges of the glass pane 1.
  • the edge area of the glass pane 1 has a width of 10 mm, for example .
  • the “width” is understood to be the dimension of the edge region of the glass pane 1 perpendicular to the side edge VII of the glass pane 1.
  • the electrically conductive coating 2 is, for example, a transparent coating that reflects IR radiation.
  • the electrically conductive coating 2 has, for example, three electrically conductive silver layers which are separated from one another by dielectric layers.
  • a printed layer 3 is applied in regions to the electrically conductive coating 2 by means of screen printing.
  • the printed layer 3 is applied near the lower edge VI in an area that is intended as the resting position for the windshield wipers in the finished windshield 100 (as shown, for example, in FIG. 2).
  • a pattern 7 is formed by the application of the printed layer 3, which consists of sinusoidally running areas covered with the printed layer 3 and sinusoidally running pressure-free areas 10.
  • the printing layer 3 contains, for example, a pigment and glass frits.
  • the glass frits are formed, for example, on the basis of bismuth zinc borate.
  • the printed layer 3 has decomposing properties compared to the electrically conductive coating 2 .
  • a fourth method step D the printed layer 3 is burned in, with the electrically conductive coating 2 underneath being decomposed and linear printed areas 11 being produced, as described for example for FIG.
  • the line-shaped print areas 11 have no electrical conductivity and properties that do not reflect thermal radiation.
  • the pattern 7 is intended to be electrically connected to a first busbar 8.1 and a second busbar 8.2, so that a heating current can flow through the pressure-free areas 10 (as described and shown in FIG. 3, for example).
  • the first busbar 8.1 and the second busbar 8.2 are preferably connected to the pattern 7 in such a way that the current path between the busbars 8.1, 8.2 has the greatest possible length.
  • thermoplastic film 5 ′ is arranged over the entire surface on the uncoated inner surface i, IV of the glass pane 1 and the electrically conductive coating 2 .
  • the thermoplastic film 5' is based on polyvinyl butyral, for example.
  • a second glass pane 6 is arranged over the entire surface and congruently on the surface of the thermoplastic film 5' facing away from the glass pane 1, and the resulting layer stack is laminated to form the pane 100 according to the invention.
  • the thermoplastic intermediate layer 5 is formed from the thermoplastic film 5'.
  • the lamination is carried out, for example, using the autoclave method at an elevated pressure of about 10 bar to 15 bar and temperatures of 130° C. to 145° C. for about 2 hours.
  • the second glass pane 6 has an inner surface II facing the thermoplastic intermediate layer 5 and an outer surface I facing away from the thermoplastic intermediate layer 5 .
  • the second glass pane 6 is transparent and consists, for example, of soda-lime glass and has a thickness of approximately 2.1 mm.
  • the electrically conductive coating 2 is protected from corrosion by the arrangement between the first glass pane 1 and the second glass pane 6 .

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibe (100), wobei: (A) eine Glasscheibe (1) mit einer Außenfläche (a) und einer Innenfläche (i) bereitgestellt wird, deren Außenfläche (a) oder Innenfläche (i) zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige Beschichtung (2) aufweist,(B) eine Druckschicht (3) auf zumindest zwei linienförmigen Bereiche der elektrisch leitfähigen Beschichtung (2) aufgebracht wird, und (C) die Druckschicht (3) eingebrannt wird, wobei die unter der Druckschicht (3) befindliche elektrisch leitfähige Beschichtung (2) zersetzt wird und aus jedem linienförmigen Bereich mit der Druckschicht (3) ein opaker, linienförmiger Druckbereich (11) entsteht, wobei sich zwischen den mindestens zwei linienförmigen Druckbereichen (11) mindestens ein Druck-freier Bereich (10) mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung (2) befindet, wobei der mindestens eine Druck-freie Bereich (10) einen Heizstrompfad ausbildet, der zwischen einem ersten Anschlussbereich und einem zweiten Anschlussbereich verläuft, und wobei die mindestens zwei opaken, linienförmigen Druckbereiche (11) derart ausgebildet sind, dass der Heizstrompfad gegenüber der direkten Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussbereich verlängert ist.

Description

Scheibe mit Muster-förmiger Funktionsbeschichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibe mit einer Muster-förmigen Funktionsbeschichtung. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Scheibe mit einer Muster-förmigen Funktionsbeschichtung und deren Verwendung.
Verglasungen in Gebäuden und Fahrzeugen werden zunehmend mit großflächigen, elektrisch leitfähigen und für sichtbares Licht transparenten Schichten versehen, die bestimmte Funktionen zu erfüllen haben. Diese Schichten werden gemeinhin als Funktionsschichten bezeichnet. Beispielsweise werden aus Gründen der Energieeinsparung und des Komforts an Verglasungen hohe Anforderungen bezüglich ihrer wärmeisolierenden Eigenschaften gestellt. So ist es wünschenswert, einen hohen Wärmeeintrag durch Sonneneinstrahlung zu vermeiden, was zu einem übermäßigen Aufheizen des Innenraums führt und wiederum hohe Energiekosten für die notwendige Klimatisierung zur Folge hat.
Bekannt ist die Verwendung von Sonnenschutzbeschichtungen und die Verwendung von Wärmestrahlung reflektierenden Schichten (Low-E-Schichten). Eine Low-E-Schicht reflektiert einen erheblichen Teil der einfallenden Sonnenstrahlung, vor allem im Infrarotbereich, was im Sommer zu einer verringerten Erwärmung des Innenraums führt. Die Low-E-Schicht verringert außerdem die Aussendung von langwelliger Wärmestrahlung einer erwärmten Scheibe in den Innenraum hinein, wenn die Low-E-Schicht auf der dem Innenraum zugewandten Oberfläche einer Scheibe aufgebracht ist. Im Winter wird bei niedrigen Außentemperaturen die Abstrahlung der Wärme des Innenraums an die äußere Umgebung verhindert.
Eine andere Anwendung von Funktionsschichten zielt darauf ab, das Sichtfeld einer Fahrzeugscheibe frei von Eis und Beschlag zu halten. Bekannt sind elektrische Heizschichten, die durch Anlegen einer elektrischen Spannung eine gezielte Erwärmung der Fahrzeugscheibe oder Teilbereichen der Fahrzeugscheibe bewirken (siehe z.B. WO 2010/043598 A1).
Die Funktionsschicht kann auch nur in einem Teilbereich der Scheibe gewünscht sein. So kann beispielsweise eine Heizfunktion nur in dem Bereich einer Windschutzscheibe erforderlich sein, in der sich die Ruheposition der Scheibenwischer befindet. EP 3076753 A1 offenbart eine elektrisch leitfähige Funktionsbeschichtung, welche bereichsweise auf eine Verbundscheibe aufgebracht ist und welche mit Sammelleitern kontaktiert ist und ein Verfahren zu deren Herstellung. Wird eine Spannung an die Sammelleiter angelegt, fließt ein Heizstrom durch die Funktionsbeschichtung. Die Funktionsbeschichtung ist teilweise entschichtet, wodurch ein Muster aus beschichteten und entschichteten Bereichen entsteht. Der elektrische Wderstand zwischen den Sammelleitern ergibt sich aus den speziellen Maßen des Musters, sodass eine bessere Einsteilbarkeit der Heizkraft bewirkt werden kann.
Die Erzeugung teilweise entschichteter Scheiben stellt aber einen weiteren, relativ aufwändigen Verfahrensschritt dar, der die Herstellung der Scheibe verkompliziert und dadurch kostenintensiver gestaltet. Häufig ist nach der Beschichtung der Scheibe eine anschließende Laserbearbeitung zur teilweisen Entschichtung notwendig.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Scheibe mit einer bereichsweise aufgebrachten Funktionsbeschichtung bereitzustellen. Insbesondere soll die Herstellung ohne den Schritt einer Laserbearbeitung der Beschichtung auskommen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibe mit bereichsweise entschichteter Funktionsbeschichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibe. Das Verfahren wird im Folgenden in mehrere Verfahrensschritte unterteilt.
In einem ersten Verfahrensschritt (A) wird eine Glasscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche bereitgestellt. Die Außenfläche oder die Innenfläche weisen zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf.
In einem zweiten Verfahrensschritt (B) wird eine Druckschicht auf zumindest zwei linienförmigen Bereiche der elektrisch leitfähigen Beschichtung aufgebracht. In einem dritten Verfahrensschritt (C) wird die Druckschicht eingebrannt, wobei die unter der Druckschicht befindliche elektrisch leitfähige Beschichtung zersetzt wird und aus jedem linienförmigen Bereich mit der Druckschicht ein opaker, linienförmiger Druckbereich entsteht.
Daraus resultiert, dass sich zwischen den mindestens zwei linienförmigen Druckbereichen mindestens ein Druck-freier Bereich mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung befindet. Der mindestens eine Druck-freie Bereich bildet einen Heizstrompfad aus, der zwischen einem ersten Anschlussbereich und einem zweiten Anschlussbereich verläuft. Die mindestens zwei opaken, linienförmigen Druckbereiche sind dabei derart ausgebildet, dass der Heizstrompfad gegenüber der direkten Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussbereich verlängert ist.
Die Verfahrensschritte werden bevorzugt in der genannten Reihenfolge durchgeführt. Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist vorzugsweise transparent. Die Druckschicht und die mindestens 2 linienförmigen Druckbereiche sind opak und besitzen einen erhöhten elektrischen Widerstand im Vergleich zu der elektrisch leitfähigen Beschichtung. Der elektrische Wderstand der Druckbereiche ist bevorzugt mindestens 10 Mal so hoch, besonders bevorzugt mindestens 100 Mal so hoch und insbesondere mindestens 1000 Mal so hoch wie die Druck-freien Bereiche. Im Sinne der Erfindung ist mit „unter der Druckschicht befindliche elektrisch leitfähige Beschichtung zersetzt“ die elektrische Beschichtung gemeint, die in stofflichem Kontakt mit der Druckschicht ist. Mit der Zersetzung der elektrisch leitfähigen Beschichtung ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass die elektrisch leitfähige Beschichtung zu mindestens 80% vorzugsweise mindestens 90% und insbesondere vollständig durch die Druckschicht zerstört wird. Der Druck-freie Bereich kann die vollständige elektrisch leitfähige Beschichtung umfassen; es ist aber auch möglich, dass Abschnitte der elektrisch leitfähigen Beschichtung außerhalb der Druck-freien Bereiche auf der Glasscheibe angeordnet sind.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Verbundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen für Wndschutzscheiben entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 50% und insbesondere von mehr als 60%, beispielsweise mehr als 70%, aufweist. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 % und insbesondere 0%.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann sich über die gesamte Außenfläche oder Innenfläche der Glasscheibe erstrecken. Die elektrisch leitfähige Beschichtung erstreckt sich bevorzugt über mindestens 50%, besonders bevorzugt über mindestens 70% und ganz besonders bevorzugt über mindestens 90% der Innenfläche oder der Außenfläche der Glasscheibe. Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann räumlich direkt auf der Glasscheibe aufgebracht sein. Es ist aber auch möglich, dass andere Schichten zwischen der Glasscheibe und der elektrisch leitfähigen Beschichtung angeordnet sind, wie beispielsweise ein Schwarzdruck.
Der mindestens eine Druck-freie Bereich kann über den ersten elektrischen Anschlussbereich und den zweiten Anschlussbereich elektrisch kontaktiert werden. Fließt ein elektrischer Strom durch den Druck-freien Bereich wird ein Heizstrom ausgebildet, der den Bereich erwärmt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Länge des Heizstrompfades entsprechend der Anforderungen an die hergestellte Scheibe angepasst werden. Eine Verlängerung des Heizstrompfades bewirkt dabei eine Verringerung der Heizkraft bei gleichbleibender elektrischer Spannung. Die Berechnung der Heizkraft erfolgt dabei über die Formel:
U 2 P ~ R - D2
Wobei P die Heizleistung [W nr2], R den Flächenwiderstand [W sq- 1], U die Spannung [V] und D die Distanz [m] zwischen den ersten und den zweiten Anschlussbereichen angibt. Mit einer Erhöhung der Distanz D, also dem Heizstrompfad, sinkt die Heizleistung exponentiell. Das erfindungsgemäße Verfahren vereinfacht die bereichsweise Entschichtung, um die Heizleistung den Anforderungen an die Scheibe entsprechend einstellen zu können. Es ist durch das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise nicht notwendig, die elektrisch leitfähige Beschichtung durch gattungsgemäße Verfahren wie die Laserablation (Laserverdampfung) zu entschichten. Hierdurch können Kosten und Zeit im Herstellungsprozess eingespart werden.
Die mindestens zwei linienförmigen Bereiche, die mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung beschichtet sind, auf welche die Druckschicht aufgebracht wird, verlaufen vorzugsweise bezogen auf ihre Erstreckungsrichtung im Wesentlichen nebeneinander. Insbesondere verlaufen die linienförmigen Bereiche der elektrisch leitfähigen Beschichtung im Wesentlichen parallel. Nach der Auftragung der Druckschicht auf die linienförmigen Bereiche wird hierdurch der mindestens eine Druck-freie Bereich streifenartig ausgebildet. „Im Wesentlichen nebeneinander“ bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die linienförmigen Bereiche in ihrem Verlauf nebeneinanderliegen. „Im Wesentlichen parallel“ bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die linienförmigen Bereiche in ihrer Form bzw. Ausdehnung identisch sind und symmetrisch übereinander oder nebeneinander verlaufen. Durch den Verlauf nebeneinander oder bevorzugter Weise parallel kann eine homogenere Heizleistung erzielt werden, da die im späteren Verfahren resultierenden Druck-freien Bereiche eine genau definierte und vorzugsweise homogene Breite aufweisen. Die mindestens zwei linienförmigen Druckbereiche können an einem Linienanfang und/oder an einem Linienende miteinander verbunden sein, sodass beispielsweise eine Art Rahmen aus den mindestens zwei linienförmigen Druckbereichen entsteht.
Als "Breite" eines Elementes wird die Abmessung senkrecht zu dessen Erstreckung verstanden. Als „Länge“ eines Elementes wird entsprechend die Abmessung parallel zu dessen Erstreckung verstanden.
Die Druckschicht kann in Verfahrensschritt (B) auf n linienförmige Bereiche der elektrisch leitfähigen Beschichtung aufgebracht werden. Hierbei gilt, dass n eine natürliche Zahl und vorzugsweise größer 2 ist. Die Zahl n ist bevorzugt größer 10, besonders bevorzugt größer 30 und insbesondere größer 100. Aus den n linienförmigen Bereichen, welche mit der Druckschicht bedeckt werden, resultieren nach Verfahrensschritt (C) entsprechend n linienförmige Druckbereiche. Zwischen den n linienförmigen Druckbereichen befinden sich vorzugsweise (n-1) Druck-freie Bereiche mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung. Es wird also alternierend von linienförmigen Druckbereichen zu Druck-freien Bereichen und so weiter gewechselt, sodass am Anfang und am Ende jeweils ein linienförmiger Druckbereich aufgebracht ist. Mit anderen Worten: Zwischen jedem Paar linienförmiger Druckbereiche ist ein Druck-freier Bereich angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass die die Druck-freien Bereiche von der restlichen elektrisch leitfähigen Beschichtung elektrisch isoliert sind. Die Erhöhung der linienförmigen Druckbereiche und Druck-freien Bereiche dazwischen ermöglicht zudem, dass ein größerer Bereich homogen und den Anforderungen entsprechend erwärmt werden kann. Es bietet sich beispielsweise besonders in Bereichen der Scheibe an, die bei Einbau in ein Fahrzeug ohnehin in der Regel durch einen opaken oder semi-opaken Schwarzdruck verdeckt werden (beispielsweise der Bereich einer Windschutzscheibe oder Heckscheibe, der als Ruheposition für Scheibenwischer vorgesehen ist). In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die mindestens zwei linienförmigen Bereiche der elektrisch leitfähigen Beschichtung, auf welche die Druckschicht aufgebracht wird, sinusoidal, mäanderförmig oder zick-zack-förmig oder als Kombinationen davon ausgebildet. Vorzugsweise sind die linienförmigen Bereiche parallel zueinander angeordnet, sodass eine zick-zack-Muster, bzw. ein Wellen-förmiges Muster entsteht. Die Heizleistung lässt sich hierbei über die Wahl der Amplitude sehr gut steuern. Die mindestens zwei linienförmigen Bereiche der elektrisch leitfähigen Beschichtung, auf welche die Druckschicht aufgebracht wird, können auch geradlinig ausgebildet sein. In diesem Fall sind die linienförmigen Bereiche diagonal auf der Glasscheibe angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in Verfahrensschritt (A) zunächst
(A1) die Glasscheibe bereitgestellt, und anschließend
(A2) die elektrisch leitfähige Beschichtung mittels magnetfeldunterstützter Kathodenzerstäubung auf der Außenfläche oder der Innenfläche der Glasscheibe aufgebracht.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann auf die gesamte Außenfläche oder Innenfläche der Glasscheibe aufgebracht werden. Die elektrisch leitfähige Beschichtung wird bevorzugt über mindestens 50%, besonders bevorzugt über mindestens 70% und ganz besonders bevorzugt über mindestens 90% der Außenfläche oder der Innenfläche der Glasscheibe aufgebracht.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung weist vorzugsweise eine IR-reflektierende Wirkung auf. Ungeachtet einer IR-reflektierenden Wirkung der Heizbeschichtung, kann die Beschichtung auch zum Beheizen der Verbundscheibe genutzt werden. Dazu sind bevorzugt mindestens zwei zum Anschluss an eine Spannungsquelle vorgesehene äußere Sammelleiter mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung so verbunden, dass zwischen den Sammelleitern ein Strompfad für einen Heizstrom geformt ist.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung enthält typischerweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier elektrisch leitfähige, funktionelle Schichten. Die funktionellen Schichten enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Chrom oder eine Metalllegierung. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew. % des Metalls. Die funktionellen Schichten können aus dem Metall oder der Metalllegierung bestehen. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt Silber oder eine silberhaltige Legierung. Solche funktionellen Schichten weisen eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektralbereich auf. Die Dicke einer funktionellen Schicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. In diesem Bereich für die Dicke der funktionellen Schicht wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektra Ibereich und eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit erreicht.
Vorzugsweise ist jeweils zwischen zwei benachbarten funktionellen Schichten der Beschichtung zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet. Bevorzugt ist unterhalb der ersten und/oder oberhalb der letzten funktionellen Schicht eine weitere dielektrische Schicht angeordnet. Eine dielektrische Schicht enthält zumindest eine Einzelschicht aus einem dielektrischen Material, beispielsweise enthaltend ein Nitrid wie Siliziumnitrid oder ein Oxid wie Aluminiumoxid. Dielektrische Schichten können aber auch mehrere Einzelschichten umfassen, beispielsweise Einzelschichten eines dielektrischen Materials, Glättungsschichten, Anpassungsschichten, Blockerschichten und/oder Antireflexionsschichten. Die Dicke einer dielektrischen Schicht beträgt beispielsweise von 10 nm bis 200 nm.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die elektrisch leitfähige Beschichtung genau drei elektrisch leitfähigen Silberschichten auf, die durch dielektrische Schichten voneinander getrennt sind. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft in Bezug auf Transmission und elektrische Leitfähigkeit.
Dieser Schichtaufbau wird im Allgemeinen durch eine Folge von Abscheidevorgängen erhalten, die durch ein Vakuumverfahren wie die magnetfeldgestützte Kathodenzerstäubung durchgeführt werden.
Weitere geeignete elektrisch leitfähigen Beschichtungen enthalten bevorzugt Indium-Zinnoxid (ITO), fluordotiertes Zinnoxid (Sn02:F) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:AI). Die funktionellen Schichten weisen bevorzugt eine Schichtdicke von 8 nm bis 25 nm, besonders bevorzugt von 13 nm bis 19 nm auf. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Transparenz, die Farbneutralität und den Flächenwiderstand der elektrisch leitfähigen Beschichtung. Die ITO-Schicht eignet sich besonders aufgrund ihrer hohen Resistenz gegenüber Korrosion. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektrisch leitfähige Beschichtung eine Schicht oder ein Schichtaufbau mehrerer Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm.
Die Gesamtschichtdicke der elektrisch leitfähigen Beschichtung beträgt bevorzugt von 40 nm bis 80 nm, besonders bevorzugt von 45 nm bis 60 nm. In diesem Bereich für die Gesamtdicke aller der elektrisch leitfähigen Beschichtung wird bei für Fahrzeugscheiben, insbesondere Windschutzscheiben typischen Abständen D zwischen zwei Sammelleitern und einer Betriebsspannung U im Bereich von 12 V bis 15 V vorteilhaft eine ausreichend hohe Heizleistung P und gleichzeitig eine ausreichend hohe Transmission erreicht. Zudem weist die elektrisch leitfähige Beschichtung in diesem Bereich für die Gesamtdicke aller elektrisch leitfähigen Schichten besonders gute reflektierende Eigenschaften für den Infrarotbereich auf. Zu geringe Gesamtschichtdicken aller elektrisch leitfähigen Schichten ergeben einen zu hohen Flächenwiderstand R und damit eine zu geringe Heizleistung P sowie verringerte reflektierende Eigenschaften für den Infrarotbereich. Zu große Gesamtschichtdicken aller elektrisch leitfähigen Schichten verringern die Transmission durch die Scheibe zu stark, so dass die Erfordernisse an die Transmission von Fahrzeugscheiben nicht erfüllt werden.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe weist bevorzugt einen Flächenwiderstand kleiner oder gleich 2 Ohm/Quadrat auf, besonders bevorzugt von 0,4 Ohm/Quadrat bis 1,5 Ohm/Quadrat, ganz besonders bevorzugt von 0,5 Ohm/Quadrat bis 0,95 Ohm/Quadrat, beispielsweise etwa 0,9 Ohm/Quadrat. In diesem Bereich für den Flächenwiderstand werden vorteilhaft hohe Heizleistungen P erreicht. Außerdem weist die elektrisch leitfähige Beschichtung in diesem Bereich für den Flächenwiderstand besonders gute reflektierende Eigenschaften für den Infrarotbereich auf.
Nach Verfahrensschritt (A), (B) oder (C) kann ein erster Sammelleiter auf den sämtlichen ersten Anschlussbereichen und ein zweiter Sammelleiter auf den sämtlichen zweiten Anschlussbereichen angeordnet werden. Der erste und der zweite Sammelleiter sind dafür vorgesehen mit einer Spannungsquelle verbunden zu werden. Der erste und der zweite Sammelleiter sind jeweils elektrisch mit den sämtlichen ersten und den sämtlichen zweiten Anschlussbereichen verbunden. Bei mehreren Druck-freien Bereichen mit jeweils einem ersten Anschlussbereich und einem zweiten Anschlussbereich wird der erste Sammelleiter vorzugsweise mit allen (also sämtlichen) ersten Anschlussbereichen der der Druck-freien Bereiche elektrisch verbunden und der zweite Sammelleiter wird vorzugsweise mit allen (also sämtlichen) zweiten Anschlussbereichen der Druck-freien Bereiche elektrisch verbunden. Die Sammelleiter sind vorzugsweise auch stofflich mit den Anschlussbereichen der Druck-freien Bereiche in Kontakt.
Der erste und der zweite Sammelleiter werden derart mit dem ersten und dem zweiten Anschlussbereich der Druck-freien Beschichtung verbunden, dass ein Heizstrom durch den Druck-freien Bereich fließen kann. Der erste und der zweite Sammelleiter sind vorzugsweise durch eine elektrische Isolierschicht von der elektrisch leitfähigen Beschichtung außerhalb Druck-freien Bereiche isoliert. Die Isolierschicht ist vorzugsweise eine polymere Ummantelung auf Polyimid-Basis.
Der erste und/oder der zweite Sammelleiter können auf die Anschlussbereiche aufgedruckt oder eingebrannt werden. Die aufgedruckten Sammelleiter enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung, eine Metallverbindung und/oder Kohlenstoff, besonders bevorzugt ein Edelmetall und insbesondere Silber. Die Druckpaste enthält bevorzugt metallische Partikel Metallpartikel und/oder Kohlenstoff und insbesondere Edelmetallpartikel wie Silberpartikel. Die elektrische Leitfähigkeit wird bevorzugt durch die elektrisch leitenden Partikel erzielt. Die Partikel können sich in einer organischen und/oder anorganischen Matrix wie Pasten oder Tinten befinden, bevorzugt als Druckpaste mit Glasfritten.
Die Schichtdicke des aufgedruckten ersten und/oder zweiten Sammelleiters beträgt bevorzugt von 5 pm bis 40 pm, besonders bevorzugt von 8 pm bis 20 pm und ganz besonders bevorzugt von 8 pm bis 12 pm. Aufgedruckte Sammelleiter mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf.
Die Breite des ersten und/oder zweiten Sammelleiters beträgt bevorzugt von 2 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt von 4 mm bis 20 mm und insbesondere von 10 mm bis 20 mm. Dünnere Sammelleiter führen zu einem zu hohen elektrischen Widerstand und damit zu einer zu hohen Erwärmung des Sammelleiters im Betrieb. Des Weiteren sind dünnere Sammelleiter nur schwer durch Drucktechniken wie Siebdruck herzustellen. Dickere Sammelleiter erfordern einen unerwünscht hohen Materialeinsatz. Bei einem Sammelleiter, der typischerweise in Form eines Streifens ausgebildet ist, wird die längere seiner Dimensionen als Länge und die weniger lange seiner Dimensionen als Breite bezeichnet. Der spezifische Widerstand pa des ersten und/oder des zweiten Sammelleiters beträgt bevorzugt von 0.8 pOhnvcm bis 7.0 pOhnvcm und besonders bevorzugt von 1.0 pOhnvcm bis 2.5 pOhnvcm. Sammelleiter mit spezifischen Wderständen in diesem Bereich sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf.
Alternativ können der erste und/oder der zweite Sammelleiter aber einfach auf den ersten und den zweiten Anschlussbereich aufgelegt werden. Der erste und/oder der zweite Sammelleiter können als Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie ausgebildet sein. Die Sammelleiter enthält dann beispielsweise zumindest Aluminium, Kupfer, verzinntes Kupfer, Gold, Silber, Zink, Wolfram und/oder Zinn oder Legierungen davon. Der Streifen hat bevorzugt eine Dicke von 10 pm bis 500 pm, besonders bevorzugt von 30 pm bis 300 pm. Sammelleiter aus elektrisch leitfähigen Folien mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf. Der Streifen kann mit der elektrisch leitfähigen Struktur beispielsweise über eine Lotmasse, über einen elektrisch leitfähigen Kleber oder durch direktes Auflegen elektrisch leitend verbunden sein.
Der erste und der zweite Sammelleiter werden vorzugsweise mit einem oder mehreren Verbindungsleitungen mit einer Spannungsquelle elektrisch verbunden. Die Verbindungsleitungen können als Folienleiter (Flachleiter, Flachbandleiter) ausgebildet sein. Die Spannungsquelle stellt vorzugsweise eine elektrische Spannung von 10 V bis 500 V, besonders bevorzugt 12 V bis 100 V und insbesondere 12 V bis 42 V.
Die Druckschicht enthält bevorzugt zumindest ein Pigment und Glasfritten. Sie kann weitere chemische Verbindungen enthalten. Die Glasfritten werden vorzugsweise an- oder aufgeschmolzen und die Druckschicht wird dadurch vorzugsweise dauerhaft mit der Außenfläche oder der Innenfläche der Glasscheibe verbunden (verschmolzen oder versintert). Das Pigment sorgt für die Opazität der Druckschicht. Solche Druckschichten sind im Fahrzeugbereich üblich und werden typischerweise als Emaille aufgebracht.
Die Druckschicht wird besonders bevorzugt auf die Außenfläche oder die Innenfläche der Glasscheibe aufgedruckt, insbesondere im Siebdruckverfahren. Dabei wird die Druckschicht durch ein feinmaschiges Gewebe hindurch auf die Glasscheibe gedruckt. Die Druckschicht wird dabei beispielsweise mit einer Gummirakel durch das Gewebe hindurchgepresst. Das Gewebe weist Bereiche auf, welche für die Druckschicht durchlässig sind, neben Bereichen, welche für die Druckschicht undurchlässig sind, wodurch die geometrische Form des Drucks festgelegt wird. Das Gewebe fungiert somit als Schablone für den Druck. Die Druckschicht enthält mindestens das Pigment und die Glasfritten, suspendiert in einer flüssigen Phase (Lösungsmittel), beispielsweise Wasser oder organische Lösungsmittel wie Alkohole. Das Pigment ist typischerweise ein Schwarzpigment, vorzugsweise Pigmentruß (Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz und/oder Graphit.
Das Einbrennen der Druckschicht in Verfahrensschritt (C) erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur von 450 °C bis 700 °C, insbesondere von 550 °C bis 650 °C. Die durch das Einbrennen der Druckschicht entstehenden opaken, linienförmigen Druckbereiche können vorgebrannt (teilweise eingebrannt) werden oder vorzugsweise vollständig eingebrannt werden. Unter Vorbrennen wird eine Temperaturbehandlung verstanden, bei der die flüssige Phase durch Verdampfen ausgetrieben wird und die Glasfritten angeschmolzen werden und daraufhin eine gewisse Bindung untereinander und zur Außenfläche oder Innenfläche der Glasscheibe ausbilden. Enthalten die mindestens 2 linienförmigen Druckbereiche weitere chemische Verbindungen, so gehen diese typischerweise bereits Reaktionen ein oder sonstige Umwandlungen, beispielsweise eine Kristallisierung. Bereits das Vorbrennen geht daher typischerweise mit einer Farbänderung der mindestens 2 linienförmigen Druckbereiche einher, wobei die Farbe nach dem Vorbrennen bereits der Farbe des final eingebrannten der mindestens 2 opaken, linienförmigen Druckbereiche entsprechen kann. Als mindestens 2 linienförmige Druckbereiche verbleibt das Pigment in der durch die Glasfritten ausgebildeten Glasmatrix neben etwaigen weiteren Zusätzen, die typischerweise das Produkt chemischer Reaktionen während des Einbrennens sind. Das Fertigbrennen, bei dem die endgültige Struktur der mindestens 2 linienförmigen Druckbereiche und die endgültige Verbindung zur Außenfläche oder Innenfläche der Glasscheibe erzeugt wird, erfolgt bevorzugt während des Biegens der Glasscheibe. Dadurch kann ein Verfahrensschritt eingespart werden. Der Abdeckdruck weist bevorzugt eine Dicke von 5 pm bis 50 pm auf, besonders bevorzugt von 8 pm bis 25 pm. Das Einbrennen der Druckschicht kann das Vorbrennen und das Fertigbrennen sowie beides umfassen.
Die zersetzenden Eigenschaften gegenüber der transparenten Beschichtung der Druckschicht können durch die geeignete Wahl der Glasfritten erreicht werden. Die sind bevorzugt auf Basis von Wismut-Zink-Borat ausgebildet. Um die zersetzenden Eigenschaften zu erreichen, ist der Wismut-Anteil und/oder der Bor-Anteil bevorzugt höher als bei herkömmlichen Glasfritten. Ist etwas „auf Basis“ eines Materials ausgebildet, so besteht es mehrheitlich aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen.
In einer weiteren Ausgestaltung kann auch die zersetzende Druckschicht verwendet werden, die aus WO2014133929 bekannt ist.
Die Scheibe, welche durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wird, kann Bestandteil einer Windschutzscheibe oder eine Heckscheibe sein. Die Scheibe ist dafür vorgesehen einen Innenraum von einer äußeren Umgebung abzutrennen. Die Glasscheibe weist bevorzugt eine umlaufende Seitenkante auf. Die umlaufende Seitenkante umfasst eine Oberkante sowie eine Unterkante. Die umlaufende Seitenkante, die Oberkante und die Unterkante der Glasscheibe sind ebenso die umlaufende Seitenkante, die Oberkante und die Unterkante der Scheibe. Die Oberkante der Scheibe ist dafür vorgesehen in Einbaulage im oberen Bereich angeordnet zu sein, während die gegenüberliegende Unterkante dafür vorgesehen ist in Einbaulage im unteren Bereich angeordnet zu sein.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist vorzugsweise nicht in einem umlaufenden, peripheren Randbereich der Glasscheibe angeordnet. Dieser umlaufende, periphere Randbereich grenzt vorzugsweise direkt an die umlaufende Seitenkante an und besitzt bevorzugt eine Breite von 1 cm oder weniger. Der unbeschichtete Bereich dient in Einbaulage der Scheibe der elektrischen Isolierung zwischen der elektrisch leitfähigen Beschichtung und der Fahrzeugkarosserie.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befinden sich die mindestens 2 linienförmigen Bereiche in einem Randbereich der Glasscheibe und der Randbereich ist streifenartig entlang einer Unterkante der Glasscheibe angeordnet. Der Randbereich Länge beträgt vorzugsweise von 10 cm bis 100 cm und seine Breite beträgt vorzugsweise von 2 cm bis 30 cm. Der Randbereich ist bevorzugt von 1 cm bis 30 cm, besonders bevorzugt von 1 cm bis 15 cm von der Unterkante entfernt angeordnet. Der Randbereich ist vorzugsweise der Bereich, welcher bei Einbau der Scheibe in ein Kraftfahrzeug als Ruheposition für die Scheibenwischer vorgesehen ist. Scheibenwischer neigen dazu bei kalten Temperaturen an der Scheibe zu vereisen. Die Scheibenwischer lassen sich dann nicht mehr von der Ruheposition aus bewegen. Eine effektive und effiziente Beheizung dieses Bereiches kann diesem Problem entgegenwirken. Die mindestens eine Druck-freie Bereich weist vorzugsweise eine durchschnittliche Breite von 500 pm bis 5mm, bevorzugt von 600 pm bis 2 mm und insbesondere von 700 pm bis 1 mm auf. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Druck-freie Bereich durchgehend eine Breite von 500 pm bis 5mm bevorzugt von 600 pm bis 2 mm und insbesondere von 700 pm bis 1 mm auf. Diese Breite hat sich besonders bewährt, um eine homogene Beheizung zu gewährleisten. Die mindestens 2 linienförmigen Druckbereiche weisen vorzugsweise eine Breite von 1 pm bis 5mm bevorzugt von 10 pm bis 2 mm und insbesondere von 100 pm bis 1 mm auf.
Der Druck-freie Bereich wird durch die benachbarten linienförmigen Druckbereiche ausgebildet. Die mindestens zwei linienförmigen Druckbereiche können aber abgesehen davon auch einen ästhetischen Zweck erfüllen. In Einbaulage der Scheibe können die opaken Druckbereiche beispielsweise Kleberaupen, welche zum einkleben der Scheibe dienen, bereichsweise verdecken. Alternativ ist der Druck-freie Bereich auch auf einem mit einem Schwarzdruck-beschichteten Bereich der Glasscheibe angeordnet. Auch Kombinationen dieser Varianten sind möglich.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Glasscheibe die elektrisch leitfähige Beschichtung auf der Außenfläche auf. Außerdem wird nach Verfahrensschritt (C) eine thermoplastische Folie, vorzugsweise deckungsgleich, auf die Außenfläche der Glasscheibe angeordnet. Danach wird eine zweite Glasscheibe mit einer Oberfläche, vorzugsweise deckungsgleich, auf der thermoplastischen Folie angeordnet, sodass ein Schichtstapel gebildet wird. Anschließend wird der Schichtstapel zu einer Verbundscheibe laminiert wird. Die thermoplastische Folie wird nach der Lamination zu einer thermoplastischen Zwischenschicht. Durch die Ausbildung der Scheibe als Verbundscheibe bietet sich die Verwendung der Scheibe als Windschutzscheibe an. Außerdem sind die elektrisch leitfähige Beschichtung und somit auch die Druck-freien Bereiche sowie etwaige andere mögliche Strukturen, wie Sammelleiter und/oder Verbindungsleitungen durch das Verkleben mit der thermoplastischen Zwischenschicht hermetisch versiegelt und so vor Beschädigungen und Korrosion geschützt.
Die Laminierung des Schichtstapels erfolgt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck, wobei die einzelnen Schichten durch mindestens eine thermoplastische Folie miteinander verbunden (laminiert) werden. Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden. Es können beispielsweise sogenannte Autoklav-Verfahren 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 130 °C bis 145 °C. Die Glasscheibe, die zweite Glasscheibe und die thermoplastische Folie können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe gepresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Verbundscheiben 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 Außenscheibe und die Innenscheibe 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 können.
Die thermoplastische Folie enthält oder besteht aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU) oder Copolymere oder Derivate davon, gegebenenfalls in Kombination mit Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Folie kann aber auch beispielsweise Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten.
Die thermoplastische Folie ist bevorzugt als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet und enthält oder besteht aus Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher. Bevorzugt enthält die thermoplastische Folie mindestens einen Weichmacher.
Weichmacher sind chemische Verbindungen, die Kunststoffe weicher, flexibler, geschmeidiger und/oder elastischer machen. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich von Kunststoffen hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass die Kunststoffe im Bereich der Einsatz-Temperatur die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweisen. Bevorzugte Weichmacher sind Carbonsäureester, insbesondere schwerflüchtige Carbonsäureester, Fette, Öle, Weichharze und Campher. Die thermoplastische Folie kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht nach der Lamination des Schichtstapels bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm.
Die thermoplastische Folie kann auch eine funktionale thermoplastische Folie sein, insbesondere eine Folie mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Folie, eine Infrarotstrahlung absorbierende Folie und/oder eine UV-Strahlung absorbierende Folie. So kann die thermoplastische Folie beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein, die schmale Bänder des sichtbaren Lichts ausblendet.
Die Glasscheibe und die gegebenenfalls zweite Glasscheibe enthalten oder bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alumino-Silikat-Glas, oder klaren Kunststoffen, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon.
Die Glasscheibe und die gegebenenfalls zweite Glasscheibe können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen.
Die Dicke der einzelnen Scheiben (Die Glasscheibe und die gegebenenfalls zweite Glasscheibe) kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 0,5 mm bis 5 mm und bevorzugt von 1 ,0 mm bis 2,5 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.
Die Glasscheibe und die gegebenenfalls zweite Glasscheibe können bereichsweise auf der Außenfläche und/oder der Innenfläche bzw. der Oberfläche einen Schwarzdruck aufweisen. Der Schwarzdruck enthält bevorzugt zumindest ein Pigment und Glasfritten. Er kann weitere chemische Verbindungen enthalten. Die Glasfritten können an- oder aufgeschmolzen und der Schwardruck dadurch dauerhaft mit der Glasoberfläche verbunden (verschmolzen oder vereinter†) werden. Das Pigment sorgt für die Opazität des Schwarzdrucks. Die Druckfarbe, aus der Schwarzdruck gebildet ist, enthält mindestens das Pigment und die Glasfritten, suspendiert in einer flüssigen Phase (Lösungsmittel), beispielsweise Wasser oder organische Lösungsmittel wie Alkohole. Das Pigment ist typischerweise ein Schwarzpigment, beispielsweise Pigmentruß ( Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz und/oder Graphit. Der Schwarzdruck ist bevorzugt rahmenartig ausgebildet und dient in erster Linie als UV-Schutz für den Montagekleber der Windschutzscheibe. Der rahmenartige Schwarzdruck ist häufig im Bereich von Sensoren deutlich in Richtung der Scheibenmitte vergrößert.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Scheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise haben die Glasscheibe und die gegebenenfalls zweite Glasscheibe keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden können. Bevorzugt sind die Glasscheibe und die gegebenenfalls zweite Glasscheibe plan oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Scheibe, hergestellt oder herstellbar mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine erfindungsgemäße Scheibe umfassend: eine Glasscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, eine elektrisch leitfähige Beschichtung, welche zumindest bereichsweise auf der Außenfläche oder der Innenfläche der Glasscheibe angeordnet ist, mindestens 2 linienförmigen Druckbereiche, welche durch eine bereichsweise Zersetzung der elektrisch leitfähigen Beschichtung hergestellt sind und mindestens ein Druck-freier Bereich mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung.
Der mindestens eine Druck-freie Bereich ist zwischen den mindestens zwei linienförmigen Druckbereichen angeordnet, wobei ein Heizstrompfad zwischen einem ersten Anschlussbereich und einem zweiten Anschlussbereich des Druck-freien Bereiches durch den Druck-freien Bereich verläuft. Die mindestens zwei linienförmigen Druckbereiche sind derart ausgebildet, dass der Heizstrompfad gegenüber der direkten Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussbereich verlängert ist. Alle Ausführungen die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Scheibe vorstehend beschrieben sind, gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Scheibe. Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Scheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen, wobei die Scheibe beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben und/oder Glasdach oder als Bestandteil dessen, bevorzugt als Windschutzscheibe verwendet werden kann. Bevorzugt ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Scheibe als Fahrzeug-Windschutzscheibe oder als Bestandteil dessen. Die erfindungsgemäße Scheibe kann auch als funktionales und/oder dekoratives Einzelstück und als Einbauteil in Möbeln, Geräten und Gebäuden verwendet werden.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe,
Figur 2 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe,
Figur 2a ein Ausschnitt eines Querschnitts durch die erfindungsgemäße Scheibe aus Figur 2,
Figur 3 eine Vergrößerung der durch das erfindungsgemäße Verfahren aufgebrachten Druckbereiche,
Figur 4 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Scheibe,
Figur 5 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Scheibe und
Figur 6 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Scheibe als Verbundscheibe.
In der Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 gezeigt. Die Scheibe 100 ist in der Draufsicht in der Form einer Heckscheibe ausgebildet. Die Scheibe 100 umfasst eine Glasscheibe 1 mit einer Innenfläche i, einer Oberkante V, einer Unterkante VI und einer umlaufenden Seitenkante VII. Die umlaufende Seitenkante VII umfasst also die Oberkante V, die Unterkante VI und die linke und rechte Seitenkante. Die Glasscheibe 1 ist transparent und besteht beispielsweise aus Kalknatronglas und weist eine Dicke von etwa 2,1 mm auf.
Auf der Innenfläche i der Glasscheibe 1 ist vollständig eine transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung 2 aufgebracht. Der Randbereich der Glasscheibe 1 (entlang der umlaufenden Seitenkante VII) ist nicht mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 beschichtet, dies dient der elektrischen Isolierung zwischen der elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 und der Fahrzeugkarosserie. Bei der elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 handelt es sich beispielsweise um eine Beschichtung, welches dünnen Schichten eines elektrisch leitfähigen Materials, welches Indium-Zinnoxid enthält, aufweist.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 hat beispielsweise einen Flächenwiderstand von 1 ,0 Ohm/Quadrat.
In einem Bereich nahe der Unterkante VI, und nahe der linken und der rechten Seitenkante der Glasscheibe 1 ist ein Muster 7 angeordnet. Der Bereich in dem das Muster 7 angeordnet ist, dient üblicherweise als Ort an dem Scheibenwischer in ihrer Ruheposition angeordnet sind. Das Muster 7 ist beispielsweise 14 cm breit und 60 cm lang und in seiner Erstreckung streifenartig ausgebildet. Als "Breite" wird die Abmessung des Musters 7 senkrecht zur Unterkante VI der Glasscheibe 1 verstanden. Als „Länge“ wird entsprechend die Abmessung des Musters 7 parallel zur Unterkante VI der Glasscheibe 1 verstanden. Das Muster 7 entsteht unter Entstehung von linienförmigen Druckbereichen 11 während des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie in der Figur 3 gezeigt, ergibt sich das Muster 7 also aus dunkleren Druckbereichen 11 und transparenten, mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 beschichteten Druck-freien Bereichen 10 (siehe beispielsweise Figur 3).
Das Muster 7 ist in einem oberen Randbereich und in einem unteren Randbereich des Musters 7 mit einem ersten und einem zweiten Sammelleiter 8.1, 8.2 elektrisch und stofflich verbunden. Der erste Sammelleiter 8.1 ist entlang des oberen Randbereiches angeordnet. Der zweite Sammelleiter 8.2 ist entlang des unteren Randbereiches angeordnet. Mit dem Ausdruck „oberer Randbereich“ ist gemeint, dass der Randbereich sich näher an der Oberkante V als der Unterkante VI befindet. Mit dem Ausdruck „unterer Randbereich ist entsprechend gemeint, dass der Randbereich sich näher an der Unterkante VI als der Oberkante V befindet. Der erste und der zweite Sammelleiter 8.1 , 8.2 enthalten beispielsweise Silberpartikel und wurden im Siebdruckverfahren aufgebracht und anschließend eingebrannt. Der erste und der zweite Sammelleiter 8.1, 8.2 sind mit den Druck-freien Bereichen 10 des Musters 7 in elektrischem Kontakt (siehe beispielsweise Figur 3). Der erste und der zweite Sammelleiter 8.1, 8.2 sind jedoch durch eine elektrische Isolierschicht von der elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 außerhalb des Musters 7 elektrisch isoliert. Die Isolierschicht ist beispielsweise eine polymere Ummantelung auf Polyimid-Basis. Der erste und der zweite Sammelleiter 8.1, 8.2 haben im dargestellten Beispiel eine konstante Dicke von beispielsweise etwa 10 pm und einen konstanten spezifischen Widerstand von beispielsweise 2,3 pOhnvcm.
Der erste und der zweite Sammelleiter 8.1 , 8.2 sind mit einer Spannungsquelle 9 über Verbindungsleitungen 12.1, 12.2 verbunden. Die Verbindungsleitungen 12.1, 12.2 können als an sich bekannte Folienleiter ausgebildet sein, die über eine Kontaktfläche mit dem ersten und dem zweiten Sammelleiter 8.1 , 8.2 elektrisch leitend verbunden sind, beispielsweise mittels einer Lotmasse oder eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs. Der Folienleiter enthält beispielsweise eine verzinnte Kupferfolie mit einer Breite von 10 mm und einer Dicke von 0,3 mm. Die Folienleiter können in Verbindungskabel übergehen, die mit der Spannungsquelle 9 verbunden sind. Die Spannungsquelle 9 stellt beispielsweise eine für Kraftfahrzeuge übliche Bordspannung, bevorzugt von 12 V bis 15 V und beispielsweise etwa 14 V bereit. Alternativ kann die Spannungsquelle 9 auch höhere Spannungen aufweisen, beispielsweise von 35 V bis 45 V und insbesondere 42 V.
We in der Verglasungstechnik üblich, können der erste und der zweite Sammelleiter 8.1 , 8.2 und die Anschlüsse sowie die Verbindungsleitungen 12., 12.2 durch an sich bekannte opake Farbschichten als Abdeckdruck verdeckt werden (hier nicht dargestellt).
Durch das Anlegen einer elektrischen Spannung an den ersten und den zweiten Sammelleiter 8.1 , 8.2 fließt ein Strom durch die Druck-freien Bereiche 10 des Musters 7. Diese werden so infolge ihres elektrischen Wderstands und joulscher Wärmeentwicklung erwärmt. Die Druck-freien Bereiche 10 des Musters 7 sind sinusoidal zwischen dem ersten und dem zweiten Sammelleiter 8.1 , 8.2 ausgebildet (beispielsweise gezeigt in Figur 3). Die Druck-freien Bereiche 10 des Musters 7 können aber auch beispielsweise zick-zack-förmig oder mäanderförmig ausgebildet sein. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung an den ersten und den zweiten Sammelleiter 8.1, 8.2 wird die Länge des Strompfades zwischen den Sammelleitern 8.1, 8.2 im Vergleich zu der direkten, geradförmigen Distanz zwischen den Sammelleitern 8.1, 8.2 vergrößert. Diese Strompfadvergrößerung führt dazu, dass die abgegebene Heizleistung beim Anlegen einer elektrischen Spannung sinkt. Das bedeutet die gewünschte Heizleistung im Bereich des Musters 7 kann durch eine gezielte Herstellung der linienförmigen, opaken Druckbereichen 11 während des erfindungsgemäßen Verfahrens eingestellt werden. Die in der Figur 2 und 2a gezeigte Variante entspricht im Wesentlichen der Variante aus der Figur 1, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird und ansonsten auf die Beschreibung zu Figur 1 verwiesen wird.
Anders als in Figur 1 beschrieben und dargestellt, ist die erfindungsgemäße Scheibe 100 in der Figur 2 und 2a als eine Verbundscheibe und in der Form einer Windschutzscheibe ausgebildet. Figur 2a zeigt eine Querschnittansicht auf das Ausführungsbeispiel aus Figur 2. Die Querschnittansicht von Figur 2a entspricht der Schnittlinie vom A-A‘ der Scheibe 100, wie in Figur 2 angedeutet.
Die Scheibe 100 umfasst, neben der ersten Glasscheibe 1 , eine zweite Glasscheibe 6, welche eine Außenfläche I und eine Innenfläche II aufweist. Die Glasscheibe 1 und die zweite Glasscheibe 6 sind über eine thermoplastische Zwischenschicht 5 miteinander verbunden. Die thermoplastische Zwischenschicht 5 ist zwischen der Außenfläche a, III der ersten Glasscheibe 1 und der Innenfläche II der zweiten Glasscheibe 6 angeordnet. Die zweite Glasscheibe 6 besteht beispielsweise aus Kalknatronglas, ist transparent und weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf. Die thermoplastische Zwischenschicht 5 ist beispielsweise auf Basis von Polyvinylbutyral ausgebildet und weist eine Dicke von 0,5 mm auf. Die Glasscheibe 1 ist transparent und besteht beispielsweise aus Kalknatronglas und weist eine Dicke von etwa 1 ,6 mm auf.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 ist anders als in Figur 1 dargestellt nicht auf der Innenfläche i, IV der Glasscheibe 1, sondern auf der Außenfläche a, III der ersten Glasscheibe 1 aufgebracht. Entsprechend ist auch das Muster 7 mit den Druck-freien Bereichen 10 und den Druckbereichen 11 auf der Außenfläche a, III der ersten Glasscheibe 1 angeordnet. Das Muster 7 ist in Durchsicht durch die Scheibe 100 visuell erkennbar. Das Muster 7 weist die gleichen Erstreckungsmaße wie für Figur 1 beschrieben auf und ist in seiner Anordnung auf der Außenfläche a, III der ersten Glasscheibe 1 örtlich parallel zu der Anordnung auf der Innenfläche i der Glasscheibe 1 wie in Figur 1 beschrieben angeordnet. Der erste und der zweite Sammelleiter 8.1 , 8.2 sind wie in Figur 1 beschrieben mit den Druck freien Bereichen 10 in elektrischem und stofflichem Kontakt.
Durch die Ausführung der erfindungsgemäßen Scheibe 100 als Verbundscheibe ist die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 und die aufgebrachten Sammelleiter 8.1 , 8.2 vor Korrosion und anderen äußerlichen Einflüssen besser geschützt. In der Figur 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Musters 7 aus der Figur 1 bzw. Figur 2 gezeigt, welches über einen ersten Sammelleiter 8.1 im oberen Randbereich und einen zweiten Sammelleiter 8.2 im unteren Randbereich elektrisch kontaktiert wird. Der erste Sammelleiter 8.1 ist dabei mit sämtlichen ersten Anschlussbereichen elektrisch verbunden und der zweite Sammelleiter 8.2 ist dabei mit sämtlichen zweiten Anschlussbereichen elektrisch verbunden. Mit den Anschlussbereichen ist im Sinne der Erfindung der Bereich der Druck-freien Bereiche 10 gemeint, welcher zur elektrischen Kontaktierung vorgesehen ist. Die Druck-freien Bereiche 10 sind Bereiche, welche mit der elektrisch leitfähigen 2 beschichtet sind. Die Druckbereiche 11 sind Bereiche, welche mittels der eingebrannten Druckschicht 3 entschichtet sind. Jeder Druck-freie Bereich 10 weist dabei einen ersten Anschlussbereich und einen zweiten Anschlussbereich auf. Die Druck-freien Bereiche 10 und Druckbereiche 11 verlaufen sinusoidal vom ersten Sammelleiter 8.1 zum zweiten Sammelleiter 8.2 (Sinuskurven schematisch dargestellt). Die sinusoidalen Linien der Druck-freien Bereiche 10 haben beispielsweise eine durchschnittliche Breite von 500 pm bis 5mm. Als "Breite" wird die Abmessung der beschichteten Bereiche senkrecht zu ihrer Erstreckung verstanden. Statt des sinusoidalen Verlaufs der Druck-freien Bereiche 10 und der Druckbereiche 11 wäre auch ein zick-zack-Verlauf oder ein mäanderförmiger Verlauf möglich.
Fließt ein elektrischer Strom durch die Druck-freien Bereiche 10 so werden sie infolge ihres elektrischen Widerstands und mittels joulescher Wärmeentwicklung erwärmt. Die durch das erfindungsgemäße Verfahren entschichteten Druckbereiche 11 sind elektrisch nicht leitfähig. Die Druckbereiche 11 und die Druck-freien Bereiche 10 sind alternierend sinusoidal angeordnet. Durch den sinusoidalen Verlauf der Druck-freien Bereiche 10 wird der Strompfad zwischen den Sammelleitern 8.1, 8.2 im Vergleich zur direkten Verbindung zwischen den Sammelleitern 8.1 , 8.2 verlängert, was zu einer geringeren Heizkraft infolge des vergrößerten elektrischen Wderstands führt. Der Strompfad kann durch die Veränderung der Amplitude des Sinuskurven-Verlauf verlängert oder verkürzt werden, womit die Heizkraft genau eingestellt werden kann.
Figuren 4, 5 und 6 zeigen die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung verschiedener Ausgestaltungen der Scheibe 100, wobei die Anfangsstufe, das Produkt und die einzelnen Zwischenstufen durch einen vertikalen Längsschnitt Scheibe 100 dargestellt sind. Es wird in einem ersten Verfahrensschritt A die unbeschichtete Glasscheibe 1 bereitgestellt. Die Glasscheibe 1 weist eine Außenfläche a, eine Innenfläche i, eine Unterkante VI und eine Oberkante V auf. Die Glasscheibe 1 weist in der Draufsicht die gleiche Form auf wie die in Figur 1 gezeigte. Die Glasscheibe 1 ist transparent und besteht beispielsweise aus Kalknatronglas und weist eine Dicke von etwa 2,1 mm auf.
In einem zweiten Verfahrensschritt B wird die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 vollflächig auf die Innenfläche i der Glasscheibe 1 aufgebracht. Anders als hier dargestellt, könnte die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 aber auch nur bereichsweise auf die Innenfläche i der Glasscheibe 1 aufgebracht werden. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 wird beispielsweise mittels magnetfeldunterstützter Kathodenabscheidung aufgebracht und weist dünnen Schichten eines elektrisch leitfähigen Materials auf, welches Indium-Zinnoxid enthält.
In einem dritten Verfahrensschritt C wird eine Druckschicht 3 mittels Siebdruck bereichsweise auf die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 aufgebracht. Die Druckschicht 3 wird dabei nahe der Unterkante VI in einem Bereich, der in der fertigen Scheibe 100 als Ruheposition für die Scheibenwischer gedacht ist (wie beispielsweise in Figur 1 gezeigt), aufgebracht. In der Draufsicht auf die Glasscheibe 1 wird durch das Aufbringen der Druckschicht 3 ein Muster 7 geformt, das aus sinusoidal verlaufenden mit der Druckschicht 3 bedeckten Druckbereichen 11 und aus sinusoidal verlaufenden Druck-freien Bereichen 10 besteht. Die Druckschicht 3 enthält beispielsweise ein Pigment und Glasfritten. Die Glasfritten sind beispielsweise auf Basis von Wismut-Zink-Borat ausgebildet. Die Druckschicht 3 weist zersetzende Eigenschaften gegenüber der elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 auf.
In einem vierten Verfahrensschritt D wird die Druckschicht 3 eingebrannt, wobei die darunterliegende elektrisch leitfähige Beschichtung 2 zersetzt wird und linienförmige Druckbereiche 11 entstehen. Das daraus geformte Muster 7 ist beispielsweise für Figur 3 genauer beschrieben. Die linienförmigen Druckbereiche 11 weisen keine elektrische Leitfähigkeit und Wärmestrahlung reflektierende Eigenschaften auf. Das Muster 7 ist dafür vorgesehen, mit einem ersten Sammelleiter 8.1 und einem zweiten Sammelleiter 8.2 elektrisch verbunden zu werden, sodass ein Heizstrom durch das Muster 7 fließen kann (Wie beispielsweise in Figur 1 und Figur 3 beschrieben und gezeigt). Der erste Sammelleiter 8.1 und der zweite Sammelleiter 8.2 sind dabei vorzugsweise so mit dem Muster 7 verbunden, dass der Strompfad zwischen den Sammelleitern 8.1 , 8.2 eine größtmögliche Länge aufweist. Die unkomplizierte Entschichtung der Glasscheibe 1 ermöglicht, dass zuvor bei der Beschichtung der Glasscheibe 1 in Schritt B keine zusätzlichen Schritte erforderlich sind oder die beschichtete Glasscheibe 1 beispielsweise mittels Laserablation (Laserverdampfen) bereichsweise entschichtet werden muss. Ein weiterer Verfahrensschritt zur Entfernung von überschüssigem Material nach der Entschichtung entfällt zudem, da die Druckschicht 3 nach dem Einbrennen fest mit der Glasscheibe 1 verbunden ist.
Die in Figur 5 gezeigten Verfahrensschritte entsprechen im Wesentlichen der Variante aus Figur 4, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird und ansonsten auf die Beschreibung zu Figur 4 verwiesen wird.
Figur 5 zeigt in einem ersten Verfahrensschritt A, dass eine Glasscheibe 1 mit einem im Randbereich auf der Innenfläche i aufgebrachten Schwarzdruck 4 bereitgestellt wird. Der Schwarzdruck 4 grenzt an die Unterkante VI der Glasscheibe 1. Der Schwarzdruck 4 besteht beispielsweise aus einem herkömmlicherweise für Maskierungsstreifen verwendetem, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist.
In einem zweiten Verfahrensschritt B wird analog zum zweiten Verfahrensschritt B aus Figur 4 die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 vollflächig auf die Innenfläche i der Glasscheibe 1 aufgebracht. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 wird also auch auf dem Bereich der Innenfläche i der Glasscheibe 1 aufgebracht, welche mit dem Schwarzdruck 4 bedeckt ist.
In einem dritten Verfahrensschritt C wird eine Druckschicht 3 bereichsweise mittels Siebdruck auf einen Abschnitt der elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 aufgebracht. Der bereichsweise mit der Druckschicht 3 bedruckte Abschnitt ist in der fertigen Scheibe 100 als Ruheposition für die Scheibenwischer gedacht (wie beispielsweise in Figur 1 gezeigt). Dadurch entsteht ein Muster 7 wie beispielsweise für Figur 3 beschrieben. Die Druckschicht 3 wird dabei räumlich direkt auf die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 aufgebracht. Der Bereich der Ruheposition für die Scheibenwischer befindet sich vollständig im Randbereich der Glasscheibe 1, welcher mit dem Schwarzdruck 4 beschichtet ist.
In einem vierten Verfahrensschritt D wird analog zum vierten Verfahrensschritt D aus Figur 4 die Druckschicht 3 eingebrannt, wobei die darunterliegende elektrisch leitfähige Beschichtung 2 zersetzt wird und ein Muster 7 mit linienförmigen Druckbereichen 11 und Druck-freien Bereichen 10 entsteht (siehe beispielsweise Figur 3). Die linienförmigen Druckbereiche 11 weisen keine elektrische Leitfähigkeit und Wärmestrahlung reflektierende Eigenschaften auf. Die Druck-freien Bereiche 10 sind mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 beschichtet. Aufgrund des Schwarzdrucks 4 auf der Innenfläche i der Glasscheibe 1 ist das Muster 7 für einen Betrachter visuell kaum oder gar nicht wahrnehmbar.
In einem fünften Verfahrensschritt E werden ein erster Sammelleiter 8.1 und ein zweiter Sammelleiter 8.2 auf einen Randbereich des Musters 7 aufgedruckt. Die Sammelleiter 8.1 , 8.2 sind dafür vorgesehen, mit einer Spannungsquelle 9 verbunden zu sein. Der erste Sammelleiter 8.1 und der zweite Sammelleiter 8.2 werden dabei so auf dem Muster 7 angeordnet, dass der Strompfad zwischen den Sammelleitern 8.1 , 8.2 und durch das Muster 7 möglichst groß ist (Wie beispielsweise in Figur 3 beschrieben und gezeigt). Der erste und der zweite Sammelleiter 8.1, 8.2 enthalten beispielsweise Silberpartikel und wurden im Siebdruckverfahren aufgebracht und anschließend eingebrannt.
Der erste und der zweite Sammelleiter 8.1, 8.2 werden so aufgedruckt, dass sie elektrisch von der umliegenden elektrisch heizfähigen Beschichtung 2 abzüglich der Druck-freien Bereiche 10 innerhalb des Musters 7 isoliert sind (siehe beispielsweise Figur 3). Der erste und der zweite Sammelleiter 8.1 , 8.2 werden beispielsweise durch eine elektrische Isolierschicht von der elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 außerhalb des Musters 7 elektrisch isoliert. Die Isolierschicht ist beispielsweise eine polymere Ummantelung auf Polyimid-Basis. Der erste und der zweite Sammelleiter 8.1, 8.2 haben im dargestellten Beispiel eine konstante Dicke von beispielsweise etwa 10 pm und einen konstanten spezifischen Widerstand von beispielsweise 2,3 pOhnvcm.
In der Figur 6 ist anders als in der Figur 4 und 5 das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer als Verbundscheibe ausgebildeten Scheibe 100 gezeigt. Die mittels des hier gezeigten Verfahrens erhaltene Scheibe 100 ist beispielsweise wie in Figur 2 und 2a gezeigt eine Windschutzscheibe.
In einem ersten Verfahrensschritt A wird die unbeschichtete Glasscheibe 1 bereitgestellt. Die Glasscheibe 1 weist eine Außenfläche a, III, eine Innenfläche i, IV, eine Unterkante VI und eine Oberkante V auf. Die Glasscheibe 1 ist transparent und besteht beispielsweise aus Kalknatronglas und weist eine Dicke von etwa 1,6 mm auf. In einem zweiten Verfahrensschritt B wird die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 vollständig auf die Außenfläche a, III der Glasscheibe 1 abzüglich eines Randbereiches der Glasscheibe 1 aufgebracht. Der entlang der umlaufenden Seitenkante VII verlaufende Bereich ist der Randbereich der Glasscheibe 1. Die umlaufende Seitenkante VII umfasst die Oberkante V, die Unterkante VI und die linke und rechte Seitenkante der Glasscheibe 1. Der Randbereich der Glasscheibe 1 weist beispielsweise eine Breite von 10 mm auf. Als "Breite" wird die Abmessung des Randbereiches der Glasscheibe 1 senkrecht zur Seitenkante VII der Glasscheibe 1 verstanden.
Bei der elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 handelt es sich beispielsweise um eine transparente, IR-Strahlung reflektierende Beschichtung. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 weist beispielsweise drei elektrisch leitfähige Silberschichten auf, die durch dielektrische Schichten voneinander getrennt sind.
In einem dritten Verfahrensschritt C wird eine Druckschicht 3 mittels Siebdruck bereichsweise auf die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 aufgebracht. Die Druckschicht 3 wird dabei nahe der Unterkante VI in einem Bereich, der in der fertigen Scheibe 100 als Ruheposition für die Scheibenwischer gedacht ist (wie beispielsweise in Figur 2 gezeigt), aufgebracht. In der Draufsicht auf die Glasscheibe 1 wird durch das Aufbringen der Druckschicht 3 ein Muster 7 geformt, das aus sinusoidal verlaufenden mit der Druckschicht 3 bedeckten Bereichen und aus sinusoidal verlaufenden Druck-freien Bereichen 10 besteht. Die Druckschicht 3 enthält beispielsweise ein Pigment und Glasfritten. Die Glasfritten sind beispielsweise auf Basis von Wismut-Zink-Borat ausgebildet. Die Druckschicht 3 weist zersetzende Eigenschaften gegenüber der elektrisch leitfähigen Beschichtung 2 auf.
In einem vierten Verfahrensschritt D wird die Druckschicht 3 eingebrannt, wobei die darunterliegende elektrisch leitfähige Beschichtung 2 zersetzt wird und linienförmige Druckbereiche 11 entstehen wie beispielsweise für Figur 3 beschrieben. Die linienförmigen Druckbereiche 11 weisen keine elektrische Leitfähigkeit und Wärmestrahlung reflektierende Eigenschaften auf. Das Muster 7 ist dafür vorgesehen, mit einem ersten Sammelleiter 8.1 und einem zweiten Sammelleiter 8.2 elektrisch verbunden zu werden, sodass ein Heizstrom durch die Druck-freien Bereiche 10 fließen kann (Wie beispielsweise in Figur 3 beschrieben und gezeigt). Der erste Sammelleiter 8.1 und der zweite Sammelleiter 8.2 sind dabei vorzugsweise so mit dem Muster 7 verbunden, dass der Strompfad zwischen den Sammelleitern 8.1, 8.2 eine größtmögliche Länge aufweist. In einem fünften Verfahrensschritt E wird eine thermoplastische Folie 5‘ vollflächig auf die unbeschichtete Innenfläche i, IV der Glasscheibe 1 und die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 angeordnet. Die thermoplastische Folie 5‘ ist beispielsweise auf Basis von Polyvinylbutyral ausgebildet.
In einem sechsten Verfahrensschritt F wird eine zweite Glasscheibe 6 vollflächig und deckungsgleich auf die von der Glasscheibe 1 abgewandten Oberfläche der thermoplastischen Folie 5‘ angeordnet und der entstandene Schichtstapel zur erfindungsgemäßen Scheibe 100 laminiert. Während der Lamination wird aus der thermoplastischen Folie 5‘ die thermoplastische Zwischenschicht 5 gebildet. Die Lamination wird beispielsweise unter Benutzung des Autoklav-Verfahrens bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt. Die zweite Glasscheibe 6 weist eine der thermoplastischen Zwischenschicht 5 zugewandte Innenfläche II und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht 5 abgewandte Außenfläche I auf. Die zweite Glasscheibe 6 ist transparent und besteht beispielsweise aus Kalknatronglas und weist eine Dicke von etwa 2,1 mm auf.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung 2 ist durch die Anordnung zwischen der ersten Glasscheibe 1 und der zweiten Glasscheibe 6 vor Korrosion geschützt.
Bezugszeichenliste
1 Glasscheibe
2 elektrisch leitfähige Beschichtung
3 Druckschicht
4 Schwarzdruck
5 thermoplastische Zwischenschicht 5‘ thermoplastische Folie
6 zweite Glasscheibe 7 Muster
8.1 erster Sammelleiter
8.2 zweiter Sammelleiter
9 Spannungsquelle
10 Druck-freier Bereich 11 Druckbereich
12.1 , 12.2 Verbindungsleitungen 100 Scheibe
Außenfläche der Glasscheibe 1 Innenfläche der Glasscheibe 1
Außenfläche der zweiten Glasscheibe 6 in einer Verbundscheibe Innenfläche der zweiten Glasscheibe 6 in einer Verbundscheibe Außenfläche der Glasscheibe 1 in einer Verbundscheibe
V Innenfläche der Glasscheibe 1 in einer Verbundscheibe
V Oberkante
VI Unterkante
VII umlaufende Seitenkante
A-A‘ Querschnitt durch die Scheibe 100 aus Figur 2
A erster Verfahrensschritt
B zweiter Verfahrensschritt
C dritter Verfahrensschritt
D vierter Verfahrensschritt
E fünfter Verfahrensschritt
F sechster Verfahrensschritt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Scheibe (100), wobei:
(A) eine Glasscheibe (1) mit einer Außenfläche (a) und einer Innenfläche (i) bereitgestellt wird, deren Außenfläche (a) oder Innenfläche (i) zumindest bereichsweise eine elektrisch leitfähige Beschichtung (2) aufweist,
(B) eine Druckschicht (3) auf zumindest zwei linienförmigen Bereiche der elektrisch leitfähigen Beschichtung (2) aufgebracht wird, und
(C) die Druckschicht (3) eingebrannt wird, wobei die unter der Druckschicht (3) befindliche elektrisch leitfähige Beschichtung (2) zersetzt wird und aus jedem linienförmigen Bereich mit der Druckschicht (3) ein opaker, linienförmiger Druckbereich (11) entsteht, wobei sich zwischen den mindestens zwei linienförmigen Druckbereichen (11) mindestens ein Druck-freier Bereich (10) mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung (2) befindet, wobei der mindestens eine Druck-freie Bereich (10) einen Heizstrompfad ausbildet, der zwischen einem ersten Anschlussbereich und einem zweiten Anschlussbereich verläuft, und wobei die mindestens zwei opaken, linienförmigen Druckbereiche (11) derart ausgebildet sind, dass der Heizstrompfad gegenüber der direkten Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussbereich verlängert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei linienförmigen Bereiche der elektrisch leitfähigen Beschichtung (2), auf welche die Druckschicht (3) aufgebracht wird, bezogen auf ihre Erstreckungsrichtung im Wesentlichen nebeneinander, vorzugsweise im Wesentlichen parallel, verlaufen, und der mindestens eine Druck freie Bereich (10) streifenartig ausgebildet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Verfahrensschritt (B) die Druckschicht (3) auf n linienförmige Bereiche der elektrisch leitfähigen Beschichtung (2) aufgebracht wird, wobei n eine natürliche Zahl und größer 2, bevorzugt größer 10, besonders bevorzugt größer 30 und insbesondere größer 100 ist, und wobei sich zwischen den n linienförmigen Druckbereichen (11) (n-1) Druck-freie Bereiche (10) mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung (2) befinden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mindestens zwei linienförmigen Bereiche der elektrisch leitfähigen Beschichtung (2), auf welche die Druckschicht (3) aufgebracht wird, sinusoidal, mäanderförmig oder zick-zack-förmig oder als Kombinationen davon ausgebildet sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in Verfahrensschritt (A) zunächst (A1) die Glasscheibe (1) bereitgestellt wird, und anschließend
(A2) die elektrisch leitfähige Beschichtung (2) mittels magnetfeldunterstützter
Kathodenzerstäubung auf der Außenfläche (a) oder der Innenfläche (i) der Glasscheibe (1) aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die elektrisch leitfähige
Beschichtung (2) drei elektrisch leitfähigen Silberschichten aufweist, die durch dielektrische Schichten voneinander getrennt sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei nach Verfahrensschritt (A), (B) oder (C) ein erster Sammelleiter (8.1) auf den sämtlichen ersten Anschlussbereichen und ein zweiter Sammelleiter (8.2) auf den sämtlichen zweiten Anschlussbereichen aufgebracht werden, und der erste und der zweite Sammelleiter (8.1, 8.2) dafür vorgesehen sind, mit einer Spannungsquelle (9) verbunden zu werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der erste Sammelleiter (8.1) und der zweite Sammelleiter (8.2) mittels Auflegen, Kleben oder Löten auf den ersten und den zweiten Anschlussbereich aufgebracht werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Druckschicht (3) ein Pigment und Glasfritten enthält, und die Glasfritten auf Basis Wismut-Zink-Borat ausgebildet sind.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei sich die mindestens 2 linienförmigen Bereiche in einem Randbereich der Glasscheibe (1) befinden und der Randbereich streifenartig entlang einer Unterkante (VI) der Glasscheibe (1) angeordnet ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der mindestens eine Druck-freie Bereich (10) durchschnittlich eine Breite von 500 pm bis 5mm, bevorzugt von 600 pm bis 2 mm und insbesondere von 700 pm bis 1 mm aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der mindestens eine Druck-freie Bereich (10) durchgehend eine Breite von 500 pm bis 5mm bevorzugt von 600 pm bis 2 mm und insbesondere von 700 pm bis 1 mm aufweist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die elektrisch leitfähige Beschichtung (2) auf der Außenfläche (a) der Glasscheibe (1) aufgebracht ist, und nach Verfahrensschritt (C) eine thermoplastische Folie (5‘) auf die Außenfläche (a) angeordnet wird, und danach eine zweite Glasscheibe (6) mit einer Oberfläche auf der thermoplastischen Folie (5‘) angeordnet wird, sodass ein Schichtstapel gebildet wird, und anschließend der Schichtstapel zu einer Verbundscheibe laminiert wird.
14. Scheibe (100), hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.
15. Verwendung einer Scheibe (100) nach Anspruch 14 in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben und/oder Glasdach oder als Bestandteil davon, bevorzugt als Windschutzscheibe.
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