JP2017535025A - 電気加熱領域を備えたウィンドガラス - Google Patents

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Abstract

本発明は、少なくとも：− 表面（ＩＩＩ）、長さｌ1を示す第１の底辺（１．１）及び長さｌ2を示す第２の底辺（１．２）を有し、底辺（１．１、１．２）の長さの比率ｖは、ｖ＝ｌ1：ｌ2が、０．７０：１〜０．９８：１である、ほぼ台形の第１のウィンドガラス（１）と、− 表面（ＩＩＩ）の少なくとも一部に施されている少なくとも１つの導電性被覆（６）と、− 少なくとも１つの分離線（９）によって導電性被覆（６）から電気的に区分されていて、かつ加熱領域（３）の第１の底辺（３．１）は、第１のウィンドガラス（１）の第１の底辺（１．１）に直接隣接するように配置されていて、かつ加熱領域（３）の第２の底辺（３．２）は、第１のウィンドガラス（１）の第２の底辺（１．２）に直接隣接するように配置されている、少なくとも１つのほぼ台形の電気加熱領域（３）と、− ブスバー（５．１、５．２）の間に加熱電流のための電流路（１１）が形成されるように、電気加熱領域（３）内の導電性被覆（６）と接続されている、電源（１４）に接続することが予定されている、少なくとも２つのブスバー（５．１、５．２）とを備え、加熱領域（３）の第１の底辺（３．１）の長さｂ1の、加熱領域（３）の第２の底辺（３．２）の長さｂ2に対する比率ｂ1：ｂ2は、ｖ：０．９９〜ｖ：０．５０である、電気加熱領域（３）を備えたウィンドガラス（１００）に関する。

Description

本発明は、電気加熱領域を備えたウィンドガラス、その製造方法及びその使用に関する。
車両ウィンドガラス、殊にフロントウィンドガラスの視野領域は、氷及び曇りがつかないように保持しなければならない。内燃機関を備えた自動車の場合、例えばエンジン余熱によって温められた空気流をウィンドガラスに向けることができる。
その代わりに、ウィンドガラスは電気加熱機能を備えていてよい。米国特許第３，４０９，７５９号明細書（US 3,409,759 A）及び欧州特許出願公開第０７８８２９４号明細書（EP 0 788 294 A1）は、合わせガラス内に細いワイヤが挟み込まれている合わせガラスを開示している。外部電源によりワイヤに電流を通すことができ、この電流がワイヤ、それと共にウィンドガラスを温める。
更に、個々のガラスの一方の内側表面に透明の導電性の被覆を備えた合わせガラスは公知である。外部電源によりこの導電性被覆に電流を通すことができ、この電流が被覆、それと共にウィンドガラスを温める。国際公開第２０１２／０５２３１５号（WO 2012/052315 A1）は、例えば金属を基礎とするこのような加熱可能な導電性被覆を開示している。
導電性被覆の電気接続は、一般には、米国特許出願公開第２００７／００２０４６５号明細書（US 2007/0020465 A1）から公知のようなブスバーを介して行われる。このブスバーは、例えば印刷されかつ焼き付けられた銀ペーストからなる。このブスバーは、一般には、ウィンドガラスの上端及び下端に沿って延びている。このブスバーは、導電性被覆を通して流れる電流を集め、かつこの電流を電源と接続している外部配線に導く。
米国特許第３，４０９，７５９号明細書 欧州特許出願公開第０７８８２９４号明細書 国際公開第２０１２／０５２３１５号 米国特許出願公開第２００７／００２０４６５号明細書
本発明の課題は、簡単でかつ低コストで製造することができる、均一な熱出力分布を示す電気加熱領域を備えた改善されたウィンドガラスを提供することにある。
本発明の課題は、本発明により、請求項１に記載の電気加熱領域を備えたウィンドガラスによって解決される。好ましい実施態様は、従属請求項から明らかである。
本発明による、電気加熱領域を備えたウィンドガラスは、少なくとも次の特徴を含む：
− 表面ＩＩＩ、長さｌ1を示す第１の底辺及び長さｌ2を示す第２の底辺を有し、底辺の長さの比率ｖ
ｖ＝ｌ1：ｌ2は、０．７０：１〜０．９８：１
である、ほぼ台形の第１のウィンドガラス、
− 表面ＩＩＩの少なくとも一部に施されている少なくとも１つの導電性被覆、
− 少なくとも１つの分離線によって導電性被覆から電気的に区分されていて、かつ電気加熱領域の第１の底辺は、第１のウィンドガラスの第１の底辺に直接隣接するように配置されていて、かつ電気加熱領域の第２の底辺は、第１のウィンドガラスの第２の底辺に直接隣接するように配置されていている、少なくとも１つのほぼ台形の電気加熱領域、
− ブスバーの間に加熱電流のための電流路が形成されるように、電気加熱領域内の導電性被覆と接続されている、電源に接続することが予定されている、少なくとも２つのブスバー、
ここで、所与の比率ｖの場合に、加熱領域の第１の底辺の長さｂ1の、加熱領域の第２の底辺の長さｂ2に対する比率
ｂ1：ｂ2は、ｖ：０．９９〜ｖ：０．５０
である。
ほぼ台形のウィンドガラスとは、ここでは、ほぼ台形の輪郭を示すウィンドガラスを表す。通常のように、以後、台形の両方の平行の辺又はほぼ平行の辺を底辺といい、それらに隣り合う（一般に平行ではない）両方の辺を脚という。
ウィンドガラスのほぼ台形の輪郭は、１つ以上の湾曲した又は屈曲した側端部を有していてよい。例えば、この種の多くのウィンドガラスの場合、いずれにせよ、台形の底辺が湾曲していてよい。それに対して、脚は、しばしばほぼ真っ直ぐである。更に、ウィンドガラスの角は丸められていてよい。同様のことは、ほぼ台形の加熱領域にも当てはまる。ブスバーは真っ直ぐに延びているか、又は好ましくはウィンドガラスの底辺に沿って延び、かつその底辺の湾曲に倣っていてよい。ブスバーと、ウィンドガラスの底辺との間には、例えば、ワイパー域加熱のような別の電気加熱領域が配置されていることにより、間隔が存在していてもよい。
分離線のない先行技術によるウィンドガラスの場合に、電気加熱領域は、導電性被覆の領域に一致する。この種のウィンドガラスは、原則として、極めて不均一な熱出力分布を示す。この種のウィンドガラスは、加熱時に特に長い底辺の領域内で比較的低い熱出力を示し、それにより比較的低い温度並びに比較的悪い除霜挙動及び防曇挙動を示す。
本発明は、分離線により、本発明による電気加熱領域が形成され、それにより電流路の最適化を達成することができるという知見に基づく。これにより、均一な熱出力分布及び温度分布が生じる。同時に、分離線を導入するためのパターニングの手間は、時間的及び金銭的に経済的で容認できる。
ウィンドガラスの見通しをできる限り損なわないために、分離線は特に細く形成されていなければならない。本発明によるウィンドガラスの好ましい実施態様の場合に、分離線の幅ｄは、３０μｍ〜２００μｍ、好ましくは７０μｍ〜１４０μｍである。これは、このように僅かな幅を示す分離線が、ウィンドガラスを通した見通しを損なわないか又は取るに足りない程に損なうだけであるという特別な利点を示す。
本発明によるウィンドガラスは、長さｌ1を示す第１の底辺及び長さｌ2を示す第２の底辺を有し、これらの底辺の長さの比率ｖ、ｖ＝ｌ1：ｌ2は、０．７０：１〜０．９８：１である。
第１のウィンドガラスのそれぞれの底辺の長さは、この場合に側端部の経路に沿って、及びそれによりウィンドガラスの場合によりあり得る湾曲に沿って算定される。
少なくとも１つの導電性被覆は、ウィンドガラスの表面ＩＩＩの少なくとも一部に、殊に、周縁被覆除去部を差し引いた、場合により、例えば情報伝達ウィンドウとして用いられる被覆のない領域を差し引いた全体の表面ＩＩＩに施される。
ほぼ台形の電気加熱領域は、少なくとも１つの分離線によって導電性被覆から電気的に区分されている。正確に１つの分離線による区分の場合には、この分離線は、好ましくは台形の輪郭を表す。ブスバーは、この分離線により取り囲まれた面内に完全に又は部分的に配置されている。２つ又はそれ以上の分離線による区分の場合には、この分離線は、好ましくは電気加熱領域の底辺の間及びブスバーの間に延びている。
電気加熱領域の第１の底辺は、第１のウィンドガラスの第１の底辺に直接隣接するように配置されていて、かつ電気加熱領域の第２の底辺は、第１のウィンドガラスの第２の底辺に直接隣接するように配置されている。直接隣接するとは、ここでは、電気加熱領域の第２の底辺が、電気加熱領域の第１の底辺と第１のウィンドガラスの第２の底辺との間に配置され、かつ電気加熱領域の第１の底辺とウィンドガラスの第１の底辺との間に配置されていないことを意味する。
本発明によるウィンドガラスの好ましい実施態様の場合には、加熱領域の第１の底辺は、第１のウィンドガラスの第１の底辺に対してほぼ平行に配置されている。
本発明によるウィンドガラスの別の好ましい実施態様の場合には、第１のウィンドガラスの両方の底辺のうちの短い底辺の長さは、加熱領域の直接隣接する底辺に、周縁被覆除去部の幅ｒを加算した長さに相当し、これは、ｌ1/2が、ほぼｂ1/2＋２ｒに等しいことを意味する。これは、ウィンドガラスをできる限り大面積で電気的に加熱することができるという特別な利点を有する。
電源に接続することが予定されている少なくとも２つの、殊に正確に２つのブスバーは、ブスバーの間に電圧を印加する場合に、加熱電流のための電流路が形成され、かつこの加熱領域をウィンドガラスの所属する部分と一緒に加熱するように電気加熱領域内の導電性被覆と接続されている。
ブスバーは、少なくとも、このブスバーが配置されている加熱領域の底辺の長さを有する。第１のウィンドガラスの底辺の長さの所与の比率ｖの場合に、加熱領域の第１の底辺の長さｂ1の、加熱領域の第２の底辺の長さｂ2に対する本発明による比率
ｂ1：ｂ2は、ｖ：０．９９〜ｖ：０．５０
である。
加熱領域のそれぞれの底辺の長さは、この場合、それぞれのブスバーの延在方向（つまり比較的長い広がり）に沿って、及びそれにより底辺の場合により生じる湾曲に沿って算出される。
本発明によるウィンドガラスの好ましい実施態様の場合に、第１のウィンドガラス及び／又は電気加熱領域は、対称な台形の形状を示す。それにより、特に好ましくかつ均一な熱出力分布を達成することができる。
本発明によるウィンドガラスの好ましい実施態様の場合に、加熱領域の第１の底辺の長さｂ1の、加熱領域の第２の底辺の長さｂ2に対する比率は、１に等しくなく、つまり電気加熱領域は長方形ではない。長方形の加熱領域は、均一な熱出力分布を示すが、ウィンドガラスの三次元的な湾曲において比較的簡単に視覚的に統合できる台形の加熱領域よりも、視覚的により目立つ。
本発明によるウィンドガラスの別の好ましい実施態様の場合に、加熱領域の第１の底辺の長さｂ1の、加熱領域の第２の底辺の長さｂ2に対する比率
ｂ1：ｂ2は、ｖ：０．９９〜０．９９
である。
両方の底辺のうちの長い底辺の領域内のウィンドガラスの側端領域をできる限り広範囲に加熱し、かつそれにもかかわらず本発明による均一な熱出力分布を達成できることが特に好ましい。
本発明によるウィンドガラスの別の好ましい実施態様の場合に、加熱領域の第１の底辺の長さｂ1の、加熱領域の第２の底辺の長さｂ2に対する比率
ｂ1：ｂ2は、１．０１〜ｖ：０．５０
である。
熱出力分布の均一性の改善を達成するために、電気加熱領域内に、例えば情報伝達ウィンドウの形成のために少なくとも１つの被覆除去領域又は被覆のない領域が配置されている場合、この被覆除去領域又は被覆のない領域は好ましくはウィンドガラス中央に配置されていることが特に好ましい。
更に、電気加熱領域の中央部でのブスバーの間隔ｈ1は、電気加熱領域の外縁部でのブスバーの間隔ｈ2よりも大きい場合が、特に好ましい。被覆除去領域又は被覆のない領域は、ｈ2と比べて大きな間隔ｈ1と組み合わされていてもよいことは自明である。
第１のブスバー及び第２のブスバーの幅は、好ましくは２ｍｍ〜３０ｍｍ、特に好ましくは４ｍｍ〜２０ｍｍ、殊に１０ｍｍ〜２０ｍｍである。より細いブスバーは、高すぎる電気抵抗を引き起こし、それにより稼働時にブスバーの高すぎる加熱を引き起こす。更に、より細いブスバーは、スクリーン印刷のような印刷技術によって製造することが困難である。より太いブスバーは、不所望に高い材料使用を必要とする。更に、これによりウィンドガラスの見通し領域の大きすぎる制限及び美的でない制限を引き起こす。ブスバーの長さは、電気加熱領域の広がりにより左右される。一般にストリップの形に形成されているブスバーの場合には、その長い寸法が長さといわれ、その寸法のより短い長さが幅といわれる。別のブスバーが存在する場合には、このブスバーはより細く形成されていてもよく、好ましくは０．６ｍｍ〜５ｍｍであってもよい。
好ましい実施態様の場合には、本発明によるブスバーは、印刷されかつ焼き付けられた導電性構造体として形成されている。印刷されたブスバーは、好ましくは少なくとも１種の金属、金属合金、金属化合物及び／又は炭素、特に好ましくは貴金属、殊に銀を含む。印刷ペーストは、好ましくは金属性粒子、金属粒子及び／又は炭素、殊に貴金属粒子、例えば銀粒子を含む。この導電性は、好ましくは導電性粒子により達成される。粒子は、有機及び／又は無機の母材中に、例えばペースト又はインキ中に存在してよく、好ましくはガラスフリットを含む印刷ペーストとして存在してよい。
印刷されたブスバーの層厚は、好ましくは５μｍ〜４０μｍ、特に好ましくは８μｍ〜２０μｍ、更に特に好ましくは８μｍ〜１２μｍである。この厚みを示す印刷されたブスバーは、工業的に簡単に実現でき、かつ好ましい電流容量を示す。
ブスバーの比抵抗ρaは、好ましくは０．８μオーム・ｃｍ〜７．０μオーム・ｃｍ、特に好ましくは１．０μオーム・ｃｍ〜２．５μオーム・ｃｍである。この範囲の比抵抗を示すブスバーは、工業的に簡単に実現でき、かつ好ましい電流容量を示す。
その代わりに、ブスバーは、導電性の箔のストリップとして形成されていてもよい。ブスバーは、例えば、少なくともアルミニウム、銅、スズめっきされた銅、金、銀、亜鉛、タングステン及び／又はスズ又はこれらの合金を含む。このストリップは、好ましくは１０μｍ〜５００μｍ、特に好ましくは３０μｍ〜３００μｍの厚みを示す。この厚みを示す導電性の箔からなるブスバーは、工業的に簡単に実現でき、かつ好ましい電流容量を示す。このストリップは、導電性構造体と、例えばはんだ材料、導電性接着剤又は直接載置により導電性に接続することができる。
本発明によるウィンドガラスは、導電性被覆が配置されている第１のウィンドガラスを含む。導電性被覆の材料に応じて、好ましくは、この被覆を保護層、例えば塗料、ポリマーシート及び／又は第２のウィンドガラスによって保護してよい。
本発明によるウィンドガラスの好ましい実施態様の場合に、第１のウィンドガラスの、導電性被覆が配置されている表面は、熱可塑性中間層を介して第２のウィンドガラスと面状に結合されている。その代わりに、導電性被覆を第１のウィンドガラス上に、この導電性被覆がキャリアシート、例えばポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）シート上に施され、かつこのシートが中間層、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）シートを介して第１のウィンドガラスと結合しているように配置されていてよい。
第１のウィンドガラス及び場合により第２のウィンドガラスとして、基本的に、本発明のウィンドガラスの製造及び使用の条件下で、熱的及び化学的に安定であり並びに寸法安定性である全ての絶縁性基材が適している。
第１のウィンドガラス及び／又は第２のウィンドガラスは、好ましくはガラス、特に好ましくは板ガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、石灰ソーダガラス、又は透明のプラスチック、好ましくは堅固な透明のプラスチック、殊にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカルボナート、ポリメチルメタクリラート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル及び／又はこれらの混合物を含む。第１のウィンドガラス及び／又は第２のウィンドガラスは、殊に車両のフロントウィンドガラス又はリアウィンドガラスとしてのウィンドガラスの使用のために、又は高い光透過性が望ましい他の使用のために、好ましくは透明である。本発明の意味範囲で、透明とは、可視スペクトル領域内で７０％を超える透過率を示すウィンドガラスであると解釈される。ドライバーの交通上重要な視野内に置かれないウィンドガラス、例えばルーフウィンドガラスについては、透過率は、かなり低くてもよく、例えば５％を超えてもよい。
ウィンドガラスの厚みは、広範囲に可変であり、かつ例えば、特別に個々の事例の要求に合わせることができる。好ましくは、車両ガラス用に１．０ｍｍ〜２５ｍｍ、好ましくは１．４ｍｍ〜２．５ｍｍ、及び好ましくは、家具、機器及び建物用に、殊に電気ヒータ用に、４ｍｍ〜２５ｍｍの標準厚みを示すウィンドガラスが使用される。ウィンドガラスの大きさは、広範囲に可変であり、かつ本発明による使用の大きさにより左右される。第１のウィンドガラス及び場合による第２のウィンドガラスは、例えば、車両製造及び建築分野においては、２００ｃｍ2〜２０ｍ2の通常の面積を示す。
ウィンドガラスは、任意の立体形状を示してよい。好ましくは、この立体形状は、ブラインドゾーンを含まないので、この立体形状は例えば陰極スパッタリングにより被覆することができる。好ましくは、この基材は平坦であるか又は空間の一方向に又は多方向に軽度に又は強く湾曲している。殊に平坦の基材が使用される。ウィンドガラスは、無色であっても又は着色されていてもよい。
複数のウィンドガラスは、少なくとも１つの中間層によって互いに結合されている。中間層は、好ましくは、少なくとも１種の熱可塑性プラスチック、好ましくは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセタート（ＥＶＡ）及び／又はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）を含む。しかしながら、熱可塑性中間層は、例えばポリウレタン（ＰＵ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアクリラート、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカルボナート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリラート、ポリ塩化ビニル、ポリアセタート樹脂、注型樹脂、アクリラート、フッ化エチレン−プロピレン、ポリフッ化ビニル及び／又はエチレン−テトラフルオロエチレン、又はこれらのコポリマー又はこれらの混合物を含んでいてもよい。この熱可塑性中間層は、１つの熱可塑性シートにより又は重ねて配置された複数の熱可塑性シートにより形成されていてよく、この場合、熱可塑性シートの厚みは、好ましくは０．２５ｍｍ〜１ｍｍ、一般には０．３８ｍｍ又は０．７６ｍｍである。
第１のウィンドガラス、中間層及び第２のウィンドガラスからなる本発明による合わせガラスの場合には、導電性被覆は、第１のウィンドガラスに直接施されているか又はキャリアシート又は中間層自体に施されていてよい。第１のウィンドガラス及び第２のウィンドガラスは、それぞれ内側表面及び外側表面を有する。第１のウィンドガラスの内側表面と第２のウィンドガラスの内側表面とは互いに向かい合っていて、熱可塑性中間層によって互いに結合されている。第１のウィンドガラスの外側表面と第２のウィンドガラスの外側表面とは互いにかつ熱可塑性中間層とは反対側にある。導電性被覆は、第１のウィンドガラスの内側表面に施されている。もちろん、第２のウィンドガラスの内側表面に別の導電性被覆が施されていてもよい。ウィンドガラスの外側表面は被覆を備えていてもよい。「第１のウィンドガラス」及び「第２のウィンドガラス」の概念は、本発明の合わせガラスの場合に両方のウィンドガラスを区別するために選択されている。幾何学的な配置に関する表現は、この概念と結びついてない。本発明によるウィンドガラスが、例えば車両又は建物の開口部内で、室内を外部環境に対して仕切ることが予定されている場合には、第１のウィンドガラスは、室内に、又は外部環境に向いていてよい。
本発明による導電性被覆は、例えば独国実用新案第２０２００８０１７６１１号明細書（DE 20 2008 017 611 U1）、欧州特許第０８４７９６５号明細書（EP 0 847 965 B1）又は国際公開第２０１２／０５２３１５号（WO 2012/052315 A1）から公知である。この導電性被覆は、一般に１つ又は複数、例えば２つ、３つ又は４つの導電性の機能層を含む。これらの機能層は、好ましくは少なくとも１種の金属、例えば銀、金、銅、ニッケル及び又はクロム、又は金属合金を含む。これらの機能層は、特に好ましくは金属を少なくとも９０質量％、殊に金属を少なくとも９９．９質量％含む。これらの機能層は、金属又は金属合金からなっていてよい。これらの機能層は、特に好ましくは、銀又は銀含有合金を含む。このような機能層は、特に好ましい電気伝導率を示すと同時に可視スペクトル領域において高い透過率を示す。機能層の厚みは、好ましくは５ｎｍ〜５０ｎｍ、特に好ましくは８ｎｍ〜２５ｎｍである。機能層の厚みについてのこの範囲内で、好ましくは、可視スペクトル領域内で高い透過率及び特に好ましい電気伝導率が達成される。
一般に、導電性被覆のそれぞれ２つの隣り合う機能層の間に少なくとも１つの誘電性の層が配置されている。好ましくは、第１の機能層の下側に及び／又は最後の機能層の上側に、更なる誘電性の層が配置されている。誘電性の層は、例えば窒化ケイ素のような窒化物又は酸化アルミニウムのような酸化物を含む誘電性材料からなる少なくとも１つの個別層を含む。誘電性の層は、複数の個別層、例えば誘電性材料の個別層、平滑層、適合層、遮断層及び／又は反射防止層を含んでいてよい。誘電性の層の厚みは、例えば１０ｎｍ〜２００ｎｍである。
この層構造は、一般に、磁場支援型陰極スパッタリングのような真空法により実施される堆積プロセスの結果により得られる。
別の適切な導電性被覆は、好ましくは酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＳｎＯ2：Ｆ）又はアルミニウムドープ酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）を含む。
導電性被覆は、原則として、電気的に接続される全ての被覆であってよい。本発明によるウィンドガラスが、例えば窓領域におけるウィンドガラスの場合のように、見通しを可能にすべき場合には、導電性被覆は、好ましくは透明である。本発明による導電性被覆は、好ましくは電磁波に対して、特に好ましくは３００〜１，３００ｎｍの波長の電磁波に対して、殊に可視光に対して透過性である。
好ましい実施態様の場合に、導電性被覆は、２μｍ以下、特に好ましくは１μｍ以下の全体の厚みを示す複数の個別層の１つの層又は層構造体である。
好ましい本発明による導電性被覆は、０．４オーム／スクエアー〜１０オーム／スクエアーのシート抵抗を示す。特に好ましい実施態様の場合に、本発明による導電性被覆は、０．５オーム／スクエアー〜１オーム／スクエアーのシート抵抗を示す。この種のシート抵抗を示す被覆は、１２Ｖ〜４８ボルトの一般的な電源電圧での、又は５００Ｖまでの一般的な電源電圧を示す電気自動車の場合での、車両ウィンドガラスの加熱のために特に適している。
導電性被覆は、第１のウィンドガラスの全体の表面に及んでいてよい。電気加熱層は、その代わりに、第１のウィンドガラスの表面の一部だけに及んでいてもよい。電気加熱層は、好ましくは、第１のウィンドガラスの内側表面の少なくとも５０％、特に好ましくは少なくとも７０％、更に特に好ましくは少なくとも９０％に及んでいる。
導電性被覆は、電気加熱領域内に及び／又は電気加熱領域外に、１つ以上の未被覆の、被覆除去された又は被覆のない領域を有していてよい。これらの領域は、電磁波、例えば赤外線、又はレーダー波に対して特に高い透過率を示し、かつ例えばデータ伝達ウィンドウ又は情報伝達ウィンドウとして公知である。
合わせガラスとしての本発明によるウィンドガラスの好ましい実施態様の場合に、第１のウィンドガラスの内側表面は、導電性被覆を備えていない、２ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜２０ｍｍの幅ｒを示す周縁領域を有する。それにより、導電性被覆は、環境に対して接触を示さず、かつウィンドガラスの内側内で熱可塑性中間層によって、好ましくは損傷及び腐食から保護されている。
ブスバーは、１つ以上の配線により電気的に接続される。この配線は、好ましくは、柔軟なシート状導体（フラット型導体、フラットバンド型導体）として形成されている。これらは、幅が厚みよりも明らかに大きい電気伝導体であると解釈される。このようなシート状導体は、例えば、銅、スズめっきされた銅、アルミニウム、銀、金又はこれらの合金を含むか又はこれらからなるストリップ又はバンドである。シート状導体は、例えば２ｍｍ〜１６ｍｍの幅及び０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍの厚みを示す。このシート状導体は、絶縁性の、好ましくはポリマーの、例えばポリイミドを基礎とするジャケットを備えていてよい。ウィンドガラス内の導電性被覆の接触のために適しているシート状導体は、例えば０．３ｍｍの全体の厚みを示すだけである。この種の薄いシート状導体は、個々のウィンドガラスの間で熱可塑性中間層内に難なく埋め込むことができる。シート状導体バンド内には、複数の互いに絶縁された導電層が存在してもよい。
その代わりに、細い金属ワイヤを電気配線として使用してもよい。金属ワイヤは、殊に銅、タングステン、金、銀又はアルミニウム又はこれらの金属の少なくとも２種の合金を含む。合金は、モリブデン、レニウム、オスミウム、イリジウム、パラジウム又は白金を含んでいてもよい。
本発明の好ましい実施態様の場合に、電気配線は接触バンドと、例えばはんだ材料又は導電性接着剤によって接続されている。次いで、接触バンドはブスバーと接続されている。この接触バンドは、本発明の意味範囲で、配線の延長部であるため、接触バンドとブスバーとの間の結合面は、本発明による接触面であると解釈され、この接触面よりブスバーの延在方向に向かって距離ａが延びている。
接触バンドは、好ましくはブスバーの電流容量を高める。更に、この接触バンドによって、ブスバーと配線との間の接触箇所の不所望な加熱を低減することができる。更に、この接触バンドは、電気配線によるブスバーの電気的接触を簡素化する、というのも配線を既に施されたブスバーと接続する、例えばハンダ付けする必要がないためである。
接触バンドは、好ましくは、少なくとも１種の金属、特に好ましくは、銅、スズめっきされた銅、銀、金、アルミニウム、亜鉛、タングステン及び／又はスズを含む。これは、接触バンドの電気伝導率の観点で特に好ましい。接触バンドは、好ましくは上述の元素の１種以上及び場合により他の元素を含む合金、例えば黄銅又は青銅を含んでいてもよい。
接触バンドは、好ましくは薄い導電性シートのストリップとして形成されている。接触バンドの厚みは、好ましくは１０μｍ〜５００μｍ、特に好ましくは１５μｍ〜２００μｍ、更に特に好ましくは５０μｍ〜１００μｍである。この厚みを示すシートは、技術的に簡単に製造でき、かつ容易に使用可能であり、かつ更に、好ましい低い電気抵抗を示す。
接触バンドの長さは、好ましくは１０ｍｍ〜４００ｍｍ、特に好ましくは１０ｍｍ〜１００ｍｍ、殊に２０ｍｍ〜６０ｍｍである。これは、接触バンドの良好な取扱性の観点で並びにブスバーと接触バンドとの間の電気接続のために十分に大きな接触面の観点で特に好ましい。
接触バンドの幅は、好ましくは２ｍｍ〜４０ｍｍ、特に好ましくは５ｍｍ〜３０ｍｍである。これは、接触バンドとブスバーとの間の接触面の観点で及び接触バンドと電気配線との簡単な接続の観点で特に好ましい。接触バンドの長さ及び幅の表現は、それぞれブスバーの長さ及び幅が与えられているのと同じ広がり方向でのそれぞれの寸法をいう。
好ましい実施態様の場合に、接触バンドはブスバーと完全に直接接触している。このために、接触バンドをブスバー上に載置する。特別な利点は、ウィンドガラスの簡単な製造及び接触面としての接触バンドの全体の面の利用の点にある。
接触バンドは、ブスバーに簡単に載置することができ、かつ貼り合わせられたウィンドガラス内で持続的に安定して予定された位置に固定することができる。
本発明は、更に、少なくとも
（ａ） 表面ＩＩＩ、長さｌ1を示す第１の底辺、長さｌ2を示す第２の底辺、及びこの底辺の長さの比率ｖ
ｖ＝ｌ1：ｌ2、０．７０：１〜０．９８：１
を有する、ほぼ台形の第１のウィンドガラスを準備すること、
（ｂ） 第１のウィンドガラスの表面ＩＩＩの少なくとも一部に、導電性被覆を施すこと、
（ｃ） 少なくとも１つのほぼ台形の電気加熱領域を、少なくとも１つの分離線によって導電性被覆から電気的に区分し、かつ第１のウィンドガラスの第１の底辺に、加熱領域の第１の底辺を直接隣接するように配置し、かつ第１のウィンドガラスの第２の底辺に、加熱領域の第２の底辺を直接隣接するように配置し、ここで、所与の比率ｖの場合に、加熱領域の第１の底辺の長さｂ1の、加熱領域の第２の底辺の長さｂ2に対する比率
ｂ1：ｂ2を、ｖ：０．９９〜ｖ：０．５０
に調節すること、
（ｄ） ブスバーの間に加熱電流のための電流路が形成されるように、電気加熱領域内の導電性被覆と接続される、電源に接続することが予定されている少なくとも２つのブスバーを施すこと
を含む、電気加熱領域を備えたウィンドガラスの製造方法を含む。
方法工程（ｂ）において導電性被覆を施すことは、自体公知の方法により、好ましくは磁場支援型陰極スパッタリングにより行うことができる。これは、第１のウィンドガラスの簡単で、迅速で、低コストでかつ均一な被覆の観点で特に好ましい。しかしながら、導電性被覆を、例えば蒸着、化学気相堆積（chemical vapour deposition、CVD）、プラズマ支援型気相堆積（ＰＥＣＶＤ）又は湿式化学法により施してもよい。
第１のウィンドガラスは、方法工程（ａ）又は（ｂ）の後で温度処理に供してよい。この場合、導電性被覆を備えた第１のウィンドガラスは、少なくとも２００℃、好ましくは少なくとも３００℃の温度に温められる。この温度処理は、導電性被覆の透過率の向上及び／又はシート抵抗の低減のために用いることができる。
第１のウィンドガラスを、方法工程（ｂ）の後に、一般に５００℃〜７００℃の温度で曲げることができる。平坦なウィンドガラスを被覆することが技術的により簡単であるため、この措置は、第１のウィンドガラスが曲げられるべき場合に好ましい。その代わりに、例えば、導電性被覆が、曲げプロセスを損傷なしで克服するために適していない場合には、第１のウィンドガラスを、方法工程（ｂ）の前に曲げることもできる。
方法工程（ｄ）においてブスバーを施すことは、好ましくは、導電性ペーストをスクリーン印刷法で又はインクジェット法で印刷し、かつ焼き付けることによって行われる。その代わりに、ブスバーを、導電性シートのストリップとして導電性被覆上に施し、好ましくは載置、ハンダ付け又は接着することができる。
スクリーン印刷法の場合に、側面方向の付形を織物のマスキングにより行い、この織物を通して金属粒子を含む印刷ペーストを印刷する。マスキングの適切な付形により、例えばブスバーの幅を特に簡単に設定しかつ変更することができる。
方法工程（ｃ）において導電性被覆内で個々の分離線の被覆除去は、好ましくはレーザービームによって行われる。薄い金属箔をパターニングする方法は、例えば欧州特許出願公開第２２０００９７号明細書（EP 2 200 097 A1）又は欧州特許出願公開第２１３９０４９号明細書（EP 2 139 049 A1）から公知である。被覆除去の幅は、好ましくは１０μｍ〜１０００μｍ、特に好ましくは３０μｍ〜２００μｍ、殊に７０μｍ〜１４０μｍである。この範囲内では、レーザービームによる特にきれいでかつ残留物のない被覆除去が行われる。レーザービームを用いた被覆除去が特に好ましい、というのも、被覆除去される線は視覚的に極めて目立たず、かつ外観及び見通しを僅かにしか損なわないためでる。レーザー切断の幅よりも広い幅を示す線の被覆除去は、この線にレーザービームを数回走らせることにより行われる。したがって、プロセス時間及びプロセスコストは、線幅が増大すると共に増加する。その代わりに、被覆除去は、機械的な取り去り、並びに化学的又は物理的なエッチングにより行うことができる。
本発明による方法の好ましい態様は、少なくとも次の更なる工程を含む：
（ｅ） 第１のウィンドガラスの被覆された表面に熱可塑性中間層を配置し、かつこの熱可塑性中間層に第２のウィンドガラスを配置すること及び
（ｆ） 第１のウィンドガラスと第２のウィンドガラスとを熱可塑性中間層を介して結合すること。
方法工程（ｅ）において、第１のウィンドガラスは、好ましくは、導電性被覆が設けられている第１のウィンドガラスの表面が、熱可塑性中間層の側に向くように配置される。この表面は、それにより第１のウィンドガラスの内側表面となり、導電性被覆は気密に密封され、かつ保護される。
熱可塑性中間層は、単独の熱可塑性シート又は面状に重なって配置される２つ以上の熱可塑性シートにより形成されていてもよい。
方法工程（ｆ）において第１のウィンドガラスと第２のウィンドガラスとの結合は、好ましくは、熱、真空及び／又は圧力の作用下で行われる。ウィンドガラスの製造のための自体公知の方法を使用することができる。
例えば、いわゆるオートクレーブ法を、約１０ｂａｒ〜１５ｂａｒの高めた圧力でかつ１３０℃〜１４５℃の温度で、約２時間にわたり実施することができる。自体公知の真空バッグ法又は真空リング法は、例えば約２００ｍｂａｒ及び８０℃〜１１０℃で作業される。第１のウィンドガラス、熱可塑性中間層及び第２のウィンドガラスを、カレンダー中で、少なくとも一対のローラの間で圧縮して１枚のウィンドガラスにすることもできる。この種の装置は、ウィンドガラスの製造のために公知であり、かつ通常では圧縮工具の前に少なくとも１つの加熱トンネルを備えている。圧縮プロセスの間の温度は、例えば４０℃〜１５０℃である。カレンダー法とオートクレーブ法との組み合わせが、実際に特に好ましいことが判明した。その代わりに、真空ラミネーターを用いることができる。この真空ラミネーターは、１つ以上の加熱可能でかつ排気可能なチャンバからなり、このチャンバ内で第１のウィンドガラスと第２のウィンドガラスとを、例えば約６０分の間に、０．０１ｍｂａｒ〜８００ｍｂａｒの減圧下で、８０℃〜１７０℃の温度で貼り合わせる。
本発明は、更に、建物において、特に出入り口領域、窓領域、屋根領域又はファッサード領域において、家具及び機器内の取付部材として、陸上、空中又は水上での交通用の移動手段において、殊に電車、船舶及び自動車において、例えばフロントウィンドガラス、リアウィンドガラス、サイドウィンドガラス及び／又はルーフウィンドガラスとしての、電気接触部を備えた本発明によるウィンドガラスの使用を含む。
次に、本発明を、図面及び実施例に基づいて詳細に説明する。これらの図面は略図であり、寸法通りではない。これらの図面は、本発明を限定するものではない。
電気加熱層を備えた本発明によるウィンドガラスの一実施態様の平面図。 図１Ａによるウィンドガラスの切断線Ａ−Ａ′に沿った断面図。 比較例としての先行技術によるウィンドガラスの平面図。 図２Ａによる比較例の温度分布のシミュレーション。 本発明によるウィンドガラスの別の実施態様の平面図。 図３Ａによる本発明によるウィンドガラスの温度分布のシミュレーション。 本発明によるウィンドガラスの別の実施態様の平面図。 本発明によるウィンドガラスの別の実施態様の平面図。 本発明による方法の一実施形態を詳細に説明するフローチャート。
図１Ａは、電気加熱領域３を備えた本発明によるウィンドガラス１００の例示的実施態様の平面図を示す。図１Ｂは、図１Ａの本発明によるウィンドガラス１００の切断線Ａ−Ａ′に沿った断面図を示す。ウィンドガラス１００は、第１のウィンドガラス１と第２のウィンドガラス２とを備え、これらのウィンドガラスは熱可塑性中間層４を介して互いに結合されている。ウィンドガラス１００は、例えば車両ウィンドガラス、及び殊に乗用車のフロントウィンドガラスである。第１のウィンドガラス１は、例えば取付状態で室内側に向いていることが予定されている。第１のウィンドガラス１及び第２のウィンドガラス２は、ソーダ石灰ガラスからなる。第１のウィンドガラス１の厚みは、例えば１．６ｍｍであり、第２のウィンドガラス２の厚みは、２．１ｍｍである。熱可塑性中間層４は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）からなり、かつ０．７６ｍｍの厚みを示す。第１のウィンドガラス１の内側表面ＩＩＩには、導電性被覆６が施されている。導電性被覆６は、例えば３層の導電性銀層を含み、これらの導電性銀層は誘電性の層により互いに分離されている層系である。電気加熱領域３内で導電性被覆６に電流が流れる場合、この導電性被覆６はその電気抵抗及びジュール熱発生によって温められる。したがって、導電性被覆６は、ウィンドガラス１００の能動的な加熱のために使用することができる。
導電性被覆６は、例えば、周囲を取り囲むフレーム状の未被覆の領域、いわゆる１０ｍｍの幅ｒを示す周縁被覆除去部８を除いて、第１のウィンドガラス１の全体の表面ＩＩＩに及んでいる。周縁被覆除去部８は、電源に接続する導電性被覆６と車両ボディとの間の絶縁のために用いられる。周縁被覆除去部８の領域は、導電性被覆６を損傷及び腐食から保護するために、中間層４で接着されることにより気密に封止されている。
電気接続するために、それぞれ、第１のブスバー５．１がウィンドガラス１００の上端領域で、更に別の第２のブスバー５．２が下端領域で、電気加熱領域３内の導電性被覆６上に配置されている。これらのブスバー５．１、５．２は、例えば銀粒子を含み、かつスクリーン印刷法により施され、引き続き焼き付けられた。これらのブスバー５．１、５．２は、図示された実施例の場合には、例えば約１０μｍの一定の厚みを示し、かつ例えば２．３μオーム・ｃｍの一定の比抵抗を示す。
電気加熱領域３は、分離線９により、台形の輪郭で導電性被覆６から電気的に区分されている。これは、分離線９が、電気加熱領域３内の導電性被覆６を、導電性被覆６から電気的に絶縁することを意味する。電気加熱領域３の第１の底辺３．１に配置されたブスバー５．１は、例えば電気加熱領域３の第１の底辺３．１の長さｂ1を示し、かつ電気加熱領域３の下側の第２の底辺３．２に配置されたブスバー５．２は、ここでは例えば電気加熱領域３の第２の底辺３．２の長さｂ2を示す。
図示された実施例の場合に、第１のウィンドガラス１の第１の底辺１．１の長さｌ1は、例えば９００ｍｍであり、第２の底辺１．２の長さｌ2は、例えば１０００ｍｍである。長さｌ1：ｌ2の比率ｖは、つまりｖ＝９００ｍｍ：１０００ｍｍ＝０．９０：１＝０．９０である。
この実施例の場合に、分離線９は、電気加熱領域３の第１の底辺３．１の長さｂ1が、ここではｂ1＝８８０ｍｍであるように選択された。つまり、左側と右側の周縁被覆除去部の、全体で２×１０ｍｍ＝２０ｍｍの幅を加算した電気加熱領域３の第１の底辺３．１の長さｂ1は、第１のウィンドガラス１の両方の底辺のうちの短い底辺の長さｌ1に一致する、つまりｌ1＝ｂ1＋２×１０ｍｍである。
電気加熱領域３の第２の底辺３．２の長さｂ2は、この実施例の場合に、ｂ2＝９１０ｍｍである。したがって、ｂ1：ｂ2の比率は、８８０ｍｍ：９１０ｍｍ＝０．９７である。
したがって、電気加熱領域３の第２の底辺３．２の長さｂ2は、０．９７を示す長さｂ1：ｂ2の比率が、ｖ：０．９９（＝０．９０：０．９９＝０．９１）〜ｖ：０．５０（＝０．９０：０．５０＝１．８）の本発明の範囲内にあるように選択された。長さｂ1：ｂ2の比率は、０．９７で、それどころか、ｖ：０．９９（＝０．９０：０．９９＝０．９１）〜０．９９の好ましい本発明の範囲内にある。
ブスバー５．１、５．２に電圧が印加される場合、均一な電流が、ブスバー５．１、５．２間で、電流路１１に沿って、電気加熱領域３内の導電性被覆６を通って流れる。各々のブスバー５．１、５．２には、ここでは例えばほぼ中央に配線７が配置されている。配線７は自体公知のシート状導体である。この配線７は、接触面を介してブスバー５．１、５．２と、例えばはんだ材料を用いて、導電性接着剤を用いて又はウィンドガラス１００内での簡単な載置及び押し付けにより導電性に接続されている。シート状導体は、例えば幅１０ｍｍ及び厚み０．３ｍｍを示すスズめっきされた銅箔を含む。この電気配線７を介し、ブスバー５．１、５．２は、接続ケーブル１３によって電源１４と接続されていて、この電源１４は、自動車にとって通常の電源電圧、好ましくは１２Ｖ〜１５Ｖ及び例えば約１４Ｖの電源電圧を提供する。その代わりに、電源１４は、例えば３５Ｖ〜４５Ｖ、殊に４２Ｖのより高い電圧を示すこともできる。
ｂ1：ｂ2の本発明による比率の０．９７の選択により、全体の導電性被覆６を加熱する先行技術によるウィンドガラスと比較して、電気加熱領域３内での熱出力分布の均一性の明らかな改善を達成することができた。
図１Ｂは、本発明によるウィンドガラス１００の切断線Ａ−Ａ′に沿った略示断面図である。分離線９は、例えば１００μｍの幅ｄを示し、かつ例えばレーザーパターニングにより導電性被覆６内に導入されている。このように僅かな幅を示す分離線９は、視覚的にほとんど知覚することができず、かつウィンドガラス１００を通した見通しも余り妨げられず、これは、特に車両における使用にとって、走行安全性のために特に重要である。
カバー印刷としての自体公知の不透明の塗膜によって、ブスバー５．１、５．２の領域が観察者に見えることを妨げることができる。ここに図示されていないカバー印刷は、例えば、第２のウィンドガラス２の内側表面ＩＩにフレーム状に施されていてよい。
図２Ａは、先行技術によるウィンドガラス１００を示す。ウィンドガラス１００は、第１のウィンドガラス１と第２のウィンドガラス２とを備え、これらのウィンドガラスは熱可塑性中間層４を介して互いに結合されている。ウィンドガラス１００は、例えば車両ウィンドガラス、及び殊に乗用車のフロントウィンドガラスである。第１のウィンドガラス１は、例えば取付状態で室内側に向いていることが予定されている。第１のウィンドガラス１及び第２のウィンドガラス２は、ソーダ石灰ガラスからなる。第１のウィンドガラス１の厚みは、例えば１．６ｍｍであり、第２のウィンドガラス２の厚みは、２．１ｍｍである。熱可塑性中間層４は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）からなり、かつ０．７６ｍｍの厚みを示す。第１のウィンドガラス１の内側表面ＩＩＩには、図１Ａの導電性被覆６の構造に相当する導電性被覆６が施されている。図１Ａとの相違点は、図２Ａにおいてウィンドガラス１００の下端に配置された第２のブスバー５．２が、１つだけの配線の代わりに２つの配線７を有する点である。
更に、図２Ａの先行技術によるウィンドガラス１００は、図１Ａの本発明によるウィンドガラス１００とは、分離線９が導電性被覆６内に導入されておらず、したがって電気加熱領域３が、導電性被覆６の全体の面に相当することにより異なっている。
先行技術による図示された比較例の場合に、第１のウィンドガラス１の第１の底辺１．１の長さｌ1は、例えば１２２０ｍｍであり、第２の底辺１．２の長さｌ2は、例えば１４４０ｍｍである。長さｌ1：ｌ2の比率ｖは、つまりｖ＝１２２０ｍｍ：１４４０ｍｍ＝０．８５：１＝０．８５である。
先行技術による比較例の場合に、電気加熱領域３は、分離線による区分が存在していないため、導電性被覆６の全体の面に相当する。周縁被覆除去部８の幅がｒ＝１０ｍｍである場合、電気加熱領域３の第１の底辺３．１の長さｂ1は、その結果ｂ1＝１２００ｍｍであり、かつ電気加熱領域３の第２の底辺３．２の長さｂ2は、ｂ2＝１４２０ｍｍである。したがって、ｂ1：ｂ2の比率は、１２００ｍｍ：１４２０ｍｍ＝０．８５である。したがって、０．８５を示す長さｂ1：ｂ2の比率は、本発明によるｖ：０．９９（＝０．８５：０．９９＝０．８６）〜ｖ：０．５５（＝０．８５：０．５０＝１．６９）の範囲外にある。
図示された比較例の場合に、電気加熱層３は、ウィンドガラスの上３分の１でかつウィンドガラスの幅に対してほぼ中央に、情報伝達ウィンドウとして利用することができる３つの被覆のない領域１２を備える。
ウィンドガラスは、上端に第１のブスバー５．１を備える。電流は、配線７を通して、このブスバー５．１に供給される。電流は、電気加熱領域３を通して、ウィンドガラス１００の下側領域に配置されている第２のブスバー５．２に流れる。第２のブスバー５．２は、そのブスバー５．２の右端及び左端でそれぞれ１つの配線７と接続されている。ブスバー５．１、５．２は、例えば１６ｍｍの幅及び１０μｍの厚みを示す。導電性被覆６は、例えば０．９オーム／スクエアーのシート抵抗を示す。有限要素シミュレーションのために、下側配線７と上側配線７との間の１４Ｖの電圧及び２２℃の周囲温度を仮定した。更に、このシミュレーションでは、１２ｍｉｎの加熱時間を仮定した。
図２Ｂは、図２Ａの先行技術による比較例の温度分布のシミュレーションを示す。配線７の位置は、矢印により示されている。温度分布は、殊に重要な中央の視野領域１０内で不均一である。中央の視野領域１０の下側縁部で、比較例によるウィンドガラス１００は、Ｔ４＝３０．０℃〜３２．５℃の低い温度を示すだけである。それに対して、左上及び右上の角部では、温度はＴ６＝３５．０℃〜３７．５℃の範囲にある。迅速でかつ均一な除霜機能及び防曇機能のためには、均一な温度分布が必要である。
図３Ａは、本発明によるウィンドガラス１００の別の実施態様の平面図を示す。第１のウィンドガラス１、第２のウィンドガラス２、導電性被覆６、熱可塑性中間層４及び外部配線７は、図２Ａと同様に仕上げられている。先行技術による図２Ａの比較例との本質的な相違点は、分離線９により電気加熱領域３が導電性被覆６から分離されていることである。この分離線９は、第１のブスバー５．１から対峙する第２のブスバー５．２への電流の流れを制限する。次のシミュレーションが示すように、これにより、本発明によるウィンドガラス１００の重要な中央の視野領域１０内の熱出力分布及び温度分布の均一化を達成することができる。分離線９は、レーザーパターニングによって電気加熱層３内に導入された。この個々の分離線９の幅は、例えば１００μｍであり、それによりウィンドガラス１００を通した見通し及びその視覚的な外観は、僅かに損なわれるだけである。
図示された実施例の場合に、図２Ａによる比較例に相応して、第１のウィンドガラス１の第１の底辺１．１の長さｌ1は、例えば１２２０ｍｍであり、第２の底辺１．２の長さｌ2は、例えば１４４０ｍｍである。長さｌ1：ｌ2の比率ｖは、つまりｖ＝１２２０ｍｍ：１４４０ｍｍ＝０．８５：１＝０．８５である。
この実施例の場合に、分離線９は、電気加熱領域３の第１の底辺３．１の長さｂ1が、ここではｂ1＝１２００ｍｍであるように選択された。つまり、左側と右側の周縁被覆除去部の、全体で２×１０ｍｍ＝２０ｍｍの幅を加算した電気加熱領域３の第１の底辺３．１の長さｂ1は、第１のウィンドガラス１の両方の底辺３．１、３．２のうちの短い底辺の長さｌ1に一致する、つまりｌ1＝ｂ1＋２×１０ｍｍである。
電気加熱領域３の第２の底辺３．２の長さｂ2は、この実施例の場合に、同様にｂ2＝１２００ｍｍである。したがって、ｂ1：ｂ2の比率は、１２００ｍｍ：１２００ｍｍ＝１．００である。
したがって、電気加熱領域３の第２の底辺３．２の長さｂ2は、１．００を示す長さｂ1：ｂ2の比率が、ｖ：０．９９（＝０．８５：０．９９＝０．８６）〜ｖ：０．５０（＝０．８５：０．５０＝１．６９）の本発明の範囲内にあるように選択された。
図３Ｂは、図３Ａによる本発明によるウィンドガラス１００の温度分布のシミュレーションを示す。１２ｍｉｎ後に、全体の中央の視野領域１０は、Ｔ５＝３２．５℃〜３５．０℃の温度で均一な温度分布を示す。気候による凍結又は曇りの場合に、全体の中央の視野領域１０は、短時間内で、凍結又は曇りが完全になくなり、かつ妨げられない見通しが生じる。
表１に、このシミュレーション結果がまとめられている。
Figure 2017535025
図３Ａによる本発明によるウィンドガラス１００は、図２Ａの比較例の先行技術によるウィンドガラス１００よりも、明らかに改善された加熱特性を示す。図３Ａによる本発明のウィンドガラス１００の３５０．９Ｗ／ｍ2に対して、比較例の３５１．５Ｗ／ｍ2の、電気加熱領域３内のほぼ同じ平均した相対的な熱出力の場合に、図３Ａによる本発明のウィンドガラス１００は、比較例よりもより均一でかつより高い、重要な中央の視野領域１０の加熱を示す。
殊に、重要な中央の視野領域１０内で、先行技術によるウィンドガラスは、シミュレーション条件下で、下側縁部で３０．０℃〜３２．５℃の温度Ｔ４を示す拡がった領域を示し、かつ左上及び右上の角部で３５．０℃〜３７．５℃の温度を示す。この不均一性により、中央の視野領域１０内で、ウィンドガラス１００の不十分な除霜機能及び防曇機能が生じる。中央の視野領域１０内では、この加熱特性は、冬期の気象状況でこのウィンドガラス１００を通した迅速でかつ申し分のない視界を保証するために不十分である。
図３Ａの本発明によるウィンドガラス１００は、重要な中央の視野領域１０内で改善された加熱特性を示す。例えば、比較例と同じ１２ｍｉｎの時間の後のシミュレーションは、全体の中央の視野領域１０にわたり、３２．５℃〜３５．０℃の平均温度Ｔ５の均一な加熱を生じた。分離線９の細い幅により、本発明によるウィンドガラス１００を通した視界は、僅かに損なわれるだけであり、かつ車両用ウィンドガラスに関する要求を満たしている。
この結果は当業者にとって予想されず、意外であった。
図４は、本発明によるウィンドガラス１００の別の実施態様の平面図を示す。導電性被覆６を備えた第１のウィンドガラス１は、図１Ａのウィンドガラス１００の構造及び寸法に一致し、この場合、単に、電気加熱領域３が、分離線９の異なる導入により異なるように形成されているだけである。更に、導電性被覆６は、電気加熱領域３内に、３つの被覆のない領域１２を備え、これらの被覆のない領域１２は、第１のウィンドガラス１の上方領域内で、かつ底辺１．１、１．２に対してほぼ中央に配置されている。
図示された実施例の場合に、図１Ａで既に説明されているように、第１のウィンドガラス１の第１の底辺１．１の長さｌ1は、例えば９００ｍｍであり、第２の底辺１．２の長さｌ2は、例えば１０００ｍｍである。長さｌ1：ｌ2の比率ｖは、つまりｖ＝９００ｍｍ：１０００ｍｍ＝０．９０：１＝０．９０である。
この実施例の場合に、分離線９は、電気加熱領域３の第１の底辺３．１の長さｂ1が、ここではｂ1＝８８０ｍｍであるように選択された。つまり、左側と右側の周縁被覆除去部８の、全体で２×１０ｍｍ＝２０ｍｍの幅を加算した電気加熱領域３の第１の底辺３．１の長さｂ1は、第１のウィンドガラス１の両方の底辺のうちの短い底辺の長さｌ1に一致する、つまりｌ1＝ｂ1＋２×１０ｍｍである。
図１Ａとの相違点は、電気加熱領域３の第２の底辺３．２の長さｂ2が、この実施例の場合に、ｂ2＝８００ｍｍである点にある。したがって、ｂ1：ｂ2の比率は、８８０ｍｍ：８００ｍｍ＝１．１０である。
したがって、電気加熱領域３の第２の底辺３．２の長さｂ2は、１．１０を示す長さｂ1：ｂ2の比率が、ｖ：０．９９（＝０．９０：０．９９＝０．９１）〜ｖ：０．５０（＝０．９０：０．５０＝１．８）の本発明の範囲内にあるように選択された。
１．１０を示す長さｂ1：ｂ2の比率は、それどころか、１．０１〜ｖ：０．５０（＝０．９０：０．５０＝１．８０）の好ましい本発明の範囲内にある。
この本発明による解決策は、電気加熱領域３が被覆のない領域１２を有する場合に、電気加熱領域３内で特に均一な熱出力分布を引き起こすことが明らかになった。
図５は、本発明によるウィンドガラス１００の別の実施態様の平面図を示す。導電性被覆６を備えた第１のウィンドガラス１は、図３Ａのウィンドガラスの構造及び寸法に一致し、この場合、単に、電気加熱領域３が、分離線９の異なる導入により異なるように形成されているだけである。
図示された実施例の場合には、電気加熱領域３の中央部でのブスバー５．１、５．２の間隔ｈ1は、電気加熱領域３の外縁部でのブスバー５．１、５．２の間隔ｈ2よりも大きい。間隔ｈ1は、例えば９００ｍｍであり、間隔ｈ2は、８００ｍｍである。
図示された実施例の場合に、図３Ａの比較例の場合と同様に、第１のウィンドガラス１の第１の底辺１．１の長さｌ1は、例えば１２２０ｍｍであり、第２の底辺１．２の長さｌ2は、例えば１４４０ｍｍである。長さｌ1：ｌ2の比率ｖは、つまりｖ＝１２２０ｍｍ：１４４０ｍｍ＝０．８５：１＝０．８５である。
この実施例の場合に、分離線９は、電気加熱領域３の第１の底辺３．１の長さｂ1が、ここではｂ1＝１２００ｍｍであるように選択された。つまり、左側と右側の周縁被覆除去部の、全体で２×１０ｍｍ＝２０ｍｍの幅を加算した電気加熱領域３の第１の底辺３．１の長さｂ1は、第１のウィンドガラス１の両方の底辺のうちの短い底辺の長さｌ1に一致する、つまりｌ1＝ｂ1＋２×１０ｍｍである。
電気加熱領域３の第２の底辺３．２の長さｂ2は、この実施例の場合に、ｂ2＝１０００ｍｍである。したがって、ｂ1：ｂ2の比率は、１２００ｍｍ：１０００ｍｍ＝１．２０である。
したがって、電気加熱領域３の第２の底辺３．２の長さｂ2は、１．２０を示す長さｂ1：ｂ2の比率が、ｖ：０．９９（＝０．８５：０．９９＝０．８６）〜ｖ：０．５０（＝０．８５：０．５０＝１．６９）の本発明の範囲内にあるように選択された。したがって、１．２を示す長さｂ1：ｂ2の比率は、それどころか１．０１〜ｖ：０．５０（＝０．８５：０．５０＝１．６９）の好ましい本発明の範囲内にある。
１．０１〜ｖ：０．５０の好ましい本発明の範囲内にある長さｂ1：ｂ2のこの種の比率は、電気加熱領域３の中央部でのブスバー５．１、５．２の間隔ｈ1が、電気加熱領域３の外縁部でのブスバー５．１、５．２の間隔ｈ2よりも大きいような電気加熱領域３において、特に好ましい。これは、電圧を印加する場合に、ｂ1：ｂ2が本発明の範囲外にある先行技術によるウィンドガラスの場合よりも明らかにより均一な熱出力分布及びより均一な温度分布を生じさせる。
図６は、電気加熱可能なウィンドガラス１００を製造する本発明による方法の実施例のフローチャートを示す。
これは、分離線９を備えた本発明によるウィンドガラス１００が、特に重要なウィンドガラス領域内で、明らかに改善された加熱特性、熱出力分布の改善された均一性及び比較的高い温度でより均一な温度分布を示すことを示すことができた。同時に、このウィンドガラス１００を通した見通しは、本発明による分離線９によって僅かに損なわれるだけである。
この結果は当業者にとって予想されず、意外であった。
１ 第１のウィンドガラス
１．１ 第１のウィンドガラス１の第１の底辺
１．２ 第１のウィンドガラス１の第２の底辺
２ 第２のウィンドガラス
３ 電気加熱領域
３．１ 電気加熱領域３の第１の底辺
３．２ 電気加熱領域３の第２の底辺
４ 熱可塑性中間層
５．１、５．２ ブスバー
６ 導電性被覆
７ 配線
８ 周縁被覆除去部
９ 分離線
１０ 領域
１１ 電流路
１２ 被覆のない領域
１３ 接続ケーブル
１４ 電源
１００ ウィンドガラス
ＩＩ 第２のウィンドガラス２の表面
ＩＩＩ 第１のウィンドガラス１の表面
ｂ1、ｂ2 電気加熱領域３の底辺の長さ
ｄ 分離線９の幅
ｌ1、ｌ2 第１のウィンドガラス１の底辺の長さ
ｈ1、ｈ2 電気加熱領域３の高さ
ｒ 周縁被覆除去部８の幅
Ａ−Ａ′ 切断線

Claims (15)

  1. 電気加熱領域（３）を備えたウィンドガラス（１００）であって、少なくとも
    − 表面（ＩＩＩ）、長さｌ1を示す第１の底辺（１．１）及び長さｌ2を示す第２の底辺（１．２）を有し、前記底辺（１．１、１．２）の長さの比率ｖ
    ｖ＝ｌ1：ｌ2は、０．７０：１〜０．９８：１
    である、ほぼ台形の第１のウィンドガラス（１）と、
    − 前記表面（ＩＩＩ）の少なくとも一部に施されている少なくとも１つの導電性被覆（６）と、
    − 少なくとも１つの分離線（９）によって前記導電性被覆（６）から電気的に区分されていて、かつ前記電気加熱領域（３）の第１の底辺（３．１）は、第１のウィンドガラス（１）の第１の底辺（１．１）に直接隣接するように配置されていて、かつ前記電気加熱領域（３）の第２の底辺（３．２）は、第１のウィンドガラス（１）の第２の底辺（１．２）に直接隣接するように配置されている、少なくとも１つのほぼ台形の電気加熱領域（３）と、
    − ブスバー（５．１、５．２）の間に加熱電流のための電流路（１１）が形成されるように、前記電気加熱領域（３）内の前記導電性被覆（６）と接続されている、電源（１４）に接続することが予定されている、少なくとも２つのブスバー（５．１、５．２）とを備え、
    前記電気加熱領域（３）の第１の底辺（３．１）の長さｂ1の、前記電気加熱領域（３）の第２の底辺（３．２）の長さｂ2に対する比率
    ｂ1：ｂ2は、ｖ：０．９９〜ｖ：０．５０
    である、電気加熱領域（３）を備えたウィンドガラス（１００）。
  2. ｂ1：ｂ2は、ｖ：０．９９〜０．９９
    又は
    ｂ1：ｂ2は、１．０１〜ｖ：０．５０
    である、請求項１に記載のウィンドガラス（１００）。
  3. 第１のウィンドガラス（１）及び／又は前記電気加熱領域（３）は対称な台形の形状を示す、請求項１に記載のウィンドガラス（１００）。
  4. 前記電気加熱領域（３）の第１の底辺（３．１）は、第１のウィンドガラス（１）の第１の底辺（１．１）に対してほぼ平行に配置されている、請求項１又は請求項２に記載のウィンドガラス（１００）。
  5. 第１のウィンドガラス（１）の両方の底辺（１．１、１．２）のうちの短い底辺の長さは、前記電気加熱領域（３）の直接隣接する底辺（３．１、３．２）に、周縁被覆除去部（８）の幅ｒを加算した長さに一致する、請求項１から３までのいずれか１項に記載のウィンドガラス（１００）。
  6. 前記分離線（９）の幅ｄは、３０μｍ〜２００μｍ、好ましくは７０μｍ〜１４０μｍである、請求項１から４までのいずれか１項に記載のウィンドガラス（１００）。
  7. 前記ブスバー（５）は、焼成された印刷ペーストとして形成されていて、前記印刷ペーストは、好ましくは金属性粒子、金属粒子及び／又は炭素粒子、殊に銀粒子を含み、かつ好ましくは０．８μオーム・ｃｍ〜７．０μオーム・ｃｍ、特に好ましくは１．０μオーム・ｃｍ〜２．５μオーム・ｃｍの比抵抗ρaを示す、請求項１から５までのいずれか１項に記載のウィンドガラス（１００）。
  8. 第１のウィンドガラス（１）の表面（ＩＩＩ）は、熱可塑性中間層（４）を介して第２のウィンドガラス（２）と面状に結合されている、請求項１から６までのいずれか１項に記載のウィンドガラス（１００）。
  9. 第１のウィンドガラス（１）及び／又は第２のウィンドガラス（２）は、ガラス、好ましくは板ガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、石灰ソーダガラス、又はポリマー、好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカルボナート、ポリメチルメタクリラート及び／又はこれらの混合物を含む、請求項１から７までのいずれか１項に記載のウィンドガラス（１００）。
  10. 前記導電性被覆（６）は透明であり、及び／又は０．４オーム／スクエアー〜１０オーム／スクエアー、好ましくは０．５オーム／スクエアー〜１オーム／スクエアーのシート抵抗を示し、及び／又は銀（Ａｇ）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＳｎＯ2：Ｆ）又はアルミニウムドープ酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）を含む、請求項１から８までのいずれか１項に記載のウィンドガラス（１００）。
  11. 前記電気加熱領域（３）内の前記導電性被覆（６）は、好ましくは情報伝達ウィンドウの形成のために、少なくとも１つの被覆のない領域（１２）を含み、かつ前記被覆のない領域（１２）は、好ましくは第１のウィンドガラス（１）の底辺（１．１、１．２）の中央に配置されている、請求項３から１０までのいずれか１項に記載のウィンドガラス（１００）。
  12. 前記電気加熱領域（３）の中央部での前記ブスバー（５．１、５．２）の間隔ｈ1は、前記電気加熱領域（３）の外縁部での前記ブスバー（５．１、５．２）の間隔ｈ2よりも大きい、請求項２から９までのいずれか１項に記載のウィンドガラス（１００）。
  13. 電気加熱領域を備えたウィンドガラス（１００）の製造方法であって、少なくとも
    （ａ） 表面（ＩＩＩ）、長さｌ1を示す第１の底辺（１．１）、長さｌ2を示す第２の底辺（１．２）、及び前記底辺（１．１、１．２）の長さの比率ｖ
    ｖ＝ｌ1：ｌ2、０．７０：１〜０．９８：１
    を有する、ほぼ台形の第１のウィンドガラス（１）を準備すること、
    （ｂ） 第１のウィンドガラス（１）の前記表面（ＩＩＩ）の少なくとも一部に、導電性被覆を施すこと、
    （ｃ） 少なくとも１つのほぼ台形の電気加熱領域（３）を、少なくとも１つの分離線（９）によって前記導電性被覆（６）から電気的に区分し、かつ第１のウィンドガラス（１）の第１の底辺（１．１）に、前記電気加熱領域（３）の第１の底辺（３．１）を直接隣接するように配置し、かつ第１のウィンドガラス（１）の第２の底辺（１．２）に、前記電気加熱領域（３）の第２の底辺（３．２）を直接隣接するように配置し、前記電気加熱領域（３）の第１の底辺（３．１）の長さｂ1の、前記電気加熱領域（３）の第２の底辺（３．２）の長さｂ2に対する比率
    ｂ1：ｂ2を、ｖ：０．９９〜ｖ：０．５０
    に調節すること、及び
    （ｄ） ブスバー（５．１、５．２）の間に加熱電流のための電流路（１１）が形成されるように、前記電気加熱領域（３）内の前記導電性被覆と接続される、電源（１４）に接続することが予定されている少なくとも２つのブスバー（５．１、５．２）を施すこと
    を含む、電気加熱領域を備えたウィンドガラス（１００）の製造方法。
  14. 前記分離線（９）はレーザーパターニングにより導入される、請求項１３に記載の方法。
  15. 陸上、空中又は水上交通用の移動手段において、殊に自動車において、例えばフロントウィンドガラス、リアウィンドガラス、サイドウィンドガラス及び／又はルーフウィンドガラスとして、並びに機能性部材として、及び家具、機器及び建物内の取付部材として、殊に電気ヒータとしての請求項１から１２までのいずれか１項に記載のウィンドガラス（１００）の使用。
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