JP2024512221A - 電気加熱用グレージングおよびその製造方法およびその使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、ガラスシート１と、ガラスシート１上に配置された導電性コーティング２と、加熱領域２’を形成する導電性コーティング２内の第１の除去ライン３と、第１の除去ライン３との接点を有し加熱領域２’内に延在する第２の除去ライン４と、第１の除去ライン３に隣接する加熱領域２’上に少なくとも部分的に存在する第１および第２のバスバー５、６と、第１および第２の除去ライン３、４の間の接点における第１および第２のバスバー５、６の交差７と、を含む電気加熱用グレージング１０に関する。本発明はまた、グレージングの製造方法、および例えば車両の窓としてのグレージングの使用にも関する。【選択図】図１

Description

本発明は、電気加熱用グレージング、その製造方法、および例えば車両の窓としてのその使用に関する。

ガラス基板上に導電性コーティングを有する電気加熱用グレージングはよく知られている。導電性コーティングに電流を供給するバスバーは、しばしばグレージングの縁の近くに配置される。車両のサイドウインドウでは、バスバーは車両のドアの内側の下縁に沿って、またはドアのフレームに隣接する側縁に、存在し得る。

西独国特許出願公開第１０２００４０２９１６４（Ｂａｒａｎｓｋｉ／Ｐｉｌｋｉｎｇｔｏｎ）は、導電性コーティングを有する積層ガラスを開示している。金属ストリップで作られた２つのバスバーは、絶縁層で覆われている。導電性コーティングの割り当てられたセグメントと電気的に接触するために、絶縁層に接触窓が設けられている。

米国特許出願公開第２０１６／１７４２９５Ａ１号明細書（Ｋｌｅｉｎ／Ｓａｉｎｔ－Ｇｏｂａｉｎ）は、絶縁線によってセグメントに分割された、導電性コーティングを備える加熱可能な積層サイドガラス板を開示している。第１および第２のバスバーは、導電性箔または焼成された印刷ペーストのストリップとして形成される。

西独国特許出願公開第１０２０１３００７３８１号明細書（Ｓｔｒａｕｂｅ／Ｖｏｌｋｓｗａｇｅｎ）は、加熱可能なコーティングと少なくとも１つのバスバーを備えた透明窓ガラスを開示している。バスバーはコーティング上に印刷され、導電層の上に印刷された絶縁層を備える。

特にグレージングの少なくとも１つの縁に沿って配置されたバスバーを有する、電気加熱用代替グレージングの必要性が依然として存在する。

本発明の目的は、使用中に霜取りまたは曇り取りを改善するための所望の熱分布を有する電気加熱用グレージングを提供することである。別の目的は、電気加熱用グレージングを製造する簡単な方法を提供することである。

第１の態様では、本発明は、請求項１に記載の特徴を備える電気加熱用グレージングを提供する。

本発明は、電気加熱用グレージングであって、ガラスシートと、ガラスシート上に配置された導電性コーティングと、加熱領域を形成する導電性コーティング内の第１の除去ラインと、第１の除去ラインとの接点を有し加熱領域内に延在する、第２の除去ラインと、第１の除去ラインに隣接する加熱領域上に少なくとも部分的に存在する第１および第２のバスバーと、第１および第２の除去ラインの間の接点における第１および第２のバスバーの交差と、を備える、電気加熱用グレージングを開示する。

本発明は、第１および第２のバスバーの交差を有するグレージングが従来のグレージングと比較して熱分布を改善するため、有利である。

驚くべきことに、第１の除去ラインに隣接して配置されたバスバーの交差によって、バスバーの長さの大部分に沿って電流が流れ、均一な加熱が可能になる。従来のグレージングは、バスバーの長さの大部分を覆う絶縁層を有するため、電流は接点窓のみを通って流れ、ホットスポットが発生する。

バスバーの長さの大部分に沿って電流が流れることを可能にする本発明によるグレージングは、従来のグレージングよりも迅速に霜取りまたは曇り除去を行う。

加熱ゾーンのセットは、隣接する交差間の第１および第２のバスバーに並列回路として接続される。並列回路は、従来のグレージングよりも少ない構成要素を使用して希望の熱分布を実現するように配置され得る。

本発明の結果は、グレージングが、例えば車両の窓の、霜取りに関する工業試験要件を満たすことである。

好ましくは、使用中、電流は、加熱されたコーティング内を少なくとも部分的に第２の除去ラインの周囲で第１のバスバーから第２のバスバーに流れる。

好ましくは、導電性コーティングは、熱分解的に堆積された透明な導電性酸化物である。より好ましくは、コーティングは、フロートガラス製造プロセス中に４００℃を超える温度で堆積される、フッ素ドープ酸化スズである。有利には、熱分解的に堆積されたコーティングは、スパッタリングによって形成される柔らかいコーティングとは対照的に、硬いコーティングである。あるいは、コーティングは、２層、３層、または４層の銀を有するスパッタリングされたコーティングである。

好ましくは、導電性コーティング内の第１の除去ラインは、導電性コーティングの非加熱領域から加熱領域を絶縁する。第１の除去ラインは、導電性コーティングの広い領域を除去する必要がなくなるため、有利である。好ましくは、第１の除去ラインは、複数の除去ラインである。好ましくは、複数の除去ライン内の除去ラインは、互いに平行であり、互いに離隔している。

好ましくは、第２の除去ラインは、非加熱領域内で第１および第２のバスバーに隣接する導電性コーティングの縁まで延在し、バスバー間の電気的短絡を防止する。

好ましくは、第２の除去ラインは、交差における除去領域を備える。除去領域は、絶縁領域を提供し電気的短絡のリスクを軽減するため、有利である。

好ましくは、第１および第２のバスバーは、導電性インクを備える。導電性インクは、当技術分野で知られている方法を使用して導電性コーティング上に直接印刷され得るため、有利である。

好ましくは、絶縁層は、交差において第１のバスバーと第２のバスバーとの間に位置する。交差の絶縁層は、コンタクトウィンドウを除いて絶縁材料を有する従来のグレージングよりも必要な絶縁材料が少なくて済むため、コストが節約される。有利な実施形態では、絶縁層は非導電性インクであり、好ましくは第２のバスバーを印刷する前に第１のバスバー上に印刷される。

好ましくは、グレージングは、第１の除去ラインとの接点を有し第１のゾーン境界を備え、第１のゾーン境界は、第２の除去ラインよりもさらに加熱領域内に延在し、第１のバスバーと第２のバスバーとの交差は、第１の除去ラインと第１のゾーン境界との間の接点に位置する。

ゾーン境界は、ゾーン内の電流の流れを制限し、加熱領域内の熱分布を制御する。有利な実施形態では、ゾーン境界は、除去ラインであり、好ましくは導電性コーティングのレーザー除去によって形成される。好ましくは、ゾーン境界は、第１の除去ラインから導電性コーティングの反対側の縁まで延在する。好ましくは、ゾーン境界は、非加熱領域の第１の除去ラインから導電性コーティングの縁まで延在する。

好ましくは、グレージングは、第２のゾーン境界を備える。有利には、第１のゾーン境界および第２のゾーン境界は、交差の両側の第１および第２のバスバーの隣接セクション間に電流が流れるゾーン領域を提供する。好ましくは、使用中、第１のゾーン境界と第２のゾーン境界との間の導電性コーティングの加熱領域における電力密度は、２００～１０００Ｗ／ｍ^２、より好ましくは３００～６００Ｗ／ｍ^２の範囲にある。これらの範囲の電力密度は、例えば車両のグレージングの効果的な霜取りまたは曇り除去にとって望ましい。

第２の態様では、本発明は、請求項１０に記載のステップを含むグレージングの製造方法を提供する。

本発明は、本発明によるグレージングを製造するための方法を提供し、この方法は、ガラスシートを準備するステップと、ガラスシート上に導電性コーティングを配置するステップと、導電性コーティング中に第１の除去ラインを設けるステップと、加熱領域を形成するステップと、第１の除去ラインとの接点を有し加熱領域内に延在する第２の除去ラインを構成するステップと、第１および第２のバスバーを、第１の除去ラインに隣接する加熱領域上に少なくとも部分的に配置するステップと、第１および第２の除去ラインの間の接点に第１および第２のバスバーの交差を構成するステップと、を含む。

好ましくは、グレージングを製造する方法は、好ましくはガラスシートの製造中に、導電性コーティングを熱分解的に堆積させるステップをさらに含む。好ましくは、コーティングは、化学蒸着（ＣＶＤ）によって堆積される。ガラスシートの製造中に導電性コーティングを熱分解的に堆積させるステップは、スパッタリングの代替手段を提供し、使用中に、より耐久性のあるコーティングを提供する。

好ましくは、グレージングの製造方法は、加熱されたコーティングのレーザー除去によって除去ラインを形成するステップをさらに含む。レーザーによる除去のステップは、機械的研磨の代替手段を設ける。好ましくは、第１の除去ラインおよび／または第２の除去ラインは、加熱されたコーティングのレーザー除去によって形成される。

好ましくは、グレージングを製造する方法は、導電性インクを使用して第１のバスバーを印刷するステップをさらに含む。印刷のステップは、金属箔をスタンピングすることへの代替手段を提供する。同様に、第２のバスバーは、導電性インクを使用して印刷することによって、第１のバスバーの後に適用され得る。

好ましくは、グレージングの製造方法は、導電性インクを使用して第１および第２のバスバーを印刷するステップの間に、非導電性インクを使用して絶縁層を印刷するステップをさらに含む。非導電性インクを使用して絶縁層を印刷するステップは、接着パッチを配置する代替手段を提供する。

第３の態様では、本発明は、陸、海、空用の乗り物の加熱窓として、例えば自動車のフロントガラス、リアウインドウ、サイドウインドウ、もしくはルーフウインドウとしての、本発明によるグレージングの使用を提供する。本発明はまた、例えば冷蔵庫のドアの壁もしくは窓、または街頭設置物中に取り付けられる、建物用の電気ヒーター、として使用され得る。

本発明は、非限定的な図面、非限定的な実施例および比較例によってさらに開示される。

交差を有する本発明の一実施形態である。 図１の実施形態の断面図である。 除去領域を有する本発明の実施形態である。 図３の実施形態の断面図である。 絶縁層を有する本発明の実施形態である。 図５の実施形態の断面図である。 ゾーン境界を有する本発明の一実施形態である。 図７の実施形態の断面図である。

図１は、ガラスシート１と、ガラスシート１の主表面上に配置された導電性コーティング２とを備える、本発明による電気加熱用グレージング１０を開示する。

ガラスシートは、好ましくはフロート法を使用して製造されたソーダ石灰シリカガラスである。ガラスの厚さは、好ましくは２～１２ｍｍの範囲である。ガラスシートは、表面応力が６５ＭＰａを超える強化ガラス、表面応力が４０～５５ＭＰａの範囲の熱強化ガラス、または表面応力が２０～２５ＭＰａの範囲の半強化ガラス、あるいは焼鈍ガラスであり得る。

グレージングは、１枚のガラスシートだけを備えるモノリシックであり得る。モノリシックグレージングは、積層ガラスに比べて重量を節約するのに有利である。

グレージングは、それらの間に中間層材料、好ましくはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、のプライを有する第１および第２のガラスシートを備える積層ガラスであり得る。好ましくは、積層ガラスは、中間層材料のプライに隣接する導電性コーティングおよびバスバーを有する。これは、窓とドアフレームとの間のシールの摩耗を軽減するため、ドアの可動窓にとって有利である。積層ガラスは、安全性にも有利である。

導電性コーティング２は、ガラス製造プロセス中にガラスシート１上に堆積された酸化スズまたはフッ素ドープ酸化スズなどの透明な導電性酸化物を備え得る。

第１の除去ライン３は、加熱領域２’を形成する導電性コーティング２内に設けられる。本発明の一実施形態では、第１の除去ライン３は、グレージング１０の縁に隣接する導電性コーティング２の全範囲である。有利な実施形態では、第１の除去ライン３は、加熱領域および非加熱領域を絶縁する導電性コーティング内のレーザー除去ラインである。非加熱領域は、グレージング１０の縁に隣接している。車両のサイドグレージングの場合、非加熱領域と第１および第２のバスバー５、６を含有する加熱領域２’の一部とはガラスの底部にあり、車両のドアの内側で視界から隠されている。側面グレージングが閉じた位置にあるとき、加熱領域２’の残りの部分が見える。

第１の除去ライン３との接点を有し第２の除去ライン４は、加熱領域２’内に延在している。導電性コーティング２の非加熱領域が設けられる場合、第２の除去ライン４もまた、非加熱領域内でグレージング１０の縁に隣接する導電性コーティング２の全範囲へ延在する。

第１および第２のバスバー５、６は、互いに離隔して配置され、加熱領域２’の少なくとも一部と電気的に接触して、加熱されたコーティング８を形成する。

有利な実施形態では、加熱されたコーティング８は、第１および第２のバスバー５、６の内縁によって下縁で部分的に境界付けられる。第１および第２のバスバー５、６は、任意の形状、例えば、直線、弓形、または複数の部分を有し得、各セクションは、直線または弓形である。第１および第２のバスバー５、６は、任意の導電性材料、例えば銀を備え得る。

加熱されたコーティング８は、例えば左側と右側とが導電性コーティング２の左側と右側とによって部分的に境界付けられ得る。

導電性コーティング材料の除去は、レーザーによる除去、機械的研磨、または当技術分野で知られている他の方法によって行われ得る。コーティングのないラインの幅は、通常１０μｍ～５ｍｍの範囲である。

図２は、図１の実施形態のＡ－Ａ線での断面図である。第１のバスバー５は、第１および第２の除去ライン３、４の間の接点から加熱領域２’内の左に延在する。第２のバスバー６は、第１および第２の除去ライン３、４の間の接点から加熱領域２’内で右に延在する。バスバーの交差７は、２つのくさびとして示されているが、これに限定されない。

図３は、除去領域４’を有する本発明の実施形態を開示する。除去領域４’の幅、長さ、形状は限定されない。除去領域４’の形状は、長方形として示されているが、直線もしくは円弧、または直線と円弧との組み合わせで形成される任意の形状であり得る。

図４は、図３の実施形態の線Ａ－Ａにおける断面図である。除去領域４’は、第２の除去ライン４と同様に、レーザー除去または機械的研磨によって形成され得る。除去領域４’は、図示のように完全に除去されるか、グリッドなどの除去ラインのパターンを含み得る。

図５は、絶縁層９を有する本発明の実施形態を開示する。絶縁層９の幅、長さ、および形状は、絶縁層が第１および第２のバスバー５、６の間の重なりを完全に絶縁して短絡を避けなければならないことを除いて、制限されない。

図６は、図５の実施形態の線Ａ－Ａにおける断面図である。絶縁層９は、非導電性インクを使用して印刷されるか、または接着パッチとして提供されることが好ましい。

図７は、第１および第２のゾーン境界１１、１２と２つのゾーン領域とを有する本発明の実施形態を開示する。第１のゾーン領域は、左側にあり、導電性コーティング２の左縁と第１のゾーン境界１１とによって境界付けられる加熱コーティング８である。第２のゾーン領域は、第１のゾーン領域の右側にあり、導電性コーティング２の左縁と第１のゾーン境界１１によって境界付けられる加熱コーティング８である。第２のゾーン領域もまた、導電性コーティング２の上縁、第１および第２のバスバー５、６、および３つの除去領域４’によって境界付けられる。

図８は、図７の実施形態のＡ－Ａ線に沿った断面図である。この実施形態では、４つの交差の各々が、除去領域４’と絶縁層９とを有する。有利には、各交差は、第２の除去ラインと第１および第２のゾーン境界とに対して第１および第２のバスバーを適用する方法における位置の変動に適応する位置公差を有する。

１ ガラスシート
２ 導電性コーティング
２’ 加熱領域
３ 第１の除去ライン
４ 第２の除去ライン
４’ 除去領域
５ 第１のバスバー
６ 第２のバスバー
７ 交差
８ 加熱されたコーティング
９ 絶縁層
１０ グレージング
１１ 第１のゾーン境界
１２ 第２のゾーン境界

Claims (15)

1. 電気加熱用グレージング１０であって、
   ガラスシート１と、
   前記ガラスシート１上に配置された導電性コーティング２と、
   加熱領域２’を形成する前記導電性コーティング２内の第１の除去ライン３と、
   前記第１の除去ライン３との接点を有し前記加熱領域２’内に延在する、第２の除去ライン４と、
   前記第１の除去ライン３に隣接する前記加熱領域２’上に少なくとも部分的に存在する第１および第２のバスバー５、６と、
   第１および第２の除去ライン３、４の間の前記接点における第１および第２のバスバー５、６の交差７と、
   を備える、電気加熱用グレージング１０。
2. 電流は、使用中に、加熱されたコーティング８内を少なくとも部分的に前記第２の除去ライン４の周囲で前記第１のバスバー５から前記第２のバスバー６に流れる、請求項１に記載のグレージング１０。
3. 前記導電性コーティング２は、熱分解的に堆積された透明な導電性酸化物である、請求項１または２に記載のグレージング１０。
4. 前記第１の除去ライン３は、前記加熱領域２’を前記導電性コーティング２の非加熱領域から絶縁する、請求項１から３のいずれか一項に記載のグレージング１０。
5. 前記第２の除去ライン４は、交差７において除去領域４’を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のグレージング１０。
6. 第１および第２のバスバー５、６は、導電性インクを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のグレージング１０。
7. 前記交差７において第１および第２のバスバー５、６の間に絶縁層９をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のグレージング１０。
8. 前記第１の除去ライン３との接点を有し前記第２の除去ライン４よりもさらに前記加熱領域２’内に延在する第１のゾーン境界１１をさらに備え、第１および第２のバスバー５、６の交差７は、前記第１の除去ライン３と前記第１のゾーン境界１１との間の接点に位置する、請求項１から７のいずれか一項に記載のグレージング１０。
9. 第２のゾーン境界１２をさらに備え、使用中の第１のゾーン境界と第２のゾーン境界１１、１２との間の前記加熱領域２’における電力密度は、２００～１，０００Ｗ／ｍ^２、好ましくは３００～６００Ｗ／ｍ^２である、請求項１から８のいずれか一項に記載のグレージング１０。
10. 請求項１に記載の電気加熱用グレージング１０を製造する方法であって、
    ガラスシート１を準備するステップと、
    前記ガラスシート１上に導電性コーティング２を配置するステップと、
    前記導電性コーティング２中に第１の除去ライン３を設け、加熱領域２’を形成するステップと、
    前記第１の除去ライン３との接点を有し前記加熱領域２’内に延在する第２の除去ライン４を構成するステップと、
    第１および第２のバスバー５、６を、前記第１の除去ライン３に隣接する前記加熱領域２’上に少なくとも部分的に配置するステップと、
    第１および第２の除去ライン３、４の間の接点に第１および第２のバスバー５、６の交差７を構成するステップと、
    を含む、請求項１に記載の電気加熱用グレージング１０を製造する方法。
11. 前記ガラスシート１の製造中に、前記導電性コーティング２を熱分解的に堆積させるステップをさらに含む、請求項１０に記載のグレージング１０の製造方法。
12. 前記導電性コーティング２のレーザー除去によって、前記第１の除去ライン３および／または前記第２の除去ライン４を形成するステップをさらに含む、請求項１０または１１に記載のグレージング１０の製造方法。
13. 導電性インクを用いて前記第１のバスバー５を印刷するステップをさらに含む、請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載のグレージング１０の製造方法。
14. 導電性インクを用いて第１のバスバー５と第２のバスバー６とを印刷するステップの間に、非導電性インクを用いて絶縁層９を印刷するステップをさらに含む、請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載のグレージング１０の製造方法。
15. 自動車のフロントガラス、リアウインドウ、サイドウインドウ、もしくはルーフウインドウとして、または建物内のヒーターまたは冷蔵庫のドアもしくは街頭設置物の窓としての、請求項１に記載のガラス１０の使用。
    

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