JP6559249B2 - 加熱機能を備えた車両用プラスチックウィンドウ上にバスバーを析出する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ファインパウダーコーティング（ＦＰＣ）プラズマ法を用いて、加熱機能を備えた車両用プラスチックウィンドウ上に電気的なバスバーを析出する方法に関する。その他に本発明は、当該方法によって製造された、加熱機能を備えた車両用プラスチックウィンドウに関する。特に、本発明は、本発明に係る車両用プラスチックウィンドウの使用に関する。

自動車からの二酸化炭素排出に対する規制がますます厳しくなってきている中で、車両の重量を減らし、それによって車両の燃料消費を減らすための努力が強まっている。プラスチック分野における絶え間のない開発により、金属車体の大部分をポリマー材料からなるより軽量な対応要素によって置き換えることが可能になる。特に、一部のまたは全体の窓領域を、ポリマー材料からなる要素によって置き換えることが可能である。これらは、多くの場合、著しく低減される車重のもとで、ガラスからなる車体窓と同等の硬度、安定性および負荷耐性を示す。付加的に、軽量化に基づいて車両の重心がさらに下方に移り、このことは走行特性にプラスの影響を与える。さらにポリマー材料は、ガラスよりも著しく低い温度で製造、加工および成形することができる。これにより、エネルギー需要および材料の製造コストが低減される。この場合、ポリマー材料からなる成形部品は、実質的にあらゆる所望の形態および幾何学形状で製造することができる。アラミドのような特殊な高性能プラスチック、例えばケブラー（登録商標）は、非常に高い強度と安定性を有する。

車両照明器具の有効性は、特に冬場の低い周辺温度においても損なわれる可能性がある。雪、氷、または、凝縮した大気の湿気が車両照明器具のカバーの外側に蓄積することがある。大気の湿気は、照明器具カバーの内側で凝縮して凍結することもある。これにより、照明器具カバーの透明性が低下し、照明の機能性が低下する。道路交通の安全性は、不都合な影響を受ける。車両用ヘッドライトは、以前は主にハロゲンランプまたはキセノンランプを装備していた。これらのランプは、動作中に著しい熱を発生する。これらの熱は照明器具カバーに伝達され、照明器具カバーの除霜および／または乾燥をもたらす。今日では、車両用ヘッドライトは、ますます発光ダイオード（ＬＥＤ）を装備し、この発光ダイオードは、動作中に著しく僅かな熱しか発生しない。そのため湿気や氷の除去には、照明器具カバーを能動的に加熱する必要がある。

プラスチックからなる多くの材料部品は、様々な要求および機能を満たさなければならない。この場合の重要なパラメータは、安定性、破断特性、耐傷性、衝撃強さまたはシャルピー衝撃強さである。個々の材料相の重量および強度などの技術的な側面の他に、形態、幾何学形状および外観はますます重要な役割を担っている。特に、自動車産業では、機械的特性の他に、設計および美学的分野の特徴も非常に重要である。様々な特徴をポリマー材料に統合するために、これらは様々に成形され、様々に調達される基材から構成されている。これらの材料を製造する確立された方法は、２成分または多成分射出成形法を含む。このようにして、例えば耐候性、表面光沢性および破断耐性、または、ねじり安定性などのような特徴を相互に統合することが可能となる。さらに非常に高価な材料の割合を低減させることができる。

照明器具カバーを含み、能動的加熱機能を備え、かつ、実質的にプラスチックからなる車両用ウィンドウは公知である。

それにより、国際公開第２０１４／０６７７４５号（ＷＯ２０１４／０６７７４５Ａ１）からは、外側、すなわち周辺環境に面する側と、内側、すなわち車両内部に面する側とを有している、プラスチックからなるポリマー製車両用ガラスが公知である。外側には、車両用ガラスは半透明ポリマー材料相を有し、その内側には不透明ポリマー材料相を有する。不透明ポリマー材料相は、半透明ポリマー材料相の少なくとも一部区間において多成分射出成形により射出成形される。

国際公開第２０１４／０６０３３８号（ＷＯ２０１４／０６０３３８Ａ１)からは、内側の不透明ポリマー材料相と外側の半透明ポリマー材料相とを有し、それらが相互に面状に結合されている、ポリマー製車両用ウィンドウが公知である。内側の不透明ポリマー材料相は、少なくとも部分的に貫通する少なくとも１つの切欠きを有する。この切欠き内には、少なくとも１つのＬＥＤ、プリント回路基板（ＰＣＢ）および電気的なコンタクト部を含むＬＥＤアセンブリが配置されている。このＬＥＤアセンブリは、ＬＥＤが外側の透明なアセンブリの方向に位置決めされるように位置決めされている。

国際公開第２０１３／０９２２５３号（ＷＯ２０１３／０９２２５３Ａ１）からは、少なくとも１つのポリマーウィンドウ基体と、第１のバスバー（母線）と、第２のバスバーと、ポリマーウィンドウ基体の内側に配置された少なくとも２つの導体線路とを有する加熱可能な照明器具カバーが公知である。各導体線路は、第１のバスバーと第２のバスバーとに電気的に接続されている。

国際公開第２０１３／０８７２９０号（ＷＯ２０１３／０８７２９０Ａ１）からは、少なくとも１つの上側主面と、１つの下側主面と、１つの射出成形工具分離面と、１つの流入縁部面とを含むポリマーワークピースが公知である。この場合、流入縁部面は、射出成形工具分離面と下側主面との間の領域において、射出成形工具分離面に対して２０°〜７０°の角度αを有する平坦面として成形され、および／または、当該平坦面から０．０ｍｍ〜０．５ｍｍの値ａだけずれている。このポリマーワークピースは、陸上、空中または水上での交通用の移動手段のウィンドウとして、ウィンドウの構成部品として、または、プラスチックカバーとして、特に乗用車、貨物自動車、バス、路面電車、地下鉄、列車およびオートバイのリアウィンドウ、フロントウィンドウ、サイドウィンドウ、ルーフウィンドウとして、ならびに、照明器具カバー、トリムとして、および／または、車両屋根として使用される。

国際公開第２００８／１３７９４６号（ＷＯ２００８／１３７９４６Ａ１）からは、透明ポリマーパネルと導電性グリッドとを含むポリマーパネルシステムが公知である。このパネルシステムは、基板を含み、この場合、導電性グリッドは、基板上に載置されるように配置されている。グリッドは、少なくとも１つの導電性ホルダを含む。さらに、プラスチック部品と導電性部品とを含む電気的接続部が、プラスチック部品の超音波溶接によってポリマーパネルへ固定されている。この電気的接続とパネルとの張りの再調整の結果として、パネルの導電性部分は、グリッドの電気的接続部と電気的に接触接続する。ここでの欠点は、装置全体が比較的複雑で製造コストが高いことである。

国際公開第２００７／０７６５０２号（ＷＯ２００７／０７６５０２Ａ１）からは、自動車に使用する除氷用装置が公知である。この装置は、透明パネルと、除氷グリッドとを備え、この除氷グリッドは、透明パネルと共に自動噴霧機を用いて成形される。この除氷グリッドは、第１および第２のバスバーと、当該第１および第２のバスバーの間に延在する複数の導体線路とを含む。

国際公開第２００６／０９１９５５号（ＷＯ２００６／０９１９５５Ａ１）からは、ポリマープラスチックウィンドウの製造方法が公知である。この方法では、まず、透明ポリマーパネルが製造され、さらに、この透明ポリマーパネルは、保護層で覆われる。続いて導電性インクが、複数の導体線路を備えた加熱グリッドの形態で少なくとも２つのバスバーの間に塗布される。その後で、この導電性インクは硬化され、それによって、各バスバーに対する電気的接続部が形成される。最終的に加熱グリッドの抵抗は、サージ電流の使用によって低減される。

国際公開第２００６／０６３０６４号（ＷＯ２００６／０６３０６４Ａ１）からも同様に、導電性導体線路からなるグリッドを含む除氷装置を備えたプラスチックウィンドウが公知であり、このグリッドは、透明なプラスチックウィンドウに導電性インクを印刷することによって製造される。この導電性インクは、スクエア＠２５．４μｍ当たり（注：この単位名称は、当該特許出願で採用されている）８ｍΩ未満の面抵抗率を有している。

既知のプラスチックウィンドウのうちのいくつかには、バスバーと一部の導体線路とが導電性インクによって製造されるという共通点がある。このインクは、プラスチックからなるウィンドウの熱感受性のため、ガラス窓の場合のように摂氏３００度を超える温度では硬化できず、摂氏３００度未満の温度でのみ硬化する。このことは、プラスチックウィンドウ上の硬化されたバスバーおよび導体線路が、ガラス上のバスバーおよび導体線路のような導電性にたやすく達するというのではなく、これを達成するためには何らかの特別なインクの使用および／または高エネルギーな電流パルスを用いた処理などの付加的な手段を講じなければならないという結果をもたらす。

さらに、欧州特許出願公開第２７９４３６６号明細書（ＥＰ２７９４３６６Ａ１）または独国特許出願公開第００００１０１４７５３７号明細書（ＤＥ００００１０１４７５３７Ａ１）には、はんだ付けまたはクランプされた金属ストリップを備えたプラスチックウィンドウが記載されている。

独国特許出願公開第１０２００９０４８３９７号明細書（ＤＥ１０２００９０４８３９７Ａ１）からは、表面改質粒子およびコーティングを製造するための大気圧プラズマ法および対応する装置が公知である。この方法では、プロセスガス中の電極間の放電によってプラズマが発生する。これらの電極のうちの少なくとも１つは、放電によって粒子がスパッタリングされるスパッタリング電極である。この方法を用いることにより、表面改質粒子をマトリックスに組み込む複合材料が製造できる。その他にも、内部に分散された粒子を有するコーティングが製造でき、ここでもマイクロ粒子およびナノ粒子のもとで凝集問題が十分に回避できる。

独国特許出願公開第１０２００８０５８７８３号明細書（ＤＥ１０２００８０５８７８３Ａ１）からは、ワークピースのナノ表面上に１つの層を被着する方法が公知である。この方法では、大気圧プラズマジェットが、プロセスガス中の電気的な放電によって生成され、前駆体材料は、プロセスガスから空間的に分離されて直接プラズマビームに供給される。被着された層は、ワークピースのナノ表面に対応するナノ表面を有する。

独国特許出願公開第１０２００８０２９６８１号明細書（ＤＥ１０２００８０２９６８１Ａ１）からも同様に、自浄層、特に自浄作用および／または抗菌作用のある光触媒層を表面に被着させる大気圧プラズマ法が公知である。この方法でも同様に、大気圧プラズマジェットが、プロセスガス中の電荷によって生成され、前駆体材料は、プロセスガスから分離されてエアロゾルとして直接プラズマジェット内にもたらされる。

国際公開第２０１４／０６７７４５号 国際公開第２０１４／０６０３３８号 国際公開第２０１３／０９２２５３号 国際公開第２０１３／０８７２９０号 国際公開第２００８／１３７９４６号 国際公開第２００７／０７６５０２号 国際公開第２００６／０９１９５５号 国際公開第２００６／０６３０６４号 欧州特許出願公開第２７９４３６６号明細書 独国特許出願公開第００００１０１４７５３７号明細書 独国特許出願公開第１０２００９０４８３９７号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０５８７８３号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０２９６８１号明細書 米国特許第６，０２３，８３７号明細書 独国特許出願公開第１０２００９０４８２９７号明細書

したがって、本発明の課題は、従来技術の欠点をもはや伴わない、加熱機能を備えた車両用プラスチックウィンドウ上にバスバーを析出する方法を見出すことにある。特にこの方法は、簡単でかつ完全に自動化されるべきであり、手作業が不要でかつサイクルタイムも短くて済み、溶媒蒸気またはその他の有害物質を放出せず、さらに問題なく製造工程に統合可能でなければならない。

公知の大気圧プラズマ法、公知の大気圧プラズマコーティング（ファインパウダーコーティング法、ＦＰＣ）、および、そのために使用される装置が、加熱機能を備えた車両用プラスチックウィンドウのためのバスバーの製造に適しているのかどうか、ならびに、もしそうであるならば、どの程度まで適しているのかは、前述の特許出願からは明らかにされていない。

本発明の前記課題は、本発明により、独立請求項１に係る方法によって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項の対象である。

従来技術に関しては、本発明の課題が本発明に係る方法によって解決できたことは驚くべきことであり、当業者には予測できないことであった。特に、加熱機能を備えた車両用プラスチックウィンドウ上にバスバーを析出する本発明に係る方法がもはや従来技術の欠点を有さなかったことは驚くべきことであった。そのため、この方法は、簡単でかつ完全に自動化されて実施することができ、手作業が不要でかつサイクルタイムも短くて済む。また溶剤蒸気またはその他の有害物質は放出されず、本発明に係る方法は問題なく製造工程に統合することができた。

本発明に係る方法を用いて製造された車両用プラスチックウィンドウは、優れた適用技術特性と、非常に長い耐用年数とを有している。

本発明に係る方法を用いて製造された車両用プラスチックウィンドウは、好ましくはこの順序で相前後する構成を含む。すなわち、
１成分または２成分の半透明ポリマーウィンドウ基体と、
単層または２層のハードコートと、
少なくとも１つの特に第１のおよび少なくとも１つの特に第２のバスバーまたは逆の電荷を有するバスバーであって、実質的にまたは厳密に相互に平行にかつ相互に（所定の）間隔をおいて、特にウィンドウ基体の相互に対向する２つの縁部の近傍にて当該２つの縁部に沿って配置されているバスバーと、
を含み、この場合、これらのバスバーは、
電熱線としての少なくとも２つ、好ましくは少なくとも３つ、好ましくは少なくとも４つ、特に少なくとも５つの導体線路を介して相互に電気的に接続され、それにより、電圧の印加の際に、加熱電流が、少なくとも１つの第１のバスバーから少なくとも１つの第２のバスバーに流れ、
バスバー上でおよび／または各バスバー内で、少なくとも１つの第１のバスバーおよび少なくとも１つの第２のバスバーを電圧源のそれぞれ１つの極と電気的に接続する少なくとも１つの接続要素、特に１つの接続要素を含んでいる。

少なくとも１つの第１のバスバーおよび少なくとも１つの第２のバスバーは、逆の電荷を有すべきである。すなわち逆極性の電気端子と接続されることが想定されている。

本発明に従って製造される車両用プラスチックウィンドウの好ましい実施形態は、少なくとも１つのハードコート、少なくとも２つの電熱線、少なくとも１つの第１のバスバーおよび少なくとも１つの第２のバスバーを含む装置が、組み込まれた状態でウィンドウ基体の内側に形成されている。特に好ましい実施形態では、各電熱線が第１および第２のバスバーと電気的に接続され、残りの導体線路に依存することなく電圧を供給され、それによって、１つの電熱線の損傷が、車両用プラスチックウィンドウ全体の加熱故障につながらないようにしている。

本発明の枠内で「内側」とは、車両用プラスチックウィンドウの、特に車両の内部空間に面している側、および／または、特に車両の光源に面している側を意味する。対照的に本発明の枠内で「外側」とは、車両用プラスチックウィンドウの周辺環境に面している側を意味する。

本発明に従って製造される車両用プラスチックウィンドウのさらに好ましい実施形態では、半透明ポリマーウィンドウ基体は、バスバーが少なくとも車両用プラスチックウィンドウの外側の方向で覆われるような不透明コーティングを備えている。

さらに別の好ましい実施形態では、電熱線は、該当する表面内に埋め込まれるように一部は不透明コーティング上に被着され、一部は透明ポリマーウィンドウ基体上に被着されている。

さらに別の好ましい実施形態では、単層および／または２層のハードコートが、車両用プラスチックウィンドウの外側および／またはその内側に、不透明コーティングおよび透明ポリマーウィンドウ基体の直接表面上に、バスバーの下方および／またはその内側に、透明ポリマーウィンドウ基体の表面に、および、バスバーの表面に塗布される。

その場合、２層のハードコートは、さらに、ハードコートによって覆われたベースコートを有する。

上述の車両用プラスチックウィンドウは、本発明に係る方法を用いて製造される。

本発明に係る方法の第１の方法ステップでは、透明ポリマー基体が提供される。これは、自動車用プラスチックウィンドウのそれぞれの用途に適した形態、典型的には湾曲した形態を有している。それゆえ透明ポリマー基体を車両用プラスチックウィンドウの他のコンポーネントと接続される前に再成形する必要はない。しかしながら、本発明に係る方法の枠内では、ウィンドウ基体の曲率の変化を伴わない処理工程、例えば縁部領域における穿孔、切削加工、トリミングは可能である。

透明ポリマーウィンドウ基体は、本発明によれば電熱線が被着される前に提供される。それゆえ、電熱線は、ウィンドウ基体の変形中に負荷されない。特別な利点は、電熱線および／またはその電気的接触接続部の損傷の回避にある。さらに第１および第２のバスバーによって、個々の各電熱線の安定した電気的接触接続が提供される。

透明ポリマーウィンドウ基体は、当業者に公知の全ての適切なプラスチック加工法、例えば熱成形によって製造することができる。本発明に係る方法の好ましい実施形態では、透明ポリマーウィンドウ基体は、射出成形によって、または、回転テーブル技術による２成分射出圧縮成形法によって製造される。これらの方法は、より多くの適切な形態の生成を可能にする。さらに透明ポリマーウィンドウ基体は、後からのワークピースのトリミングが不要なので、ほぼ無駄なく製造することができる。同様に、複雑な表面構造を直接生成することができる。

透明ポリマーウィンドウ基体は、好ましくは少なくともポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリニトリル、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアクリレート、ポリアミド（ＰＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、スチレンアクリロニトリル共重合体（ＳＡＮ）、アクリルエステルスチレンアクリロニトリル共重合体（ＡＳＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレンポリカーボネート混合物（ＡＢＳ／ＰＣ）、および／または、それらの共重合体、共縮合体および／またはそれらの混合物を含む。

特に好ましくは、透明ポリマーウィンドウ基体は、ポリカーボネート（ＰＣ）および／またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含むかまたはこれらの重合体からなる。これらは、透明性、加工性、強度、耐候性および耐薬品性に関して特に有利であることが判明している。

半透明ポリマーウィンドウ基体は、好ましくは、２ｍｍ〜６ｍｍの厚さを有する。これは特に、ポリマーウィンドウ基体の強度と加工の点で有利である。半透明ポリマーウィンドウ基体のサイズは、広範囲に可変であり、本発明に係る用途に合わせることが可能である。

半透明ポリマーウィンドウ基体は、本発明によれば少なくとも領域毎に透明である。ポリマーウィンドウ基体は、無色、着色もしくは有色であってもよい。ポリマーウィンドウ基体は、透明かもしくは濁っていてもよいが、特に透明であり得る。

電熱線は、好ましくは、第１および第２のバスバーの間で直線状に延びているが、しかしながら、この電熱線は、例えば第１および第２のバスバーの間で波状、蛇行状、または、ジグザグパターンの形態で延びていてもよい。隣接する２つの電熱線の間の間隔は、好ましくは、導体線路の全長にわたって一定であるが、しかしながら、隣接する２つの電熱線の間の間隔は、第１および第２のバスバーの間の経過において変化していてもよい。

電熱線は、任意の方向に延在可能であるが、好ましくは水平方向または垂直方向に延在可能である。

電熱線は、好ましくは超音波埋め込み法を用いて、半透明ポリマーウィンドウ基体上に被着され、存在する場合には不透明コーティング上に被着される。その際、ソノトロードは、好ましくは多軸ロボットを用いて、半透明ポリマーウィンドウ基体の三次元幾何学形状に適合するロボットプログラムを介して、半透明ポリマーウィンドウ基体の内側に誘導される。ソノトロードは、超音波発生器によって生成された高周波な機械的振動（超音波）を、半透明ポリマーウィンドウ基体上に伝達し、存在する場合には不透明コーティング上に伝達する。その際には、熱が発生し、半透明ポリマーウィンドウ基体の内部の表面層が溶融する。電熱線は、溶融された表面層内に導入される。この目的のために、ソノトロードは、その先端に電熱線を誘導する。その際、電熱線は、ソノトロード近傍のワイヤロールを介して連続的に補給される。ソノトロードとして適した工具は、例えば米国特許第６，０２３，８３７号明細書（ＵＳ６，０２３，８３７Ａ）から公知である。

半透明ポリマーウィンドウ基体内ならびに場合によっては不透明コーティング内への電熱線の浸透深さは、好ましくは電熱線の厚さの５０％〜９０％、特に好ましくは６０％〜７５％である。超音波埋め込み法を用いた電熱線の複雑でない被着は、電熱線と半透明ポリマーウィンドウ基体との間ならびに場合によっては不透明コーティングとの間の安定した接続に関して特に有利である。

隣接する２つの電熱線の間の間隔は、好ましくは１ｍｍ〜２５ｍｍ、特に好ましくは３ｍｍ〜１５ｍｍである。これは、車両用プラスチックウィンドウの透明性と、電熱線を介して導入される加熱出力の分散に関して特に有利である。電熱線の長さは広範囲に可変であり、そのため個別のケースにおける要求に容易に適合化することができる。電熱線は、例えば５ｃｍ〜５０ｃｍの長さを有する。

電熱線は、少なくとも１つの金属、好ましくはタングステン、銅、ニッケル、マンガン、アルミニウム、銀、クロムおよび／または鉄を含み、さらにこれらの混合物および／または合金を含む。電熱線は、特に好ましくはタングステンおよび／または銅を含む。これにより、特に良好な加熱効果が達成される。電熱線の太さは、好ましくは１５μｍ〜２００μｍ、特に好ましくは２５μｍ〜９０μｍである。これは、車両用プラスチックウィンドウの透明性と導入される加熱出力ならびに短絡回避に関して特に有利である。

タングステンを含み、かつ好ましくは１５μｍ〜１００μｍ、特に好ましくは２５μｍ〜５０μｍの厚さを有する電熱線により、特に良好な結果が達成されることが示された。この特に良好な結果は、銅を含み、かつ、好ましくは２５μｍ〜２００μｍ、特に好ましくは６０μｍ〜９０μｍの厚さを有する電熱線によっても同様に達成される。

隣接する電熱線は、第１のバスバーの、第２のバスバーとは反対側で、または、第２のバスバーの、第１のバスバーとは反対側で、相互に接続されていてもよい。それによって、電熱線は、単一の電熱線の形態で半透明ポリマーウィンドウ基体上に、ならびに、場合によっては不透明コーティング上に被着させることができる。その場合、電熱線は、被着後は、導体線路として設けられループ状に相互接続された２つ以上の区間を含む。電熱線の導体線路として設けられた各区間は、一方の端部領域では第１のバスバーに接続され、他方の端部領域では第２のバスバーに接続される。これらのバスバーの領域およびこれらのバスバーの間の電熱線の各区間は、１つの導体線路を形成する。

代替的に、隣接する電熱線は、第１のバスバーの、第２のバスバーとは反対側で、および、第２のバスバーの、第１のバスバーとは反対側で、相互に接続されていなくてもよい。それによって、これらの導体線路は、複数の電熱線の形態で、半透明ポリマーウィンドウ基体上に、ならびに、場合によっては不透明コーティング上に被着され、各電熱線は、一方の端部領域では第１のバスバーに接続され、他方の端部領域では第２のバスバーに接続される。各電熱線は、これらのバスバーの領域およびこれらのバスバーの間の導体線路を含む。

各電熱線の少なくとも１つの区間は、半透明ポリマーウィンドウ基体内に、場合によっては不透明コーティング内に埋め込まれている。これらの電熱線は、それらの全長に沿って半透明ポリマーウィンドウ基体内に埋め込まれてもよい。これは、半透明ポリマーウィンドウ基体と電熱線との間の安定した接続に関して特に有利である。第１および第２のバスバーとの電気的接触接続は、電熱線の、半透明ポリマーウィンドウ基体とは反対側で、ならびに、場合によっては不透明コーティングとは反対側で行われる。

本発明の有利な構成では、バスバーとの電気的接触接続のために設けられた領域は、電熱線の端部において、半透明ポリマーウィンドウ基体内に、ならびに、場合によっては不透明コーティング内に埋め込まれず、そこから剥離することができる。特別な利点は、バスバーとの簡単でかつ安定した電気的接触接続の可能性にある。特別な利点は、電熱線の効果的でかつ非常に安定した電気的接触接続にある。車両用プラスチックウィンドウの加熱のために、導入された状態で下方もしくは左方の第１のバスバーと、導入された状態で上方もしくは右方の第２のバスバーとに電位が印加される。

本発明によれば、第１および第２のバスバーは、ＦＰＣ法によって被着される。この目的のために、金属粉末が大気圧プラズマ内に導入され、プラズマジェット内で溶融され、さらに、電熱線ならびにウィンドウ基体、および／または、場合によっては不透明コーティング、および／または、場合によってはハードコートを含んだコーティングすべき基板上に誘導され、その結果、当該の基板上に金属層が析出される。

好ましくはこの金属粉末は、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛およびアルミニウムの粉末、これらの混合物、および、これらの金属のうちの少なくとも２つの合金からなるグループから選択される。好ましくは、タングステン、銅、ニッケル、マンガン、アルミニウム、銀、クロムおよび／または鉄、ならびに、それらの混合物および／または合金が使用される。特に好ましくは、銅またはアルミニウムが使用される。

ファインパウダーコーティング（ＦＰＣ）法または大気圧プラズマコーティングは、通常の公知の方法であり、通常の公知の装置のために使用される。好適な方法および装置の例は、独国特許出願公開第１０２００９０４８２９７号明細書（ＤＥ１０２００９０４８２９７Ａ１、図１〜図３と共に段落［００１７］〜［００７０］参照）、独国特許出願公開第１０２００８０５８７８３号明細書（ＤＥ１０２００８０５８７８３Ａ１、図１〜図２ｃと共に段落［０００１］〜［００４４］参照）、および、独国特許出願公開第１０２００８０２９６８１号明細書（ＤＥ１０２００８０２９６８１Ａ１、図１〜図４と共に段落［００１０］〜［００４５］参照）から明らかとなる。

バスバーは、好ましくは１０μｍ〜２００μｍ、特に好ましくは５０μｍ〜１００μｍの厚さを有する。バスバーがそれに沿って電熱線と接続されるバスバーの幅は、好ましくは２ｍｍ〜１００ｍｍ、特に好ましくは５ｍｍ〜２０ｍｍである。バスバーの長さは、広範囲に可変であり、そのために、個別のケースの要求に極めて良好に適合化することができる。バスバーの最小長さは、電熱線の数と、隣接する電熱線からの間隔とからもたらされる。バスバーの長さは、例えば５ｃｍ〜２０ｃｍである。バスバーは、外部の電圧供給源に接続され、そのために、第１および第２のバスバーの間の電位差を印加することができる。

審美的な理由から、バスバーを用いた電熱線の電気的接触接続部が外部から不可視であることが望ましい場合もある。この目的のために、例えば半透明ポリマーウィンドウ基体を、バスバーの領域において着色するかまたは黒くすることができる。半透明ポリマーウィンドウ基体は、例えば多成分射出成形によって製造することができ、この場合、半透明ポリマーウィンドウ基体は、その上にバスバーが配置されるべき領域に、不透明コーティングを含んでいる。この不透明コーティングは、半透明ポリマーウィンドウ基体を貫通する電気的接触接続部への視界を隠す。

半透明ポリマーウィンドウ基体の不透明コーティングは、好ましくは少なくともポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリニトリル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、アクリルエステルスチレンアクリロニトリル（ＡＳＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレンポリカーボネート（ＡＢＳ／ＰＣ）および／またはそれらの共重合体および共縮合体または混合物、特に好ましくはポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および／またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む。

半透明ポリマーウィンドウ基体の不透明コーティングは、好ましくは、少なくとも１つの着色剤を含む。この着色剤によって、コーティングの不透明性が達成される。この着色剤は、無機および／または有機染料および／または顔料を含み得る。この着色剤は、有彩色または無彩色であってもよい。好適な着色剤は、当業者には公知であり、例えば、英国染料染色学会および米国繊維化学染色協会のカラーインデックスにおいて調べることができる。好ましくは黒色顔料、例えば顔料煤（カーボンブラック）、アニリンブラック、骨炭、酸化鉄ブラック、スピネルブラック、および／または、グラファイトが着色剤として使用される。これにより、黒色の不透明コーティングが達成される。

不透明コーティングは、さらに、無機または有機充填剤、特に好ましくはＳ_ｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｔ_ｉＯ_２、粘土鉱物、ケイ酸塩、ゼオライト、ガラス繊維、炭素繊維、ガラス球、有機繊維、および／または、これらの混合物を含み得る。充填剤は、不透明コーティングの安定性をさらに高めることができる。さらに充填剤は、ポリマー材料の割合を低減させることができ、そのため、車両用プラスチックウィンドウの製造コストを低減することができる。

代替的に、バスバーと半透明ポリマーウィンドウ基体との間に、着色または黒色要素が配置可能である。代替的に、マスキングスクリーン印刷を、半透明ポリマーウィンドウ基体の表面に被着させることも可能である。

さらに本発明に係る方法では、本発明に従って製造される車両用プラスチックウィンドウを、周辺環境の影響から保護するために、単層または２層のハードコートが保護コーティングとして半透明ポリマーウィンドウ基体の外側に被着される。好ましくは、ポリシロキサン、ポリアクリレート、ポリメタクリレートおよび／またはポリウレタンをベースとする熱硬化またはＵＶ硬化コーティングシステムが使用される。ハードコートは、好ましくは１μｍ〜５０μｍ、特に好ましくは２μｍ〜２５μｍの層厚さを有する。特別な利点は、保護コーティングによる半透明ポリマーウィンドウ基体の高められた耐傷性および耐候性にある。

本発明の枠内では、「２層のハードコート」とは、少なくとも１つの、特に１つのハードコートと、少なくとも１つの、特に１つの、ハードコートによって覆われた以下で詳細に説明するベースコートとの組み合わせを意味する。

さらに、単層または２層のハードコートは、本発明に従って製造される車両用プラスチックウィンドウの内側に塗布することもできる。この場合は、半透明ポリマーウィンドウ基体および不透明コーティングの表面に直接被着することができ、それによって電熱線もハードコート内に埋め込まれ、バスバーはハードコートを覆う。

付加的な単層または２層のハードコートは、バスバーを覆うように塗布することもできる。

ハードコートは、着色性の化合物および顔料の他に、ＵＶブロッカー、防腐剤、耐傷性を高める成分、例えばナノ粒子を含むことができる。

ハードコートは、例えば浸漬、浸水または噴霧法によって、半透明ポリマーウィンドウ基体の外側および／または内側に被着させることができる。ハードコートは、被着後に好ましくは温度および／またはＵＶ光の入射によって硬化する。射出成形によるポリマーウィンドウ基体の製造の場合、ハードコートはインモールドコーティング法によってもポリマーウィンドウ基体の外側に被着させることができる。

保護コーティングまたはハードコートとして適した製品には、例えば“Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”社から提供されるＡＳ４０００，ＡＳ４７００，ＰＨＣ５８７またはＵＶＨＣ３０００が挙げられる。

ハードコートは、複数の層も、好ましくはベースコートも含むことができる。このベースコートは、半透明ポリマーウィンドウ基体上の接着促進層またはプライマーとしても機能する。ベースコートは、例えばアクリレートを含むことができ、０．４μｍ〜５μｍの層厚さを有することができる。ハードコートは、例えばポリシロキサンを含むことができ、典型的には３μｍ〜１５μｍの層厚さを有する。その他にもハードコートは付加的に、プラズマＣＶＤ層、例えば“Ｅｘａｔｅｃ９００（登録商標）”によって覆われていてもよい。

保護コーティング、すなわち、ハードコートならびに場合によってはベースコートは、電熱線およびバスバーの取り付けの前または後に被着させることができる。保護コーティングは、電熱線をバスバーに接続する前または後に被着させることができる。

好ましい実施形態では、バスバーがＦＰＣ法によって被着される表面は、金属層のより良好な付着を保証するために、被着前にさらに活性化させてもよい。この目的のために、化学的活性化剤またはシラン系接着促進剤を使用することができ、あるいは表面をプラズマ活性化を用いて活性化させることができる。このプラズマ活性化は、析出過程の直前であってもよいし、大気圧プラズマコーティングのための装置のロボットアームにおける付加的なプラズマノズルによって実現されていてもよい。

加熱可能な車両用プラスチックウィンドウは、好ましくは陸上、空中および／または水上での移動手段用のウィンドウとしての、特に乗用車、貨物自動車、バス、路面電車、地下鉄、列車、バイク、船舶および航空機用のウィンドウとしての、ならびに、装飾要素および／または建築要素としての使用が可能である。

その他にも、加熱可能な車両用プラスチックウィンドウは、有利には、陸上、空中または水上での交通用の移動手段の照明器具用のカバーとしての、特に、乗用車、貨物自動車、バス、路面電車、地下鉄、列車、バイク、船舶および航空機のヘッドライト、リアマーカー、サイドマーカーおよび／またはクリアランスライト用のカバーとしての使用が可能である。

以下では、本発明を図面および例示的な実施形態に基づいて、より詳細に説明する。これらの図面は概略図であり、正しい縮尺ではない。図面は、決して本発明を限定するものではない。

本発明に従って製造された車両用プラスチックウィンドウＦＫＳの第１の実施形態からの一部の断面図。 本発明に従って製造された車両用プラスチックウィンドウＦＫＳの第２の実施形態からの一部の断面図。 本発明に従って製造された車両用プラスチックウィンドウＦＫＳの第３の実施形態からの一部の断面図。 本発明に従って製造された車両用プラスチックウィンドウＦＫＳの第４の実施形態からの一部の断面図。 本発明に従って製造された車両用プラスチックウィンドウＦＫＳの第５の実施形態からの一部の断面図。 本発明に従って製造された車両用プラスチックウィンドウＦＫＳの第１の実施形態からの一部の平面図。 本発明に係る方法の一実施形態のフローチャート。 本発明に係る方法のさらなる実施形態のフローチャート。

実施例の詳細な説明
図７は、本発明に係る方法の好ましい実施形態のフローチャートを示す。方法ステップＡは、自家用車のリアウィンドウに使用されるような車両用プラスチックウィンドウＦＫＳを製造するために、ポリカーボネートＰＣからなる２つの半透明ポリマーウィンドウ基体１の提供を含んでいる。このウィンドウ基体１は、１ｍ×０．５ｍ×０．００４ｍの寸法を有している。

後続の方法ステップＦでは、各ウィンドウ基体１の縁部領域において、スクリーン印刷を用いて、０．０５ｍ幅で１０μｍ厚の環状の不透明カーボンブラック顔料を含んだポリウレタンＰＵ系コーティング２が施される。

続いて方法ステップＢでは、一方のウィンドウ基体１の外側ＩＩが、フローコーティング法により、市販の単層ハードコート６（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社のＰＨＣ５８７Ｃ）でコーティングされる。

方法ステップＢの変化例では、まず平均３μｍの厚さを有する通常の公知のベースコート５（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社のＳＨＰ４７０）が、フローコーティング法によって他方のウィンドウ基体１の外側ＩＩに塗布される。このベースコート５が硬化した後で、ハードコート６（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社のＡＳ４７００）が塗布され、同じ様に乾燥させられる。

その後、方法ステップＣでは、１７１０ｍｍの長さと６０μｍの厚さのタングステンワイヤが、超音波埋め込み法を用いて、３８個のループの形状で内側Ｉに被着される。これらのループは、相互に平行に延在し直線状に延びるワイヤ区間の領域の相互間隔が約２５ｍｍである（図６の構成参照）。電熱線の浸透深さは、その厚さの６５％である。

続いて、方法ステップＤでは、相互に平行に位置する２つの長手方向縁部から５０ｍｍの間隔をおいて、それぞれ９８０ｍｍの長さのバスバー４が（この長さに沿ってバスバー４は電熱線３に接続される）、ＦＰＣ法を用いて、幅１５ｍｍ、厚さ７５μｍで被着される。バスバー４と電熱線３との間の電気的接触接続は優れており、実際上、無損失であることが示されている。

最後に方法ステップＥでは、バスバー４上にそれぞれ接続要素７が、電流源の各１つの極との接触接続のために被着されている。

図８は、本発明に係る方法のさらに好ましい実施形態のフローチャートを示しており、この実施形態は、第１の実施形態と次の点で異なっている。すなわち、単層のハードコート６による、または、ベースコート５を有する２層のハードコート６によるコーティングＢが、方法ステップＡ，Ｆ，Ｃ，Ｄ，Ｅの後で、フローコーティング法によって内側Ｉにも外側ＩＩにも被着される点である。そこでは接続要素７が露出したままであることに注意が払われ、それによって電圧源の極と電気的に接続することができる。

さらに好ましい実施形態は、本発明に従って製造される車両用プラスチックウィンドウの所望の構造からもたらされるので、容易に示すことができる。

図１から図５は、本発明に従って製造することができる車両用プラスチックウィンドウＦＫＳの各部からの断面図を示している。本発明に係る方法のそれぞれの実施形態は、車両用プラスチックウィンドウＦＫＳのそれぞれの所望の構造から簡単な方法でもたらされている。図１〜図５の各部は、図６の構成を平面図で示している。

たとえば、図１は、内部Ｉから外部ＩＩへの方向で見て、ループ状の電熱線３との接点を覆うバスバー４を示している。電熱線３は、不透明コーティング２に埋め込まれている。この不透明コーティング２は、半透明ポリマーウィンドウ基体１に載置されている。外側ＩＩはハードコート６で覆われている。

図２は、内部Ｉから外部ＩＩへの方向で見て、ループ状の電熱線３との接点を覆うバスバー４を示している。電熱線３自体は、ハードコート６とその下にある不透明コーティング２とに埋め込まれている。この不透明コーティング２も、半透明ポリマーウィンドウ基体１に載置されている。外側ＩＩも同様にハードコート６で覆われている。

図３は、内部Ｉから外部ＩＩへの方向で見て、ループ状の電熱線３との接点を覆うバスバー４を示している。電熱線３自体は、ハードコート６とその下にあるベースコート５に埋め込まれており、このベースコート５は、不透明コーティング２に載置されている。この不透明コーティング２も、半透明ポリマーウィンドウ基体１に載置されている。外側ＩＩも同様にベースコート５とハードコート６とで覆われている。

図４は、内部Ｉから外部ＩＩへの方向で見て、ループ状の電熱線３との接点を覆うバスバー４上のハードコート６を示している。電熱線３自体は、不透明コーティング２に埋め込まれている。この不透明コーティング２も、半透明ポリマーウィンドウ基体１に載置されている。外側ＩＩも同様にハードコート６で覆われている。

図５は、内部Ｉから外部ＩＩへの方向で見て、バスバー４を覆うベースコート５上のハードコート６を示している。このバスバー４も、ループ状の電熱線３との接点を覆っている。電熱線３自体は、不透明コーティング２に埋め込まれている。この不透明コーティング２も、半透明ポリマーウィンドウ基体１に載置されている。外側ＩＩも同様にベースコート５とハードコート６とで覆われている。

図面において、参照番号は以下の意味を有する。

１ 半透明ポリマーウィンドウ基体
２ 不透明コーティング
３ 電熱線
４ バスバー
５ ベースコート
６ ハードコート
７ 接続要素
Ｉ 内側
ＩＩ 外側
ＦＫＳ 車両用プラスチックウィンドウ

Claims (15)

1. 加熱機能を備えた車両用プラスチックウィンドウ（ＦＫＳ）を製造する方法であって、
   少なくとも、
   １成分または２成分の半透明ポリマーウィンドウ基体（１）と、
   少なくとも１つの単層のハードコート（６）またはベースコート（５）を有する２層のハードコート（６）と、
   少なくとも１つの第１のバスバーおよび逆の電荷を有する少なくとも１つの第２のバスバー（４）であって、実質的にまたは厳密に相互に平行にかつ相互に所定の間隔をおいて配置されているバスバー（４）と、
   を含み、当該バスバー（４）は、
   電熱線（３）としての少なくとも２つの導体線路を用いて相互に電気的に接続され、それにより電圧の印加の際に、加熱電流が、前記少なくとも１つの第１のバスバーから前記少なくとも１つの第２のバスバー（４）に流れ、
   前記各バスバー（４）上でおよび／または前記各バスバー（４）内で、前記少なくとも１つの第１のバスバーおよび前記少なくとも１つの第２のバスバー（４）を、電圧源の各極と電気的に接続する少なくとも１つの接続要素（７）を含み、
   以下の方法ステップ、すなわち、
   （Ａ） 前記１成分または２成分の半透明ポリマーウィンドウ基体（１）を準備するステップと、
   （Ｂ） 前記ウィンドウ基体（１）を、前記少なくとも１つの単層のハードコート（６）で、または、前記ベースコート（５）を有する２層のハードコート（６）でコーティングするステップと、
   （Ｃ） 前記電熱線（３）を、前記バスバー（４）と直接電気的に接触接続できるように埋め込むステップと、
   （Ｄ） 前記少なくとも１つの第１のバスバーおよび前記少なくとも１つの第２のバスバー（４）を、前記電熱線（３）と直接電気的に接触接続するように析出するステップと、
   （Ｅ） 前記少なくとも１つの接続要素（７）を、前記少なくとも１つの第１のバスバーおよび前記少なくとも１つの第２のバスバー（４）上におよび／または当該バスバー（４）内に取り付けるステップと、
   がこの順序で用いられ、または、代替的に（Ａ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｂ）の順序で用いられ、その際、前記接続要素（７）は、露出したままにする、方法において、
   前記方法ステップ（Ｄ）を、大気圧のもとでファインパウダーコーティング（ＦＰＣ）プラズマ法を用いて実施する、
   ことを特徴とする方法。
2. （Ｆ） 前記半透明ポリマーウィンドウ基体（１）が、少なくとも前記バスバー（４）の領域において、当該バスバー（４）が少なくとも前記車両用プラスチックウィンドウ（ＦＫＳ）の外側方向で光学的に覆われるように、不透明コーティング（２）を備えるものとするステップ
   を含む、請求項１記載の方法。
3. 前記方法ステップ（Ｆ）は、前記方法ステップ（Ａ）の後でかつ前記方法ステップ（Ｂ）の前に実施され、または、代替的に前記方法ステップ（Ｃ）の前に実施される、請求項２記載の方法。
4. 前記電熱線（３）を埋め込むステップ（Ｃ）は、前記方法ステップ（Ｄ）の前に実施される、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記電熱線（３）を埋め込むステップ（Ｃ）は、各当該電熱線（３）の少なくとも１つの区間が前記半透明ポリマーウィンドウ基体（１）内に埋め込まれるように実施される、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記電熱線（３）は、少なくとも前記バスバー（４）の領域において、部分的に露出し、それによって、当該電熱線（３）は、前記バスバー（４）と直接電気的に接触接続する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 前記電熱線（３）を埋め込むステップ（Ｃ）は、超音波埋め込み法を用いて行われる、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 前記コーティングするステップ（Ｂ）は、フローコーティング法を用いて実施される、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. １つ以上の前記バスバー（４）が被着されるポリマー表面および／またはコーティング表面は、前記析出するステップ（Ｄ）の前の方法ステップ（Ｇ）において活性化される、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 前記活性化するステップ（Ｇ）は、化学的活性化剤および／またはシラン系接着促進剤を用いて行われる、請求項９記載の方法。
11. 前記活性化するステップ（Ｇ）は、プラズマ活性化を用いて行われる、請求項１０記載の方法。
12. 前記ＦＰＣ法を用いて析出するステップ（Ｄ）の際に、大気圧プラズマ内に金属粉末を導入し、プラズマジェット内で溶融させ、前記電熱線（３）、前記不透明コーティング（２）、前記ウィンドウ基体（１）および／またはハードコート（６）を含む、コーティングすべき基板上に導き、その結果として、当該基板上に金属層を析出する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 前記金属粉末は、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛およびアルミニウムの粉末、ならびに、これらの混合物、ならびに、これらの金属の少なくとも２つの合金からなるグループから選択される、請求項１２記載の方法。
14. 加熱機能を備えた車両用プラスチックウィンドウ（ＦＫＳ）の製造のための大気圧でのファインパウダーコーティング（ＦＰＣ）プラズマ法の使用。
15. 前記車両用プラスチックウィンドウ（ＦＫＳ）を、陸上、空中および／または水上での移動手段のウィンドウとして、装飾要素として、および／または、建築要素として用いる、請求項１４に記載の使用。

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