EP4633946A1 - Verglasungselement mit elektrischem funktionselement - Google Patents

Verglasungselement mit elektrischem funktionselement

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EP4633946A1
EP4633946A1 EP23793315.5A EP23793315A EP4633946A1 EP 4633946 A1 EP4633946 A1 EP 4633946A1 EP 23793315 A EP23793315 A EP 23793315A EP 4633946 A1 EP4633946 A1 EP 4633946A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pane
layer
plastic
glazing element
optically clear
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
EP23793315.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Muhammed Nasuh ALTIN
Viktor SEIBEL
Michael Labrot
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 Sekurit France SAS
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 Sekurit France SAS filed Critical Saint Gobain Sekurit France SAS
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    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/08—Cars

Definitions

  • the invention relates to a glazing element with an integrated electrical functional element, a method for its production and its use.
  • glazing elements can be equipped with electrical functional elements.
  • the glazing elements are usually designed as composite panes, consisting of two glass panes and a thermoplastic intermediate layer between them, with the functional element embedded in the intermediate layer.
  • the intermediate layer is often made of at least two thermoplastic films, in particular PVB films, between which the functional element is positioned and thereby embedded in the intermediate layer.
  • Such composite panes with integrated functional elements are particularly common in the field of vehicle windows, for example as windshields or roof windows.
  • the electrical functional elements can, for example, be sensors of various types (such as light sensors or rain sensors), light-emitting diodes or functional films with electrically controllable optical properties, with which in particular the transparency of the composite pane can be electrically controlled. Examples of this are SPD, PDLC or electrochromic functional films.
  • Composite panes of this type are known, for example, from WO2014029536A1, WO2014086555A1 or WO2017157626A1.
  • the composite panes are typically manufactured using so-called autoclave processes, in which the glass panes are laminated together at high temperatures and under high pressure via the thermoplastic intermediate layer. These conditions place a high load on the typically sensitive electrical functional elements. For example, optical distortions can be created or the functional elements can even be damaged as a result of tensions that occur.
  • a glazing element in which an electrical functional element is bonded via an adhesive layer made of an optically clear adhesive (optically clear adhesive (OCA).
  • OCA optically clear adhesive
  • the present invention is based on the object of providing an improved glazing element with an integrated electrical functional element and a gentle method for its production.
  • the glazing element should have a high optical quality and the functional element should be protected from damage.
  • the glazing element according to the invention comprises at least one glass pane or plastic pane and an encapsulation layer on a surface of the glass pane or plastic pane.
  • the encapsulation layer is formed at least in regions as a layer of an optically clear adhesive.
  • An electrical functional element is arranged between the layer of the optically clear adhesive and the glass pane or plastic pane or is embedded in the layer of the optically clear adhesive.
  • the layer of optically clear adhesive allows the functional element to be embedded in the glazing element with high optical quality.
  • the functional element is mechanically stable and integrated into the glazing element and protected from damage by external influences.
  • the layer of optically clear adhesive can be produced using a casting process, which is gentle on the functional element because no high pressures or temperatures occur, as is usual in the lamination of composite panes (particularly in autoclave processes).
  • the glass or plastic pane is also referred to below simply as a “pane” or “primary pane” (to distinguish it from any other panes of the glazing element).
  • the glass or plastic pane has two main surfaces, which are intended for viewing and are arranged essentially parallel to one another, and a side edge surface running between them.
  • the capsule layer is arranged on one of the main surfaces of the pane, in particular over the entire surface.
  • the pane can be flat or curved, with both cylindrical and spherical bends being possible. In the automotive sector in particular, spherical bends typically occur.
  • curved glazing elements while in the architectural sector flat glazing elements are predominantly used. Both flat and curved glazing elements are common in rail vehicles, ships and large construction or agricultural vehicles.
  • the primary task of the capsule layer is to integrate the functional element safely and mechanically stable into the glazing element and to protect it from damage.
  • the capsule layer can also fulfil other tasks, such as connecting the glass or plastic pane to another glass or plastic pane (like a composite pane), if such an additional pane is provided.
  • the capsule layer covers the entire surface (main area) of the glass or plastic pane.
  • the capsule layer is formed at least in some areas as a layer of an optically clear adhesive. This means that there is at least one area of the glazing element in which the capsule layer is formed by the said layer of the optically clear adhesive, and indeed over its entire thickness.
  • the capsule layer can be formed as a layer of the optically clear adhesive. However, it is also possible for only one area or several areas of the capsule layer to be formed as a layer of the optically clear adhesive, while another area or several other areas are formed in a different way, for example by a thermoplastic film. In other words, the capsule layer is formed in some areas as a layer of the optically clear adhesive and in some areas in a different way, in particular from at least one thermoplastic film.
  • the areas are arranged next to one another in relation to the direction of view through the glazing element.
  • the layer of the optically clear adhesive and any other elements each extend over the entire thickness of the capsule layer.
  • the areas with the layer of the optically clear adhesive are transparent (i.e. allow a view through), the other areas can be transparent or opaque.
  • the capsule layer preferably has a thickness of 0.2 mm to 50 mm, particularly preferably 0.5 mm to 2 mm.
  • Optically clear adhesives are known to those skilled in the art. They are characterized in particular by their high optical quality. They are particularly common where high optical quality is required so that the adhesive layer is virtually invisible, for example in displays or touch panels. Optically clear adhesives are characterized in particular by high light transmission and the fact that low-distortion visibility is possible.
  • the layer of an optically clear adhesive according to the invention is also referred to below as an OCA layer.
  • the optically clear adhesive is preferably a 2-component polyurethane adhesive, a 1-component acrylate adhesive, a 1-component silicone adhesive or a 1-component acrylate hybrid adhesive.
  • the external surfaces of the glazing element are formed parallel to one another so that the glazing element has a constant overall thickness.
  • the external surfaces of the glazing element can be formed from the surfaces of the glass or plastic pane and the capsule layer facing away from one another if the glazing element is structurally constructed only from the glass or plastic pane and the capsule layer. Additional glass or plastic panes can also be connected to said glass or plastic panes and/or the capsule layer, which in turn then carry the external surfaces of the glazing element, as will be explained in more detail below when the preferred embodiments are presented.
  • the external surfaces are the exposed surfaces of the glazing element which are in contact with the surrounding atmosphere and can be touched, whereby it is not excluded that the external surfaces are provided with transparent coatings, in particular formed from thin layers.
  • the capsule layer also has two main surfaces intended for viewing and a side edge surface running between them. The main surfaces are arranged parallel to the main surfaces of the primary pane (and also to the main surfaces of any other panes of the glazing element).
  • the electrical functional element may be attached to the surface of the primary pane, for example via an adhesive or a thermoplastic film. It is then arranged between the OCA layer and the primary pane.
  • the functional element may alternatively be embedded in the OCA layer so that it is completely surrounded by the optically clear adhesive.
  • the glazing element comprises the primary pane, the electrical functional element on a surface of the primary pane and optically clear adhesive (the entire OCA layer or part thereof) above the electrical functional element, i.e. on the side of the functional element facing away from the primary disk.
  • the surface of the capsule layer facing away from the primary pane forms one of the two external or exposed surfaces of the glazing element.
  • the capsule layer is an external layer of the glazing element, the surface of which facing away from the primary pane is not connected to another structural element, in particular another glass or plastic pane.
  • Such a glazing element has an advantageously low weight.
  • the capsule layer is preferably formed entirely as a layer of optically clear adhesive.
  • a transparent protective coating is arranged on the external surface of the capsule layer or the OCA layer facing away from the primary pane. The protective coating serves in particular to protect the OCA layer from scratching (scratch protection layer).
  • the invention also includes a method for producing the glazing element according to the first basic embodiment, wherein
  • the functional element is arranged on that surface of the primary disk which faces the support disk (preferably fixed with an adhesive or a thermoplastic film) or arranged in the cavity, wherein it is spaced apart from both the primary disk and the support disk and is not in direct contact with either of them.
  • the support disc can be made of glass, plastic, ceramic, metal or wood, for example, i.e. it can be a glass disc, a plastic disc, a ceramic disc, a metal plate or a wooden plate.
  • any support shape can be used, with the surface of the support shape that faces the primary disk and the cavity and which determines the shape of the surface of the capsule layer facing away from the primary disk being designed parallel to the main surfaces of the primary disk.
  • the use of a support disk is preferred, in particular because they are easy to handle and the same manufacturing devices can be used as in the manufacture of the glazing element according to the second basic embodiment (where the secondary disk is used instead of the support disk).
  • a layer is arranged on the surface of the support disk facing the primary disk, which is suitable for preventing adhesion between the support disk and the optically clear plastic. This makes it easier to remove the support disk after the adhesive has hardened.
  • the separating layer is preferably a Teflon layer that is permanently applied to the surface of the support disk, or a Teflon film that is placed on the surface of the support disk.
  • the capsule layer is arranged between the primary pane and another glass or plastic pane.
  • This additional glass or plastic pane connected to the capsule layer is also referred to below as the "secondary pane".
  • the capsule layer connects the primary pane to the secondary pane in the manner of a composite pane.
  • This design can advantageously have greater mechanical stability and the capsule layer is protected from damage between the primary pane and the secondary pane.
  • the glazing element has a greater structural similarity to a conventional composite pane, so that it is sometimes better accepted by customers and can more easily replace conventional composite panes.
  • the invention also includes a method for producing the glazing element according to the second basic embodiment, wherein (a) the primary disc and the secondary disc are arranged parallel and spaced apart from each other so that (at least) one cavity is formed between them,
  • an optically clear adhesive is then filled into the cavity and cured.
  • the functional element is arranged on that surface of the primary disk which faces the secondary disk (preferably fixed with an adhesive or a thermoplastic film) or arranged in the cavity, wherein it is spaced apart from both the primary disk and the secondary disk and is not in direct contact with either of them.
  • the secondary pane can be the only structural element arranged on the surface of the capsule layer facing away from the primary pane.
  • the glazing element contains the primary pane, the capsule layer on top of that, and a single pane on top of that (namely the secondary pane).
  • the surface of the secondary pane facing away from the capsule layer is one of the two external or exposed surfaces of the glazing element.
  • the secondary pane if it is designed as a glass pane, is preferably thermally tempered.
  • the secondary pane can alternatively be connected to another glass pane or plastic pane via a thermoplastic intermediate layer. More precisely, the surface of the secondary pane facing away from the capsule layer is connected to the other glass or plastic pane via the intermediate layer.
  • the glazing element contains the primary pane, the capsule layer on top of that and a composite pane which is made up of the secondary pane, another pane and a thermoplastic intermediate layer located therebetween, the secondary pane facing the capsule layer.
  • the surface of the said other pane facing away from the secondary pane and the thermoplastic intermediate layer is one of the two external or exposed surfaces of the glazing element.
  • the composite pane made up of the secondary pane, intermediate layer and another pane is preferably produced using the method described above, in which the capsule layer is placed between Primary pane and secondary pane are formed.
  • Known processes can be used to produce the composite pane, for example autoclave processes, vacuum bag processes, vacuum ring processes, calender processes, vacuum laminators or combinations thereof.
  • the panes are usually connected via the intermediate layer under the influence of heat, vacuum and/or pressure.
  • the secondary pane can also be part of a composite pane made up of more than two panes, with at least one further pane being attached to the side of the additional pane facing away from the secondary pane. Adjacent panes are each connected to one another via a thermoplastic intermediate layer. The surface facing away from the secondary pane of the pane that is furthest away from the secondary pane forms one of the two external or exposed surfaces of the glazing element.
  • the secondary pane can also be connected to another glass or plastic pane via a spacer to form an insulating glazing, with the space between the panes being filled with an inert gas or evacuated.
  • the capsule layer is formed entirely as a layer of the optically clear adhesive.
  • the capsule layer is formed in regions as a layer of the optically clear adhesive and in regions from at least one thermoplastic film (i.e. from a thermoplastic film or a stack of several thermoplastic films).
  • the capsule layer therefore has at least one region in which it is formed as an OCA layer over its entire thickness and at least one further region in which it is formed from the at least one thermoplastic film over its entire thickness.
  • the said second variant of the second basic embodiment can be particularly advantageous if the functional element or the functional elements are only integrated in local areas of the glazing element, while other areas do not have a functional element or are equipped with less sensitive functional elements.
  • the capsule layer can then be formed in the areas with the functional element with the OCA layer according to the invention and in the areas without a functional element or with the less sensitive functional elements via the at least one thermoplastic film (in the latter case, the said less sensitive functional elements can be embedded between two thermoplastic films, for example).
  • the glazing element can sometimes be produced more cost-effectively because the entire capsule layer is not formed by the comparatively expensive optically clear adhesive. It is possible for the glazing element to have at least one transparent see-through area and at least one opaque masking area.
  • the capsule layer is formed as an OCA layer with the functional element in the see-through area and from the thermoplastic film in the masking area.
  • a masking area can be realized, for example, by an opaque cover print on one of the panes of the glazing element or by using an opaque thermoplastic film.
  • the primary pane and the secondary pane are preferably first connected to one another locally via the thermoplastic film.
  • Known methods can be used for this, for example autoclave methods, vacuum bag methods, vacuum ring methods, calender methods, vacuum laminators or combinations thereof.
  • the connection is made locally, for example, via one or more strips of the thermoplastic film.
  • the panes are usually connected under the influence of heat, vacuum and/or pressure. This corresponds to process step (a) in the process described above: the primary pane and secondary pane are then arranged parallel and spaced apart from one another, with at least one cavity being formed in the area or areas without thermoplastic film. This cavity must not be closed, i.e. the thermoplastic film must not extend all the way around the cavity.
  • process step (b) The space between the panes is then provided with an edge seal (process step (b)) and an optically clear adhesive is filled into the at least one cavity and cured (process step (c)).
  • the functional element is previously arranged in the at least one cavity or is fixed to the surface of the primary disk via the thermoplastic film prior to lamination.
  • the primary pane may be the only pane attached to the corresponding side of the capsule layer.
  • the glazing element comprises a single pane (namely the primary pane), on top of which is the capsule layer, on top of which is optionally the secondary pane (which may also be a single pane or may be provided with one or more several further panes, as described above).
  • the surface of the primary pane facing away from the capsule layer is one of the two external or exposed surfaces of the glazing element.
  • the primary pane if it is designed as a glass pane, is preferably thermally tempered.
  • the primary pane can alternatively be connected to another glass pane or plastic pane via a thermoplastic intermediate layer. More precisely, the surface of the primary pane facing away from the capsule layer is connected to the other glass or plastic pane via the intermediate layer.
  • the glazing element contains a composite pane which is made up of the primary pane, another pane and a thermoplastic intermediate layer located therebetween, the capsule layer on the primary pane, and optionally the secondary pane on top of that (which can also be present as a single pane or can be connected to one or more other panes, as described above).
  • the surface of the said other pane facing away from the primary pane and the thermoplastic intermediate layer is one of the two external or exposed surfaces of the glazing element.
  • the composite disk made up of the primary disk, intermediate layer and another disk is preferably produced using the methods described above, in which the capsule layer is formed between the primary disk and the support disk or secondary disk.
  • Known methods can be used to produce the composite disk, for example autoclave processes, vacuum bag processes, vacuum ring processes, calender processes, vacuum laminators or combinations thereof.
  • the disks are usually connected via the intermediate layer using heat, vacuum and/or pressure.
  • the primary disc can also be part of a composite disc made up of more than two discs, with at least one further disc being mounted on the side of the further disc facing away from the secondary disc. Neighbouring discs are each connected to one another via a thermoplastic intermediate layer. The surface of the disc facing away from the primary disc that is furthest from the Primary pane, forms one of the two external or exposed surfaces of the glazing element.
  • the primary pane can also be connected to another glass or plastic pane via a spacer to form an insulating glazing, with the space between the panes being filled with an inert gas or evacuated.
  • the cavity between the primary disk and the support disk or secondary disk is formed by the space between the said disks when they are arranged parallel and spaced apart from one another (or part of it when the two disks (in particular primary disk and secondary disk) are additionally locally connected to one another via a thermoplastic film).
  • This cavity is provided with an edge seal.
  • the edge seal runs all the way around the side edge surfaces of the pair of disks and (partially) closes off the cavity, leaving at least one opening through which the optically clear adhesive can then be filled, preferably via a nozzle.
  • the edge seal can be designed, for example, as an adhesive tape that is attached to the side edge surfaces of the two disks.
  • the pair of disks can alternatively be used in a suitable form that serves as an edge seal.
  • the edge seal can alternatively be formed, for example, from a longitudinally slotted tube that is slipped over the edge region of the pair of disks, with the edge region being arranged in the slot (similar to the tube in the vacuum ring process for producing composite disks
  • an edge seal can be used that is arranged between the primary pane and the secondary pane in the edge area and remains permanently in the glazing element.
  • a permanent edge seal can be made of PVB or polyurethane, for example.
  • the functional element is arranged on the surface of the primary disk, it is arranged between the primary disk and the capsule layer after the capsule layer has been formed.
  • the functional element can be fixed to the surface, for example, using an adhesive or a thermoplastic film. If the primary disk is arranged below the support disk or secondary disk, the functional element can also simply be placed on the surface.
  • the functional element is arranged within the cavity, spaced apart from both disks, it is embedded in the capsule layer after the capsule layer has been formed.
  • the functional element can be arranged in the cavity, for example, using suitable support elements or suspensions (for example made of threads, rods or a grid), by means of which the functional element is held in place (spaced apart from both disks) as long as the optically clear adhesive is still liquid.
  • the support elements or suspensions can be removed, for example, when the viscosity of the adhesive has decreased sufficiently to fix the functional element, but is still high enough to enable non-destructive removal of the support elements or suspension.
  • the support elements or elements of the suspension can also remain in the glazing element, in particular if they are arranged in an opaque region of the glazing element, which is formed, for example, by an opaque covering print on a surface of at least one of the panes of the glazing element.
  • the optically clear adhesive is poured into the cavity in liquid form (liquid optically clear adhesive, LOCA) and then cured.
  • the primary disc and the secondary disc or the support disc can be arranged horizontally or vertically when the adhesive is poured in.
  • the optically clear adhesive can be cured in any way and depends on the type of adhesive used. For example, UV-curing or thermally curing adhesives can be used. 2-component adhesives can also be used, which harden as a result of chemical reactions.
  • the functional element is already provided pre-encapsulated in optically clear adhesive.
  • a layer of optically clear adhesive is therefore provided, in which the functional element is embedded, so that at least the surface of the functional element facing the primary disk and the surface facing away from the primary disk is covered with optically clear adhesive and preferably the Functional element is completely surrounded by optically clear adhesive.
  • the functional element pre-encapsulated in this way is then arranged on the surface of the primary disk (preferably fixed with an adhesive or a thermoplastic film) or arranged in the cavity and the cavity is then filled with optically clear adhesive.
  • the same optically clear adhesive is preferably used for pre-encapsulating the functional element and filling the cavity.
  • the functional element can be arranged in a hollow mold (for example with the help of support elements or suspensions), this hollow mold can then be filled with optically clear adhesive and the adhesive can then be cured.
  • the surface of the hollow mold facing the functional element is preferably provided with a separating layer (for example coated with Teflon) in order to be able to remove the pre-encapsulated functional element more easily.
  • a separating layer for example coated with Teflon
  • the electrical functional element is a functional film with electrically controllable optical properties.
  • Such functional films are basically constructed as a multilayer film from a first carrier film, a first surface electrode, an active layer or layer sequence, a second surface electrode and a second carrier film, which are arranged flat on top of one another in the order given.
  • the carrier films are made of polyethylene terephthalate (PET), for example, and have a thickness of 0.1 mm to 1 mm, preferably 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the surface electrodes are formed, for example, as layers based on a metal (in particular silver) or a transparent electrically conductive oxide (transparent conductive oxide, TCO; in particular indium tin oxide (ITO)) with a thickness of 10 nm to 2 pm, preferably 20 nm to 1 pm.
  • TCO transparent conductive oxide
  • ITO indium tin oxide
  • the active layer or layer sequence depends on the type of functional film. It has electrically controllable optical properties, which can be controlled by applying a voltage to the surface electrodes.
  • the functional film can be an SPD film.
  • SPD functional films contain an active layer between the surface electrodes, which contains suspended particles that are preferably embedded in a viscous matrix. The absorption of light by the active layer can be changed by applying a voltage to the surface electrodes, which leads to a change in the orientation of the suspended particles.
  • the functional film can be a film based on liquid crystal technology.
  • Such functional films contain an active layer with liquid crystals.
  • the liquid crystals can be aligned by applying a voltage to the surface electrodes, on which the electrical control of the optical properties is based.
  • the functional film can be, for example, a PDLC film.
  • the active layer contains drops of liquid crystals in a polymer network. If the liquid crystals are aligned in an electric field, the state is transparent and does not scatter light; if the liquid crystals are not aligned without an electric field, the state is translucent and strongly scatter light.
  • the functional film can alternatively be, for example, a so-called guest-host film.
  • the active layer contains dichroic dye molecules (guest) dissolved in liquid crystals (host).
  • the liquid crystals are aligned in the electric field, which influences the orientation of the dye molecules, which leads to a changed degree of transmission (tint) and a changed color.
  • Tet changed degree of transmission
  • guest-host films are particularly sensitive, so that the present invention unfolds its advantages to a particularly high degree here.
  • the functional film can be an electrochromic film.
  • Electrochromic functional films contain an active layer sequence between the surface electrodes (electrochromic layer sequence), which comprises the following, arranged one above the other in the order given: an ion storage layer, an electrolyte layer and an electrochromic layer.
  • the electrochromic layer is the actual carrier of the electrically controllable optical properties. It is an electrochemically active layer whose light transmission depends on the degree of ion storage.
  • the ions for example H + -, Li + , Na + - or IC- ions
  • the electrolyte layer spatially separates the electrochromic layer from the ion storage layer and serves to migrate ions.
  • ions migrate from the ion storage layer through the electrolyte layer into the electrochromic layer, whereupon the optical properties (color, light transmission) of the electrochromic layer are changed depending on the extent of the ions that have migrated.
  • DC voltage of opposite polarity is applied to the surface electrodes, the ions migrate back from the electrochromic layer through the electrolyte layer into the ion storage layer and the The optical properties of the electrochromic layer change in the opposite way. If no voltage is applied to the surface electrodes, the current state remains stable.
  • Suitable electrochromic layers contain electrochromic materials, for example inorganic oxides (such as tungsten oxide or vanadium oxide), complex compounds (such as Prussian blue) or conductive polymers (such as 3,4-polyethylenedioxythiophene (PEDOT) or polyaniline).
  • the electrolyte layer is typically formed as a film of organic or inorganic, electrically insulating material with high ion conductivity, for example based on lithium phosphorus oxynitride.
  • the ion storage layer is either permanently transparent (pure ion storage) or has an electrochromic behavior that is the opposite of that of the electrochromic layer.
  • An example of a pure ion storage is a layer containing a mixed oxide of titanium and cerium; examples of anodic electrochromic ion storage layers are layers containing iridium oxide or nickel oxide.
  • the electrical functional element is a sensor.
  • sensors are photodiodes (as light sensors), rain sensors (capacitive or optical) and temperature sensors.
  • the electrical functional element is a light source.
  • LEDs Light emitting diodes
  • the glazing element comprises one or more glass panes, they are preferably made of soda-lime glass, as is usual for window panes. In principle, however, other types of glass can also be used as an alternative, for example quartz glass, borosilicate glass or aluminosilicate glass.
  • the glazing element comprises one or more plastic panes, they are preferably made of a transparent and rigid polymer, particularly preferably polycarbonate (PC) or polymethyl methacrylate (PMMA).
  • PC polycarbonate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • All panes have two main surfaces that are intended for viewing and are arranged essentially parallel to one another, and a side edge surface running between them.
  • the thickness of the primary disk, the possible secondary disk and any further disks connected to the primary disk or the secondary disk is preferably from 0.5 mm to 5 mm.
  • the panes can be provided with a coating, for example an anti-reflective coating, an IR-reflective coating or a heatable coating.
  • a coating for example an anti-reflective coating, an IR-reflective coating or a heatable coating.
  • Plastic panes are preferably provided with a protective coating that protects them from scratches (scratch protection layer).
  • the panes can be clear independently of one another, i.e. have no tints or colors, or they can be tinted or colored.
  • the glazing element is intended as building glazing, the panes are preferably clear.
  • the panes is tinted or colored.
  • Thermoplastic films which are used, for example, to laminate the primary pane and/or the secondary pane with another pane to form a composite pane (where the thermoplastic film forms the intermediate layer) or to connect the primary pane to the secondary pane in certain areas, are preferably based on polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) or polyurethane (PU), particularly preferably based on PVB.
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PU polyurethane
  • the film contains the majority of the material in question (a proportion of more than 50% by weight) and can optionally contain other components, for example plasticizers, stabilizers, UV or IR absorbers.
  • the thickness of the thermoplastic films is preferably from 0.2 mm to 1 mm.
  • the glazing element can optionally have at least one opaque masking area.
  • a masking area is created in particular by integrating an opaque element in the glazing element, which prevents visibility.
  • This is preferably an opaque cover print on at least one surface of at least one pane of the glazing element.
  • prints of an enamel are common, which contains glass frits and a pigment (in particular black pigment) and which is burned into the glass surface.
  • the invention also includes the use of a glazing element according to the invention in buildings or in means of transport for traffic on land, in the air or on water, preferably as a vehicle window.
  • the glazing element is preferably used in the vehicle or architecture sector, in particular as a window pane of a vehicle, a building or an interior, in furniture or other furnishings or as a furnishing.
  • the invention is explained in more detail using a drawing and exemplary embodiments.
  • the drawing is a schematic representation and not to scale. The drawing does not limit the invention in any way. It shows:
  • Fig. 1 shows a cross section through a first embodiment of the inventive
  • Fig. 2 shows a cross section through a second embodiment of the inventive
  • Fig. 3 shows a cross section through a third embodiment of the inventive
  • Fig. 4 shows a cross section through a fourth embodiment of the inventive
  • Fig. 5 cross sections through an embodiment of the glazing element according to the invention at different times of an embodiment of the method according to the invention for its production
  • Fig. 6 cross sections through an embodiment of the glazing element according to the invention at different times of a further embodiment of the method according to the invention for its production
  • Fig. 7 Cross sections through an embodiment of the glazing element according to the invention at different times of a further embodiment of the method according to the invention for its production.
  • FIG. 1 shows a cross section through an embodiment of the glazing element according to the invention.
  • the glazing element is formed from a single glass pane 1, with a capsule layer 2 being arranged over the entire surface (main surface) of the glass pane 1.
  • Three electrical functional elements 3 are arranged between the glass pane 1 and the capsule layer 2.
  • the glass pane 1 is, for example, a thermally tempered pane made of soda-lime glass with a thickness of 3.5 mm.
  • the capsule layer 2 is completely formed as layer 2a of an optically clear adhesive (OCA).
  • OCA optically clear adhesive
  • the optically clear adhesive is, for example, a 2-component polyurethane adhesive.
  • the capsule layer has a thickness of, for example, 0.5 mm to 1 mm.
  • the functional elements 3 are, for example, light-emitting diodes.
  • the surface of the glass pane 1 facing away from the capsule layer 2 forms a first external surface I of the glazing element, the surface of the capsule layer 2 facing away from the glass pane 1 forms a second external surface II.
  • the glazing element can be provided, for example, as a roof window of a vehicle, with the light-emitting diodes serving to illuminate the vehicle interior.
  • a vehicle window is typically curved, even if the glazing element is shown flat for the sake of simplicity.
  • FIG. 2 shows a cross section through a further embodiment of the glazing element according to the invention.
  • the glazing element is formed from a composite pane which consists of a glass pane 1 (primary pane), a further glass pane 5 and a thermoplastic intermediate layer 4 in between, with a capsule layer 2 being arranged over the entire surface (main surface) of the glass pane 1.
  • An electrical functional element 3 is embedded in the capsule layer 2.
  • the glass pane 1 and the further glass pane 5 are, for example, panes made of soda-lime glass, each with a thickness of 2.1 mm.
  • the capsule layer 2 is completely formed as layer 2a of an optically clear adhesive (OCA).
  • OCA optically clear adhesive
  • the optically clear adhesive is, for example, a 2-component polyurethane adhesive.
  • the capsule layer has, for example, a thickness of 0.5 mm to 1 mm.
  • the functional element 3 is, for example, a functional film with electrically controllable optical properties, with which the transparency of the glazing element can be electrically controlled. It is completely surrounded by the layer 2a of the optically clear adhesive.
  • the surface of the further glass pane 5 facing away from the capsule layer 2 and the glass pane 1 forms a first external surface I of the glazing element, the surface of the capsule layer 2 facing away from the glass pane 1 forms a second external surface
  • the glazing element can be provided, for example, as a roof window of a vehicle, the transparency of which can be reduced by means of the functional element 3 in order to To avoid glare from sunlight or to slow down the heating of the interior.
  • a vehicle window is typically curved, even if the glazing element is shown flat for the sake of simplicity.
  • FIG 3 shows a cross section through a further embodiment of the glazing element according to the invention.
  • the glazing element comprises a glass pane 1 (primary pane), a capsule layer 2, a further glass pane 6 (secondary pane), a thermoplastic intermediate layer 7 and a further glass pane 8.
  • the glass pane 1 is, for example, a thermally tempered pane made of soda-lime glass with a thickness of 3.5 mm.
  • the other glass panes 6, 8 are, for example, panes made of soda-lime glass, each with a thickness of 2.1 mm, which are laminated to form a composite pane using a PVB film with a thickness of 0.76 mm, which forms the intermediate layer 7.
  • the capsule layer 2 is completely formed as layer 2a of an optically clear adhesive (OCA). It is arranged between the glass pane 1 and the other glass pane 6 and connects the two.
  • OCA optically clear adhesive
  • a functional element 3 is arranged between the glass pane 1 and the capsule layer 2.
  • the functional element 3 is connected to the surface of the glass pane 1, for example, with an adhesive layer (not shown).
  • the functional element 3 is, for example, a functional film with electrically controllable optical properties, with which the transparency of the glazing element can be electrically controlled.
  • the surface of the glass pane 1 facing away from the capsule layer 2 forms a first external surface I of the glazing element, and the surface of the further glass pane 8 facing away from the further glass pane 6 forms a second external surface II.
  • the external surfaces I, II are aligned completely parallel to one another.
  • This glazing element can also be used, for example, as a roof window in a vehicle.
  • FIG. 4 shows a cross section through a further embodiment of the glazing element according to the invention.
  • This glazing element also comprises a capsule layer 2 which is arranged between a glass pane 1 (primary pane) and a further glass pane 6 (secondary pane) and connects the two together.
  • the glass pane 1 is connected to another glass pane 5 via a thermoplastic intermediate layer 4 to form a composite pane.
  • the other glass pane 6 is also connected to another glass pane 8 via a thermoplastic intermediate layer 7 to form a composite pane.
  • All glass panes 1, 5, 6, 8 are, for example, panes made of soda-lime glass with a thickness of 2.1 mm each.
  • the intermediate layers 4, 7 are each made of a PVB film with a thickness of 0.76 mm, for example.
  • the capsule layer 2 is formed in some areas as a layer 2a of an optically clear adhesive (OCA) and in some areas from a thermoplastic film 2b.
  • OCA optically clear adhesive
  • the thermoplastic film is, for example, a PVB film.
  • the optically clear adhesive is, for example, a 2-component polyurethane adhesive.
  • a functional element 3 is arranged between the glass pane 1 and each layer 2a of the optically clear adhesive.
  • the functional elements 3 are connected to the surface of the glass pane 1, for example, with an adhesive layer (not shown).
  • the functional elements 3 are, for example, a functional film with electrically controllable optical properties, with which the transparency of the glazing element can be electrically controlled.
  • the surface of the further glass pane 5 facing away from the glass pane 1 forms a first external surface I of the glazing element
  • the surface of the further glass pane 8 facing away from the further glass pane 6 forms a second external surface II.
  • the external surfaces I, II are aligned completely parallel to one another.
  • This glazing element can also be provided, for example, as a roof pane of a vehicle.
  • the areas with the layers 2a can be transparent areas of the roof pane, the transparency of which can be controlled electrically by means of the functional elements 3.
  • the areas with the films 2b can, for example, be opaque areas of the roof pane, with visibility being prevented, for example, by a black masking print on a surface of one of the glass panes 1, 5, 6, 8.
  • FIG 5 shows cross sections through the glazing element from Figure 3 at different times of a method according to the invention for its production.
  • the composite pane made of further glass pane 6 (secondary pane), thermoplastic intermediate layer 7 and Another glass pane 8 is provided in a pre-laminated form.
  • the functional element 3 is fixed to a surface of the glass pane 1 (primary pane).
  • the composite pane is arranged parallel to the glass pane 1 (primary pane) and at a distance from it, with the glass pane 6 (secondary pane) and the surface of the glass pane 1 (primary pane) provided with the functional element 3 facing each other.
  • the space between the panes forms a cavity.
  • the said cavity or space between the panes is then provided with an edge seal 9 (Figure 5a).
  • the edge seal 9 is, for example, an adhesive tape which is attached to the side edge surfaces of the glass pane 1 and another glass pane 6 and thus closes off the space between the panes.
  • the edge seal is applied all the way around, leaving an opening in the cavity.
  • the cavity is then completely filled with an optically clear adhesive via this opening.
  • the optically clear adhesive is then cured (for example by means of UV radiation), resulting in the layer 2a of the optically clear adhesive, which in turn forms the capsule layer 2 ( Figure 5b).
  • the glazing element is shown in Figure 3.
  • an edge seal 9 which remains permanently in the glazing element.
  • a permanent edge seal 9 is preferably arranged in the edge region of the glazing element between the glass pane 1 and the glass pane 6 and is made of polyurethane, for example.
  • FIG 6 shows cross sections through the glazing element from Figure 1 at different times of a method according to the invention for its production.
  • the functional elements 3 are fixed to the surface of the glass pane 1.
  • the glass pane 1 is arranged parallel to and at a distance from a support pane 10, with the surface of the glass pane 1 provided with the functional element 3 facing the support pane 10.
  • the space between the panes forms a cavity.
  • the support pane is, for example, also a 3.5 mm thick pane made of soda-lime glass.
  • a separating layer 11, for example a Teflon film, is arranged on the surface of the support pane 10 that faces the glass pane 1.
  • the cavity or space between the panes is then provided with an edge seal 9 (Figure 6a), for example an adhesive tape.
  • the optically clear adhesive is filled into the cavity and cured, resulting in the layer 2a of the optically clear adhesive, which in turn forms the capsule layer 2 ( Figure 6b).
  • FIG 7 shows cross sections through another glazing element at different times of a method according to the invention for its production. Similar to the design according to Figure 2, the functional element 2 is to be embedded in the layer 2a of the optically clear adhesive, the glass pane 1 (primary pane) is to be part of a laminated glass and the surface of the capsule layer facing away from the glass pane 1 forms an external surface of the glazing element.
  • the composite pane made up of glass pane 1, another glass pane 5 and a thermoplastic intermediate layer 4 in between is provided pre-laminated.
  • the functional element 3 is provided pre-encapsulated, with the functional element 3 (a functional film with electrically controllable optical properties) being completely surrounded by a pre-encapsulation 2c made of an optically clear adhesive.
  • the functional element 3 with the pre-encapsulation 2c is fixed, for example glued, to the surface of the glass pane 1.
  • the glass pane 1 is arranged parallel to and at a distance from a support pane 10, with the surface of the glass pane 1 provided with the functional element 3 facing the support pane 10.
  • the space between the panes forms a cavity.
  • the support pane is also, for example, a 3.5 mm thick pane made of soda-lime glass.
  • a separating layer 11, for example a Teflon film, is arranged on the surface of the support pane 10 that faces the glass pane 1.
  • the cavity or the space between the panes is then provided with an edge seal 9 (Figure 7a), for example an adhesive tape.
  • the optically clear adhesive is then filled into the cavity and cured.
  • the same adhesive is used as for the pre-encapsulation 2c.
  • the pre-encapsulation 2c and the optically clear adhesive filled into the cavity result in the inventive Layer 2a of the optically clear adhesive, which in turn forms the capsule layer 2 ( Figure 7b).
  • a glazing element with a functional element 3 embedded in the layer 2a can alternatively also be produced by arranging the functional element s in the cavity or the space between the panes without having contact with the glass pane 1.
  • the functional element 3 can for example be suspended in the cavity.
  • the functional element 3 in all embodiments in which the functional element 3 is arranged between the glass pane 1 and layer 2a, the functional element 3 can alternatively also be embedded in the layer 2a, and vice versa. It is also not necessary for this additional glass pane 6 to be part of a composite pane, as in Figures 3 and 4, in cases in which the capsule layer 2 is arranged between the glass pane 1 (primary pane) and another pane 6 (secondary pane). Instead, the additional glass pane 6 can also be provided as a single pane, so that its surface facing away from the capsule layer 2 forms an external surface of the glazing element.
  • Both the glass pane 1 (primary pane) and the additional pane 6 (secondary pane) can also be provided as individual panes, so that their surfaces facing away from each other form the external surfaces of the glazing element.
  • the design of the capsule layer 2 as in Figure 4, made of thermoplastic films 2b and layers 2a made of optically clear adhesive, can in principle be combined with any structure of the glazing element, in particular with those in which the capsule layer 2 is arranged between the glass pane 1 (primary pane) and another pane 6 (secondary pane). Glass pane 1 and another glass pane 6 are preferably provided pre-laminated over the films 2b and the cavities are then filled with optically clear adhesive.
  • thermoplastic film (as part of capsule layer 2)
  • thermoplastic intermediate layer

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verglasungselement, umfassend eine Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe und eine Kapselschicht (2) auf einer Oberfläche der Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe, wobei die Kapselschicht (2) zumindest bereichsweise als Schicht (2a) eines optisch klaren Klebstoffs ausgebildet ist und wobei ein elektrisches Funktionselement (3) - zwischen der Schicht (2a) des optisch klaren Klebstoffs und der Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe angeordnet ist oder - in die Schicht (2a) des optisch klaren Klebstoffs eingelagert ist.

Description

Verglasungselement mit elektrischem Funktionselement
Die Erfindung betrifft ein Verglasungselement mit einem integrierten elektrischen Funktionselement, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung.
Es ist bekannt, dass Verglasungselemente mit elektrischen Funktionselementen ausgestattet werden können. Meist sind die Verglasungselemente als Verbundscheiben ausgebildet, bestehend aus zwei Glasscheiben und einer dazwischen befindlichen thermoplastischen Zwischenschicht, wobei das Funktionselement in die Zwischenschicht eingelagert ist. Die Zwischenschicht ist häufig aus mindestens zwei thermoplastischen Folien, insbesondere PVB-Folien, ausgebildet, zwischen denen das Funktionselement positioniert wird und dadurch in die Zwischenschicht eingelagert wird. Solche Verbundscheiben mit integrierten Funktionselementen sind insbesondere im Bereich der Fahrzeugscheiben gebräuchlich, beispielsweise als Windschutzscheiben oder Dachscheiben. Die elektrischen Funktionselemente können beispielsweise Sensoren verschiedener Art sein (wie Lichtsensoren oder Regensensoren), Leuchtdioden oder Funktionsfolien mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, mit denen insbesondere die Transparenz der Verbundscheibe elektrisch gesteuert werden kann. Beispiele hierfür sind SPD-, PDLC- oder elektrochrome Funktionsfolien. Verbundscheiben dieser Art sind beispielsweise aus WO2014029536A1 , WO2014086555A1 oder WO2017157626A1 bekannt.
Die Verbundscheiben werden typischerweise durch sogenannte Autoklavverfahren hergestellt, bei denen die Glasscheiben bei hoher Temperatur und bei hohem Druck über die thermoplastische Zwischenschicht miteinander laminiert werden. Diese Bedingungen stellen eine hohe Belastung für die typischerweise empfindlichen elektrischen Funktionselemente dar. So können beispielsweise infolge von auftretenden Verspannungen optische Verzerrungen erzeugt werden oder die Funktionselemente sogar beschädigt werden.
Es besteht daher Bedarf an Verglasungselementen und Verfahren ihrer Herstellung, welche integrierte elektrische Funktionselemente aufweisen, wobei eine hohe optische Qualität sichergestellt ist, die Funktionselemente vor Beschädigung geschützt sind und welche auf für das Funktionselement schonende Weise hergestellt werden können.
Aus US20180155575A1 ist ein Verglasungselement bekannt, bei dem ein elektrisches Funktionselement über eine Klebstoffschicht aus einem optisch klaren Klebstoff (optically clear adhesive, OCA) an einer Glasscheibe befestigt wird. Die Klebstoffschicht ist demnach zwischen der Glasscheibe und dem Funktionselement angeordnet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verglasungselement mit einem integrierten elektrischen Funktionselement bereitzustellen und ein schonendes Verfahren zu seiner Herstellung. Das Verglasungselement soll eine hohe optische Qualität aufweisen und das Funktionselement vor Beschädigung geschützt sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verglasungselement gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Verglasungselement umfasst zumindest eine Glasscheibe oder Kunststoffscheibe und eine Kapselschicht auf einer Oberfläche der Glasscheibe oder Kunststoffscheibe. Die Kapselschicht ist zumindest bereichsweise als Schicht eines optisch klaren Klebstoffs ausgebildet. Ein elektrisches Funktionselement ist zwischen der Schicht des optisch klaren Klebstoffs und der Glasscheibe oder Kunststoffscheibe angeordnet oder in die Schicht des optisch klaren Klebstoffs eingelagert.
Durch die Schicht eines optisch klaren Klebstoffs kann das Funktionselement mit hoher optischer Qualität in das Verglasungselement eingelagert werden. Das Funktionselement ist mechanisch stabil im Verglasungselement integriert und vor Beschädigung durch äußerliche Einflüsse geschützt. Die Schicht eines optisch klaren Klebstoffs kann durch ein Gießverfahren hergestellt werden, was für das Funktionselement schonend ist, weil keine hohen Drücke oder Temperaturen auftreten, wie es bei der Lamination von Verbundscheiben (insbesondere in Autoklav-Prozessen) üblich ist. Das sind große Vorteile der vorliegenden Erfindung.
Die Glas- oder Kunststoffscheibe wird im Folgenden der Einfachheit halber auch einfach als „Scheibe“ oder „Primärscheibe“ (zur Abgrenzung gegen etwaige weitere Scheiben des Verglasungselements) bezeichnet. Die Glas- oder Kunststoffscheibe weist zwei Hauptflächen auf, welche zur Durchsicht vorgesehen sind und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und eine dazwischen verlaufende Seitenkantenfläche. Die Kapselschicht ist auf einer der Hauptflächen der Scheibe angeordnet, insbesondere vollflächig. Die Scheibe kann plan oder gebogen sein, wobei sowohl zylindrische als auch sphärische Biegungen möglich sind. Insbesondere im Kraftfahrzeugbereich treten typischerweise sphärisch gebogene Verglasungselemente auf, während im Architekturbereich überwiegend plane Verglasungselemente verbreitet sind. Bei Schienenfahrzeugen, Schiffen und bau- oder landwirtschaftlichen Großfahrzeugen sind sowohl plane als auch gebogene Verglasungselemente verbreitet.
Die primäre Aufgabe der Kapselschicht ist es, das Funktionselement sicher und mechanisch stabil im Verglasungselement zu integrieren und es vor Beschädigung zu schützen. Die Kapselschicht kann darüber hinaus weitere Aufgaben erfüllen, beispielsweise die Verbindung der Glas- oder Kunststoffscheibe mit einer weiteren Glas- oder Kunststoffscheibe (nach Art einer Verbundscheibe), falls eine solche weitere Scheibe vorgesehen ist. Die Kapselschicht bedeckt insbesondere die gesamte Oberfläche (Hauptfläche) der Glas- oder Kunststoffscheibe.
Die Kapselschicht ist zumindest bereichsweise als Schicht eines optisch klaren Klebstoffs ausgebildet. Damit ist gemeint, dass zumindest ein Bereich des Verglasungselement existiert, in dem die Kapselschicht durch die besagte Schicht des optisch klaren Klebstoffs ausgebildet ist, und zwar über ihre gesamte Dicke. Die Kapselschicht kann insgesamt als Schicht des optisch klaren Klebstoffs ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, dass nur ein Bereich oder mehrere Bereiche der Kapselschicht als Schicht des optisch klaren Klebstoffs ausgebildet ist beziehungsweise sind, während ein weiterer Bereich oder mehrere weitere Bereiche andersartig ausgebildet sind, beispielsweise durch eine thermoplastische Folie. Anders ausgedrückt ist die Kapselschicht bereichsweise als Schicht des optisch klaren Klebstoffs ausgebildet und bereichsweise andersartig, insbesondere aus mindestens einer thermoplastischen Folie. Die Bereiche sind bezogen auf die Durchsichtsrichtung durch das Verglasungselement nebeneinander angeordnet. Die Schicht des optisch klaren Klebstoffs und die etwaigen weiteren Elemente (beispielsweise thermoplastischen Folien) erstrecken sich jeweils über die gesamte Dicke der Kapselschicht. Die Bereiche mit der Schicht des optisch klaren Klebstoffs sind transparent (also eine Durchsicht erlauben), die weiteren Bereiche können transparent oder auch opak sein.
Die Kapselschicht weist bevorzugt eine Dicke von 0,2 mm bis 50 mm auf, besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 2 mm.
Optisch klare Klebstoffe (optically clear adhesives, OCA) sind dem Fachmann als solche bekannt. Sie zeichnen sich insbesondere durch eine hohe optische Qualität aus. Sie sind insbesondere dort gebräuchlich, wo die hohe optische Qualität notwendig ist, so dass die Klebstoffschicht quasi unsichtbar ist, beispielsweise bei Displays oder Touch Panels. Optisch klare Klebstoffe zeichnen sich insbesondere durch eine hohe Lichttransmission aus und die Tatsache, dass eine verzerrungsarme Durchsicht möglich ist. Die erfindungsgemäße Schicht eines optisch klaren Klebstoffs wird im Folgenden der Einfachheit halber auch als OCA- Schicht bezeichnet.
Der optisch klare Klebstoff ist bevorzugt ein 2-Komponenten-Pulyurethan-Klebstoff, ein 1- Komponenten-Acrylat-Klebstoff, ein 1 -Komponenten Silikon-Klebstoff oder ein 1- Komponenten-Acrylat-Hybrid-Klebstoff.
Die externen Oberflächen des Verglasungselements sind parallel zueinander ausgebildet, so dass das Verglasungselement eine konstante Gesamtdicke aufweist. Die externen Oberflächen des Verglasungselement können aus den voneinander abgewandten Oberflächen der Glas- oder Kunststoffscheibe und der Kapselschicht gebildet werden, falls das Verglasungselement strukturell nur aus der Glas- oder Kunststoffscheibe und der Kapselschicht aufgebaut ist. Es können auch auf weitere Glas- oder Kunststoffscheiben mit der besagten Glas- oder Kunststoffscheiben und/oder der Kapselschicht verbunden sein, welche dann ihrerseits die externen Oberflächen des Verglasungselement tragen, wie im Folgenden bei der Vorstellung der bevorzugten Ausgestaltungen genauer erläutert wird. Die externen Oberflächen sind die exponierten Oberflächen des Verglasungselements, welche mit der umgebenden Atmosphäre in Kontakt stehen und berührt werden können, wobei nicht ausgeschlossen ist, dass die externen Oberflächen mit transparenten Beschichtungen versehen sind, insbesondere ausgebildet aus Dünnschichten. Die Kapselschicht weist ebenfalls zwei zur Durchsicht vorgesehene Hauptflächen und eine dazwischen verlaufende Seitenkantenfläche auf. Die Hauptflächen sind parallel zu den Hauptflächen der Primärscheibe angeordnet (und auch zu den Hauptflächen etwaiger weiterer Scheiben des Verglasungselements).
Das elektrische Funktionselement kann an der Oberfläche der Primärscheibe befestigt sein, beispielsweise über einen Klebstoff oder eine thermoplastische Folie. Dann ist es zwischen der OCA-Schicht und Primärscheibe angeordnet. Das Funktionselement kann alternativ in die OCA-Schicht eingelagert sein, so dass es vollständig vom optisch klaren Klebstoff umgeben ist. In jedem Fall umfasst das Verglasungselement die Primärscheibe, das elektrische Funktionselement auf einer Oberfläche der Primärscheibe und optisch klaren Klebstoff (die gesamte OCA-Schicht oder ein Teil davon) oberhalb des elektrischen Funktionselements eine Schicht, das heißt auf der von der Primärscheibe abgewandten Seite des Funktionselements.
In einer ersten grundsätzlichen Ausgestaltung des Verglasungselements bildet die von der Primärscheibe abgewandte Oberfläche der Kapselschicht eine der beiden externen beziehungsweise exponierten Oberflächen des Verglasungselements. Anders ausgedrückt ist die Kapselschicht ein externe Schicht des Verglasungselements, deren von der Primärscheibe abgewandte Oberfläche nicht mit einem weiteren Strukturelement, insbesondere einer weiteren Glas- oder Kunststoffscheibe, verbunden ist. Ein solches Verglasungselement weist ein vorteilhaft geringes Gewicht auf.
Die Kapselschicht ist in der ersten grundsätzlichen Ausgestaltung bevorzugt vollständig als Schicht des optisch klaren Klebstoffs ausgebildet. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine transparente Schutzbeschichtung auf der von der Primärscheibe abgewandten, externen Oberfläche der Kapselschicht beziehungsweise der OCA-Schicht angeordnet. Die Schutzbeschichtung dient dabei insbesondere dem Schutz der OCA-Schicht vor Verkratzen (Kratzschutzschicht).
Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung des Verglasungselements gemäß der ersten grundsätzlichen Ausgestaltung, wobei
(a) die Primärscheibe und eine Stützscheibe parallel und beabstandet zueinander angeordnet werden, so dass ein Hohlraum zwischen ihnen gebildet wird,
(b) der Hohlraum anschließend mit einer Randversiegelung versehen wird,
(c) ein optisch klarer Klebstoff anschließend in den Hohlraum eingefüllt und ausgehärtet wird und
(d) die Stützscheibe anschließend wieder entfernt wird.
Das Funktionselement wird vor Verfahrensschritt (a) auf derjenigen Oberfläche der Primärscheibe, welche der Stützscheibe zugewandt ist, angeordnet (bevorzugt fixiert mit einem Klebstoff oder einer thermoplastischen Folie) oder im Hohlraum angeordnet, wobei es sowohl von der Primärscheibe als auch der Stützscheibe beanstandet ist und mit keiner der beiden in direktem Kontakt steht. Die Stützscheibe kann beispielsweise aus Glas, Kunststoff, Keramik, Metall oder Holz gefertigt sein, also eine Glasscheibe, eine Kunststoffscheibe, eine Keramikscheibe, eine Metallplatte oder eine Holzplatte sein.
Es muss grundsätzlich nicht unbedingt eine Stützscheibe im engeren Sinne eines scheiben oder plattenartigen Gegenstands verwendet werden. Allgemein kann eine beliebige Stützform verwendet werden, wobei diejenige Oberfläche der Stützform, die der Primärscheibe und dem Hohlraum zugewandt ist und welche die Form der von der Primärscheibe abgewandten Oberfläche der Kapselschicht bestimmt, parallel zu den Hauptflächen der Primärscheibe ausgebildet ist. Die Verwendung einer Stützscheibe ist jedoch bevorzugt, insbesondere weil sie einfach handhabbar sind und die gleichen Herstellungsvorrichtungen verwendet werden können wie bei der Herstellung des Verglasungselements gemäß der zweiten grundsätzlichen Ausgestaltung (wobei statt der Stützscheibe die Sekundärscheibe verwendet wird).
In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens ist auf derjenigen Oberfläche der Stützscheibe, welche der Primärscheibe zugewandt ist, eine Schicht (Trennschicht) angeordnet, welche geeignet ist, die Haftung zwischen der Stützscheibe und dem optisch klaren Kunststoff zu verhindern. Dadurch wird das Entfernen der Stützscheibe nach dem Aushärten des Klebstoffs erleichtert. Die Trennschicht ist bevorzugt eine Teflon-Schicht, welche dauerhaft auf der Oberfläche der Stützscheibe aufgebracht ist, oder eine Teflon-Folie, welche auf die Oberfläche der Stützscheibe aufgelegt wird.
In einer zweiten grundsätzlichen Ausgestaltung des Verglasungselements ist die Kapselschicht zwischen der Primärscheibe und einer weiteren Glasscheibe oder Kunststoffscheibe angeordnet. Diese weitere mit der Kapselschicht verbundene Glas- oder Kunststoffscheibe wird im Folgenden auch als „Sekundärscheibe“ bezeichnet. Die Kapselschicht verbindet die Primärscheibe mit der Sekundärscheibe nach Art einer Verbundscheibe. Diese Ausgestaltung kann vorteilhaft eine höhere mechanische Stabilität aufweisen und die Kapselschicht ist zwischen Primärscheibe und Sekundärscheibe vor Beschädigung geschützt. Außerdem weist das Verglasungselement eine größere strukturelle Analogie zu einer herkömmlichen Verbundscheibe auf, so dass sie vom Kunden mitunter besser akzeptiert wird und herkömmliche Verbundscheiben leichter ersetzen kann.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung des Verglasungselements gemäß der zweiten grundsätzlichen Ausgestaltung, wobei (a) die Primärscheibe und die Sekundärscheibe parallel und beabstandet zueinander angeordnet werden, so dass (mindestens) ein Hohlraum zwischen ihnen gebildet wird,
(b) der Hohlraum anschließend mit einer Randversiegelung versehen wird,
(c) ein optisch klarer Klebstoff anschließend in den Hohlraum eingefüllt und ausgehärtet wird. Das Funktionselement wird vor Verfahrensschritt (a) auf derjenigen Oberfläche der Primärscheibe, welche der Sekundärscheibe zugewandt ist, angeordnet (bevorzugt fixiert mit einem Klebstoff oder einer thermoplastischen Folie) oder im Hohlraum angeordnet, wobei es sowohl von der Primärscheibe als auch der Sekundärscheibe beanstandet ist und mit keiner der beiden in direktem Kontakt steht.
Die Sekundärscheibe kann das einzige strukturelle Element sein, welches an der von der Primärscheibe abgewandten Oberfläche der Kapselschicht angeordnet ist. Anders ausgedrückt enthält das Verglasungselement die Primärscheibe, darauf die Kapselschicht und darauf eine Einzelscheibe (nämlich die Sekundärscheibe). In diesem Fall ist die von der Kapselschicht abgewandte Oberfläche der Sekundärscheibe eine der beiden externen beziehungsweise exponierten Oberflächen des Verglasungselements. Die Sekundärscheibe ist, sofern sie als Glasscheibe ausgebildet ist, bevorzugt thermisch vorgespannt.
Die Sekundärscheibe kann alternativ über eine thermoplastische Zwischenschicht mit einer weiteren Glasscheibe oder Kunststoffscheibe verbunden sein. Genauer gesagt ist die von der Kapselschicht abgewandte Oberfläche der Sekundärscheibe über die Zwischenschicht mit der weiteren Glas- oder Kunststoffscheibe verbunden. Anders ausgedrückt enthält das Verglasungselement die Primärscheibe, darauf die Kapselschicht und eine Verbundscheibe, welche aus der Sekundärscheibe, einer weiteren Scheibe und einer dazwischen befindlichen thermoplastischen Zwischenschicht aufgebaut ist, wobei die Sekundärscheibe der Kapselschicht zugewandt ist. In diesem Fall ist die von der Sekundärscheibe und der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Oberfläche der besagten weiteren Scheibe eine der beiden externen beziehungsweise exponierten Oberflächen des Verglasungselements.
Soll die Sekundärscheibe wie vorstehend beschrieben mit einer weiteren Scheibe über eine thermoplastische Zwischenschicht verbunden werden, so erfolgt die Herstellung der Verbundscheibe aus Sekundärscheibe, Zwischenschicht und weiterer Scheibe bevorzugt vor dem vorstehend beschriebenen Verfahren, bei dem die Kapselschicht zwischen Primärscheibe und Sekundärscheibe ausgebildet wird. Zur Herstellung der Verbundscheibe können an sich bekannte Verfahren eingesetzt werden, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung der Scheiben über die Zwischenschicht erfolgt dabei üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck.
Grundsätzlich kann die Sekundärscheibe auch Teil einer Verbundscheibe aus mehr als zwei Scheiben sein, wobei auf der von der Sekundärscheibe abgewandten Seite der weiteren Scheibe wiederum mindestens eine weitere Scheibe angebracht ist. Benachbarte Scheiben sind jeweils über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden. Die von der Sekundärscheibe abgewandte Oberfläche derjenigen Scheibe, die am weitesten von der Sekundärscheibe entfernt angeordnet ist, bildet eine der beiden externen beziehungsweise exponierten Oberflächen des Verglasungselements.
Die Sekundärscheibe kann auch über eine Abstandshalter mit einer weiteren Glas- oder Kunststoffscheibe zu einer Isolierverglasung verbunden sein, wobei der Scheibenzwischenraum mit einem Inertgas befüllt ist oder evakuiert ist.
Die Kapselschicht ist in einer ersten Variante der zweiten grundsätzlichen Ausgestaltung vollständig als Schicht des optisch klaren Klebstoffs ausgebildet. In einer zweiten Variante der zweiten grundsätzlichen Ausgestaltung ist die Kapselschicht bereichsweise als Schicht des optisch klaren Klebstoffs ausgebildet und bereichsweise aus mindestens einer thermoplastischen Folie (das heißt aus einer thermoplastischen Folie oder einem Stapel mehrerer thermoplastischer Folien). Die Kapselschicht weist also mindestens einen Bereich auf, in dem sie über ihre gesamte Dicke als OCA-Schicht ausgebildet ist und mindestens einen weiteren Bereich, in dem sie über ihre gesamte Dicke aus der mindestens einen thermoplastischen Folie ausgebildet ist.
Die besagte zweite Variante der zweiten grundsätzlichen Ausgestaltung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das Funktionselement oder die Funktionselemente nur in lokalen Bereichen des Verglasungselements integriert sind, während andere Bereiche kein Funktionselement aufweisen oder mit weniger empfindlichen Funktionselementen ausgestattet sind. Dann kann die Kapselschicht in den Bereichen mit dem Funktionselement mit der erfindungsgemäßen OCA-Schicht ausgebildet werden und in den Bereichen ohne Funktionselement beziehungsweise mit den weniger empfindlichen Funktionselementen über die mindestens eine thermoplastische Folie (in letzterem Fall können die besagten weniger empfindlichen Funktionselemente beispielsweise zwischen zwei thermoplastische Folien eingelagert werden). So kann das Verglasungselement mitunter kostengünstiger hergestellt werden, weil nicht die gesamte Kapselschicht durch den vergleichsweise teuren optisch klaren Klebstoff ausgebildet wird. Es ist möglich, dass das Verglasungselement mindestens einen transparenten Durchsichtsbereich und mindestens einen opaken Maskierungsbereich aufweist. In diesem Fall kann es bevorzugt sein, wenn die Kapselschicht im Durchsichtsbereich als OCA-Schicht mit dem Funktionselement ausgebildet ist und im Maskierungsbereich aus der thermoplastischen Folie. Ein solcher Maskierungsbereich kann beispielweise durch einen opaken Abdeckdruck auf einer der Scheiben des Verglasungselements realisiert werden oder durch Verwendung einer opaken thermoplastischen Folie.
Bei der Herstellung eines solchen Verglasungselements werden die Primärscheibe und die Sekundärscheibe bevorzugt zunächst lokal über die thermoplastische Folie miteinander verbunden. Dazu können an sich bekannte Verfahren eingesetzt werden, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung erfolgt beispielsweise lokal über einen oder mehrere Streifen der thermoplastischen Folie Die Verbindung der Scheiben erfolgt dabei üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Dies entspricht Verfahrensschritt (a) im vorstehend beschriebenen Verfahren: Primärscheibe und Sekundärscheibe sind dann parallel und beabstandet zueinander angeordnet, wobei in dem Bereich oder den Bereichen ohne thermoplastische Folie mindestens ein Hohlraum ausgebildet wird. Dieser Hohlraum darf nicht geschlossen sein, das heißt die thermoplastische Folie darf sich nicht umlaufend um den Hohlraum erstrecken. Der Scheibenzwischenraum wird dann mit einer Randversiegelung versehen (Verfahrensschritt (b)) und ein optisch klarer Klebstoff wird in den mindestens einen Hohlraum eingefüllt und ausgehärtet (Verfahrensschritt (c)). Das Funktionselement wird zuvor in dem mindestens einen Hohlraum angeordnet oder bereits vor der Lamination über die thermoplastische Folie auf der Oberfläche der Primärscheibe fixiert.
Die Primärscheibe kann die einzige Scheibe sein, die an der entsprechenden Seite der Kapselschicht angebracht ist. Anders ausgedrückt enthält das Verglasungselement eine Einzelscheibe (nämlich die Primärscheibe), darauf die Kapselschicht, darauf optional die Sekundärscheibe (welche ebenfalls als Einzelscheibe vorliegen kann oder mit einer oder mehreren weiteren Scheiben verbunden sind kann, wie vorstehend beschrieben). In diesem Fall ist die von der Kapselschicht abgewandte Oberfläche der Primärscheibe eine der beiden externen beziehungsweise exponierten Oberflächen des Verglasungselements. Die Primärscheibe ist, sofern sie als Glasscheibe ausgebildet ist, bevorzugt thermisch vorgespannt.
Die Primärscheibe kann alternativ über eine thermoplastische Zwischenschicht mit einer weiteren Glasscheibe oder Kunststoffscheibe verbunden sein. Genauer gesagt ist die von der Kapselschicht abgewandte Oberfläche der Primärscheibe über die Zwischenschicht mit der weiteren Glas- oder Kunststoffscheibe verbunden. Anders ausgedrückt enthält das Verglasungselement eine Verbundscheibe, welche aus der Primärscheibe, einer weiteren Scheibe und einer dazwischen befindlichen thermoplastischen Zwischenschicht aufgebaut ist, auf der Primärscheibe die Kapselschicht, darauf optional die Sekundärscheibe (welche ebenfalls als Einzelscheibe vorliegen kann oder mit einer oder mehreren weiteren Scheiben verbunden sind kann, wie vorstehend beschrieben). In diesem Fall ist die von der Primärscheibe und der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Oberfläche der besagten weiteren Scheibe eine der beiden externen beziehungsweise exponierten Oberflächen des Verglasungselements.
Soll die Primärscheibe wie vorstehend beschrieben mit einer weiteren Scheibe über eine thermoplastische Zwischenschicht verbunden werden, so erfolgt die Herstellung der Verbundscheibe aus Primärscheibe, Zwischenschicht und weiterer Scheibe bevorzugt vor den vorstehend beschriebenen Verfahren, bei denen die Kapselschicht zwischen Primärscheibe und Stützscheibe beziehungsweise Sekundärscheibe ausgebildet wird. Zur Herstellung der Verbundscheibe können an sich bekannte Verfahren eingesetzt werden, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung der Scheiben über die Zwischenschicht erfolgt dabei üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck.
Grundsätzlich kann die Primärscheibe auch Teil einer Verbundscheibe aus mehr als zwei Scheiben sein, wobei auf der von der Sekundärscheibe abgewandten Seite der weiteren Scheibe wiederum mindestens eine weitere Scheibe angebracht ist. Benachbarte Scheiben sind jeweils über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden. Die von der Primärscheibe abgewandte Oberfläche derjenigen Scheibe, die am weitesten von der Primärscheibe entfernt angeordnet ist, bildet eine der beiden externen beziehungsweise exponierten Oberflächen des Verglasungselements.
Die Primärscheibe kann auch über eine Abstandshalter mit einer weiteren Glas- oder Kunststoffscheibe zu einer Isolierverglasung verbunden sein, wobei der Scheibenzwischenraum mit einem Inertgas befüllt ist oder evakuiert ist.
Die nachfolgenden Ausführungen zum Herstellungsverfahren beziehen sich auf die Verfahren zur Herstellung des Verglasungselements gemäß den beiden grundsätzlichen Ausgestaltungen gleichermaßen.
Der Hohlraum zwischen der Primärscheibe und der Stützscheibe beziehungsweise Sekundärscheibe wird durch den Zwischenraum zwischen den besagten Scheiben ausgebildet, wenn diese parallel und beabstandet zueinander angeordnet sind (beziehungsweise einen Teil davon, wenn die beiden Scheiben (insbesondere Primärscheibe und Sekundärscheibe) zusätzlich lokal über eine thermoplastische Folie miteinander verbunden sind. Dieser Hohlraum wird mit einer Randversiegelung versehen. Die Randversiegelung verläuft umlaufend entlang der Seitenkantenflächen des Scheibenpaares und schließt den Hohlraum (partiell) ab, wobei mindestens eine Öffnung verbleibt, über welche anschließend der optische klare Klebstoff bevorzugt über eine Düse eingefüllt werden kann. Die Randversiegelung kann beispielsweise als Klebeband ausgebildet sein, welches an den Seitenkantenflächen der beiden Scheiben befestigt wird. Das Scheibenpaar kann alternativ in einer passende Form eingesetzt werden, welche als Randversiegelung dient. Die Randversiegelung kann alternativ beispielsweise aus einem längs geschlitzten Schlauch ausgebildet werden, welcher über den Randbereich des Scheibenpaares übergestülpt wird, wobei der Randbereich im Schlitz angeordnet wird (ähnlich dem Schlauch beim Vakuumringverfahren zur Herstellung von Verbundscheiben).
Bei der Herstellung der zweiten grundsätzlichen Ausgestaltung des Verglasungselements ist es nicht nötig, dass eine Randversiegelung verwendet wird, die später wieder entfernt wird. Stattdessen kann eine Randversiegelung verwendet werden, die zwischen der Primärscheibe und der Sekundärscheibe im Randbereich angeordnet ist und dauerhaft im Verglasungselement verbleibt. Eine solche permanente Randversiegelung kann beispielsweise aus PVB oder Polyurethan ausgebildet sein. Wenn das Funktionselement auf der Oberfläche der Primärscheibe angeordnet wird, so ist es nach dem Ausbilden der Kapselschicht zwischen Primärscheibe und Kapselschicht angeordnet. Das Funktionselement kann beispielsweise durch einen Klebstoff oder eine thermoplastische Folie an der Oberfläche fixiert werden. Wenn die Primärscheibe unterhalb der Stützscheibe beziehungsweise Sekundärscheibe angeordnet ist, kann das Funktionselement auch einfach auf die Oberfläche aufgelegt werden. Wenn das Funktionselement innerhalb des Hohlraums angeordnet wird, wobei es von beiden Scheiben beabstandet ist, so ist es nach dem Ausbilden der Kapselschicht in der Kapselschicht eingelagert. Das Anordnen des Funktionselements im Hohlraum kann beispielsweise mittels geeigneter Stützelemente oder Aufhängungen (beispielsweise aus Fäden, Stäben oder einem Gitter) erfolgen, mittels derer das Funktionselement an Ort und Stelle gehalten wird (beabstandet von beiden Scheiben), solange der optisch klare Klebstoff noch flüssig ist. Die Stützelemente oder Aufhängungen können beispielsweise entfernt werden, wenn die Viskosität des Klebstoffs ausreichend abgenommen hat, um das Funktionselement zu fixieren, aber noch ausreichend hoch ist, dass eine zerstörungsfreie Entfernung der Stützelemente beziehungsweise der Aufhängung möglich ist. Die Stützelemente beziehungsweise Elemente der Aufhängung können aber auch im Verglasungselement verbleiben, insbesondere dann, wenn sie in einem opaken Bereich des Verglasungselements angeordnet sind, welcher beispielsweise durch einen opaken Abdeckdruck auf einer Oberfläche mindestens einer der Scheiben des Verglasungselements ausgebildet wird.
Der optisch klare Klebstoff wird in flüssiger Form (liquid optically clear adhesive, LOCA; LOCA-Flüssigkleber) in den Hohlraum eingefüllt und anschließend ausgehärtet. Die Primärscheibe und die Sekundärscheibe beziehungsweise die Stützscheibe können beim Einfüllen des Klebstoffs beispielsweise horizontal liegend oder vertikal stehend angeordnet sein. Das Aushärten des optisch klaren Klebstoffs kann auf beliebige Weise erfolgen und richtet sich nach der Art des verwendeten Klebstoffs. So können beispielsweise UV-härtende oder thermisch härtende Klebstoffe verwendet werden. Es können auch 2-Komponenten- Klebstoffe verwendet werden, welche infolge chemischer Reaktionen aushärten.
In einer vorteilhaften Ausführung wird das Funktionselement bereits in optisch klarem Klebstoff vorverkapselt bereitgestellt. Es wird also eine Schicht des optisch klaren Klebstoffs bereitgestellt, in welche das Funktionselement eingelagert wird, so dass zumindest die der Primärscheibe zugewandte Oberfläche und die von der Primärscheibe abgewandte Oberfläche des Funktionselement mit optisch klarem Klebstoff belegt ist und bevorzugt das Funktionselement vollständig von optisch klarem Klebstoff umgeben ist. Das derart vorverkapselte Funktionselement wird dann auf der Oberfläche der Primärscheibe angeordnet (bevorzugt fixiert mit einem Klebstoff oder einer thermoplastischen Folie) oder im Hohlraum angeordnet und der Hohlraum anschließend mit optisch klarem Klebstoff gefüllt. Für die Vorverkapselung des Funktionselements und das Befüllen des Hohlraums wird bevorzugt der gleiche optisch klare Klebstoff verwendet.
Zur Herstellung der Vorverkapselung kann das Funktionselement in einer Hohlform angeordnet werden (beispielsweise mit Hilfe von Stützelementen oder Aufhängungen), diese Hohlform dann mit optisch klarem Klebstoff gefüllt werden und der Klebstoff dann ausgehärtet werden. Die zum Funktionselement hingewandten Oberfläche der Hohlform ist bevorzugt mit einer Trennschicht versehen (beispielsweise mit Teflon beschichtet), um das vorverkapselte Funktionselement einfacher entnehmen zu können. Zur Entnahme kann das vorverkapselte Funktionselement beispielsweise einfach aus der Hohlform herausgezogen werden oder die Hohlform aufgeklappt werden.
Das elektrische Funktionselement ist in einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verglasungselements eine Funktionsfolie mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften. Solche Funktionsfolien sind grundsätzlich als Mehrschichtfolie aufgebaut aus einer ersten Trägerfolie, einer ersten Flächenelektrode, einer aktiven Schicht oder Schichtenfolge, einer zweiten Flächenelektrode und einer zweiten Trägerfolie, welche in der angegebenen Reihenfolge flächig aufeinander angeordnet sind. Die Trägerfolien sind beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET) ausgebildet und weisen eine Dicke von 0,1 mm bis 1 mm, bevorzugt von 0,1 mm bis 0,5 mm auf. Die Flächenelektroden sind beispielsweise als Schichten auf Basis eines Metalls (insbesondere Silber) oder eines transparenten elektrisch leitfähigen Oxids (transparent conductive oxide, TCO; insbesondere Indiumzinnoxid (indium tin oxide, ITO)) ausgebildet mit einer Dicke von 10 nm bis 2 pm, bevorzugt von 20 nm bis 1 pm. Die aktive Schicht beziehungsweise Schichtenfolge richtet sich nach der Art der Funktionsfolie. Sie weist die elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften auf, welche durch Anlegen einer Spannung an die Flächenelektroden gesteuert werden können.
Die Funktionsfolie kann eine SPD-Folie sein. SPD-Funktionsfolien enthalten eine aktive Schicht zwischen den Flächenelektroden, die suspendierte Partikel enthält, welche bevorzugt in eine zähflüssige Matrix eingelagert sind. Die Absorption von Licht durch die aktive Schicht ist durch das Anlegen einer Spannung an die Flächenelektroden veränderbar, welche zu einer Orientierungsänderung der suspendierten Partikel führt.
Die Funktionsfolie kann einer Folie basierend auf Flüssigkristalltechnologie sein. Solche Funktionsfolien enthalten eine aktive Schicht mit Flüssigkristallen. Die Flüssigkristalle können durch Anlegen einer Spannung an die Flächenelektroden ausgerichtet werden, worauf die elektrische Steuerung der optischen Eigenschaften beruht. Die Funktionsfolie kann beispielsweise eine PDLC-Folie sein. Dabei enthält die aktive Schicht Tropfen von Flüssigkristallen in einem Polymer-Netzwerk. Werden die Flüssigkristalle im elektrischen Feld ausgerichtet, so ist der Zustand transparent und nicht lichtstreuend, sind die Flüssigkristalle ohne elektrisches Feld nicht ausgerichtet, so ist der Zustand transluzent und stark lichtstreuend. Die Funktionsfolie kann alternativ beispielsweise eine sogenannte Guest-Host- Folie sein. Dabei enthält die aktive Schicht dichroische Farbstoffmoleküle (Gast) gelöst in Flüssigkristallen (Host). Im elektrischen Feld werden die Flüssigkristalle ausgerichtet, wodurch die Orientierung der Farbstoffmoleküle beeinflusst wird, was zu einer veränderten Transmissionsgrad (Tönungsgrad) und einer veränderten Farbe führt. Guest-Host-Folien sind erfahrungsgemäß besonders empfindlich, so dass die vorliegende Erfindung ihre Vorteile dabei in besonderem Maße entfaltet.
Die Funktionsfolie kann eine elektrochrome Folie sein. Elektochrome Funktionsfolien enthalten eine aktive Schichtenfolge zwischen den Flächenelektroden (elektrochrome Schichtenfolge), welche in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander angeordnet umfasst: eine lonenspeicherschicht, eine Elektrolytschicht und eine elektrochrome Schicht. Die elektrochrome Schicht ist eigentlicher Träger der elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften. Sie ist eine elektrochemisch aktive Schicht, deren Lichttransmission vom Einlagerungsgrad von Ionen abhängig ist. Die Ionen (beispielsweise H+-, Li+, Na+- oder IC- Ionen) werden in der lonenspeicherschicht gespeichert und durch diese bereitgestellt. Die Elektrolytschicht trennt die elektrochrome Schicht räumlich von der lonenspeicherschicht und dient der Wanderung von Ionen. Wird eine Gleichspannung geeigneter Polarität an die Flächenelektroden angelegt, so wandern Ionen aus der lonenspeicherschicht durch die Elektrolytschicht in die elektrochrome Schicht, woraufhin die optischen Eigenschaften (Farbe, Lichttransmission) der elektrochromen Schicht in Abhängigkeit vom Ausmaß der eingewanderten Ionen geändert werden. Wird Gleichspannung der entgegengesetzten Polarität an die Flächenelektroden angelegt, so wandern die Ionen zurück aus der elektrochromen Schicht durch die Elektrolytschicht in die lonenspeicherschicht und die optischen Eigenschaften der elektrochromen Schicht ändern sich in der entgegengesetzten Art. Wird keine Spannung an die Flächenelektroden angelegt, so bleibt der momentane Zustand stabil. Geeignete elektrochrome Schichten enthalten elektrochrome Materialien, beispielsweise anorganische Oxide (wie Wolframoxid oder Vanadiumoxid), Komplexverbindungen (wie Berliner Blau) oder leitfähige Polymere (wie 3,4- Polyethylendioxythiophen (PEDOT) oder Polyanilin). Die Elektrolytschicht ist typischerweise als Film organischen oder anorganischen, elektrisch isolierenden Materials mit hoher lonenleitfähigkeit ausgebildet, beispielsweise auf Basis von Lithiumphosphoroxynitrid. Die lonenspeicherschicht ist entweder dauerhaft transparent (reiner lonenspeicher) oder weist ein der elektrochromen Schicht gegensätzliches elektrochromes Verhalten auf. Ein Beispiel für einen reinen lonenspeicher sind Schichten enthaltend ein Mischoxid aus Titan und Cer, Beispiele für anodische elektrochrome lonenspeicherschichten sind Schichten enthaltend Iridiumoxid oder Nickeloxid.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verglasungselements ist das elektrische Funktionselement ein Sensor. Beispiele für Sensoren sind Photodioden (als Lichtsensoren), Regensensoren (kapazitiv oder optisch) und Temperatursensoren.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verglasungselements ist das elektrische Funktionselement eine Lichtquelle. Besonders geeignet sind dabei Leuchtdioden (light emitting diodes, LED).
Umfasst das Verglasungselement eine oder mehrere Glasscheiben, so ist beziehungsweise sind sie bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas gefertigt, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Grundsätzlich können alternativ aber auch andere Glassorten eingesetzt werden, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas. Umfasst das Verglasungselement eine oder mehrere Kunststoffscheiben, so ist sind sie bevorzugt aus einem transparenten und starren Polymer gefertigt, besonders bevorzugt aus Polycarbonat (PC) oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Diese Ausführungen beziehen sich gleichermaßen auf die Primärscheibe sowie die etwaige Sekundärscheibe und etwaige weitere Scheiben, welche mit der Primärscheibe oder der Sekundärscheibe verbunden sind. Das Material der verschiedenen Scheiben kann unabhängig voneinander gewählt werden. Alle Scheiben sind bevorzugt transparent. Alle Scheiben weisen zwei Hauptflächen auf, welche zur Durchsicht vorgesehen sind und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, und eine dazwischen verlaufende Seitenkantenfläche. Die Dicke der Primärscheibe, der etwaigen Sekundärscheibe und etwaiger weiterer Scheiben, welche mit der Primärscheibe oder der Sekundärscheibe verbunden sind, beträgt jeweils bevorzugt von 0,5 mm bis 5 mm.
Die Scheiben können mit einer Beschichtung versehen sein, beispielsweise einer antireflektierenden Beschichtung, einer IR-reflektierenden Beschichtung oder einer beheizbaren Beschichtung. Kunststoffscheiben sind bevorzugt mit einer Schutzbeschichtung versehen, welche sie vor Verkratzen schützen (Kratzschutzschicht).
Die Scheiben können unabhängig voneinander klar sein, also keine Tönungen oder Färbungen aufweisen, oder getönt oder gefärbt sein. Insbesondere, wenn das Verglasungselement als Gebäudeverglasung vorgesehen ist, sind die Scheiben bevorzugt klar. Bei Fahrzeugverglasungen kann es bevorzugt sein, wenn mindestens eine der Scheiben getönt oder gefärbt ist.
Thermoplastische Folien, die beispielsweise verwendet werden, um die Primärscheibe und oder die Sekundärscheibe mit einer weiteren Scheibe zu einer Verbundscheibe zu laminieren (wobei die thermoplastische Folie die Zwischenschicht ausbildet) oder um die Primärscheibe bereichsweise mit der Sekundärscheibe zu verbinden, sind bevorzugt auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polyurethan (PU) ausgebildet, besonders bevorzugt auf Basis von PVB. Das bedeutet, dass die Folie mehrheitlich das besagte Material enthält (Anteil von größer als 50 Gew.-%) und daneben optional weitere Bestandteile enthalten kann, beispielsweise Weichmacher, Stabilisatoren, UV- oder IR- Absorber. Die Dicke der thermoplastischen Folien beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 1 mm.
Das Verglasungselement kann neben mindestens einem transparenten Durchsichtsbereich optional mindestens einen opaken Maskierungsbereich aufweisen. Ein solche Maskierungsbereich wird insbesondere dadurch erzeugt, dass ein opakes Element im Verglasungselement integriert werden, welches die Durchsicht verhindert. Bevorzugt ist dies ein opaker Abdeckdruck auf mindestens einer Oberfläche mindestens einer Scheibe des Verglasungselements. Im Falle einer Glasscheibe sind Aufdrucke einer Emaille gebräuchlich, welche Glasfritten und ein Pigment (insbesondere Schwarzpigment) enthält und welche in die Glasoberfläche eingebrannt wird. Die Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verglasungselements in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, bevorzugt als Fahrzeugscheibe. Das Verglasungselement wird bevorzugt im Fahrzeug- oder Architekturbereich verwendet, insbesondere als Fensterscheibe eines Fahrzeugs, eines Gebäudes oder eines Innenraums, in Möbeln oder sonstigen Einrichtungsgegenständen oder als Einrichtungsgegenstand.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verglasungselements,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verglasungselements,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine dritte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verglasungselements,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine vierte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verglasungselements,
Fig. 5 Querschnitte durch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verglasungselements zu unterschiedlichen Zeitpunkten einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu seiner Herstellung,
Fig. 6 Querschnitte durch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verglasungselements zu unterschiedlichen Zeitpunkten einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu seiner Herstellung,
Fig. 7 Querschnitte durch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verglasungselements zu unterschiedlichen Zeitpunkten einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu seiner Herstellung.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verglasungselements. Das Verglasungselement ist aus einer einzelnen Glasscheibe 1 gebildet, wobei auf einer Oberfläche (Hauptfläche) der Glasscheibe 1 vollflächig eine Kaspelschicht 2 angeordnet ist. Zwischen der Glasscheibe 1 und der Kapselschicht 2 sind drei elektrische Funktionselemente 3 angeordnet.
Die Glasscheibe 1 ist beispielsweise eine thermisch vorgespannte Scheibe aus Kalk-Natron- Glas mit einer Dicke von 3,5 mm. Die Kapselschicht 2 ist vollständig als Schicht 2a eines optisch klaren Klebstoffs (OCA) ausgebildet. Der optische klare Klebstoff ist beispielsweise ein 2-Komponenten-Polyurethan-Klebstoff. Die Kapselschicht weist beispielsweise eine Dicke von 0,5 mm bis 1 mm auf. Die Funktionselemente 3 sind beispielsweise Leuchtdioden. Die von der Kapselschicht 2 abgewandte Oberfläche der Glasscheibe 1 bildet eine erste externe Oberfläche I des Verglasungselements, die von der Glasscheibe 1 abgewandte Oberfläche der Kapselschicht 2 eine zweite externe Oberfläche II. Die externen Oberflächen
I, II sind vollständig parallel zueinander ausgerichtet.
Das Verglasungselement kann beispielsweise als Dachscheibe eines Fahrzeugs vorgesehen sein, wobei die Leuchtdioden der Beleuchtung des Fahrzeug-Innenraums dienen. Eine solche Fahrzeugscheibe ist typischerweise gebogen, auch wenn das Verglasungselement der Einfachheit halber plan dargestellt ist.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verglasungselements. Das Verglasungselement ist aus Verbundscheibe gebildet, welche aus einer Glasscheibe 1 (Primärscheibe), einer weiteren Glasscheibe 5 und einer dazwischenliegenden thermoplastischen Zwischenschicht 4 besteht, wobei auf einer Oberfläche (Hauptfläche) der Glasscheibe 1 vollflächig eine Kaspelschicht 2 angeordnet ist. In der Kapselschicht 2 ist ein elektrisches Funktionselement 3 eingelagert.
Die Glasscheibe 1 und die weitere Glasscheibe 5 sind beispielsweise Scheiben aus Kalk- Natron-Glas mit einer Dicke von jeweils 2,1 mm. Die Kapselschicht 2 ist vollständig als Schicht 2a eines optisch klaren Klebstoffs (OCA) ausgebildet. Der optische klare Klebstoff ist beispielsweise ein 2-Komponenten-Polyurethan-Klebstoff. Die Kapselschicht weist beispielsweise eine Dicke von 0,5 mm bis 1 mm auf.
Das Funktionselement 3 ist beispielsweise eine Funktionsfolie mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, mit der die Transparenz des Verglasungselements elektrisch gesteuert werden kann. Sie ist vollständig von der Schicht 2a des optisch klaren Klebstoffs umgeben.
Die von der Kapselschicht 2 und der Glasscheibe 1 abgewandte Oberfläche der weiteren Glasscheibe 5 bildet eine erste externe Oberfläche I des Verglasungselements, die von der Glasscheibe 1 abgewandte Oberfläche der Kapselschicht 2 eine zweite externe Oberfläche
II. Die externen Oberflächen I, II sind vollständig parallel zueinander ausgerichtet.
Das Verglasungselement kann beispielsweise als Dachscheibe eines Fahrzeugs vorgesehen sein, deren Transparenz mittels des Funktionselements 3 herabgesetzt werden kann, um eine Blendwirkung des Sonnenlichts zu vermeiden oder die Aufwärmung des Innenraums zu verlangsamen. Eine solche Fahrzeugscheibe ist typischerweise gebogen, auch wenn das Verglasungselement der Einfachheit halber plan dargestellt ist.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verglasungselements. Das Verglasungselement umfasst eine Glasscheibe 1 (Primärscheibe), eine Kapselschicht 2, eine weitere Glasscheibe 6 (Sekundärscheibe), einer thermoplastische Zwischenschicht 7 und eine weitere Glasscheibe 8.
Die Glasscheibe 1 ist beispielsweise eine thermisch vorgespannte Scheibe aus Kalk-Natron- Glas mit einer Dicke von 3,5 mm. Die weiteren Glasscheibe 6, 8 sind beispielsweise Scheiben aus Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von jeweils 2,1 mm, welche über eine PVB-Folie mit einer Dicke von 0,76 mm, die die Zwischenschicht 7 ausbildet, zu einer Verbundscheibe laminiert sind. Die Kapselschicht 2 ist vollständig als Schicht 2a eines optisch klaren Klebstoffs (OCA) ausgebildet. Sie ist zwischen der Glasscheibe 1 und der weiteren Glasscheibe 6 angeordnet und verbindet die beiden. Der optische klare Klebstoff ist beispielsweise ein 2- Komponenten-Polyurethan-Klebstoff.
Zwischen der Glasscheibe 1 und der Kapselschicht 2 ist ein Funktionselement 3 angeordnet. Das Funktionselement 3 ist beispielsweise mit einer nicht dargestellten Klebstoffschicht mit der Oberfläche der Glasscheibe 1 verbunden. Das Funktionselement 3 ist beispielsweise eine Funktionsfolie mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, mit der die Transparenz des Verglasungselements elektrisch gesteuert werden kann.
Die von der Kapselschicht 2 abgewandte Oberfläche der Glasscheibe 1 bildet eine erste externe Oberfläche I des Verglasungselements, die von der weiteren Glasscheibe 6 abgewandte Oberfläche der weiteren Glasscheibe 8 eine zweite externe Oberfläche II. Die externen Oberflächen I, II sind vollständig parallel zueinander ausgerichtet.
Auch dieses Verglasungselement kann beispielsweise als Dachscheibe eines Fahrzeugs vorgesehen sein.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verglasungselements. Auch dieses Verglasungselement umfasst eine Kapselschicht 2, die zwischen einer Glasscheibe 1 (Primärscheibe) und einer weiteren Glasscheibe 6 (Sekundärscheibe) angeordnet ist und die beiden miteinander verbindet. Die Glasscheibe 1 ist über eine thermoplastische Zwischenschicht 4 mit einer weiteren Glasscheibe 5 zu einer Verbundscheibe verbunden. Ebenso ist die weitere Glasscheibe 6 über eine thermoplastische Zwischenschicht 7 mit einer weiteren Glasscheibe 8 zu einer Verbundscheibe verbunden. Alle Glasscheiben 1 , 5, 6, 8 sind beispielsweise Scheiben aus Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von jeweils 2,1 mm. Die Zwischenschichten 4, 7 sind beispielsweise jeweils aus einer PVB- Folie mit einer Dicke von 0,76 mm ausgebildet.
Die Kapselschicht 2 ist bereichsweise als Schicht 2a eines optisch klaren Klebstoffs (OCA) ausgebildet und bereichsweise aus einer thermoplastischen Folie 2b. Die thermoplastische Folie ist beispielsweise eine PVB-Folie. Der optische klare Klebstoff ist beispielsweise ein 2- Komponenten-Polyurethan-Klebstoff.
Zwischen der Glasscheibe 1 und jeder Schicht 2a des optisch klaren Klebstoffs ist ein Funktionselement 3 angeordnet. Die Funktionselemente 3 sind beispielsweise mit einer nicht dargestellten Klebstoffschicht mit der Oberfläche der Glasscheibe 1 verbunden. Die Funktionselemente 3 sind beispielsweise eine Funktionsfolie mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, mit der die Transparenz des Verglasungselements elektrisch gesteuert werden kann.
Die von der Glasscheibe 1 abgewandte Oberfläche der weiteren Glasscheibe 5 bildet eine erste externe Oberfläche I des Verglasungselements, die von der weiteren Glasscheibe 6 abgewandte Oberfläche der weiteren Glasscheibe 8 eine zweite externe Oberfläche II. Die externen Oberflächen I, II sind vollständig parallel zueinander ausgerichtet.
Auch dieses Verglasungselement kann beispielsweise als Dachscheibe eines Fahrzeugs vorgesehen sein. Die Bereiche mit den Schichten 2a können transparente Bereiche der Dachscheibe sein, deren Transparenz mittels der Funktionselemente 3 elektrisch gesteuert werden können. Die Bereiche mit den Folien 2b können beispielsweise opake Bereiche der Dachscheibe sein, wobei die Durchsicht durch beispielsweise einen schwarzen Abdeckdruck auf einer Oberfläche einer der Glasscheiben 1 , 5, 6, 8 verhindert wird.
Figur 5 zeigt Querschnitte durch das Verglasungselement aus Figur 3 zu verschiedenen Zeitpunkten eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu seiner Herstellung. Die Verbundscheibe aus weiterer Glasscheibe 6 (Sekundärscheibe), thermoplastischer Zwischenschicht 7 und weiterer Glasscheibe 8 wird bereits vorlaminiert bereitgestellt. Auf einer Oberfläche der Glasscheibe 1 (Primärscheibe) wird das Funktionselement 3 fixiert. Die Verbundscheibe wird parallel zur Glasscheibe 1 (Primärscheibe) sowie beabstandet zu dieser angeordnet, wobei die Glasscheibe 6 (Sekundärscheibe) und die mit dem Funktionselement 3 versehene Oberfläche der Glasscheibe 1 (Primärscheibe) einander zugewandt werden. Der Scheibenzwischenraum bildet einen Hohlraum aus.
Der besagte Hohlraum beziehungsweise Scheibenzwischenraum wird anschließend mit einer Randversiegelung 9 versehen (Figur 5a). Die Randversiegelung 9 ist beispielsweise ein Klebeband, welches an den Seitenkantenflächen von Glasscheibe 1 und weiterer Glasscheibe 6 befestigt wird und so den Scheibenzwischenraum abschließt. Die Randversiegelung wird umlaufend angebracht, wobei eine Öffnung des Hohlraums belassen wird. Über diese Öffnung wird der Hohlraum anschließend vollständig mit einem optisch klaren Klebstoff gefüllt. Der optisch klare Klebstoff wird dann ausgehärtet (beispielsweise mittels UV- Strahlung), woraus sich die Schicht 2a des optisch klaren Klebstoffs ergibt, welche wiederum die Kapselschicht 2 bildet (Figur 5b). Nach Entfernen der Randversiegelung 9 ergibt sich das Verglasungselement aus Figur 3.
Es kann auch eine Randversiegelung 9 verwendet werden, welche dauerhaft im Verglasungselement verbleibt. Eine solche permanente Randversiegelung 9 ist bevorzugt im Randbereich des Verglasungselements zwischen der Glasscheibe 1 und der Glasscheibe 6 angeordnet und beispielsweise aus Polyurethan ausgebildet.
Figur 6 zeigt Querschnitte durch das Verglasungselement aus Figur 1 zu verschiedenen Zeitpunkten eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu seiner Herstellung. Die Funktionselemente 3 werden auf der Oberfläche der Glasscheibe 1 fixiert. Die Glasscheibe 1 wird parallel und beabstandet zu einer Stützscheibe 10 angeordnet, wobei mit dem Funktionselement 3 versehene Oberfläche der Glasscheibe 1 der Stützscheibe 10 zugewandt wird. Der Scheibenzwischenraum bildet einen Hohlraum aus. Die Stützscheibe ist beispielsweise ebenfalls eine 3,5 mm dicke Scheibe aus Kalk-Natron-Glas. Auf der Oberfläche der Stützscheibe 10, die der Glasscheibe 1 zugewandt ist, ist eine Trennschicht 11 angeordnet, beispielsweise eine Teflon-Folie.
Der Hohlraum beziehungsweise Scheibenzwischenraum wird anschließend mit einer Randversiegelung 9 versehen (Figur 6a), beispielsweise einem Klebeband. Anschließend wird der optisch klare Klebstoff in den Hohlraum eingefüllt und ausgehärtet, woraus sich die Schicht 2a des optisch klaren Klebstoffs ergibt, welche wiederum die Kapselschicht 2 bildet (Figur 6b).
Nach Entfernen der Randversiegelung 9 kann die Stützscheibe 10 mit der Trennschicht 11 entfernt werden. Dies ist einfach möglich, da die Trennschicht eine Adhäsion zwischen Stützscheibe 10 und Kapselschicht 2 verhindert. Es ergibt sich das Verglasungselement aus Figur 1 (Figur 6c).
Figur 7 zeigt Querschnitte durch ein weiteres Verglasungselement zu verschiedenen Zeitpunkten eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu seiner Herstellung. Ähnlich der Ausgestaltung nach Figur 2 soll das Funktionselement 2 in der Schicht 2a des optisch klaren Klebstoffs eingelagert sein, die Glasscheibe 1 (Primärscheibe) Teil eines Verbundglases sein und die von der Glasscheibe 1 abgewandte Oberfläche der Kapselschicht eine externe Oberfläche des Verglasungselements bilden.
Die Verbundscheibe aus Glasscheibe 1 , weiterer Glasscheibe 5 und dazwischenliegender thermoplastischer Zwischenschicht 4 wird vorlaminiert bereitgestellt. Das Funktionselement 3 wird vorverkapselt bereitgestellt, wobei das Funktionselement 3 (eine Funktionsfolie mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften) von einer Vorverkapselung 2c aus einem optisch klaren Klebstoff vollständig umgeben ist. Das Funktionselement 3 mit der Vorverkapselung 2c wird an der Oberfläche der Glasscheibe 1 fixiert, beispielsweise angeklebt. Die Glasscheibe 1 wird parallel und beabstandet zu einer Stützscheibe 10 angeordnet, wobei mit dem Funktionselement 3 versehene Oberfläche der Glasscheibe 1 der Stützscheibe 10 zugewandt wird. Der Scheibenzwischenraum bildet einen Hohlraum aus. Die Stützscheibe ist beispielsweise ebenfalls eine 3,5 mm dicke Scheibe aus Kalk-Natron-Glas. Auf der Oberfläche der Stützscheibe 10, die der Glasscheibe 1 zugewandt ist, ist eine Trennschicht 11 angeordnet, beispielsweise eine Teflon-Folie.
Der Hohlraum beziehungsweise Scheibenzwischenraum wird anschließend mit einer Randversiegelung 9 versehen (Figur 7a), beispielsweise einem Klebeband. Anschließend wird der optisch klare Klebstoff in den Hohlraum eingefüllt und ausgehärtet. Es wird der gleiche Klebstoff verwendet wie für die Vorverkapselung 2c. Aus der Vorverkapselung 2c und dem in den Hohlraum eingefüllten optisch klaren Klebstoff ergibt sich die erfindungsgemäße Schicht 2a des optisch klaren Klebstoffs ergibt, welche wiederum die Kapselschicht 2 bildet (Figur 7b).
Nach Entfernen der Randversiegelung 9 kann die Stützscheibe 10 mit der Trennschicht 11 entfernt werden. Es ergibt sich ein Verglasungselement des Typs aus Figur 2 (Figur 7c).
Ein Verglasungselement mit einem Funktionselement 3, das in die Schicht 2a eingelagert ist, kann alternativ auch dadurch hergestellt werden, dass das Funktionselement s im Hohlraum beziehungsweise Scheibenzwischenraum angeordnet wird, ohne Kontakt zur Glasscheibe 1 zu haben. Das Funktionselement 3 kann dazu beispielsweise im Hohlraum aufgehängt werden.
Die gezeigten Ausgestaltungen und Merkmalskombinationen sind lediglich beispielhaft zu verstehen und sollen die Erfindung nicht einschränken. So kann bei allen Ausgestaltungen, bei denen das Funktionselement 3 zwischen Glasscheibe 1 und Schicht 2a angeordnet ist, das Funktionselement 3 alternativ auch in die Schicht 2a eingelagert sein, und umgekehrt. Auch ist es nicht nötig, dass in den Fällen, in denen die Kapselschicht 2 zwischen der Glasscheibe 1 (Primärscheibe) und einer weiteren Scheibe 6 (Sekundärscheibe) angeordnet ist, diese weitere Glasscheibe 6 Teil einer Verbundscheibe ist, wie in den Figuren 3 und 4. Stattdessen kann die weitere Glasscheibe 6 auch als Einzelscheibe bereitgestellt werden, so dass ihre von der Kapselschicht 2 abgewandte Oberfläche eine externe Oberfläche des Verglasungselements bildet. Es können auch sowohl die Glasscheibe 1 (Primärscheibe) als auch die weitere Scheibe 6 (Sekundärscheibe) als Einzelscheiben bereitgestellt werden, so dass ihre voneinander abgewandten Oberflächen die externen Oberflächen des Verglasungselements bilden. Die Ausgestaltung der Kapselschicht 2 wie in Figur 4, aus thermoplastischen Folien 2b und Schichten 2a aus optisch klarem Klebstoff ist grundsätzlich mit jedem Aufbau des Verglasungselements kombinierbar, insbesondere mit denjenigen, bei denen die Kapselschicht 2 zwischen der Glasscheibe 1 (Primärscheibe) und einer weiteren Scheibe 6 (Sekundärscheibe) angeordnet ist. Glasscheibe 1 und weitere Glasscheibe 6 werden dabei bevorzugt über die Folien 2b vorlaminiert bereitgestellt und die Hohlräume anschließend mit optisch klarem Klebstoff gefüllt. Bezugszeichenliste:
(1) Glasscheibe / Primärscheibe
(2) Kapselschicht
(2a) Schicht aus einem optisch klaren Klebstoff
(2b) thermoplastische Folie (als Teil der Kapselschicht 2)
(2c) Vorverkapselung des Funktionselements 3 aus einem optisch klaren Klebstoff
(3) Funktionselement
(4) thermoplastische Zwischenschicht
(5) weitere Glasscheibe
(6) weitere Glasscheibe / Sekundärscheibe
(7) thermoplastische Zwischenschicht
(8) weitere Glasscheibe
(9) Randversiegelung
(10) Stützscheibe
(11) Trennschicht
(I) (erste) externe Oberfläche des Verglasungselements
(II) (zweite) externe Oberfläche des Verglasungselements

Claims

Patentansprüche Verglasungselement, umfassend eine Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe und eine Kapselschicht (2) auf einer Oberfläche der Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe, wobei die Kapselschicht (2) zumindest bereichsweise als Schicht (2a) eines optisch klaren Klebstoffs ausgebildet ist und wobei ein elektrisches Funktionselement (3) zwischen der Schicht (2a) des optisch klaren Klebstoffs und der Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe angeordnet ist oder in die Schicht (2a) des optisch klaren Klebstoffs eingelagert ist. Verglasungselement nach Anspruch 1, wobei die von der Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe abgewandte Oberfläche der Kapselschicht (2) eine externe Oberfläche (II) des Verglasungselement bildet. Verglasungselement nach Anspruch 1, wobei die Kapselschicht (2) zwischen der besagten Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe und einer weiteren Glasscheibe (6) oder Kunststoffscheibe angeordnet ist. Verglasungselement nach Anspruch 3, wobei die Kapselschicht (2) bereichsweise als Schicht (2a) des optisch klaren Klebstoffs ausgebildet ist und bereichsweise aus mindestens einer thermoplastischen Folie (2b). Verglasungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kapselschicht (2) vollständig als Schicht (2a) des optisch klaren Klebstoffs ausgebildet ist. Verglasungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die besagte Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe über eine thermoplastische Zwischenschicht (4) mit einer weiteren Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe verbunden ist. Verglasungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Funktionselement (3) eine Funktionsfolie mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, insbesondere eine SPD-Folie, eine Folie basierend auf Flüssigkristalltechnologie oder eine elektrochrome Folie, ein Sensor, insbesondere ein Lichtsensor, Regensensor oder Temperatursensor, oder eine Lichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode, ist. Verglasungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei Kapselschicht (2) eine Dicke von 0,2 mm bis 50 mm aufweist, bevorzugt von 0,5 mm bis 2 mm. Verglasungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der optisch klare Klebstoff ein 2-Komponenten-Pulyurethan-Klebstoff, ein 1-Komponenten-Acrylat- Klebstoff, ein 1 -Komponenten Silikon-Klebstoff oder ein 1-Komponenten-Acrylat-Hybrid- Klebstoff ist. Verfahren zur Herstellung eines Verglasungselements nach Anspruch 2, wobei
(a) die Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe und eine Stützscheibe (10) parallel und beabstandet zueinander angeordnet werden, so dass ein Hohlraum zwischen ihnen gebildet wird,
(b) der Hohlraum mit einer Randversiegelung (9) versehen wird,
(c) ein optisch klarer Klebstoff in den Hohlraum eingefüllt und ausgehärtet wird und
(d) die Stützscheibe (10) entfernt wird, wobei das Funktionselement (3) vor Verfahrensschritt (a) auf der der Stützscheibe (10) zugewandten Oberfläche der Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe angeordnet wird oder im Hohlraum angeordnet wird. Verfahren nach Anspruch 10, wobei auf der der Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe zugewandten Oberfläche der Stützscheibe (10) eine Trennschicht (11) angeordnet ist, welche geeignet ist, die Haftung zwischen der Stützscheibe (10) und dem optisch klaren Kunststoff zu verhindern, bevorzugte eine Teflon-Schicht oder Teflon-Folie. Verfahren zur Herstellung eines Verglasungselements nach Anspruch 3, wobei
(a) die Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe und die weitere Glasscheibe (6) oder Kunststoffscheibe parallel und beabstandet zueinander angeordnet werden, so dass ein Hohlraum zwischen ihnen gebildet wird,
(b) der Hohlraum mit einer Randversiegelung (9) versehen wird und
(c) ein optisch klarer Klebstoff in den Hohlraum eingefüllt und ausgehärtet wird, wobei das Funktionselement (3) vor Verfahrensschritt (a) auf der der weiteren Glasscheibe (6) oder Kunststoffscheibe zugewandten Oberfläche der Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe angeordnet wird oder im Hohlraum angeordnet wird. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe und die weitere Glasscheibe (6) oder Kunststoffscheibe in Verfahrensschritt (a) bereichsweise über eine thermoplastische Folie (2b) miteinander verbunden werden, wobei mindestens ein Hohlraum zwischen ihnen gebildet wird, welcher in Verfahrensschritt (b) dadurch mit der Randversiegelung (9) versehen wird, dass der Scheibenzwischenraum mit der Randversiegelung (9) versehen wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Funktionselement s mit einer Voreinkapselung 2c aus einem optisch klaren Klebstoff bereitgestellt wird und auf der der weiteren Glasscheibe (6) oder Kunststoffscheibe zugewandten Oberfläche der Glasscheibe (1) oder Kunststoffscheibe angeordnet wird oder im Hohlraum angeordnet wird. Verwendung eines Verglasungselements nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, bevorzugt als Fahrzeugscheibe.
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