WO2017153166A1 - Perforierte, thermoplastische kunststofffolien und ihre verwendung zur herstellung keilförmiger folien - Google Patents

Perforierte, thermoplastische kunststofffolien und ihre verwendung zur herstellung keilförmiger folien Download PDF

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perforated
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wedge
thermoplastic
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PCT/EP2017/054013
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Wojciech KLUCZEWSKI
Stephan GIER
Stefan Lücke
Sabrina PLAHL
Justine VORONKOFF
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Saint-Gobain Glass France
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    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets

Definitions

  • thermoplastic films Perforated, thermoplastic films and their use for producing wedge-shaped films
  • the present invention relates to perforated thermoplastic films.
  • the present invention relates to the use of the perforated, thermoplastic films for producing perforations of free, thermoplastic, wedge-shaped films.
  • the present invention relates to a process for producing perforations of free, thermoplastic wedge-shaped films from the perforated, thermoplastic plastic films.
  • the present invention relates to composites of at least two discs with a connecting intermediate layer of at least one of perforations, thermoplastic, wedge-shaped plastic film.
  • VLS Laminated glass
  • vehicle includes, inter alia, road vehicles, aircraft, ships, agricultural machinery or implements.
  • Laminated glass panels are also used in other areas. These include, for example, building glazings or information displays, e.g. in museums or as advertising displays.
  • a laminated glass pane generally has two glass surfaces or disks, which are laminated to an intermediate layer.
  • the discs themselves may have a curvature and are usually of constant thickness.
  • the intermediate layer typically comprises a thermoplastic material, preferably polyvinyl butyral (PVB), of a predetermined thickness, e.g. 0.76 mm, on.
  • PVB polyvinyl butyral
  • laminated glass is also used as a head-up display (HUD) to display information.
  • HUD head-up display
  • an image is projected onto the laminated glass panes by means of a projection device in order to show the viewer information in the field of view.
  • the projection device is e.g. arranged on the dashboard, so that the projected image is reflected on the nearest glass surface of the inclined towards the viewer laminated glass in the direction of the viewer (see, for example, the European patent EP 0 420 228 B1 or the German patent application DE 10 2012 21 1 729 A1) ,
  • the intermediate layer has a wedge-shaped intermediate layer with continuously linear and / or non-linearly increasing and / or decreasing thickness.
  • the thickness is typically varied so that the smallest thickness is provided at the lower end of the laminated glass pane toward the engine compartment, while the thickness increases toward the roof.
  • Laminated glass panes of this type having a wedge-shaped intermediate layer and the optical laws on which they are based are known per se and are described, for example, in International Patent Applications WO 2015/134836 A1, WO 2015/086234 A1, WO 2015/086233 A1 and WO 2015/078989 A1 US Pat. Nos. 8,451,541 B2, 7,060,343 B2, 6,881,472 B2, 6,636,370 B2, 5,812,332 A and 5,013,134, European Patents EP 2 767 393 A1, EP 2 017 237 A1 and EP 1 800 855 A1 or German Offentechnischschriften DE 10 2007 095 323 A1, DE 196 1 1 483 A1 and DE 195 35 053 A1.
  • the thickness profile according to the invention is achieved by using a corresponding slot nozzle in the extrusion of the film, or by targeted bring in shape of heated with a corresponding temperature profile film. But it is also possible to produce by subsequent removal of the film, the desired thickness profile. These methods can also be combined by, for example, producing the thickness profile in one direction through a corresponding slot die during extrusion and in the other direction by subsequently conforming the foil.
  • the webs are severed for further processing in the middle, cut to the desired shape and so merged with the individual glass panes, that the wedge-shaped part of the web lies in the lower area of the windshield by the HU D-view window is located.
  • the outstanding parts of the films must be removed with a uniform thickness profile and disposed of as unusable waste.
  • This type of manufacturing poses major problems in producing variable thickness profiles in two lateral dimensions.
  • the object of the present invention is to find a novel process for producing wedge-shaped plastic films as intermediate layers for laminated glass, which is precise, flexible in terms of shaping and material saving and provides wedge-shaped plastic films which also in horizontally and vertically curved laminated glass panes, such. Panoramic slices, double images and ghosting effectively suppressed.
  • the present invention accordingly perforated thermoplastic films with preferably at least two parallel edges. It should be noted that the plastic films after they are brought into shape, not necessarily have parallel edges.
  • the perforated thermoplastic films are of uniform or substantially equal thickness over their entire area.
  • the perforated thermoplastic films are transparent.
  • Transparent in the sense of the invention is then understood to be a plastic film which has a transmission in the visible spectral range> 70%.
  • plastic films for the vehicle sector which are not in the traffic-relevant field of view of a driver, for example for roof windows, but the transmission can also be much lower, for example> 5%.
  • the perforated thermoplastic films are colorless. In particular, they are clear.
  • Polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene terephthalate (PET), polyurethane (PU), polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, are preferably used as thermoplastics.
  • PVB is used.
  • the thickness of the perforated, thermoplastic films can vary widely and depends primarily on the intended use.
  • the perforated thermoplastic films may be formed by one or more thermoplastic films stacked on top of one another, the thickness of the perforated thermoplastic films being preferably from 0.25 mm to 2 mm, and typically 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the perforation of the perforated, thermoplastic plastic films is formed in each case by at least one, in particular a grid of a plurality of recesses (perforations).
  • the grid extends over part or all of the area of the perforated thermoplastic films.
  • the perforations are arranged such that a mass gradient results in at least one direction, preferably in the direction of the parallel edges.
  • Mass Gradient means that the perforation causes the mass of perforated thermoplastic films to change in that direction.
  • the change may be linear, stepped, or concave or convex.
  • thermoplastic films in the transverse direction i. in the direction perpendicular to the parallel edges, a uniform or substantially uniform thickness.
  • the perforated, thermoplastic plastic films have at least one mass gradient running perpendicularly or substantially perpendicular to the mass gradient described above.
  • this at least second mass gradient extends transversely or substantially transversely to the perforated, thermoplastic plastic films.
  • the at least second mass gradient means that due to the perforation, the mass of the perforated, thermoplastic plastic films in this direction changes.
  • the change can also be linear, step-shaped or in the form of a concave or convex curve.
  • the mass gradient is curved, the size of the recesses passing through at least one minimum curve or maximum curve between two opposite edges of the plastic film.
  • these extreme values of the size progression prior to lamination of the disk are positioned to lie within the area of the disk used as a head-up display.
  • there may also be several curve minima or curve maxima for example two minima or two maxima, wherein in each case a minimum or maximum lies in the region of a HUD field.
  • This has the advantage that, in the area of the head-up display, a wedge angle which can be defined precisely by the size of the recesses is created, which enables a very exact compensation of ghost images.
  • a plastic film with more than a maximum or minimum can be produced by means of the method according to the invention in a simple manner with precisely definable wedge angles. This is a decisive advantage over the prior art.
  • windshields each having a (variable or constant) wedge angle in two lateral directions it is possible to place HUD fields in windshields closer to the so-called A-spar of the body.
  • windshields in this disc region have a bend running in the direction of the A-spar.
  • the perforations in a grid can be of different or the same size. They can be of different or the same outline.
  • the outline of the perforations can vary widely and therefore be perfectly adapted to the respective purpose.
  • the perforations have a circular, an oval or an elliptical outline or an at least triangular outline.
  • Suitable at least triangular outlines are triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, quadrangular, and decagonal, preferably triangular and quadrangular outlines. These outlines may have at least one rounded corner and / or edge. Preferably, these contours or the corresponding perforations are stretched in the direction parallel or substantially parallel to the parallel edges of the perforated thermoplastic films.
  • Triangular or trapezoidal recesses are preferred because they provide access to a wide range of wedge angles. Trapezoidal recesses are particularly preferred because the tapered corners of a triangle are harder to cut than the blunt corner angles of a trapezoid. In particular, at least one of the two parallel edges of the trapezoid is rounded. Preferably, the longer of the two parallel edges of the trapezoid is rounded. As a result, a further simplification of the method is accomplished because, on the one hand, the acute angle at the base of the trapezoid is eliminated and thus the blank is made easier and, on the other hand, the closing of the recess during the lamination process is facilitated.
  • the perforations are distributed in the form of a checkerboard pattern over the perforated thermoplastic film. This is advantageous because the material is uniformly removed in this way, thus facilitating the inflow of the perforations.
  • the perforated thermoplastic films themselves have a higher mechanical stability when the recesses are mounted in the form of a checkerboard pattern. This increased stability is advantageous in a manual or automated transport of the perforated films.
  • the size of the individual recesses in the checkerboard pattern varies depending on the desired wedge angle and wedge angle course of the later wedge film.
  • the size of the recesses increases in one direction continuously or discontinuously, whereby the direction of the resulting wedge of the wedge film is determined.
  • the perforated thermoplastic films of the invention can be numerous Uses be supplied. In particular, however, they are used for producing wedge-shaped films which are free in the assembly of perforations.
  • wedge-shaped films which are free of perforations, can also be supplied for numerous applications owing to their advantageous application properties, in particular with regard to the precision of their wedge angles. In particular, however, they are used as an intermediate layer for adhesively bonding two panes in order to produce a composite pane.
  • the discs may be opaque or transparent depending on their function. They may be constructed of materials selected from the group consisting of wood, paper, metal, plastic and glass, and mixtures and composites of these materials. Particular preference is given to using glass and / or plastic as the transparent material.
  • the first pane and / or the second pane of the transparent composite pane preferably contain glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass or soda-lime glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, Polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and / or mixtures thereof.
  • the thickness of the transparent panes can vary widely and thus be perfectly adapted to the requirements of the individual case.
  • the size of the discs can vary widely and depends on the size of the device according to the invention.
  • the first pane and optionally the second pane have, for example, in vehicle construction and in the architectural field, conventional areas of 200 cm 2 to 20 m 2 .
  • the transparent pane may have any three-dimensional shape.
  • the three-dimensional shape has no shadow zones, so that it can be coated, for example, by sputtering.
  • the substrates are planar or slightly or strongly bent in one direction or in several directions of the space. In particular, planar substrates are used.
  • the transparent discs may be colorless or colored.
  • These composite panes, in particular the laminated glass panes can be excellently used as a movable functional and / or decorative single piece and / or as a built-in part in furniture, appliances and buildings as well as in locomotion, in the air, or on water, but especially in motor vehicles, For example, be used as a movable rear window and side window and / or movable glass roof.
  • the laminated glass panes are designed as windshields.
  • the wedge-shaped films which are free of perforations are produced by a method in which, in a first method step, the at least one mass gradient is calculated from a perforated, thermoplastic film to produce a wedge-shaped film free of perforations with at least one desired wedge angle.
  • Computer programs that can routinely perform such calculations are known.
  • the grid of the perforated thermoplastic film with the perforations required to produce the desired at least one mass gradient is calculated.
  • the calculated grid with the perforations is made of a thermoplastic film with a uniform thickness over its entire surface.
  • the recesses can be produced for example by cutting or punching or any other method known to those skilled in the production of recesses.
  • thermoplastic plastic films are cut to the respective desired sizes and placed in each case between two panes in a fifth method step.
  • the two process steps three and four can also be carried out in reverse order.
  • thermoplastic plastic films are hot pressed between each two slices.
  • the perforations are closed by the flowing plastic and it form the desired, free of perforations, wedge-shaped films with at least one desired wedge angle.
  • the discs used in the fifth method step may have an anti-adhesive surface, so that after the sixth method step, the cut wedge-shaped films can be removed, stored and transported for further use.
  • the material of the slices may be arbitrarily selected from the group consisting of wood, paper, metal, plastic and glass, and mixtures and composites of these materials.
  • the panes have no non-stick surfaces, so that the wedge-shaped foils free of perforations bond the two panes firmly to composite panes, as described above by way of example.
  • the panes contain glass or plastic.
  • the wedge-shaped film and the two individual disks are preferably transparent and particularly preferably have a transmission of at least 70% in the visible region of the spectrum.
  • the material of the individual disks is preferably selected from the group consisting of flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda lime glass, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and / or mixtures thereof.
  • the subject matter of the present invention is moreover a composite pane obtainable by the process according to the invention.
  • the composite pane comprises at least two individual panes containing glass or plastic and at least one wedge-shaped foil.
  • a grid of recesses (perforations) according to the method according to the invention is preferably first applied in a thermoplastic plastic film, so that a perforated, thermoplastic plastic film is formed.
  • the perforated plastic film has a mass gradient in at least one direction between two opposite edges.
  • the perforated thermoplastic film is then cut to the desired size and placed between the individual disks, the order of these two steps is arbitrary. Subsequently, the layer stack of thermoplastic film and sheets is laminated to a composite disk.
  • the composite disc according to the invention can be easily distinguished by a person skilled in the art from composite discs according to the prior art, as the Perforations of the plastic film in the product remain faintly visible, even after the film has been fused in the lamination process. If a strong light source is directed onto the edge of the composite pane, the perforations of the plastic foil are recognizable on closer inspection even after lamination. For the end user, this is not disturbing, since the edge of the composite pane is enclosed in the vehicle after installation and thus does not emit light from this side. Upon irradiation of light through the pane, the former perforations are no longer recognizable after lamination, whereby an impairment of visual comfort is avoided.
  • the wedge angle runs in a curved manner between the disk edges adjacent to the A-beams.
  • a perforated thermoplastic film is used in which the size of the recesses passes through at least one minimum curve or maximum curve between two opposite edges of the plastic film, as already described for the inventive perforated plastic film.
  • these two opposite edges correspond to the pane edges adjacent to the A-beams of the composite pane.
  • a wedge angle preferably also runs. As a result, a bidirectional wedge angle is obtained.
  • Such wedge angle profiles are described, for example, in WO2015086233 and can be produced simply and economically using the thermoplastic film of the invention.
  • the composite pane according to the invention preferably has an intermediate layer with a wedge angle of 0.1 mrad to 1 mrad, particularly preferably 0.3 mrad to 1 mrad, in particular 0.75 mrad to 1 mrad, for example 0.75 mrad to 0.8 mrad. Accordingly, the production method according to the invention makes such large wedge angles of more than 0.75 mrad accessible, while known commercially available wedge foils have maximum wedge angles of 0.70 to 0.73 mrad.
  • the composite pane is the windshield of a motor vehicle.
  • it is the side window of a motor vehicle.
  • the edge of the disk referred to below as the motor edge is the side of the disk lying on the door edge in the installed state.
  • the roof edge of the disc corresponds with a side window of the A-spar of the vehicle adjacent edge of the composite disc.
  • A-spar is well known to those skilled in the art and referred to in the Vehicle area the fixed body pillar located between windscreen and side window.
  • the perforations have a maximum width of 10 mm, preferably not more than 6 mm, for example 5.2 mm or smaller.
  • the width of the perforations is defined as the maximum dimension of a single recess, measured in the direction of a tangent applied to the center of the edge of the motor.
  • a preferred embodiment of the composite pane according to the invention is produced by placing the perforated plastic film between the panes such that the at least one mass gradient of the perforated thermoplastic plastic film runs between the roof edge and the motor edge of the composite pane relative to the installed state in a motor vehicle.
  • the mass fraction of the plastic film in the vicinity of the motor edge of the disk is preferably less than the portion of the plastic film located adjacent to the roof edge.
  • the engine edge is the edge of the composite disk facing the engine compartment after installation in a vehicle body, while the opposite roof edge adjoins the headliner of the vehicle.
  • the grid is provided with perforations only in the lower, the engine edge adjacent area of the composite disc and extends from the engine edge up to a maximum height of 75% of the total disc height, more preferably up to a maximum disc height of 50% of the total disc height, in particular 40% of the total disc height.
  • the composite pane according to the invention is produced using a thermoplastic perforated plastic film with recesses of trapezoidal basic shape.
  • the two mutually parallel sides of the trapezoids are aligned before lamination of the composite disc substantially parallel to the edge of the roof or engine edge of the later composite disc.
  • the distance between the longer of the two parallel sides of the trapezoid to the engine edge is less than the distance of the shorter of the two parallel sides of the trapezoid to the engine edge.
  • the longer of the parallel sides of the trapezoid is thus oriented in the direction of the engine edge.
  • One or more edges of the trapezoidal basic shape are preferably rounded.
  • the longer of the two parallel sides of the trapezoid has a drop-shaped bulge.
  • These trapezoidal recesses with drop-shaped bulge at the base of the trapezium are in shape a checkerboard pattern over the perforated thermoplastic film distributed.
  • the surface of the individual recesses preferably increases from the roof edge of the later composite pane to the motor edge of the composite pane, so that more material is removed adjacent to the edge of the motor than adjacent to the edge of the roof. As already mentioned, this is advantageous in terms of exact cutting out of the recesses, good inflow of the recesses and a continuous wedge-shaped material distribution in the lamination process.
  • Figure 1 is a plan view of a first embodiment of a perforated thermoplastic film 1;
  • Figure 2 is a plan view of a second embodiment of a perforated thermoplastic film 1;
  • Figure 3 is a plan view of a third embodiment of a perforated thermoplastic film 1;
  • Figure 4 is a plan view of a fourth embodiment of a perforated, thermoplastic film 1;
  • Figure 5 is a plan view of a fifth embodiment of a perforated thermoplastic film 1;
  • Figure 6 shows a cross section through a composite disk 7 with wedge-shaped film;
  • Figure 7 individual discs 7.1, 7.2 and perforated thermoplastic film 1 of the composite disc 7 as a windshield before lamination.
  • thermoplastic film 1 perforated, thermoplastic film
  • FIGS. 1 to 5 show plan views of five embodiments of perforated, thermoplastic polyvinyl butyral films 1.
  • the polyvinyl butyral films 1 had a dimension of 300 mm by 300 mm and a uniform thickness of 0.7 mm. Its surface 1 .1 was smooth evenly. They had two parallel edges 1.2.
  • In the embodiments of the grid shown in Figures 1 to 5 are square patterns of the above-mentioned square dimension. The good feasibility of the hole pattern shown was proven. Thereafter, the pattern was transferred to windshields and side windows, in which case only a portion of the disk has a grid and no recesses are mounted in another portion.
  • FIG. 7 shows such a windscreen with grid.
  • FIG. 1 had as a perforation 2 a grid 3 with round perforations 4.
  • the mass gradient running along the parallel edges 1 .2 was set by the fact that the clear widths of the round perforations 4 in each case in one column of the grid field 3 became ever smaller.
  • the perforation 2 of FIG. 2 essentially corresponded to FIG. 1, with the difference that apart from the mass gradient 5, there were also two mass gradients 5.1 arranged at 5.2 perpendicular thereto. These were adjusted by the clear widths of the perforations 4 were initially getting smaller in each row of the grid 3, then to the edge 1 .2 back to rise again.
  • the perforation 2 of Figure 3 had a complex grid 3 with equal round holes 4, which, however, were not arranged in a regular grid.
  • the perforations 4 were arranged along an edge 1 .2 in a straight line, whereas the majority of the perforations 4 were arranged in an upward decreasing number, equidistant in the horizontal direction.
  • the mass gradient 5 was set by a relatively large area without perforations 4.
  • FIG. 4 had a perforation 2 with a grid 3 which consisted of elongated, identically aligned triangles 4 arranged parallel to the side edges 1 .2.
  • the mass gradient 5 resulted from this arrangement.
  • FIG. 5 had a perforation 2 with a grid 3, which was formed by elongated, identically aligned, "tie-shaped" perforations 4 arranged parallel to the side edges 1, 2.
  • the perforations 4 could also be designed as elongated trapezoids in which The longer the two parallel edges were rounded, the perforations 4 were nested at short distances, the mass gradient 5 resulting from the fact that the inside width of the perforations 4 in the columns of the grid 3 became smaller, whereas they equaled in the rows Figure 5 is an example of the rows of holes (2,3,4) being offset from each other.
  • FIG. 6 shows a cross section through a laminated glass pane 7.
  • the individual panes 7.1 and 7.2 made of float glass had an area of 1 m 2 and were 1, 4 mm thick. she were adhesively bonded by a non-perforated, wedge-shaped polyvinyl butyral film 6. The wedge angle 8 was 0.75 mrad.
  • the wedge-shaped polyvinyl butyral film 6 free of perforations was produced in each case by hot pressing of the correspondingly calculated and produced perforated, thermoplastic polyvinyl butyral films according to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 7 shows a plan view of the composite pane 7 from FIG. 6 against lamination.
  • the composite pane 7 corresponds to lamination of a windshield.
  • a perforated thermoplastic film 1 is inserted between the two individual disks 7.1, 7.2 of the composite disk.
  • the perforations 4 shown in the perforated film 1 are not to scale. Only an exemplary distribution and a size profile of the perforations will be shown. The ratio of the film material removed by perforations to the film material still present is likewise not true to scale.
  • the perforated film 1 has three different areas in which the proportion of the material removed by perforations 4 differs. The second area lies between the first area and the third area.
  • perforations 4 are mounted in the form of a uniform grid, wherein the area of the perforations within the first region 9 is constant.
  • the holes 4 are mounted in the form of rows, which may for example run parallel to the engine edge.
  • the second region 10 directly adjoins the first region 9 and also has perforations 4 arranged in rows.
  • the perforations of this first Row of the second area 10 correspond in size to the size of the perforations 4 in the first area.
  • the size of the perforations 4 in the second region 10 decreases in the direction of the roof edge of the composite pane 7, preferably continuously.
  • the size profile of the perforations according to FIG. 7 is particularly advantageous, since in this way, after lamination of the arrangement, a composite pane with wedge foil can be produced in a simple manner.
  • To create the wedge is it is necessary in the lower, the engine edge adjacent, first area to remove a larger proportion of the material.
  • the roof edge adjacent, third area no perforations are required because this area is not commonly used as a HUD field and thus here no wedge profile of the film is necessary.
  • the second area lying between the first and third area serves as a transitional area between them, in which the film shows a wedge course after lamination, preferably a continuous wedge course between the first and third area.
  • a HUD field is preferably positioned within this second region, since the wedge profile present there is particularly suitable for compensating ghost images.
  • the perforations 4 shown in FIG. 7 are shown by way of example in the form of circular recesses. However, they may also take any form disclosed within the scope of this invention. Preferably, the perforations on the previously described trench-shaped basic shape, wherein the longer of the two parallel edges of the trapezoid is rounded.
  • a further second mass gradient can extend between the side edges of the composite pane essentially perpendicular to the first mass gradient.

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Abstract

Perforierte, thermoplastische Kunststofffolien (1) gemäß der Figur 1 mit mindestens zwei parallelen Kanten (1.2) von über ihre gesamte Fläche (1.1) hinweg gleichmäßiger Dicke, worin die Perforierung (2) von mindestens einem Rasterfeld (3) aus einer Vielzahl von Lochungen (4) gebildet ist, das sich über einen Teil der gesamten Fläche (1.1) oder über die gesamte Fläche (1.1) hinweg erstreckt, wobei die Lochungen (4) derart angeordnet sind, dass in mindestens einer Richtung in den Kunststofffolien (1) ein Massegradient (5) resultiert, und ihre Verwendung zur Herstellung von Perforierungen freier, keilförmiger Folien (6).

Description

Perforierte, thermoplastische Kunststofffolien und ihre Verwendung zur Herstellung keilförmiger Folien
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft perforierte, thermoplastische Kunststofffolien.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien zur Herstellung von Perforierungen freier, thermoplastischer, keilförmiger Folien.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Perforierungen freier, thermoplastischer keilförmiger Folien aus den perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung Verbünde mindestens zweier Scheiben mit einer verbindenden Zwischenschicht aus mindestens einer von Perforierungen freien, thermoplastischen, keilförmigen Kunststofffolie.
Verbundglasscheiben (VGS) werden heutzutage an vielen Orten, insbesondere im Fahrzeugbau, verwendet. Dabei umfasst der Begriff Fahrzeug unter anderem Straßenfahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe, landwirtschaftliche Maschinen oder auch Arbeitsgeräte.
Auch in anderen Bereichen werden Verbundglasscheiben verwendet. Hierzu zählen beispielsweise Gebäudeverglasungen oder Informationsdisplays, z.B. in Museen oder als Werbedisplays.
Dabei weist eine Verbundglasscheibe im Allgemeinen zwei Glasflächen oder Scheiben auf, die auf eine Zwischenschicht laminiert sind. Die Scheiben selbst können eine Krümmung aufweisen und sind in aller Regel von konstanter Dicke. Die Zwischenschicht weist in aller Regel ein thermoplastisches Material, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), einer vorbestimmten Dicke, z.B. 0,76 mm, auf.
Da die Verbundglasscheiben häufig in Bezug auf einen Betrachter geneigt sind, kommt es zu Doppelbildern. Diese Doppelbilder sind dadurch bedingt, dass einfallendes Licht in aller Regel nicht vollständig durch beide Scheiben tritt, sondern dass zumindest ein Teil des Lichtes reflektiert wird und erst danach durch die zweite Scheibe tritt.
Diese Doppelbilder sind insbesondere bei Dunkelheit wahrnehmbar, vor allem bei stark einstrahlenden Lichtquellen, wie z.B. die Scheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeugs.
Diese Doppelbilder sind extrem störend und ein Sicherheitsproblem.
Häufig werden Verbundglasscheiben auch als Head-Up-Display (HUD) zur Anzeige von Informationen verwendet. Dabei wird mittels einer Projektionsvorrichtung ein Bild auf die Verbundglasscheiben projiziert, um dem Betrachter eine Information in Sichtfeld einzublenden. Im Fahrzeugbereich wird die Projektionseinrichtung z.B. auf dem Armaturenbrett angeordnet, so dass das projizierte Bild auf der nächstliegenden Glasfläche der zum Betrachter hin geneigten Verbundglasscheibe in Richtung des Betrachters reflektiert wird (vgl. z.B. das europäische Patent EP 0 420 228 B1 oder die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2012 21 1 729 A1 ).
Hier tritt wiederum ein Teil des Lichts in die Verbundglasscheiben ein und wird nun z.B. an der inneren Grenzschicht der vom Betrachter aus gesehen weiter außen liegenden Glasfläche und der Zwischenschicht reflektiert und tritt anschließend versetzt aus der Verbundglasscheibe aus. Auch hier tritt ein ähnlicher Effekt, der Effekt der Geisterbilder, in Bezug auf das darzustellende Bild auf.
Eine reine klassische Kompensation von Geisterbildern führt dazu, dass eine Überkompensation für Doppelbilder in Transmission zu beobachten ist. Dies führt dazu, dass der jeweilige Betrachter irritiert wird oder im schlimmsten Fall eine Fehlinformation erhält. Bislang wird versucht dieses Problem dadurch zu lösen, dass die Oberflächen der Scheiben nicht mehr parallel, sondern in einem festen Winkel angeordnet werden. Dies wird zum Beispiel dadurch erreicht, dass die Zwischenschicht eine keilförmige Zwischenschicht mit kontinuierlich linear und/oder nichtlinear ansteigender und/oder abnehmender Dicke aufweist. Im Fahrzeugbau wird typischerweise die Dicke so variiert, dass am unteren Ende der Verbundglasscheibe hin zum Motorraum die kleinste Dicke vorgesehen ist, während die Dicke zum Dach hin ansteigt. Verbundglasscheiben dieser Art mit keilförmiger Zwischenschicht und die optischen Gesetze, auf denen sie beruhen, sind an sich bekannt und werden beispielsweise in den internationalen Patentanmeldungen WO 2015/134836 A1 , WO 2015/086234 A1 , WO 2015/086233 A1 und WO 2015/078989 A1 , den amerikanischen Patenten US 8,451 ,541 B2, US 7,060,343 B2, US 6,881 ,472 B2, US 6,636,370 B2, US 5,812,332 A und US 5,013,134, den europäischen Patentschriften EP 2 767 393 A1 , EP 2 017 237 A1 und EP 1 800 855 A1 oder den deutschen Offenlegungsschriften DE 10 2007 095 323 A1 , DE 196 1 1 483 A1 und DE 195 35 053 A1 beschrieben.
Der erforderliche Keilwinkelverlauf und das daraus resultierende Dickenprofil der Zwischenschicht muss für jede Scheibenform gesondert berechnet werden. Bislang wird das erfindungsgemäße Dickenprofil durch Verwendung einer entsprechenden Schlitzdüse bei der Extrusion der Folie, oder aber durch gezieltes in Form bringen der mit einem entsprechenden Temperaturprofil aufgeheizten Folie erreicht. Es ist aber auch möglich, durch nachträgliches Abtragen der Folie das gewünschte Dickenprofil zu erzeugen. Diese Methoden können auch kombiniert werden, indem beispielsweise das Dickenprofil in der einen Richtung durch eine entsprechende Schlitzdüse bei der Extrusion und in der anderen Richtung durch nachträgliches entsprechendes in Form bringen der Folie erzeugt wird.
Bei dieser Art der Herstellung treten jedoch Probleme auf.
Wenn die hergestellten Folienbahnen für die Lagerung und den Versand zu Rollen aufgewickelt werden, nehmen die Rollen eine zunehmend konische Form an, was bei der Handhabung und dem Transport der Rollen zu Schwierigkeiten führt. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es aus dem europäischen Patent EP 0 647 329 B1 bekannt, Folienbahnen herzustellen, die an beiden Rändern auf einer Breite von wenigstens 20 % der Bandbreite ein gleichmäßiges Dickenprofil und ein anschließendes keilförmige Dickenprofil aufweisen, dass sich jeweils bis zur Mitte der Folienbahn erstreckt. Diese nur im Mittelfeld keilförmig ausgebildeten Folienbahnen können dann auf herkömmliche zylindrische Kerne bis zu einer Länge von etwa 300 m aufgewickelt werden. Die Bahnen werden für die Weiterverarbeitung in der Mitte durchgetrennt, auf die gewünschte Form zugeschnitten und so mit den Einzelglasscheiben zusammengelegt, dass der keilförmigen Teil der Bahn im unteren Bereich der Windschutzscheibe liegt, indem das HU D-Sichtfenster angeordnet ist. Bei diesem Verfahren müssen aber die herausragenden Teile der Folien mit gleichmäßigem Dickenprofil entfernt werden und als unbrauchbarer Abfall entsorgt werden. Außerdem bereitet diese Art und Weise der Herstellung große Probleme bei der Herstellung variabler Dickenprofile in zwei lateralen Dimensionen.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Herstellung von keilförmigen Kunststofffolien als Zwischenschichten für Verbundglasscheiben zu finden, das präzise, hinsichtlich der Formgebung flexibel und materialsparend ist und keilförmige Kunststofffolien liefert, die auch in horizontal und vertikal gekrümmten Verbundglasscheiben, wie z.B. Panoramascheiben, Doppelbilder und Geisterbilder wirksam unterdrückt.
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch die Folien und das Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gegeben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind demnach perforierte, thermoplastische Kunststofffolien mit vorzugsweise mindestens zwei parallelen Kanten. Wobei zu beachten ist, dass die Kunststofffolien nachdem sie in Form gebracht sind, nicht zwingend parallele Kanten aufweisen. Die perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien sind über ihre gesamte Fläche hinweg von gleichmäßiger oder von im Wesentlichen gleicher Dicke.
Hier und im Folgenden bedeutet der Begriff »im Wesentlichen«, dass die betreffende Größe von dem exakten Wert in einem Maße abweicht, das das anwendungstechnische Profil nicht beeinflusst.
Vorzugsweise sind die perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien transparent. Als transparent im Sinne der Erfindung wird dann eine Kunststofffolie verstanden, die eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich >70 % aufweist. Für Kunststofffolien für den Fahrzeugbereich, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld eines Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise >5 %.
Bevorzugt sind die perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien farblos. Insbesondere sind sie klar.
Vorzugsweise werden als thermoplastische Kunststoffe Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyethylenterephthalat (PET), Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetalharz, Gießharze, Polyacrylate, fluorierte Ethylen-Propylen- Copolymerisate, Polyvinylfluorid, Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymerisate sowie Copolymere und Gemische davon verwendet, besonders bevorzugt werden Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polyurethan (PU) verwendet. Insbesondere wird PVB verwendet.
Die Dicke der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien kann breit variieren und richtet sich in erster Linie nach dem vorgegebenen Verwendungszweck.
Die perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien können durch eine oder auch durch mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien bevorzugt von 0,25 mm bis 2 mm und typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm beträgt.
Die Perforierung der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien wird jeweils von mindestens einem, insbesondere einem Rasterfeld aus einer Vielzahl von Aussparungen (Lochungen) gebildet. Das Rasterfeld erstreckt sich über einen Teil der gesamten Fläche oder über die gesamte Fläche der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien. Dabei sind die Lochungen derart angeordnet, dass in mindestens einer Richtung, vorzugsweise in Richtung der parallelen Kanten, ein Massegradient resultiert.
»Massegradient« bedeutet, dass aufgrund der Perforierung sich die Masse der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien in dieser Richtung ändert. Die Änderung kann linear, stufenförmig oder Form einer konkaven oder konvexen Kurve verlaufen.
Liegt nur ein solcher Massegradient vor, dann haben die perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien in Querrichtung, d.h. in der Richtung senkrecht zu den parallelen Kanten, eine gleichmäßige oder im Wesentlichen gleichmäßige Dicke.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien mindestens einen senkrecht oder in Wesentlichen senkrecht zu dem vorstehend beschriebenen Massegradienten verlaufenden Massegradienten auf. Anders gesagt, verläuft dieser mindestens zweite Massegradient jeweils quer oder im Wesentlichen quer zu den perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien. Der mindestens zweite Massegradient bedeutet, dass aufgrund der Perforierung sich die Masse der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien in dieser Richtung ändert. Die Änderung kann ebenfalls linear, stufenförmig oder in Form einer konkaven oder konvexen Kurve verlaufen.
In einer möglichen Ausführungsform der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie verläuft der Massegradient kurvenförmig, wobei die Größe der Aussparungen mindestens ein Kurvenminimum oder Kurvenmaximum zwischen zwei gegenüberliegenden Kanten der Kunststofffolie durchläuft. Bei Herstellung einer Verbundscheibe werden diese Extremwerte des Größenverlaufs vor Lamination der Scheibe so positioniert, dass sie innerhalb des als Head-Up-Display genutzten Bereichs der Scheibe liegen. Dabei können auch mehrere Kurvenminima oder Kurvenmaxima vorliegen, beispielsweise zwei Minima oder zwei Maxima, wobei je ein Minimum oder Maximum im Bereich eines HUD-Feldes liegt. Dies hat den Vorteil, dass im Bereich des Head-Up-Displays ein über die Größe der Aussparungen genau definierbarer Keilwinkel entsteht, der eine sehr exakte Kompensation von Ghostbildern ermöglicht. Besonders eine Kunststofffolie mit mehr als einem Maximum oder Minimum ist mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einfache Art und Weise mit genau definierbaren Keilwinkeln herstellbar. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.
Darüber hinaus ist es bei Windschutzscheiben mit jeweils einem (variablen oder konstanten) Keilwinkel in zwei laterale Richtungen möglich, HUD-Felder in Windschutzscheiben näher am sogenannten A-Holm der Karosserie zu platzieren. In der Regel weisen Windschutzscheiben in dieser Scheibenregion eine in Richtung des A-Holm verlaufende Biegung auf. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich sehr einfach eine Keilfolie erzeugen, die eine solche Biegung ausgleichen kann. Im Bereich des HUD-Feldes werden somit unerwünschte Verzerrungen oder Ghostbilder vermieden.
Die Lochungen in einem Rasterfeld können von unterschiedlicher oder von gleicher Größe sein. Dabei können sie von unterschiedlichem oder gleichem Umriss sein.
Der Umriss der Lochungen kann breit variieren und deshalb dem jeweiligen Verwendungszweck hervorragend angepasst werden. Vorzugsweise weisen die Lochungen einen kreisförmigen, einen ovalen oder einen elliptischen Umriss oder einen mindestens dreieckigen Umriss auf.
Beispiele geeigneter mindestens dreieckiger Umrisse sind dreieckige, viereckige, fünfeckige, sechseckige, siebeneckige, achteckige, neuneckige und zehneckige, vorzugsweise dreieckige und viereckige, Umrisse. Diese Umrisse können mindestens eine abgerundete Ecke und/oder Kante haben. Vorzugsweise sind diese Umrisse bzw. die entsprechenden Lochungen in der Richtung parallel oder im Wesentlichen parallel zu den parallelen Kanten der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien gestreckt.
Dreieckige oder trapezförmige Aussparungen (Lochungen) sind bevorzugt, da diese ein weites Spektrum von Keilwinkeln zugänglich machen. Trapezförmige Aussparungen sind besonders bevorzugt, da die spitz zulaufenden Ecken eines Dreiecks schwieriger zuzuschneiden sind als die stumpfen Eckwinkel eines Trapezes. Insbesondere ist mindestens eine der beiden parallelen Kanten des Trapezes abgerundet. Bevorzugt ist die längere der beiden parallelen Kanten des Trapezes abgerundet. Dadurch wird eine weitere Vereinfachung des Verfahrens bewerkstelligt, da einerseits die spitzen Winkel an der Basis des Trapezes wegfallen und somit der Zuschnitt erleichtert wird und andererseits das Schließen der Aussparung beim Laminiervorgang erleichtert wird. Die Wahl von Aussparungen mit einer trapezförmigen Grundform, die an der Basis des Trapezes tropfenförmig auslaufen, hat sich in Versuchen als besonders vorteilhaft erwiesen. Die tropfenförmige Form an der Basis des Trapezes ist vorteilhaft, da der bei Zufließen der Aussparung im Laminationsprozess das Material von beiden Seiten des Tropfens den gleichen Weg zurückzulegen hat. Dadurch ist ein sehr exaktes Zufließen der Lochung möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Lochungen in Form eines Schachbrettmusters über die perforierte thermoplastische Folie verteilt. Dies ist vorteilhaft, da das Material auf diese Weise gleichmäßig entfernt wird und so das Zufließen der Lochungen erleichtert wird. Außerdem ist zu beobachten, dass die perforierten thermoplastischen Folien selbst über eine höhere mechanische Stabilität verfügen wenn die Aussparungen in Form eines Schachbrettmusters angebracht sind. Diese erhöhte Stabilität ist vorteilhaft bei einem manuellen oder automatisierten Transport der perforierten Folien.
Bevorzugt variiert die Größe der einzelnen Aussparungen im Schachbrettmuster je nach gewünschtem Keilwinkel und Keilwinkelverlauf der späteren Keilfolie. Besonders bevorzugt steigt die Größe der Aussparungen in einer Richtung kontinuierlich oder diskontinuierlich an, wodurch die Richtung des entstehenden Keils der Keilfolie festgelegt wird.
Aufgrund ihrer vorteilhaften anwendungstechnischen Eigenschaften können die erfindungsgemäßen perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien zahlreichen Verwendungszwecken zugeführt werden. Insbesondere werden sie aber zur Herstellung von im Verbund von Perforierungen freien, keilförmigen Folien verwendet.
Auch diese von Perforierungen freien, keilförmigen Folien können aufgrund ihrer vorteilhaften anwendungstechnischen Eigenschaften, insbesondere was die Präzision ihrer Keilwinkel betrifft, zahlreichen Verwendungszwecken zugeführt werden. Insbesondere werden sie aber als Zwischenschicht zum haftfesten Verbinden zweier Scheiben zwecks Herstellung einer Verbundscheibe verwendet.
Die Scheiben können je nach ihrer Funktion opak oder transparent sein. Sie können aus Materialien, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Holz, Papier, Metall, Kunststoff und Glas sowie Gemischen und Verbunden dieser Materialien, aufgebaut sein. Besonders bevorzugt werden Glas und/oder Kunststoff als transparentes Material verwendet.
Die erste Scheibe und/oder die zweite Scheibe der transparenten Verbundscheibe enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas oder Kalk-Natron-Glas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon.
Die Dicke der transparenten Scheiben kann breit variieren und so hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 1 ,0 mm bis 25 mm, bevorzugt von 1 ,4 mm bis 5 mm für Fahrzeugglas und bevorzugt von 4 mm bis 25 mm für Möbel, Geräte und Gebäude, insbesondere für elektrische Heizkörper, verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die erste Scheibe und gegebenenfalls die zweite Scheibe weisen beispielsweise im Fahrzeugbau und Architekturbereich übliche Flächen von 200 cm2 bis zu 20 m2 auf.
Die transparente Scheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise hat die dreidimensionale Form keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden kann. Bevorzugt sind die Substrate planar oder leicht oder stark in einer Richtung oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen. Insbesondere werden planare Substrate verwendet. Die transparenten Scheiben können farblos oder gefärbt sein. Diese Verbundscheiben, insbesondere die Verbundglasscheiben, können hervorragend als bewegliches funktionales und/oder dekoratives Einzelstück und/oder als Einbauteil in Möbeln, Geräten und Gebäuden sowie in Fortbewegungsmitteln zur Fortbewegung auf dem Lande, in der Luft, oder zu Wasser, insbesondere aber in Kraftfahrzeugen, beispielsweise als bewegliche Heckscheibe und Seitenscheibe und/oder bewegliches Glasdach verwendet werden. Vorzugsweise sind die Verbundglasscheiben als Windschutzscheiben ausgeführt.
Erfindungsgemäß werden die von Perforierungen freien, keilförmigen Folien durch ein Verfahren hergestellt, bei dem man in einem ersten Verfahrensschritt den mindestens einen Massegradienten, der zur Erzeugung einer von Perforierungen freien, keilförmigen Folie mit mindestens einem gewünschten Keilwinkel aus einer perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie berechnet. Computerprogramme, mit denen solche Berechnungen routinemäßig durchgeführt werden können, sind bekannt.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird das Rasterfeld der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie mit den Lochungen, das für die Erzeugung des gewünschten mindestens einen Massegradienten erforderlich ist, berechnet. Auch hierfür stehen Computerprogramme, mit denen solche Berechnungen routinemäßig durchgeführt werden können, zur Verfügung.
In einem dritten Verfahrensschritt wird das berechnete Rasterfeld mit den Lochungen aus einer thermoplastischen Kunststofffolie mit einer über ihre gesamte Fläche hinweg gleichmäßigen Dicke angebracht. In dieser Weise werden die vorstehend beschriebenen, jeweils gewünschten, perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien erhalten. Die Aussparungen (Lochungen) können beispielsweise durch Schneiden oder Ausstanzen oder auch jedes andere dem Fachmann bekannte Verfahren zur Erzeugung von Aussparungen hergestellt werden.
In einem vierten Verfahrensschritte werden die perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien auf die jeweils gewünschten Größen zugeschnitten und in einem fünften Verfahrensschritt jeweils zwischen zwei Scheiben platziert. Die beiden Verfahrensschritte drei und vier können auch in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden.
In einem sechsten Verfahrensschritt werden die zugeschnittenen, perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien zwischen jeweils zwei Scheiben heiß verpresst. Dabei werden die Lochungen durch den fließenden Kunststoff geschlossen und es bilden sich die gewünschten, von Perforierungen freien, keilförmigen Folien mit mindestens einem gewünschten Keilwinkel.
Die in dem fünften Verfahrensschritt verwendeten Scheiben können eine antihaftende Oberfläche aufweisen, so dass nach dem sechsten Verfahrensschritt die zugeschnittenen keilförmigen Folien zur weiteren Verwendung entnommen, gelagert und transportiert werden können. In diesem Fall kann das Material der Scheiben beliebig aus der Gruppe, bestehend aus Holz, Papier, Metall, Kunststoff und Glas sowie Gemischen und Verbunden dieser Materialien, ausgewählt werden.
Erfindungsgemäß ist es jedoch bevorzugt, dass die Scheiben keine antihaftenden Oberflächen aufweisen, so dass die von Perforierungen freien, keilförmigen Folien die beiden Scheiben haftfest zu Verbundscheiben, wie sie vorstehend beispielhaft beschrieben werden, verbinden. In diesem Fall enthalten die Scheiben Glas oder Kunststoff. Die keilförmige Folie und die beiden Einzelscheiben sind bevorzugt transparent und weisen besonders bevorzugt eine Transmission von mindestens 70% im sichtbaren Bereich des Spektrums auf. Das Material der Einzelscheiben ist bevorzugt aus der Gruppe, bestehend aus Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemischen davon, ausgewählt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus eine Verbundscheibe erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Verbundscheibe umfasst mindestens zwei Einzelscheiben enthaltend Glas oder Kunststoff sowie mindestens eine keilförmige Folie. Zur Herstellung der Verbundscheibe wird bevorzugt zunächst ein Rasterfeld von Aussparungen (Lochungen) gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer thermoplastischen Kunststofffolie angebracht, so dass eine perforierte, thermoplastische Kunststofffolie entsteht. Die perforierte Kunststofffolie weist dabei erfindungsgemäß in mindestens einer Richtung zwischen zwei gegenüberliegenden Kanten einen Massegradienten auf. Die perforierte thermoplastische Kunststofffolie wird daraufhin auf die gewünschte Größe zugeschnitten und zwischen den Einzelscheiben platziert, wobei die Reihenfolge dieser beiden Schritte beliebig ist. Anschließend wird der Schichtstapel aus thermoplastischer Kunststofffolie und Scheiben zu einer Verbundscheibe laminiert.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe lässt sich für den Fachmann in einfacher Art und Weise von Verbundscheiben nach dem Stand der Technik unterscheiden, da die Perforationen der Kunststofffolie im Produkt schwach sichtbar bleiben, auch nachdem die Folie im Laminationsprozess verschmolzen wurde. Wird eine starke Lichtquelle auf die Kante der Verbundscheibe gerichtet, so sind die Perforationen der Kunststofffolie selbst nach Lamination bei näherer Betrachtung erkennbar. Für den Endverbraucher ist dies nicht störend, da die Kante der Verbundscheibe nach Einbau im Fahrzeug eingefasst ist und von dieser Seite somit kein Licht einstrahlt. Bei Einstrahlung von Licht durch die Scheibe hindurch sind die vormaligen Perforationen nach Lamination nicht mehr erkennbar, wodurch eine Beeinträchtigung des Sichtkomforts vermieden wird.
In einer möglichen Ausführungsform verläuft der Keilwinkel kurvenförmig zwischen den den A-Holmen benachbarten Scheibenkanten. Dabei wird eine perforierte thermoplastische Folie eingesetzt, bei der die Größe der Aussparungen mindestens ein Kurvenminimum oder Kurvenmaximum zwischen zwei gegenüberliegenden Kanten der Kunststofffolie durchläuft, wie bereits für die erfindungsgemäße perforierte Kunststofffolie beschrieben. Bevorzugt entsprechen diese beiden gegenüberliegenden Kanten den zu den A-Holmen der Verbundscheibe benachbarten Scheibenkanten. Zwischen Motorkante und Dachkante verläuft dabei bevorzugt ebenfalls ein Keilwinkel. Dadurch wird ein bidirektionaler Keilwinkel erhalten. Derartige Keilwinkelverläufe sind beispielsweise in WO2015086233 beschrieben und lassen sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen thermoplastischen Kunststofffolie einfach und wirtschaftlich herstellen.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe weist bevorzugt eine Zwischenschicht mit einem Keilwinkel von 0,1 mrad bis 1 mrad, besonders bevorzugt 0,3 mrad bis 1 mrad, insbesondere 0,75 mrad bis 1 mrad, beispielsweise 0,75 mrad bis 0,8 mrad auf. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren macht demnach auch derartig große Keilwinkel von über 0,75 mrad zugänglich, während bekannte kommerziell erhältliche Keilfolien maximale Keilwinkel von 0,70 bis 0,73 mrad aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Verbundscheibe handelt es sich um die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Alternativ handelt es sich um die Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs. Sofern die Scheibe eine Seitenscheibe betrifft, handelt es sich bei der im Folgenden als Motorkante bezeichneten Kante der Scheibe um die im Einbauzustand an der Türkante liegenden Seite der Scheibe. Die Dachkante der Scheibe entspricht hingegen bei einer Seitenscheibe der dem A-Holm des Fahrzeugs benachbarten Kante der Verbundscheibe. Der Begriff A-Holm ist dem Fachmann wohlbekannt und bezeichnet im Fahrzeugbereich die feststehende zwischen Windschutzscheibe und Seitenscheibe befindliche Karosseriesäule.
Bevorzugt haben die Lochungen eine Breite von maximal 10 mm, bevorzugt maximal 6 mm, beispielsweise 5,2 mm oder kleiner. Die Breite der Lochungen ist dabei als die maximale Abmessung einer einzelnen Aussparung, gemessen in Richtung einer in der Mitte der Motorkante an diese angelegte Tangente, definiert.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe wird hergestellt, indem die perforierte Kunststofffolie so zwischen den Scheiben eingelegt wird, dass der mindestens eine Massegradient der perforierten thermoplastischen Kunststofffolie zwischen Dachkante und Motorkante der Verbundscheibe, bezogen auf den Einbauzustand in einem Kraftfahrzeug, verläuft. Der Massenanteil der Kunststofffolie in Nachbarschaft zur Motorkante der Scheibe ist dabei bevorzugt geringer als der benachbart zur Dachkante befindliche Anteil der Kunststofffolie. Als Motorkante wird in diesem Sinne die, nach Montage in einer Fahrzeugkarosserie, dem Motorraum zugewandte Kante der Verbundscheibe bezeichnet, während die gegenüberliegende Dachkante an den Dachhimmel des Fahrzeugs grenzt.
Bevorzugt ist das Rasterfeld mit Lochungen nur im unteren, der Motorkante benachbarten, Bereich der Verbundscheibe angebracht und erstreckt sich von der Motorkante aus bis zu einer Scheibenhöhe von maximal 75% der Gesamtscheibenhöhe, besonders bevorzugt bis zu einer Scheibenhöhe von maximal 50% der Gesamtscheibenhöhe, insbesondere 40% der Gesamtscheibenhöhe.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Verbundscheibe unter Verwendung einer thermoplastischen perforierten Kunststofffolie mit Aussparungen von trapezförmiger Grundform hergestellt. Die beiden zueinander parallelen Seiten der Trapeze sind vor Lamination der Verbundscheibe im Wesentlichen parallel zur Dachkante bzw. Motorkante der späteren Verbundscheibe ausgerichtet. Bevorzugt ist der Abstand der längeren der beiden parallelen Seiten des Trapezes zur Motorkante geringer als der Abstand der kürzeren der beiden parallelen Seiten des Trapezes zur Motorkante. Die längere der parallelen Seiten des Trapezes ist somit in Richtung der Motorkante orientiert. Eine oder mehrere Kanten der trapezförmigen Grundform sind bevorzugt abgerundet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform verfügt die längere der beiden parallelen Seiten des Trapezes über eine tropfenförmige Ausbuchtung. Diese trapezförmigen Aussparungen mit tropfenförmiger Ausbuchtung an der Basis des Trapezes sind in Form eines Schachbrettmusters über die perforierte thermoplastische Folie verteilt. Die Fläche der einzelnen Aussparungen steigt dabei bevorzugt von der Dachkante der späteren Verbundscheibe zur Motorkante der Verbundscheibe an, so dass benachbart zur Motorkante mehr Material entfernt wird als in Nachbarschaft zur Dachkante. Wie bereits erwähnt ist dies vorteilhaft im Hinblick auf ein exaktes Ausschneiden der Aussparungen, ein gutes Zufließen der Aussparungen und eine kontinuierliche keilförmige Materialverteilung im Laminationsprozess.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend näher erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen und Konfigurationen, sondern auch in anderen Kombinationen und Konfigurationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter nicht maßstäblicher Darstellung:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie 1 ;
Figur 2 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie 1 ;
Figur 3 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform einer perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie 1 ;
Figur 4 eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform einer perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie 1 ;
Figur 5 eine Draufsicht auf eine fünfte Ausführungsform einer perforierten thermoplastischen Kunststofffolie 1 ;
Figur 6 einen Querschnitt durch eine Verbundscheibe 7 mit keilförmiger Folie; Figur 7 Einzelscheiben 7.1 , 7.2 und perforierte thermoplastische Kunststofffolie 1 der Verbundscheibe 7 als Windschutzscheibe vor Lamination.
In den Figuren 1 bis 7 haben die Bezugszeichen die folgende Bedeutung:
1 perforierte, thermoplastische Kunststofffolie
1 .1 Oberfläche der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie 1
1 .2 parallele Seitenkanten der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie 1
2 Perforierung
3 Rasterfeld
4 Aussparung, Lochung
5 Massegradient
5.1 , 5.2 Massegradient senkrecht zum Massegradienten 5
6 von Perforierungen freie, keilförmige Folie
7 Verbundscheibe
7.1 , 7.2 Einzelscheiben der Verbundscheibe 7
8 Keilwinkel
9 erster Bereich
10 zweiter Bereich
1 1 dritter Bereich
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Figuren 1 bis 5
Die Figuren 1 bis 5 zeigen Draufsichten auf fünf Ausführungsformen von perforierten, thermoplastischen Polyvinylbutyral-Folien 1 . Die Polyvinylbutyral-Folien 1 wiesen eine Abmessung von 300 mm mal 300 mm und eine gleichmäßige Dicke von 0,7 mm auf. Ihre Oberfläche 1 .1 war gleichmäßig glatt. Sie hatten zwei parallele Kanten 1.2. Bei den in Figuren 1 bis 5 gezeigten Ausführungsformen des Rasterfeldes handelt es sich um quadratische Muster der oben genannten quadratischen Abmessung. Dabei wurde die gute Ausführbarkeit der gezeigten Lochmuster bewiesen. Danach wurde das Muster auf Windschutzscheiben und Seitenscheiben übertragen, wobei in diesem Fall nur ein Teil der Scheibe ein Rasterfeld aufweist und in einem anderen Teil keine Aussparungen angebracht sind. Figur 7 zeigt eine solche Windschutzscheibe mit Rasterfeld. Die Figur 1 wies als Perforierung 2 ein Rasterfeld 3 mit runden Lochungen 4 auf. Der längs der parallelen Kanten 1 .2 verlaufende Massegradient wurde dadurch eingestellt, dass die lichten Weiten der runden Lochungen 4 in jeweils einer Spalte des Rasterfeldes 3 immer kleiner wurden.
Die Perforierung 2 der Figur 2 entsprach im Wesentlichen der Figur 1 mit dem Unterschied, dass außer dem Massegradienten 5 noch zwei senkrecht hierzu angeordnete Massegradienten 5.1 an 5.2 vorhanden waren. Diese wurden eingestellt, indem in jeder Zeile des Rasterfeldes 3 die lichten Weiten der Lochungen 4 zunächst immer kleiner wurden, um dann zur Kante 1 .2 hin wieder zu anzusteigen.
Die Perforierung 2 der Figur 3 wies ein komplexes Rasterfeld 3 mit gleichgroßen runden Lochungen 4 auf, die indes nicht in einem regelmäßigen Raster angeordnet waren. So waren die Lochungen 4 längs einer Kante 1 .2 in einer geraden Linie angeordnet, wogegen die Mehrzahl der Lochungen 4 in nach oben abnehmender Anzahl, äquidistant in horizontaler Richtung angeordnet waren. Der Massegradient 5 wurde durch eine verhältnismäßig große Fläche ohne Lochungen 4 eingestellt.
Die Figur 4 wies eine Perforierung 2 mit einem Rasterfeld 3 auf, das aus lang gestreckten, gleich ausgerichteten, parallel zu den Seitenkanten 1 .2 angeordneten Dreiecken 4 bestand. Der Massegradient 5 ergab sich aus dieser Anordnung.
Die Figur 5 wies eine Perforierung 2 mit einem Rasterfeld 3 auf, das von lang gestreckten, gleich ausgerichteten, parallel zu den Seitenkanten 1 .2 angeordneten,„krawattenförmigen" Lochungen 4 gebildet wurde. Die Lochungen 4 konnten auch als lang gestreckte Trapeze, bei denen die längere der beiden parallelen Kanten abgerundet war, aufgefasst werden. Die Lochungen 4 waren auf kurzen Strecken ineinander geschachtelt. Der Massegradient 5 resultierte daraus, dass die lichte Weite der Lochungen 4 in den Spalten des Rasterfeldes 3 kleiner wurde, wogegen sie in den Zeilen gleich blieb. Figur 5 ist ein Beispiel dafür, dass die Reihen von Lochungen (2,3,4) zueinander versetzt sind.
Figur 6
Die Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch eine Verbundglasscheibe 7. Die Einzelscheiben 7.1 und 7.2 aus Floatglas wiesen eine Fläche von 1 m2 auf und waren 1 ,4 mm dick. Sie waren durch eine von Perforierungen freie, keilförmige Polyvinylbutyral-Folie 6 haftfest verbunden. Der Keilwinkel 8 war 0,75 mrad.
Die von Perforierungen freie, keilförmige Polyvinylbutyral-Folie 6 wurde jeweils durch Heißpressen der entsprechend berechneten und hergestellten perforierten, thermoplastischen Polyvinylbutyral-Folien gemäß den Figuren 1 bis 5 hergestellt.
Es erwies sich als ein ganz besonderer Vorteil, dass durch dieses Verfahren der Keilwinkel besonders präzise eingestellt werden konnte.
Figur 7
Figur 7 zeigt eine Draufsicht der Verbundscheibe 7 aus Figur 6 vor Lamination. Die Verbundscheibe 7 entspricht nach Lamination einer Windschutzscheibe. Zwischen den beiden Einzelscheiben 7.1 , 7.2 der Verbundscheibe ist eine perforierte thermoplastische Kunststofffolie 1 eingelegt. Die in der perforierten Folie 1 gezeigten Lochungen 4 sind nicht maßstabsgetreu. Es soll lediglich eine beispielhafte Verteilung und ein Größenverlauf der Lochungen gezeigt werden. Das Verhältnis des mittels Lochungen entfernten Folienmaterials zu dem noch vorhandenen Folienmaterial ist ebenfalls nicht maßstabsgetreu. Die perforierte Folie 1 verfügt dabei über drei verschiedene Bereiche, in denen sich der Anteil des durch Lochungen 4 entfernten Materials unterscheidet. Der zweite Bereich liegt dabei zwischen dem ersten Bereich und dem dritten Bereich. Im ersten Bereich 9, der benachbart zur Motorkante der Verbundscheibe 7 liegt, sind Lochungen 4 in Form eines gleichmäßigen Rasters angebracht, wobei die Fläche der Lochungen innerhalb des ersten Bereichs 9 konstant ist. Die Lochungen 4 sind in Form von Reihen angebracht, die beispielsweise parallel zur Motorkante verlaufen können. Der zweite Bereich 10 grenzt unmittelbar an den ersten Bereich 9 an und verfügt ebenfalls über in Reihen angeordnete Lochungen 4. Eine von der Motorkante aus betrachtet erste Reihe von Lochungen 4 innerhalb des zweiten Bereichs 10 grenzt dabei an den ersten Bereich 9. Die Lochungen dieser ersten Reihe des zweiten Bereichs 10 entsprechen in ihrer Größe der Größe der Lochungen 4 im ersten Bereich. Im weiteren Verlauf nimmt die Größe der Lochungen 4 im zweiten Bereich 10 in Richtung der Dachkante der Verbundscheibe 7 ab, bevorzugt kontinuierlich ab. Im dritten Bereich 1 1 befinden sich keine Lochungen. Der Größenverlauf der Lochungen gemäß Figur 7 ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise nach Lamination der Anordnung auf einfache Weise eine Verbundscheibe mit Keilfolie erzeugt werden kann. Zur Erzeugung des Keils ist es notwendig im unteren, der Motorkante benachbarten, ersten Bereich einen größeren Anteil des Materials zu entfernen. Im oberen, der Dachkante benachbarten, dritten Bereich sind keine Lochungen erforderlich, da dieser Bereich üblicherweise nicht als HUD-Feld genutzt wird und somit hier kein Keilverlauf der Folie notwendig ist. Der zwischen erstem und drittem Bereich liegende zweite Bereich dient als Übergangsbereich zwischen diesen, in dem die Folie nach Lamination einen Keilverlauf, bevorzugt einen kontinuierlichen Keilverlauf zwischen erstem und drittem Bereich zeigt. Ein HUD-Feld wird bevorzugt innerhalb dieses zweiten Bereichs positioniert, da der dort vorliegende Keilverlauf besonders geeignet ist zur Kompensation von Ghostbildern. Die in Figur 7 gezeigten Lochungen 4 sind beispielhaft in Form von kreisförmigen Aussparungen dargestellt. Diese können jedoch ebenso jede beliebige im Rahmen dieser Erfindung offenbarte Form annehmen. Bevorzugt weisen die Lochungen die bereits beschriebene trapenzförmige Grundform auf, wobei die längere der beiden parallelen Kanten des Trapezes abgerundet ist. Des Weiteren kann zusätzlich zu dem in Figur 7 beschriebenen ersten Massegradienten ein weiterer zweiter Massegradient zwischen den Seitenkanten der Verbundscheibe im Wesentlichen senkrecht zum ersten Massegradienten verlaufen.

Claims

Patentansprüche
1 . Perforierte, thermoplastische Kunststofffolien (1 ) von über ihre gesamte Fläche (1 .1 ) hinweg gleichmäßiger Dicke, geeignet zur Verwendung als Zwischenschicht einer Verbundscheibe, worin die Perforierung (2) von mindestens einem Rasterfeld (3) aus einer Vielzahl von Lochungen (4) gebildet ist, das sich über einen Teil der gesamten Fläche (1 .1 ) oder über die gesamte Fläche (1 .1 ) hinweg erstreckt, wobei die Lochungen (4) derart angeordnet sind, dass in mindestens einer Richtung in den Kunststofffolien (1 ) ein Massegradient (5) resultiert.
2. Kunststofffolien (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen senkrecht zu dem Massegradienten (5) verlaufenden Massegradienten (5.1 , 5.2, .... 5.n) mit n = eine ganze Zahl >2 aufweist.
3. Kunststofffolien (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochungen (4) in einem Rasterfeld (3) von unterschiedlicher oder von gleicher Größe sind.
4. Kunststofffolien (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochungen (4) in einem Rasterfeld (3) von unterschiedlichem oder gleichem Umriss sind und die Reihen von Lochungen (4) zueinander versetzt sind.
5. Kunststofffolien (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochungen (4) mindestens einen kreisförmigen, einen ovalen, einen elliptischen Umriss oder eine Kombination davon oder einen mindestens dreieckigen Umriss aufweisen.
6. Kunststofffolien (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens dreieckigen Lochungen (4) mindestens eine abgerundete Ecke und/oder Kante haben.
7. Kunststofffolien (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochungen (4) in Form eines Schachbrettmusters angeordnet sind.
8. Verwendung der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung von Perforierungen freien, keilförmigen Folien (6).
9. Verwendung nach Anspruch 8, wobei die von Perforierungen freien, keilförmigen Folien (6) als Zwischenschicht zum haftfesten Verbinden zweier Scheiben (7.1 ) und (7.2) zwecks Herstellung einer Verbundscheibe (7) dienen.
10. Verfahren zur Herstellung von Perforierungen freien, keilförmigen Folien (6), umfassend die Verfahrensschritte
(A) Berechnung des mindestens einen Massegradienten (5, 5.1 , 5.2 .... 5n), worin n die vorstehend angegebene Bedeutung hat, der zur Erzeugung einer von Perforierungen freien, keilförmigen Folie (6) mit mindestens einem gewünschten Keilwinkel (8) aus einer perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 erforderlich ist,
(B) Berechnung des Rasterfeldes (3) mit Lochungen (4) der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie (1 ), das für die Erzeugung des gewünschten mindestens einen Massegradienten (5, 5.1 , 5.2 .... 5n), worin n die vorstehend angegebene Bedeutung hat, erforderlich ist, und
(C) Anbringen des berechneten Rasterfeldes (3) mit den Lochungen (4) aus einer thermoplastischen Kunststofffolie mit einer über die gesamte Fläche hinweg gleichmäßigen Dicke und Erhalt der gewünschten perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie
(D) Zuschneiden der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie (1 ) auf die gewünschte Größe,
(E) Platzieren der zugeschnittenen, perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie (1 ) zwischen zwei Einzelscheiben (7.1 ) und (7.2) und
(F) Heißverpressen der zugeschnittenen, perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie (1 ) zwischen den beiden Scheiben (7.1 ) und (7.2) unter Bildung einer von Perforierungen freien, keilförmigen Folie (6) mit mindestens einem gewünschten Keilwinkel (8).
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die im Verfahrensschritt (E) verwendeten Einzelscheiben (7.1 ) und (7.2) eine antihaftende Oberfläche aufweisen und dass nach dem Verfahrensschritt (F) die zugeschnittenen, keilförmigen Folien (6) zur weiteren Verwendung entnommen und gelagert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Verfahrensschritten (D) und (F) verwendeten Einzelscheiben (7.1 ) und (7.2) keine antihaftenden Oberflächen aufweisen, so dass die keilförmige Folie (6) die beiden Scheiben (7.1 ) und (7.2) als Zwischenschicht (6) unter Bildung einer Verbundscheibe (7) haftfest verbindet und die Scheiben (7.1 , 7.2) Glas oder Kunststoff umfassen.
13. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolien (1 ) aus der Gruppe, bestehend aus Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU), und/oder Copolymerisaten und Gemischen hiervon, ausgewählt wird.
14. Verbundscheibe vor der Lamination erhältlich nach dem Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochungen (4) der perforierten, thermoplastischen Kunststofffolie (1 ) vor Heißverpressen (F) eine trapezförmige Grundform mit einer tropfenförmigen Ausbuchtung an der Basis des Trapezes aufweisen.
15. Verbundscheibe vor der Lamination nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor Heißverpressen (F) der Einzelscheiben (7.1 , 7.2) die Fläche der einzelnen Lochungen (4) kontinuierlich oder diskontinuierlich von mindestens einer der Kanten der Verbundscheibe in Richtung der gegenüberliegenden Kante der Verbundscheibe zunimmt.
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