WO2020143945A1 - Verfahren zur herstellung einer beschichteten scheibe mit durchsichtsbereich - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer beschichteten scheibe mit durchsichtsbereich Download PDF

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WO2020143945A1
WO2020143945A1 PCT/EP2019/082104 EP2019082104W WO2020143945A1 WO 2020143945 A1 WO2020143945 A1 WO 2020143945A1 EP 2019082104 W EP2019082104 W EP 2019082104W WO 2020143945 A1 WO2020143945 A1 WO 2020143945A1
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WO
WIPO (PCT)
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laser
area
glass substrate
radiation
coating
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/082104
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English (en)
French (fr)
Inventor
Li-Ya Yeh
Alexia YON
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint-Gobain Glass France filed Critical Saint-Gobain Glass France
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/0025—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32—After-treatment
    • C03C2218/328—Partly or completely removing a coating

Definitions

  • the invention relates to a coated pane with a see-through area, a method for its production and its use.
  • Glass articles with opaque coatings are known in particular in the household sector.
  • a known example is mirrors, a silver-containing layer being applied to a glass substrate, on which in turn the opaque coating is applied.
  • the opaque coatings are usually based on organic paints.
  • organic paints are known, for example, from Sorensen et al., “Anticorrosive coatings: a review” (J. Coat. Technol. Res., 6 (2), 2009), US5389301A, EP2940089A1, GB2412929A or WO2017191655A.
  • Other examples are wall cladding and glass stove tops or kitchen worktops.
  • Mirrors or other items of the type mentioned above can be equipped with electronic display or control elements.
  • a bathroom mirror can be equipped with a display element on which information such as the current time and temperature is displayed.
  • Such mirrors are offered, for example, by the Saint-Gobain company under the product name "Miralite Connect".
  • a coating-free see-through area must be created, in which the display or control element is then arranged behind the glass substrate, so that it can be read or operated through the glass substrate.
  • the see-through area can be created, for example, by masking it during coating so that it is excluded from the coating. The masking must then be removed, which is expensive.
  • the silver-containing layer and the opaque coating can be removed after the coating in the see-through area. This is typically done by chemical etching or sandblasting, whereby the glass substrate is subjected to a high load.
  • the conductive coatings can be structured to direct a current flow, or they can be equipped with a so-called communication window that controls the transmission of electromagnetic Radiation guaranteed.
  • the conductive coatings can be structured to direct a current flow, or they can be equipped with a so-called communication window that controls the transmission of electromagnetic Radiation guaranteed.
  • the object of the present invention is to provide such a method.
  • the method according to the invention is used to produce a coated pane with a see-through area and comprises at least the following method steps:
  • the great advantage of the invention lies in the use of a laser for removing the opaque coating in the see-through area.
  • the inventors have recognized that a coating based on an organic lacquer can be completely removed with laser radiation. This creates a see-through area without exposing the glass substrate to high mechanical or chemical loads, such as occur, for example, in sandblasting or etching processes.
  • the elaborate removal of a local masking of the substrate during coating can be dispensed with, which simplifies the production process.
  • the opaque coating is applied to a large part of the surface of the glass substrate, preferably essentially over the entire surface, that is to say on the entire surface of the glass substrate.
  • An edge area can optionally be circumferentially or partially excluded, for example with a width of 0.1 to 5 cm.
  • the laser treatment according to the invention removes the coating on a partial area of the substrate which is referred to as a see-through area in the sense of the invention. In the see-through area, the coating is essentially completely removed, so that the view through the pane is ensured. The viewing area of the pane is therefore transparent. In a preferred embodiment, the see-through area is completely surrounded by the opaque coating.
  • the see-through area at the edge of the coating, so that it then only adjoins the coating or is partially surrounded by it.
  • the laser radiation is preferably moved over the substrate in a grid-like manner, that is to say in the form of successive lines, and the coating is removed in the process.
  • the shape and size of the viewing area can be freely selected depending on the application. Typical sizes of the see-through area are at least 120 cm 2 , preferably from 120 cm 2 to 300 cm 2 , typical shapes are rectangular, triangular or otherwise polygonal, circular, elliptical or otherwise oval.
  • a varnish contains at least one binder and one colorant, as well as optional fillers and other additives, for example corrosion inhibitors, fillers or biocides.
  • the binder forms, as it were, a matrix for the colorant, the components of which are bonded to one another and to the base by the binder.
  • An organic lacquer in the sense of the invention means a lacquer with an organic binder.
  • Suitable binders are, for example, polymeric binders such as alkyd resins, acrylic resins, acrylic urethane resins, epoxy resins, polyurethane resins or silicone resins.
  • the colorant reduces the transparency of the lacquer and thus ensures the opacity according to the invention.
  • the color of the lacquer is also essentially determined by the colorant.
  • Organic or inorganic pigments or dyes can be used as colorants.
  • the choice of colorant depends on the desired appearance of the coated pane. For example, achromatic (black, white, gray) or colored dyes can be used.
  • suitable colorants are the pigments barium sulfate (BaS0 4 ), titanium (IV) dioxide (T1O2), zinc oxide (ZnO), silicon oxide (S1O2), aluminum (III) oxide (AI2O3), phosphorus oxides such as phosphorus (III) oxide (P2O3) ), Calcium carbonate (CaCOs), iron (III) oxide (Fe203), carbon black (carbon black, carbon black), zinc phosphate (Zn 3 (P0 4 ) 2 ), calcium magnesium phosphate, aluminum or magnesium silicates such as talc.
  • the specified materials are treated here as pigments because they influence the appearance of the lacquer, but they can also fulfill the function of fillers or other additives.
  • the organic lacquer can, for example, be applied to the glass substrate in liquid or powder form to form the opaque coating.
  • the solidification and film formation can take place in various ways, for example physically Evaporation of a solvent or chemically by polymerization, polyaddition, polycondensation or oxidation reactions.
  • the opaque coating according to the invention preferably has a thickness of from 10 pm to 200 pm, particularly preferably from 20 pm to 100 pm, in particular from 30 pm to 70 pm. Coatings with these thicknesses can be completely removed in a short time using the laser treatment according to the invention.
  • the layer thickness required to achieve the desired opacity also depends on the type and concentration of the colorant.
  • the laser radiation can basically have wavelengths in the UV range, in the visible range or in the IR range.
  • the laser radiation has a wavelength of 800 nm to 2500 nm, preferably from 1000 nm to 2000 nm, particularly preferably from 1000 nm to 1500 nm and in particular from 1000 nm to 1200 nm.
  • the coating can thus be removed completely, without damaging the glass substrate.
  • dye lasers, semiconductor lasers, fiber lasers or a titanium sapphire laser can be used, preferably an Nd: YAG laser with a wavelength of 1064 nm, which is widespread and therefore easily available.
  • the laser is operated in a pulsed manner.
  • a so-called picosecond laser is preferably used, which emits pulse lengths in the picosecond range (ie pulse lengths less than 1 nm and greater than or equal to 1 ps).
  • the pulse length is preferably from 1 ps to 100 ps, particularly preferably from 2 ps to 50 ps, very particularly preferably from 5 ps to 20 ps, in particular from 5 ps to 15 ps, for example approximately 10 ps.
  • the pulse repetition frequency is preferably from 100 kHz to 2 MHz, particularly preferably from 400 kHz to 1 MHz.
  • the pulse energy is preferably from 100 pJ to 1000 pJ, particularly preferably from 150 pJ to 500 pJ, very particularly preferably from 200 pJ to 300 pJ. These ranges for pulse length, pulse repetition frequency and pulse energy are particularly advantageous independently of one another with regard to a time-saving, complete and gentle laser stripping.
  • laser stripping can also be carried out with other laser systems, for example with a CO2 laser with a wavelength of 10.6 pm, or with a laser in the spectral range from 800 nm to 2500 nm and a pulse length in the nanosecond range.
  • the power density of the laser radiation on the opaque coating should be from 1 kW / mm 2 to 10 kW / mm 2 , preferably from 3 kW / mm 2 to 8 kW / mm 2 .
  • a particularly efficient laser decoating is achieved in this way without stressing the glass substrate too much.
  • the power density is calculated from the power of the laser radiation, divided by the extent of the laser radiation on the opaque coating, expressed as the area (“area of the laser spot”).
  • the diameter of the laser radiation on the coating can be chosen freely by the person skilled in the art in accordance with the requirements in individual cases. Suitable expansions of the laser radiation are, for example, from 10 pm to 200 pm. It is also possible to change the extent during the creation of the see-through area, for example in order to coat the main part of the surface with a larger laser spot and to rework the later visible edges with a smaller, more delicate laser spot. Typical initial powers of laser radiation are from 10 W to 100 W.
  • the radiation from the laser is preferably moved over the opaque coating or the glass substrate at a speed of 5 m / s to 50 m / s, particularly preferably from 10 m / s to 30 m / s.
  • This is particularly advantageous in terms of a time-saving and yet complete stripping.
  • This means the relative movement that can be achieved by moving the radiation, moving the disk or a combination of both.
  • the disc preferably remains stationary during the stripping process while the laser radiation is being moved.
  • the radiation from the laser is preferably focused on the opaque coating by means of at least one optical element, for example a lens or an objective.
  • At least one optical element for example a lens or an objective.
  • F-theta lenses or f-theta lenses are particularly suitable. This means that the foci of the laser radiation are arranged in one plane at different exit angles and enable a constant speed of movement of the laser radiation over the coating.
  • the radiation of the laser can be passed between the laser and the focusing optical element through at least one optical waveguide, for example a glass fiber.
  • Further optical elements can also be arranged in the beam path of the laser, for example collimators, diaphragms, filters or elements for frequency doubling.
  • the radiation of the laser is preferably moved by at least one mirror which is connected to a movable component.
  • the movable component allows the mirror to be tilted in two directions, preferably two directions orthogonal to one another, particularly preferably horizontally and vertically.
  • the radiation of the laser can also be moved by a plurality of mirrors, each connected to a movable component.
  • the radiation of the laser can be moved by two mirrors, one mirror being tiltable in the horizontal direction and the other mirror being tilted in the vertical direction.
  • the opaque coating can be applied directly to the glass substrate. This is the case, for example, with stove or kitchen worktops, wall cladding (for example bathroom walls or so-called "kitchen splashbacks") or decorative components.
  • the invention is particularly applicable to mirrors that also contain a mirror layer.
  • a metal-containing layer is therefore arranged between the glass substrate and the opaque coating, preferably based on silver, chromium, aluminum or tin.
  • the thickness of the metal-containing layer is preferably from 20 nm to 100 nm.
  • the opaque coating serves in particular as corrosion protection for the metal-containing layer.
  • the opaque coating and underlying metal-containing layer are removed simultaneously with the method according to the invention, so that the stripping can be carried out in a time-saving manner and with little effort.
  • the invention is applicable to a variety of products.
  • the see-through area can remain free in order to create a transparent area that allows the viewer to see through it or serves as a design application.
  • the pane according to the invention can be used, for example, as part of a shower cubicle, door or as part of furniture.
  • the glass substrate is provided with a functional coating in the see-through area.
  • the functional coating can be, for example, a metal-containing layer, a mirror being formed from the see-through area.
  • an opaque product can be equipped with a local mirror area and, for example, an integrated mirror can be realized in a bathroom wall covering.
  • the functional layer can also For example, contain a varnish with a different color than the opaque coating, whereby objects with a different color can be realized in the see-through area.
  • the edge area of the opaque coating adjacent to the see-through area is also provided with the functional layer, so that the functional layer and the opaque coating overlap somewhat in order to avoid an intermediate gap.
  • an electrical or electronic display or control element is arranged in the viewing area.
  • the display or control element is directed towards the glass substrate, so that it can be read or operated through the glass substrate.
  • An example of a display element is an electronic display, for example an LED or LCD display, with which information can be read through the pane.
  • a bathroom mirror with an integrated display can be implemented with which information such as temperature, weather, time, date, appointments or the like can be displayed.
  • An example of a control element is a capacitive touch sensor, with which, for example, lighting, a connected radio or media player, electrical devices in the bathroom or other functions can be controlled.
  • Wall cladding can also be implemented, for example in the kitchen area, a timer (kitchen timer) being shown in the viewing area, for example, or kitchen appliances or stovetops being controlled by an operating element in the viewing area.
  • a timer kitchen timer
  • Another exemplary application is a vehicle rear-view mirror, the image of a rear-facing camera (rearview camera) being displayed in the viewing area.
  • the surface of the glass substrate in the see-through area can optionally be post-treated, for example to achieve a matt or structured effect, which can be desirable for aesthetic reasons, in particular if the see-through area remains free or if an operating element is arranged in the see-through area.
  • Post-processing can also be done with a laser, especially in the far IR range, which is absorbed by the glass substrate. For example, a CO2 laser with a wavelength of 10.6 pm can be used.
  • the glass substrate is made of glass or glass ceramic, preferably of soda-lime glass, borosilicate glass or aluminosilicate glass.
  • the thickness of the glass substrate can Requirements in individual cases can be chosen freely. Typical thicknesses are in the range from 2 mm to 20 mm, in particular 3 mm to 6 mm.
  • the glass substrate can optionally be thermally or chemically toughened.
  • the glass substrate can be flat or curved in one or more directions of the room.
  • the glass substrate can also be part of a composite pane, the glass substrate being connected to a further pane via a thermoplastic intermediate layer (in particular a PVB-EVA or PU film). If the pane according to the invention is to be prestressed or curved, the measures required for this can be taken before or after the inspection area has been created
  • the invention also encompasses a coated pane produced or producible according to the invention with a viewing area.
  • the pane comprises at least one glass substrate with an opaque coating based on an organic lacquer, which is removed in a see-through area by means of the radiation from a laser.
  • the invention also includes the use of a pane according to the invention, or a pane manufactured according to the invention in the vehicle, architecture or in particular household area, preferably as a mirror, wall covering, shower cabin, stove or kitchen worktop or decorative element.
  • FIG. 2 shows a cross section along A-A ’through the disk from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a cross section along A-A ’through a further embodiment of the pane according to the invention
  • FIG. 4 shows a cross section through a further development of the disk from FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a cross section through a development of the disk from FIG. 2,
  • Fig. 6 shows a cross section through the disc of Fig. 3 during the invention
  • the pane comprises a glass substrate 1, which is designed as a 4 mm thick, non-toughened pane made of soda-lime glass.
  • An opaque coating 2 is applied 1 to a surface of the glass substrate.
  • the opaque coating 2 is an organic lacquer containing a pigment (for example titanium dioxide or barium sulfate) and an organic binder (for example alkyd resin).
  • the opaque coating 2 has a layer thickness of, for example, 50 ⁇ m.
  • the opaque coating prevents viewing through the pane and gives it a color that can be selected according to the requirements in individual cases. For example, white, black, gray or any color disks can be realized.
  • the opaque coating 2 was applied over the entire surface of the glass substrate 1, with the exception of a peripheral edge area with a width of, for example, 1 cm.
  • a see-through area 3 was then produced in the pane by means of the radiation from a laser. In the viewing area 3, the opaque coating 2 is completely removed. The see-through area 3 is completely surrounded by the opaque coating 2.
  • Fig. 3 shows a cross section through a further embodiment of the disc according to the invention.
  • a metal-containing layer 4 is arranged between the glass substrate 1 and the opaque coating 2.
  • the metal-containing layer 4 is a silver layer with a thickness of 70 nm, for example.
  • This configuration of the disk can can be used for example as a bathroom mirror.
  • the see-through area 3 makes it possible to attach further elements to the glass substrate 1, which are then visible through the glass substrate 1.
  • FIG. 4 shows such a development of the pane from FIG. 3.
  • a display or control element 5 is attached in the viewing area 3 of the bathroom mirror.
  • the bathroom mirror is thus equipped with additional functions, which also increases its aesthetic value.
  • a capacitive touch sensor can be used as the control element, for example, with which the lighting, a radio or the like can be controlled.
  • FIG. 5 shows a further development of the pane from FIG. 2.
  • the pane is provided, for example, as a wall covering.
  • a functional coating 6 is applied in the see-through area and is designed, for example, as a silver-containing mirror layer. For example, it is possible to equip the wall cladding with an integrated mirror.
  • FIG. 6 shows the disk from FIG. 3 during the method according to the invention.
  • the opaque coating 2 and the metal-containing coating 4 are removed on a partial area of the glass substrate 1 by means of the radiation S from a laser L.
  • the laser L is, for example, an Nd: YAG laser with a wavelength of 1064 nm, which is operated in a pulsed manner with pulse lengths of 10 ps and a pulse repetition frequency of 400 kHz - 1 MHz.
  • the radiation S is focused on the opaque coating 2 by means of a focusing element F, for example an f-theta lens, with an expansion of the radiation S on the coating 2 of approximately 140 pm.
  • the laser power is, for example, 60 W, which results in a power density of approximately 4 kW / mm 2 .
  • the radiation S is moved in a grid-like manner, that is to say in the form of successive lines, over the partial area of the pane in which the see-through area 3 is to be formed.
  • the speed of movement is, for example, 20 m / s.
  • the opaque coating 2 and the metal-containing coating 4 are simultaneously and completely removed. Post-processing, for example by chemical etching is not necessary.
  • the treatment is also gentle on the glass substrate 1.
  • Glass substrates were provided with various opaque coatings 2, and different lasers L were used to try to produce coating areas 3.
  • the glass substrates 1 only had the opaque coating 2, with different pigments (and other mineral additives), which are summarized in Table 1.
  • the usual binders were used, namely alkyd resin, epoxy resin, acrylic resin or polyurethane resin.
  • the pane was designed as a mirror, a metal-containing layer 4 being arranged between the opaque coating 2 and the glass substrate 2.
  • the configurations of the metal-containing layer 4 and of the opaque coating 2 are summarized in Table 2. In all examples, the thickness of the opaque coating 2 was approximately 50 ⁇ m.
  • the observations are summarized qualitatively in Table 3.
  • the first line contains information about the laser system used. It can be seen that good results were achieved in all cases with the Nd: YAG laser in picosecond operation: all opaque coatings 2 and any metal-containing layers 4 were removed completely and gently for the glass substrate 1. With the Nd: YAG laser in nanosecond operation, the coatings were not completely removed in some cases and discoloration of the viewing area 3 remained. With the CO2 laser, the coating was removed in many cases, but the glass substrate 1 was damaged, presumably due to the high level Absorption of the laser radiation through the glass substrate 1. Table 1

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Scheibe mit Durchsichtsbereich, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Bereitstellen eines Glassubstrats (1) mit einer opaken Beschichtung (2) auf Basis eines organischen Lacks, b) Entfernen der Beschichtung (2) auf einem Teilbereich des Glassubstrats (1) mittels der Strahlung (S) eines Lasers (L), wobei ein Durchsichtsbereich (3) erzeugt wird, wobei der Laser (L) gepulst betrieben wird mit einer Pulslänge im Pikosekundenbereich.

Description

Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Scheibe mit Durchsichtsbereich
Die Erfindung betrifft eine beschichtete Scheibe mit Durchsichtsbereich, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.
Insbesondere im Haushaltsbereich sind Glasartikel mit opaken Beschichtungen bekannt. Ein bekanntes Beispiel sind Spiegel, wobei auf einem Glassubstrat eine silberhaltige Schicht aufgebracht ist, auf welcher wiederum die opake Beschichtung aufgebracht ist. Die opaken Beschichtungen sind üblicherweise auf Basis organische Lacke ausgebildet. Solche organischen Lacke sind beispielsweise bekannt aus Sorensen et al.,“Anticorrosive coatings: a review” (J. Coat. Technol. Res., 6(2), 2009), US5389301A, EP2940089A1 , GB2412929A oder WO2017191655A. Weitere Beispiele sind Wandverkleidungen und Herd- oder Küchenarbeitsplatten aus Glas. Spiegel oder andere Artikel der vorstehend genannten Art können mit elektronischen Anzeige- oder Bedienelementen ausgestattet werden. So kann beispielsweise ein Badezimmerspiegel mit einem Anzeigeelement ausgestattet werden, auf denen Informationen wie die aktuelle Uhrzeit und Temperatur angezeigt werden. Solche Spiegel werden beispielsweise von der Firma Saint-Gobain unter der Produktbezeichnung„Miralite Connect“ angeboten. Zur Herstellung eines solchen Spiegels muss ein beschichtungsfreier Durchsichtsbereich erzeugt werden, in dem dann das Anzeige- oder Bedienelement hinter dem Glassubstrat angeordnet wird, so dass es durch das Glassubstrat hindurch ablesbar oder bedienbar ist. Der Durchsichtsbereich kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass er beim Beschichten mit einer Maskierung versehen wird, so dass er von der Beschichtung ausgenommen wird. Die Maskierung muss dann im Anschluss entfernt werden, was aufwendig ist. Alternativ kann die silberhaltige Schicht und die opake Beschichtung im Anschluss an die Beschichtung im Durchsichtsbereich wieder entfernt werden. Dies erfolgt typischerweise durch chemisches Ätzen oder Sandstrahlbehandlung, wobei das Glassubstrat einer hohen Belastung ausgesetzt wird.
Es ist bekannt, elektrisch leitfähige Beschichtungen mittels Laserstrahlung bereichsweise zu entschichten. So können die leitfähigen Beschichtungen beispielsweise strukturiert werden, um einen Stromfluss zu lenken, oder sie können mit einem sogenannten Kommunikationsfenster ausgestattet werden, das die Transmission von elektromagnetischer Strahlung gewährleistet. Beispielhaft sein auf EP2591638B1 , EP2335452B1 , EP2586610B1 und W02014033007A1 verwiesen.
Es besteht Bedarf an verbesserten Herstellungsverfahren für Scheiben mit opaken Beschichtungen und Durchsichtsbereich, die schnell durchgeführt werden können und das Glassubstrat möglichst wenig belasten. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren bereitzustellen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung einer beschichteten Scheibe mit Durchsichtsbereich und umfasst mindestens die folgenden Verfahrensschritte:
a) Bereitstellen eines Glassubstrats mit einer opaken Beschichtung auf Basis eines organischen Lacks,
b) Entfernen der Beschichtung auf einem Teilbereich des Glassubstrats mittels der Strahlung eines Lasers, wobei ein Durchsichtsbereich erzeugt wird.
Der große Vorteil der Erfindung liegt in der Verwendung eines Lasers zur Entfernung der opaken Beschichtung im Durchsichtsbereich. Die Erfinder haben erkannt, dass eine Beschichtung auf Basis eines organischen Lacks vollständig mit Laserstrahlung entfernt werden kann. Dadurch wird ein Durchsichtsbereich erzeugt, ohne dass das Glassubstrat hohen mechanischen oder chemischen Belastungen ausgesetzt wird, wie sie beispielsweise bei Sandstrahl- oder Ätzverfahren auftreten. Auf das aufwändige Entfernen einer lokalen Maskierung des Substrats beim Beschichten kann verzichtet werden, was das Herstellungsverfahren vereinfacht.
Die opake Beschichtung ist auf einem Großteil der Fläche des Glassubstrats aufgebracht, bevorzugt im Wesentlichen vollflächig, das heißt auf der gesamten Oberfläche des Glassubstrats. Dabei kann optional ein Randbereich umlaufend oder teilweise ausgenommen sein, beispielsweise mit einer Breite von 0,1 bis 5 cm. Durch die erfindungsgemäße Laserbehandlung wird die Beschichtung auf einem Teilbereich des Substrats entfernt, der im Sinne der Erfindung als Durchsichtsbereich bezeichnet wird. Im Durchsichtsbereich ist die Beschichtung im Wesentlichen vollständig entfernt, so dass die Durchsicht durch die Scheibe gewährleistet ist. Der Durchsichtsbereich der Scheibe ist also transparent. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Durchsichtsbereich vollständig von der opaken Beschichtung umgeben. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, den Durchsichtsbereich am Rande der Beschichtung auszubilden, so dass er anschließend nur an die Beschichtung angrenzt beziehungsweise teilweise von ihr umgeben ist. Zur Erzeugung des flächigen Durchsichtsbereichs wird die Laserstrahlung bevorzugt rasterartig, also in Form aufeinanderfolgender Zeilen, über das Substrat bewegt und die Beschichtung dabei entfernt. Form und Größe des Durchsichtsbereich können je nach Anwendungsfall frei gewählt werden. Typische Größen des Durchsichtsbereich betragen mindestens 120 cm2, bevorzugt von 120 cm2 bis 300 cm2, typische Formen sind rechteckig, dreieckig oder anderweitig polygonal, kreisförmig, ellipsenförmig oder anderweitig oval.
Ein Lack enthält zumindest ein Bindemittel und ein Farbmittel, darüber hinaus optional Füllstoffe und weitere Additive, beispielsweise Korrosionsinhibitoren, Füllstoffe oder Biozide. Das Bindemittel bildet gleichsam eine Matrix für das Farbmittel, dessen Bestandteile durch das Bindemittel untereinander und mit der Unterlage verklebt werden. Unter einem organischen Lack im Sinne der Erfindung wird ein Lack mit einem organischen Bindemittel verstanden. Als Bindemittel eignen sich beispielsweise polymere Bindemittel wie Alkydharze, Acrylharze, Acryl-Urethan-Harze, Epoxidharze, Polyurethanharze oder Silikonharze. Das Farbmittel setzt die Transparenz des Lacks herab und sorgt somit für die erfindungsgemäße Opazität. Durch das Farbmittel wird außerdem die Farbgebung des Lacks wesentlich bestimmt. Als Farbmittel können organische oder anorganische Pigmente oder Farbstoffe eingesetzt werden, bevorzugt Pigmente. Die Wahl des Farbmittels richtet sich nach dem gewünschten Erscheinungsbild der beschichteten Scheibe. So können unbunte (schwarz, weiß, grau) oder bunte Farbmittel verwendet werden. Beispiele für geeignete Farbmittel sind die Pigmente Bariumsulfat (BaS04), Titan(IV)dioxid (T1O2), Zinkoxid (ZnO), Siliziumoxid (S1O2), Aluminium(lll)oxid (AI2O3), Phosphoroxide wie Phosphor(lll)oxid (P2O3), Calciumcarbonat (CaCOs), Eisen(lll)oxid (Fe203), Ruß (Industrieruß, Carbon Black), Zinkphosphat (Zn3(P04)2), Calcium-Magnesium-Phosphat, Aluminium- oder Magnesiumsilikate wie Talk. Die angegebenen Materialien werden hier als Pigmente behandelt, weil sie das Erscheinungsbild des Lacks beeinflussen, sie können aber gleichermaßen die Funktion von Füllstoffen oder anderer Additive erfüllen. Der organische Lack kann beispielsweise in flüssiger oder pulverförmiger Form auf das Glassubstrat aufgebracht werden, um die opake Beschichtung zu bilden. Die Verfestigung und Filmbildung kann auf verschiedene Weisen erfolgen, beispielsweise physikalisch durch Verdampfen eines Lösungsmittels oder chemisch durch Polymerisations-, Polyadditions-, Polykondensations- oder Oxidationsreaktionen.
Die erfindungsgemäße opake Beschichtung weist bevorzugt eine Dicke von 10 pm bis 200 pm auf, besonders bevorzugt von 20 pm bis 100 pm, insbesondere von 30 pm bis 70 pm. Beschichtungen mit diesen Dicken lassen sich mit der erfindungsgemäßen Laserbehandlung mit geringem Zeitaufwand vollständig entfernen. Die nötige Schichtdicke, um die gewünschte Opazität zu erreichen, hängt auch von Art und Konzentration des Farbmittels ab.
Die Laserstrahlung kann grundsätzlich Wellenlängen im UV-Bereich, im sichtbaren Bereich oder im IR-Bereich aufweisen. In einer bevorzugten Ausführung weist die Laserstrahlung eine Wellenlänge von 800 nm bis 2500 nm auf, bevorzugt von 1000 nm bis 2000 nm, besonders bevorzugt von 1000 nm bis 1500 nm und insbesondere von 1000 nm bis 1200 nm. Damit kann die Beschichtung vollständig entfernt werden, ohne das Glassubstrat zu schädigen. Es können beispielsweise Farbstofflaser, Halbleiterlaser, Faserlaser oder ein Titan-Saphir-Laser verwendet werden, bevorzugt ein Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 1064 nm, der weit verbreitet und daher einfach erhältlich ist.
Der Laser wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung gepulst betrieben. Bevorzugt wird ein sogenannter Pikosekundenlaser verwendet, der Pulslängen im Pikosekundenbereich abgibt (also Pulslängen kleiner 1 nm und größer/gleich 1 ps). Die Pulslänge beträgt bevorzugt von 1 ps bis 100 ps, besonders bevorzugt von 2 ps bis 50 ps, ganz besonders bevorzugt von 5 ps bis 20 ps, insbesondere von 5 ps bis 15 ps, beispielsweise etwa 10ps. Die Pulsfolgefrequenz beträgt bevorzugt von 100 kHz bis 2 MHz, besonders bevorzugt von 400 kHz bis 1 MHz. Die Pulsenergie beträgt bevorzugt von 100 pJ bis 1000 pJ, besonders bevorzugt von 150 pJ bis 500 pJ, ganz besonders bevorzugt von 200 pJ bis 300 pJ. Diese Bereiche für Pulslänge, Pulsfolgefrequenz und Pulsenergie sind unabhängig voneinander besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine zeitsparende, vollständige und schonende Laserentschichtung.
Grundsätzlich kann die Laserentschichtung jedoch auch mit anderen Lasersystemen durchgeführt werden, beispielsweise mit einem CO2-Laser der Wellenlänge 10,6 pm, oder mit einem Laser im Spektralbereich von 800 nm bis 2500 nm und einer Pulslänge im Nanosekundenbereich. In einer vorteilhaften Ausführung sollte die Leistungsdichte der Laserstrahlung auf der opaken Beschichtung von 1 kW/mm2 bis 10 kW/mm2 betragen, bevorzugt von 3 kW/mm2 bis 8 kW/mm2. Damit wird eine besonders effiziente Laserentschichtung erreicht, ohne das Glassubstrat zu sehr zu beanspruchen. Die Leistungsdichte errechnet sich aus der Leistung der Laserstrahlung, geteilt durch die Ausdehnung der Laserstrahlung auf der opaken Beschichtung ausgedrückt als Flächeninhalt („Fläche des Laserspots“). Der Durchmesser der Laserstrahlung auf der Beschichtung kann vom Fachmann den Erfordernissen im Einzelfall entsprechend frei gewählt werden. Geeignete Ausdehnungen der Laserstrahlung betragen beispielsweise von 10 pm bis 200 pm. Es ist auch möglich, die Ausdehnung während der Erzeugung des Durchsichtsbereichs zu ändern, um beispielsweise mit einem größeren Laserspot den Hauptteil der Fläche zu entschichten und mit einem kleineren, filigraneren Laserspots die später sichtbaren Kanten nachzuarbeiten. Typische Aufgangsleistungen der Laserstrahlung betragen von 10 W bis 100 W.
Die Strahlung des Lasers wird bevorzugt mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s bis 50 m/s, besonders bevorzugt von 10 m/s bis 30 m/s über die opake Beschichtung beziehungsweise das Glassubstrat bewegt. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine zeitsparende und trotzdem vollständige Entschichtung. Damit ist die Relativbewegung gemeint, die durch Bewegung der Strahlung, Bewegung der Scheibe oder eine Kombination von beidem erreicht werden kann. Bevorzugt bleibt die Scheibe bei der Entschichtung ortsfest, während die Laserstrahlung bewegt wird.
Die Strahlung des Lasers wird bevorzugt mittels zumindest eines optischen Elements, beispielsweise einer Linse oder eines Objektivs auf die opake Beschichtung fokussiert. Besonders geeignet sind f-theta-Linsen oder f-theta-Objektive. Diese führen dazu, dass die Foki der Laserstrahlung bei unterschiedlichen Austrittswinkeln in einer Ebene angeordnet sind und ermöglichen eine konstante Bewegungsgeschwindigkeit der Laserstrahlung über die Beschichtung. Zwischen dem Laser und dem fokussierenden optischen Element kann die Strahlung des Lasers durch zumindest einen Lichtwellenleiter, beispielsweise eine Glasfaser geleitet werden. Es können auch weitere optische Elemente im Strahlengang des Lasers angeordnet sein, beispielsweise Kollimatoren, Blenden, Filter oder Elemente zur Frequenzverdopplung. Die Bewegung der Strahlung des Lasers erfolgt bevorzugt durch zumindest einen Spiegel, der mit einem bewegbaren Bauteil verbunden ist. Durch das bewegbare Bauteil kann der Spiegel in zwei Richtungen, bevorzugt zwei zueinander orthogonalen Richtungen, besonders bevorzugt horizontal und vertikal, verkippt werden. Die Bewegung der Strahlung des Lasers kann auch durch mehrere mit jeweils einem bewegbaren Bauteil verbundene Spiegel erfolgen. Beispielsweise kann die Bewegung der Strahlung des Lasers durch zwei Spiegel erfolgen, wobei ein Spiegel in horizontaler Richtung und der andere Spiegel in vertikaler Richtung verkippt werden kann.
Die opake Beschichtung kann direkt auf dem Glassubstrat aufgebracht sein. Dies ist beispielsweise bei Herd- oder Küchenarbeitsplatten, Wandverkleidungen (beispielsweise Badezimmerwände oder sogenannte„kitchen splashbacks“) oder dekorativen Bauteilen der Fall sein. Die Erfindung ist aber insbesondere auch auf Spiegel anwendbar, die darüber hinaus eine Spiegelschicht enthalten. In einer Ausführung der Erfindung ist daher zwischen dem Glassubstrat und der opaken Beschichtung eine metallhaltige Schicht angeordnet, bevorzugt auf Basis von Silber, Chrom, Aluminium oder Zinn. Die Dicke der metallhaltigen Schicht beträgt bevorzugt von 20 nm bis 100 nm. Die opake Beschichtung dient dabei insbesondere als Korrosionsschutz für die metallhaltige Schicht. Vorteilhafterweise werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die opake Beschichtung und darunterliegende metallhaltige Schicht simultan entfernt, so dass die Entschichtung zeitsparend und mit geringem Aufwand durchgeführt werden kann.
Die Erfindung ist auf eine Vielzahl von Produkten anwendbar. So kann der Durchsichtsbereich beispielsweise frei bleiben, um einen transparenten Bereich zu erzeugen, der dem Betrachter die Durchsicht ermöglicht oder als Designapplikation dient. In dieser Art kann die erfindungsgemäße Scheibe beispielsweise als Teil einer Duschkabine, Tür oder als Bestandteil von Möbelstücken verwendet werden.
Es kann aber auch gewünscht sein, den Durchsichtsbereich mit einer weiteren Funktion zu versehen. In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung wird das Glassubstrat im Durchsichtsbereich mit einer Funktionsbeschichtung versehen. Die Funktionsbeschichtung kann beispielsweise eine metallhaltige Schicht sein, wobei aus dem Durchsichtsbereich ein Spiegel ausgebildet. So kann ein opakes Produkt mit einem lokalen Spiegelbereich ausgestattet werden und beispielsweise ein integrierter Spiegel in einer Badezimmerwandverkleidung realisiert werden. Die Funktionsschicht kann auch beispielsweise einen Lack enthalten mit einer anderen Farbe als die opake Beschichtung, wodurch Gegenstände mit einer anderen Farbgebung im Durchsichtsbereich realisiert werden können. Idealerweise wird auch der an den Durchsichtsbereich angrenzende Randbereich der opaken Beschichtung mit der Funktionsschicht versehen, so dass Funktionsschicht und opake Beschichtung etwas überlappen, um einen zwischenliegenden Spalt zu vermeiden.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführung wird ein elektrisches oder elektronisches Anzeige- oder Bedienelement im Durchsichtsbereich angeordnet. Das Anzeige- oder Bedienelement ist auf das Glassubstrat gerichtet, so dass es durch das Glassubstrat hindurch abgelesen oder bedient werden kann. Ein Beispiel für ein Anzeigeelement ist eine elektronische Anzeige, beispielsweise ein LED- oder LCD-Display, mit dem Informationen durch die Scheibe hindurch abgelesen werden können. So kann beispielsweise ein Badezimmerspiegel mit einer integrierten Anzeige realisiert werden, mit der Informationen wie beispielsweise Temperatur, Wetter, Uhrzeit, Datum, Termine oder ähnliches angezeigt werden können. Ein Beispiel für ein Bedienelement ist ein kapazitiver Berührungssensor, mit dem beispielsweise Beleuchtung, ein angeschlossenes Radio oder Medienwiedergabegerät, elektrische Geräte im Badezimmer oder andere Funktionen gesteuert werden können. Ebenso kann eine Wandverkleidung, beispielsweise im Küchenbereich realisiert werden, wobei im Durchsichtsbereich beispielsweise ein Zeitmesser (Küchentimer) dargestellt wird oder wobei durch ein Bedienelement im Durchsichtsbereich Küchengeräte oder Herdplatte gesteuert werden können. Eine weitere beispielhafte Anwendung ist ein Fahrzeug-Rückspiegel, wobei im Durchsichtsbereich das Bild einer rückwärtsgerichteten Kamera (rearview camera) dargestellt wird.
Nach der erfindungsgemäßen Entschichtung kann die Oberfläche des Glassubstrats im Durchsichtsbereich optional nachbehandelt werden, beispielsweise im eine matten oder strukturierten Effekt zu erreichen, was aus ästhetischen Gründen gewünscht sein kann, insbesondere wenn der Durchsichtsbereich frei bleibt oder wenn ein Bedienelement im Durchsichtsbereich angeordnet wird. Die Nachbearbeitung kann ebenfalls mit einem Laser erfolgen, insbesondere im fernen IR-Bereich, der vom Glassubstrat absorbiert wird. Es kann beispielsweise ein CO2-Laser mit einer Wellenlänge von 10,6 pm verwendet werden.
Das Glassubstrat ist aus Glas- oder Glaskeramik gefertigt, bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas. Die Dicke des Glassubstrats kann den Anforderungen im Einzelfall entsprechend frei gewählt werden. Typische Dicken liegen im Bereich von 2 mm bis 20 mm, insbesondere 3 mm bis 6 mm. Das Glassubstrat kann optional thermisch oder chemisch vorgespannt sein. Das Glassubstrat kann plan oder in eine oder mehrere Richtungen des Raums gebogen sein. Das Glassubstrat kann auch Teil einer Verbundscheibe sein, wobei das Glassubstrat über eine thermoplastische Zwischenschicht (insbesondere einer PVB- EVA oder PU-Folie) mit einer weiteren Scheibe verbunden ist. Soll die erfindungsgemäße Scheibe vorgespannt oder gebogen sein, so können die dazu erforderlichen Maßnahmen zeitlich vor oder nach der Erzeugung des Durchsichtsbereich ergriffen werden
Die Erfindung umfasst außerdem eine erfindungsgemäß hergestellte oder herstellbare beschichtete Scheibe mit Durchsichtsbereich. Die Scheibe umfasst mindestens ein Glassubstrat mit einer opaken Beschichtung auf Basis eines organischen Lacks, welche in einem Durchsichtsbereich mittels der Strahlung eines Lasers entfernt ist. Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren gelten für die Scheibe entsprechend.
Die Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer erfindungsgemäßen Scheibe, beziehungsweise einer erfindungsgemäß hergestellten Scheibe im Fahrzeug-, Architektur oder insbesondere Haushaltsbereich, bevorzugt als Spiegel, Wandverkleidung, Duschkabine, Herd- oder Küchenarbeitsplatte oder dekoratives Element.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe,
Fig. 2 eine, Querschnitt entlang A-A’ durch die Scheibe aus Fig. 1 ,
Fig. 3 einen Querschnitt entlang A-A’ durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Weiterbildung der Scheibe aus Fig. 3,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Weiterbildung der Scheibe aus Fig. 2,
Fig. 6 einen Querschnitt durch die Scheibe aus Fig. 3 während der erfindungsgemäßen
Laserentschichtung.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen je ein Detail einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen beschichteten Scheibe. Die Scheibe umfasst ein Glassubstrat 1 , welches als eine 4 mm dicke, nicht vorgespannten Scheibe aus Kalk-Natron-Glas ausgebildet ist. Auf eine Oberfläche des Glassubstrats ist 1 eine opake Beschichtung 2 aufgebracht. Die opake Beschichtung 2 ist ein organischer Lack, enthaltend ein Pigment (beispielsweise Titandioxid oder Bariumsulfat) und ein organisches Bindemittel (beispielsweise Alkydharz). Die opake Beschichtung 2 weist eine Schichtdicke von beispielsweise 50 pm. Die opake Beschichtung verhindert die Durchsicht durch die Scheibe und verleiht ihr eine Farbgebung, die den Anforderungen im Einzelfall entsprechend gewählt werden kann. So sind beispielsweise weiße, schwarze, graue oder beliebig bunte Scheiben realisierbar.
Die opake Beschichtung 2 war im Ausgangszustand vollflächig auf der Oberfläche des Glassubstrats 1 aufgebracht, mit Ausnahme eines umlaufenden Randbereichs mit einer Breite von beispielsweise 1 cm. Anschließend wurde mittels der Strahlung eines Lasers ein Durchsichtsbereich 3 in der Scheibe erzeugt. Im Durchsichtsbereich 3 ist die opake Beschichtung 2 komplett entfernt. Der Durchsichtsbereich 3 ist vollständig von der opaken Beschichtung 2 umgeben.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibe. Zwischen dem Glassubstrat 1 und der opaken Beschichtung 2 ist eine metallhaltige Schicht 4 angeordnet. Die metallhaltige Schicht 4 ist eine Silberschicht mit einer Dicke von beispielsweise 70 nm. Diese Ausgestaltung der Scheibe kann beispielsweise als Badezimmerspiegel verwendet werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die opake Beschichtung 2 und die metallhaltige Schicht 4 gleichzeitig zu entfernen, um den Durchsichtsbereich 3 auszubilden. Der Durchsichtsbereich 3 ermöglicht es, weitere Elemente am Glassubstrat 1 zu befestigen, die dann in Durchsicht durch das Glassubstrat 1 sichtbar sind. Fig. 4 zeigt eine solche Weiterbildung der Scheibe aus Fig. 3. Im Durchsichtsbereich 3 des Badezimmerspiegels ist ein Anzeige- oder Bedienelement 5 angebracht. Dieses kann als Anzeigeelement beispielsweise als eine LCD-Anzeige ausgebildet sind, mit der Informationen über das Wetter, die Raumtemperatur, Datum und Uhrzeit durch das Glassubstrat 1 hindurch angezeigt werden können. Der Badezimmerspiegel wird dadurch mit Zusatzfunktionen ausgestattet, was auch seine ästhetische Wertigkeit erhöht. Alternativ oder zusätzlich kann als Bedienelement beispielsweise ein kapazitiver Berührungssensor verwendet werden, mit dem sich beispielsweise die Beleuchtung, ein Radio oder ähnliches steuern lassen.
Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung der Scheibe aus Fig. 2. Die Scheibe ist beispielsweise als Wandverkleidung vorgesehen. Im Durchsichtsbereich ist eine Funktionsbeschichtung 6 aufgebracht, die beispielsweise als silberhaltige Spiegelschicht ausgebildet ist. So ist es beispielsweise möglich, die Wandverkleidung mit einem integrierten Spiegel auszustatten.
Fig. 6 zeigt die Scheibe aus Fig. 3 während des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die opake Beschichtung 2 und die metallhaltige Beschichtung 4 werden auf einem Teilbereich des Glassubstrats 1 mittels der Strahlung S eines Lasers L entfernt. Der Laser L ist beispielsweise eine Nd:YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 1064 nm, der gepulst betrieben wird mit Pulslängen von 10 ps und einer Pulsfolgefrequenz von 400 kHz - 1 MHz. Die Strahlung S ist mittels eines fokussierendes Elements F, beispielsweise einer f-theta- Linse, auf die opake Beschichtung 2 fokussiert, wobei sich eine Ausdehnung der Strahlung S auf der Beschichtung 2 von etwa 140 pm ergibt. Die Laserleistung beträgt beispielsweise 60 W, woraus sich eine Leistungsdichte von etwa 4 kW/mm2 ergibt. Mittels eines beweglichen Spiegels B („Laserscanner“) wird die Strahlung S rasterartig, das heißt in Form aufeinanderfolgender Zeilen, über den Teilbereich der Scheibe bewegt, in dem der Durchsichtsbereich 3 ausgebildet werden soll. Die Bewegungsgeschwindigkeit beträgt beispielsweise 20 m/s. Dabei werden die opake Beschichtung 2 und die metallhaltige Beschichtung 4 simultan und vollständig entfernt. Eine Nachbearbeitung, beispielsweise durch chemisches Ätzen, ist nicht erforderlich. Die Behandlung ist außerdem schonend für das Glassubstrat 1. Das sind große Vorteile der Erfindung.
Beispiele
Glassubstrate wurden mit verschiedenen opaken Beschichtungen 2 versehen und es wurde mit verschiedenen Lasern L versucht, Beschichtungsbereiche 3 zu erzeugen. In den Beispielen 1 und 2 wiesen die Glassubstrate 1 lediglich die opake Beschichtung 2 auf, mit unterschiedlichen Pigmenten (und sonstigen Mineralzusätzen), die in Tabelle 1 zusammengefasst sind. Dabei wurden übliche Bindemittel verwendet, nämlich Alkydharz, Epoxidharz, Acrylharz oder Polyurethanharz. In den Beispielen 3 und 4 war die Scheibe als Spiegel ausgebildet, wobei zwischen der opaken Beschichtung 2 und dem Glassubstrat 2 eine metallhaltige Schicht 4 angeordnet war. Die Ausgestaltungen der metallhaltigen Schicht 4 sowie der opaken Beschichtung 2 sind in Tabelle 2 zusammengefasst. In allen Beispielen betrug die Dicke der opaken Beschichtung 2 etwa 50 pm.
Die Beobachtungen sind qualitativ in Tabelle 3 zusammengefasst. Die erste Zeile enthält dabei Angaben zum verwendeten Lasersystem. Es ist zu erkennen, dass mit dem Nd:YAG- Laser im Pikosekundenbetrieb in allen Fällen gute Ergebnisse erreicht werden konnten: alle opake Beschichtungen 2 und etwaige metallhaltige Schichten 4 wurden vollständig und schonend für das Glassubstrat 1 entfernt. Mit dem Nd:YAG-Laser im Nanosenkundenbetrieb wurden die Beschichtungen teilweise nicht vollständig entfernt und es verblieb eine Verfärbung des Durchsichtsbereichs 3. Mit dem CO2-Laser wurde in vielen Fällen die Beschichtung zwar entfernt, dass Glassubstrat 1 dabei aber beschädigt, vermutlich aufgrund der hohen Absorption der Laserstrahlung durch das Glassubstrat 1. Tabelle 1
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Tabelle 2
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Tabelle 3
Figure imgf000014_0003
Bezugszeichenliste:
(1 ) Glassubstrat
(2) opake Beschichtung
(3) Durchsichtsbereich
(4) metallhaltige Schicht
(5) Anzeige- oder Bedienelement
(6) Funktionsbeschichtung (L) Laser
(S) Strahlung des Lasers L
(F) fokussierendes Element (B) beweglicher Spiegel
A-A' Schnittlinie

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Scheibe mit Durchsichtsbereich, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
a) Bereitstellen eines Glassubstrats (1 ) mit einer opaken Beschichtung (2) auf Basis eines organischen Lacks,
b) Entfernen der Beschichtung (2) auf einem Teilbereich des Glassubstrats (1 ) mittels der Strahlung (S) eines Lasers (L), wobei ein Durchsichtsbereich (3) erzeugt wird, wobei der Laser (L) gepulst betrieben wird mit einer Pulslänge im Pikosekundenbereich.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Strahlung (S) des Lasers (L) eine Wellenlänge von 800 nm bis 2500 nm aufweist, bevorzugt von 1000 nm bis 1500 nm.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Laser (L) gepulst betrieben wird mit einer Pulslänge im Bereich von 1 ps bis 100 ps.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Pulsenergie der Strahlung (S) von 100 pJ bis 1000 pJ beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Leistungsdichte der Strahlung (S) von 1 kW/mm2 bis 10 kW/mm2 beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Strahlung (S) mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s bis 50 m/s über das Glassubstrat (1 ) bewegt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der organische Lack ein organisches Bindemittel und ein Farbmittel enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das organische Bindemittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkydharzen, Acrylharzen, Polyurethanharzen, Acryl-Urethan- Harzen, Epoxidharzen oder Silikonharzen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die opake Beschichtung (2) eine Dicke von 10 pm bis 200 pm aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei zwischen dem Glassubstrat (1 ) und der opaken Beschichtung (2) eine metallhaltige Schicht (4) angeordnet ist, bevorzugt auf Basis von Silber, Chrom, Aluminium oder Zinn.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die metallhaltige Schicht (4) eine Dicke von 20 nm bis 100 nm aufweist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei anschließend ein elektrisches oder elektronisches Anzeige- oder Bedienelement (5) im Durchsichtsbereich (3) angeordnet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei anschließend der Durchsichtsbereich (3) mit einer Funktionsbeschichtung (6) versehen wird.
14. Beschichtete Scheibe mit Durchsichtsbereich, umfassend ein Glassubstrat (1 ) mit einer opaken Beschichtung (2) auf Basis eines organischen Lacks, welche in einem Durchsichtsbereich (3) mittels der Strahlung (S) eines Lasers (L) entfernt ist.
15. Verwendung einer beschichtete Scheibe nach Anspruch 14 im Fahrzeug-, Architektur oder Haushaltsbereich, bevorzugt als Spiegel, Wandverkleidung, Duschkabine, Herd oder Küchenarbeitsplatte oder dekoratives Element.
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