JP2017525643A - 加熱されるガラスパネル - Google Patents

Abstract

本発明は、中間シートを用いて結合された２枚のガラスシートからなる積層自動車ガラスパネルに関し、ガラスパネルは、シートの１枚に付けられる加熱される層のシステムと、同じシートの縁部における、ガラスシートと接触する実質的に不透明なマスキングストリップとを含み、加熱される導電層のシステムは、マスキングストリップを少なくとも部分的に覆う。ガラスパネルは、マスキングストリップを覆う部分で層のシステムと接触する電力供給バスバーをさらに含み、マスキングストリップが０．５μ以下、好ましくは０．１μ以下の粗さを有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、ガラスパネルを加熱するように意図される導電層のシステムを含む自動車ガラスパネルに関する。より具体的には、本発明は、層のシステムが供給される条件による、これらのガラスパネルの性能の改善に関する。

実際に、層状の加熱されるガラスパネルは、ガラスパネルの縁部に当てられかつ層と接触している導体を用いて電源に接続される。実際に、バスバーの名称で示される対象の導体と、層のシステムとの間の電気的接触は、常に最良の条件下で提供されるわけではない。この接触における不規則性は、一方で、最適化されない電力の分布を結果として有し、他方で、電流の通過のために好ましい領域の形成は、「ホットスポット」の名称で示されるものを作り出す。ホットスポットがカラスパネルを形成するのに使用される材料によって耐えることができる温度の範囲内にとどまるとしても、電力の不均一な分布は、達成される性能を限定する。

最も普通の条件下では、印加され得る電圧が − 個人用車両に対して最も一般的には１２〜１４Ｖに − 限定され、これらのガラスパネルの光透過率に関連した光学的理由のために層の抵抗を下げることはできないため、利用可能な有効電力は限定される。この電力のほとんどすべてをガラスパネルの加熱に費やすことを目標とする条件に近付ける必要がある。電力のいかなる損失も加熱性能を限定する。電力損失は、最大寸法を示すガラスパネルに対して特に問題となる。車両で最も要求の高いガラスパネルはフロントガラスである。後に、本発明はフロントガラスに関連して説明され、提案がより控えめな寸法のガラスパネルにも適用されることが理解される。

加熱されるガラスパネルの構造は、層およびバスバーとは別に、最も一般的には見栄えが良くない要素をマスクするよう意図された要素を含む。接着グレージングのために、ガラスパネルの縁部に必然的に位置している対応する接着領域が不透明にされないと、接着剤の不規則なストランドが外側から目に見えることになる。バスバーもマスクされなければならない要素の１つである。

ガラスパネルの縁部のマスキングは、従来、ガラスパネルのこの領域を実際に完全に不透明にするエナメル組成物の塗布によって行われている。コーティングされた領域における光透過率は、例えば１％未満であり、通常０．１％未満とすることができる。

エナメル組成物の塗布は、従来、スクリーン印刷技術によって行われている。塗布が行われると、エナメル層を形成するために組成物は焼付けされる。この「焼付け」は、１段階焼付けまたは２段階焼付けである。積層ガラスパネルの製造において最も頻繁に続いた第２のケースでは、第１の焼付けは、一時的に印刷パターンを安定させる溶剤の除去をもたらし、第２の焼付けは、組成物に存在するフリットの溶解をもたらす。これらの２つの段階は、一般にガラスパネルの準備の２つの時点に対応する。第１は、組成物が塗布されるシート上で行われ、第２は、有利には曲げ熱処理に対応する。

積層ガラスパネル、特にフロントガラスで、マスキングエナメルは、少なくとも車両の外側に向けられたシートに必然的に塗布される。加熱される層のシステムもまた、有利には除氷のために必要な加熱を最適化するためにこのシートに付けられる。バスバーは、エナメルを引いた領域を上張りしている導電層のシステムに配置される。すべてのこれらの要素は、熱可塑性中間層と接触しているシートの面、ガラスパネルの外側からシートの面に番号を割り振る従来の名称で面２上に位置している。

本発明者らは、導電層のシステムとバスバーとの間の結合の挙動を分析した。それらは、バスバーに送達された電力が完全に導電層に送られないことを示した。これは、ガラスパネルの加熱性能にとって有害な電力損失をもたらす。この電力損失の原因の調査は、考慮に入れられるときにこれらの性能の改善をもたらし得る、一定の要因を識別することを可能にした。

本発明は、この識別に、およびこの電力損失の原因を克服する方法に由来する。本発明は、粗さの影響に関連している請求項１の主題である。

層のシステムが載っている支持物の粗さが加熱の有効電力に影響を与えることを意味する正確な原因は、完全に決定されない。１つの仮説は、粗さが、特に厚さにおいて不均一な層のシステムをもたらすということである。別の仮説は、バスバーと層のシステムとの間の接触が、粗さが減少するにつれてより良好に確立されるようになるということである。２つのメカニズムは、場合によっては同時に起こり得る。

これらの仮説とは無関係に、この要因の重要性は経験的に確かめられる。電気伝導の均一性に有害な影響を与える要素は、加熱すべきガラスシートに付けられる層のシステムのために利用可能な有効電力の損失源である、強度の局所的な変化によって必然的に反映される。

表面の粗さが０．５μ未満であり、好ましくは０．１μ未満であり、特に好ましくは０．０５μ未満である、マスキングストリップを入手することは、これらのストリップを形成するための技術に依存する。

粗さはいくつかの方法で定義することができる。本特許出願では、算術粗さＲａと呼ばれる、ベースラインから測定された平均粗さが選択される。

スクリーン印刷の通常の技術は、上に示されるオーダーの粗さを有する表面を与えない。

ＰＣＦ基準を有するＳＥＦＡＲによって販売されるスクリーンなど、コーティング表面がそれ自体非常にわずかに粗いのみであるスクリーンを選択することによって、粗さの改善を得ることができる。スクリーンの粗さは、通常２μまたは３μ以上であるが、スクリーンのコーティング表面の粗さは、製造される層の粗さに正確に対応しない。粘度が適切である場合、塗布された層で表面張力を変えることによって自然な平滑化を得ることができる。

使用される手段は、粗さの決定に関与する唯一のものではない。エナメル組成物は、フリットの固体粒子および不透明製品の固体粒子（炭素および／または色素の粒子）を含む。フリットの粒子は焼付けの間にエナメル中で溶解する一方、他の粒子は大きな変更なく留まり、溶融フリット中でコーティングされても、また層の粗さの要因になり得る。以前にマスキングパターンを形成するために使われたスクリーン印刷技術で、不透明性に関連した考慮は、数十マイクロメートルのオーダーの比較的大きい寸法の色素をもたらし、好ましかった。本発明の条件に対応する粗さをもたらすために、エナメル組成物に含まれる粒子が望ましい粗さよりもはるかに大きい寸法でないことが好ましい。好ましい寸法は、したがって、５μ未満であり、特に好ましくは３μ未満である。

さらに、スクリーン印刷技術は、ある一定の厚さを示すコーティングをもたらす。指標として、従来の塗布で、エナメル層の厚さは２０μ〜１５０μとすることができる。これらの厚さもまた、後に開示される理由のために、エナメルストリップを覆う導電層の挙動に影響を与える。

スクリーン印刷技術における可能な改善とは別に、本発明者らは、マスキング組成物の塗布の他の手段、特に「インクジェット」技術による組成物の塗布を使うことも提案する。この噴霧方法は、スクリーン印刷方式に関連した一定の制約から逃れることを可能にする。小滴は、スクリーン印刷スクリーンのメッシュの開口部よりはるかに小さい寸法を有する。さらに、アプリケータと基材との間の接触がないことは、形成される層に対するこのアプリケータのいかなる影響も防止し、形成される層の特性は、したがって、噴霧される組成物の特性にのみ依存する。

噴霧ノズルの有効活用を可能にするため、組成物は必然的に、限定された寸法の粒子を含まなければならない。マスキング組成物の構成成分の性質は、スクリーン印刷組成物の構成成分の性質と類似とすることができる一方、この塗布方法に適合した粘度を維持するために特に結合剤の含有量を調整することを条件として、粒子の寸法は、ノズルの使用が妨害される危険性なくノズルの使用を可能にするためだけでなく、適切な粘度を得るために調整されなければならない。本発明に従って使用される組成物の粒子は、有利には１μ未満であり、好ましくは０．５μ未満である。

インクジェット方式によってマスキングストリップを形成するための技術は、特に本出願人企業の刊行物国際公開第２００５／００３４８号パンフレットで以前に提供されている。それでもなお、説明された技術は、特にコーティングされたガラスの再利用を可能にする特定の組成物の選択に向けられていた。塗布方法の決定は、対象の組成物を考慮して、十分な不透明化を得ることを本質的に目標とした。これらのマスキング層の使用およびそれらの導電層との接触は、本発明の主題であるが、この従来技術から欠けていた。

マスキングストリップの粗さの特性を越えて、本発明者らはまた、これらのストリップの境界における移行の改善で電力損失を減少させようと務めた。導電層のシステムは、金属層および誘電体層の重ね合わせで形成される。良好な光透過率および十分に中性の着色で、最良の導電率、換言すれば最小の抵抗を達成するために、システムは現在、いくつかの金属層、特に銀層で構成されている。層のこれらのシステムは、層の数とは無関係に、一般に０．３μ以下である限定された全体の厚さを有する。例外なく、これらの層の厚さは、上に示されるように、従来のマスキングストリップの厚さよりはるかに小さい。マスキングストリップにもガラスシートにも付けられる導電層の連続性は、これらのストリップの縁部で適切に確実にすることができない。

この問題を解決するために、本発明者らは、シートの中央に向けられた端部の厚さが徐々に減少する、マスキングストリップを形成することを提案する。

提案された構造は、例えば可変的な網目構造を示すスクリーンを使用することによって、スクリーン印刷技術で得ることができる。それにもかかわらず、スクリーン印刷の使用は、確実に連続的に減少させることができない厚さに依存したままである。ストリップの縁部に、層の厚さよりはるかに大きい規模の厚さが残っている。したがって、困難は軽減されるが完全に除去されない。

インクジェット方式による塗布の技術は、厚さの調整の可能性を増加させる。これは、表面積の単位当たりに噴霧される小滴の密度を徐々に変化させることによって可能である。各々の塗布を先行する塗布の境界に関して後方移動して行い、塗布する幅を徐々に減少させているうちに、望ましい全体の厚さの一部分に対応する塗布の重ね合わせを噴霧の不変条件下で行うことも可能である。

本発明は、続いて図面を参照して詳細に説明される。

導電層を含むガラスシートの縁部を断面図で示す。 従来技術の製品の細部を概略的に例示する。 本発明の形式による図２の表現に類似した表現である。

すべての図において、解釈の便宜のために寸法の比率は重視されない。単一のガラスシートが図１〜図３で提示される。試みた構成は、第２のガラスシートと、一般にＰＶＢ（ポリビニルブチラ―ル）である熱可塑性プラスチック材料で形成されるアセンブリ中間層とをさらに含む、積層ガラスパネルに関連している。

図１は、導電層のシステム３を含むガラスシート１を典型的な形式で示す。これらの層は、マスキングエナメル２でその縁部にプレコートされたシートに付けられる。

層のこのシステムは、バスバー４を用いて電気を供給される。バスバーは、厚さが薄く幅が数ミリメートルの金属帯、特に銅で最も頻繁に形成される。バスバーの導電率は導電層の導電率と比較して非常に高く、導電層は最善でも、高い光透過率の条件下で約１Ω／□以上の抵抗を示す。

図１の表現は、最終的な積層ガラスパネルで、車両の外側に向けられたシートに対応する。バスバーだけでなく、車両の車体製造要素に第２のシートを固定する接着剤のストランドをマスクするために、不透明なストリップ２が、導電層のシステムも含む面でシート１の縁部に塗布される。マスキングストリップは、このストリップを覆う層のシステム３のように位置２にある。バスバー４は、層がマスキングストリップを覆う箇所で層に当てられる。

シート上に重ねられる要素の順序は、それらのそれぞれの機能によって制御される。

層のシステムは、真空蒸着によって付けられる。厚さは非常に薄いが、形成される層は、コーティングされたシートの表面全体にわたって優れた規則性を有する。この規則性は、特にこれらの層の厚さに関連している。シートの表面に付けることがこの規則性に有害な影響を与えることはなく、これらの表面は、溶融錫の槽でフロート法によって製造された普通のシートに対して０．０２μのオーダーの極めて低い粗さを示す。

スクリーン印刷技術の普通の条件下でのマスキングストリップの塗布は、表面がガラスシートの表面よりはるかになめらかでないエナメル層をもたらす。上に示されるように、最も適当な以前のスクリーンを用いても、エナメルストリップの表面の粗さは２または３μ以上である。この粗さは、一般に０．１μ未満の導電層の通常の厚さと比較されるべきである。換言すれば、真空蒸着技術によってこれらの層を付けることが、隙間なくマスキングストリップの表面を完全に覆うことを可能にするとしても、被着される層は、それらの層が付けられるこれらのマスキングストリップの粗さに由来する、不規則な厚さおよびある程度の粗さを示し、その結果として、特に厚さの不均一性に起因して均一でない伝導を示す。

上述の理由に加えて、バスバーと導電層との接触は、バスバーが金属帯で形成される場合、完全に確実にすることができない。図２は、マスキングストリップの粗さに関連した欠陥を非常に概略的に例示する。

これらの欠陥は、層における電流の循環を不規則に集中させるという結果を有し、従来技術の提示で示された電力損失をもたらす。

マスキングストリップを従来の方法でスクリーン印刷によって製造するガラスパネルと、マスキングストリップをインクジェット方式によって入手するガラスパネルとの間で比較が行われる。

両方の場合において、支持物は、厚さ２．１ｍｍの透明なガラスシートで形成される。導電層は、刊行物国際公開第２０１１／１４７８７５号パンフレットに記載されている通りである。導電層は３つの銀層を含む。

粗さＲａは、Ｈａｎｄｙｓｕｒｆ ＴＥ Ｈ ０４２装置を使用して測定される。スクリーン印刷によって製造された層に対して、平均測定値は０．６９μである。インクジェット技術によって塗布された層に対して、得られる粗さは十分に減少される。その確定に関与するすべての要因を最適化することなく、０．１４μのオーダーの平均粗さが、Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｍａｔｔｈｅｙによって製造される非特定の組成物（ＪＭ１Ｌ６０２７）で得られる。

ガラスに直接付けた層の抵抗率およびマスキングストリップ上に位置する層の抵抗率も測定される。測定はＳｔｒａｔｏｍｅｔｅｒ装置を使用して行われる。

テストの条件下で、ガラス上の層の抵抗の測定値は、単独で０．８２Ω／□で確定される。従来のスクリーン印刷によって製造されたエナメルマスキングストリップ上で、この抵抗は３２０Ω／□で測定され、エナメルストリップに付けた導電層の抵抗は４Ω／□のオーダーである。インクジェット方式によって製造されたマスキングストリップ上で、層の抵抗は約２Ω／□である。

粗さがより小さいマスキング層の存在は、それだけで、その接触に対する層の抵抗を半分減少させることを可能にし、加熱される層を供給する条件に対するこの粗さの影響を明らかに示す。バスバーと接触している層の部分で課される抵抗の減少は、加熱の効率を十分に改善することを可能にする要因である。

この効率をさらに改善するため、層のシステムがマスキングストリップからガラスシートへ移る際にこの閾値を越えるときに閾値効果を最小化するために、好ましくはマスキングストリップの厚さを減少させる。この同じ効果は、このストリップのシートの内側に向けられた側で厚さが減少しているマスキングストリップの製造によっても限定される。図３は、このような減少を概略的に例示する。減少は必ずしも連続的かつ規則的ではない。インクジェット方式によって製造された層の重ね合わせが起こったとき、例えば、各々の層の境界により、縁部に関して壇にすることができ、各々の層は対象の層の厚さに限定された閾値を示す。さらに、噴霧された組成物がガラスおよび事前に被着された層と良好な親和力を示す場合、徐々に減少する厚さを実際に得ることができ、マスキングストリップからガラスシートの面への経路で導電層の連続性を促進することができる。

Claims (10)

1. 中間層シートを用いて結合された２枚のガラスシートで構成される、積層自動車ガラスパネルであって、前記シートの１枚に付けられる加熱される層のシステムと、前記同じシートの縁部における、前記ガラスシートと接触する実質的に不透明なマスキングストリップとを含み、前記加熱される導電層のシステムは、前記マスキングストリップを少なくとも部分的に覆い、前記ガラスパネルは、前記マスキングストリップを覆う部分で前記層のシステムと接触する電源バスバーも含む、積層自動車ガラスパネルにおいて、前記マスキングストリップが０．５μ以下、好ましくは０．１μ以下である粗さを示すことを特徴とする、積層自動車ガラスパネル。
2. 前記マスキングストリップは、色素を含むエナメルで形成され、前記色素は粒子の形態であり、前記粒子の平均粒子サイズは５μ以下、好ましくは３μ以下である、請求項１に記載のガラスパネル。
3. 前記加熱される導電層のシステムは、カソードスパッタリングによって形成され、かつ金属層および誘電体層のアセンブリを含み、前記アセンブリは０．１μ以下である厚さを示す、請求項１または２に記載のガラスパネル。
4. 前記金属層は、銀に基づいており、かつ数が２つまたは３つである、請求項３に記載のガラスパネル。
5. 前記マスキングストリップは、前記ストリップを通した前記ガラスパネルの光透過率が０．１％未満のままであるような不透明性を示す、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラスパネル。
6. 前記マスキングストリップは、前記ガラスシートの中央に向けられた前記マスキングストリップの縁部において、横方向に、徐々に減少する厚さを示す、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラスパネル。
7. 前記マスキングストリップは、インクジェット技術によって前記ガラスシートに塗布される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラスパネル。
8. 前記マスキングストリップを形成するために数回の塗布が行われ、前記連続する塗布は、前記ガラスシートの前記中央に向けられた前記縁部で横方向に後方移動されて行われ、先行する塗布に対して後方移動される、請求項７に記載のガラスパネル。
9. 前記バスバーは、薄い金属帯で形成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のガラスパネル。
10. 前記加熱される導電層のシステムが付けられる前記ガラスシートは、前記積層ガラスパネルの外側シートであり、前記システムは面２に付けられる、請求項１〜９のいずれか一項に記載のガラスパネル。