WO2022248260A1 - Verglasung mit metallbasierter beschichtung und schutzschicht am rand - Google Patents

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WO2022248260A1
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Anna NEFT
Stephan GILLESSEN
Stefanie PENGEL
Jefferson DO ROSARIO
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Saint-Gobain Glass France
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    • B60J1/00—Windows; Windscreens; Accessories therefor
    • B60J1/08—Windows; Windscreens; Accessories therefor arranged at vehicle sides
    • 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
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/90—Other aspects of coatings
    • C03C2217/94—Transparent conductive oxide layers [TCO] being part of a multilayer coating
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    • C03C2217/94—Transparent conductive oxide layers [TCO] being part of a multilayer coating
    • C03C2217/948—Layers comprising indium tin oxide [ITO]
    • 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
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/152—Deposition methods from the vapour phase by cvd
    • C03C2218/153—Deposition methods from the vapour phase by cvd by plasma-enhanced cvd

Definitions

  • the invention relates to glazing, a method for producing the glazing and its use.
  • Glazing in buildings and vehicles is increasingly being provided with large, electrically conductive layers that are transparent to visible light and that have to fulfill certain functions.
  • These layers are usually metal-based, i.e. have at least one layer made of a metallic material, and are commonly referred to as functional layers.
  • Sun protection coatings reflect parts of the sun's radiation in the near infrared spectrum and prevent it from penetrating into the vehicle interior and heating it up. They typically have one or more silver layers, which provide the IR-reflecting properties, as known, for example, from WO2013/104439A1 and from DE 19927683C1.
  • Emissivity-reducing coatings (so-called LowE coatings) reflect radiation in an IR range that is further away in comparison, in particular the thermal radiation that emanates from a heated pane of glass. The penetration of thermal radiation into the vehicle interior is reduced, which also causes the interior to heat up less. In winter, when outside temperatures are low, the heat from the interior is prevented from radiating to the outside environment.
  • Transparent emissivity-reducing coatings can have reflective layers, for example Based on indium tin oxide (ITO) or other transparent conductive oxides (TCO), as known, for example, from WO2013/131667A1.
  • Another application of functional layers aims to keep the field of vision of a vehicle window free of ice and fog.
  • Electrical heating layers are known which cause targeted heating of the vehicle window by applying an electrical voltage (see, for example, WO 2010/043598 A1).
  • DE 10022409C1 shows a metallic functional layer which is protected against corrosion in an edge area by means of a protective layer, for example an opaque ceramic enamel.
  • a metal-based functional layer is often arranged between the two individual panes.
  • the metal-based functional layer is thus well protected from the weather and mechanical damage.
  • the metal-based functional layer is exposed at the edge of the pane (pane edge)
  • severe corrosion of the metal-based functional layer often occurs.
  • the de-coating edge can be seen in the finished laminated pane, since the transition from the de-coated area to the metal-based functional layer is visible. If this edge area of the pane is in the visible range when installed, this is optically very disturbing.
  • the object of the present invention is to provide an improved laminated pane with a metal-based functional layer available, with which these disadvantages can be avoided, the main concern being to protect the metal-based functional layer from corrosion and at the same time the optical disadvantages of a to avoid wide edge deletion.
  • the view through the glazing should not be restricted more than necessary.
  • the glazing with pane and metal-based functional layer should be easy and inexpensive to manufacture in industrial series production.
  • the method for producing the glazing should be easy and inexpensive to use in common production methods for panes. According to the invention, this object is achieved by a glazing according to patent claim 1 .
  • a manufacturing process and the use of the glazing are evident from further claims. Preferred embodiments emerge from the dependent claims.
  • the glazing according to the invention comprises a first pane and a second pane which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer.
  • the first pane has an outer surface (I) facing the external environment and an inner surface (II) facing the thermoplastic intermediate layer and a peripheral side edge.
  • the second pane also has an inner surface (III) facing the thermoplastic intermediate layer and an outer surface (IV) facing the external environment as well as a peripheral side edge.
  • the terms internal and external therefore refer to the arrangement of the respective surfaces in the composite glazing.
  • a metal-based functional layer is arranged between the first pane and the second pane, so that it is protected from the weather and mechanical damage.
  • the metal-based functional layer is arranged on the inner surface of the first pane facing the thermoplastic intermediate layer.
  • On the inside surface of the first disk is a coating-free edge area that extends from the side edge to 5 mm on the inside surface. No metal-based functional layer is arranged in this coating-free edge area.
  • the metal-based functional layer begins directly adjacent to the uncoated edge area.
  • edge area refers to a surface area on the inner surface of the first pane, which is arranged at the edge of the pane.
  • the edge area of the disk extends to the side edge of the disk.
  • a protective layer to protect the metal-based functional layer from corrosion is arranged in the uncoated edge area on the inner surface of the first pane.
  • the protective layer is also arranged in an overlapping area on the metal-based functional layer, preferably arranged directly.
  • the overlapping area is directly adjacent to the uncoated edge area, so that there is no gap between the metal-based functional layer and the protective layer, which would otherwise promote corrosion of the metal-based functional layer.
  • the protective layer and the metal-based functional layer are arranged to overlap, i.e. they lie on top of one another when viewed perpendicularly through the pane. Corrosion-related degradation of the metal-based functional layer can thus be significantly reduced.
  • the protective layer is preferably not applied over the entire surface of the first pane, but only over part of the surface of the pane.
  • the protective layer is applied to the uncoated edge area on the inner surface of the first pane.
  • the protective layer can be applied there directly, i.e. immediately, to the first pane, it being equally possible for at least one further layer made of a material different from the protective layer to be arranged between the protective layer and the pane.
  • the protective layer is preferably arranged directly, ie directly, on the metal-based functional layer in the overlapping area. It is also possible that at least one further layer made of a different material than the protective layer is arranged between the protective layer and the metal-based functional layer.
  • the protective layer and the metal-based functional layer can each consist of an individual layer or layer made of the same material, it being equally possible for them to consist of several individual layers or layers made of at least two different materials.
  • the protective layer and the metal-based functional layer can thus each consist of an individual layer or layer of the same material.
  • the protective layer and the metal-based functional layer can each consist of a plurality of individual layers or plies made of at least two different materials. It is common practice to form a metal-based functional layer in the form of a layer system made up of individual layers that are different from one another.
  • the protective layer preferably extends over 3 mm to 15 mm on the first pane, measured from the side edge of the first pane.
  • the protective layer overlaps with the metal-based functional layer in an overlapping area of at least 2 mm width, which ensures protection against corrosion, and at the same time the protective layer is not bothersome when installed.
  • the distance to the side edge or the width of an area is measured in the plane of the surface of the disc. The distance is always the shortest possible connection between the side edge and the corresponding area.
  • the protective layer extends from the side edge of the first Disc over 4mm to 12mm, most preferably over 5mm to 10mm of the surface of the first disc. This avoids the transition from the metal-based functional layer to the protective layer having a disruptive effect on the overall visual impression of the pane, since it is located on the outer edge of the glazing.
  • the coating-free edge area on the inner surface preferably extends over 1 mm to 4 mm, particularly preferably over 2 mm to 3 mm. Surprisingly, such a narrow edge area is sufficient to achieve adequate corrosion protection for the metal-based functional layer in combination with the protective layer arranged above it.
  • the glazing according to the invention comprises a peripheral pane edge.
  • the pane edge is composed of the two side edges of the first pane and the second pane and a thermoplastic intermediate layer arranged between them.
  • the uncoated edge area and the protective layer are preferably arranged in sections along the peripheral pane edge.
  • the section or sections are provided with the arrangement according to the invention, which correspond to the visible, exposed sections in the installed state.
  • these are, for example, the upper edge section pointing towards the roof of the vehicle and the lateral edge sections.
  • this is the upper edge section pointing towards the roof.
  • the embodiment according to the invention is also particularly advantageous on the lateral pane edges, which are arranged in a guide, since the guide only covers a small area of the edge of the glazing, so that a coating-free edge area arranged as close as possible to the side edge is optically advantageous here.
  • a broader edge decoating can be carried out as corrosion protection, since the transition from the metal-based functional layer to the decoated area is then no longer visible when installed.
  • the coating-free edge area and the protective layer extend circumferentially along the entire circumferential window edge. This offers good corrosion protection and is optically advantageous, as well as easy to produce depending on the type of decoating.
  • the protective layer is preferably applied in the form of a strip and preferably has the form of a strip with a constant width in an edge section. This can be easily produced in terms of process technology and is optically advantageous compared to a strip with a changing width. The same applies to the design of the uncoated edge area.
  • the glazing comprises a first pane, which has a metal-based functional layer and a protective layer on an inner side.
  • the second pane or both panes can also be provided with a metal-based functional layer and a protective layer on the inside.
  • the protective layer is an enamel.
  • the protective enamel layer can be applied to the pane using any suitable method.
  • the protective layer is preferably applied to the pane by brushing, rolling, spraying or in a printing process, preferably by means of screen printing or digital printing. These are common methods in the industrial series production of panes and enable the protective layer to be applied to the pane quickly and evenly.
  • the enamel protective layer is preferably applied in a screen printing process or in a digital printing process. These printing processes enable the protective layer to be applied with particular precision.
  • the enamel is usually formed from silicates and/or oxides, which are converted into the coating by melting, friting or sintering.
  • enamel mixture usually in the form of a powder or paste, sometimes with additives, to the substrate and fusing it, usually at high temperatures and short firing times, to form the enamel after solidification.
  • enamel coatings are common in the art and known to those skilled in the art.
  • the protective layer is an opaque enamel or a transparent enamel.
  • an opaque enamel is that the transition between the metal-based functional layer and the uncoated edge area is completely covered, at least when looking at the opaque enamel. Depending on the installation position, this can be the viewing direction from the interior or from the outside.
  • a transparent enamel is that it is less noticeable along an exposed pane edge than an opaque enamel and at the same time the transition between metal-based functional layer to the coating-free edge area can be somewhat less disruptive.
  • transparent means that the overall transmission of the pane and in particular the glazing corresponds to the legal provisions for windshields and front side windows and preferably has a transmittance of more than 70% and in particular more than 75% for visible light.
  • transparent can also mean 15% to 70% light transmission.
  • opaque means a light transmission of less than 15%, preferably less than 5%, in particular 0%.
  • the transparent or opaque enamel contains glass frits and/or mineral frits.
  • the enamel preferably contains glass frits and/or mineral frits based on oxides selected from boron, bismuth, zinc, silicon, aluminum and sodium, as a result of which the technical advantage is achieved that corrosion of the metal-based functional layer can be suppressed particularly effectively.
  • frit compositions made from ZnO, B 2 O 3 and S1O 2 or from ZnO, B 2 O 3 , S1O 2 , Al 2 O 3 and Na 2 O, which lead to long-lasting imprints, are preferred.
  • compositions of ZnO, B 2 O 3 , S1O 2 , B1 2 O 3 and Na 2 Ü or of ZnO, B 2 O 3 , S1O 2 , B1 2 O 3 , Na 2 Ü and Al 2 O 3 are particularly preferred lead to even more durable imprints.
  • Compositions of Na 2 Ü, B1 2 O 3 and S1O 2 have proven to be particularly good.
  • at least solvent e.g. 15-25% by weight based on the printing paste
  • some (3-5% by weight based on the printing paste) polymeric resin are added to the glass frits and mineral frits respectively .
  • an opaque enamel it also contains at least one pigment.
  • the enamel can contain other chemical compounds.
  • the glass frits and mineral frits can be melted or melted on and the protective layer can be permanently connected (fused or sintered) to the glass surface.
  • the optional pigment provides the opacity of the protective layer.
  • a black pigment is typically suitable as a pigment, for example pigment black (carbon black), aniline black, bone black, iron oxide black, spinel black and/or graphite.
  • the enamel preferably does not react with the underlying metal-based functional layer, which means that the enamel application in the uncoated area looks the same as in the overlapping area. This is optically particularly advantageous.
  • the enamel protective layer preferably has a thickness of 4 ⁇ m to 40 ⁇ m, preferably from 5 ⁇ m to 25 ⁇ m, as a result of which corrosion can be effectively prevented.
  • the protective layer is a transparent oxide-containing coating that is applied as a sol-gel layer, as a PVD layer (physical vapor deposition) or as a CVD layer (chemical vapor deposition), preferably as an APD layer (atmospheric plasma deposition).
  • the oxide-containing transparent coating effectively protects the metal-based functional layer from corrosion and is particularly stable after thermal treatment of the pane and does not lead to interactions with the underlying metal-based functional layer. Thanks to the use of a transparent coating, the view through the glazing is retained. Depending on the application, this can be a great advantage for the disk.
  • the oxide-containing coating may contain an oxide of at least one element selected from aluminum, silicon, titanium, zinc, zirconium or tin, with an oxide of silicon or silicon oxide being preferred.
  • the oxide-containing coating is a so-called SiOxCyHz layer (oxides of silicon with a variable hydrocarbon content), which can be formed, for example, by plasma polymerisation of HMDSO.
  • the stoichiometric composition depends, for example, on the deposition conditions.
  • the APD coating is preferably an organosilicon (SiOxCyHz) layer, which can be obtained by injecting hexamethyldisiloxane (HMDSO) as a liquid precursor into the plasma nozzle.
  • the oxide-containing coating may be at least 40%, at least 50%, or at least 60%, or at least 80%, or at least 90% by weight
  • oxide is understood to mean in particular S1O2 and also SiOxCyHz (including the organic component).
  • the oxide-containing coating preferably has a thickness of at least 20 nm, more preferably at least 30 nm, particularly preferably at least 40 nm, eg in the range from 20 nm to 2 pm, preferably 30 nm to 1 pm, more preferably 40 nm to 500 nm and especially preferably 80 nm to 300 nm.
  • the protective layer (enamel or transparent oxide-containing protective layer) is in direct contact with the thermoplastic intermediate layer. This means that no further material layer is arranged between the thermoplastic intermediate layer and the protective layer. This prevents material incompatibilities that could lead to optical disadvantages in the area of the pane edge.
  • the metal-based functional layer can be formed in any desired manner. It is preferably an electrically conductive coating which is transparent to visible light and comprises at least one layer made of a metal.
  • the metal-based functional layer is preferably applied to the pane over a large area.
  • the metal-based functional layer is arranged at least on the inner surface of the first pane and covers or covers the surface of the first pane completely or partially, but preferably over a large area.
  • the term “large area” means that at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 75% or preferably at least 90% of the surface of the pane is covered by the functional layer.
  • the functional layer can also extend over smaller portions of the surface of the pane.
  • the metal-based functional layer is an individual layer or a layer structure made up of several individual layers with a total thickness of, for example, less than or equal to 2 ⁇ m, preferably less than or equal to 1 ⁇ m.
  • the metal-based functional layer advantageously has a thickness of 80 nm to 1000 nm, in particular 80 nm to 600 nm, preferably 120 nm to 400 nm.
  • the metal-based functional layer is preferably a sun protection layer with reflective properties in the infrared range and thus in the range of
  • functional layers with a sun protection effect are well known to the person skilled in the art and typically contain at least one metal, in particular silver or a silver-containing alloy.
  • the layer with a sun protection effect can comprise a sequence of several individual layers, in particular at least one metallic layer and dielectric layers, which contain at least one metal oxide, for example.
  • the metal-based functional layer is particularly well protected from corrosion by the edge deletion according to the invention in combination with the protective layer.
  • the metal-based functional layer preferably contains at least one metal layer, for example made of silver, nickel, chromium, niobium, tin, titanium, copper, palladium, zinc, gold, cadmium, aluminum, silicon, tungsten or alloys thereof.
  • the metal-based functional layer preferably comprises a metal layer such as a silver layer or a layer made from a silver-containing metal alloy. Typical silver layers preferably have thicknesses from 5 nm to 18 nm, more preferably from 8 nm to 15 nm.
  • the metal layer may be sandwiched between at least two layers of metal oxide type dielectric material.
  • the metal oxide preferably includes zinc oxide, tin oxide, indium oxide, titanium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, or the like, and combinations of one or more thereof.
  • the dielectric material preferably includes silicon nitride, silicon carbide, aluminum nitride, and combinations of one or more thereof.
  • Such metal-based functional layers with a sun protection effect are known, for example, from WO 2007/101964 A1, DE 19927683 C1 (both low-e and sun protection), EP 1917222 B1 and DE69731268T2.
  • the metal-based functional layer has, for example, a surface resistance of 0.1 ohms/square to 200 ohms/square, particularly preferably from 1 ohms/square to 50 ohms/square and very particularly preferably from 1 ohms/square to 10 ohms/square.
  • the thickness of a metal-based functional layer with a sun protection effect can vary widely and be adapted to the requirements of the individual case, with a layer thickness of 10 nm to 5 ⁇ m and in particular from 30 nm to 1 ⁇ m being preferred.
  • the metal-based functional layer can also be an electrically heatable layer, for example, which provides the pane with a heating function.
  • heatable layers are known per se to those skilled in the art. They typically contain one or more, for example two, three or four, electrically conductive layers.
  • This Layers preferably contain or consist of at least one metal, for example silver, gold, copper, nickel and/or chromium, or a metal alloy and preferably contain at least 90% by weight of the metal, in particular at least 99.9% by weight of the metal.
  • Such layers have a particularly advantageous electrical conductivity combined with high transmission in the visible spectral range.
  • the thickness of an individual layer is preferably from 5 nm to 50 nm, particularly preferably from 8 nm to 25 nm. With such a thickness, an advantageously high transmission in the visible spectral range and a particularly advantageous electrical conductivity are achieved.
  • These metal-based functional layers are particularly well protected from corrosion by the arrangement according to the invention.
  • the glazing comprises, in addition to the metal-based functional layer, an emissivity-reducing coating.
  • the emissivity-reducing coating is an electrically conductive, transparent coating.
  • the emissivity-reducing coating can also be referred to as a thermal radiation-reflecting coating, low-emissivity coating or LowE coating (low emissivity).
  • Such coatings are known, for example, from WO2013/131667A1.
  • Emissivity is the measure that indicates how much heat radiation the pane emits in the installed position compared to an ideal heat radiator (a black body) into an interior.
  • the emissivity-reducing coating has the function of preventing the radiation of heat into the interior (IR components of solar radiation and in particular the thermal radiation of the pane itself) and also the radiation of heat from the interior. It has reflective properties in relation to infrared radiation, in particular thermal radiation in the spectral range from 5 pm - 50 pm (cf. also standard DIN EN 12898:2019-06). This effectively improves the thermal comfort in the interior.
  • the emissivity-reducing coating can at least partially reflect the thermal radiation emitted by the entire pane in the direction of the interior.
  • the emissivity-reducing coating can effectively reflect the thermal radiation emitted from the interior and thus reduce the effect of the cold pane as a heat sink.
  • the emissivity-reducing coating preferably contains at least one electrically conductive layer based on a transparent conductive oxide, which provides reflective properties with respect to thermal radiation.
  • the layer based on transparent conductive oxide is also referred to below as a TCO layer.
  • TCO coatings are corrosion resistant and can be used on exposed surfaces.
  • the TCO layer is preferably based on indium tin oxide (ITO, indium tin oxide), but can alternatively be based on indium zinc mixed oxide (IZO), aluminum-doped zinc oxide (AZO), gallium-doped zinc oxide ( GZO), fluorine-doped tin oxide (FTO, SnC>2:F) or antimony-doped tin oxide (ATO, SnC>2:Sb).
  • the emissivity-reducing coating preferably contains no metallic layer based on a metal. Therefore, the emissivity-reducing coating is not susceptible to corrosion.
  • the first pane and/or the second pane preferably contains an emissivity-reducing coating on an outer surface.
  • the emissivity-reducing coating is preferably arranged over the entire surface on the entire outer surface.
  • the emissivity-reducing coating is particularly preferably arranged on the outer surface of the second pane.
  • the metal-based functional layer and the emissivity-reducing coating are deposited by methods known per se, for example by cathode sputtering supported by a magnetic field, which is particularly advantageous with regard to a simple, fast, inexpensive and uniform coating of the pane.
  • the cathode sputtering takes place in a protective gas atmosphere, for example argon, or in a reactive gas atmosphere, for example by adding oxygen, a hydrocarbon (for example methane) or nitrogen.
  • the functional layer can also be applied by other methods known to those skilled in the art, for example by vapor deposition or chemical vapor deposition (CVD), by atomic layer deposition (ALD), by plasma-enhanced vapor deposition (PECVD) or by wet-chemical methods.
  • the first and/or second pane contains or consists of non-prestressed, partially prestressed or prestressed glass, preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass.
  • the panes contain or consist of clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof. Suitable glasses are known, for example, from EP 0847965 B1.
  • the thickness of the first and second panes can vary widely and be adapted to the requirements of the individual case.
  • discs with a standard thickness of 1.0 mm to 25 mm are used.
  • the thickness is from 0.5 mm to 15 mm, in particular from 1 mm to 5 mm.
  • panes with a thickness of 1.4 mm to 2.5 mm are used for vehicle glazing, for example with the standard thicknesses of 1.6 mm or 2.1 mm.
  • the size of the disc can vary widely and depends on the use.
  • the glazing and thus the first pane and the second pane can have any three-dimensional shape.
  • the panes are planar or slightly or heavily curved in one or more directions of space.
  • the first pane, the second pane, and the thermoplastic interlayer can independently be clear and colorless, tinted, or colored.
  • the thermoplastic intermediate layer contains at least one thermoplastic polymer, preferably ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl butyral (PVB) or polyurethane (PU) or mixtures or copolymers or derivatives thereof, particularly preferably PVB.
  • the intermediate layer is typically formed from a thermoplastic film.
  • the thickness of the intermediate layer is preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm.
  • the glazing according to the invention is preferably curved in one or more spatial directions, as is customary for motor vehicle windows, with typical radii of curvature being in the range from about 10 cm to about 40 m.
  • the glazing can also be flat, for example if it is intended as a pane for buses, trains or tractors.
  • the glazing is a vehicle pane, preferably a motor vehicle pane.
  • the vehicle window is intended to separate the interior from the outside environment in a window opening of a vehicle.
  • inner pane refers to the pane of the vehicle pane facing the vehicle interior.
  • the outer pane refers to the pane facing the outside environment.
  • the glazing is preferably one Side window of a motor vehicle, preferably a side window that can be opened or a free-standing side window, since the optically improved edge of the window is particularly advantageous here.
  • the first pane is the outer pane and the second pane is the inner pane of the vehicle.
  • the metal-based functional layer is preferably a sun protection coating or a heatable coating with at least one metallic layer, preferably a silver layer.
  • these coatings can be effective, since the sun is reflected directly on the outer pane, or the outer pane can be heated and de-iced.
  • the first pane is preferably the inner pane and the second pane is the outer pane of the vehicle.
  • the first pane is the outer pane and the metal-based functional layer is a sun protection coating, and an emissivity-reducing coating is additionally arranged on the outer surface of the inner pane (second pane).
  • the emissivity-reducing coating in combination with the sun protection coating maximizes the comfort for the vehicle occupant.
  • first layer is arranged above a second layer, this means within the meaning of the invention that the first layer is arranged further away from the substrate on which the coating is applied than the second layer. If a first layer is arranged below a second layer, this means within the meaning of the invention that the second layer is arranged further away from the substrate than the first layer.
  • the invention also extends to a method for producing the glazing according to the invention.
  • the above statements in connection with the glazing apply equally to the method according to the invention and vice versa.
  • the method includes providing a first pane, a second pane, and a thermoplastic interlayer.
  • the method also includes the application of a metal-based functional layer to the surface of the first pane that is intended as the inner surface.
  • the metal-based functional layer is preferably applied in a vacuum-based coating process. Suitable vacuum-based coating methods are for Example CVD (chemical vapor deposition) or PVD (physical vapor deposition), preferably cathode sputtering (“sputtering”), particularly preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering (“magnetron sputtering”) and known to the person skilled in the art.
  • the metal-based functional coating is usually deposited over the entire surface of the surface of the first pane that is intended as the inner surface. If appropriate, the first pane can be provided with one or more pre-coatings before the metal-based functional layer is applied. However, it is preferred that the metal-based functional layer is applied directly to the uncoated pane.
  • the method also includes removing the metal-based functional layer in an edge region that extends from a side edge of the first pane by at least 1 mm to at most 5 mm.
  • This edge area is realized in the finished glazing as an uncoated edge area.
  • the functional layer can be removed in various ways, preferably by means of laser processing, abrasively by mechanical decoating (preferably a grinding process), by using a mask during the application of the functional layer or by prior application of a sacrificial layer, which is decomposed in a subsequent process step at elevated temperature and is removed together with the functional layer.
  • the functional layer is particularly preferably removed by means of laser processing, since this achieves particularly good results in the narrow edge region according to the invention with a maximum width of 5 mm.
  • the method also includes the application of a protective layer in an overlapping area directly adjoining the uncoated edge area on the metal-based functional layer and in the uncoated edge area directly on the inner surface of the first pane.
  • the method also includes heat treatment of the first pane at temperatures of 400°C to 700°C, preferably 550°C to 650°C.
  • the protective layer is burned in and connects to the first pane. In the case of curved glazing, this temperature treatment is preferably carried out during the bending step of the pane.
  • the first and second panes are preferably bent together (ie simultaneously and using the same tool) congruently, because the shape of the panes is then optimally matched to one another for the lamination that takes place later.
  • the method according to the invention also includes connecting the first pane and the second pane via the thermoplastic intermediate layer. The first pane and the second pane are connected to one another in such a way that the inner surface of the first pane faces the thermoplastic intermediate layer.
  • the method according to the invention for producing a glazing preferably serves to produce a laminated pane.
  • a composite pane at least two panes are connected (laminated) to one another, preferably under the action of heat, vacuum and/or pressure, by at least one thermoplastic adhesive layer.
  • Methods known per se can be used to produce a laminated pane. For example, so-called autoclave processes can be carried out at an increased pressure of about 10 bar to 15 bar and temperatures of 130° C. to 145° C. for about 2 hours.
  • Known vacuum bag or vacuum ring methods work, for example, at about 200 mbar and 130°C to 145°C.
  • the two panes and the thermoplastic intermediate layer can also be pressed in a calender between at least one pair of rollers to form a composite pane.
  • Plants of this type are known for the production of laminated panes and normally have at least one heating tunnel in front of a pressing plant.
  • the temperature during the pressing process is, for example, from 40°C to 150°C.
  • Combinations of calender and autoclave processes have proven particularly useful in practice.
  • vacuum laminators can be used. These consist of one or more chambers that can be heated and evacuated, in which the first pane and the second pane can be laminated within about 60 minutes, for example, at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80°C to 170°C .
  • the protective layer is an enamel.
  • the protective layer is preferably printed onto the glass pane, in particular using the screen printing method.
  • the printing ink is printed through a fine-meshed fabric onto the glass pane.
  • the printing ink is pressed through the fabric with a rubber squeegee, for example.
  • the fabric has areas that are ink permeable alongside areas that are ink impermeable, thereby defining the geometric shape of the print.
  • the fabric thus acts as a template for the print.
  • the printing ink is preferably printed using a digital printing process.
  • the printing ink is applied directly to the substrate via nozzles.
  • the ink contains at least the glass frits and/or mineral frits and, in the case of an opaque enamel, at least one pigment suspended in a liquid phase (solvent), for example water or organic solvents such as alcohols.
  • a liquid phase for example water or organic solvents such as alcohols.
  • the pigment is typically a black pigment such as carbon black, aniline black, bone black, iron oxide black, spinel black and/or graphite.
  • the at least partial baking preferably takes place at a temperature of 450°C to 700°C, in particular of 550°C to 650°C.
  • the enamel protective layer can be pre-fired (partially baked) or fully baked.
  • Pre-firing is a temperature treatment in which the liquid phase is expelled by evaporation and the frits are melted and thereupon form a certain bond with one another and with the surface of the glass pane. If the imprint contains other chemical compounds, these typically already undergo reactions or other transformations, for example crystallization. Pre-firing is therefore typically accompanied by a change in the color of the imprint, with the color after pre-firing already being able to match the color of the finally baked enamel.
  • the glass matrix or ceramic matrix formed by the frits remains as enamel with the optionally contained pigment in addition to any other additives that are typically the product of chemical reactions during firing.
  • the final firing in which the final structure of the enamel and the final connection to the surface of the pane is created, preferably takes place during the bending of the glass pane. As a result, one process step can be saved.
  • the protective layer is an oxide-containing coating that is applied by means of SolGel coating, PVD coating, CVD coating, plasma-enhanced PVD coating or plasma-enhanced CVD coating. These methods can be efficiently integrated into the industrial manufacturing process.
  • the oxide-containing coating is applied by atmospheric plasma deposition (APD).
  • APD atmospheric plasma deposition
  • Atmospheric plasma deposition is a well known process.
  • a plasma is used at atmospheric pressure or normal pressure.
  • a plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) at atmospheric pressure is preferably used as the atmospheric plasma deposition.
  • PECVD plasma-enhanced chemical vapor deposition
  • a sufficiently large number of free charge carriers must be generated. The very high energy required for this can be made available in different ways.
  • arc plasma arc discharge
  • this is induced by applying a high electrical voltage between two electrodes.
  • atmospheric pressure plasma sources that use an arc to activate gases.
  • the arc can be generated linearly over several centimeters between two electrodes and process gases can flow around it.
  • a preferred plasma source is atmospheric pressure plasma jets.
  • a plasma is generated inside the device and transported out of the plasma jet into the surrounding atmosphere by a flow.
  • Atmospheric pressure plasma jet systems are sold commercially, for example, by the company Plasmatreat GmbH, Steinhagen, Germany (e.g. FG5001 and FG5005).
  • Atmospheric pressure plasma jet systems usually have a generator, a transformer and a nozzle.
  • the nozzle forms the actual plasma jet.
  • Precursors are materials from which the desired coatings are formed in the plasma via electron impact and chemical reactions.
  • the oxide-containing protective layer may contain an oxide of at least one element selected from aluminum, silicon, titanium, zinc, zirconium or tin, with an oxide of silicon or silicon oxide being preferred.
  • appropriate compounds, in particular organic compounds, of aluminum, silicon, titanium, zinc, zirconium or tin are used as precursors, with a silane containing organic groups or a siloxane containing organic groups being preferred.
  • HMDSO hexamethyldisiloxane
  • TMS tetramethylsilane
  • TEOS tetraethoxysilane
  • HMDSO oxides of silicon with a variable hydrocarbon content (Si0 2 :CH) or quartz-like Si0 2 layers can be deposited as protective layers containing oxide.
  • the application speed of the APD is 10 to 500 mm/s.
  • the glazing according to the invention is preferably used in buildings, in particular in the access or window area, as a built-in part in furniture and appliances, or in means of locomotion for traffic on land, in the air or on water, in particular in trains, ships and motor vehicles, for example as a windscreen, Rear window, side window and/or roof window used.
  • the glazing is particularly preferably used in motor vehicles, very particularly preferably as a side window.
  • the invention is explained in more detail below with reference to a drawing and exemplary embodiments.
  • the drawing is a schematic representation and not to scale. The drawing does not limit the invention in any way.
  • FIG. 1 shows a cross section through the glazing from FIG. 2a along the line AA'
  • FIG. 4 Cross-sections of the embodiment of the glazing 10 according to the invention shown in FIG. 1 during different phases of its manufacture.
  • FIG. 2 shows a plan view of an embodiment of a glazing 10 according to the invention
  • FIG. 1 shows a cross section of FIG. 2a along the section line AA'.
  • the glazing 10 has a first pane 1 with an inner surface II and an outer surface I and a peripheral side edge surface K in the embodiment shown in FIGS.
  • the glazing 10 comprises a second pane 2 with an inner surface III and an outer surface IV and a peripheral side edge.
  • the first pane 1 is connected to the second pane 2 via a thermoplastic intermediate layer 3 .
  • the inner surface II of the first pane 1 and the inner surface III of the second pane 2 face the thermoplastic intermediate layer 3.
  • the first pane 1 consists, for example, of soda-lime glass and has a thickness of 2.1 mm.
  • the second pane 2 consists, for example, of soda-lime glass and has a thickness of 1.6 mm.
  • the thermoplastic intermediate layer 3 is formed, for example, from a 0.76 mm thick PVB film.
  • the first pane 1 is preferably the outer pane and the second pane 2 is the inner pane of the glazing designed as a composite pane. This arrangement is particularly advantageous due to the position of the metal-based functional layer 5 with sun protection function on the first pane 1, since the inner pane 2 heats up less , resulting in the interior heating up less.
  • the first pane 1 can also represent the inner pane and the second pane 2 the outer pane.
  • a metal-based functional layer 5 is arranged on the inner surface II of the first pane 1 .
  • the metal-based functional layer 5 is, for example, an IR radiation-reflecting coating with three conductive silver layers and dielectric layers arranged between them and has a total thickness of approximately 280 nm.
  • the metal-based functional layer 5 is on the entire inner surface II first pane 1 with the exception of a coating-free edge region 4 of width e. In this coating-free edge area 4, the metal-based functional layer 5 has been removed or not applied. This edge region 4 without a coating ensures that the metal-based functional layer 5 does not corrode. If the metal-based functional layer 5 extended to the side edge K, moisture that could penetrate in the area of the pane edge 9 could lead to corrosion. To avoid this, the uncoated edge area 4 is free of functional layer 5 according to the invention.
  • the glazing 10 comprises a protective layer 6, which is arranged in the entire edge region 4 without a coating.
  • the protective layer 6 is also arranged on the metal-based functional layer 5 in the overlapping region 7 with the width o of 3 mm, for example.
  • the overlapping area 7 is arranged directly adjacent to the uncoated edge area 4 so that the protective layer covers the transition from the uncoated edge area 4 to the metal-based functional layer 5 .
  • the protective layer 6 is, for example, a transparent oxide-containing coating formed from an oxide of silicon, for example a 30 nm thick SiOxCyHz layer deposited by APD.
  • the glazing according to the invention therefore offers the advantage that an edge stripping of a metal-based functional layer between the panes of a laminated pane only has to be carried out over a small width. This is particularly advantageous for panes whose edges are not covered by wide frames or cover prints when installed. Thanks to the transparent oxide-containing coating, this solution is also very suitable for free-standing edges.
  • FIG. 2a and FIG. 2b show two possible configurations of a glazing according to the invention in plan view.
  • FIG. 2a shows a pane with a coating-free edge region 4 and a protective layer 6 of width b in the form of a frame, which are designed along the entire peripheral pane edge 9 according to the present invention. Details on the design of the edge area can be found in the description of FIG. An advantage of this design is that the pane is protected against corrosion all around and at the same time only has a narrow area along the edge where the transition from the metal-based functional layer to the edge area without a coating can be seen.
  • FIG. 2b shows a pane with a coating-free edge region 4 and a protective layer 6 of width b, which are designed according to the present invention in three edge sections 9.1, 9.2 and 9.3 of the peripheral pane edge 9. No protective layer 6 is shown in edge section 9.4.
  • a stripping according to the prior art with a width of at least 10 mm can be carried out, which is covered by a covering print or which is covered after installation at the destination of frame components.
  • a covering print or which is covered after installation at the destination of frame components.
  • Such a configuration is particularly suitable, for example, for a movable or a free-standing side window of a vehicle in which the lower edge disappears into the body and therefore does not have to be designed in a visually appealing manner.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a glazing 10 according to the invention.
  • the glazing is essentially the same as shown in FIG.
  • an emissivity-reducing coating 8 is arranged on the outer surface IV of the second pane 2 . It includes a conductive ITO layer along with dielectric layers.
  • the emissivity-reducing coating 8 on the second pane 2 further reduces the introduction of thermal radiation into the interior. The thermal comfort in combination with the sun protection coating 5 on the first pane 1 is thus further increased. No coating-free edge area is necessary on the second pane 2 since the emissivity-reducing coating 8 is not sensitive to corrosion.
  • FIG. 4 shows cross sections of an embodiment of the glazing 10 according to the invention during different phases of its manufacture.
  • a first pane 1 which has a surface I intended as the outer surface and a surface II intended as the inner surface and a peripheral side edge K (Fig. 4(a)).
  • a metal-based functional layer 5 is then deposited over the entire surface of the surface II of the first pane 1 provided as the inner surface by means of magnetic field-assisted cathode deposition (FIG. 4 (b)).
  • the metal-based functional layer 5 is, for example, a sun protection coating that reflects IR radiation and includes three silver layers.
  • a coating-free edge area 4 is produced either by masking during the deposition process or, for example, by laser decoating after the deposition process.
  • the uncoated edge area 4 has a width e of 3 mm, for example.
  • an opaque enamel is applied as a protective layer 6 in the uncoated edge area 4 and also in a 3 mm wide overlapping area 7 on the metal-based functional layer 5 (FIG. 4(c)).
  • the enamel is then fired at temperatures of around 550°C to 650°C during the bending process of the disc.
  • the coated first pane 1 is connected and laminated to the second pane 2 via a thermoplastic intermediate layer 3, for example a 0.76 mm thick PVB layer (FIG. 4(d)).

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Abstract

Verglasung (10) umfassend - eine erste Scheibe (1) und eine zweite Scheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind, - eine metallbasierte Funktionsschicht (5), die auf einer zur thermoplastischen Zwischenschicht (3) weisenden innenliegenden Oberfläche (II) der ersten Scheibe (1) abgeschieden ist, - einen beschichtungsfreien Randbereich (4) auf der innenliegenden Oberfläche (II) der ersten Scheibe (1), der frei von metallbasierter Funktionsschicht (5) ist und der sich von einer Seitenkante (K) der ersten Scheibe (1) über mindestens 1 mm bis höchstens 5 mm auf der innenliegenden Oberfläche (II) erstreckt, - eine Schutzschicht (6), die in dem beschichtungsfreien Randbereich (4) unmittelbar auf der innenliegenden Oberfläche (II) der ersten Scheibe (1) angeordnet ist und die in einem an den beschichtungsfreien Randbereich (4) direkt angrenzenden Überlappungsbereich (7) auf der metallbasierten Funktionsschicht (5) angeordnet ist.

Description

Verglasung mit metallbasierter Beschichtung und Schutzschicht am Rand
Die Erfindung betrifft eine Verglasung, ein Verfahren zur Herstellung der Verglasung und deren Verwendung.
Verglasungen in Gebäuden und Fahrzeugen werden zunehmend mit großflächigen, elektrisch leitfähigen und für sichtbares Licht transparenten Schichten versehen, die bestimmte Funktionen zu erfüllen haben. Diese Schichten sind in aller Regel metallbasiert, d.h. weisen zumindest eine Schicht aus einem metallischen Material auf, und werden gemeinhin als Funktionsschichten bezeichnet.
Beispielsweise werden aus Gründen der Energieeinsparung und des Komforts an Verglasungen hohe Anforderungen bezüglich ihrer wärmeisolierenden Eigenschaften gestellt. So ist es wünschenswert, einen hohen Wärmeeintrag durch Sonneneinstrahlung zu vermeiden, was zu einem übermäßigen Aufheizen des Innenraums führt und wiederum hohe Energiekosten für die notwendige Klimatisierung zur Folge hat. Insbesondere im Zuge der zunehmenden Elektromobilität ist es von großer Bedeutung, Energie und Gewicht zu sparen, die für Heizung, Lüftung und Klimatechnik benötigt werden. Es ist bekannt, Fahrzeugscheiben mit transparenten elektrisch leitfähigen Beschichtungen zu versehen. Dies sind typischerweise elektrisch leitfähige Beschichtungen mit IR-reflektierenden Eigenschaften, welche den thermischen Komfort im Fahrzeug-Innenraum verbessern. Dabei ist insbesondere zu unterscheiden zwischen Sonnenschutzbeschichtungen und emissivitätsmindernden Beschichtungen (LowE-Beschichtungen). Sonnenschutzbeschichtungen reflektieren Anteile der Sonnenstrahlung im nahen Infrarotspektrum und verhindern, dass diese in den Fahrzeuginnenraum eindringen und diesen erwärmen. Sie weisen typischerweise eine oder mehrere Silberschichten auf, welche die IR-reflektierenden Eigenschaften bereitstellen, wie zum Beispiel bekannt aus WO2013/104439A1 sowie aus DE 19927683C1. Emissivitätsmindernde Beschichtungen (sogenannte LowE-Beschichtungen) reflektieren Strahlung in einem demgegenüber ferneren IR-Bereich, insbesondere die Wärmestrahlung, welche von einer erwärmten Glasscheibe ausgehen. Das Eindringen der Wärmestrahlung in den Fahrzeug-Innenraum wird reduziert, was ebenfalls eine geringere Aufheizung des Innenraums bewirkt. Im Winter wird bei niedrigen Außentemperaturen die Abstrahlung der Wärme des Innenraums an die äußere Umgebung verhindert. Transparente emissivitätsmindernde Beschichtungen können beispielsweise reflektierende Schichten auf Basis von Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder anderen transparenten leitfähigen Oxiden (TCO) enthalten, wie zum Beispiel aus WO2013/131667A1 bekannt.
Eine andere Anwendung von Funktionsschichten zielt darauf ab, das Sichtfeld einer Fahrzeugscheibe frei von Eis und Beschlag zu halten. Bekannt sind elektrische Heizschichten, die durch Anlegen einer elektrischen Spannung eine gezielte Erwärmung der Fahrzeugscheibe bewirken (siehe z.B. WO 2010/043598 A1). Die DE 10022409C1 zeigt eine metallische Funktionsschicht, welche in einem Randbereich vor Korrosion mittels einer Schutzschicht, bspw. einer opaken keramischen Einbrennfarbe, geschützt ist.
Bei Verbundscheiben, die aus zwei einzelnen Scheiben mit einer dazwischen angeordneten thermoplastischen Zwischenschicht zusammengesetzt sind, ist eine metallbasierte Funktionsschicht oft zwischen den beiden einzelnen Scheiben angeordnet. So ist die metallbasierte Funktionsschicht vor Witterung und mechanischer Beschädigung gut geschützt. Wenn die metallbasierte Funktionsschicht am Scheibenrand (Scheibenkante) allerdings freiliegt, tritt häufig eine starke Korrosion der metallbasierten Funktionsschicht auf. Um diese Korrosion zu verhindern, ist es üblich, den Randbereich einer Scheibe zu entschichten. Eine Entschichtung wird in der Regel in einem Bereich von etwa 8 mm bis 10 mm gemessen von der Scheibenkante durchgeführt. Dieser Abstand stellt sicher, dass es nicht zu einer Diffusion von Feuchtigkeit durch die thermoplastische Zwischenschicht bis zur metallbasierten Funktionsschicht kommt, was dort zu Korrosion führen würde. Die Entschichtungskante ist in der fertigen Verbundscheibe zu sehen, da der Übergang von entschichtetem Bereich zur metallbasierten Funktionsschicht sichtbar ist. Wenn dieser Randbereich der Scheibe im eingebauten Zustand im sichtbaren Bereich liegt, ist dies optisch sehr störend.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Verbundscheibe mit einer metallbasierten Funktionsschicht zur Verfügung zu stellen, mit der diese Nachteile vermieden werden können, wobei es in wesentlicher Weise darum geht, die metallbasierte Funktionsschicht vor Korrosion zu schützen und gleichzeitig die optischen Nachteile einer breiten Randentschichtung zu vermeiden. Die Durchsicht durch die Verglasung soll nicht mehr als notwendig eingeschränkt sein. Die Verglasung mit Scheibe und metallbasierter Funktionsschicht soll in der industriellen Serienfertigung einfach und kostengünstig herzustellen sein. Zudem soll das Verfahren zur Herstellung der Verglasung in gängigen Herstellungsverfahren von Scheiben einfach und kostengünstig einsetzbar sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verglasung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ein Herstellungsverfahren und die Verwendung der Verglasung gehen aus weiteren Ansprüchen hervor. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Verglasung umfasst eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die erste Scheibe hat eine zur äußeren Umgebung weisende äußere Oberfläche (I) und eine zur thermoplastischen Zwischenschicht weisende innenliegende Oberfläche (II) und eine umlaufende Seitenkante. Die zweite Scheibe hat ebenfalls eine zur thermoplastischen Zwischenschicht weisende innenliegende Oberfläche (III) und eine zur äußeren Umgebung weisende äußere Oberfläche (IV) sowie eine umlaufende Seitenkante. Die Begriffe innenliegend und außen beziehen sich demnach auf die Anordnung der jeweiligen Oberflächen in der zusammengesetzten Verglasung.
Zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe ist eine metallbasierte Funktionsschicht angeordnet, sodass sie vor Witterung und mechanischer Beschädigung geschützt ist. Die metallbasierte Funktionsschicht ist auf der zur thermoplastischen Zwischenschicht weisenden innenliegenden Oberfläche der ersten Scheibe angeordnet. Auf der innenliegenden Oberfläche der ersten Scheibe befindet sich ein beschichtungsfreier Randbereich, der sich von der Seitenkante bis zu 5 mm auf der innenliegenden Oberfläche erstreckt. In diesem beschichtungsfreien Randbereich ist keine metallbasierte Funktionsschicht angeordnet. Direkt angrenzend an den beschichtungsfreien Randbereich beginnt die metallbasierte Funktionsschicht. Der Begriff Randbereich bezeichnet einen Flächenbereich auf der innenliegenden Oberfläche der ersten Scheibe, der am Rand der Scheibe angeordnet ist. Der Randbereich der Scheibe erstreckt sich bis zur Seitenkante der Scheibe.
Eine Schutzschicht zum Schutz der metallbasierten Funktionsschicht vor Korrosion ist in dem beschichtungsfreien Randbereich auf der innenliegenden Oberfläche der ersten Scheibe angeordnet. Die Schutzschicht ist zudem in einem Überlappungsbereich auf der metallbasierten Funktionsschicht angeordnet, bevorzugt unmittelbar angeordnet. Der Überlappungsbereich grenzt direkt an den beschichtungsfreien Randbereich an, sodass es keine Lücke zwischen der metallbasierten Funktionsschicht und der Schutzschicht gibt, was ansonsten die Korrosion der metallbasierten Funktionsschicht begünstigen würde. Wesentlich ist, dass im Überlappungsbereich die Schutzschicht und die metallbasierte Funktionsschicht in Überdeckung angeordnet sind, das heißt in senkrechter Sicht durch die Scheibe Übereinanderliegen. So kann eine korrosionsbedingte Degradation der metallbasierten Funktionsschicht deutlich verringert werden. Die Schutzschicht ist bevorzugt nicht vollflächig auf der ersten Scheibe, sondern nur teilflächig auf der Scheibe aufgebracht.
Die Schutzschicht ist im beschichtungsfreien Randbereich auf der innenliegenden Oberfläche der ersten Scheibe aufgebracht. Die Schutzschicht kann dort direkt, d.h. unmittelbar, auf die erste Scheibe aufgebracht sein, wobei gleichermaßen möglich ist, dass mindestens eine weitere Schicht aus einem anderen Material als die Schutzschicht zwischen der Schutzschicht und der Scheibe angeordnet ist. Die Schutzschicht ist im Überlappungsbereich bevorzugt direkt, das heißt unmittelbar, auf der metallbasierten Funktionsschicht angeordnet. Es ist ebenso möglich, dass mindestens eine weitere Schicht aus einem anderen Material als die Schutzschicht zwischen der Schutzschicht und der metallbasierten Funktionsschicht angeordnet ist.
Die Schutzschicht und die metallbasierte Funktionsschicht können jeweils aus einer Einzel schicht bzw. Lage aus einem selben Material bestehen, wobei gleichermaßen möglich ist, dass sie jeweils aus mehreren Einzelschichten bzw. Lagen aus zumindest zwei verschiedenen Materialien bestehen. Die Schutzschicht und die metallbasierte Funktionsschicht können somit jeweils aus einer Einzelschicht bzw. Lage aus einem selben Material bestehen. Alternativ können die Schutzschicht und die metallbasierte Funktionsschicht jeweils aus mehreren Einzelschichten bzw. Lagen aus zumindest zwei verschiedenen Materialien bestehen. Es ist gängige Praxis eine metallbasierte Funktionsschicht in Form eines Schichtensystems aus voneinander verschiedenen Einzelschichten auszubilden.
Bevorzugt erstreckt sich die Schutzschicht von der Seitenkante der ersten Scheibe aus gemessen über 3 mm bis 15 mm auf der ersten Scheibe. So überlappt die Schutzschicht mit der metallbasierten Funktionsschicht in einem Überlappungsbereich von mindestens 2 mm Breite, was für den Schutz vor Korrosion sorgt, und die Schutzschicht fällt gleichzeitig im eingebauten Zustand nicht störend auf. Der Abstand zur Seitenkante bzw. die Breite eines Bereichs wird in der Ebene der Oberfläche der Scheibe gemessen. Der Abstand ist jeweils die kürzeste mögliche Verbindung zwischen der Seitenkante und dem entsprechenden Bereich. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Schutzschicht von der Seitenkante der ersten Scheibe über 4 mm bis 12 mm, ganz besonders bevorzugt über 5 mm bis 10 mm der Oberfläche der ersten Scheibe. So vermeidet man, dass der Übergang von metallbasierter Funktionsschicht zur Schutzschicht sich störend auf den optischen Gesamteindruck der Scheibe auswirkt, da er sich am äußeren Rand der Verglasung befindet.
Bevorzugt erstreckt sich der beschichtungsfreie Randbereich auf der innenliegenden Oberfläche über 1 mm bis 4 mm, besonders bevorzugt über 2 mm bis 3 mm. Ein so schmaler Randbereich ist überraschend ausreichend, um in Kombination mit der darüber angeordneten Schutzschicht einen ausreichenden Korrosionsschutz für die metallbasierte Funktionsschicht zu erzielen.
Die erfindungsgemäße Verglasung umfasst eine umlaufende Scheibenkante. Die Scheibenkante setzt sich zusammen aus den beiden Seitenkanten der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe und einer dazwischen angeordneten thermoplastischen Zwischenschicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind der beschichtungsfreie Randbereich und die Schutzschicht bevorzugt abschnittsweise entlang der umlaufenden Scheibenkante angeordnet. Dabei sind besonders der Abschnitt oder die Abschnitte mit der erfindungsgemäßen Anordnung versehen, die im eingebauten Zustand den sichtbaren, freiliegenden Abschnitten entsprechen. Bei einer freistehenden Fahrzeugseitenscheibe sind dies beispielsweise der obere zum Dach des Fahrzeugs weisende Kantenabschnitt und die seitlichen Kantenabschnitte. Bei einer zu öffnenden Fahrzeugseitenscheibe ist dies der obere, zum Dach weisende Kantenabschnitt. Auch an den seitlichen Scheibenkanten, die in einer Führung angeordnet sind, ist die erfindungsgemäße Ausführung besonders vorteilhaft, da die Führung nur einen kleinen Bereich des Rands der Verglasung verdeckt, sodass hier eine möglichst dicht an der Seitenkante angeordneter beschichtungsfreier Randbereich optisch vorteilhaft ist. Entlang der übrigen Abschnitte, die im eingebauten Zustand durch Rahmen oder Maskierungsstreifen verdeckt sind, kann eine breitere Randentschichtung als Korrosionsschutz vorgenommen werden, da der Übergang von metallbasierter Funktionsschicht zum entschichteten Bereich dann im eingebauten Zustand nicht mehr sichtbar ist.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich der beschichtungsfreie Randbereich und die Schutzschicht umlaufend entlang der gesamten umlaufenden Scheibenkante. Dies bietet einen guten Korrosionsschutz und ist optisch vorteilhaft, sowie je nach Entschichtungsart einfach herzustellen.
Die Schutzschicht ist bevorzugt streifenförmig aufgebracht und hat bevorzugt die Form eines Streifens mit konstanter Breite in einem Kantenabschnitt. Dies ist prozesstechnisch gut herstellbar und optisch vorteilhaft im Vergleich zu einem Streifen mit sich ändernder Breite. Das gleiche gilt für die Ausgestaltung des beschichtungsfreien Randbereichs.
Die Verglasung umfasst eine erste Scheibe, die auf einer innenliegenden Seite eine metallbasierte Funktionsschicht und eine Schutzschicht aufweist. Es kann auch die zweite Scheibe oder beide Scheiben auf der innenliegenden Seite mit einer metallbasierten Funktionsschicht und einer Schutzschicht versehen sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schutzschicht eine Emaille. Die Emaille- Schutzschicht kann grundsätzlich mit einem beliebigen geeigneten Verfahren auf die Scheibe aufgebracht sein. Bevorzugt wird die Schutzschicht durch Streichen, Rollen, Sprühen oder im Druckverfahren, vorzugsweise mittels Siebdruck oder Digitaldruck, auf die Scheibe aufgebracht. Dies sind gängige Methoden in der industriellen Serienfertigung von Scheiben und ermöglichen, dass die Schutzschicht schnell und gleichmäßig auf die Scheibe aufgebracht werden kann. Bevorzugt ist die Emaille-Schutzschicht in einem Siebdruckverfahren oder in einem digitalen Druckverfahren aufgebracht. Diese Druckverfahren ermöglichen eine besonders präzise Auftragung der Schutzschicht. Die Emaille wird meist aus Silikaten und/oder Oxiden gebildet, die durch Schmelzen, Fritten oder Sintern in die Beschichtung überführt werden. Dabei wird in der Regel die Emaille-Mischung, gewöhnlich in Form eines Pulvers oder einer Paste, manchmal mit Zusätzen, auf das Substrat aufgebracht und aufgeschmolzen, gewöhnlich bei hohen Temperaturen und kurzer Brenndauer, was nach der Erstarrung die Emaille bildet. Solche Emaille-Beschichtungen sind auf dem Gebiet üblich und dem Fachmann bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schutzschicht eine opake Emaille oder eine transparente Emaille. Der Vorteil einer opaken Emaille ist, dass der Übergang zwischen metallbasierter Funktionsschicht zu beschichtungsfreiem Randbereich zumindest bei Blickrichtung auf die opake Emaille vollständig verdeckt wird. Dies kann je nach Einbaulage die Blickrichtung vom Innenraum oder von der Außenseite sein. Der Vorteil einer transparenten Emaille ist, dass diese entlang einer freiliegenden Scheibenkante weniger störend auffällt als eine opake Emaille und gleichzeitig den Übergang zwischen metallbasierter Funktionsschicht zu beschichtungsfreiem Randbereich etwas weniger störend wirken lässt.
Im Sinne vorliegender Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Scheibe und insbesondere der Verglasung den gesetzlichen Bestimmungen für Windschutzscheiben und vordere Seitenscheiben entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 70% und insbesondere von mehr als 75% aufweist. Für hintere Seitenscheiben und Heckscheiben kann "transparent" auch 15% bis 70% Lichttransmission bedeuten. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 5%, insbesondere 0%.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die transparente oder opake Emaille Glasfritten und / oder mineralische Fritten. Bevorzugt enthält die Emaille Glasfritten und / oder mineralische Fritten auf Basis von Oxiden ausgewählt aus Bor, Wismut, Zink, Silizium, Aluminium und Natrium, wodurch der technische Vorteil erreicht wird, dass eine Korrosion der metallbasierten Funktionsschicht besonders wirksam unterdrückt werden kann. Bevorzugt sind beispielsweise Fritten-Zusammensetzungen aus ZnO, B2O3 und S1O2 oder aus ZnO, B2O3, S1O2, AI2O3 und Na20, die zu langlebigen Aufdrucken führen. Besonders bevorzugt sind Zusammensetzungen aus ZnO, B2O3, S1O2, B12O3 und Na2Ü oder aus ZnO, B2O3, S1O2, B12O3, Na2Ü und AI2O3, die zu noch haltbareren Aufdrucken führen. Als besonders gut haben sich Zusammensetzungen aus Na2Ü, B12O3 und S1O2 erwiesen. Um eine aufdruckbare Paste zu erhalten, werden jeweils mindestens Lösungsmittel (zum Beispiel 15-25 Gew.-% bezogen auf die Druckpaste) und etwas (3-5 Gew.-% bezogen auf die Druckpaste) polymeres Harz zu den Glasfritten und mineralischen Fritten hinzugefügt.
Im Falle einer opaken Emaille enthält sie weiterhin mindestens ein Pigment. Die Emaille kann weitere chemische Verbindungen enthalten. Die Glasfritten und mineralischen Fritten können an- oder aufgeschmolzen und die Schutzschicht dadurch dauerhaft mit der Glasoberfläche verbunden (verschmolzen oder versintert) werden. Das optionale Pigment sorgt für die Opazität der Schutzschicht. Als Pigmente eignet sich typischerweise ein Schwarzpigment, beispielsweise Pigmentruß ( Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz und/oder Graphit. Bevorzugt reagiert die Emaille nicht mit der darunterliegenden metallbasierten Funktionsschicht, das heißt der Emaille-Auftrag im beschichtungsfreien Bereich sieht optisch genauso aus wie im Überlappungsbereich. Dies ist optisch besonders vorteilhaft. Bevorzugt weist die Emaille-Schutzschicht eine Dicke von 4 pm bis 40pm, bevorzugt von 5 pm bis 25 pm auf, wodurch ein wirksames Unterbinden der Korrosion erreicht werden kann. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Schutzschicht eine transparente Oxid enthaltende Beschichtung, die als SolGel-Schicht, als PVD-Schicht (physikalische Gasphasenabscheidung) oder als CVD-Schicht (chemische Gasphasenabscheidung), bevorzugt als APD-Schicht (atmosphärische Plasmaabscheidung) aufgetragen ist. Die Oxid enthaltende transparente Beschichtung schützt effektiv die metallbasierte Funktionsschicht vor Korrosion und ist insbesondere auch nach einer Temperaturbehandlung der Scheibe stabil und führt nicht zu Wechselwirkungen mit der darunterliegenden metallbasierten Funktionsschicht. Durch die Verwendung einer transparenten Beschichtung bleibt die Durchsicht durch die Verglasung erhalten. Dies kann je nach Anwendungsfall für Die Scheibe ein großer Vorteil sein.
Die Oxid enthaltende Beschichtung kann ein Oxid von mindestens einem Eiementausgewählt aus Aluminium, Silizium, Titan, Zink, Zirkonium oder Zinn enthalten, wobei ein Oxid von Silizium oder Siliziumoxid bevorzugt ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Oxid-enthaltenden Beschichtung um eine sogenannte SiOxCyHz-Schicht (Oxide von Silicium mit einem variablen Kohlenwasserstoffanteil), die z.B. durch Plasmapolymerisation von HMDSO gebildet werden kann. Die stöchiometrische Zusammensetzung hängt z.B. von den Abscheidungsbedingungen ab. Nach einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist die APD-Beschichtung vorzugsweise eine siliziumorganische Schicht (SiOxCyHz), die durch Einspritzen von Hexamethyldisiloxan (HMDSO) als flüssige Vorstufe in die Plasmadüse erhalten werden kann.
Die Oxid enthaltende Beschichtung kann z.B. mindestens 40 Gew.-%, mindestens 50 Gew.- % oder mindestens 60 Gew.-% oder mindestens 80 Gew.-% oder mindestens 90 Gew.-%
Oxid enthalten oder aus Oxid bestehen, wobei dies auch Schichten umfasst, die Verunreinigungen enthalten, ohne ihre Eigenschaften zu beeinflussen. Unter Oxid wird hierbei insbesondere S1O2 und auch SiOxCyHz (einschließlich des organischen Anteils) verstanden. Die Oxid enthaltende Beschichtung weist bevorzugt eine Dicke von mindestens 20 nm, bevorzugter mindestens 30 nm, besonders bevorzugt mindestens 40 nm auf, z.B. im Bereich von 20 nm bis 2 pm, bevorzugt 30 nm bis 1 pm, bevorzugter 40 nm bis 500 nm und besonders bevorzugt 80 nm bis 300 nm.
In einer bevorzugten Ausführungsform steht die Schutzschicht (Emaille oder transparente Oxid-enthaltende Schutzschicht) in direktem Kontakt mit der thermoplastischen Zwischenschicht. Das heißt zwischen der thermoplastischen Zwischenschicht und der Schutzschicht ist keine weitere Materialschicht angeordnet. Dies verhindert Materialunverträglichkeiten, die zu optischen Nachteilen im Bereich der Scheibenkante führen könnten.
Die metallbasierte Funktionsschicht kann grundsätzlich in beliebiger Weise ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich um eine elektrisch leitfähige und für sichtbares Licht transparente Beschichtung, die mindestens eine Schicht aus einem Metall umfasst.
Die metallbasierte Funktionsschicht wird vorzugsweise großflächig auf die Scheibe aufgebracht. Die metallbasierte Funktionsschicht ist mindestens auf der innenliegenden Oberfläche der ersten Scheibe angeordnet und bedeckt bzw. überdeckt die Oberfläche der ersten Scheibe vollständig oder teilweise, jedoch vorzugsweise großflächig. Der Ausdruck "großflächig" bedeutet, dass mindestens 50%, mindestens 60%, mindestens 70%, mindestens 75% oder bevorzugt mindestens 90% der Oberfläche der Scheibe von der Funktionsschicht bedeckt sind. Die Funktionsschicht kann sich aber auch über kleinere Anteile der Oberfläche der Scheibe erstrecken.
Die metallbasierte Funktionsschicht ist eine Einzelschicht oder ein Schichtaufbau aus mehreren Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von beispielsweise kleiner oder gleich 2 pm, bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm. Vorteilhaft weist die metallbasierte Funktionsschicht eine Dicke von 80 nm bis 1000 nm, insbesondere von 80 nm bis 600 n, bevorzugt von 120 nm bis 400 nm, auf.
Bevorzugt ist die metallbasierte Funktionsschicht eine Sonnenschutzschicht mit reflektierenden Eigenschaften im Infrarot-Bereich und damit im Bereich der
Sonneneinstrahlung, wodurch ein Aufheizen des Innenraums eines Gebäudes oder Kraftfahrzeugs infolge von Sonnenstrahlung vorteilhaft vermindert wird. Funktionsschichten mit Sonnenschutzwirkung sind dem Fachmann wohlbekannt und enthalten typischerweise zumindest ein Metall, insbesondere Silber oder eine silberhaltige Legierung. Die Schicht mit Sonnenschutzwirkung kann eine Abfolge mehrerer Einzelschichten umfassen, insbesondere zumindest eine metallische Schicht und dielektrische Schichten, die beispielsweise zumindest ein Metalloxid enthalten. Die metallbasierte Funktionsschicht wird durch die erfindungsgemäße Randentschichtung in Kombination mit der Schutzschicht besonders gut vor Korrosion geschützt.
Bevorzugt enthält die metallbasierte Funktionsschicht mindestens eine Metallschicht, beispielsweise aus Silber, Nickel, Chrom, Niob, Zinn, Titan, Kupfer, Palladium, Zink, Gold, Cadmium, Aluminium, Silizium, Wolfram oder Legierungen davon. Die metallbasierte Funktionsschicht umfasst bevorzugt eine Metallschicht wie eine Silberschicht oder eine Schicht aus einer silberhaltigen Metalllegierung. Typische Silberschichten weisen bevorzugt Dicken von 5 nm bis 18 nm auf, besonders bevorzugt von 8 nm bis 15 nm. Die Metallschicht kann zwischen mindestens zwei Schichten aus dielektrischem Material vom Typ Metalloxid eingebettet sein. Das Metalloxid enthält bevorzugt Zinkoxid, Zinnoxid, Indiumoxid, Titanoxid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder dergleichen sowie Kombinationen von einem oder mehreren daraus. Das dielektrische Material enthält bevorzugt Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Aluminiumnitrid sowie Kombinationen von einem oder mehreren davon enthalten. Solche metallbasierten Funktionsschichten mit Sonnenschutzwirkung sind beispielsweise bekannt aus WO 2007/101964 A1, DE 19927683 C1 (beides, Low-e und Sonnenschutz), EP 1917222 B1 und DE69731268T2 bekannt.
Die metallbasierte Funktionsschicht hat beispielsweise einen Flächenwiderstand von 0,1 Ohm/Quadrat bis 200 Ohm/Quadrat, besonders bevorzugt von 1 Ohm/Quadrat bis 50 Ohm/Quadrat und ganz besonders bevorzugt von 1 Ohm/Quadrat bis 10 Ohm/Quadrat.
Die Dicke einer metallbasierten Funktionsschicht mit Sonnenschutzwirkung kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden, wobei eine Schichtdicke von 10 nm bis 5 pm und insbesondere von 30 nm bis 1 pm bevorzugt ist.
Die metallbasierte Funktionsschicht kann beispielsweise auch eine elektrisch beheizbare Schicht sein, durch welche die Scheibe mit einer Heizfunktion versehen wird. Solche beheizbaren Schichten sind dem Fachmann an sich bekannt. Sie enthalten typischerweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier elektrisch leitfähige Schichten. Diese Schichten enthalten oder bestehen bevorzugt aus zumindest einem Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Chrom, oder einer Metalllegierung und enthalten bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew. % des Metalls. Solche Schichten weisen eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektralbereich auf. Die Dicke einer Einzelschicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. Bei einer solchen Dicke wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektralbereich und eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit erreicht. Diese metallbasierten Funktionsschichten werden durch die erfindungsgemäße Anordnung besonders gut vor Korrosion geschützt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verglasung umfasst die Verglasung neben der metallbasierten Funktionsschicht eine emissivitätsmindernde Beschichtung Die emissivitätsmindernde Beschichtung ist eine elektrisch leitfähige transparente Beschichtung. Die emissivitätsmindernde Beschichtung kann auch als Wärmestrahlung reflektierende Beschichtung, Beschichtung niedriger Emissivität oder LowE- Beschichtung (low emissivity) bezeichnet werden. Solche Beschichtungen sind beispielsweise aus der WO2013/131667A1 bekannt. Mit Emissivität wird das Maß bezeichnet, welches angibt, wie viel Wärmestrahlung die Scheibe in Einbaulage im Vergleich zu einem idealen Wärmestrahler (einem schwarzen Körper) in einen Innenraum abgibt. Die emissivitätsmindernde Beschichtung hat die Funktion, die Einstrahlung von Wärme in den Innenraum zu vermeiden (IR-Anteile der Sonnenstrahlung und insbesondere die thermische Strahlung der Scheibe selbst) und ebenso die Abstrahlung von Wärme aus dem Innenraum heraus. Sie weist reflektierende Eigenschaften gegenüber infraroter Strahlung auf, insbesondere gegenüber Wärmestrahlung im Spektralbereich von 5 pm - 50 pm (vgl. auch Norm DIN EN 12898:2019-06). Dadurch wird der thermische Komfort im Innenraum wirkungsvoll verbessert. Die emissivitätsmindernde Beschichtung kann dabei bei hohen Außentemperaturen und Sonneneinstrahlung besonders effektiv die von der gesamten Scheibe in Richtung des Innenraums abgestrahlte Wärmestrahlung zumindest teilweise reflektieren. Bei niedrigen Außentemperaturen kann die emissivitätsmindernde Beschichtung effektiv die aus dem Innenraum abgestrahlte Wärmestrahlung reflektieren und somit die Wirkung der kalten Scheibe als Wärmesenke verringern.
Die emissivitätsmindernde Beschichtung enthält bevorzugt zumindest eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis eines transparenten leitfähigen Oxids, welche reflektierende Eigenschaften gegenüber Wärmestrahlung bereitstellt. Die Schicht auf Basis des transparenten leitfähigen Oxids wird im Folgenden auch als TCO-Schicht bezeichnet. TCO- Schichten sind korrosionsbeständig und können auf exponierten Oberflächen eingesetzt werden. Die TCO-Schicht ist bevorzugt auf Basis von Indium-Zinnoxid (ITO, indium tin oxide) ausgebildet, kann aber beispielsweise alternativ auf Basis von Indium-Zink-Mischoxid (IZO), Aluminium-dotiertes Zinkoxid (AZO), Gallium-dotiertes Zinkoxid (GZO), Fluor-dotiertes Zinnoxid (FTO, SnC>2:F) oder Antimon-dotiertes Zinnoxid (ATO, SnC>2:Sb) ausgebildet sein. Die emissivitätsmindernde Beschichtung enthält bevorzugt keine metallische Schicht auf Basis eines Metalls. Daher ist die emissivitäsmindernde Beschichtung nicht korrosionsanfällig.
Bevorzugt enthält die erste Scheibe und / oder die zweite Scheibe eine emissivitätsmindernde Beschichtung auf einer äußeren Oberfläche. Bevorzugt ist die emissivitätsmindernde Beschichtung vollflächig auf der gesamten äußeren Oberfläche angeordnet. Besonders bevorzugt ist die emissivitätsmindernde Beschichtung auf der äußeren Oberfläche der zweiten Scheibe angeordnet.
Die metallbasierte Funktionsschicht und die emissivitätsmindernde Beschichtung werden durch an sich bekannte Verfahren abgeschieden, beispielsweise durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung, was besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine einfache, schnelle, kostengünstige und gleichmäßige Beschichtung der Scheibe ist. Die Kathodenzerstäubung erfolgt in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise aus Argon, beziehungsweise in einer Reaktivgasatmosphäre, beispielsweise durch Zugabe von Sauerstoff, einem Kohlenwasserstoff (beispielsweise Methan) oder Stickstoff. Die Funktionsschicht kann aber auch durch andere, dem Fachmann bekannte Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufdampfen oder chemische Gasphasenabscheidung (Chemical vapor deposition, CVD), durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD), durch plasmagestützte Gasphasenabscheidung (PECVD) oder durch nasschemische Verfahren.
In einer vorteilhaften Ausführungsform enthält oder bestehen die erste und / oder zweite Scheibe aus nichtvorgespanntem, teilvorgespanntem oder vorgespanntem Glas, bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas. Alternativ enthält oder bestehen die Scheiben aus klaren Kunststoffen, bevorzugt starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Geeignete Gläser sind beispielsweise aus EP 0847965 B1 bekannt. Die Dicke der ersten und zweiten Scheiben können breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Beispielsweise werden Scheiben mit einer Standardstärke von 1 ,0 mm bis 25 mm verwendet. Beispielsweise beträgt die Dicke von 0,5 mm bis 15 mm, insbesondere von 1 mm bis 5 mm. Für Fahrzeugverglasungen werden beispielsweise Scheiben mit einer Dicke von 1 ,4 mm bis 2,5 mm verwendet, beispielsweise mit den Standarddicken 1,6 mm oder 2,1 mm. Die Größe der Scheibe kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.
Die Verglasung und damit die erste Scheibe und die zweite Scheibe können eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Bevorzugt sind die Scheiben planar oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen.
Die erste Scheibe, die zweite Scheibe und die thermoplastische Zwischenschicht können unabhängig voneinander klar und farblos, getönt oder gefärbt sein.
Die thermoplastische Zwischenschicht enthält zumindest ein thermoplastisches Polymer, bevorzugt Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt PVB. Die Zwischenschicht ist typischerweise aus einer thermoplastischen Folie ausgebildet. Die Dicke der Zwischenschicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm.
Die erfindungsgemäße Verglasung ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es für Kraftfahrzeugscheiben üblich ist, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen. Die Verglasung kann aber auch plan sein, beispielsweise wenn es als Scheibe für Busse, Züge oder Traktoren vorgesehen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verglasung eine Fahrzeugscheibe, bevorzugt eine Kraftfahrzeugscheibe. Die Fahrzeugscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Scheibe der Fahrzeugscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Bevorzugt ist die Verglasung eine Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs, bevorzugt eine zu öffnende oder eine freistehende Seitenscheibe, da hier der optisch verbesserte Rand der Scheibe besonders vorteilhaft ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Kraftfahrzeugscheibe ist die erste Scheibe die Außenscheibe und die zweite Scheibe die Innenscheibe des Fahrzeugs. Bevorzugt ist die metallbasierte Funktionsschicht eine Sonnenschutzbeschichtung oder eine heizbare Beschichtung mit mindestens einer metallischen Schicht, bevorzugt einer Silberschicht. Durch die Anbringung auf der Außenscheibe können diese Beschichtungen effektiv wirken, da die Sonne direkt an der Außenscheibe reflektiert wird, bzw. die Außenscheibe beheizt und enteist werden kann. Alternativ bevorzugt ist die erste Scheibe die Innenscheibe und die zweite Scheibe die Außenscheibe des Fahrzeugs.
Besonders bevorzugt ist die erste Scheibe die Außenscheibe und die metallbasierte Funktionsschicht eine Sonnenschutzbeschichtung und zusätzlich ist auf der äußeren Oberfläche der Innenscheibe (zweite Scheibe) eine emissivitätsmindernde Beschichtung angeordnet. Die emissivitätsmindernde Beschichtung in Kombination mit der Sonnenschutzbeschichtung maximiert den Komfort für den Fahrzeuginsassen.
Ist eine erste Schicht oberhalb einer zweiten Schicht angeordnet, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die erste Schicht weiter von dem Substrat, auf dem die Beschichtung aufgebracht ist, entfernt angeordnet ist als die zweite Schicht. Ist eine erste Schicht unterhalb einer zweiten Schicht angeordnet ist, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die zweite Schicht weiter vom Substrat entfernt angeordnet ist als die erste Schicht.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Verglasung. Obige Ausführungen im Zusammenhang mit der Verglasung gelten gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer ersten Scheibe, einer zweiten Scheibe und einer thermoplastischen Zwischenschicht.
Das Verfahren umfasst weiterhin das Aufbringen einer metallbasierten Funktionsschicht auf die als innenliegende Oberfläche vorgesehene Oberfläche der ersten Scheibe. Das Aufbringen der metallbasierten Funktionsschicht erfolgt bevorzugt in einem vakuumbasierten Beschichtungsverfahren. Geeignete vakuumbasierte Beschichtungsverfahren sind zum Beispiel CVD (Chemical vapour deposition) oder PVD (physical vapour deposition), bevorzugt Kathodenzerstäubung („Sputtern“), besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung („Magnetronsputtern“) und dem Fachmann bekannt. Das Abscheiden der metallbasierten Funktionsbeschichtung erfolgt üblicherweise vollflächig auf der als innenliegende Oberfläche vorgesehenen Oberfläche der ersten Scheibe. Die erste Scheibe kann gegebenenfalls vor dem Auftrag der metallbasierten Funktionsschicht mit einer oder mehreren Vorbeschichtungen versehen werden. Es ist aber bevorzugt, dass die metallbasierte Funktionsschicht direkt auf die unbeschichtete Scheibe aufgetragen wird.
Das Verfahren umfasst weiterhin das Entfernen der metallbasierten Funktionsschicht in einem Randbereich, der sich von einer Seitenkante der ersten Scheibe über mindestens 1 mm bis höchstens 5 mm erstreckt. Dieser Randbereich ist in der fertigen Verglasung als beschichtungsfreier Randbereich realisiert. Das Entfernen der Funktionsschicht kann auf verschiedene Arten erfolgen, bevorzugt mittels Laserbearbeitung, abrasiv durch mechanische Entschichtung (bevorzugt ein Schleifverfahren), durch Verwendung einer Maske während des Aufbringens der Funktionsschicht oder durch vorherige Auftragung einer Opferschicht, die in einem nachgelagerten Prozessschritt bei erhöhter Temperatur zersetzt wird und mitsamt der Funktionsschicht entfernt wird. Besonders bevorzugt wird die Funktionsschicht mittels Laserbearbeitung entfernt, da dies besonders gute Ergebnisse erzielt in dem erfindungsgemäßen schmalen Randbereich von höchstens 5 mm Breite.
Das Verfahren umfasst weiterhin das Aufbringen einer Schutzschicht in einem an den beschichtungsfreien Randbereich direkt angrenzenden Überlappungsbereich auf der metallbasierten Funktionsschicht und in dem beschichtungsfreien Randbereich direkt auf der als innenliegende Oberfläche vorgesehenen Oberfläche der ersten Scheibe.
Das Verfahren umfasst weiterhin eine Temperaturbehandlung der ersten Scheibe bei Temperaturen von 400 °C bis 700 °C, bevorzugt von 550 °C bis 650 °C. Dabei wird die Schutzschicht eingebrannt und verbindet sich mit der ersten Scheibe. Diese Temperaturbehandlung wird bei gebogenen Verglasungen bevorzugt im Rahmen des Biegeschritts der Scheibe durchgeführt. Bevorzugt werden die erste und die zweite Scheibe gemeinsam gebogen (d.h. zeitgleich und durch dasselbe Werkzeug) kongruent gebogen, weil dadurch die Form der Scheiben für die später erfolgende Laminierung optimal aufeinander abgestimmt sind. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiterhin das Verbinden der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe über die thermoplastische Zwischenschicht. Dabei werden die erste Scheibe und die zweite Scheibe so miteinander verbunden, dass die innenliegende Oberfläche der ersten Scheibe zur thermoplastischen Zwischenschicht weist.
Demnach dient das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Verglasung vorzugsweise der Herstellung einer Verbundscheibe. Für die Herstellung einer Verbundscheibe werden mindestens zwei Scheiben bevorzugt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck durch mindestens eine thermoplastische Klebeschicht miteinander verbunden (laminiert). Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden. Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 130 °C bis 145 °C. Die beiden Scheiben und die thermoplastische Zwischenschicht können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe ver- presst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Verbundscheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die erste Scheibe und die zweite Scheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schutzschicht eine Emaille. Die Schutzschicht wird bevorzugt auf die Glasscheibe aufgedruckt, insbesondere im Siebdruckverfahren. Dabei wird die Druckfarbe durch ein feinmaschiges Gewebe hindurch auf die Glasscheibe gedruckt. Die Druckfarbe wird dabei beispielsweise mit einer Gummirakel durch das Gewebe hindurchgepresst. Das Gewebe weist Bereiche auf, welche für die Druckfarbe durchlässig sind, neben Bereichen, welche für die Druckfarbe undurchlässig sind, wodurch die geometrische Form des Drucks festgelegt wird. Das Gewebe fungiert somit als Schablone für den Druck. Alternativ bevorzugt wird die Druckfarbe in einem Digitaldruckverfahren aufgedruckt. Dabei wird die Druckfarbe direkt über Düsen auf das Substrat aufgebracht. Die Druckfarbe enthält mindestens die Glasfritten und /oder mineralischen Fritten und im Falle einer opaken Emaille mindestens ein Pigment, suspendiert in einer flüssigen Phase (Lösungsmittel), beispielsweise Wasser oder organische Lösungsmittel wie Alkohole. Das Pigment ist typischerweise ein Schwarzpigment, beispielsweise Pigmentruß ( Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz und/oder Graphit.
Nach dem Aufdrucken der Druckfarbe wird diese zumindest teilweise eingebrannt. Das zumindest teilweise Einbrennen erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur von 450°C bis 700°C, insbesondere von 550°C bis 650°C. Die Emaille-Schutzschicht kann vorgebrannt (teilweise eingebrannt) werden oder vollständig eingebrannt. Unter Vorbrennen wird eine Temperaturbehandlung verstanden, bei der die flüssige Phase durch Verdampfen ausgetrieben wird und die Fritten angeschmolzen werden und daraufhin eine gewisse Bindung untereinander und zur Oberfläche der Glasscheibe ausbilden. Enthält der Aufdruck weitere chemische Verbindungen, so gehen diese typischerweise bereits Reaktionen ein oder sonstige Umwandlungen, beispielsweise eine Kristallisierung. Bereits das Vorbrennen geht daher typischerweise mit einer Farbänderung des Aufdrucks einher, wobei die Farbe nach dem Vorbrennen bereits der Farbe der final eingebrannten Emaille entsprechen kann. Als Emaille verbleibt die durch die Fritten ausgebildete Glasmatrix bzw. keramische Matrix mit dem optional enthaltenen Pigment neben etwaigen weiteren Zusätzen, die typischerweise das Produkt chemischer Reaktionen während des Einbrennens sind. Das Fertigbrennen, bei dem die endgültige Struktur der Emaille und die endgültige Verbindung zur Scheibenoberfläche erzeugt wird, erfolgt bevorzugt während des Biegens der Glasscheibe. Dadurch kann ein Verfahrensschritt eingespart werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Schutzschicht eine Oxid-enthaltende Beschichtung, die mittels SolGel-Beschichtung, PVD-Beschichtung, CVD-Beschichtung, plasmagestüzter PVD-Beschichtung oder plasmagestützter CVD-Beschichtung aufgebracht wird. Diese Verfahren können effizient in den industriellen Fertigungsprozess integriert werden.
Bevorzugt wird die Oxid-enthaltende Beschichtung durch atmosphärische Plasmaabscheidung (atmospheric plasma deposition, APD) aufgebracht. Der Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass es möglich ist, eine Schutzschicht kontrolliert genau an der Stelle abzuscheiden, an der der Schutz benötigt wird, insbesondere in dem relativ schmalen Bereich entlang der Kante der Verglasung. Ein weiterer Vorteil der APD ist, dass sie eine schnelle Abscheidung der Schutzschicht bei hoher Geschwindigkeit (mehrere m/min) ermöglicht. Die genaue lokale Abscheidung der Schutzschicht ist dabei ohne Maskentechnik möglich.
Die atmosphärische Plasmaabscheidung ist ein bekanntes Verfahren. Dabei wird ein Plasma bei Atmosphärendruck bzw. Normaldruck eingesetzt. Vorzugsweise wird als atmosphärische Plasmaabscheidung eine plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) bei Atmosphärendruck verwendet. Um ein Gas in den Plasmazustand zu überführen, muss eine genügend große Zahl an freien Ladungsträgern erzeugt werden. Die dazu erforderliche sehr hohe Energie kann auf unterschiedliche Weise zur Verfügung gestellt werden.
Bei einem Lichtbogen-Plasma (Bogenentladung) wird diese z.B. durch das Anlegen einer hohen elektrischen Spannung zwischen zwei Elektroden induziert. Es gibt Atmosphärendruck-Plasmaquellen, bei denen ein Lichtbogen zur Aktivierung von Gasen genutzt wird. Der Lichtbogen kann z.B. über mehrere Zentimeter linear zwischen zwei Elektroden generiert und von Prozessgasen umströmt werden.
Eine bevorzugte Plasmaquelle sind Atmosphärendruck-Plasmajets. Bei diesen Vorrichtungen wird ein Plasma im Inneren der Vorrichtung erzeugt und durch eine Strömung aus dem Plasmajet heraus in die umgebende Atmosphäre transportiert.
Atmosphärendruck-Plasmajet-Systeme werden z.B. von der Firma Plasmatreat GmbH, Steinhagen, Deutschland, kommerziell vertrieben (z.B. FG5001 und FG5005).
Atmosphärendruck-Plasmajet-Systeme weisen in der Regel einen Generator, einen Transformator und eine Düse auf. Die Düse bildet den eigentlichen Plasmajet.
Bei der atmosphärischen Plasmaabscheidung, insbesondere PECVD bei Atmosphärendruck, werden chemische Verbindungen als Precursoren in das Plasma eingebracht. Precursoren sind Materialien, aus denen im Plasma über Elektronenstöße und chemische Reaktionen die gewünschten Beschichtungen gebildet werden.
Die Oxid enthaltende Schutzschicht kann ein Oxid von mindestens einem Element ausgewählt aus Aluminium, Silizium, Titan, Zink, Zirkonium oder Zinn enthalten, wobei ein Oxid von Silizium oder Siliziumoxid bevorzugt ist. Bei der atmosphärischen Plasmaabscheidung werden als Precursoren entsprechende Verbindungen, insbesondere organische Verbindungen, von Aluminium, Silizium, Titan, Zink, Zirkonium oder Zinn verwendet, wobei ein organische Gruppen enthaltendes Silan oder ein organische Gruppen enthaltendes Siloxan bevorzugt sind.
Beispiele für bevorzugte Precursoren sind insbesondere Hexamethyldisiloxan (HMDSO), Tetramethylsilan (TMS) und Tetraethoxysilan (TEOS), wobei HMDSO bevorzugt ist. Damit können Oxide von Silicium mit einem variablen Kohlenwasserstoffanteil (Si02:CH) bzw. quarzähnliche Si02-Schichten als Oxid enthaltende Schutzschichten abgeschieden werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Auftragsgeschwindigkeit der APD 10 bis 500 mm/s.
Die erfindungsgemäße Verglasung wird vorzugsweise in Gebäuden, insbesondere im Zugangs- oder Fensterbereich, als Einbauteil in Möbeln und Geräten, oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Zügen, Schiffen und Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und/oder Dachscheibe verwendet. Besonders bevorzugt wird die Verglasung in Kraftfahrzeugen verwendet, ganz besonders bevorzugt als Seitenscheibe.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Im Folgenden wird die Erfindung 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 einen Querschnitt durch die Verglasung aus Figur 2a entlang der Linie A - A‘,
Fig. 2a, b je eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasung, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasung,
Fig. 4 Querschnitte der in Fig. 1 gezeigten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verglasung 10 während verschiedener Phasen ihrer Herstellung.
In der Figur 2 ist eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasung 10 gezeigt und in der Figur 1 ist ein Querschnitt der Figur 2a entlang der Schnittlinie A-A‘ gezeigt.
Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, weist die erfindungsgemäße Verglasung 10 in der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausgestaltung eine erste Scheibe 1 mit einer innenliegenden Oberfläche II und einer äußeren Oberfläche I und einer umlaufenden Seitenkantenfläche K auf. Die Verglasung 10 umfasst eine zweite Scheibe 2 mit einer innenliegenden Oberfläche III und einer äußeren Oberfläche IV und einer umlaufenden Seitenkante. Die erste Scheibe 1 ist mit der zweiten Scheibe 2 über eine thermoplastische Zwischenschicht 3 verbunden. Die innenliegende Oberfläche II der ersten Scheibe 1 und die innenliegende Oberfläche III der zweiten Scheibe 2 weisen zur thermoplastischen Zwischenschicht 3.
Die erste Scheibe 1 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron Glas und weist eine Dicke von 2,1 mm auf. Die zweite Scheibe 2 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron Glas und weist eine Dicke von 1,6 mm auf. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 ist beispielsweise aus einer 0,76 mm dicken PVB-Folie gebildet.
Die erste Scheibe 1 stellt bevorzugt die Außenscheibe und die zweite Scheibe 2 die Innenscheibe der als Verbundscheibe ausgebildeten Verglasung dar. Diese Anordnung ist aufgrund der Position der metallbasierten Funktionsschicht 5 mit Sonnenschutzfunktion auf der ersten Scheibe 1 besonders vorteilhaft, da sich die Innenscheibe 2 weniger stark aufheizt, was zu einer weniger starken Aufheizung des Innenraums führt. Alternativ kann die erste Scheibe 1 auch die Innenscheibe und die zweite Scheibe 2 die Außenscheibe darstellen.
Auf der innenliegenden Oberfläche II der ersten Scheibe 1 ist eine metallbasierte Funktionsschicht 5 angeordnet. Die metallbasierte Funktionsschicht 5 ist beispielsweise eine IR-Strahlung reflektierende Beschichtung mit drei leitfähigen Silberschichten und dazwischen angeordneten dielektrischen Schichten und weist eine Gesamtdicke von etwa 280 nm auf. Die metallbasierte Funktionsschicht 5 ist auf der gesamten innenliegenden Oberfläche II der ersten Scheibe 1 angeordnet mit Ausnahme eines beschichtungsfreien Randbereichs 4 der Breite e. In diesem beschichtungsfreien Randbereich 4 ist die metallbasierte Funktionsschicht 5 entfernt oder nicht aufgetragen worden. Dieser Randbereich 4 ohne Beschichtung stellt sicher, dass es nicht zur Korrosion der metallbasierten Funktionsschicht 5 kommt. Würde die metallbasierte Funktionsschicht 5 bis zur Seitenkante K reichen, so könnte Feuchtigkeit, die im Bereich der Scheibenkante 9 eindringen kann, zur Korrosion führen. Um dies zu vermeiden, ist der beschichtungsfreie Randbereich 4 erfindungsgemäß frei von Funktionsschicht 5. Die Breite des beschichtungsfreien Randbereichs 4 wird von der Seitenkante K der ersten Scheibe 1 gemessen und beträgt beispielsweise e= 2 mm.
Ein so schmaler beschichtungsfreier Randbereich allein kann nicht vor Korrosion im Bereich der Scheibenkante schützen, da die Feuchtigkeit über die thermoplastische Zwischenschicht 3 bis zur metallbasierten Funktionsschicht 5 diffundiert und dort zu Korrosion der metallbasierten Funktionsschicht 5 führt. Dies wurde im Laborversuch mithilfe von Salzwasser-Behandlung untersucht.
Erfindungsgemäß umfasst die Verglasung 10 eine Schutzschicht 6, die im gesamten beschichtungsfreien Randbereich 4 angeordnet ist. Die Schutzschicht 6 ist zudem im Überlappungsbereich 7 mit der Breite o von beispielsweise 3 mm auf der metallbasierten Funktionsschicht 5 angeordnet. Der Überlappungsbereich 7 ist direkt angrenzend an den beschichtungsfreien Randbereich 4 angeordnet, sodass die Schutzschicht den Übergang von beschichtungsfreiem Randbereich 4 zu metallbasierter Funktionsschicht 5 abdeckt. Die Schutzschicht 6 ist beispielsweise eine transparente Oxid-enthaltende Beschichtung, die aus einem Oxid von Silizium gebildet ist, beispielsweise eine 30 nm dicke SiOxCyHz-Schicht, die mittels APD aufgebracht wurde. Überraschend zeigte die Behandlung mit Salzwasser im Laborversuch, dass die Anbringung der Schutzschicht 6 eine Korrosion der metallbasierten Funktionsschicht effektiv verhindert, obwohl der beschichtungsfreie Randbereich 4 nur 2 mm breit war. Somit bietet die erfindungsgemäße Verglasung gegenüber herkömmlichen Verglasungen den Vorteil, dass eine Randentschichtung einer metallbasierten Funktionsschicht zwischen den Scheiben einer Verbundscheibe nur in geringer Breite vorgenommen werden muss. Dies ist besonders vorteilhaft bei Scheiben, deren Kantenbereich im Einbauzustand nicht durch breite Rahmen oder Abdeckdrucke verdeckt sind. Dank der transparenten Oxid-enthaltenden Beschichtung ist diese Lösung auch für freistehende Kanten sehr gut geeignet. Figur 2a und Figur 2b zeigen zwei mögliche Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Verglasung in der Draufsicht.
In Figur 2a ist eine Scheibe mit einem beschichtungsfreien Randbereich 4 und einer Schutzschicht 6 der Breite b in Rahmenform gezeigt, die entlang der gesamten umlaufenden Scheibenkante 9 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestaltet sind. Details zur Ausgestaltung des Randbereichs sind der Beschreibung zu Figur 1 zu entnehmen. Ein Vorteil dieser Gestaltung ist, dass die Scheibe umlaufend vor Korrosion geschützt ist und gleichzeitig nur einen schmalen Bereich entlang der Kante aufweist, an dem optisch der Übergang von metallbasierter Funktionsschicht zu beschichtungsfreiem Randbereich Sichtbar werden kann. In Figur 2b ist eine Scheibe mit einem beschichtungsfreien Randbereich 4 und einer Schutzschicht 6 der Breite b gezeigt, die in drei Kantenabschnitten, 9.1, 9.2 und 9.3 der umlaufenden Scheibenkante 9 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestaltet sind. In Kantenabschnitt 9.4 ist keine Schutzschicht 6 gezeigt. Hier kann zum Beispiel eine Entschichtung nach dem Stand der Technik mit einer Breite von mindestens 10 mm vorgenommen sein, die von einem Abdeckdruck verdeckt wird oder die nach Einbau an den Bestimmungsplatz von Rahmenbauteilen verdeckt wird. Eine solche Ausgestaltung eignet sich zum Beispiel besonders für eine bewegliche oder eine freistehende Seitenscheibe eines Fahrzeugs, bei der die untere Kante in der Karosserie verschwindet und daher nicht optisch ansprechend gestaltet werden muss.
In der Figur 3 ist eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasung 10 dargestellt. Die Verglasung ist im Wesentlichen die gleiche wie in Figur 1 dargestellt. Zusätzlich ist auf der äußeren Oberfläche IV der zweiten Scheibe 2 eine emissivitätsmindernde Beschichtung 8 angeordnet. Sie umfasst eine leitfähige ITO-Schicht nebst dielektrischen Schichten. Die emissivitätsmindernde Beschichtung 8 auf der zweiten Scheibe 2 reduziert den Eintrag von Wärmestrahlung in den Innenraum weiter. Somit wird der thermische Komfort in Kombination mit der Sonnenschutzsbeschichtung 5 auf der ersten Scheibe 1 weiter erhöht. Auf der zweiten Scheibe 2 ist kein beschichtungsfreier Randbereich notwendig, da die emissivitätsmindernde Beschichtung 8 nicht korrosionsempfindlich ist.
In der Figur 4 sind Querschnitte einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verglasung 10 während verschiedener Phasen ihrer Herstellung gezeigt.
Zunächst wird eine erste Scheibe 1 bereitgestellt, welche eine als äußere Oberfläche vorgesehene Oberfläche I und eine als innenliegende Oberfläche vorgesehene Oberfläche II und eine umlaufende Seitenkante K aufweist (Fig. 4 (a)). Dann wird auf der als innenliegende Oberfläche vorgesehenen Oberfläche II der ersten Scheibe 1 vollflächig mittels magnetfeldunterstützter Kathodenabscheidung eine metallbasierte Funktionsschicht 5 abgeschieden (Fig. 4 (b)). Die metallbasierte Funktionsschicht 5 ist beispielsweise eine Sonnenschutzbeschichtung, die IR-Strahlung reflektiert und die drei Silberschichten umfasst. Ein beschichtungsfreier Randbereich 4 wird entweder durch Maskieren während des Abscheidevorgangs erzeugt oder beispielsweise durch Laserentschichten nach dem Abscheidevorgang. Der beschichtungsfreie Randbereich 4 hat beispielsweise eine Breite e von 3 mm. Mittels Siebdruck wird eine opake Emaille als Schutzschicht 6 im beschichtungsfreien Randbereich 4 und darüber hinaus in einem 3 mm breiten Überlappungsbereich 7 auf der metallbasierten Funktionsschicht 5 aufgebracht (Fig. 4 (c)). Die Emaille wird anschließend während des Biegevorgangs der Scheibe bei Temperaturen von etwa 550°C bis 650°C eingebrannt wird. In einem letzten Schritt wird die beschichtete erste Scheibe 1 über eine thermoplastische Zwischenschicht 3, beispielsweise eine 0,76 mm dicke PVB-Schicht mit der zweiten Scheibe 2 verbunden und laminiert (Fig. 4 (d)).
Bezugszeichenliste:
10 Verglasung, Kraftfahrzeugscheibe 1 erste Scheibe, Außenscheibe
2 zweite Scheibe, Innenscheibe
3 thermoplastische Zwischenschicht
4 beschichtungsfreier Randbereich auf einer innenliegenden Oberfläche
5 metallbasierte Funktionsschicht 6 Schutzschicht
7 Überlappungsbereich
8 emissivitätsmindernde Beschichtung
9 umlaufende Scheibenkante
9.1, 9.2, 9.3, 9.4 Kantenabschnitte der Scheibe, K Seitenkante der ersten Scheibe
I äußere, von der Zwischenschicht 3 abgewandte Oberfläche der ersten Scheibe 1
11 innenliegende, zur Zwischenschicht 3 hingewandte Oberfläche der ersten Scheibe 1
III innenliegende, zur Zwischenschicht 3 hingewandte Oberfläche der zweiten Scheibe 2 IV äußere, von der Zwischenschicht 3 abgewandte Oberfläche der zweiten Scheibe 2

Claims

Patentansprüche
1. Verglasung (10) umfassend
- eine erste Scheibe (1) und eine zweite Scheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind,
- eine metallbasierte Funktionsschicht (5), die auf einer zur thermoplastischen Zwischenschicht (3) weisenden innenliegenden Oberfläche (II) der ersten Scheibe (1) abgeschieden ist,
- einen beschichtungsfreien Randbereich (4) auf der innenliegenden Oberfläche (II) der ersten Scheibe (1), der frei von metallbasierter Funktionsschicht (5) ist und der sich von einer Seitenkante (K) der ersten Scheibe (1) über mindestens 1 mm bis höchstens 5 mm auf der innenliegenden Oberfläche (II) erstreckt,
- eine Schutzschicht (6), die in dem beschichtungsfreien Randbereich (4) auf der innenliegenden Oberfläche (II) der ersten Scheibe (1) angeordnet ist und die in einem an den beschichtungsfreien Randbereich (4) direkt angrenzenden Überlappungsbereich (7) auf der metallbasierten Funktionsschicht (5) angeordnet ist, wobei die Schutzschicht (6) eine transparente Oxid-enthaltende Beschichtung ist.
2. Verglasung (10) nach Anspruch 1, wobei die Schutzschicht (6) sich von der Seitenkante (K) der ersten Scheibe (1) über 3 mm bis 15 mm, bevorzugt über 4 mm bis 12 mm, besonders bevorzugt über 5 mm bis 10 mm erstreckt.
3. Verglasung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Verglasung (10) eine umlaufende Scheibenkante (9) umfasst und der beschichtungsfreie Randbereich (4) und die Schutzschicht (6) abschnittsweise entlang der umlaufenden Scheibenkante (9) angeordnet ist oder der beschichtungsfreie Randbereich (4) und die Schutzschicht (6) sich umlaufend entlang der gesamten umlaufenden Scheibenkante (9) erstrecken.
4. Verglasung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schutzschicht (6) eine opake oder eine transparente Emaille ist, bevorzugt aufgebracht als Siebdruck oder als Digitaldruck.
5. Verglasung (10) nach Anspruch 4, wobei die Emaille Glasfritten und / oder mineralische Fritten und optional mindestens ein Pigment enthält, bevorzugt Glasfritten und / oder mineralische Fritten auf Basis von Oxiden ausgewählt aus Bor, Wismut, Zink, Silizium, Aluminium und Natrium enthält.
6. Verglasung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schutzschicht (6) eine SolGel-Schicht, eine PVD-Schicht oder eine CVD-Schicht ist.
7. Verglasung (10) nach Anspruch 6, wobei die Schutzschicht (6) eine Oxid-enthaltende Beschichtung ist, die ein Oxid von mindestens einem Element ausgewählt aus Aluminium, Silizium, Titan, Zink, Zirkonium oder Zinn enthält, wobei ein Oxid von Silizium oder Siliziumoxid bevorzugt ist.
8. Verglasung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schutzschicht (6) in direktem Kontakt steht mit der thermoplastischen Zwischenschicht (3).
9. Verglasung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die metallbasierte Funktionsschicht (5) mindestens eine metallische Schicht, bevorzugt mindestens eine Silberschicht, enthält und dazu ausgebildet ist, auftreffendes Infrarotlicht zu reflektieren.
10. Verglasung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Verglasung eine Kraftfahrzeugscheibe, bevorzugt eine Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs, ist und die erste Scheibe (1) die Außenscheibe ist und die zweite Scheibe (2) die Innenscheibe der Fahrzeugscheibe ist.
11. Verfahren zur Herstellung einer Verglasung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend die Schritte
- Bereitstellen einer ersten Scheibe (1), einer zweiten Scheibe (2) und einer thermoplastischen Zwischenschicht (3),
- Aufbringen einer metallbasierten Funktionsschicht (5) auf der als innenliegende Oberfläche (II) vorgesehenen Oberfläche der ersten Scheibe (1),
- Entfernen der metallbasierten Funktionsschicht (5) in einem Randbereich (4), der sich von einer Seitenkante (K) der ersten Scheibe (1) über mindestens 1 mm bis höchstens 5 mm erstreckt,
- Aufbringen einer Schutzschicht (6) in einem an den beschichtungsfreien Randbereich (4) direkt angrenzenden Überlappungsbereich (7) auf der metallbasierten Funktionsschicht (5) und in dem beschichtungsfreien Randbereich (4) auf der als innenliegende Oberfläche (II) vorgesehenen Oberfläche (II) der ersten Scheibe (1),
- Behandlung der ersten Scheibe (1) bei Temperaturen von 400 °C - 700 °C bevorzugt von 550 °C - 650 °C, - Verbinden der ersten Scheibe (1) und der zweiten Scheibe (2) über die thermoplastische Zwischenschicht (3), sodass die innenliegende Oberfläche (II) der ersten Scheibe (1) zur thermoplastischen Zwischenschicht (3) weist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Schutzschicht (6) eine Oxid-enthaltende Beschichtung ist, die mittels SolGel-Beschichtung, PVD-Beschichtung, CVD-
Beschichtung, plasmagestüzter PVD-Beschichtung oder plasmagestützter CVD- Beschichtung aufgebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Schutzschicht (6) eine Oxid- enthaltende Beschichtung ist, die mittels atmosphärischer Plasmaabscheidung aufgebracht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Entfernung der metallbasierten Funktionsschicht (5) im beschichtungsfreien Randbereich (4) mittels mechanischer Entschichtung, bevorzugt einem Schleifverfahren, Laserentschichtung oder Entfernen einer während der Aufbringung der metallbasierten Funktionsschicht (5) angebrachten Maskierungsschicht erfolgt.
15. Verwendung der Verglasung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Zügen, Schiffen und Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe und/oder Dachscheibe.
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