EP4392252A1 - Verfahren zur herstellung einer bereichsweise beschichteten fahrzeugscheibe - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer bereichsweise beschichteten fahrzeugscheibe

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Publication number
EP4392252A1
EP4392252A1 EP22760732.2A EP22760732A EP4392252A1 EP 4392252 A1 EP4392252 A1 EP 4392252A1 EP 22760732 A EP22760732 A EP 22760732A EP 4392252 A1 EP4392252 A1 EP 4392252A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pane
masking
metallic coating
intermediate layer
film
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
EP22760732.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas GOMER
Jan Hagen
Sebastian Janzyk
Johann ERKENS
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 Sekurit France SAS
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 EP4392252A1 publication Critical patent/EP4392252A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C17/09—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals by deposition from the vapour phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
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    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/34—Masking

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a partially coated vehicle pane, the partially coated vehicle pane produced by the method and its use.
  • HUD displays have the problem that the area of the windshield that is provided for reflecting the light projected by the projector must have a high level of transparency, usually at least 70%.
  • the reflected light of the projector is therefore superimposed by light from the external environment, which, depending on the lighting conditions, can lead to a reduction in contrast in the virtual image and thus to poorer visual perceptibility for the driver.
  • Sufficient visual perceptibility of information that is particularly relevant to safety, such as lane assistance, speedometer or engine speed should be guaranteed in all weather and light conditions. It would be desirable to have a projection arrangement based on head-up display technology in which no unwanted secondary images occur and whose arrangement can be implemented relatively easily with good visibility and sufficient brightness and contrast of the displayed image information.
  • the glass pane is coated with the atoms released from the target in an evacuated chamber.
  • the atoms move through the chamber towards the glass pane, guided by electric fields. So they move from the cathode, on which the target is arranged, towards the anode. Due to the arrangement of the glass pane between the cathode and the anode, layers form on the glass pane.
  • magnetron sputtering an additional magnetic field is arranged behind the cathode, which leads to faster layer growth and a denser, i.e. less porous, layer.
  • Patent specifications in which sputtering is used to coat glass panes are known, for example, from WO 9900528A1, DE 10126868C1 and WO 2017198363A1.
  • Magnetron sputtering is also suitable for coating glass panes because, unlike many other coating technologies, it can also be used when the glass pane is curved, as is the case for example with panes intended for the automotive sector.
  • a disadvantage of sputtering, however, is that without special precautions, certain surface areas cannot be coated, only the entire surface.
  • the at least one masking is designed as a sheet-like material, preferably only exactly one masking is used to cover the inner surface or the outer surface of the laminated pane in method step (B).
  • the masking has a recess, for example, or is smaller in its areal extent than the inner surface or the outer surface of the composite pane, so that a certain area of the composite pane is not covered by the masking and can be coated in process step (C) using magnetron sputtering .
  • the great advantage of using the plate-shaped material as a mask is its reusability. Is that at least If a mask is designed as a sheet-like material, it can be used several times as a mask when coating composite panes of the same construction.
  • the light reflected by the metallic coating is preferably visible light, i.e. light in a wavelength range from approx. 380 nm to 780 nm.
  • the metallic coating preferably has a high and uniform degree of reflection (over different angles of incidence) compared to p-polarized and/or s- polarized radiation, so that a high-intensity and color-neutral image display is guaranteed.
  • At least one masking print is applied to at least one edge area of the inner surface of the outer pane.
  • the at least one masking is applied to the inner surface of the inner pane in method step (B) in such a way that it is at most partially and preferably not at all covered by the masking print when viewed through the laminated pane.
  • the invention further relates to a vehicle pane coated in areas according to the invention, at least comprising:
  • FIG. 1 shows a plan view of an embodiment of the vehicle window according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the vehicle window from FIG.
  • FIG. 5 plan views of a laminated pane during an embodiment of the method according to the invention
  • FIG. 7 Cross-sectional views of the laminated pane during an extended embodiment of the method according to the invention from FIG. 5 and FIG. 6.
  • the vehicle pane 100 comprises an outer pane 2 , an inner pane 3 and a thermoplastic intermediate layer 4 which is arranged between the outer pane 2 and the inner pane 3 .
  • the vehicle window 100 is installed in a vehicle, for example (not shown here) and separates an interior 9 from an external environment 10 .
  • the vehicle window 100 is the windshield of a motor vehicle.
  • the inner pane 3 therefore faces the interior 9 , for example, and the outer pane 2 faces the outer environment 10 , for example.
  • the outer pane 2 and the inner pane 3 are each made of glass, preferably thermally toughened soda-lime glass, and are transparent to visible light.
  • the outer surface I of the outer pane 2 faces away from the thermoplastic intermediate layer 4 and is at the same time the outer surface of the vehicle pane 100.
  • the inner surface II of the outer pane 2 and the outer surface III of the inner pane 3 each face the intermediate layer 4.
  • the inner surface IV of the inner pane 3 faces away from the thermoplastic intermediate layer 4 and is at the same time the inside of the vehicle pane 100.
  • the vehicle pane 100 can have any suitable geometric shape and/or curvature. As a windshield, it typically has a convex curvature.
  • the vehicle window 100 also has a peripheral side edge which, in the installed position, comprises an upper edge located at the top and a lower edge located at the bottom, as well as two side edges located on the left and right.
  • Figure 1 shows the top view of the inner surface IV of the inner pane 3.
  • Figure 2 shows that in an edge region 8, 8a, 8b on the inner surface IV of the inner pane 3 a frame-shaped circumferential first masking print 7, 7a is applied (in the top view in Figure 1 not shown in black to better show the shape of the vehicle window 100).
  • the first masking print 7, 7b is opaque and consists of an electrically non-conductive material conventionally used for masking prints, for example a black-colored screen printing ink that is baked
  • the vehicle pane 100 has a second covering print 7, 7b on the inner surface II of the outer pane 2 in the edge region 8, 8a, 8b.
  • the second cover print 7, 7b is designed in the shape of a frame.
  • the second masking print 7, 7b consists of an electrically non-conductive material conventionally used for masking prints, for example a black-colored screen printing ink that is baked.
  • the first and the second cover pressure 7, 7a, 7b are also provided, for example, from the outside the view of the inside of To prevent vehicle window 100 arranged structures, such as an adhesive bead for gluing the vehicle window 100 in a vehicle body.
  • the metallic coating 5 has reflective properties for visible light and reflects, for example, at least 80% of a visible light impinging on it.
  • the metallic coating 5 can also overlap in some areas with the first and/or second cover print 7, 7a, 7b.
  • the metallic coating 5 can also be applied in some areas to the first cover print 7, 7a.
  • the vehicle pane 100 can be used as part of a projection arrangement. If the vehicle pane 100 is installed in a vehicle as a windscreen, an LED display installed in the dashboard can be used as an image generator, for example. The LED display is then used to generate light (image information), which is emitted onto the metallic coating 5 and is radiated through the metallic coating 5 as reflected light into the interior 9, where it can be seen by an observer, for example the driver can.
  • the metallic coating 5 is designed to be suitable for reflecting the light of the LED display, ie an image of an image display in general. In this way, information such as the speed of the vehicle, the fuel gauge or the temperature of the radiator can be communicated visually to the vehicle occupants.
  • the use of the windshield 100 for this purpose makes it possible, at the same time, to reduce the bulkiness of the dashboard (conventionally displaying this information on a display).
  • the variants shown in the cross-sectional view in FIGS. 3 and 4 essentially correspond to vehicle window 100 from FIGS. 1 and 2, so that only the differences are discussed here and otherwise reference is made to the description of FIGS.
  • the second masking print 7, 7b has a widening in the edge region 8, 8a of vehicle window 100 along the lower edge of vehicle window 100, so that second masking print 7, 7b can be seen through vehicle window 100 and looking into the interior 9 from the external environment 10, the metallic coating 5 being obscured.
  • the metallic coating 5 is thus applied to the so that it is completely covered by the second covering print 7, 7b.
  • a transparent protective layer 6 is applied congruently to the metallic coating 5 .
  • the protective layer 6 is based on polyoximes, for example, and has a thickness of 1 ⁇ m.
  • the protective layer 6 protects the metallic coating 5 from mechanical damage such as scratches.
  • the pane 100 according to the invention shown in FIG. 4 has no second covering print 7, 7b.
  • the thermoplastic intermediate layer 4 is formed by an opaque thermoplastic film 4a and a transparent thermoplastic film 4b.
  • the opaque thermoplastic film 4a and the transparent thermoplastic film 4b consist, for example, of a thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyethylene terephthalate (PET) and have a thickness of 0.38 mm.
  • the opaque thermoplastic film 4a is colored black, for example.
  • the opaque thermoplastic film 4a and the transparent film 4b are offset from one another and do not overlap when viewed through the vehicle window 100 .
  • the opaque thermoplastic film 4a is applied circumferentially in the form of a frame and is flush with the upper edge, lower edge and the two side edges of the vehicle window 100 .
  • the transparent thermoplastic film 4b arranged within the frame-shaped opaque film 4a, comprising the viewing area of the vehicle window 100.
  • the opaque film 4a is widened in an edge region 8, 8a of the vehicle window 100 along the lower edge of the vehicle window 100, so that the opaque thermoplastic film 4a, looking through the vehicle window 100 and from the external environment 10 into the interior 9, has the metallic coating 5 hidden.
  • the metallic coating 5 is thus applied to the inner surface IV of the inner pane 3 in such a way that it is completely covered by the opaque thermoplastic film 4a.
  • FIG. 5 and FIG. 6 show an embodiment of the method according to the invention for producing the vehicle window 100 as shown, for example, in FIG. 1 and FIG. Figure 5 shows a top view of the laminated pane 1 after each process step and Figure 6 shows a cross-sectional view of the laminated pane 1 after each process step from Figure 5.
  • the cross-sectional view of Figure 6 corresponds to the section line BB' of the laminated pane 1, as indicated in Figure 5.
  • a laminated pane 1 comprising an inner pane 3, an outer pane 2 and a thermoplastic intermediate layer 4 is provided (FIG. 5 (A) and FIG. 6 (A)).
  • the thermoplastic intermediate layer 4 is arranged between the inner pane 3 and the outer pane 2 .
  • the inner pane 3 has an outer surface III which faces the thermoplastic intermediate layer 4 and an inner surface IV which faces away from the thermoplastic intermediate layer 4 .
  • a covering print 7, 7a is applied to the inner surface IV in the form of a frame along the upper edge, lower edge and the side edges of the laminated pane 1.
  • the outer pane 2 has an outer surface I, which faces away from the thermoplastic intermediate layer 4, and an inner surface II, which faces the thermoplastic intermediate layer 4.
  • a second masking print 7, 7b is applied in the form of a frame along the upper edge, lower edge and the side edges of the laminated pane 1.
  • a masking 11 is applied to the inner surface IV of the inner pane 3 (FIG. 5 (B) and FIG. 6 (B).
  • the masking 11 exists for example, from a coherent sheet-like material made of copper, which has the same curvature (preferably convex curvature) as the composite pane 1.
  • the masking 11 is applied flush with the upper edge, the lower edge and the side edges of the laminated pane 1 on the inner surface IV.
  • the masking 11 has a recess 12, as a result of which the inner surface IV of the inner pane 3 is not completely covered by the masking 11.
  • the recess 12 is arranged in a lower area, closer to the lower edge than to the upper edge of the laminated pane 1 and extends from left to right with a width of 30 cm, for example.
  • width means the width perpendicular to the extension.
  • the recess 12 borders on the left, right and bottom in a plan view of the laminated pane 1 on the first cover print 7, 7a.
  • the inner surface IV of the inner pane 3 is coated with a metallic coating 5 by means of magnetron sputtering (FIG. 5 (C) and FIG. 6 (C)). Due to the masking 11 on the inner surface IV of the inner pane 3, the masking 11 is coated with the metallic coating 5, the metallic coating 5 being applied directly to the inner surface IV of the inner pane 3 in the area of the recess 12 of the masking 11.
  • the masking 11 coated with the metallic coating 5 is removed from the inner surface IV of the inner pane 3 (FIG. 5 (D) and FIG. 6 (D)).
  • the metallic coating 5, which was applied in the area of the cutout 12, remains even after the masking 11 has been removed.
  • the inner surface IV of the inner pane 3 thus has a metallic coating 5 applied in certain areas.
  • a cleanly separated area between the uncoated area and the coated area of the inner surface IV of the inner pane 3 is achieved by means of the method according to the invention.
  • the magnetron sputtering can thus be used by means of the method according to the invention for area-wise instead of just full-area coating.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer bereichsweise beschichteten Fahrzeugscheibe (100), mindestens umfassend die folgenden Verfahrensschritte: (A) Bereitstellung einer Verbundscheibe (1) mit einer Außenfläche (I) und einer Innenfläche (IV) sowie einer umlaufenden Seitenkante, (B) Aufbringen mindestens einer Maskierung (11) auf mindestens einen Bereich der Außenfläche (I) oder der Innenfläche (IV) der Verbundscheibe (1), (C) Aufbringung einer metallischen Beschichtung (5) mittels Magnetronsputtern auf die mit der mindestens einen Maskierung (11) versehene Außenfläche (I) oder die mit der mindestens einen Maskierung (11) versehene Innenfläche (IV) der Verbundscheibe (1), (D) Entfernen der mindestens einen Maskierung (11) und der auf der mindestens einen Maskierung (11) aufgebrachten metallischen Beschichtung (5) von der Außenfläche (I) oder der Innenfläche (IV) der Verbundscheibe (1).

Description

Verfahren zur Herstellung einer bereichsweise beschichteten Fahrzeugscheibe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer bereichsweise beschichteten Fahrzeugscheibe, die durch das Verfahren hergestellte bereichsweise beschichtete Fahrzeugscheibe und deren Verwendung.
Moderne Automobile werden in zunehmendem Maße mit sogenannten Head-Up-Displays (HllDs) ausgestattet. Mit einem Projektor, typischerweise im Bereich des Armaturenbretts, werden Bilder auf die Windschutzscheibe projiziert, dort reflektiert und vom Fahrer als virtuelles Bild (von ihm aus gesehen) hinter der Windschutzscheibe wahrgenommen. So können wichtige Informationen in das Blickfeld des Fahrers projiziert werden, beispielsweise die aktuelle Fahrtgeschwindigkeit, Navigations- oder Warnhinweise, die der Fahrer wahrnehmen kann, ohne seinen Blick von der Fahrbahn wenden zu müssen. Head-Up- Displays können so wesentlich zur Steigerung der Verkehrssicherheit beitragen.
HUD-Displays weisen jedoch das Problem auf, dass der Bereich der Windschutzscheibe, der zur Reflexion des vom Projektor projizierten Lichtes vorgesehen ist, eine hohe Transparenz von in der Regel mindestens 70 % aufweisen muss. Das reflektierte Licht des Projektors wird also von Licht aus der äußeren Umgebung überlagert, was je nach Lichtverhältnissen zu einer Kontrastverringerung des virtuellen Bildes und damit zu einer schlechteren visuellen Wahrnehmbarkeit für den Fahrer führen kann. Eine ausreichende visuelle Wahrnehmbarkeit von insbesondere sicherheitsrelevanten Informationen wie beispielsweise Fahrspur-Hilfen, Geschwindigkeitsanzeige oder Drehzahl des Motors sollte bei allen Wetter- und Lichtverhältnissen gewährleistet sein. So wäre es wünschenswert, über eine Projektionsanordnung, die auf der Head-Up-Display-Technologie basiert, zu verfügen, bei dem keine unerwünschten Nebenbilder auftreten und dessen Anordnung bei guter Erkennbarkeit mit ausreichender Helligkeit und Kontrast der angezeigten Bildinformationen relativ einfach zu bewerkstelligen ist. Um dies zu erreichen, ist es notwendig den Kontrast im Reflexionsbereich der Windschutzscheibe zu erhöhen. Die Kontrasterhöhung kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass der Hintergrund des Reflexionsbereichs größtenteils oder vollständig opak ist oder dadurch, dass eine reflektierende Beschichtung, welche im Reflexionsbereich angeordnet ist, selbst größtenteils oder vollständig opak ist. Solche Lösungen erfordern jedoch, dass nur in einem lokal begrenzten Bereich der Windschutzscheibe eine reflektierende Beschichtung aufgebracht ist. Die Aufbringung von metallischen, reflektierenden Beschichtungen auf Glasscheiben wird üblicherweise mittels Sputtern, insbesondere Magnetronsputtern, realisiert. Beim Sputtern werden Atome aus einem Target, beispielsweise ein metallisches Material, durch den Beschuss mit Ionen herausgelöst. Das herausgelöste Material wechselt dabei seinen Aggregatzustand von fest zu gasförmig. Mittels physikalischer Gasphasenabscheidung wird in einer evakuierten Kammer die Glasscheibe mit den aus dem Target herausgelösten Atomen beschichtet. Die Atome bewegen sich hierbei durch elektrische Felder geführt durch die Kammer auf die Glasscheibe zu. Sie bewegen sich also von der Kathode, auf der das Target angeordnet ist, auf die Anode zu. Aufgrund der Anordnung der Glasscheibe zwischen Kathode und Anode kommt es zu Schichtbildung auf der Glasscheibe. Im Falle vom Magnetronsputtern wird hinter die Kathode ein zusätzliches Magnetfeld angeordnet, was zu einem schnelleren Schichtwachstum und einer dichteren, also weniger porösen, Schicht führt. Patentschriften in denen Sputtern zur Beschichtung von Glasscheiben verwendet wird, sind beispielsweise aus WO 9900528A1 , DE 10126868C1 und WO 2017198363A1 bekannt.
Magnetronsputtern bietet sich auch deshalb zur Beschichtung von Glasscheiben an, weil es im Gegensatz zu vielen anderen Beschichtungstechnologien auch verwendet werden kann, wenn die Glasscheibe gebogen ist, wie es beispielsweise bei Scheiben der Fall ist, die für den Fahrzeugsektorvorgesehen sind. Ein Nachteil beim Sputtern ist jedoch, dass ohne besondere Vorkehrungen nicht bestimmte Oberflächenbereiche beschichtet werden können, sondern nur die gesamte Oberfläche.
Möglichkeiten zur bereichsweisen Beschichtung von Fahrzeugscheiben sind in CN 112574614 A und CN 112456811 A offenbart.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugscheibe mit einer bereichsweise aufgebrachten metallischen Beschichtung bereitzustellen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer bereichsweise beschichteten Fahrzeugscheibe umfasst zumindest die folgenden Verfahrensschritte: (A) Es wird eine Verbundscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche sowie einer umlaufenden Seitenkante bereitgestellt.
(B) Es wird mindestens eine Maskierung auf mindestens einen Bereich der Außenfläche oder der Innenfläche der Verbundscheibe aufgebracht.
(C) Es wird eine metallische Beschichtung mittels Magnetronsputtern auf die mit der Maskierung versehene Außenfläche oder die mit der Maskierung versehene Innenfläche der Verbundscheibe aufgebracht.
(D) Es wird die mindestens eine Maskierung und die auf der mindestens einen Maskierung aufgebrachte metallische Beschichtung von der Außenfläche oder der Innenfläche der Verbundscheibe entfernt.
Das Verfahren wird vorzugsweise in der beschriebenen Reihenfolge nacheinander durchgeführt, wobei zwischen, während, vor und nach den Verfahrensschritten weitere, an dieser Stelle nicht erwähnte Verfahrensschritte durchgeführt werden können.
Durch die Beschichtung der Verbundscheibe mittels vorangehender Maskierung kann die metallische Beschichtung sehr präzise auf nur einem Bereich der Außenfläche oder der Innenscheibe der Verbundscheibe aufgebracht werden. Die Beschichtung von Glasscheiben mittels Magnetronsputtern wird standardmäßig eingesetzt, weist aber den Nachteil auf, dass immer nur ganze Oberflächen beschichtet werden können. Die Herausforderung nur lokal abgegrenzte Bereiche von Glasoberflächen zu beschichten, wird umso größer, wenn es sich um laminierte Verbundscheiben handelt, die beispielsweise abgesehen von der aufzubringenden Beschichtung als Fahrzeugscheiben eingesetzt werden können. In diesem Fall sind nachträgliche Korrekturen an der bereichsweise beschichteten Fahrzeugscheibe in der Regel nicht mehr möglich, ohne die Fahrzeugscheibe zu beschädigen. Die Aufbringung einer Beschichtung sollte daher sehr präzise erfolgen, was unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichbar ist.
Die Verbundscheibe bzw. die bereichsweise beschichtete Fahrzeugscheibe ist dafür vorgesehen in ein Fahrzeug beispielsweise einem Lastkraftwagen oder Personenkraftwagen eingebaut zu sein. Die Verbundscheibe ist vorzugsweise zumindest bereichsweise transparent. Die Innenfläche der Verbundscheibe ist dafür vorgesehen einem Fahrzeuginnenraum zugewandt zu sein, wohingegen die Außenfläche der Verbundscheibe dafür vorgesehen ist, einer äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Die Fahrzeugscheibe ist vorzugsweise eine Windschutzscheibe.
Magnetronsputtern ist ein dem Fachmann allgemein bekanntes Beschichtungsverfahren, bei dem Atome aus beispielsweise einem keramischen oder metallischem Target durch lonenbeschuss herausgelöst werden und mittels physikalischer Gasphasenabscheidung auf einem Substrat abgeschieden werden. Beim Magnetronsputtern wird anders als beim einfachen Sputtern (Kathodenzerstäubung) zusätzlich zum elektrischen Feld ein Magnetfeld angelegt, wodurch die Beschichtungsgeschwindigkeit erhöht werden kann und auch dichtere Beschichtungen erzielt werden können. Die Beschichtung von Glas mittels Magnetronsputtern ist beispielsweise aus DE 69418542T2, US 2011223415A1 und CZ 299337B6 bekannt.
In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren umfasst die Verbundscheibe der bereichsweise beschichteten Fahrzeugscheibe eine Außenscheibe, eine Innenscheibe und eine zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe flächig angeordnete thermoplastische Zwischenschicht.
Die Außenscheibe weist eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Außenfläche und eine der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Innenfläche auf. Die Innenscheibe weist eine der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Außenfläche und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Innenfläche auf.
Dabei ist die Innenfläche der Verbundscheibe auch die Innenfläche der Innenscheibe und die Außenfläche der Verbundscheibe ist auch die Außenfläche der Außenscheibe.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe enthalten oder bestehen vorzugsweise aus Kalk- Natron-Glas, Quarzglas oder Borosilikatglas. Die Dicke der einzelnen Scheiben (die Außenscheibe und die Innenscheibe) kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe weisen eine Dicke von 0,5 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 5 mm auf. Die Beschichtung der Innenfläche der Innenscheibe oder der Außenfläche der Außenscheibe mittels Magnetronsputtern bietet sich aufgrund der besonderen thermomechanischen Eigenschaften von Kalk-Natron-Glas, Quarzglas und Borosilikatglas besonders für diese Materialien an. Die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe sind vorzugsweise zumindest bereichsweise transparent und insbesondere vollständig transparent.
Die Innenscheibe und/oder die Außenscheibe können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen.
Mit der „Aufbringung der metallischen Beschichtung auf die mit der Maskierung versehene Außenfläche oder die mit der Maskierung versehene Innenfläche der Verbundscheibe“ kann auch die Aufbringung auf einen beschichteten Bereich der Innenfläche oder Außenfläche der Verbundscheibe gemeint sein. Beispielsweise kann die metallische Beschichtung auch ganz oder teilweise auf einem Abdeckdruck aufgebracht sein.
Die Innenscheibe, die Außenscheibe und die Verbundscheibe können eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise haben die Innenscheibe und die Außenscheibe keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Beschichtung zuvor durch Kathodenzerstäubung (ohne Maskierung), insbesondere Magnetronsputtern, beschichtet werden können. Bevorzugt sind die Innenscheibe und die Außenscheibe und somit auch die Verbundscheibe leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen.
Die thermoplastische Zwischenschicht 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 Zwischenschicht 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 Zwischenschicht 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 Verbundfolie 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 Zwischenschicht 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 zur Verbundscheibe bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm. Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch aus einer Folie ausgebildet sein, die bereichsweise gefärbt und damit opak ist.
Die thermoplastische Zwischenschicht 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 Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren wird einem Verfahrensschritt
(E) eine Schutzschicht auf die metallische Beschichtung aufgebracht.
Die Schutzschicht ist vorzugsweise transparent und flächig, insbesondere deckungsgleich, auf der metallischen Beschichtung aufgebracht. Die Schutzschicht ist vorzugsweise ein Polymer auf Basis von Polyacrylaten, Polyoximen, Alkydharzen, Polyurethanen oder Mischungen davon. Die Schutzschicht hat vorzugsweise eine Dicke von 50 nm bis 10 pm und besonders bevorzugt von 100 nm bis 5 pm. Die Schutzschicht wird vorzugsweise mittels Sprühens oder Spritzens, zum Beispiel mit einem Druckzerstäuber, auf die metallische Beschichtung aufgebracht. Die Schutzschicht schützt die metallische Beschichtung vor mechanischer Beschädigung wie beispielsweise Verkratzungen. Sie kann außerdem dazu dienen, die Haltbarkeit der Beschichtung zu erhöhen. Mit der Schutzschicht trennen sich zeitaufgelöst weniger Metallpartikel von der Verbundscheibe und die homogene metallische Beschichtung der Verbundscheibe behält länger ihre Form bei.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schutzschicht eine leicht zu reinigende Schicht und/oder eine „Anti-Fingerabdruck“-Schicht. Mit „leicht zu reinigender Schicht“ ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass sich Schmutz in Form von beispielsweise Fingerabdrücken, Fettflecken und Schmutzpartikeln auf der Schutzschicht durch das Verwenden eines Tuches und vorzugsweise eines Mikrofasertuches von der Schutzschicht entfernen lassen. Fettlösende oder scheuernde Reinigungsmittel sowie Lösungsmittel, beispielsweise auf Basis von Alkoholen, werden daher zur Reinigung der Schutzschicht weitestgehend vermieden. Mit „Anti-Fingerabdruck“-Schicht ist im Sinne der Erfindung eine Schicht gemeint, bei der Fingerabdrücke, welche auf der Schutzschicht anhaften, optisch kaum bis gar nicht wahrnehmbar sind. Mit Fingerabdrücken sind insbesondere die fetthaltigen Komponenten eines menschlichen Fingers gemeint, die beim Berühren einer Oberfläche auf dieser Zurückbleiben und unästhetisch wirken können.
Ist etwas „auf Basis“ eines polymerischen Materials ausgebildet, so besteht es mehrheitlich, also zu mindestens 50 %, vorzugsweise zu mindestens 60 % und insbesondere zu mindestens 70%, aus diesem Material. Es kann also noch weitere Materialien wie beispielsweise Stabilisatoren oder Weichmacher enthalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in unterschiedlicher Reihenfolge ausgeführt werden. Bevorzugte Reihenfolgen der Verfahrensschritte sind im Folgenden gezeigt, wobei der erstgenannte Verfahrensschritt auch der zuerst ausgeführte Verfahrensschritt ist und die folgenden Verfahrensschritte in der Reihenfolge ihrer Nennung folgen.
1. Erste bevorzugte Reihenfolge:
(A) Es wird eine Verbundscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche sowie einer umlaufenden Seitenkante bereitgestellt. (B) Es wird mindestens eine Maskierung auf mindestens einen Bereich der Außenfläche oder der Innenfläche der Verbundscheibe aufgebracht.
(C) Es wird eine metallische Beschichtung mittels Magnetronsputtern auf die mit der Maskierung versehene Außenfläche oder die mit der Maskierung versehene Innenfläche der Verbundscheibe aufgebracht.
(D) Es wird die mindestens eine Maskierung und die auf der mindestens einen Maskierung aufgebrachte metallische Beschichtung von der Außenfläche oder der Innenfläche der Verbundscheibe entfernt.
(E) Es wird eine Schutzschicht auf die metallische Beschichtung aufgebracht.
2. Zweite bevorzugte Reihenfolge:
(A) Es wird eine Verbundscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche sowie einer umlaufenden Seitenkante bereitgestellt.
(B) Es wird mindestens eine Maskierung auf mindestens einen Bereich der Außenfläche oder der Innenfläche der Verbundscheibe aufgebracht.
(C) Es wird eine metallische Beschichtung mittels Magnetronsputtern auf die mit der Maskierung versehene Außenfläche oder die mit der Maskierung versehene Innenfläche der Verbundscheibe aufgebracht.
(E) Es wird eine Schutzschicht auf die metallische Beschichtung aufgebracht.
(D) Es wird die mindestens eine Maskierung und die auf der mindestens einen Maskierung aufgebrachte metallische Beschichtung von der Außenfläche oder der Innenfläche der Verbundscheibe entfernt.
Die Schutzschicht kann nach der Entfernung der Maskierung auf die metallische Beschichtung aufgebracht werden. Vorzugsweise wird die Schutzschicht nach der Aufbringung der metallischen Beschichtung auf die Außenfläche oder die Innenfläche der Verbundscheibe, aber vor der Entfernung der Maskierung, aufgebracht. Auf diese Weise kann auch die Schutzschicht sehr präzise und exakt auf der metallischen Beschichtung aufgebracht werden, ohne dass die Schutzschicht auch auf Bereiche der Verbundscheibe aufgebracht wird, die nicht mit der metallischen Beschichtung beschichtet sind. Die mindestens eine Maskierung kann als ein plattenförmiges Material ausgebildet sein, welches vorzugsweise ein Blech ist. Die mindestens eine Maskierung weist in diesem Fall vorzugsweise die gleiche Krümmung wie die Verbundscheibe auf, sodass die mindestens eine Maskierung passgenau auf zumindest einen Bereich der Außenfläche oder der Innenfläche der Verbundscheibe aufgebracht werden kann. Die mindestens eine Maskierung ist also vorzugsweise auf die gleiche Weise gebogen wie zumindest ein Bereich der Verbundscheibe.
Das plattenförmige Material enthält vorzugsweise Edelstahl, Aluminium oder Kupfer oder besteht daraus. Auch Mischungen dieser Metalle bzw. Stähle sind möglich.
Alternativ ist die mindestens eine Maskierung eine auf der Innenfläche oder der Außenfläche der Verbundscheibe haftende Folie. Die haftende Folie ist vorzugsweise durch eine Folie und einen auf einer Seite der Folie aufgebrachten Haftklebstoff ausgebildet, der die Haftung der Folie auf der Verbundscheibe ermöglicht. Es ist aber auch möglich, dass die haftende Folie nur durch eine selbstklebende Folie ausgebildet ist. Die haftende Folie lässt sich vorzugsweise in Verfahrensschritt (D) ohne Rückstände von der Innenfläche oder der Außenfläche der Verbundscheibe entfernen. Die Folie kann auf Basis von Kunststofffolien, Kunststoffschäumen, Papierfolien, Metallfolien oder Textilgewebe ausgebildet sein. Vorzugsweise enthält die Folie Polyethylen, Polycarbonat, Polyisobutylen, Polyimid, Polyvinylchlorid, Polyethylen und/oder Polypropylen, insbesondere Polyimid, oder besteht daraus. Polyimid eignet sich aufgrund seiner elektrisch isolierenden Eigenschaften beim Magnetronsputtern besonders gut als Maskierungsmaterial. Davon abgesehen ist es auch bei hohen Temperaturen von bis zu 470 °C temperaturbeständig und neigt nicht dazu auszugasen. Der Haftklebstoff enthält vorzugsweise Naturkautschuk, Synthesekautschuk, Acrylate, Polyurethane und/oder Silikone oder besteht daraus.
Ist die mindestens eine Maskierung als ein plattenförmiges Material ausgebildet, wird vorzugsweise nur exakt eine Maskierung zur Verdeckung der Innenfläche oder der Außenfläche der Verbundscheibe in Verfahrensschritt (B) eingesetzt. Die Maskierung weist in diesem Fall beispielsweise eine Aussparung auf oder ist in Ihrer flächigen Erstreckung kleiner als die Innenfläche bzw. die Außenfläche der Verbundscheibe, sodass ein bestimmter Bereich der Verbundscheibe nicht durch die Maskierung verdeckt wird und in Verfahrensschritt (C) mittels Magnetronsputtern beschichtet werden kann. Der große Vorteil der Verwendung des plattenförmigen Material als Maskierung ist seine Wiederverwendbarkeit. Ist die mindestens eine Maskierung als plattenförmiges Material ausgebildet, kann sie mehrfach als Maskierung bei der Beschichtung von baugleichen Verbundscheiben verwendet werden.
Ist die mindestens eine Maskierung als eine haftende Folie ausgebildet, werden vorzugsweise mehr als eine Maskierung zur Verdeckung der Innenfläche oder der Außenfläche der Verbundscheibe in Verfahrensschritt (B) eingesetzt. Die mehreren Maskierungen können dabei auch bereichsweise überlappen, sodass die Maskierungen teilweise übereinander geklebt sind. Die Maskierung wird in diesem Fall nicht auf einen Bereich oder Bereiche der Außenfläche oder der Innenfläche der Verbundscheibe aufgebracht, die in Verfahrensschritt (C) mit der metallischen Beschichtung beschichtet werden sollen. Die Maskierung kann hierfür auch eine Aussparung aufweisen. Der große Vorteil bei der Verwendung der Maskierung als haftende Folie liegt in ihrer flexiblen Einsetzbarkeit. Die Maskierung als haftende Folie kann je nach Bedarf anders auf der Außenfläche oder der Innenfläche der Verbundscheibe angeordnet und aufgebracht werden. Aufgrund der Haftung der Maskierung auf der Außenfläche oder der Innenfläche der Verbundscheibe wird zudem ein ungewolltes Verschieben der Maskierung auf der Innen- oder Außenfläche nahezu ausgeschlossen, was den Verfahrensablauf vereinfacht.
Die metallische Beschichtung umfasst vorzugsweise mindestens ein Metall ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium, Magnesium, Zinn, Indium Titan, Tantal, Niob, Nickel, Kupfer, Chrom, Kobalt, Eisen, Mangan, Zirkonium, Cer, Scandium Yttrium, Silber, Gold, Platin und Palladium, Ruthenium oder Mischungen davon. Aluminium, Chrom, Titan und/oder Nickel werden bevorzugt auf der Verbundscheibe aufgebracht, da sie eine hohe Reflexion für p- polarisiertes oder s-polarisiertes Licht aufweisen können. Sie eignen sich somit besonders gut, wenn die Verbundscheibe als Bestandteil einer Projektionsordnung verwendet wird, in dem ein virtuelles Bild von der Verbundscheibe, vorzugsweise der Innenfläche der Verbundscheibe, reflektiert werden muss.
Die metallische Beschichtung weist vorzugsweise eine Dicke von 1 nm (Nanometer) bis 1 pm (Mikrometer), besonders bevorzugt von 5 nm bis 500 nm, ganz besonders bevorzugt von 10 nm bis 100 nm und insbesondere von 20 nm bis 80 nm auf.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die metallische Beschichtung eine Beschichtung, enthaltend einen Dünnschichtstapel, also eine Schichtenfolge dünner Einzelschichten. Dieser Dünnschichtstapel enthält vorzugsweise mehrere elektrisch leitfähige Schichten auf Basis von mindestens einem Metall ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium, Magnesium, Zinn, Indium Titan, Tantal, Niob, Nickel, Kupfer, Chrom, Kobalt, Eisen, Mangan, Zirkonium, Cer, Scandium Yttrium, Silber, Gold, Platin und Palladium, Ruthenium oder Mischungen davon. Der Dünnschichtstapel kann auch Stahl oder Edelstahl enthalten oder daraus bestehen. Die elektrisch leitfähige Schicht auf Basis eines Metalls, einer Legierung oder einer Metallmischung verleiht der metallischen Beschichtung grundlegende reflektierende Eigenschaften und außerdem eine IR-reflektierende Wirkung und eine elektrische Leitfähigkeit. Die leitfähige Schicht enthält bevorzugt mindestens 90 Gew. % eines Metalls, einer Legierung oder einer Metallmischung, besonders bevorzugt mindestens 99 Gew. % eines Metalls, einer Legierung oder einer Metallmischung, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,9 Gew. % eines Metalls, einer Legierung oder einer Metallmischung. Die Schicht auf Basis eines Metalls, einer Legierung oder einer Metallmischung kann Dotierungen aufweisen, beispielsweise Palladium, Gold, Kupfer oder Silber.
Materialen auf der Basis von Nickel, Titan, Chrom und/oder Aluminium sind besonders geeignet, um Licht, besonders bevorzugt p-polarisiertes Licht, zu reflektieren. Die Verwendung von Nickel, Titan, Chrom und/oder Aluminium in metallischen Beschichtungen und Dünnschichtstapeln hat sich als besonders vorteilhaft bei der Reflexion von Licht erwiesen. Nickel, Titan, Chrom und/oder Aluminium sind im Vergleich zu vielen anderen Metallen wie beispielsweise Gold oder Silber deutlich günstiger. Die Einzelschichten des Dünnschichtstapels weisen vorzugsweise eine Dicke von 1 nm bis 10 nm auf. Der Dünnschichtstapel weist vorzugsweise 2 bis 20 Einzelschichten und insbesondere 5 bis 10 Einzelschichten auf.
Sind dünne Schichten (Dünnschichten) „auf Basis“ eines Materials ausgebildet, so besteht es mehrheitlich also mindestens zu 90 % aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen also mindestens zu 99 % aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen.
Die metallische Beschichtung ist vorzugsweise lichtundurchlässig oder teilweise lichtdurchlässig, was im Sinne der Erfindung bedeutet, dass sie eine mittlere Transmission (nach ISO 9050:2003) im sichtbaren Spektralbereich von bevorzugt höchstens 80 %, besonders bevorzugt höchstens 50 % und insbesondere weniger als 10 % aufweist. Die metallische Beschichtung reflektiert bevorzugt mindestens 10 %, besonders bevorzugt mindestens 50 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 80 % und insbesondere mindestens 90 % des auf die metallische Beschichtung auftreffenden Lichtes. Die metallische Beschichtung reflektiert vorzugsweise p-polarisiertes und s-polarisiertes Licht zu gleichen Anteilen, sie kann aber auch p-polarisiertes Licht und s-polarisiertes Licht unterschiedlich stark reflektieren.
Das von der metallischen Beschichtung reflektierte Licht ist vorzugsweise sichtbares Licht, also Licht in einem Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis 780 nm. Die metallische Beschichtung weist vorzugsweise einen hohen und gleichmäßigen Reflexionsgrad (über verschiedene Einstrahlwinkel) gegenüber p-polarisierter und/oder s-polarisierter Strahlung auf, so dass eine intensitätsstarke und farbneutrale Bild-Darstellung gewährleistet ist.
Die Angabe der Polarisationsrichtung bezieht sich dabei auf die Einfallsebene der Strahlung auf der Verbundscheibe. Mit p-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld in der Einfallsebene schwingt. Mit s-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld senkrecht zur Einfallsebene schwingt. Die Einfallsebene wird durch den Einfallsvektor und die Flächennormale der Verbundscheibe im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs aufgespannt.
Anders ausgedrückt, wird die Polarisation, also insbesondere der Anteil an p- und s- polarisierter Strahlung, an einem Punkt des von der Bildanzeigevorrichtung bestrahlten Bereichs bestimmt, bevorzugt im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs. Da Verbundscheiben gekrümmt sein können (beispielweise, wenn sie als Windschutzscheibe ausgebildet sind), was Auswirkungen auf die Einfallsebene der Bildanzeigevorrichtung- Strahlung hat, können in den übrigen Bereichen leicht davon abweichende Polarisationsanteile auftreten, was aus physikalischen Gründen unvermeidlich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Maskierung außerhalb eines Randbereiches der Verbundscheibe aufgebracht, sodass sich die Maskierung über höchstens 95 %, vorzugsweise höchstens 90 % der Gesamtfläche der Verbundscheibe erstreckt. Der Randbereich ist ein Bereich, welcher zumindest bereichsweise direkt an die umlaufende Seitenkante angrenzt. Dadurch, dass die Maskierung nicht innerhalb dieses Randbereiches aufgebracht wird, wird dieser Bereich der Außenfläche oder der Innenfläche der Verbundscheibe in Verfahrensschritt (C) mit der metallischen Beschichtung beschichtet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Maskierung vorzugsweise nicht in einem Bereich entlang der gesamten umlaufenden Seitenkante der Verbundscheibe aufgebracht, sodass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein mittlerer Durchsichtbereich der Verbundscheibe existiert, der von einem Bereich mit der metallischen Beschichtung eingerahmt wird. Alternativ ist die Verbundscheibe in einem bereichsweise angrenzenden Abschnitt der umlaufenden Seitenkante der Verbundscheibe, vorzugsweise entlang einer Unterkante der Verbundscheibe (Scheibenwurzel der Verbundscheibe), frei von der Maskierung. Es wird dort also in Verfahrensschritt (B) keine Maskierung auf die Außenfläche oder die Innenfläche der Verbundscheibe aufgebracht. Die Unterkante der Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, beim Einbau in ein Fahrzeug dem Boden zugewandt zu sein, wohingegen eine Oberkante der Verbundscheibe dafür vorgesehen ist, vom Boden abgewandt zu sein. Die Breite des nicht von der Maskierung verdeckten Bereiches beträgt vorzugsweise mindestens 10 cm, besonders bevorzugt mindestens 20 cm und insbesondere mindestens 30 cm. Mit „Breite“ ist im Sinne der Erfindung die Breite senkrecht zu der Erstreckung gemeint.
Die Verbundscheibe kann einen oder mehr als einen Abdeckdruck, insbesondere aus einer dunklen, bevorzugt schwarzen, Emaille aufweisen. Der mindestens eine Abdeckdruck kann auf den Innenflächen oder den Außenflächen der Außenscheibe und/oder der Innenscheibe aufgebracht sein; vorzugsweise ist der mindestens eine Abdeckdruck auf der Außenfläche der Innenscheibe und/oder der Innenfläche der Außenscheibe aufgebracht. Der Abdeckdruck dient in erster Linie als UV-Schutz für den Montagekleber der Verbundscheibe. Der Abdeckdruck kann opak ausgebildet sein. Der mindestens eine Abdeckdruck kann zumindest abschnittsweise auch semitransparent, beispielsweise als Punktraster, Streifenraster oder kariertes Raster ausgebildet sein. Alternativ kann der erste Abdeckdruck auch einen Gradienten aufweisen, beispielsweise von einer opaken Bedeckung zu einer semitransparenten Bedeckung. Es können auch ein erster Abdeckdruck auf der Innenfläche oder der Außenfläche der Innenscheibe aufgebracht und ein zweiter Abdeckdruck auf der Innenfläche oder der Außenfläche der Außenscheibe aufgebracht sein. Der mindestens eine Abdeckdruck erstreckt sich vorzugsweise über weniger als 30 %, besonders bevorzugt über weniger als 25 % und insbesondere über weniger als 20 % der Hauptfläche der Verbundscheibe.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auf der Außenfläche der Innenscheibe oder der Innenfläche der Außenscheibe der mindestens eine Abdeckdruck aufgebracht. Die Maskierung wird in dieser Ausführungsform auf einen Bereich der Innenfläche der Verbundscheibe aufgebracht (Verfahrensschritt (B)), der - in Durchsicht durch die Verbundscheibe - bereichsweise nicht mit dem mindestens einen Abdeckdruck überdeckt oder gar nicht mit dem mindestens einen Abdeckdruck überdeckt. Das bedeutet, dass die metallische Beschichtung in Verfahrensschritt (C) auf einen Bereich der Innenfläche der Verbundscheibe aufgebracht wird, welcher - in Durchsicht durch die Verbundscheibe - von dem mindestens einen Abdeckdruck zumindest bereichsweise überdeckt oder vollständig überdeckt wird.
Der mindestens eine Abdeckdruck ist vorzugsweise rahmenartig entlang der umlaufenden Seitenkante der Verbundscheibe aufgebracht. Der mindestens eine Abdeckdruck weist zudem vorzugsweise im Bereich der Überdeckung mit dem in Verfahrensschritt (B) nicht mit der Maskierung verdeckten Bereich eine größere Breite auf. Mit „Breite“ ist im Sinne der Erfindung die Breite senkrecht zu der Erstreckung gemeint. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, wenn die Verbundscheibe als Bestandteil einer Projektionsanordnung verwendet wird. Aufgrund des Abdeckdrucks entweicht kein Licht aus dem Innenraum nach außen und der Kontrast eines virtuellen Bildes, welches an der metallischen Beschichtung reflektiert wird, ist in den Bereichen der Überdeckung mit dem Abdeckdruck erhöht.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Abdeckdruck in mindestens einem Randbereich der Innenfläche der Außenscheibe aufgebracht. Die mindestens eine Maskierung wird in diesem Fall in Verfahrensschritt (B) so auf die Innenfläche der Innenscheibe aufgebracht, dass sie in Durchsicht durch die Verbundscheibe höchstens teilweise und vorzugsweise gar nicht von dem Abdeckdruck überdeckt wird.
Die mindestens eine Maskierung erstreckt sich vorzugsweise über den gesamten Bereich der Innenfläche der Innenscheibe, welcher nicht mit dem mindestens einen Abdeckdruck überdeckt. Auf diese Weise ist die metallische Beschichtung bei Durchsicht durch die Verbundscheibe, mit Blickrichtung von Außenscheibe zu Innenscheibe, nicht erkennbar, wodurch eine ästhetische Verbesserung der Scheibe erzielt werden kann.
Mit der Beschreibung, dass beispielsweise ein Element A vollständig von einem Element B überdeckt wird, ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass die orthonormale Projektion vom Element A zur Flächenebene vom Element B vollständig innerhalb vom Element B angeordnet ist. Die bereichsweise oder teilweise Überdeckung bedeutet entsprechend, dass die orthonormale Projektion von Element A teilweise aber nicht vollständig zur Flächenebene von Element B angeordnet ist. Mit „Überlappung“ ist im Sinne der Erfindung die bereichsweise Überdeckung beispielsweise eines Elementes A und Elementes B gemeint, wobei das Element A und das Element B im Falle der Überlappung in räumlichen Kontakt zueinander sind.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch zumindest eine opake thermoplastische Folie und eine transparente thermoplastische Folie umfassen. Die opake thermoplastische Folie und transparente thermoplastische Folie sind vorzugsweise versetzt voneinander angeordnet, sodass sich beide Folien in Durchsicht durch die Verbundscheibe nicht überdecken bzw. überlappen. Die opake Folie erstreckt sich vorzugsweise über weniger als 30 %, besonders bevorzugt über weniger als 25 % und insbesondere über weniger als 20 % der Hauptfläche der Verbundscheibe. Die transparente Folie erstreckt sich vorzugsweise über mehr als 30 %, besonders bevorzugt über mehr als 85 % und insbesondere über mehr als 80 % der Hauptfläche der Verbundscheibe. Die transparente und die opake Folie bestehen aus dem gleichen Kunststoff oder enthalten vorzugsweise den gleichen Kunststoff. Die Materialien auf dessen Basis die opake Folie und die transparente Folie ausgebildet sein können, sind jene, die auch für die thermoplastische Zwischenschicht beschrieben sind. Die opake Folie ist vorzugsweise eine gefärbte Folie, die verschiedene Farben (beispielsweise blau, grün, schwarz, weiß, grau, rot und gelb) aufweisen kann.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann wie oben beschrieben auch in der Form einer bereichsweise opak gefärbten thermoplastischen Folie ausgebildet sein. Die bereichsweise opak gefärbte thermoplastische Folie ist in Draufsicht auf die Folie in einem oder mehreren Bereichen opak und in einem oder mehreren Bereichen transparent. Die opaken Bereiche erstrecken sich vorzugsweise über weniger als 30 %, besonders bevorzugt über weniger als 25 % und insbesondere über weniger als 20 % der Hauptfläche der Verbundscheibe. Die transparenten Bereiche erstrecken sich vorzugsweise über mehr als 30 %, besonders bevorzugt über mehr als 85 % und insbesondere über mehr als 80 % der Hauptfläche der Verbundscheibe.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die mindestens eine Maskierung in Verfahrensschritt auf alle Bereiche der Innenfläche der Innenscheibe aufgebracht, welche nicht in Überdeckung mit der opaken thermoplastischen Folie oder dem mindestens einen opak gefärbten Bereich sind. Die metallische Beschichtung wird also in Verfahrensschritt (C) auf den Bereich der Innenfläche der Innenscheibe aufgebracht, welche in vollständiger Überdeckung mit der opaken thermoplastischen Folie oder dem mindestens einen opak gefärbten Bereich ist. Die opake Folie oder der opake Bereich einer bereichsweise opak gefärbten thermoplastischen Folie ist dabei vorzugsweise entlang der Unterkante und angrenzend an der Unterkante angeordnet. Hieraus ergibt sich in der Draufsicht auf die Verbundscheibe ein rechteckiger opaker Streifen, der entlang der Unterkante angeordnet ist. Wird die Verbundscheibe beispielsweise als Windschutzscheibe in einem Fahrzeug eingesetzt, ermöglicht diese Anordnung eine Projektionsanordnung mit kontrastreichem Bild im Bereich der opaken Folie oder des opaken Bereiches. Aufgrund der Anordnung der opaken Folie oder des opaken Bereiches entlang der Unterkante bleibt der Durchsichtbereich der Verbundscheibe transparent. Alternativ ist die opake Folie oder der opake Bereich in einem Randbereich der Verbundscheibe rahmenförmig umlaufend angeordnet und weist insbesondere in einem Abschnitt, der dazu vorgesehen ist, in Überdeckung zu der metallischen Beschichtung zu sein, eine größere Breite auf als in hiervon verschiedenen Abschnitten. Ist die thermoplastische Zwischenschicht durch die opake Folie und die transparente Folie ausgebildet, ist vorzugsweise innerhalb des durch die opake Folie ausgebildeten opaken Rahmens die transparente Folie angeordnet. Die opake Folie ist also ähnlich einem Passepartout um die transparente Folie angeordnet.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Verbundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen für Windschutzscheiben entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit (nach ISO 9050:2003) von mehr als 30% und insbesondere von mehr als 60%, beispielsweise mehr als 70%, aufweist. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15 %, bevorzugt weniger als 10 %, besonders bevorzugt weniger als 5% und insbesondere 0%.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine erfindungsgemäße bereichsweise beschichtete Fahrzeugscheibe mindestens umfassend:
Eine Verbundscheibe, mit einer Außenfläche, einer Innenfläche sowie einer umlaufenden Seitenkante und eine mittels des erfindungsgemäßen Verfahren bereichsweise auf der Innenfläche oder der Außenfläche der Verbundscheibe aufgebrachte metallische Beschichtung.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verbundscheibe der bereichsweise beschichteten Fahrzeugscheibe mindestens: eine Außenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, eine Innenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche und eine thermoplastische Zwischenschicht.
Die thermoplastische Zwischenschicht ist zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet, wobei die Außenfläche der Innenscheibe und die Innenfläche der Außenscheibe einander zugewandt sind. Die Außenfläche der Außenscheibe ist auch die Außenfläche der Verbundscheibe und die Innenfläche der Innenscheibe ist auch die Innenfläche der Verbundscheibe.
Außerdem betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen bereichsweise beschichteten Fahrzeugscheibe 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. Die bereichsweise beschichtete Fahrzeugscheibe wird dabei vorzugsweise als ein Bestandteil einer Projektionsanordnung verwendet. Ein virtuelles Bild wird dabei von einer Bildanzeigevorrichtung auf die metallische Beschichtung projiziert. Die metallische Beschichtung reflektiert das virtuelle Bild zu einem Fahrzeuginsassen, beispielsweise dem Fahrer, wodurch dieser die Informationen des Bildes visuell wahrnehmen kann.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe eine Windschutzscheibe oder ein Bestandteil einer Windschutzscheibe eines Fahrzeugs. Die metallische Beschichtung ist dabei dafür vorgesehen, als reflektierende Beschichtung eingesetzt zu werden, wobei sie in einem unteren Bereich der Windschutzscheibe, also entlang einer Unterkante der Windschutzscheibe, aufgebracht ist. Die metallische Beschichtung erstreckt sich also von einer linken Seitenkante der Windschutzscheibe zu einer rechten Seitenkante der Windschutzscheibe und verläuft dabei entlang der Unterkante der Windschutzscheibe. Die metallische Beschichtung weist in diesem Fall eine Breite von vorzugsweise mindestens 20 cm, besonders bevorzugt mindestens 30 cm und insbesondere mindestens 40 cm.
Ferner erstreckt sich die Erfindung auch auf eine Projektionsanordnung, die die Windschutzscheibe und eine Bildanzeigevorrichtung umfasst.
Die Bildanzeigevorrichtung ist auf die reflektierende Beschichtung gerichtet und dazu geeignet, die reflektierende Beschichtung mit einem sichtbaren Licht zu bestrahlen, wobei die reflektierende Beschichtung dazu geeignet ist, das sichtbare Licht zu reflektieren. Die Bildanzeigevorrichtung umfasst vorzugsweise ein Liqiud-crystal- (LCD-) Display, Thin-Film- Transistor- (TFT-) Display, Light-Emitting-Diode- (LED-) Display, Organic-Light-Emitting- Diode- (OLED-) Display, Electroluminescent- (EL-) Display oder microLED-Display.
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 Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe,
Figur 2 eine Querschnittansicht der Fahrzeugscheibe aus Figur 1 ,
Figur 3-4 Querschnittansichten weiterer Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe,
Figur 5 Draufsichten auf eine Verbundscheibe während einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 6 Querschnittansichten der Verbundscheibe während der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens aus Figur 5 und
Figur 7 Querschnittansichten der Verbundscheibe während einer erweiterten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens aus Figur 5 und Figur 6.
Figur 1 und Figur 2 zeigen je ein Detail einer erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe 100, wie sie durch das erfindungsgemäße Verfahren zugänglich ist. Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe 100 und Figur 2 zeigt eine Querschnittansicht der Fahrzeugscheibe 100 aus Figur 1. Die Querschnittansicht von Figur 2 entspricht der Schnittlinie A-A‘ der Fahrzeugscheibe 100, wie in Figur 1 angedeutet.
Die Fahrzeugscheibe 100 umfasst eine Außenscheibe 2, eine Innenscheibe 3 und eine thermoplastische Zwischenschicht 4, welche zwischen der Außenscheibe 2 und der Innenscheibe 3 angeordnet ist. Die Fahrzeugscheibe 100 ist beispielsweise in ein Fahrzeug eingebaut (hier nicht gezeigt) und trennt einen Innenraum 9 von einer äußeren Umgebung 10 ab. Beispielsweise ist die Fahrzeugscheibe 100 die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Die Innenscheibe 3 ist also beispielsweise dem Innenraum 9 zugewandt und die Außenscheibe 2 ist beispielsweise der äußeren Umgebung 10 zugewandt. Die Außenscheibe 2 und die Innenscheibe 3 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und sind für sichtbares Licht transparent. Die thermoplastische Zwischenschicht 4 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET). Die Innenscheibe 3 weist beispielsweise eine Dicke von 1 ,6 mm auf. Die Außenscheibe 2 weist beispielweise eine Dicke von 2,1 mm und die thermoplastische Zwischenschicht 4 weist beispielsweise eine Dicke von 0,5 mm auf.
Die Außenfläche I der Außenscheibe 2 ist von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandt und ist gleichzeitig die Außenfläche der Fahrzeugscheibe 100. Die Innenfläche II der Außenscheibe 2 sowie die Außenfläche III der Innenscheibe 3 sind jeweils der Zwischenschicht 4 zugewandt. Die Innenfläche IV der Innenscheibe 3 ist von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandt und ist gleichzeitig die Innenseite der Fahrzeugscheibe 100. Es versteht sich, dass die Fahrzeugscheibe 100 jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann. Als Windschutzscheibe weist sie typischer Weise eine konvexe Wölbung auf. Die Fahrzeugscheibe 100 weist außerdem eine umlaufende Seitenkante auf, die in Einbaulage eine oben befindliche Oberkante und eine unten befindliche Unterkante sowie zwei links und rechts befindliche Seitenkanten umfasst.
Figur 1 zeigt die Draufsicht auf die Innenfläche IV der Innenscheibe 3. Figur 2 zeigt, dass in einem Randbereich 8, 8a, 8b auf der Innenfläche IV der Innenscheibe 3 ein rahmenförmiger umlaufender erster Abdeckdruck 7, 7a aufgebracht ist (In der Draufsicht in Figur 1 nicht schwarz dargestellt, um die Form der Fahrzeugscheibe 100 besser darzustellen). Der erste Abdeckdruck 7, 7b ist opak und besteht aus einem herkömmlicherweise für Abdeckdrucke verwendetem, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist
Weiterhin weist, wie in Figur 2 gezeigt, die Fahrzeugscheibe 100 im Randbereich 8, 8a, 8b auf der Innenfläche II der Außenscheibe 2 einen zweiten Abdeckdruck 7, 7b auf. Der zweite Abdeckdruck 7, 7b ist rahmenförmig umlaufend ausgebildet. Wie der erste Abdeckdruck 7, 7a besteht der zweite Abdeckdruck 7, 7b aus einem herkömmlicherweise für Abdeckdrucke verwendetem, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist. Der erste und der zweite Abdeckdruck 7, 7a, 7b sind außerdem beispielsweise dafür vorgesehen, von außen die Sicht auf innenseitig der Fahrzeugscheibe 100 angeordnete Strukturen, beispielsweise eine Kleberaupe zum Einkleben der Fahrzeugscheibe 100 in eine Fahrzeugkarosserie, zu verhindern.
Bereichsweise auf der Innenfläche IV der Innenscheibe 3 befindet sich eine metallische Beschichtung 5, welche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgebracht ist. Die metallische Beschichtung 5 ist in einem Bereich nahe der Unterkante der Fahrzeugscheibe 100 aufgebracht. Die metallische Beschichtung 5 grenzt dabei vollständig an einen Bereich des ersten Abdeckdrucks 7, 7a, welcher entlang der Unterkante verläuft. Die metallische Beschichtung 5 grenzt außerdem bereichsweise an einen Bereich des ersten Abdeckdrucks 7, 7a welcher entlang der linken und der rechten Seitenkante verläuft. Die metallische Beschichtung 5 ist also außerhalb des Durchsichtbereichs der Fahrzeugscheibe 100 aufgebracht und wäre in Einbaulage in ein Fahrzeug der Form eines Streifens von links nach rechts oberhalb des Armaturenbrettes angeordnet. Die metallische Beschichtung 5 besteht beispielsweise aus einer Schicht Aluminium mit einer Dicke von 50 nm. Die metallische Beschichtung 5 weist reflektierende Eigenschaften für sichtbares Licht auf und reflektiert beispielsweise mindestens 80 % eines auf sie auftreffenden sichtbaren Lichtes. Die metallische Beschichtung 5 kann auch bereichsweise mit dem ersten und/oder zweiten Abdeckdruck 7, 7a, 7b überlappen. Die metallische Beschichtung 5 kann auch bereichsweise auf dem ersten Abdeckdruck 7, 7a aufgebracht sein.
Die Fahrzeugscheibe 100 kann als Bestandteil einer Projektionsanordnung genutzt werden. Ist die Fahrzeugscheibe 100 als Windschutzscheibe in ein Fahrzeug eingebaut, kann beispielsweise ein in das Armaturenbrett eingebautes LED-Display als Bildgeber verwendet werden. Das LED-Display dient dann zur Erzeugung von Licht (Bildinformationen), welches auf die metallische Beschichtung 5 ausgesendet wird und durch die metallische Beschichtung 5 als reflektiertes Licht in den Innenraum 9 gestrahlt wird, wo es von einem Betrachter, z.B. dem Fahrer, gesehen werden kann. Die metallische Beschichtung 5 ist zur Reflexion des Lichts des LED-Displays, d.h. eines Bilds einer Bildanzeige generell, geeignet ausgebildet. Auf diese Weise können dem oder den Fahrzeuginsassen Informationen wie die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Tankanzeige oder die Temperatur des Kühlers visuell mitgeteilt werden. Die Verwendung der Fahrzeugscheibe 100 zu diesem Zweck ermöglicht dabei gleichzeitig die Raumforderung des Armaturenbrettes (indem klassischer Weise diese Informationen durch ein Display wiedergegeben werden) zu reduzieren. Die in Figur 3 und 4 gezeigten Varianten in der Querschnittansicht entsprechen im Wesentlichen der Fahrzeugscheibe 100 aus den Figuren 1 und 2, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird und ansonsten auf die Beschreibung zu den Figuren 1 und 2 verwiesen wird.
In der in der Figur 3 gezeigten Variante der Fahrzeugscheibe 100 weist der zweite Abdeckdruck 7, 7b eine Verbreiterung im Randbereich 8, 8a der Fahrzeugscheibe 100 entlang der Unterkante der Fahrzeugscheibe 100 auf, sodass der zweite Abdeckdruck 7, 7b, in Durchsicht durch die Fahrzeugscheibe 100 und von der äußeren Umgebung 10 in den Innenraum 9 blickend, die metallische Beschichtung 5 verdeckt. Die metallische Beschichtung 5 ist also so auf die aufgebracht, dass sie vollständig vom zweiten Abdeckdruck 7, 7b überdeckt ist.
Außerdem ist auf der metallischen Beschichtung 5 deckungsgleich eine transparente Schutzschicht 6 aufgebracht. Die Schutzschicht 6 ist beispielsweise auf Basis von Polyoximen ausgebildet und hat eine Dicke von 1 pm. Die Schutzschicht 6 schützt die metallische Beschichtung 5 vor mechanischer Beschädigung wie beispielsweise Verkratzungen.
Durch die Überdeckung der teilweise lichtdurchlässigen metallischen Beschichtung 5 mit dem zweiten Abdeckdruck 7, 7b kann ein höherer Bildkontrast erzielt werden, wenn die Fahrzeugscheibe 100 als Bestandteil einer Projektionsanordnung verwendet wird. Außerdem kann durch die Verdeckung der metallischen Beschichtung 5, von der äußeren Umgebung 10 aus gesehen, ein ästhetischeres Gesamtbild der Fahrzeugscheibe 100 erzielt werden.
Die in der Figur 4 gezeigte erfindungsgemäße Scheibe 100 weist im Unterschied zu der in der Figur 1 und Figur 2 gezeigten Variante keinen zweiten Abdeckdruck 7, 7b auf. Die thermoplastische Zwischenschicht 4 ist durch eine opake thermoplastische Folie 4a und eine transparente thermoplastische Folie 4b ausgebildet. Die opake thermoplastische Folie 4a und die transparente thermoplastische Folie 4b bestehen beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET) und weisen eine Dicke von 0,38 mm auf. Die opake thermoplastische Folie 4a ist beispielsweise schwarz gefärbt. Die opake thermoplastische Folie 4a und die transparente Folie 4b sind versetzt zueinander angeordnet und überlappen in Durchsicht durch die Fahrzeugscheibe 100 nicht. Die opake thermoplastische Folie 4a ist rahmenförmig umlaufend aufgebracht und schließt mit der Oberkante, Unterkante und den beiden Seitenkanten der Fahrzeugscheibe 100 bündig ab. Innerhalb der rahmenförmigen opaken Folie 4a, umfassend den Durchsichtbereich der Fahrzeugscheibe 100, ist die transparente thermoplastische Folie 4b angeordnet. Die opake Folie 4a ist in einem Randbereich 8, 8a der Fahrzeugscheibe 100 entlang der Unterkante der Fahrzeugscheibe 100 verbreitert, sodass die opake thermoplastische Folie 4a, in Durchsicht durch die Fahrzeugscheibe 100 und von der äußeren Umgebung 10 in den Innenraum 9 blickend, die metallische Beschichtung 5 verdeckt. Die metallische Beschichtung 5 ist also so auf die Innenfläche IV der Innenscheibe 3 aufgebracht, dass sie vollständig von der opaken thermoplastischen Folie 4a überdeckt ist. Durch die Überdeckung der teilweise lichtdurchlässigen metallischen Beschichtung 5 mit der opaken Folie 4a kann ein höherer Bildkontrast erzielt werden, wenn die Fahrzeugscheibe 100 als Bestandteil einer Projektionsanordnung verwendet wird. Außerdem kann durch die Verdeckung der metallischen Beschichtung 5, von der äußeren Umgebung 10 aus gesehen, ein ästhetischeres Gesamtbild der Fahrzeugscheibe 100 erzielt werden.
Figur 5 und Figur 6 zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Fahrzeugscheibe 100 wie sie beispielsweise in Figur 1 und Figur 2 gezeigt ist. Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf die Verbundscheibe 1 nach jedem Verfahrensschritt und Figur 6 zeigt eine Querschnittansicht der Verbundscheibe 1 nach jedem Verfahrensschritt aus Figur 5. Die Querschnittansicht von Figur 6 entspricht der Schnittlinie B-B‘ der Verbundscheibe 1 , wie in Figur 5 angedeutet.
Zunächst wird eine Verbundscheibe 1 , umfassend eine Innenscheibe 3, eine Außenscheibe 2 und eine thermoplastische Zwischenschicht 4 bereitgestellt (Figur 5 (A) und Figur 6 (A)). Die thermoplastische Zwischenschicht 4 ist zwischen der Innenscheibe 3 und der Außenscheibe 2 angeordnet. Die Innenscheibe 3 weist eine Außenfläche III auf, welche der thermoplastischen Zwischenschicht 4 zugewandt ist und eine Innenfläche IV, welche von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandt ist. Auf der Innenfläche IV ist ein Abdeckdruck 7, 7a rahmenförmig entlang der Oberkante, Unterkante und den Seitenkanten der Verbundscheibe 1 aufgebracht. Die Außenscheibe 2 weist eine Außenfläche I auf, die von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandt ist, und eine Innenfläche II, die der thermoplastischen Zwischenschicht 4 zugewandt ist. Auf der Innenfläche II der Außenscheibe 2 ist ein zweiter Abdeckdruck 7, 7b rahmenförmig entlang der Oberkante, Unterkante und den Seitenkanten der Verbundscheibe 1 aufgebracht.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird eine Maskierung 11 auf die Innenfläche IV der Innenscheibe 3 aufgebracht (Figur 5 (B) und Figur 6 (B). Die Maskierung 11 besteht beispielsweise aus einem zusammenhängendem plattenförmigen Material aus Kupfer, welches die gleiche Krümmung (vorzugsweise konvexe Wölbung) wie die Verbundscheibe 1 aufweist. Die Maskierung 11 wird bündig mit der Oberkante, der Unterkante und den Seitenkanten der Verbundscheibe 1 auf der Innenfläche IV aufgebracht. Die Maskierung 11 weist eine Aussparung 12, wodurch die Innenfläche IV der Innenscheibe 3 nicht vollständig durch die Maskierung 11 verdeckt wird. Die Aussparung 12 ist in einem unteren Bereich, näher zur Unterkante als zur Oberkante der Verbundscheibe 1 , angeordnet und erstreckt sich von links nach rechts mit einer Breite von beispielsweise 30 cm. Mit „Breite“ ist im Sinne der Erfindung die Breite senkrecht zu der Erstreckung gemeint. Die Aussparung 12 grenzt links, rechts und unten in Draufsicht auf die Verbundscheibe 1 an den ersten Abdeckdruck 7, 7a.
In einem dritten Verfahrensschritt wird die Innenfläche IV der Innenscheibe 3 mittels Magnetronsputtern mit einer metallischen Beschichtung 5 beschichtet (Figur 5 (C) und Figur 6 (C)). Aufgrund der Maskierung 11 auf der Innenfläche IV der Innenscheibe 3 wird die Maskierung 11 mit der metallischen Beschichtung 5 beschichtet, wobei im Bereich der Aussparung 12 der Maskierung 11 die metallische Beschichtung 5 direkt auf die Innenfläche IV der Innenscheibe 3 aufgebracht wird.
In einem letzten Verfahrensschritt wird die mit der metallischen Beschichtung 5 beschichtete Maskierung 11 von der Innenfläche IV der Innenscheibe 3 entfernt (Figur 5 (D) und Figur 6 (D)). Die metallische Beschichtung 5, welche im Bereich der Aussparung 12 aufgebracht wurde, bleibt auch nach Entfernen der Maskierung 11 bestehen. Die Innenfläche IV der Innenscheibe 3 weist also eine bereichsweise aufgebrachte metallische Beschichtung 5 auf. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dabei ein sauber abgetrennter Bereich zwischen unbeschichtetem Bereich und beschichtetem Bereich der Innenfläche IV der Innenscheibe 3 erzielt. Das Magnetronsputtern kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens also zum bereichsweisen statt nur vollflächigem Beschichten verwendet werden.
Die Figur 7 zeigt zunächst die für Figur 6 gezeigten und beschriebenen Verfahrensschritte, wobei anschließend in einem fünften Verfahrensschritt eine Schutzschicht 6 beispielsweise mittels eines Druckzerstäubers auf die metallische Beschichtung 5 aufgebracht wird (Figur 7 (E)). Die Schutzschicht 6 wird deckungsgleich mit der metallischen Beschichtung 5 aufgebracht. Alternativ zu der Darstellung in Figur 7, kann die Schutzschicht 6 auch nach dem dritten Verfahrensschritt (Figur 7 (C)) aufgebracht werden. Hierbei würde die Maskierung 11 ebenfalls verhindern, dass die Schutzschicht 6 außerhalb der metallischen Beschichtung 5 auf die Innenfläche IV der Innenscheibe 3 aufgebracht würde.
Bezuqszeichenliste
1 Verbundscheibe
2 Außenscheibe
3 Innenscheibe
4 thermoplastische Zwischenschicht
4a opake thermoplastische Folie
4b transparente thermoplastische Folie
5 metallische Beschichtung
6 Schutzschicht
7, 7a, 7b Abdeckdruck
8 Randbereich
8a unterer Randbereich
8b oberer Randbereich
9 Innenraum
10 äußere Umgebung
11 Maskierung
12 Aussparung
100 Fahrzeugscheibe
I Außenfläche der Außenscheibe 2
II Innenfläche der Außenscheibe 2
III Außenfläche der Innenscheibe 3
IV Innenfläche der Innenscheibe 3
A-A‘ Querschnitt durch die Fahrzeugscheibe 100 aus Figur 1
B-B‘ Querschnitt durch die Verbundscheibe 1 aus Figur 5

Claims

27 Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer bereichsweise beschichteten Fahrzeugscheibe (100), mindestens umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
(A) Bereitstellung einer Verbundscheibe (1) mit einer Außenfläche (I) und einer Innenfläche (IV) sowie einer umlaufenden Seitenkante,
(B) Aufbringen mindestens einer Maskierung (11) auf mindestens einen Bereich der Außenfläche (I) oder der Innenfläche (IV) der Verbundscheibe (1),
(C) Aufbringung einer metallischen Beschichtung (5) mittels Magnetronsputtern auf die mit der mindestens einen Maskierung (11) versehene Außenfläche (I) oder die mit der mindestens einen Maskierung (11) versehene Innenfläche (IV) der Verbundscheibe (1),
(D) Entfernen der mindestens einen Maskierung (11) und der auf der mindestens einen Maskierung (11) aufgebrachten metallischen Beschichtung (5) von der Außenfläche (I) oder der Innenfläche (IV) der Verbundscheibe (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Verbundscheibe (1) mindestens eine Außenscheibe (2), eine Innenscheibe (3) und eine zwischen der Außenscheibe (2) und der Innenscheibe (3) flächig angeordnete thermoplastische Zwischenschicht (4) umfasst, wobei die Außenscheibe (2) eine von der thermoplastischen Zwischenschicht (4) abgewandte Außenfläche (I) und eine der thermoplastischen Zwischenschicht (4) zugewandte Innenfläche (II) aufweist und die Innenscheibe (3) eine der thermoplastischen Zwischenschicht (4) zugewandte Außenfläche (III) und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht (4) abgewandte Innenfläche (IV) aufweist, wobei die Innenfläche (IV) der Verbundscheibe (1) auch die Innenfläche (IV) der Innenscheibe (3) ist und die Außenfläche (I) der Verbundscheibe (1) auch die Außenfläche (I) der Außenscheibe (2) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, außerdem umfassend: (E) Aufbringung einer Schutzschicht (6) auf die metallische Beschichtung (5), wobei die Aufbringung der Schutzschicht (6) vorzugsweise nach dem Verfahrensschritt (C) und vor dem Verfahrensschritt (D) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mindestens eine Maskierung (11) aus einem plattenförmigen Material, vorzugsweise einem Blech, besteht. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das plattenförmige Material aus einem Metall oder einem Stahl, vorzugsweise aus Edelstahl, Aluminium oder Kupfer, besteht. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, wobei die mindestens eine Maskierung (11) aus einer auf der Innenfläche (IV) oder der Außenfläche (I) der Verbundscheibe (1) haftenden Folie besteht. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die haftende Folie Polyimid enthält. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die metallische Beschichtung (5) Aluminium, Titan, Nickel, Chrom, Stahl, Edelstahl, oder Mischungen davon enthält oder daraus besteht. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die metallische Beschichtung (5) sichtbares Licht zu mindestens 10 %, bevorzugt zu mindestens 50 %, besonders bevorzugt zu mindestens 80 % und insbesondere zu mindestens 90 % reflektiert. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die mindestens eine Maskierung (11) außerhalb eines Randbereiches (8, 8a) der der Verbundscheibe (1) aufgebracht wird, sodass sich die mindestens eine Maskierung (11) über höchstens 95 %, vorzugsweise höchstens 90 % der Gesamtfläche der Verbundscheibe (1) erstreckt. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei ein Abdeckdruck (7, 7b) in mindestens einem Randbereich (8, 8a) der Innenfläche (II) der Außenscheibe (2) aufgebracht ist, wobei die mindestens eine Maskierung (11) in Verfahrensschritt (B) so auf die Innenfläche (IV) der Innenscheibe (3) aufgebracht wird, dass sie in Durchsicht durch die Verbundscheibe (1) höchstens teilweise und vorzugsweise gar nicht von dem Abdeckdruck (7, 7b) überdeckt wird. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die mindestens eine Maskierung (11) in Verfahrensschritt (B) auf mindestens alle Bereiche der Innenfläche (IV) der Innenscheibe (3) aufgebracht wird, welche nicht in Überdeckung mit dem Abdeckdruck (7, 7b) sind. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die thermoplastische Zwischenschicht (4) zumindest eine erste opake thermoplastische Folie (4a) und eine zweite transparente thermoplastische Folie (4b) enthält oder die thermoplastische Zwischenschicht (4) als eine thermoplastische Folie ausgebildet ist, die zumindest einen opak gefärbten Bereich aufweist, wobei die mindestens eine Maskierung (11) in Verfahrensschritt (B) auf mindestens alle Bereiche der Innenfläche (IV) der Innenscheibe (3) aufgebracht wird, welche nicht in Überdeckung mit der opaken thermoplastischen Folie (4a) oder dem mindestens einen opak gefärbten Bereich sind. Bereichsweise beschichtete Fahrzeugscheibe (100), hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13. Verwendung einer bereichsweise beschichteten Fahrzeugscheibe (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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