WO2019166209A1 - Verbundscheibe mit funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen eigenschaften - Google Patents

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Michael Labrot
Florian Manz
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Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Definitions

  • the invention relates to a composite disk with a functional element with electrically controllable optical properties, a process for their preparation and their use.
  • composite panels with electrically controllable functional elements are often used for sun protection or for visual protection.
  • Laminated disks with electrically controllable functional elements are known as such.
  • the optical properties of the functional elements can be changed by an applied electrical voltage.
  • An example of such functional elements are SPD functional elements (suspended particle device), which are known, for example, from EP 0876608 B1 and WO 201 1033313 A1.
  • the applied voltage can be used to control the transmission of visible light through SPD functional elements.
  • Another example is PDLC functional elements (polymer dispersed liquid crystai), which are known for example from DE 102008026339 A1.
  • the active layer contains liquid crystals, which are embedded in a polymer matrix. When no voltage is applied, the liquid crystals are disordered, resulting in a strong scattering of light passing through the active layer.
  • the liquid crystals align in a common direction and the transmission of light through the active layer is increased.
  • the PDLC functional element works less by reducing the overall transmittance than by increasing the spread, which prevents the screen from looking through or provides glare protection.
  • a multi-layer glazing for use as a vehicle window which comprises two panes, which are connected to each other by at least three layers of intermediate material, and an infrared radiation disposed between the panes, wherein in the composite pane an electrically controllable functional element is arranged in a recess region in the third layer of the intermediate layer material and the third layer of the intermediate layer material between the first and the second layer of the intermediate layer material is arranged.
  • WO 2014/1355467 A1 discloses a roof panel comprising an outer pane and an inner pane, which are connected by three thermoplastic layers and a LC element (liquid crystal element), which is arranged in a recess region of the middle thermoplastic layer, wherein the inner pane on the to the vehicle interior side facing the emission of long-wave heat radiation reducing coating (low-E coating) has.
  • LC element liquid crystal element
  • the composite pane according to the invention comprises at least:
  • a functional element with electrically controllable optical properties which is arranged between the first intermediate layer and the second intermediate layer as viewed completely within the recess area and substantially in a different plane than the third intermediate layer,
  • the third intermediate layer is disposed between the first disc and the first intermediate layer, the thickness of the third intermediate layer substantially corresponds to the thickness of the functional element, and the first intermediate layer is disposed in sections in the recess region of the third intermediate layer.
  • Substantially in another level means that at least 80%, preferably at least 85%, more preferably at least 90%, most preferably at least 95% of the functional element is arranged in a different plane than the third intermediate layer. In one embodiment, the functional element is arranged completely in a different plane than the third intermediate layer.
  • a further aspect of the invention relates to a composite pane according to the invention comprising at least
  • a functional element with electrically controllable optical properties which is arranged between the first intermediate layer and the second intermediate layer in the region of the orthogonal projection of the recess area with respect to the first pane,
  • the third intermediate layer is disposed between the first disc and the first intermediate layer, the thickness of the third intermediate layer substantially corresponds to the thickness of the functional element, and the first intermediate layer is disposed in sections in the recess region of the third intermediate layer.
  • the first disk and the second disk are over at least three intermediate layers, i. at least via a first intermediate layer, a second intermediate layer and a third intermediate layer, connected to one another.
  • the third intermediate layer has a recess area, it is thus formed like a frame.
  • the functional element with electrically controllable optical properties is arranged completely in the recess region and substantially in a different plane than the third intermediate layer. This means that the functional element is arranged in the area in the region of the orthogonal projection of the recess area with respect to the first pane. Since the second disc and the second intermediate layer are arranged parallel to the first disc, the functional element is thus also in the region of the orthogonal projection of the
  • Recess area with respect to the first disc, the orthogonal projection of the The recessed area with respect to the second disc and the area of the orthogonal projection of the recessed area with respect to the second intermediate layer are congruent because the first disc, the second disc and the second intermediate layer are arranged in parallel with each other.
  • the visible in view through the first and second disc side edges of the functional element are preferably arranged substantially congruent to the edges of the recess portion of the third intermediate layer.
  • the thickness of the third intermediate layer essentially corresponds to the thickness of the functional element. This means, in particular, that the thickness of the third intermediate layer corresponds to the thickness of the functional element or deviates at most by 15%, preferably at most by 10%, particularly preferably at most by 5% from the thickness of the functional element.
  • the first, second and third intermediate layers may each be formed by, for example, a single thermoplastic polymeric film.
  • An intermediate layer may also be formed as a two-layer, three-layer or multi-layer film stack, the individual films having the same or different properties.
  • the first intermediate layer, the second intermediate layer and the third intermediate layer independently of one another preferably contain at least polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and / or polyurethane (PU), particularly preferably polyvinyl butyral (PVB).
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PU polyurethane
  • the intermediate layers can also be tinted or colored independently of each other.
  • the intermediate layers independently of one another contain at least 60% by weight, preferably at least 70% by weight, particularly preferably at least 90% by weight and in particular at least 97% by weight polyvinyl butyral.
  • each intermediate layer is independently of one another preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm, for example 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the thickness of the third intermediate layer corresponds exactly to the thickness of the functional element or is smaller by 0.01 mm to 0.05 mm, for example 0.02 mm, than the thickness of the functional element.
  • the thickness of the functional element may be 0.4 mm and the thickness of the third intermediate layer 0.38 mm.
  • the functional element is enclosed only by the first intermediate layer and the second intermediate layer, i. it does not interfere with the functional element as in a prior art composite disc three intermediate layers.
  • the first intermediate layer is received in sections in the recess area of the third intermediate layer.
  • the sectionwise recording of the first intermediate layer in the recess region of the third intermediate layer means that not all of the first intermediate layer is received in the recess region, but only a portion of the first intermediate layer.
  • the dimensions of the recess area in the third intermediate layer i.
  • the length and width of the recess area in the third intermediate layer essentially correspond to the dimensions of the functional element. This means, in particular, that the dimensions of the recess region deviate a maximum of 0.5%, preferably a maximum of 0.2%, from the dimensions of the functional element.
  • the thickness of the first intermediate layer corresponds at least to the thickness of the functional element, particularly preferably the thickness of the first intermediate layer is greater than the thickness of the functional element.
  • the functional element is 0.40 mm thick and the first intermediate layer is 0.76 mm thick.
  • the functional element is substantially in a different plane than the third intermediate layer and thus substantially outside the recess region of third intermediate layer arranged.
  • Substantially outside the recess area means that at least 80%, preferably at least 85%, more preferably at least 90%, most preferably at least 95% of the functional element are arranged outside the recess area.
  • the functional element is 0.40 mm thick and the first intermediate layer is 0.38 mm thick. In this case, the functional element protrudes 0.02 mm, ie 5% into the recess area in the third intermediate layer.
  • the functional element does not protrude into the recess area in the third intermediate layer, the functional element is thus arranged completely outside the recess area of the third intermediate layer.
  • the first intermediate layer has a thickness of 50 m (microns) or 100 pm.
  • the composite pane can be, for example, the roof pane or the windshield of a vehicle or another vehicle glazing, for example a separating disk in a vehicle, preferably in a rail vehicle or a bus.
  • the composite pane may be architectural glazing, for example in an exterior facade of a building or a partition inside a building.
  • first disc and second disc arbitrarily describe two different discs.
  • first disk may be an outer disk and the second disk may be an inner disk or, alternatively, the first disk may be an inner disk and the second disk may be an outer disk.
  • the interior pane (vehicle interior) facing the pane is referred to as interior pane in the sense of the invention.
  • the outer pane the outer environment facing disc is called. The invention is not limited thereto.
  • the first pane and the second pane are permanently connected to one another stably by lamination.
  • the first intermediate layer, the second intermediate layer and the third intermediate layer usually have the same outer dimensions as the first disc and the second disc.
  • the composite pane according to the invention contains a functional element with electrically controllable optical properties, which is arranged at least in sections between the first intermediate layer and the second intermediate layer.
  • the functional element is preferably foil-like.
  • electrically controllable optical properties are to be understood as meaning those properties which are infinitely variable, but equally also those which can be switched between two or more discrete states.
  • the electrical control of the optical properties of the functional element for example, by means of switches, rotary or slide controls, which are integrated in the fittings of the vehicle.
  • a control button may be integrated in the composite pane, for example a capacitive button.
  • the optical properties of the functional element can be controlled by non-contact methods, for example by the detection of gestures, or depending on the state of the pupil or eyelid detected by a camera and suitable evaluation electronics.
  • the optical properties of the functional element can be controlled by sensors which detect, for example, a light incident on the pane.
  • the intermediate layers independently of one another contain at least 3% by weight, preferably at least 5% by weight, more preferably at least 20% by weight, even more preferably at least 30% by weight and in particular at least 40% by weight.
  • a plasticizer preferably contains or consists of triethylene glycol bis (2-ethylhexanoate).
  • Plasticizers are chemicals that make plastics softer, more flexible, smoother and / or more elastic. They shift the thermo-elastic range of plastics to lower temperatures, so that the plastics have the desired elastic properties in the range of the application temperature.
  • Further preferred plasticizers are carboxylic acid esters, in particular low-volatility Carboxylic esters, fats, oils, soft resins and camphor.
  • Other plasticizers are preferably aliphatic diesters of tri- or tetraethylene glycol. Particularly preferred plasticizers used are 3G7, 3G8 or 4G7, where the first digit is the number of the ethylene glycol units and the last digit is the number of carbon atoms in the
  • 3G8 stands for triethylene glycol bis (2-ethylhexanoate), i. for a compound of formula C4H9CH (CH2CH3) CO
  • the controllable functional element typically comprises an active layer between two surface electrodes.
  • the active layer has the controllable optical properties that can be controlled via the voltage applied to the surface electrodes.
  • the area electrodes and the active layer are typically arranged substantially parallel to the surfaces of the first disc and the second disc.
  • connection cables for example foil conductors, which are optionally connected to the surface electrodes via so-called bus bars, for example strips of an electrically conductive material or electrically conductive imprints.
  • the surface electrodes are preferably designed as transparent, electrically conductive layers.
  • the surface electrodes preferably contain at least one metal, a metal alloy or a transparent conducting oxide (TCO).
  • the surface electrodes may contain, for example, silver, gold, copper, nickel, chromium, tungsten, indium tin oxide (ITO), gallium-doped or aluminum-doped zinc oxide and / or fluorine-doped or antimony-doped tin oxide.
  • the surface electrodes preferably have a thickness of 10 nm to 2 pm, more preferably from 20 nm to 1 pm (microns), most preferably from 30 nm to 500 nm.
  • the functional element may comprise further layers known per se, for example barrier layers, blocking layers, antireflection layers, protective layers and / or smoothing layers.
  • the functional element is preferably present as a multilayer film with two outer carrier films.
  • the surface electrodes and the active layer are arranged between the two carrier films.
  • outer carrier film is meant here that the carrier films form the two surfaces of the multilayer film.
  • the functional element can thereby be provided as a laminated film, which can be advantageously processed.
  • the functional element is advantageously protected by the carrier foils from damage, in particular corrosion.
  • the multilayer film contains in the order given at least one carrier film, a surface electrode, an active layer, another surface electrode and another carrier film.
  • the carrier foil carries the surface electrodes and gives the necessary mechanical stability to a liquid or soft active layer.
  • the carrier films preferably contain at least one thermoplastic polymer, particularly preferably low-plasticizer or plasticizer-free polyethylene terephthalate (PET). This is particularly advantageous with regard to the stability of the multilayer film.
  • the carrier films may also contain or consist of other low-plasticizer or plasticizer-free polymers, for example ethylene vinyl acetate (EVA), polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resins, acrylates, fluorinated ethylene-propylenes, polyvinyl fluoride and / or ETFE.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • the thickness of each carrier film is preferably from 0.1 mm to 1 mm, particularly preferably from 0.1 mm to 0.2 mm.
  • the carrier films each have an electrically conductive coating, which faces the active layer and acts as a surface electrode.
  • the functional element is a PDLC functional element (polymer dispersed liquid crystai).
  • the active layer of a PDLC functional element contains liquid crystals embedded in a polymer matrix. If no voltage is applied to the surface electrodes, the liquid crystals are aligned disorderly, resulting in a strong scattering of passing through the active layer light. If a voltage is applied to the surface electrodes, the liquid crystals align in a common direction and the transmission of light through the active layer is increased.
  • controllable functional elements for example electrochromic or electroluminescent functional elements or LC functional elements (liquid crystai) or guest-host systems or SPD functional elements (suspended particle device).
  • electrochromic or electroluminescent functional elements or LC functional elements liquid crystai
  • SPD functional elements sustained particle device
  • the functional element to be integrated is typically cut out of a multilayer film of larger dimensions in the desired shape and size. This can be done mechanically, for example with a knife. In one embodiment, the cutting is done by means of a plotter, which is equipped with a cutting blade. In a further embodiment, the cutting is done by means of a laser. It has been shown that the side edge is more stable in this case than in mechanical cutting. With mechanically cut side edges there may be a risk that the material retreats as it were, which is visually striking and adversely affects the aesthetics of the disc.
  • the first disc and the second disc are preferably made of glass, more preferably of soda lime glass, as is customary for window panes.
  • the panes can also be made of other types of glass, for example quartz glass, borosilicate glass or aluminosilicate glass, or of rigid clear plastics, for example polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the panes can be clear or tinted or colored.
  • the first pane, the second pane, the first intermediate layer, the second intermediate layer and / or the third intermediate layer may comprise further suitable coatings known per se, for example antireflection coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings, electrically heatable coatings, solar control coatings and / or the Emission of long-wave heat radiation reducing coatings (low-E coatings).
  • the anti-reflection coatings, anti-scratch coatings and / or low-E coatings are attached to the outside of the outer pane or to the outside of the inner pane.
  • the outer side of the outer pane and the outer side of the inner pane each mean that side of the pane which does not point in the direction of the functional element.
  • the thickness of the first disc and the second disc can vary widely and be adapted to the requirements in each case.
  • the first disc and the second disc preferably have thicknesses of 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably 1 mm to 3 mm.
  • at least one of the side edges of the functional element is enclosed by a sealing material, ie the functional element has at least partially an edge seal.
  • the sealing material covers at least one side edge of the functional element and in particular prevents the diffusion of chemical constituents of the thermoplastic intermediate layers, for example plasticizers, into the active layer. As a result, a chemical reaction of the constituents of the thermoplastic polymeric intermediate layers with the active layer of the functional element and / or clouding of the edge region of the functional element is reduced or prevented.
  • one, two, three or all four side edges are covered by the sealing material.
  • the sealing material may cover the functional element in sections or completely.
  • the sealing material is preferably dimensioned such that it covers in each case a narrow edge region of preferably 1 mm to 50 mm, particularly preferably 2 mm to 20 mm, for example 10 mm, the top side and the bottom side of the functional element and preferably at least two of the side edges.
  • the sealing material is preferably plasticizer-poor or plasticizer-free.
  • the sealing material contains or consists of polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene (PE) or polyvinyl fluoride (PVF).
  • the sealing material contains or consists of polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene (PE).
  • the upper side and lower side of a film-like functional element mean the two large surfaces which are arranged parallel to the first disk and the second disk.
  • upper side is the surface which points in the direction of the first disk and the underside is the surface which points in the direction of the second disk.
  • Side edges describe the orthogonal surfaces of the functional element, which are designed to be very thin in film-like functional elements.
  • the sealant is an adhesive or an adhesive tape, in particular a transparent colorless adhesive or a transparent colorless adhesive tape.
  • acrylic or silicone based adhesive tapes may be used as the sealing material.
  • a transparent colorless edge seal has the advantage that the edge of the functional element is not disturbing when viewed through the composite pane.
  • the seal is a plastic extruded around the side edges of the functional element.
  • the sealing material may also be formed as one or more barrier films that cover the functional element in sections or completely.
  • two, three, four or more barrier films may be welded together and form a pocket in which the functional element is arranged completely or in sections.
  • all side edges are sealed by a sealing material.
  • the composite pane according to the invention additionally comprises an infrared radiation-reflecting layer, which is arranged directly adjacent to the first intermediate layer, the second intermediate layer, the inside of the first pane or the inside of the second pane.
  • the additional infrared-reflecting layer is designed, for example, as an XIR single-layer, XIR bilayer or XIR trilayer.
  • XIR single layer is a infrared radiation reflective coating on a film, in particular a PET film referred to.
  • An XIR bilayer comprises a fourth intermediate layer and a film disposed thereon at least in sections, with a coating reflecting infrared radiation, wherein the film is in particular a PET film.
  • An XIR trilayer comprises a fourth intermediate layer, a fifth intermediate layer and a film arranged therebetween, at least in sections, with a coating reflecting infrared radiation, wherein the film is in particular a PET film.
  • the fourth and fifth interlayer is independently a thermoplastic polymeric interlayer and preferably contains at least polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and / or polyurethane (PU), most preferably polyvinyl butyral (PVB).
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PU polyurethane
  • the thickness of the fourth and fifth intermediate layers is independently of one another preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm, for example 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the thickness of the film with an infrared-reflecting coating is 20 pm (microns) to 150 pm, for example 50 pm or 75 pm, preferably 50 pm.
  • the infrared radiation-reflecting layer is preferably arranged between the pane which faces the radiation source and the functional element. In this way, radiation passing from the radiation source through the composite pane first strikes the infrared radiation-reflecting layer and then onto the functional element. The infrared radiation component of the radiation is reflected and / or absorbed by the infrared radiation-reflecting layer and therefore does not impinge (or only to a significantly reduced extent) on the functional element.
  • the infrared-reflecting layer is preferably arranged between the pane which faces the surroundings and the functional element. In this way, sunlight passing from the external environment through the composite pane first encounters the infrared-reflecting layer and then the functional element.
  • the infrared radiation component of the sunlight is reflected by the infrared radiation Layer reflects and / or absorbs and therefore does not (or only to a significantly reduced extent) on the functional element.
  • the infrared radiation reflective layer is in a recess area of a thermoplastic polymeric interlayer, i. in a frame foil, arranged.
  • a recessed area of a thermoplastic polymeric interlayer does not necessarily have the same geometry, i. the same dimensions as the recess area in the third intermediate layer.
  • the infrared radiation-reflecting layer is smaller in dimensions than the functional element with the electrically controllable optical properties.
  • the side edges of the functional element are preferably concealed by an opaque covering pressure on the inner pane and / or the outer pane and / or by an outer frame.
  • Roof panes and windshields typically have peripheral peripheral masking pressure from an opaque enamel, which serves, in particular, to protect and visually obscure the adhesive used to install the windshield from UV radiation.
  • This peripheral covering pressure is preferably used to conceal the side edges of the functional element as well as the required electrical connections.
  • both the outer pane and the inner pane have a covering pressure, so that the view is prevented from both sides.
  • the functional element can also have recesses or holes, for example in the area of so-called sensor windows or camera windows. These areas are intended to be equipped with sensors or cameras whose function would be affected by a controllable functional element in the beam path, such as rain sensors.
  • the functional element is preferably arranged over the entire width of the composite pane, minus a double-sided edge region with a width of, for example, 2 mm to 20 mm. Also, the upper edge and lower edge of the composite disk, the functional element at a distance, preferably for example a distance of 2 mm to 20 mm.
  • the functional element is in this way within the first and second Interlayer encapsulated and protected from contact with the surrounding atmosphere and corrosion.
  • the functional element is divided into segments by insulation lines.
  • the insulation lines may in particular be incorporated in one of the surface electrodes, so that the segments of the surface electrode are electrically insulated from one another.
  • the individual segments are independently connected to the voltage source, so that they can be controlled separately.
  • different areas of the functional element can be switched independently.
  • the insulating lines and the segments when the composite pane according to the invention is a windshield and the functional element serves as a sun visor, are arranged horizontally in the installed position.
  • the height of the sun visor can be controlled by the user.
  • the term "horizontal” is here to be interpreted broadly and denotes a direction of propagation, which runs in a windshield between the side edges of the windshield.
  • the insulation lines need not necessarily be straight, but may also be slightly curved, preferably adapted to a possible bending of the upper edge of the windshield, in particular substantially parallel to the upper edge of the windshield. Of course, vertical isolation lines are also conceivable.
  • the insulation lines have for example a width of 5 pm to 500 pm, in particular 20 pm to 200 pm.
  • the width of the segments, so the distance adjacent insulation lines can be selected suitably by the expert according to the requirements in each case.
  • the isolation lines may be introduced by laser ablation, mechanical cutting, or etching during fabrication of the functional element.
  • Already laminated multilayer films can also be subsequently segmented by means of laser ablation.
  • the invention also includes a method for producing a composite pane according to the invention.
  • An embodiment of the method according to the invention is a method for producing a composite pane, wherein at least:
  • a) a second disc, a second intermediate layer, a functional element with electrically controllable optical properties, a first intermediate layer, a third one Intermediate layer whose thickness substantially corresponds to the thickness of the functional element and which has a recess portion, and a first disc are provided as a stacking sequence, in which the first intermediate layer between the first disc and the second disc is arranged, the third intermediate layer between the first disc and the first interlayer is disposed, the second interlayer is disposed between the second disc and the first interlayer, and the functional element between the first interlayer and the second interlayer is disposed in transection entirely within the recess region and substantially in a different plane than the third interlayer; and
  • the first disc and the second disc are connected by lamination, wherein the functional element is enclosed by the first intermediate layer and the second intermediate layer and the first intermediate layer is arranged in sections in the recess region of the third intermediate layer.
  • the functional element is enclosed by the first intermediate layer and the second intermediate layer; more precisely, the second intermediate layer conforms to the underside and the first intermediate layer conforms to the side edges and the upper side of the functional element.
  • the first intermediate layer is arranged in sections in the recess area of the third intermediate layer.
  • the sectionwise recording of the first intermediate layer in the recess region of the third intermediate layer means that not all of the first intermediate layer is received in the recess region, but only a portion of the first intermediate layer.
  • the side edges of all intermediate layers and the first and the second disc are preferably located in the viewing direction in coverage.
  • electrical cables in particular flat conductors, connected to the surface electrodes and led out over the side edge of the layer stack.
  • the connection of the cables is of course before the lamination of the disc.
  • the cables are preferably carried out between two intermediate layers in order to obtain a complete enclosure of the flat conductors. In this way the penetration of moisture is avoided.
  • Any existing prints, such as opaque cover printing or printed bus bars for electrical contacting of the functional element are preferably applied by screen printing.
  • the lamination preferably takes place under the action of heat, vacuum and / or pressure.
  • Lamination methods known per se can be used, for example autoclave methods, vacuum bag methods, vacuum ring methods, calendering methods, vacuum laminators or combinations thereof.
  • a second slice is presented and arranged on this a second intermediate layer.
  • a functional element with electrically controllable optical properties is then arranged.
  • a first intermediate layer is arranged, i. the first intermediate layer is laid over the functional element and the underlying second intermediate layer.
  • a third intermediate layer is arranged on the first intermediate layer.
  • the thickness of this third intermediate layer substantially corresponds to the thickness of the functional element.
  • the third intermediate layer has a recess area, i. it is formed like a frame, and it is arranged so that the functional element is arranged in the composite disc in review completely within the recess area and substantially in a different plane than the third intermediate layer.
  • a first disc is arranged on the third intermediate layer then a first disc is arranged. Subsequently, the first slice and the second slice are connected via the intermediate layers by lamination, wherein the functional element is interposed between the first intermediate layer and the second intermediate layer and the first intermediate layer is arranged in sections in the recess region of the third intermediate layer.
  • a first slice is presented and arranged on this a third intermediate layer.
  • the third Intermediate layer has a recess area, ie it is formed like a frame.
  • a first intermediate layer is then arranged over the third intermediate layer.
  • a functional element with electrically controllable optical properties is arranged in such a way that the functional element in the composite pane is arranged, as seen, completely within the recess area and substantially in a different plane than the third intermediate layer.
  • a second intermediate layer is arranged, that is, the second intermediate layer is placed over the functional element and the underlying first intermediate layer.
  • a second disc is arranged.
  • the first slice and the second slice are connected via the intermediate layers by lamination, wherein the functional element is interposed between the first intermediate layer and the second intermediate layer and the first intermediate layer is arranged in sections in the recess region of the third intermediate layer.
  • the thickness of the third intermediate layer used in this embodiment of the method essentially corresponds to the thickness of the functional element.
  • Advantage of the method according to the invention is that after arrangement of the functional element directly the first intermediate layer or the second intermediate layer is arranged over this area, whereby the functional element is protected, for example against scratches or dust deposits on the surface.
  • This pre-bond is then placed between a first disc and a second disc and the first disc and the second disc are then connected by lamination.
  • the thickness of the first intermediate layer corresponds at least to the thickness of the functional element, in particular Preferably, the thickness of the first intermediate layer is greater than the thickness of the functional element.
  • the functional element does not protrude into the recess area in the third intermediate layer after lamination.
  • the functional element is an SPD, a PDLC, an LC, an electrochromic or an electroluminescent functional element, preferably a PDLC film.
  • the first pane, the second pane, the first intermediate layer, the second intermediate layer and / or the third intermediate layer used in the method may have antireflection coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings, electrically heatable coatings, solar control coatings and / or low-E coatings.
  • the method according to the invention may comprise the coating of the first pane, second pane, first intermediate layer, second intermediate layer and / or third intermediate layer with antireflection coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings, electrically heatable coatings, solar control coatings and / or low-E coatings include.
  • the antireflection coatings, anti-scratch coatings and / or low-E coatings are preferably applied to the outside of the outer pane or to the outside of the inner pane.
  • the first, second and third intermediate layers may each be formed by, for example, a single thermoplastic polymeric film.
  • An intermediate layer may also be formed as a two-layer, three-layer or multi-layer film stack, the individual films having the same or different properties.
  • the first intermediate layer, the second intermediate layer and the third intermediate layer independently of one another preferably contain at least polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and / or polyurethane (PU), particularly preferably polyvinyl butyral (PVB).
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PU polyurethane
  • the intermediate layers can also be tinted or colored independently of each other.
  • the first intermediate layer, the second intermediate layer, and the third intermediate layer are formed of the same material.
  • the composition of the third intermediate layer differs from the composition of the first intermediate layer.
  • composition of the third intermediate layer differs from the composition of the first intermediate layer and from the composition of the second intermediate layer.
  • the composition of the first intermediate layer differs from the composition of the second intermediate layer and from the composition of the third intermediate layer.
  • first intermediate layer, the second intermediate layer and the third intermediate layer differ in terms of their compositions.
  • the second intermediate layer and the third intermediate layer may be colorless and the first intermediate layer may be a tinted intermediate layer. It is also possible, for example, for the intermediate layers to differ with regard to their additives or the proportion of plasticizers.
  • the method according to the invention comprises, as an additional step, the arrangement of an infrared radiation-reflecting layer on the first intermediate layer, the second intermediate layer, the inside of the first pane or the inside of the second pane.
  • the additional infrared-reflecting layer is designed, for example, as an XIR single-layer, XIR bilayer or XIR trilayer.
  • XIR single layer is a infrared radiation reflective coating on a film, in particular a PET film referred to.
  • An XIR bilayer comprises a fourth intermediate layer and a film disposed thereon at least in sections, with a coating reflecting infrared radiation, wherein the film is in particular a PET film.
  • An XIR trilayer comprises a fourth intermediate layer, a fifth intermediate layer and a film arranged therebetween, at least in sections, with a coating reflecting infrared radiation, wherein the film is in particular a PET film.
  • the fourth and fifth interlayer is independently a thermoplastic polymeric interlayer and preferably contains at least polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and / or polyurethane (PU), most preferably polyvinyl butyral (PVB).
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PU polyurethane
  • the thickness of the fourth and fifth intermediate layers is independently of one another preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm, for example 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the thickness of the film with an infrared-reflecting coating is 20 pm (microns) to 150 pm, for example 50 pm or 75 pm, preferably 50 pm.
  • the infrared radiation-reflecting layer is preferably arranged between the pane which faces the radiation source and the functional element. In this way, radiation passing from the radiation source through the composite pane first strikes the infrared radiation-reflecting layer and then onto the functional element. The infrared radiation component of the radiation is reflected and / or absorbed by the infrared radiation-reflecting layer and therefore does not impinge (or only to a significantly reduced extent) on the functional element.
  • the infrared radiation-reflecting layer is preferably located between the pane which forms the pane Surrounding faces, and arranged the functional element. In this way, sunlight passing from the external environment through the composite pane first encounters the infrared-reflecting layer and then the functional element. The infrared radiation component of the sunlight is reflected and / or absorbed by the infrared radiation-reflecting layer and therefore does not impinge (or only to a significantly reduced extent) on the functional element.
  • the entire functional element or at least one of the side edges of the functional element is enclosed by a sealing material, wherein the sealing material is preferably plasticizer-poor or plasticizer-free and particularly preferably contains or consists of polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene (PE) ,
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • the sealing material prevents the diffusion of chemical constituents of the thermoplastic intermediate layers, for example plasticizers, into the active layer. As a result, clouding of the edge region of the functional element is reduced or prevented.
  • the sealant is an adhesive or an adhesive tape, in particular a transparent colorless adhesive or a transparent colorless adhesive tape.
  • the method according to the invention additionally comprises the step of arranging an adhesive or an adhesive tape around at least one of the side edges of the functional element.
  • the seal is a plastic extruded around the side edges of the functional element.
  • the method according to the invention additionally comprises the step of extruding the plastic around the functional element.
  • the sealing material may also be formed as one or more barrier films that cover the functional element in sections or completely.
  • two, three, four or more barrier films may be welded together and form a pocket in which the functional element is arranged completely or in sections.
  • the method according to the invention additionally comprises the arrangement of the barrier films around the functional element or the welding together of two, three, four or more barrier films into a pocket with subsequent arrangement of the functional element completely or in sections in the pocket, before the functional element is arranged on the second intermediate layer.
  • the method comprises the attachment of sealing material on the second intermediate layer and on the first intermediate layer.
  • the sealing material is arranged on the second and the first intermediate layer such that it encloses the entire functional element or at least one of the side edges of the functional element after the step of lamination.
  • strips of sealing material, a frame of sealing material, or a film of sealing material on the second intermediate layer and strips of sealing material, a frame of sealing material, or a film of sealing material may be disposed on the first intermediate layer. These can then be glued, for example, with the respective intermediate layer.
  • sealant material attached to the first interlayer and the sealant material attached to the second interlayer are superimposed upon lamination and associated venting and / or fused together during the lamination process such that the side edges of the functional material surrounded by the sealant material will not permeate chemicals the intermediate layers are protected.
  • the functional element is surrounded by a frame-like intermediate layer.
  • the attachment of sealing material for the side edges of the functional element to a frame-like intermediate layer is technically complicated.
  • the functional element is not arranged in a frame-like third intermediate layer, but between two full-surface intermediate layers (a first intermediate layer and a second intermediate layer), ie two intermediate layers which have no recess area.
  • the fact that the first and the second intermediate layer have no recesses makes it easier to arrange and fasten sealing material on these intermediate layers.
  • the edge sealing of the functional element is thus easier to implement in the inventive method for producing a composite pane having a functional element with electrically controllable optical properties than in the methods described in the prior art.
  • the invention also encompasses the use of a composite pane according to the invention in buildings or in means of transportation for the traffic on land, in the air or on water.
  • the composite pane is thereby preferably used as a window pane, for example as a window pane of vehicles, of buildings or of rooms in the interior of buildings.
  • the composite pane is particularly preferably used as a roof panel or windshield of a motor vehicle, in particular with an electrically controllable sun visor, which is realized by the functional element.
  • FIG. 2 shows a cross-section through an embodiment of the composite pane of FIG. 1 along the section line X-X ', FIG.
  • Fig. 8 shows a cross section through a further embodiment of the composite disk
  • FIG. 11 shows a cross section through an embodiment of the composite pane of FIG. 10 along the section line X-X ', FIG.
  • FIG. 10 along the section line X-X '
  • FIG. 10 along the section line XX ', 14 shows a schematic representation of the arrangement of the layers of an embodiment of a composite pane according to the invention prior to lamination
  • FIG. 15 shows a plan view of a further embodiment of the invention
  • FIG. 16 shows a cross section through an embodiment of the composite pane from FIG. 15 along the section line X-X ',
  • Fig. 17 shows an embodiment of the method according to the invention with reference to a
  • the composite pane 100 comprises a first pane 1 and a second pane 2, which are interconnected via a first intermediate layer 3a, a second intermediate layer 3b and a third intermediate layer 3c ,
  • the first disk 1 has a thickness of 2.1 mm and consists for example of a clear soda-lime glass.
  • the second disc 2 has a thickness of 1, 6 mm and, for example, also consists of a clear soda-lime glass.
  • the composite pane 100 may be, for example, a roof panel of a vehicle.
  • a functional element 5 is arranged, which is controllable by an electrical voltage in its optical properties.
  • the electrical leads are not shown for simplicity.
  • the controllable functional element 5 is for example a PDLC multilayer film with a thickness of 0.4 mm, consisting of an active layer 11 between two surface electrodes 12, 13 and two carrier foils 14, 15.
  • the active layer 11 contains a polymer matrix with liquid crystals dispersed therein, which align in dependence on the applied voltage to the surface electrodes, whereby the optical properties can be controlled.
  • the carrier films 14, 15 are made of PET and have a thickness of, for example, 0.125 mm.
  • the carrier foils 14, 15 are provided with a coating of ITO having a thickness of approximately 100 nm facing the active layer 11, which form the surface electrodes 12, 13.
  • the surface electrodes 12, 13 are not shown via bus bars (for example, formed by a silvery screen printing) and not shown connection cable with the on-board electrical connectable.
  • the functional element 5 is rectangular, but it can of course also have a different shape, for example a trapezoidal shape.
  • the first intermediate layer 3a and the second intermediate layer 3b are each formed by a thermoplastic film having a thickness of 0.38 mm.
  • the first and second intermediate layers 3a and 3b consist for example of 78% by weight of polyvinyl butyral (PVB) and 20% by weight of triethylene glycol bis (2-ethylhexanoate) as plasticizer.
  • the third intermediate layer 3c has a
  • the third intermediate layer 3c is formed, for example, by a thermoplastic film having a thickness of 0.38 mm and contains 95% by weight.
  • Figure 2 shows a cross-section through one embodiment of the composite disk 100 of Figure 1, in which the first disk 1 is the outer disk 6, i. the outer environment facing disc, and the second disc 2, the inner pane 7, i. the vehicle interior facing disc is.
  • FIG. 3 shows an enlarged representation of the region Z from FIG. 2.
  • FIG. 4 shows a cross section through a further embodiment of the composite pane 100 from FIG. 1 along the section line XX '.
  • the composite pane 100 from FIG. 4 essentially corresponds to the composite pane 100 from FIGS. 1 to 3, so that below only the differences are discussed.
  • the second pane 2 is the outer pane 6, ie the pane facing the outer environment
  • the first pane 1 is the inner pane 7, ie the pane facing the vehicle interior.
  • FIG. 5 shows an enlarged view of the region Z from FIG. 4.
  • FIG. 6 shows a cross section through a further embodiment of the composite pane from FIG. 1 along the section line X-X ', wherein the embodiment shown in FIG. 6 differs from that shown in FIG. 2 only with regard to the layer thickness of the first intermediate layer 3a.
  • the thickness of the first intermediate layer 3a is greater than the thickness of the functional element 5.
  • the functional element is 0.4 mm thick and the first intermediate layer is 0.76 mm thick.
  • the thickness of the functional element 5 is compensated by the third intermediate layer 3c, which has a thickness of 0.38 mm.
  • the first disk 1 is the outer disk 6, i. the outer environment facing disc, and the second disc 2, the inner pane 7, i. the pane facing the vehicle interior.
  • FIG. 7 shows a cross section through a further embodiment of the composite pane from FIG. 1 along the section line X-X ', wherein the embodiment shown in FIG. 7 differs from that shown in FIG. 4 only with regard to the layer thickness of the first intermediate layer 3a.
  • the thickness of the first intermediate layer 3a is greater than the thickness of the functional element 5.
  • the functional element is 0.4 mm thick and the first intermediate layer is 0.76 mm thick.
  • the thickness of the functional element 5 is compensated by the third intermediate layer 3c, which has a thickness of 0.38 mm.
  • the second disk 2 is the outer disk 6, i. the outer environment facing disc, and the first disc 1, the inner disc 7, i. the pane facing the vehicle interior.
  • FIG. 8 shows a cross section through a further embodiment of the composite pane 100 from FIG. 1 along the section line XX ', wherein the embodiment shown in FIG. 8 differs from that shown in FIG. 6 only in that in the embodiment shown in FIG Side edges 5.1, 5.3 of the Functional element enclosed by a sealing material 10.
  • the sealing material 10 is dimensioned such that it covers in each case a narrow edge region of preferably 10 mm of the upper side and the lower side of the functional element 5 and the side edges 5.1, 5.3.
  • the sealing material 10 has a thickness of 50 ⁇ m. Such a small thickness is preferred in order to avoid pressure points on the functional element 5.
  • the sealing material 10 consists essentially of PET, ie at least 97% by weight.
  • the sealing material 10 contains less than 0.5 wt .-% plasticizer and is suitable for the diffusion of plasticizer from the first intermediate layer 3a and / or the second intermediate layer 3b on the side edges 5.1, 5.3 in the functional element 5, in particular in the active Layer 11, into reduce or prevent.
  • sealing material can be arranged around the side edges 5.2, 5.4 of the functional element 5, which are not shown here, and can enclose the functional element 5 like a frame, for example.
  • the functional element 5 is not completely covered with the sealing material 10. It is understood that the sealing material 10, the top and bottom of the functional element 5 can also completely cover.
  • FIG. 10 shows the plan view of a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the composite pane 100 from FIG. 10 essentially corresponds to the composite pane 100 from FIG. 1, so that only the differences are discussed below.
  • the composite pane 100 from FIG. 10 has a circumferential peripheral covering pressure 9, which is opaque on the interior side surfaces (in the installation position facing the interior of the vehicle) of the first pane 1 and the second pane 2 is formed.
  • the distance of the functional element 5 to the side edges of the composite pane 100 is smaller than the width of the covering pressure 9, so that the side edges 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 of the functional element 5 are covered by the covering pressure 9.
  • electrical connections are usefully mounted in the area of the covering pressure 9 and thus obscured.
  • the functional element 5 is rectangular, but it can of course also have a different shape, for example a trapezoidal shape.
  • FIG. 11 shows a cross section through an embodiment of the composite pane 100 from FIG. 10 along the section line X-X '.
  • the embodiment shown in FIG. 11 essentially corresponds to the embodiment shown in FIG. 2, so that only the differences will be discussed below.
  • the composite disc In contrast to the composite disc 100, whose cross-section is shown in FIG. 2, the composite disc, whose cross-section is shown in FIG. 11, has a circumferential peripheral covering pressure 9, which is provided by an opaque enamel on the interior-side surfaces (in the installed position in the interior of the vehicle facing) of the first disc 1 and the second disc 2 is formed. As described in FIG. 10, this covers the side edges 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 of the functional element 5.
  • the composite disk 100 has an additional infrared-reflecting layer 8, which is arranged between the first disk 1 and the first intermediate layer 3a and comprises a fourth intermediate layer 8a and an infrared-radiation-reflecting coating 8b.
  • the infrared radiation-reflecting layer 8 is thus formed in the embodiment shown in Figure 11 as an XIR bilayer.
  • the fourth intermediate layer 8a is formed as a thermoplastic layer having a thickness of 0.38 mm.
  • the fourth intermediate layer 8a consists, for example, of 78% by weight of polyvinyl butyral (PVB) and 20% by weight of triethylene glycol bis (2-ethylhexanoate) as plasticizer.
  • the infrared radiation-reflecting coating 8b is arranged in sections on the fourth intermediate layer 8a and is formed as a PET film with an infrared-reflecting coating and is 50 ⁇ m thick.
  • FIG. 12 shows a cross section through an embodiment of the composite pane 100 from FIG. 10 along the section line XX '.
  • the embodiment shown in FIG. 12 differs from the embodiment shown in FIG. 11 only in that that the side edges 5.1, 5.2 of the functional element 5 of a
  • Sealing material 10 are surrounded.
  • the sealing material 10 is dimensioned so that it covers a narrow edge region of preferably 1 mm to 50 mm, particularly preferably 2 mm to 20 mm, for example 10 mm, the top and bottom of the functional element 5 and the side edges 5.1, 5.3.
  • the sealing material 10 consists essentially of PET, ie at least 97% by weight.
  • the sealing material 10 contains less than 0.5 wt .-% plasticizer and is suitable for the diffusion of plasticizer from the first intermediate layer 3a and / or the second intermediate layer 3b on the side edges 5.1, 5.3 in the functional element 5, in particular in the active Layer 11, into reduce or prevent.
  • sealing material can be arranged around the side edges 5.2, 5.4 of the functional element 5, which are not shown here, and can enclose the functional element 5 like a frame, for example.
  • the functional element 5 is not completely covered with the sealing material 10. It is understood that the sealing material 10, the top and bottom of the functional element 5 can also completely cover.
  • FIG. 13 shows a cross section through an embodiment of the composite pane 100 from FIG. 10 along the section line X-X '.
  • the embodiment shown in FIG. 13 essentially corresponds to the embodiment shown in FIG. 7, so that only the differences will be discussed below.
  • the composite disc 100 In contrast to the composite disc 100, whose cross-section is shown in FIG. 7, the composite disc, whose cross-section is shown in FIG. 13, has a circumferential peripheral covering pressure 9, which is provided by an opaque enamel on the interior-side surfaces (in the installed position in the interior of the vehicle facing) of the first disc 1 and the second disc 2 is formed. As described in FIG. 10, this covers the side edges 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 of the functional element 5.
  • the composite disk 100 whose cross-section is shown in FIG. 13, has an additional infrared-reflecting layer 8, which is arranged between the second pane 2 and the second intermediate layer 3b and comprises a fourth intermediate layer 8a and an infrared-ray-reflecting coating 8b.
  • the infrared radiation reflecting layer 8 is thus formed in the embodiment shown in Figure 13 as an XIR bilayer.
  • the fourth intermediate layer 8a is formed as a thermoplastic layer having a thickness of 0.38 mm.
  • the fourth intermediate layer 8a consists, for example, of 78% by weight of polyvinyl butyral (PVB) and 20% by weight of triethylene glycol bis (2-ethylhexanoate) as plasticizer.
  • the infrared radiation-reflecting coating 8b is arranged in sections on the fourth intermediate layer 8a and formed as a PET film with an infrared-reflecting coating and is 50 pm thick.
  • FIG. 14 shows a schematic representation of the arrangement of the layers of the embodiment of a composite pane according to the invention shown in FIG. 8 before the lamination.
  • the sealing material 10 can be joined to the full-area first intermediate layer 3a or to the second intermediate layer 3b before the functional element 5 is arranged between the first intermediate layer 3a and the second intermediate layer 3b ,
  • FIG. 15 shows the top view of a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the composite pane 100 from FIG. 15 essentially corresponds to the composite pane 100 from FIG. 10, so that only the differences are discussed below.
  • the first intermediate layer 3a is tinted in this embodiment.
  • the tinted first intermediate layer 3a is provided with the reference numeral 16 in FIG.
  • the light transmission of the composite disc 100 is lowered by the tint and the milky appearance of the PDLC functional element 5 in the diffusive state is alleviated.
  • the aesthetics of the composite panel are thus made much more appealing.
  • the tinted first intermediate layer 3a has, for example, an average light transmittance of 30%, thus achieving good results. If the composite pane 100 is a roof pane, the tinted first intermediate layer 3a has, for example, a light transmission of 28%.
  • the functional element 5 is rectangular, but it can of course also have a different shape, for example a trapezoidal shape.
  • FIG. 16 shows a cross section through an embodiment of the composite pane 100 from FIG. 15 along the section line X-X '.
  • the embodiment shown in FIG. 16 essentially corresponds to the embodiment shown in FIG. 2, so that only the differences will be discussed below.
  • the composite disc In contrast to the composite disc 100, whose cross-section is shown in FIG. 2, the composite disc, whose cross-section is shown in FIG. 16, has a circumferential peripheral covering pressure 9, which is provided by an opaque enamel on the interior-side surfaces (in the installed position in the interior of the vehicle facing) of the first disc 1 and the second disc 2 is formed.
  • the distance of the functional element 5 to the side edges of the composite pane 100 is smaller than the width of the covering pressure 9, so that the side edges 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 of the functional element 5 are covered by the covering pressure 9.
  • the electrical connections, not shown, are expediently mounted in the region of the covering pressure 9 and thus hidden.
  • the first intermediate layer 3a is tinted in this embodiment.
  • the light transmission of the composite disc 100 is thereby reduced and the milky appearance of the PDLC functional element 5 in the diffusive state is alleviated.
  • the aesthetics of the composite disc 100 is thus made much more appealing.
  • the tinted first intermediate layer 3a has, for example, an average light transmittance of 30%, thus achieving good results. If the composite pane 100 is a roof pane, the tinted first intermediate layer 3a has, for example, a light transmission of 28%.
  • a tinted outer pane 6 can also be used.
  • FIG. 17 shows an exemplary embodiment of the method according to the invention with reference to a flowchart.
  • step I a second disk is provided.
  • a second intermediate layer 3b is arranged on the second pane 2.
  • a functional element 5 is arranged in step III.
  • a first intermediate layer 3a is arranged in step IV.
  • a third intermediate layer 3 c is arranged on the first intermediate layer 3 a, the thickness of which corresponds essentially to the thickness of the functional element 5 and which has a recess region 4.
  • the third intermediate layer 3c is arranged such that the functional element 5 in the composite pane 100 is completely transparent within the recess area 4 and substantially in a different plane than the third intermediate layer 3c.
  • step VI a first disk 1 is then placed on the third intermediate layer 3c.
  • step VII the first disc 1 and the second disc 2 are connected by lamination under the action of temperature, pressure and / or vacuum via the intermediate layers 3a, 3b, 3c, wherein the functional element 5 interposed between the first intermediate layer 3a and the second intermediate layer 3b and the first intermediate layer 3a is disposed in sections in the recess portion 4 of the third intermediate layer 3c.
  • FIG. 18 shows a schematic illustration of the region of the orthogonal projection of the recess area 4 in the third intermediate layer 3c with respect to the first pane 1. This area is marked with A and the functional element 5 is arranged in this area A.

Landscapes

  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, mindestens umfassend eine Stapelfolge aus einer ersten Scheibe (1), einer ersten Zwischenschicht (3a), einer zweiten Zwischenschicht (3b), und einer zweiten Scheibe (2), eine dritte Zwischenschicht (3c), die einen Aussparungsbereich (4) aufweist, ein Funktionselement (5) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, das zwischen der ersten Zwischenschicht (3a) und der zweiten Zwischenschicht (3b) in Durchsicht vollständig innerhalb des Aussparungsbereichs (4) und im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht (3c) angeordnet ist, wobei die dritte Zwischenschicht (3c) zwischen der ersten Scheibe (1) und der ersten Zwischenschicht (3a) angeordnet ist, die Dicke der dritten Zwischenschicht (3c) im Wesentlichen der Dicke des Funktionselements (5) entspricht und die erste Zwischenschicht (3a) abschnittsweise in dem Aussparungsbereich (4) der dritten Zwischenschicht (3c) aufgenommen ist.

Description

Verbundscheibe mit Funktionselement mit elektrisch
steuerbaren optischen Eigenschaften
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit einem Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.
Im Fahrzeugbereich und im Baubereich werden oftmals Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren Funktionselementen zum Sonnenschutz oder zum Sichtschutz eingesetzt.
Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren Funktionselementen sind als solche bekannt. Die optischen Eigenschaften der Funktionselemente können durch eine angelegte elektrische Spannung verändert werden. Ein Beispiel für solche Funktionselemente sind SPD-Funktionselemente ( suspended particle device), die beispielsweise aus EP 0876608 B1 und WO 201 1033313 A1 bekannt sind. Durch die angelegte Spannung lässt sich die Transmission von sichtbarem Licht durch SPD-Funktionselemente steuern. Ein weiteres Beispiel sind PDLC-Funktionselemente ( polymer dispersed liquid crystai), die beispielsweise aus DE 102008026339 A1 bekannt sind. Die aktive Schicht enthält dabei Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Wird an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht. Das PDLC- Funktionselement wirkt weniger durch eine Herabsetzung der Gesamttransmission als durch eine Erhöhung der Streuung, wodurch die freie Durchsicht verhindert oder ein Blendschutz gewährleistet werden kann.
Aus der EP 2 010 385 B1 ist eine Mehrschicht-Verglasung zur Verwendung als Fahrzeugscheibe bekannt, die zwei Scheiben, die durch mindestens drei Lagen von Zwischenmaterial miteinander verbunden sind, und ein zwischen den Scheiben angeordnetes Infrarotstrahlung reflektierendes Mittel aufweist, wobei in der Verbundscheibe ein elektrisch steuerbares Funktionselement in einem Aussparungsbereich in der dritten Lage des Zwischenschichtmaterials angeordnet ist und die dritte Lage des Zwischenschichtmaterials zwischen der ersten und der zweiten Lage des Zwischenschichtmaterials angeordnet ist. Die WO 2014/1355467 A1 offenbart eine Dachscheibe aufweisend eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über drei thermoplastische Schichten verbunden sind und ein LC- Element ( liquid crystal element), das in einem Aussparungsbereich der mittleren thermoplastischen Schicht angeordnet ist, wobei die Innenscheibe auf der zum Fahrzeuginneren gerichteten Seite eine die Emission langwelliger Wärmestrahlung mindernde Beschichtung (Low-E Beschichtung) aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbundscheibe mit einem Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit einem Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften bereitzustellen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst mindestens:
• eine Stapelfolge aus einer ersten Scheibe, einer ersten Zwischenschicht, einer zweiten Zwischenschicht, und einer zweiten Scheibe,
• eine dritte Zwischenschicht, die einen Aussparungsbereich aufweist,
• ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, das zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht in Durchsicht vollständig innerhalb des Aussparungsbereichs und im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht angeordnet ist,
wobei die dritte Zwischenschicht zwischen der ersten Scheibe und der ersten Zwischenschicht angeordnet ist, die Dicke der dritten Zwischenschicht im Wesentlichen der Dicke des Funktionselements entspricht und die erste Zwischenschicht abschnittsweise in dem Aussparungsbereich der dritten Zwischenschicht angeordnet ist.
Im Wesentlichen in einer anderen Ebene bedeutet, dass mindestens 80 %, bevorzugt mindestens 85 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 95 % des Funktionselements in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht angeordnet ist. In einer Ausführungsform ist das Funktionselement vollständig in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht angeordnet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine erfindungsgemäße Verbundscheibe mindestens umfassend:
• eine Stapelfolge aus einer ersten Scheibe, einer ersten Zwischenschicht, einer zweiten Zwischenschicht, und einer zweiten Scheibe,
• eine dritte Zwischenschicht, die einen Aussparungsbereich aufweist,
• ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, das zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht im Bereich der orthogonalen Projektion des Aussparungsbereichs bezüglich der ersten Scheibe angeordnet ist,
wobei die dritte Zwischenschicht zwischen der ersten Scheibe und der ersten Zwischenschicht angeordnet ist, die Dicke der dritten Zwischenschicht im Wesentlichen der Dicke des Funktionselements entspricht und die erste Zwischenschicht abschnittsweise in dem Aussparungsbereich der dritten Zwischenschicht angeordnet ist.
In der erfindungsgemäßen Verbundscheibe sind die erste Scheibe und die zweite Scheibe über mindestens drei Zwischenschichten, d.h. mindestens über eine erste Zwischenschicht, eine zweite Zwischenschicht und eine dritte Zwischenschicht, miteinander verbunden.
Die dritte Zwischenschicht weist einen Aussparungsbereich auf, sie ist somit rahmenartig ausgebildet.
Erfindungsgemäß ist das Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften in Durchsicht vollständig innerhalb des Aussparungsbereichs und im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht angeordnet. Dies ist bedeutet, das Funktionselement ist im Bereich im Bereich der orthogonalen Projektion des Aussparungsbereichs bezüglich der ersten Scheibe angeordnet. Da die zweite Scheibe und die zweite Zwischenschicht parallel zu der ersten Scheibe angeordnet sind, ist das Funktionselement somit auch im Bereich der orthogonalen Projektion des
Aussparungsbereichs bezüglich der zweiten Scheibe und bezüglich der zweiten Zwischenschicht angeordnet. Der Bereich der orthogonalen Projektion des
Aussparungsbereichs bezüglich der ersten Scheibe, der orthogonalen Projektion des Aussparungsbereichs bezüglich der zweiten Scheibe und der Bereich der orthogonalen Projektion des Aussparungsbereichs bezüglich der zweiten Zwischenschicht sind deckungsgleich, da die erste Scheibe, die zweite Scheibe und die zweite Zwischenschicht parallel zueinander angeordnet sind.
Die in Durchsicht durch die erste und zweite Scheibe sichtbaren Seitenkanten des Funktionselements sind bevorzugt im Wesentlichen deckungsgleich zu den Kanten des Aussparungsbereichs der dritten Zwischenschicht angeordnet.
Erfindungsgemäß entspricht die Dicke der dritten Zwischenschicht im Wesentlichen der Dicke des Funktionselements. Dies bedeutet insbesondere, dass die Dicke der dritten Zwischenschicht der Dicke des Funktionselements entspricht oder maximal um 15 %, bevorzugt maximal um 10 %, besonders bevorzugt maximal um 5 % von der Dicke des Funktionselements abweicht.
Die erste, die zweite und die dritte Zwischenschicht kann jeweils beispielsweise durch eine einzige thermoplastische polymere Folie ausgebildet werden. Eine Zwischenschicht kann auch als zweilagiger, dreilagiger oder mehrlagiger Folienstapel ausgebildet sein, wobei die einzelnen Folien gleiche oder unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
Die erste Zwischenschicht, die zweite Zwischenschicht und die dritte Zwischenschicht enthalten unabhängig voneinander bevorzugt zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU), besonders bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB). Die Zwischenschichten können unabhängig voneinander auch getönt oder gefärbt sein.
In einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe enthalten die Zwischenschichten unabhängig voneinander mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-% und insbesondere mindestens 97 Gew.-% Polyvinylbutyral.
Die Dicke jeder Zwischenschicht beträgt unabhängig voneinander bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm, beispielsweise 0,38 mm oder 0,76 mm. In einer Ausführungsform entspricht die Dicke der dritten Zwischenschicht genau der Dicke des Funktionselements oder ist um 0,01 mm bis 0,05 mm, beispielsweise 0,02 mm, geringer als die Dicke des Funktionselements. Beispielsweise kann die Dicke des Funktionselementes 0,4 mm und die Dicke der dritten Zwischenschicht 0,38 mm sein.
Bei der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist das Funktionselement nur von der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht umschlossen, d.h. es grenzen nicht wie bei einer Verbundscheibe des Standes der Technik drei Zwischenschichten an das Funktionselement an.
Erfindungsgemäß ist die erste Zwischenschicht abschnittsweise in dem Aussparungsbereich der dritten Zwischenschicht aufgenommen. Die abschnittsweise Aufnahme der ersten Zwischenschicht in den Aussparungsbereich der dritten Zwischenschicht bedeutet, dass nicht die gesamte erste Zwischenschicht in dem Aussparungsbereich aufgenommen ist, sondern nur ein Abschnitt der ersten Zwischenschicht.
Durch die abschnittsweise Aufnahme der ersten Zwischenschicht in die Aussparung der dritten Zwischenschicht wird der lokale Dickenunterschied der Verbundscheibe, der durch das örtlich begrenzte Funktionselement eingebracht wird, kompensiert, so dass Glasbruch beim Laminieren und/oder permanente Spannungen im Glas vermieden werden können.
Die Abmessungen des Aussparungsbereichs in der dritten Zwischenschicht, d.h. beispielsweise bei einem rechteckigen Aussparungsbereich die Länge und Breite des Aussparungsbereichs in der dritten Zwischenschicht entsprechen im Wesentlichen den Abmessungen des Funktionselements. Dies bedeutet insbesondere, dass die Abmessungen des Aussparungsbereichs maximal um 0,5 %, bevorzugt maximal um 0,2 % von den Abmessungen des Funktionselements abweichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht die Dicke der ersten Zwischenschicht mindestens der Dicke des Funktionselements, besonders bevorzugt ist die Dicke der ersten Zwischenschicht größer als die Dicke des Funktionselements. Beispielsweise ist das Funktionselement 0,40 mm dick und die erste Zwischenschicht 0,76 mm dick.
Das Funktionselement ist im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht und folglich im Wesentlichen außerhalb des Aussparungsbereichs der dritten Zwischenschicht angeordnet. Im Wesentlichen außerhalb des Aussparungsbereichs bedeutet, dass mindestens 80 %, bevorzugt mindestens 85 %, besonders bevorzugt mindestens 90 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 95 % des Funktionselements außerhalb des Aussparungsbereichs angeordnet sind. Beispielsweise ist das Funktionselement 0,40 mm dick und die erste Zwischenschicht 0,38 mm dick. In diesem Fall ragt das Funktionselement 0,02 mm, d.h. 5 % in den Aussparungsbereich in der dritten Zwischenschicht hinein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ragt das Funktionselement nicht in den Aussparungsbereich in der dritten Zwischenschicht hinein, das Funktionselement ist somit vollständig außerhalb des Aussparungsbereichs der dritten Zwischenschicht angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erste Zwischenschicht eine Dicke von 50 m (Mikrometer) oder 100 pm auf.
Die Verbundscheibe kann beispielsweise die Dachscheibe oder die Windschutzscheibe eines Fahrzeugs oder eine andere Fahrzeugverglasung sein, beispielsweise eine Trennscheibe in einem Fahrzeug, bevorzugt in einem Schienenfahrzeug oder einem Bus. Alternativ kann die Verbundscheibe eine Architekturverglasung, beispielsweise in einer Außenfassade eines Gebäudes oder eine Trennscheibe im Innern eines Gebäudes sein.
Die Begriffe erste Scheibe und zweite Scheibe beschreiben willkürlich zwei verschiedene Scheiben. Insbesondere kann die erste Scheibe eine Außenscheibe und die zweite Scheibe eine Innenscheibe sein oder alternativ die erste Scheibe eine Innenscheibe und die zweite Scheibe eine Außenscheibe sein.
Ist die Verbundscheibe dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes einen Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so wird mit Innenscheibe im Sinne der Erfindung die dem Innenraum (Fahrzeuginnenraum) zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die Erfindung ist aber darauf nicht eingeschränkt.
Über die erste, die zweite und die dritte Zwischenschicht sind die erste Scheibe und die zweite Scheibe dauerhaft stabil durch Lamination miteinander verbunden. Die erste Zwischenschicht, die zweite Zwischenschicht und die dritte Zwischenschicht weisen üblicherweise dieselben äußeren Abmessungen wie die erste Scheibe und die zweite Scheibe auf.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe enthält ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, das zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht zumindest abschnittsweise angeordnet ist. Das Funktionselement ist bevorzugt folienartig.
Unter elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften werden im Sinne der Erfindung solche Eigenschaften verstanden, die stufenlos steuerbar sind, aber gleichermaßen auch solche, die zwischen zwei oder mehr diskreten Zuständen geschaltet werden können.
Die elektrische Steuerung der optischen Eigenschaften des Funktionselements erfolgt beispielsweise mittels Schaltern, Dreh- oder Schiebereglern, die in den Armaturen des Fahrzeugs integriert sind. Es kann aber auch eine Schaltfläche zur Reglung in die Verbundscheibe integriert sein, beispielsweise eine kapazitive Schaltfläche. Alternativ oder zusätzlich können die optischen Eigenschaften des Funktionselements durch kontaktfreie Verfahren, beispielsweise durch das Erkennen von Gesten, oder in Abhängigkeit des durch eine Kamera und geeignete Auswerteelektronik festgestellten Zustands von Pupille oder Augenlid gesteuert werden. Alternativ oder zusätzlich können die optischen Eigenschaften des Funktionselements durch Sensoren, welchen beispielsweise einen Lichteinfall auf die Scheibe detektieren, gesteuert werden.
In einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe enthalten die Zwischenschichten unabhängig voneinander mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 30 Gew.-% und insbesondere mindestens 40 Gew.-% eines Weichmachers. Der Weichmacher enthält oder besteht bevorzugt aus Triethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat).
Weichmacher sind dabei Chemikalien, die Kunststoffe weicher, flexibler, geschmeidiger und/oder elastischer machen. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich von Kunststoffen hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass die Kunststoffe im Bereich der Einsatz-Temperatur die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweisen. Weitere bevorzugt Weichmacher sind Carbonsäureester, insbesondere schwerflüchtige Carbonsäureester, Fette, Öle, Weichharze und Campher. Weitere Weichmacher sind bevorzugt aliphatische Diester des Tri- bzw. Tetraethylenglykols. Besonders bevorzugt werden als Weichmacher 3G7, 3G8 oder 4G7 eingesetzt, wobei die erste Ziffer die Anzahl der Ethlenglycoleinheiten und die letzte Ziffer die Anzahl der Kohlenstoffatome im
Carbonsäureteil der Verbindung bezeichnet. So steht 3G8 für Triethylenglykol-bis-(2- ethylhexanoat), d.h. für eine Verbindung der Formel C4H9CH (CH2CH3) CO
(0CH2CH2)302CCH (CH2CH3) C4H9.
Das steuerbare Funktionselement umfasst typischerweise eine aktive Schicht zwischen zwei Flächenelektroden. Die aktive Schicht weist die steuerbaren optischen Eigenschaften auf, welche über die an die Flächenelektroden angelegte Spannung gesteuert werden können. Die Flächenelektroden und die aktive Schicht sind typischerweise im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnet. Die
Flächenelektroden sind mit einer externen Spannungsquelle auf an sich bekannte Art elektrisch verbunden. Die elektrische Kontaktierung ist durch geeignete Verbindungskabel, beispielsweise Folienleiter realisiert, welche optional über sogenannte Sammelleiter (bus bars), beispielsweise Streifen eines elektrisch leitfähigen Materials oder elektrisch leitfähige Aufdrucke, mit den Flächenelektroden verbunden sind.
Die Flächenelektroden sind bevorzugt als transparente, elektrisch leitfähige Schichten ausgestaltet. Die Flächenelektroden enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid (transparent conducting oxide, TCO). Die Flächenelektroden können beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Chrom, Wolfram, Indium-Zinnoxid (ITO), Gallium-dotiertes oder Aluminium-dotiertes Zinkoxid und/oder Fluor- dotiertes oder Antimon-dotiertes Zinnoxid enthalten. Die Flächenelektroden weisen bevorzugt eine Dicke von 10 nm bis 2 pm auf, besonders bevorzugt von 20 nm bis 1 pm (Mikrometer), ganz besonders bevorzugt von 30 nm bis 500 nm.
Das Funktionselement kann außer der aktiven Schicht und den Flächenelektroden weitere an sich bekannte Schichten aufweisen, beispielsweise Barriereschichten, Blockerschichten, Antireflexionsschichten, Schutzschichten und/oder Glättungsschichten.
Das Funktionselement liegt bevorzugt als Mehrschichtfolie mit zwei äußeren Trägerfolien vor. Bei einer solchen Mehrschichtfolie sind die Flächenelektroden und die aktive Schicht zwischen den beiden Trägerfolien angeordnet. Mit äußerer Trägerfolie ist hier gemeint, dass die Trägerfolien die beiden Oberflächen der Mehrschichtfolie ausbilden. Das Funktionselement kann dadurch als laminierte Folie bereitgestellt werden, die vorteilhaft verarbeitet werden kann. Das Funktionselement ist durch die Trägerfolien vorteilhaft vor Beschädigung, insbesondere Korrosion geschützt. Die Mehrschichtfolie enthält in der angegebenen Reihenfolge zumindest eine Trägerfolie, eine Flächenelektrode, eine aktive Schicht, eine weitere Flächenelektrode und eine weitere Trägerfolie. Die Trägerfolie trägt insbesondere die Flächenelektroden und gibt einer flüssigen oder weichen aktiven Schicht die nötige mechanische Stabilität.
Die Trägerfolien enthalten bevorzugt zumindest ein thermoplastisches Polymer, besonders bevorzugt Weichmacher-armes oder Weichmacher-freies Polyethylenterephthalat (PET). Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Stabilität der Mehrschichtfolie. Die Trägerfolien können aber auch andere Weichmacher-arme oder Weichmacher-freie Polymere enthalten oder daraus bestehen, beispielsweise Ethylenvinylacetat (EVA), Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmetacrylat, Polyacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, Fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen. Die Dicke jeder Trägerfolie beträgt bevorzugt von 0,1 mm bis 1 mm, besonders bevorzugt von 0,1 mm bis 0,2 mm.
Typischerweise weisen die Trägerfolien jeweils eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf, die der aktiven Schicht zugewandt ist und als Flächenelektrode fungiert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist das Funktionselement ein PDLC-Funktionselement ( polymer dispersed liquid crystai). Die aktive Schicht eines PDLC-Funktionselements enthält Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird an die Flächenelektroden keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Wird an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht.
Grundsätzlich ist es aber auch möglich, andere Arten von steuerbaren Funktionselementen einzusetzen, beispielweise elektrochrome oder elektrolumineszente Funktionselemente oder LC-Funktionselemente ( liquid crystai) oder Guest-Host-Systeme oder SPD- Funktionselemente (suspended particle device). Die erwähnten steuerbaren Funktionselemente und deren Funktionsweise sind dem Fachmann an sich bekannt, so dass an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet werden kann.
Funktionselemente als Mehrschichtfolien sind kommerziell erhältlich. Das zu integrierende Funktionselement wird typischerweise aus einer Mehrschichtfolie mit größeren Ausmaßen in der gewünschten Form und Größe ausgeschnitten. Dies kann mechanisch erfolgen, beispielsweise mit einem Messer. In einer Ausführung erfolgt das Ausschneiden mittels eines Plotters, der mit einer Schneidklinge bestückt ist. In einer weiteren Ausführung erfolgt das Ausschneiden mittels eines Lasers. Es hat sich gezeigt, dass die Seitenkante in diesem Fall stabiler ist als beim mechanischen Schneiden. Bei mechanisch geschnittenen Seitenkanten kann die Gefahr bestehen, dass sich das Material gleichsam zurückzieht, was optisch auffällig ist und die Ästhetik der Scheibe nachteilig beeinflusst.
Die erste Scheibe und die zweite Scheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Scheiben können klar sein, oder auch getönt oder gefärbt.
Die erste Scheibe, die zweite Scheibe, die erste Zwischenschicht, die zweite Zwischenschicht und/oder die dritte Zwischenschicht können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, elektrisch beheizbare Beschichtungen, Sonnenschutzbeschichtungen und/oder die Emission langwelliger Wärmestrahlung mindernde Beschichtungen (Low-E-Beschichtungen). Bevorzugt sind die Antireflexbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen und/oder Low-E- Beschichtungen an der Außenseite der Außenscheibe oder an der Außenseite der Innenscheibe angebracht. Mit der Außenseite der Außenscheibe und der Außenseite der Innenscheibe ist jeweils diejenige Seite der Scheibe gemeint, die nicht in Richtung des Funktionselements zeigt.
Die Dicke der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die erste Scheibe und die zweite Scheibe weisen bevorzugt Dicken von 0,5 mm bis 5 mm auf, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm. In einer Ausführungsform ist mindestens eine der Seitenkanten des Funktionselements von einem Versiegelungsmaterial umschlossen, d.h. das Funktionselement weist zumindest teilweise eine Randversiegelung auf. Das Versiegelungsmaterial bedeckt mindestens eine Seitenkante des Funktionselements und verhindert insbesondere die Diffusion von chemischen Bestandteilen der thermoplastischen Zwischenschichten, beispielsweise Weichmacher, in die aktive Schicht. Dadurch wird eine chemische Reaktion der Bestandteile der thermoplastischen polymeren Zwischenschichten mit der aktiven Schicht des Funktionselements und/oder eine Eintrübung des Randbereichs des Funktionselements vermindert oder verhindert.
Beispielsweise sind bei einem viereckigen Funktionselement ein, zwei, drei oder alle vier Seitenkanten durch das Versiegelungsmaterial bedeckt.
Das Versiegelungsmaterial kann dabei das Funktionselement abschnittsweise oder vollständig bedecken.
Das Versiegelungsmaterial ist bevorzugt derart dimensioniert, dass es jeweils einen schmalen Randbereich von bevorzugt 1 mm bis 50 mm, besonders bevorzugt von 2 mm bis 20 mm, beispielsweise 10 mm, der Oberseite und der Unterseite des Funktionselements und bevorzugt mindestens zwei der Seitenkanten bedeckt.
Das Versiegelungsmaterial ist bevorzugt Weichmacher-arm oder Weichmacher-frei. Besonders bevorzugt enthält das Versiegelungsmaterial Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyethylen (PE) oder Polyvinylfluorid (PVF) oder besteht daraus.
In einer Ausführungsform enthält das Versiegelungsmaterial Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyethylen (PE) oder besteht daraus.
Oberseite und Unterseite bedeuten bei einem folienartigen Funktionselement die zwei großen Flächen, die parallel zu der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnet sind. Mit Oberseite wird im Sinne der Erfindung die Fläche bezeichnet, die in Richtung der ersten Scheibe zeigt und mit Unterseite die Fläche, die in Richtung der zweiten Scheibe zeigt. Seitenkanten beschreiben die dazu orthogonal verlaufenen Flächen des Funktionselements, die bei folienartigen Funktionselementen sehr dünn ausgebildet sind. In einer Ausführungsform ist die Versiegelung ein Klebstoff oder ein Klebeband, insbesondere ein transparenter farbloser Klebstoff oder ein transparentes farbloses Klebeband. Beispielsweise können acryl- oder silikonbasierte Klebebänder als Versiegelungsmaterial verwendet werden. Eine transparente farblose Randversiegelung hat den Vorteil, dass die Kante des Funktionselements bei Durchsicht durch die Verbundscheibe nicht störend auffällt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Versiegelung ein um die Seitenkanten des Funktionselements herum extrudierter Kunststoff.
Das Versiegelungsmaterial kann auch als eine oder mehrere Sperrfolien ausgebildet sein, die das Funktionselement abschnittsweise oder vollständig bedecken. Dabei können auch zwei, drei, vier oder mehr Sperrfolien zusammengeschweißt sein und eine Tasche bilden, in der das Funktionselement vollständig oder abschnittsweise angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe sind alle Seitenkanten durch ein Versiegelungsmaterial versiegelt.
In einer Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Verbundscheibe zusätzlich eine Infrarotstrahlung reflektierende Schicht, die an die erste Zwischenschicht, die zweite Zwischenschicht, die Innenseite der ersten Scheibe oder die Innenseite der zweiten Scheibe unmittelbar angrenzend angeordnet ist.
Mit Innenseite der ersten Scheibe und der Innenseite der zweiten Scheibe ist jeweils diejenige Seite der Scheibe gemeint, die in Richtung des Funktionselements zeigt.
Die zusätzliche Infrarotstrahlung reflektierende Schicht (XIR) ist beispielsweise als XIR- Einzelschicht, XIR-Bilayer oder XIR-Trilayer ausgebildet.
Als XIR-Einzelschicht wird eine Infrarotstrahlung reflektierende Beschichtung auf einer Folie, insbesondere einer PET-Folie bezeichnet. Ein XIR-Bilayer umfasst eine vierte Zwischenschicht und eine darauf zumindest abschnittsweise angeordnete Folie mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung, wobei die Folie insbesondere eine PET-Folie ist.
Ein XIR-Trilayer umfasst eine vierte Zwischenschicht, eine fünfte Zwischenschicht und eine dazwischen zumindest abschnittsweise angeordnete Folie mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung, wobei die Folie insbesondere eine PET-Folie ist.
Die vierte und die fünfte Zwischenschicht ist unabhängig voneinander eine thermoplastische polymere Zwischenschicht und enthält bevorzugt zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU), besonders bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB).
Die Dicke der vierten und fünften Zwischenschicht beträgt unabhängig voneinander bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm, beispielsweise 0,38 mm oder 0,76 mm.
Die Dicke der Folie mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung beträgt 20 pm (Mikrometer) bis 150 pm, beispielsweise 50 pm oder 75 pm, bevorzugt 50 pm.
Die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht ist bevorzugt zwischen der Scheibe, die der Strahlungsquelle zugewandt ist, und dem Funktionselement angeordnet. Auf diese Weise trifft von der Strahlungsquelle durch die Verbundscheibe tretende Strahlung zunächst auf die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht und anschließend auf das Funktionselement. Der infrarote Strahlungsanteil der Strahlung wird durch die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht reflektiert und/oder absorbiert und trifft daher nicht (oder nur in deutlichem verringertem Maße) auf das Funktionselement.
Ist die Verbundscheibe dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes einen Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so ist die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht bevorzugt zwischen der Scheibe, die der Umgebung zugewandt ist, und dem Funktionselement angeordnet. Auf diese Weise trifft von äußeren Umgebung durch die Verbundscheibe tretendes Sonnenlicht zunächst auf die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht und anschließend auf das Funktionselement. Der infrarote Strahlungsanteil des Sonnenlichts wird durch die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht reflektiert und/oder absorbiert und trifft daher nicht (oder nur in deutlichem verringertem Maße) auf das Funktionselement.
In einer Ausführungsform ist die Infrarotstrahlung reflektierenden Schicht in einem Aussparungsbereich einer thermoplastischen polymeren Zwischenschicht, d.h. in einer Rahmenfolie, angeordnet. Ein solcher Aussparungsbereich einer thermoplastischen polymeren Zwischenschicht hat nicht notwendigerweise die gleiche Geometrie, d.h. die gleichen Abmessungen, wie der Aussparungsbereich in der dritten Zwischenschicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht von den Abmessungen her kleiner als das Funktionselement mit den elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften.
Die Seitenkanten des Funktionselements werden in Durchsicht durch die Verbundscheibe bevorzugt von einem opaken Abdeckdruck auf der Innenscheibe und/oder der Außenschiebe und/oder durch einen äußeren Rahmen verdeckt. Dachscheiben und Windschutzscheiben weisen typischerweise einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck aus einer opaken Emaille auf, der insbesondere dazu dient, den zum Einbau der Windschutzscheibe verwendete Kleber vor UV-Strahlung zu schützen und optisch zu verdecken. Dieser periphere Abdeckdruck wird bevorzugt dazu verwendet, auch die Seitenkanten des Funktionselements zu verdecken, sowie die erforderlichen elektrischen Anschlüsse. Bevorzugt weisen sowohl die Außenscheibe als auch die Innenscheibe einen Abdeckdruck auf, so dass die Durchsicht von beiden Seiten gehindert wird.
Das Funktionselement kann auch Aussparungen oder Löcher aufweisen, etwa im Bereich sogenannter Sensorfenster oder Kamerafenster. Diese Bereiche sind dafür vorgesehen, mit Sensoren oder Kameras ausgestattet zu werden, deren Funktion durch ein steuerbares Funktionselement im Strahlengang beeinträchtigt werden würde, beispielsweise Regensensoren.
Das Funktionselement ist bevorzugt über die gesamte Breite der Verbundscheibe angeordnet, abzüglich eines beidseitigen Randbereichs mit einer Breite von beispielsweise 2 mm bis 20 mm. Auch zur Oberkante und Unterkante der Verbundscheibe weist das Funktionselement einen Abstand auf, bevorzugt beispielsweise einen Abstand von 2 mm bis 20 mm. Das Funktionselement ist auf diese Weise innerhalb der ersten und zweiten Zwischenschicht eingekapselt und vor Kontakt mit der umgebenden Atmosphäre und Korrosion geschützt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Funktionselement durch Isolierungslinien in Segmente aufgeteilt. Die Isolierungslinien können insbesondere in eine der Flächenelektroden eingebracht sein, so dass die Segmente der Flächenelektrode elektrisch voneinander isoliert sind. Die einzelnen Segmente sind unabhängig voneinander mit der Spannungsquelle verbunden, so dass sie separat angesteuert werden können. So können verschiedene Bereiche des Funktionselements unabhängig geschaltet werden. Besonders bevorzugt sind die Isolierungslinien und die Segmente, wenn es sich bei der erfindungsgemäßen Verbundscheibe um eine Windschutzscheibe handelt und das Funktionselement als Sonnenblende dient, in Einbaulage horizontal angeordnet. Damit kann beispielsweise die Höhe der Sonnenblende vom Benutzer gesteuert werden. Der Begriff „horizontal“ ist hier breit auszulegen und bezeichnet eine Ausbreitungsrichtung, die bei einer Windschutzscheibe zwischen den Seitenkanten der Windschutzscheibe verläuft. Die Isolierungslinien müssen nicht notwendigerweise gerade sein, sondern können auch leicht gebogen sein, bevorzugt angepasst an eine eventuelle Biegung der Oberkante der Windschutzscheibe, insbesondere im Wesentlichen parallel zur Oberkante der Windschutzscheibe. Vertikale Isolierungslinien sind natürlich auch denkbar.
Die Isolierungslinien weisen beispielsweise eine Breite von 5 pm bis 500 pm, insbesondere 20 pm bis 200 pm auf. Die Breite der Segmente, also der Abstand benachbarten Isolierungslinien kann vom Fachmann gemäß den Anforderungen im Einzelfall geeignet gewählt werden. Die Isolierungslinien können durch Laserablation, mechanisches Schneiden oder Ätzen während der Herstellung des Funktionselements eingebracht werden. Bereits laminierte Mehrschichtfolien können auch nachträglich noch mittels Laserablation segmentiert werden.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe wobei zumindest:
a) eine zweite Scheibe, eine zweite Zwischenschicht, ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, eine erste Zwischenschicht, eine dritte Zwischenschicht, deren Dicke im Wesentlichen der Dicke des Funktionselements entspricht und die einen Aussparungsbereich aufweist, und eine erste Scheibe als Stapelfolge bereitgestellt werden, in der die erste Zwischenschicht zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnet ist, die dritte Zwischenschicht zwischen der ersten Scheibe und der ersten Zwischenschicht angeordnet ist, die zweite Zwischenschicht zwischen der zweiten Scheibe und der ersten Zwischenschicht angeordnet ist und das Funktionselement zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht in Durchsicht vollständig innerhalb des Aussparungsbereichs und im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht angeordnet ist, und
b) die erste Scheibe und die zweite Scheibe durch Lamination verbunden werden, wobei das Funktionselement von der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht umschlossen wird und die erste Zwischenschicht abschnittsweise in dem Aussparungsbereich der dritten Zwischenschicht angeordnet wird.
Durch die Lamination wird das Funktionselement von der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht umschlossen, genauer gesagt schmiegt sich die zweite Zwischenschicht an die Unterseite an und die erste Zwischenschicht schmiegt sich an die Seitenkanten und die Oberseite des Funktionselements an.
Durch die Lamination wird zudem die erste Zwischenschicht abschnittsweise in dem Aussparungsbereich der dritten Zwischenschicht angeordnet. Die abschnittsweise Aufnahme der ersten Zwischenschicht in den Aussparungsbereich der dritten Zwischenschicht bedeutet, dass nicht die gesamte erste Zwischenschicht in dem Aussparungsbereich aufgenommen ist, sondern nur ein Abschnitt der ersten Zwischenschicht.
Durch die abschnittsweise Aufnahme der ersten Zwischenschicht in die Aussparung der dritten Zwischenschicht wird der lokale Dickenunterschied der Verbundscheibe, der durch das örtlich begrenzte Funktionselement eingebracht wird, kompensiert, so dass Glasbruch beim Laminieren und/oder permanente Spannungen im Glas vermieden werden können.
Die Seitenkanten aller Zwischenschichten und der ersten und der zweiten Scheibe sind bevorzugt in Durchsichtrichtung in Deckung befindlich. Zur elektrischen Kontaktierung werden elektrische Kabel, insbesondere Flachleiter, mit den Flächenelektroden verbunden und über die Seitenkante aus dem Schichtstapel herausgeführt. Der Anschluss der Kabel erfolgt natürlich vor dem Laminieren der Scheibe. Die Kabel werden bevorzugt zwischen zwei Zwischenschichten ausgeführt, um eine vollständige Umschließung der Flachleiter zu erhalten. Auf diese Weise wird das Eindringen von Feuchtigkeit vermieden.
Eventuell vorhandene Drucke, beispielsweise opake Abdeckdrucke oder aufgedruckte Sammelleiter zur elektrischen Kontaktierung des Funktionselements werden bevorzugt im Siebdruckverfahren aufgebracht.
Das Laminieren erfolgt bevorzugt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Es können an sich bekannte Verfahren zur Lamination verwendet werden, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine zweite Scheibe vorgelegt und auf dieser eine zweite Zwischenschicht angeordnet. Auf der zweiten Zwischenschicht wird dann ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften angeordnet. Über diesem wird eine erste Zwischenschicht angeordnet, d.h. die erste Zwischenschicht wird über das Funktionselement und die darunterliegende zweite Zwischenschicht gelegt. Auf der ersten Zwischenschicht wird eine dritte Zwischenschicht angeordnet. Die Dicke dieser dritten Zwischenschicht entspricht im Wesentlichen der Dicke des Funktionselements. Die dritte Zwischenschicht weist einen Aussparungsbereich auf, d.h. sie ist rahmenartig ausgebildet, und sie wird so angeordnet, dass das Funktionselement in der Verbundscheibe in Durchsicht vollständig innerhalb des Aussparungsbereichs und im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht angeordnet ist. Auf der dritten Zwischenschicht wird dann eine erste Scheibe angeordnet. Anschließend werden, die erste Scheibe und die zweite Scheibe über die Zwischenschichten durch Lamination verbunden, wobei das Funktionselement zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht eingelagert wird und die erste Zwischenschicht abschnittsweise in dem Aussparungsbereich der dritten Zwischenschicht angeordnet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine erste Scheibe vorgelegt und auf dieser eine dritte Zwischenschicht angeordnet. Die dritte Zwischenschicht weist einen Aussparungsbereich auf, d.h. sie ist rahmenartig ausgebildet. Über die dritte Zwischenschicht wird dann eine erste Zwischenschicht angeordnet. Auf der ersten Zwischenschicht wird ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften derartig angeordnet, dass das Funktionselement in der Verbundscheibe in Durchsicht vollständig innerhalb des Aussparungsbereichs und im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht angeordnet ist. Über diesem wird eine zweite Zwischenschicht angeordnet, d.h. die zweite Zwischenschicht wird über das Funktionselement und die darunterliegende erste Zwischenschicht gelegt. Auf der zweiten Zwischenschicht wird eine zweite Scheibe angeordnet. Anschließend werden, die erste Scheibe und die zweite Scheibe über die Zwischenschichten durch Lamination verbunden, wobei das Funktionselement zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht eingelagert wird und die erste Zwischenschicht abschnittsweise in dem Aussparungsbereich der dritten Zwischenschicht angeordnet wird. Die Dicke der in dieser Ausführungsform des Verfahrens eingesetzten dritten Zwischenschicht entspricht im Wesentlichen der Dicke des Funktionselements.
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass nach Anordnung des Funktionselements direkt die erste Zwischenschicht bzw. die zweite Zwischenschicht flächig über diesem angeordnet wird, wodurch das Funktionselement geschützt ist, beispielsweise vor Kratzern oder Staubablagerungen auf der Oberfläche.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wir zunächst ein Vorverbund aus einer ersten Zwischenschicht, einem Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, einer zweiten Zwischenschicht und einer dritten Zwischenschicht, die einen Aussparungsbereich aufweist, gefertigt, wobei in dem Vorverbund das Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften derartig angeordnet ist, dass das Funktionselement in Durchsicht vollständig innerhalb des Aussparungsbereichs und im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht angeordnet ist. Dieser Vorverbund wird dann zwischen einer ersten Scheibe und einer zweiten Scheibe angeordnet und die erste Scheibe und die zweite Scheibe anschließend durch Lamination verbunden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht die Dicke der ersten Zwischenschicht mindestens der Dicke des Funktionselements, besonders bevorzugt ist die Dicke der ersten Zwischenschicht größer als die Dicke des Funktionselements.
In einer bevorzugten Ausführungsform ragt das Funktionselement nach dem Laminieren nicht in den Aussparungsbereich in der dritten Zwischenschicht hinein.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Funktionselement ein SPD-, ein PDLC-, ein LC-, ein elektrochromes oder ein elektrolumineszentes Funktionselement ist, bevorzugt eine PDLC-Folie.
Die in dem Verfahren eingesetzte erste Scheibe, zweite Scheibe, erste Zwischenschicht, zweite Zwischenschicht und/oder dritte Zwischenschicht kann Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, elektrisch heizbare Beschichtungen, Sonnenschutzbeschichtungen und/oder Low-E- Beschichtungen aufweisen. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren als zusätzliche Schritte die Beschichtung der ersten Scheibe, zweiten Scheibe, ersten Zwischenschicht, zweiten Zwischenschicht und/oder dritten Zwischenschicht mit Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytischen Beschichtungen, elektrisch heizbaren Beschichtungen, Sonnenschutzbeschichtungen und/oder Low-E- Beschichtungen umfassen. Bevorzugt werden die Antireflexbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen und/oder Low-E-Beschichtungen an der Außenseite der Außenscheibe oder an der Außenseite der Innenscheibe angebracht.
Die erste, die zweite und die dritte Zwischenschicht kann jeweils beispielsweise durch eine einzige thermoplastische polymere Folie ausgebildet werden. Eine Zwischenschicht kann auch als zweilagiger, dreilagiger oder mehrlagiger Folienstapel ausgebildet sein, wobei die einzelnen Folien gleiche oder unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
Die erste Zwischenschicht, die zweite Zwischenschicht und die dritte Zwischenschicht enthalten unabhängig voneinander bevorzugt zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU), besonders bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB). Die Zwischenschichten können unabhängig voneinander auch getönt oder gefärbt sein. In einer Ausführungsform sind die erste Zwischenschicht, die zweite Zwischenschicht und die dritte Zwischenschicht aus dem gleichen Material ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform unterscheidet sich die Zusammensetzung der dritten Zwischenschicht von der Zusammensetzung der ersten Zwischenschicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform unterscheidet sich die Zusammensetzung der dritten Zwischenschicht von der Zusammensetzung der ersten Zwischenschicht und von der Zusammensetzung der zweiten Zwischenschicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform unterscheidet sich die Zusammensetzung der ersten Zwischenschicht von der Zusammensetzung der zweiten Zwischenschicht und von der Zusammensetzung der dritten Zwischenschicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform unterscheiden sich die erste Zwischenschicht, die zweite Zwischenschicht und die dritte Zwischenschicht hinsichtlich ihrer Zusammensetzungen.
Beispielsweise können die zweite Zwischenschicht und die dritte Zwischenschicht farblos sein und die erste Zwischenschicht eine getönte Zwischenschicht sein. Es ist beispielsweise auch möglich, dass sich die Zwischenschichten hinsichtlich ihrer Zusatzstoffe oder des Anteils an Weichmachern unterscheiden.
Es versteht sich, dass hinsichtlich Aufbau, Abmessungen, Materialien und bevorzugten Ausgestaltungen der ersten Scheibe, der zweiten Scheibe, der Zwischenschichten und des Funktionselements die oben für die erfindungsgemäße Verbundscheibe getroffenen Aussagen gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren gelten und umgekehrt.
In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren als zusätzlichen Schritt die Anordnung einer Infrarotstrahlung reflektierenden Schicht an die erste Zwischenschicht, die zweite Zwischenschicht, die Innenseite der ersten Scheibe oder die Innenseite der zweiten Scheibe.
Die zusätzliche Infrarotstrahlung reflektierende Schicht (XIR) ist beispielsweise als XIR- Einzelschicht, XIR-Bilayer oder XIR-Trilayer ausgebildet. Als XIR-Einzelschicht wird eine Infrarotstrahlung reflektierende Beschichtung auf einer Folie, insbesondere einer PET-Folie bezeichnet.
Ein XIR-Bilayer umfasst eine vierte Zwischenschicht und eine darauf zumindest abschnittsweise angeordnete Folie mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung, wobei die Folie insbesondere eine PET-Folie ist.
Ein XIR-Trilayer umfasst eine vierte Zwischenschicht, eine fünfte Zwischenschicht und eine dazwischen zumindest abschnittsweise angeordnete Folie mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung, wobei die Folie insbesondere eine PET-Folie ist.
Die vierte und die fünfte Zwischenschicht ist unabhängig voneinander eine thermoplastische polymere Zwischenschicht und enthält bevorzugt zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU), besonders bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB).
Die Dicke der vierten und fünften Zwischenschicht beträgt unabhängig voneinander bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm, beispielsweise 0,38 mm oder 0,76 mm.
Die Dicke der Folie mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung beträgt 20 pm (Mikrometer) bis 150 pm, beispielsweise 50 pm oder 75 pm, bevorzugt 50 pm.
Die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht wird bevorzugt zwischen der Scheibe, die der Strahlungsquelle zugewandt ist, und dem Funktionselement angeordnet. Auf diese Weise trifft von der Strahlungsquelle durch die Verbundscheibe tretende Strahlung zunächst auf die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht und anschließend auf das Funktionselement. Der infrarote Strahlungsanteil der Strahlung wird durch die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht reflektiert und/oder absorbiert und trifft daher nicht (oder nur in deutlichem verringertem Maße) auf das Funktionselement.
Ist die Verbundscheibe dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes einen Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so wird die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht bevorzugt zwischen der Scheibe, die der Umgebung zugewandt ist, und dem Funktionselement angeordnet. Auf diese Weise trifft von äußeren Umgebung durch die Verbundscheibe tretendes Sonnenlicht zunächst auf die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht und anschließend auf das Funktionselement. Der infrarote Strahlungsanteil des Sonnenlichts wird durch die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht reflektiert und/oder absorbiert und trifft daher nicht (oder nur in deutlichem verringertem Maße) auf das Funktionselement.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das gesamte Funktionselement oder zumindest eine der Seitenkanten des Funktionselements von einem Versiegelungsmaterial umschlossen, wobei das Versiegelungsmaterial bevorzugt Weichmacher-arm oder Weichmacher-frei ist und besonders bevorzugt Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyethylen (PE) enthält oder daraus besteht. Das Versiegelungsmaterial verhindert insbesondere die Diffusion von chemischen Bestandteilen der thermoplastischen Zwischenschichten, beispielsweise Weichmacher, in die aktive Schicht. Dadurch wird eine Eintrübung des Randbereichs des Funktionselements vermindert oder verhindert.
In einer Ausführungsform ist die Versiegelung ein Klebstoff oder ein Klebeband, insbesondere ein transparenter farbloser Klebstoff oder ein transparentes farbloses Klebeband. In diesem Fall umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich den Schritt der Anordnung eines Klebstoffs oder eines Klebebands um zumindest eine der Seitenkanten des Funktionselements.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Versiegelung ein um die Seitenkanten des Funktionselements herum extrudierter Kunststoff. In diesem Fall umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich den Schritt der Extrusion des Kunststoffs um das Funktionselement herum.
Das Versiegelungsmaterial kann auch als eine oder mehrere Sperrfolien ausgebildet sein, die das Funktionselement abschnittsweise oder vollständig bedecken. Dabei können auch zwei, drei, vier oder mehr Sperrfolien zusammengeschweißt sein und eine Tasche bilden, in der das Funktionselement vollständig oder abschnittsweise angeordnet ist. In diesem Fall umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich die Anordnung der Sperrfolien um das Funktionselement oder das Zusammenschweißen von zwei, drei, vier oder mehr Sperrfolien zu einer Tasche mit anschließendem Anordnen des Funktionselements vollständig oder abschnittsweise in der Tasche, bevor das Funktionselement auf der zweiten Zwischenschicht angeordnet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren die Befestigung von Versiegelungsmaterial auf der zweiten Zwischenschicht und auf der ersten Zwischenschicht. Das Versiegelungsmaterial wird auf der zweiten und der ersten Zwischenschicht derart angeordnet, dass es nach dem Schritt der Lamination das gesamte Funktionselement oder zumindest eine der Seitenkanten des Funktionselements umschließt. Es können beispielsweise Streifen von Versiegelungsmaterial, ein Rahmen aus Versiegelungsmaterial oder eine Folie aus Versiegelungsmaterial auf der zweiten Zwischenschicht und Streifen von Versiegelungsmaterial, ein Rahmen aus Versiegelungsmaterial oder eine Folie aus Versiegelungsmaterial auf der ersten Zwischenschicht angeordnet werden. Diese können dann beispielsweise mit der jeweiligen Zwischenschicht verklebt werden. Das an der ersten Zwischenschicht befestigte Versiegelungsmaterial und das an der zweiten Zwischenschicht befestigte Versiegelungsmaterial liegen nach der Lamination und der damit verbundenen Entlüftung übereinander und/oder verschmelzen während des Laminationsprozesses miteinander, so dass die von dem Versiegelungsmaterial umgebenen Seitenkanten des Funktionsmaterials vor dem Eindiffundieren von Chemikalien aus den Zwischenschichten geschützt sind.
Bei den Verbundscheiben aus dem Stand der Technik ist das Funktionselement von einer rahmenartigen Zwischenschicht umgeben. Die Befestigung von Versiegelungsmaterial für die Seitenkanten des Funktionselements an eine rahmenartige Zwischenschicht ist technisch aufwendig. Bei der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist das Funktionselement nicht in einer rahmenartigen dritten Zwischenschicht angeordnet, sondern zwischen zwei vollflächigen Zwischenschichten (einer ersten Zwischenschicht und einer zweiten Zwischenschicht), d.h. zwei Zwischenschichten, die keinen Aussparungsbereich aufweisen. Dadurch, dass die erste und die zweite Zwischenschicht, keine Aussparungen aufweisen, lässt sich auf diesen Zwischenschichten Versiegelungsmaterial einfacher anordnen und befestigen. Die Kantenversiegelung des Funktionselements ist somit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit einem Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften einfacher realisierbar als bei den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren. Die Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser. Die Verbundscheibe wird dabei bevorzugt als Fensterscheibe verwendet, beispielsweise als Fensterscheibe von Fahrzeugen, von Gebäuden oder von Räumen im Inneren von Gebäuden. Die Verbundscheibe wird besonders bevorzugt verwendet als Dachscheibe oder Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere mit elektrisch steuerbarer Sonnenblende, welche durch das Funktionselement realisiert ist.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnungen schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Verbundscheibe aus Figur 1 entlang der Schnittlinie X-X‘,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Z aus Figur 2,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbundscheibe aus
Figur 1 entlang der Schnittlinie X-X‘,
Fig.5 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Z aus Figur 4,
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbundscheibe aus
Figur 1 entlang der Schnittlinie X-X‘,
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbundscheibe aus
Figur 1 entlang der Schnittlinie X-X‘,
Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbundscheibe aus
Figur 1 entlang der Schnittlinie X-X‘,
Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Z aus Figur 8,
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Verbundscheibe,
Fig. 1 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Verbundscheibe aus Figur 10 entlang der Schnittlinie X-X‘,
Fig. 12 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbundscheibe aus
Figur 10 entlang der Schnittlinie X-X‘,
Fig. 13 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbundscheibe aus
Figur 10 entlang der Schnittlinie X-X‘, Fig. 14 eine schematische Darstellung der Anordnung der Schichten einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe vor der Lamination, Fig. 15 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Verbundscheibe,
Fig. 16 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Verbundscheibe aus Figur 15 entlang der Schnittlinie X-X‘,
Fig. 17 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines
Flussdiagramms,
Fig.18 eine schematische Darstellung des Bereichs der orthogonalen Projektion des
Aussparungsbereichs bezüglich der ersten Scheibe.
Figur 1 , Figur 2 und Figur 3 zeigen je ein Detail einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die Verbundscheibe 100 umfasst eine erste Scheibe 1 und eine zweite Scheibe 2, die über eine erste Zwischenschicht 3a, eine zweite Zwischenschicht 3b und eine dritte Zwischenschicht 3c miteinander verbunden sind. Die erste Scheibe 1 weist eine Dicke von 2,1 mm auf und besteht beispielsweise aus einem klaren Kalk-Natron-Glas. Die zweite Scheibe 2 weist eine Dicke von 1 ,6 mm auf und besteht beispielsweise ebenfalls aus einem klaren Kalk-Natron-Glas. Die Verbundscheibe 100 kann beispielsweise eine Dachscheibe eines Fahrzeugs sein.
Zwischen der ersten Zwischenschicht 3a und der zweiten Zwischenschicht 3b ist ein Funktionselement 5 angeordnet, welches durch eine elektrische Spannung in seinen optischen Eigenschaften steuerbar ist. Die elektrischen Zuleitungen sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.
Das steuerbare Funktionselement 5 ist beispielsweise eine PDLC-Mehrschichtfolie mit einer Dicke von 0,4 mm, bestehend aus einer aktiven Schicht 11 zwischen zwei Flächenelektroden 12, 13 und zwei Trägerfolien 14, 15. Die aktive Schicht 11 enthält eine Polymermatrix mit darin dispergierten Flüssigkristallen, die sich in Abhängigkeit der an die Flächenelektroden angelegten elektrischen Spannung ausrichten, wodurch die optischen Eigenschaften gesteuert werden können. Die Trägerfolien 14, 15 bestehen aus PET und weisen eine Dicke von beispielsweise 0,125 mm auf. Die Trägerfolien 14, 15 sind mit einer zur aktiven Schicht 11 weisenden Beschichtung aus ITO mit einer Dicke von etwa 100 nm versehen, welche die Flächenelektroden 12, 13 ausbilden. Die Flächenelektroden 12, 13 sind über nicht dargestellte Sammelleiter (beispielweise ausgebildet durch einen silberhaltigen Siebdruck) und nicht dargestellte Verbindungskabel mit der Bordelektrik verbindbar.
In der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform ist das Funktionselement 5 rechteckig, es kann aber natürlich auch eine andere Form, beispielsweise eine trapezförmige Form, aufweisen.
Die erste Zwischenschicht 3a und die zweite Zwischenschicht 3b sind jeweils durch eine thermoplastische Folie mit einer Dicke von 0,38 mm ausgebildet. Die erste und die zweite Zwischenschicht 3a und 3b bestehen beispielsweise aus 78 Gew.-% Polyvinylbutyral (PVB) und 20 Gew.-% Triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate) als Weichmacher.
Zwischen der ersten Zwischenschicht 3a und der ersten Scheibe 1 ist eine dritte Zwischenschicht 3c angeordnet. Die dritte Zwischenschicht 3c weist einen
Aussparungsbereich 4 auf, in welchem ein Abschnitt der ersten Zwischenschicht 3a angeordnet ist. Das Funktionselement 5, welches rundum in thermoplastisches Material der ersten und zweiten Zwischenschichten 3a und 3b eingekapselt ist, ist in Durchsicht vollständig innerhalb des Aussparungsbereichs 4 und im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht 3c angeordnet. Das bedeutet das Funktionselement 5 ist im Bereich der orthogonalen Projektion des Aussparungsbereichs 4 bezüglich der ersten Scheibe 1 angeordnet. In Figur 2 ist dieser Bereich der orthogonalen Projektion mit A gekennzeichnet. Die dritte Zwischenschicht 3c ist beispielsweise durch eine thermoplastische Folie mit einer Dicke von 0,38 mm ausgebildet und enthält 95 Gew.-%
Polyvinylbutyral (PVB) und 5 Gew.-% Triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate) als
Weichmacher.
Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Verbundscheibe 100 aus Figur 1 , in der die erste Scheibe 1 die Außenscheibe 6, d.h. die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe, und die zweite Scheibe 2 die Innenscheibe 7, d.h. die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Scheibe, ist.
Figur 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Z aus Figur 2.
Die Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbundscheibe 100 aus Figur 1 entlang der Schnittlinie X-X‘. Die Verbundscheibe 100 aus Figur 4 entspricht im Wesentlichen der Verbundscheibe 100 aus den Figuren 1 bis 3, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird. In der in Figur 4 gezeigten Ausgestaltung ist die zweite Scheibe 2 die Außenscheibe 6, d.h. die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe, und die erste Scheibe 1 die Innenscheibe 7, d.h. die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Scheibe.
Figur 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Z aus Figur 4.
Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbundscheibe aus Figur 1 entlang der Schnittlinie X-X‘, wobei sich die in der Figur 6 dargestellte Ausführungsform von der in der Figur 2 dargestellten nur hinsichtlich der Schichtdicke der ersten Zwischenschicht 3a unterscheidet. In der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform ist die Dicke der ersten Zwischenschicht 3a größer als die Dicke des Funktionselements 5. Das Funktionselement ist 0,4 mm dick und die erste Zwischenschicht ist 0,76 mm dick. Die Dicke des Funktionselements 5 wird durch die dritte Zwischenschicht 3c, die eine Dicke von 0,38 mm aufweist, kompensiert. In der in Figur 6 gezeigten Ausgestaltung ist die erste Scheibe 1 die Außenscheibe 6, d.h. die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe, und die zweite Scheibe 2 die Innenscheibe 7, d.h. die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Scheibe.
Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbundscheibe aus Figur 1 entlang der Schnittlinie X-X‘, wobei sich die in der Figur 7 dargestellte Ausführungsform von der in der Figur 4 dargestellten nur hinsichtlich der Schichtdicke der ersten Zwischenschicht 3a unterscheidet. In der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform ist die Dicke der ersten Zwischenschicht 3a größer als die Dicke des Funktionselements 5. Das Funktionselement ist 0,4 mm dick und die erste Zwischenschicht ist 0,76 mm dick. Die Dicke des Funktionselements 5 wird durch die dritte Zwischenschicht 3c, die eine Dicke von 0,38 mm aufweist, kompensiert. In der in Figur 7 gezeigten Ausgestaltung ist die zweite Scheibe 2 die Außenscheibe 6, d.h. die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe, und die erste Scheibe 1 die Innenscheibe 7, d.h. die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Scheibe.
Figur 8 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Verbundscheibe 100 aus Figur 1 entlang der Schnittlinie X-X‘, wobei sich die in der Figur 8 dargestellte Ausführungsform von der in der Figur 6 dargestellten nur dahingehend unterscheidet, dass in der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform die Seitenkanten 5.1 , 5.3 des Funktionselements von einem Versiegelungsmaterial 10 umschlossen sind. Das Versiegelungsmaterial 10 ist derart dimensioniert, dass es jeweils einen schmalen Randbereich von bevorzugt 10 mm der Oberseite und der Unterseite des Funktionselements 5 und die Seitenkanten 5.1 , 5.3 bedeckt. In der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform hat das Versiegelungsmaterial 10 eine Dicke von 50 pm. Eine solche geringe Dicke ist bevorzugt, um Druckstellen auf dem Funktionselement 5 zu vermeiden.
Das Versiegelungsmaterial 10 besteht hier beispielsweise im Wesentlichen aus PET, das heißt zu mindestens 97 Gew.-%. Das Versiegelungsmaterial 10 enthält weniger als 0,5 Gew.-% Weichmacher und ist dazu geeignet, die Diffusion von Weichmacher aus der ersten Zwischenschicht 3a und/oder der zweiten Zwischenschicht 3b über die Seitenkanten 5.1 , 5.3 in das Funktionselement 5, insbesondere in dessen aktive Schicht 11 , hinein zu reduzieren oder zu unterbinden.
Es versteht sich, dass weiteres Versiegelungsmaterial um die hier nicht dargestellten Seitenkanten 5.2, 5.4 des Funktionselements 5 angeordnet sein kann und das Funktionselement 5 beispielsweise rahmenartig umschließen kann. Im hier dargestellten Beispiel, ist das Funktionselement 5 nicht vollständig mit dem Versiegelungsmaterial 10 bedeckt. Es versteht sich, dass das Versiegelungsmaterial 10 die Oberseite und die Unterseite des Funktionselements 5 auch vollständig bedecken kann.
In der Figur 9 ist der Ausschnitt Z aus Figur 8 vergrößert dargestellt.
Figur 10 zeigt die Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die Verbundscheibe 100 aus der Figur 10 entspricht im Wesentlichen, der Verbundscheibe 100 aus der Figur 1 , so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
Im Unterschied zu der Verbundscheibe 100 der Figur 1 weist die Verbundscheibe 100 aus der Figur 10 einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck 9 auf, der durch ein opakes Emaille auf den innenraumseitigen Oberflächen (in Einbaulage dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt) der ersten Scheibe 1 und der zweiten Scheibe 2 ausgebildet ist. Der Abstand des Funktionselements 5 zu den Seitenkanten der Verbundscheibe 100 ist kleiner als die Breite des Abdeckdrucks 9, so dass die Seitenkanten 5.1 , 5.2, 5.3, 5.4 des Funktionselements 5 durch den Abdeckdruck 9 verdeckt sind. Auch die nicht dargestellten elektrischen Anschlüsse werden sinnvollerweise im Bereich des Abdeckdrucks 9 angebracht und somit verdeckt.
In der in Figur 10 gezeigten Ausführungsform ist das Funktionselement 5 rechteckig, es kann aber natürlich auch eine andere Form, beispielsweise eine trapezförmige Form, aufweisen.
Figur 11 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Verbundscheibe 100 aus Figur 10 entlang der Schnittlinie X-X‘. Die in der Figur 11 gezeigte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der in der Figur 2 gezeigten Ausführungsform, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
Im Unterschied zu der Verbundscheibe 100, deren Querschnitt in Figur 2 gezeigt ist, weist die Verbundscheibe, deren Querschnitt in Figur 11 gezeigt ist, einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck 9 auf, der durch ein opakes Emaille auf den innenraumseitigen Oberflächen (in Einbaulage dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt) der ersten Scheibe 1 und der zweiten Scheibe 2 ausgebildet ist. Wie bei Figur 10 beschrieben verdeckt dieser die Seitenkanten 5.1 , 5.2, 5.3, 5.4 des Funktionselements 5.
Zudem weist die Verbundscheibe 100, deren Querschnitt in Figur 11 gezeigt ist, eine zusätzliche Infrarotstrahlung reflektierende Schicht 8 auf, die zwischen der ersten Scheibe 1 und der ersten Zwischenschicht 3a angeordnet ist und eine vierte Zwischenschicht 8a und eine Infrarotstrahlung reflektierende Beschichtung 8b umfasst. Die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht 8 ist somit in der in Figur 11 gezeigten Ausführungsform als XIR- Bilayer ausgebildet. Die vierte Zwischenschicht 8a ist als eine thermoplastische Schicht mit einer Dicke von 0,38 mm ausgebildet. Die vierte Zwischenschicht 8a besteht beispielsweise aus 78 Gew.-% Polyvinylbutyral (PVB) und 20 Gew.-% Triethylene glycol bis(2- ethylhexanoate) als Weichmacher. Die Infrarotstrahlung reflektierende Beschichtung 8b ist abschnittsweise an der vierten Zwischenschicht 8a angeordnet und als eine PET-Folie mit einer infrarotreflektierenden Beschichtung ausgebildet und ist 50 pm dick.
Figur 12 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Verbundscheibe 100 aus Figur 10 entlang der Schnittlinie X-X‘. Die in der Figur 12 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Figur 11 gezeigten Ausführungsform nur dahingehend, dass die Seitenkanten 5.1 , 5.2 des Funktionselements 5 von einem
Versiegelungsmaterial 10 umgeben sind.
Das Versiegelungsmaterial 10 ist derart dimensioniert, dass es jeweils einen schmalen Randbereich von bevorzugt 1 mm bis 50 mm, besonders bevorzugt von 2 mm bis 20 mm, beispielsweise 10 mm, der Oberseite und der Unterseite des Funktionselements 5 und die Seitenkanten 5.1 , 5.3 bedeckt.
Das Versiegelungsmaterial 10 besteht hier beispielsweise im Wesentlichen aus PET, das heißt zu mindestens 97 Gew.-%. Das Versiegelungsmaterial 10 enthält weniger als 0,5 Gew.-% Weichmacher und ist dazu geeignet, die Diffusion von Weichmacher aus der ersten Zwischenschicht 3a und/oder der zweiten Zwischenschicht 3b über die Seitenkanten 5.1 , 5.3 in das Funktionselement 5, insbesondere in dessen aktive Schicht 11 , hinein zu reduzieren oder zu unterbinden.
Es versteht sich, dass weiteres Versiegelungsmaterial um die hier nicht dargestellten Seitenkanten 5.2, 5.4 des Funktionselements 5 angeordnet sein kann und das Funktionselement 5 beispielsweise rahmenartig umschließen kann. Im hier dargestellten Beispiel ist das Funktionselement 5 nicht vollständig mit dem Versiegelungsmaterial 10 bedeckt. Es versteht sich, dass das Versiegelungsmaterial 10 die Oberseite und die Unterseite des Funktionselements 5 auch vollständig bedecken kann.
Figur 13 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Verbundscheibe 100 aus Figur 10 entlang der Schnittlinie X-X‘. Die in der Figur 13 gezeigte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der in der Figur 7 gezeigten Ausführungsform, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
Im Unterschied zu der Verbundscheibe 100, deren Querschnitt in Figur 7 gezeigt ist, weist die Verbundscheibe, deren Querschnitt in Figur 13 gezeigt ist, einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck 9 auf, der durch ein opakes Emaille auf den innenraumseitigen Oberflächen (in Einbaulage dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt) der ersten Scheibe 1 und der zweiten Scheibe 2 ausgebildet ist. Wie bei Figur 10 beschrieben verdeckt dieser die Seitenkanten 5.1 , 5.2, 5.3, 5.4 des Funktionselements 5. Zudem weist die Verbundscheibe 100, deren Querschnitt in Figur 13 gezeigt ist eine zusätzliche Infrarotstrahlung reflektierende Schicht 8 auf, die zwischen der zweiten Scheibe 2 und der zweiten Zwischenschicht 3b angeordnet ist und eine vierte Zwischenschicht 8a und eine Infrarotstrahlung reflektierende Beschichtung 8b umfasst. Die Infrarotstrahlung reflektierende Schicht 8 ist somit in der in Figur 13 gezeigten Ausführungsform als XIR-Bilayer ausgebildet. Die vierte Zwischenschicht 8a ist als eine thermoplastische Schicht mit einer Dicke von 0,38 mm ausgebildet. Die vierte Zwischenschicht 8a besteht beispielsweise aus 78 Gew.-% Polyvinylbutyral (PVB) und 20 Gew.-% Triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate) als Weichmacher. Die Infrarotstrahlung reflektierende Beschichung 8b ist abschnittsweise an der vierten Zwischenschicht 8a angeordnet und als eine PET-Folie mit einer infrarotreflektierenden Beschichtung ausgebildet und ist 50 pm dick.
Figur 14 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung der Schichten der in der Figur 8 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe vor der Lamination. In Figur 14 ist zu erkennen, dass aufgrund der Stapelfolge der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 das Versiegelungsmaterial 10 mit der vollflächigen ersten Zwischenschicht 3a bzw. mit der zweiten Zwischenschicht 3b verbunden werden kann bevor das Funktionselement 5 zwischen der ersten Zwischenschicht 3a und der zweiten Zwischenschicht 3b angeordnet wird.
Figur 15 zeigt die Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die Verbundscheibe 100 aus der Figur 15 entspricht im Wesentlichen, der Verbundscheibe 100 aus der Figur 10, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
Die erste Zwischenschicht 3a ist in dieser Ausführungsform getönt. Die getönte erste Zwischenschicht 3a ist in der Figur 15 mit dem Bezugszeichen 16 versehen. Die Lichttransmission der Verbundscheibe 100 wird durch die Tönung herabgesetzt und das milchige Aussehen des PDLC-Funktionselements 5 im diffusiven Zustand abgemildert. Die Ästhetik der Verbundscheibe wird dadurch deutlich ansprechender gestaltet. Die getönte erste Zwischenschicht 3a weist beispielsweise eine durchschnittliche Lichttransmission von 30% auf, womit gute Ergebnisse erzielt werden. Handelt es sich bei der Verbundscheibe 100 um eine Dachscheibe, so weist die getönte erste Zwischenschicht 3a beispielsweise eine Lichttransmission von 28 % auf. In der in Figur 15 gezeigten Ausführungsform ist das Funktionselement 5 rechteckig, es kann aber natürlich auch eine andere Form, beispielsweise eine trapezförmige Form, aufweisen.
Figur 16 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Verbundscheibe 100 aus Figur 15 entlang der Schnittlinie X-X‘. Die in der Figur 16 gezeigte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der in der Figur 2 gezeigten Ausführungsform, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
Im Unterschied zu der Verbundscheibe 100, deren Querschnitt in Figur 2 gezeigt ist, weist die Verbundscheibe, deren Querschnitt in Figur 16 gezeigt ist, einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck 9 auf, der durch ein opakes Emaille auf den innenraumseitigen Oberflächen (in Einbaulage dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt) der ersten Scheibe 1 und der zweiten Scheibe 2 ausgebildet ist. Der Abstand des Funktionselements 5 zu den Seitenkanten der Verbundscheibe 100 ist kleiner als die Breite des Abdeckdrucks 9, so dass die Seitenkanten 5.1 , 5.2, 5.3, 5.4 des Funktionselements 5 durch den Abdeckdruck 9 verdeckt sind. Auch die nicht dargestellten elektrischen Anschlüsse werden sinnvollerweise im Bereich des Abdeckdrucks 9 angebracht und somit versteckt.
Die erste Zwischenschicht 3a ist in dieser Ausführungsform getönt. Die Lichttransmission der Verbundscheibe 100 wird dadurch herabgesetzt und das milchige Aussehen des PDLC- Funktionselements 5 im diffusiven Zustand abgemildert. Die Ästhetik der Verbundscheibe 100 wird dadurch deutlich ansprechender gestaltet. Die getönte erste Zwischenschicht 3a weist beispielsweise eine durchschnittliche Lichttransmission von 30% auf, womit gute Ergebnisse erzielt werden. Handelt es sich bei der Verbundscheibe 100 um eine Dachscheibe, so weist die getönte erste Zwischenschicht 3a beispielsweise eine Lichttransmission von 28 % auf. Statt einer getönten Zwischenschicht 3a kann auch eine getönte Außenscheibe 6 eingesetzt werden.
In Figur 17 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms gezeigt.
In Schritt I wird eine zweite Scheibe bereitgestellt. Im nachfolgenden Schritt II wird auf der zweiten Scheibe 2 eine zweite Zwischenschicht 3b angeordnet. Im Schritt III wird auf der zweiten Zwischenschicht 3b ein Funktionselement 5 angeordnet. Über dem Funktionselement 5 und der zweiten Zwischenschicht 3b wird in Schritt IV eine erste Zwischenschicht 3a angeordnet. In Schritt V wird auf der ersten Zwischenschicht 3a eine dritte Zwischenschicht 3c angeordnet, deren Dicke im Wesentlichen der Dicke des Funktionselements 5 entspricht und die einen Aussparungsbereich 4 aufweist. Die dritte Zwischenschicht 3c wird so angeordnet, dass das Funktionselement 5 in der Verbundscheibe 100 in Durchsicht vollständig innerhalb des Aussparungsbereiches 4 und im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht 3c liegt. In Schritt VI wird dann eine erste Scheibe 1 auf der dritten Zwischenschicht 3c angeordnet. In Schritt VII werden die erste Scheibe 1 und die zweite Scheibe 2 durch Lamination unter Einwirkung von Temperatur, Druck und/oder Vakuum über die Zwischenschichten 3a, 3b, 3c verbunden, wobei das Funktionselement 5 zwischen der ersten Zwischenschicht 3a und der zweiten Zwischenschicht 3b eingelagert wird und die erste Zwischenschicht 3a abschnittsweise in dem Aussparungsbereich 4 der dritten Zwischenschicht 3c angeordnet wird.
Figur 18 zeigt eine schematische Darstellung des Bereichs der orthogonalen Projektion des Aussparungsbereichs 4 in der dritten Zwischenschicht 3c bezüglich der ersten Scheibe 1. Dieser Bereich ist mit A gekennzeichnet und das Funktionselement 5 ist in diesem Bereich A angeordnet.
Bezugszeichenliste:
1 erste Scheibe
2 zweite Scheibe
3a erste Zwischenschicht
3b zweite Zwischenschicht
3c dritte Zwischenschicht
4 Aussparungsbereich
5 Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften
5.1 ,5.2, 5.3, 5.4 Seitenkante des Funktionselements 5
6 Außenscheibe
7 Innenscheibe
8 Infrarotstrahlung reflektierende Schicht
8a vierte Zwischenschicht
8b Infrarotstrahlung reflektierende Beschichtung
9 Abdeckdruck
10 Versiegelungsmaterial
11 aktive Schicht des Funktionselements 5
12 Flächenelektrode des Funktionselements 5
13 Flächenelektrode des Funktionselements 5
14 Trägerfolie
15 Trägerfolie
16 getönte erste Zwischenschicht 3a
100 Verbundscheibe
A Bereich der orthogonalen Projektion der Aussparung 4 bezüglich der ersten Scheibe 1
X-X‘ Schnittlinie
Z vergrößerter Bereich
O Oberkante der Verbundscheibe
U Unterkante der Verbundscheibe

Claims

Patentansprüche
1. Verbundscheibe (100) mit einem Funktionselement (5) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, mindestens umfassend:
• eine Stapelfolge aus einer ersten Scheibe (1 ), einer ersten Zwischenschicht (3a), einer zweiten Zwischenschicht (3b), und einer zweiten Scheibe (2),
• eine dritte Zwischenschicht (3c), die einen Aussparungsbereich (4) aufweist,
• ein Funktionselement (5) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, das zwischen der ersten Zwischenschicht (3a) und der zweiten Zwischenschicht (3b) in Durchsicht vollständig innerhalb des Aussparungsbereichs (4) und im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht (3c) angeordnet ist, wobei die dritte Zwischenschicht (3c) zwischen der ersten Scheibe (1 ) und der ersten Zwischenschicht (3a) angeordnet ist, die Dicke der dritten Zwischenschicht (3c) im Wesentlichen der Dicke des Funktionselements (5) entspricht und die erste Zwischenschicht (3a) abschnittsweise in dem Aussparungsbereich (4) der dritten Zwischenschicht (3c) angeordnet ist.
2. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 , wobei die Dicke der ersten Zwischenschicht (3a) mindestens der Dicke des Funktionselements (5) entspricht, bevorzugt größer als die Dicke des Funktionselements (5) ist.
3. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Funktionselement (5) ein SPD-, ein PDLC-, ein, LC- ein elektrochromes oder ein elektrolumineszentes Funktionselement ist, bevorzugt eine PDLC-Folie.
4. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die
Zwischenschichten (3a, 3b, 3c) unabhängig voneinander ein thermoplastisches Polymer enthalten, bevorzugt zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU), besonders bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB).
5. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Scheibe (1 ), die zweite Scheibe (2) und/oder die Zwischenschichten (3a, 3b, 3c)
Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, elektrisch heizbare Beschichtungen, Sonnenschutzbeschichtungen und/oder Low-E-Beschichtungen aufweisen.
6. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens eine der
Seitenkanten (5.1 , 5.2, 5.3, 5.4) des Funktionselementes (5) von einem
Versiegelungsmaterial (10) umschlossen ist und das Versiegelungsmaterial (10) bevorzugt Weichmacher-arm oder Weichmacher-frei ist und besonders bevorzugt Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyethylen (PE) enthält oder daraus besteht.
7. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zusätzlich umfassend eine Infrarotstrahlung reflektierende Schicht (8), die an die erste Zwischenschicht (3a), die zweite Zwischenschicht (3b), die Innenseite der ersten Scheibe (1 ) oder die Innenseite der zweiten Scheibe (2) unmittelbar angrenzend angeordnet ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100), wobei zumindest
a) eine zweite Scheibe (2), eine zweite Zwischenschicht (3b), ein Funktionselement (5) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, eine erste Zwischenschicht (3a), eine dritte Zwischenschicht (3c), deren Dicke im Wesentlichen der Dicke des Funktionselements (5) entspricht und die einen Aussparungsbereich (4) aufweist, und eine erste Scheibe (1 ) als Stapelfolge bereitgestellt werden, in der die erste Zwischenschicht (3a) zwischen der ersten Scheibe (1 ) und der zweiten Scheibe (2) angeordnet ist, die dritte Zwischenschicht (3c) zwischen der ersten Scheibe (1 ) und der ersten Zwischenschicht (3a) angeordnet ist, die zweite Zwischenschicht (3b) zwischen der zweiten Scheibe (2) und der ersten Zwischenschicht (3a) angeordnet ist und das Funktionselement (5) zwischen der ersten Zwischenschicht (3a) und der zweiten Zwischenschicht (3b) in Durchsicht vollständig innerhalb des Aussparungsbereichs (4) und im Wesentlichen in einer anderen Ebene als die dritte Zwischenschicht (3c) angeordnet ist, und
b) die erste Scheibe (1 ) und die zweite Scheibe (2) durch Lamination verbunden werden, wobei das Funktionselement (5) von der ersten Zwischenschicht (3a) und der zweiten Zwischenschicht (3b) umschlossen wird und die erste Zwischenschicht (3a) abschnittsweise in dem Aussparungsbereich (4) der dritten Zwischenschicht (3c) angeordnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Dicke der ersten Zwischenschicht (3a) mindestens der Dicke des Funktionselements (5) entspricht, bevorzugt größer als die Dicke des Funktionselements (5) ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 wobei das Funktionselement (5) ein SPD-, ein PDLC-, LC-, ein elektrochromes oder ein elektrolumineszentes Funktionselement ist, bevorzugt eine PDLC-Folie.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die erste Scheibe (1 ), die zweiten Scheibe (2), die erste Zwischenschicht (3a), die zweite Zwischenschicht (3b) und/oder die dritte Zwischenschicht (3c) Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, elektrisch heizbare Beschichtungen, Sonnenschutzbeschichtungen und/oder Low-E- Beschichtungen aufweisen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , wobei die Zwischenschichten (3a, 3b, 3c) unabhängig voneinander ein thermoplastisches Polymer enthalten, bevorzugt zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU), besonders bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei eine Infrarotstrahlung reflektierende Schicht (8) an die erste Zwischenschicht (3a), die zweite Zwischenschicht (3b), die Innenseite der ersten Scheibe (1 ) oder die Innenseite der zweiten Scheibe (2) unmittelbar angrenzend angeordnet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei mindestens eine der Seitenkanten (5.1 , 5.2, 5.3, 5.4) des Funktionselementes (5) oder das gesamte Funktionselement (5) von einem Versiegelungsmaterial (10) umschlossen ist und das Versiegelungsmaterial (10) bevorzugt Weichmacher-arm oder Weichmacher-frei ist und besonders bevorzugt Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyethylen (PE) enthält oder daraus besteht.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei vor Anordnung der ersten Zwischenschicht (3a) und der zweiten Zwischenschicht (3b) das Versiegelungsmaterial (10) auf der ersten Zwischenschicht (3a) und der zweiten Zwischenschicht (3b) derartig angeordnet wird, dass das Versiegelungsmaterial (10) nach der Lamination mindestens eine der Seitenkanten (5.1 , 5.2, 5.3, 5.4) des Funktionselements (5) oder das gesamte Funktionselement (5) umschließt.
16. Verwendung einer Verbundscheibe (100) mit einem Funktionselement (5) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Innenverglasung oder Außenverglasung in einem Fahrzeug oder einem Gebäude, bevorzugt als Dachscheibe oder Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, und das Funktionselement (5) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften als
Sonnenschutz, Sonnenblende oder als Sichtschutz.
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