WO2023138829A1 - Verbundscheibe mit eingelagerter funktionsfolie - Google Patents

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WO2023138829A1
WO2023138829A1 PCT/EP2022/084772 EP2022084772W WO2023138829A1 WO 2023138829 A1 WO2023138829 A1 WO 2023138829A1 EP 2022084772 W EP2022084772 W EP 2022084772W WO 2023138829 A1 WO2023138829 A1 WO 2023138829A1
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WO
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layer
pane
film
transparent
sequence
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PCT/EP2022/084772
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English (en)
French (fr)
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Stephan GIER
Marcel Klein
Uwe Van Der Meulen
Nino TINGS
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Saint-Gobain Glass France
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a laminated pane with a functional film embedded therein, a method for its production and its use.
  • Laminated panes are particularly common in the automotive sector as so-called laminated safety glass, in particular as a windshield, but increasingly also as a roof pane, side pane or rear pane.
  • a composite pane has an outer pane and an inner pane which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer.
  • the intermediate layer is typically formed from at least one connecting film, usually a PVB film.
  • composite panes can be provided with additional advantageous properties by means of functional films.
  • the functional films are typically based on PET or contain at least layers of PET. Since PET itself has no adhesive effect on the glass panes, it is inserted between two connecting films of the intermediate layer in order to embed the functional film in the composite pane.
  • Functional films are common, for example, which comprise a PET carrier film and an electrically conductive coating applied thereto, typically containing at least one silver layer.
  • Such functional foils provide the composite pane with an IR-reflecting effect, so that the heat input into the vehicle is reduced. Alternatively, they can also serve as reflection surfaces, for example for reflecting the radiation of a projector directed at them, as a result of which display images can be realized for the driver.
  • Composite panes with PET-based functional films are known, for example, from US6280847B1, DE19534420A1 and W00160604A1.
  • purely dielectric functional films are also available, which comprise a plurality of polymeric layers, layers with a higher and lower refractive index being arranged alternately.
  • at least some of the layers are generally based on PET.
  • Such a functional film can also achieve reflective properties through interference effects, for example with respect to IR radiation or visible radiation from a projector.
  • a laminated pane with such a functional film is known, for example, from WO03099553A1.
  • PET-based functional films arises from the fact that they have a different shrinkage behavior than typical connecting films, for example PVB foils. This can lead to the so-called orange skin effect - distortions which result from a deformation at the interface between the functional foil and the adjacent connecting foils and cause optical distortions which are particularly visible in reflection and are annoying.
  • Composite panes in the automotive sector often have a surrounding peripheral masking area, which is opaque and surrounds a transparent central viewing area.
  • the primary purpose of the opaque masking area is to protect the adhesive used to bond the laminated pane to the vehicle body from UV radiation. If the laminated pane is equipped with electrical functions (e.g. a heating function), the electrical connections required for this can also be concealed in the masking area.
  • the masking area is typically formed by a black masking print on the surface of the outer pane facing the intermediate layer. It has been shown that the orange peel effect is particularly noticeable in this masked area, probably due to the higher contrast in front of the opaque background.
  • a laminated pane is known from DE202019103729U1, in which a masking area is formed by an opaque layer of the intermediate layer.
  • a laminated pane is known from US2020254731A1, in which a masking area is formed by an opaque area of the intermediate layer. To do this, an opaque film section is inserted into a section of the transparent intermediate layer. By avoiding a black cover print, optical distortions in the vicinity of the masking area, which can arise due to the different thermal absorption behavior of the masking area and the see-through area, for example during a glass bending process, are to be avoided in particular.
  • the intermediate layer has a multi-layer structure and comprises a PET-based functional film between two PVB-based connecting layers, although it is not disclosed which elements of the multi-layer intermediate layer are replaced by the opaque film section in the masking area.
  • a laminated pane is known from US2020290319A1, in which a masking area is formed by additionally inserting a thin, opaque polymer film into the intermediate layer is inserted.
  • the intermediate layer has a multi-layer structure in certain configurations and comprises a PET-based functional film between two PVB-based connecting layers.
  • the present invention is based on the object of providing a laminated pane with a PET-based functional film, the said orange peel effect being less noticeable.
  • an advantageous method for producing such a composite pane is to be provided.
  • the composite pane according to the invention comprises an outer pane and an inner pane, which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer.
  • the laminated pane is intended to separate the interior from the outside environment in a window opening (in particular a window opening of a vehicle, but alternatively also a window opening of a building or a room).
  • the inner pane refers to the pane of the laminated pane facing the interior.
  • the outer pane refers to the pane facing the outside environment.
  • the composite pane is preferably a vehicle pane, for example a window pane of a motor vehicle, rail vehicle, ship or aircraft. It is particularly preferably the windshield, side window, rear window or roof window of a passenger car or truck, very particularly preferably the windshield.
  • the outer pane and the inner pane each have an outside and an inside surface (main surface) and a circumferential side edge surface running therebetween.
  • the outside surface designates that main surface which is intended to face the external environment in the installed position.
  • the interior-side surface designates that main surface which is intended to face the interior in the installed position.
  • the interior surface of the outer pane and the outside surface of the inner pane face each other and are connected to one another by the thermoplastic intermediate layer.
  • the laminated pane according to the invention has an opaque masking area and a transparent see-through area. In the context of the invention, the masking area refers to an area of the laminated pane through which it is not possible to look through.
  • the light transmission of the masking area is preferably essentially 0%.
  • the see-through region denotes a region of the laminated pane which enables a view through the glass pane and which therefore has a certain transparency or at least translucency.
  • the light transmission of the see-through area is preferably at least 10%, particularly preferably at least 20%, very particularly preferably at least 50%.
  • the light transmission is very particularly preferably at least 70%, in particular when the laminated pane is used as a windshield of a vehicle for which a total transmission must be greater than 70% (determined by the ECE-R 43, Annex 3, Section 9.1 method for testing the light transmission of motor vehicle panes).
  • the masking area surrounds the see-through area like a frame.
  • the masking area is therefore arranged circumferentially around the see-through area.
  • the masking area typically forms the edge area of the laminated pane, at least in sections. This means that the masking area is adjacent to at least a portion of the side edge of the laminated pane.
  • the masking area as a whole often forms the peripheral edge area of the laminated pane.
  • the intermediate layer has a multilayer structure. It includes a functional film with at least one layer based on polyethylene terephthalate (PET).
  • PET polyethylene terephthalate
  • the functional film is arranged between an outer thermoplastic layer or sequence of layers and an inner thermoplastic layer or sequence of layers. It itself typically has no adhesive properties in relation to the outer pane and inner pane.
  • the connection of the panes to form the composite pane is ensured by the said thermoplastic layers or sequences of layers, which have adhesive properties in relation to the outer pane and inner pane.
  • the functional film is connected to the outer pane via the outer thermoplastic layer or layer sequence and to the inner pane via the inner thermoplastic layer or layer sequence.
  • the functional film is at least partially arranged in the masking area of the laminated pane.
  • the functional film can be arranged completely in the masking area or only partially.
  • the functional film has at least one area which is arranged in the masking area and at least one further area which is arranged in the see-through area.
  • the functional film can cover the see-through area completely or just part of the see-through area.
  • the inner thermoplastic layer or layer sequence is transparent. It preferably has a single inner connecting layer, but can also comprise a plurality of inner connecting layers arranged flat on top of one another. Each inner bonding layer (or the individual inner bonding layer) is preferably formed by a single transparent thermoplastic bonding film. Instead of a film, a polymeric coating can also be used on the inner pane and/or the functional film, particularly if the thermoplastic layer in question is to be made very thin.
  • the outer thermoplastic layer or layer sequence has at least one first outer connecting layer.
  • the first outer connection layer has a transparent area and an opaque area.
  • it is composed of two different connecting films, namely a transparent connecting film and an opaque connecting film.
  • the opaque connecting foil contains colorants (pigments or dyes) in a concentration sufficient for opacity.
  • the transparent connecting film and the opaque connecting film are arranged next to each other (relative to the viewing direction through the composite pane) so that they are arranged in one plane of the composite pane, the opaque connecting film being arranged in said opaque area and forming it, and the transparent connecting film being arranged in said transparent area and forming it.
  • the first outer connecting layer has in particular only the opaque connecting film and no transparent connecting film.
  • the opaque area of the first outer connecting layer is formed exclusively by the opaque connecting film and the transparent area of the first outer connecting layer is formed exclusively by the transparent connecting film.
  • the two films are in particular assembled flush at their side edges, so that they are arranged in one plane and together form a layer (namely the first outer connecting layer).
  • the transparent connecting film forms the transparent area of the first outer connecting layer and is arranged in the see-through area of the laminated pane.
  • the opaque connecting film forms the opaque area of the first outer connecting layer and also at least part of the masking area of the composite pane.
  • the opaque bonding film of the first outer bonding layer is the opaque element that results in an area of the laminated pane (namely the masking area or at least part of the masking area) itself being opaque and not allowing any view through.
  • the opaque connecting film is therefore arranged in the masking area of the composite pane and prevents the view through this (or at least through a part of it), so that it becomes an opaque masking area.
  • the first outer connecting layer comprises a transparent see-through area, which is formed from at least one transparent connecting film, and an opaque masking area, which is formed from at least one opaque connecting film.
  • the masking area of the laminated pane is at least partially formed by the opaque masking area of the first outer connecting layer.
  • Said first tie layer may be the only thermoplastic layer having an opaque area.
  • several thermoplastic layers with opaque areas are used, which are either in direct contact with one another or are separated from one another by at least one transparent connecting film, even if this is not preferred because it makes the construction and production of the composite pane more complex.
  • the opaque areas of different layers can be arranged in register so that together they form a masking area, or offset from one another so that they each form a different masking area (more precisely: a different section of the masking area).
  • an opaque film is understood to mean a film with a light transmission in the visible spectral range of less than 5%, in particular of 0%.
  • a transparent film is understood to mean a film with a light transmission of more than 10%, preferably more than 50%, particularly preferably more than 80%.
  • the opaque connecting film of the first outer connecting layer it is possible for the opaque connecting film of the first outer connecting layer to form the entire masking area of the laminated pane. However, it is also possible that only part of the masking area is formed by the opaque connecting film of the first outer connecting layer, while the remaining part of the masking area is formed by another opaque element, in particular a masking print (preferably on the interior-side surface of the outer pane).
  • the functional film is preferably not arranged in the part of the masking area that is formed by the masking print, but only in that part of the masking area that is formed by the opaque connecting film of the first outer connecting layer, and optionally in the see-through area.
  • the functional film only overlaps a section of the surrounding peripheral masking area, for example along the lower edge of the laminated pane.
  • the masking area along the bottom edge can be formed by the opaque connecting film and the masking area along the top edge and the side edges can be formed by conventional masking printing.
  • the opaque masking area is formed by an opaque, typically black masking print, which is generally applied at least to the surface of the outer pane on the interior side.
  • This covering print typically consists of an enamel that is applied using the screen printing process and then burned in, which contains glass frits and colorants (particularly pigments).
  • the masking area of the composite pane according to the invention is formed by an opaque connecting film, which forms an area of the first outer connecting layer.
  • the basic idea of the invention is to replace the conventional masking print in the entire masking area or in at least part of it with the opaque connecting film of the first outer connecting layer. Is the entire If the masking area is formed by the opaque connecting film, the laminated pane therefore preferably has no masking print on the outer pane or the inner pane. If only part of the masking area is formed by the opaque connecting film, the remaining part of the masking area is preferably formed by a masking print, which is preferably arranged at least on the interior-side surface of the outer pane, optionally also on the interior-side surface of the inner pane.
  • the opaque bonding foil and the masking print overlap in a part of the masking area, in particular where the masking area formed by the masking print and the part formed by the opaque bonding foil adjoin each other.
  • the covering print does not completely overlap the opaque connecting film, so that at least part of the masking area is formed solely by the opaque connecting film and there is no covering print in this part, i.e. the outer pane and the inner pane are not provided with an opaque covering print.
  • cover prints are common in particular in the automotive sector.
  • the masking print typically contains a pigment and glass frits. The glass frits can be melted and the masking print can thereby be permanently bonded (fused) to the glass surface. The pigment provides the opacity of the masking area.
  • the covering print is preferably printed onto the outer pane, in particular using the screen printing method.
  • the pigment is typically a black pigment such as carbon black, aniline black, bone black, iron oxide black, spinel black and/or graphite.
  • the cover print preferably has a thickness of from 5 ⁇ m to 50 ⁇ m, particularly preferably from 8 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the outer and the inner thermoplastic layer sequence preferably each have a thickness in the range from 0.005 mm to 1.6 mm.
  • the outer and the inner thermoplastic layer or layer sequence can have the same thickness, which is then preferably in the range from 0.3 mm to 1.0 mm, for example from 0.3 mm to 0.6 mm or from 0.7 mm to 1.0 mm.
  • the outer thermoplastic layer or layer sequence is thicker than the inner thermoplastic layer or layer sequence.
  • the PET-based functional film is very firmly attached to the thin inner thermoplastic layer or layer sequence Bonded inner pane, allowing it to shrink less, resulting in a less pronounced orange peel effect.
  • an imaging unit for example a projector
  • the inner thermoplastic layer or layer sequence preferably has a thickness of 0.005 mm to 0.55 mm, particularly preferably 0.03 mm to 0.5 mm, very particularly preferably 0.035 mm to 0.4 mm. It is preferably formed from a single transparent connecting film.
  • the outer thermoplastic layer or layer sequence preferably has a thickness of 0.3 mm to 2 mm, particularly preferably 0.6 mm to 1.6 mm, very particularly preferably 0.7 mm to 1.0 mm. The thicker outer thermoplastic layer or layer sequence improves the stability of the laminated pane and the shielding from disruptive noise.
  • the outer and the inner thermoplastic layer or layer sequence are preferably based on polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) or polyurethane (PU), particularly preferably based on PVB.
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PU polyurethane
  • the individual layers of the thermoplastic layers or layer sequences are preferably formed from foils (connecting foils) of the corresponding materials.
  • Each film forms a thermoplastic layer, with the exception of the first outer thermoplastic layer, which is composed of two different films (a transparent and an opaque bonding film).
  • the thickness of each thermoplastic film is preferably from 0.03 mm to 1 mm.
  • foils, in particular PVB foils can be used with the standard thicknesses of 0.38 mm or 0.76 mm.
  • polymeric coatings can also be used, particularly if the thermoplastic layer in question is to be made very thin.
  • the outer thermoplastic layer sequence comprises, in addition to the first outer connecting layer, at least one further outer connecting layer, in particular exactly one further outer connecting layer, which is referred to as the second outer connecting layer.
  • the second outer bonding layer is preferably transparent. She is favored by a single formed transparent thermoplastic connecting film, alternatively by a thin polymeric coating.
  • the first outer connecting layer and the second outer connecting layer are arranged flat on top of each other to form the thermoplastic layer sequence.
  • the second outer connecting layer is arranged closer to the functional film than the first outer connecting layer, ie has a smaller distance to the functional film than the first outer connecting layer.
  • the layers are therefore arranged in the following order: outer pane - first outer connecting layer - second outer connecting layer - functional film.
  • the first and the second outer connecting layer are preferably in direct contact with one another.
  • the outer thermoplastic layer sequence preferably comprises no further layers than the first and the second outer connecting layer, so that the first outer connecting layer is in direct contact with the outer pane and the second outer connecting layer is in direct contact with the functional film.
  • the laminated pane consists only of the following layers in the order given: outer pane-first outer connecting layer-second outer connecting layer-functional film-inner connecting layer-inner pane.
  • the second outer connecting layer, functional film and the inner connecting layer which are each formed in one piece, can be connected to form an easy-to-handle multi-layer film, which is inserted between the panes during the production of the composite pane, whereby the three layers are positioned simultaneously.
  • the thicknesses of the first outer bonding layer, the second outer bonding layer and the inner bonding layer are each preferably from 0.005 mm to 0.55 mm, more preferably from 0.03 mm to 0.5 mm, most preferably from 0.035 mm to 0.4 mm.
  • the outer and/or the inner thermoplastic layer sequence to comprise further connecting layers, in particular further transparent connecting layers. In the case of the outer thermoplastic layer sequence, these further connecting layers can be arranged between the outer pane and the first outer connecting layer, between the first outer connecting layer and the functional film.
  • the outer thermoplastic layer sequence comprises not only the first outer connecting layer but also at least one further outer connecting layer, in particular exactly one further outer connecting layer, which is referred to as the second outer connecting layer.
  • the second outer Connection layer is preferably transparent. It is preferably formed by a single transparent thermoplastic bonding film, alternatively by a thin polymeric coating.
  • the first outer connecting layer and the second outer connecting layer are arranged flat on top of each other to form the thermoplastic layer sequence.
  • the first outer connecting layer is arranged closer to the functional film than the second outer connecting layer, ie has a smaller distance to the functional film than the second outer connecting layer.
  • the layers are therefore arranged in the following order: outer pane - second outer connecting layer - first outer connecting layer - functional film.
  • the first and the second outer connecting layer are preferably in direct contact with one another.
  • the outer thermoplastic layer sequence preferably comprises no further layers than the first and the second outer connecting layer, so that the first outer connecting layer is in direct contact with the functional film and the second outer connecting layer is in direct contact with the outer pane.
  • the laminated pane consists only of the following layers in the order given: outer pane-second outer connecting layer-first outer connecting layer-functional film-inner connecting layer-inner pane.
  • the thicknesses of the first outer bonding layer, the second outer bonding layer and the inner bonding layer are each preferably from 0.005 mm to 0.55 mm, more preferably from 0.03 mm to 0.5 mm, most preferably from 0.035 mm to 0.4 mm.
  • the functional film and the inner connecting layer which are each formed in one piece, can be connected to form an easy-to-handle multi-layer film, which is inserted between the panes during production of the composite pane, whereby the two layers are positioned simultaneously.
  • the outer and/or the inner thermoplastic layer sequence to comprise further connecting layers, in particular further transparent connecting layers.
  • these further connecting layers can be arranged between the outer pane and the first outer connecting layer.
  • the functional film is connected to the outer pane only via the first outer connecting layer.
  • the first outer connection layer is in direct contact with the outer pane and the functional film.
  • the laminated pane consists only of the following layers in the order given: outer pane-first outer connecting layer-functional film-inner connecting layer-inner pane.
  • the thickness of the first outer connecting layer is preferably from 0.3 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.6 mm to 1.6 mm, very particularly preferably from 0.7 mm to 1.0 mm.
  • the thickness of the inner connecting layer is preferably from 0.005 mm to 0.55 mm, particularly preferably from 0.03 mm to 0.5 mm, very particularly preferably from 0.035 mm to 0.4 mm.
  • the functional film and the inner connecting layer which are each formed in one piece, can be connected to form an easy-to-handle multi-layer film, which is inserted between the panes during production of the composite pane, whereby the two layers are positioned simultaneously.
  • the inner thermoplastic layer sequence to comprise further connecting layers, in particular further transparent connecting layers.
  • the functional film has at least one layer based on or made of PET.
  • the proportion of PET in said layer is preferably more than 90% by weight, particularly preferably more than 95% by weight.
  • Said layer preferably consists essentially of PET.
  • the functional film can also be referred to as PET-based or PET-containing. It is intended and suitable for equipping the composite pane or a region of the composite pane with an additional function. In a preferred embodiment, this is a reflective function with respect to electromagnetic radiation, in particular in the infrared and/or visible spectral range.
  • the functional film is therefore preferably an IR-reflecting and/or visible light-reflecting film.
  • the functional film preferably has a thickness of 20 ⁇ m to 200 ⁇ m, particularly preferably 25 ⁇ m to 75 ⁇ m.
  • the functional film comprises a carrier film based on or made of PET and an electrically conductive coating applied thereto.
  • the electrically conductive coating comprises at least one layer based on a metal, in particular silver.
  • a coating has IR-reflecting properties. It can be used as a sun protection coating to prevent the passage of infrared parts of the sun's rays through the laminated pane reduce. In this way, the heating of the interior behind the laminated pane can be reduced and thermal comfort can thus be improved. It typically also has (partially) reflective properties in the visible range, so that the functional film can serve as a reflective surface for a display system when it is irradiated by an imaging unit (for example a projector).
  • an imaging unit for example a projector
  • the coating is preferably transparent, in particular when the functional film is also arranged in the transparent area of the laminated pane.
  • the light transmission of the see-through area is then not reduced to a critical extent by the conductive coating.
  • the functional film is arranged exclusively in the masking area, the coating does not have to be transparent.
  • a thicker silver layer can also be used in the manner of a mirror, which serves, for example, as a reflection surface for a display system.
  • the functional film is a purely dielectric polymeric film that contains alternating layers with different refractive indices.
  • the film has no metal-containing coatings.
  • It is a purely dielectric layer sequence made up of polymer layers with a higher refractive index and polymer layers with a lower refractive index, which are arranged alternately.
  • At least one of the two types of layers is based on PET.
  • the other type of layer can also be based on PET, with the different refractive indices being achieved by suitable additives, based on a PET copolymer or based on another polymer, for example PMMA.
  • optical interference effects are achieved that can be set appropriately for the respective application (in particular by selecting the layer thicknesses and the refractive indices) in order to realize reflective properties in a desired spectral range.
  • IR-reflecting properties can also be achieved with such a film in order to reduce the penetration of infrared components of solar radiation.
  • Reflective properties in the visible spectral range can also be achieved in order to use the functional film as a reflective surface for a display system.
  • the functional film can extend up to the side edges of the composite pane - either circumferentially, so that the functional film covers the entire surface of the composite pane and the connecting films bordering the functional film on both sides have no contact with one another, or only up to a partial area of the peripheral side edge, with the functional film only covering a partial area of the composite pane.
  • the functional film it is also possible for the functional film to cover only a partial area of the laminated pane and not to extend to the side edge of the laminated pane.
  • the connecting films bordering on both sides of the functional film are in contact with one another around the entire side edge of the functional element and the functional film is completely encapsulated in the intermediate layer and has no contact with the surrounding atmosphere.
  • the functional film has a metal-containing coating that is protected from corrosion in this way.
  • the outer pane and the inner pane are preferably glass panes, particularly preferably made from soda-lime glass, as is customary for window panes.
  • one or both of the panes can also be made from other types of glass, for example quartz glass, borosilicate glass or aluminosilicate glass, or from rigid clear plastics, for example polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the panes can be clear or tinted or colored.
  • the thicknesses of the outer pane and the inner pane, independently of one another, are preferably from 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably from 1 mm to 3 mm.
  • the outside surface of the outer pane has no coatings or imprints—it is, so to speak, completely exposed and uncoated.
  • the remaining surfaces of the panes can have coatings customary in the art, in particular transparent coatings. This applies, for example, to
  • sun protection coatings on the interior surface of the outer pane, which reflect infrared components of solar radiation
  • TCO transparent electrically conductive oxide
  • the laminated pane is preferably curved in one or more spatial directions, as is customary in particular for motor vehicle panes. Typical radii of curvature are in the range from about 10 cm to about 40 m.
  • the interior surface of the inner pane is generally concavely curved, while the outside surface of the outer pane is convex.
  • the invention also includes a projection arrangement.
  • the projection arrangement comprises a composite pane according to the invention and an imaging unit.
  • the imaging unit irradiates the functional film via the inner pane with electromagnetic radiation in the visible spectrum in order to generate a display image that a user located in the interior can perceive.
  • the imaging unit is therefore arranged on the interior side of the laminated pane and irradiates the laminated pane via the interior-side surface of the inner pane.
  • the radiation of the imaging unit is (partially) reflected on the functional film.
  • the irradiated area of the functional film can be located in the see-through area and/or in the masking area of the laminated pane.
  • a head-up display can be implemented in the viewing area, which projects information into the driver's field of vision without having to take his eyes off the road. Displays can also be useful in the masking area or desired for aesthetic reasons. For example, displays that were previously placed in the dashboard of a vehicle can be integrated into the laminated pane. In the case of the projection arrangement, the composite pane is preferably the windshield of a vehicle.
  • the imaging unit can be a projector, for example, or an electronic display (“display”), for example an LCD, LED, or TFT display.
  • a projector can be preferred - with this a good and high-intensity display image can be generated either in the see-through area or in the masking area.
  • a display as an imaging unit can advantageously be used in particular for display images in the masking area.
  • the area of the laminated pane irradiated by the imaging unit, in which the display image is generated, is referred to as the display area within the meaning of the invention.
  • the imaging unit irradiates the functional film in the masking area.
  • the orange peel effect is particularly noticeable in reflection. With a conventional masking area formed by a masking print, the orange peel effect is particularly noticeable and would lead to disturbances of the display image, in particular optical distortions. This is avoided or at least mitigated by the masking area designed according to the invention, so that the optical quality of the display image is improved.
  • the radiation from the imaging unit has a p-polarized component.
  • the p-polarized radiation component is preferably more than 50%, more preferably more than 70%, very preferably more than 90% of the radiation of the imaging unit.
  • the radiation from the imaging unit is essentially purely p-polarized—the p-polarized radiation component is therefore 100% or deviates therefrom only insignificantly.
  • the specification of the direction of polarization refers to the plane of incidence of the radiation on the laminated pane.
  • P-polarized radiation is radiation whose electric field oscillates in the plane of incidence.
  • S-polarized radiation is radiation whose electric field oscillates perpendicular to the plane of incidence.
  • the plane of incidence is spanned by the incidence vector and the surface normal of the laminated pane in the geometric center of the irradiated area.
  • the polarization ie in particular the proportion of p- and s-polarized radiation, is determined at a point in the display area, preferably in the geometric center of the display area. If the laminated pane is curved, which is usually the case in particular with vehicle panes, this affects the plane of incidence of the radiation from the imaging unit. Therefore, slightly deviating polarization components can occur in the other areas, which is unavoidable for physical reasons.
  • the radiation from the imaging unit preferably strikes the laminated pane at an angle of incidence of 45° to 70°, in particular of 60° to 70°.
  • the angle of incidence deviates from the Brewster angle by at most 10°.
  • the p-polarized radiation is then reflected only to an insignificant extent on the surfaces of the laminated pane.
  • the functional film represents the only significant reflection surface for the radiation of the imaging unit. If the radiation were also reflected significantly on the external surfaces of the laminated pane (air-glass transition), multiple images would arise, which would be at least annoying for the user, if not outright would be entirely unacceptable.
  • the angle of incidence is the angle between the incidence vector of the radiation of the imaging unit and the interior surface normal (i.e.
  • the Brewster angle for an air-glass transition in the case of soda-lime glass, which is common for window panes, is 56.5° (with a refractive index of soda-lime glass at 550 nm of 1.51).
  • the angle of incidence should be as close as possible to this Brewster angle.
  • angles of incidence of 65° can also be used, for example, which are customary for HUD projection arrangements, can be implemented without problems in vehicles and deviate only slightly from the Brewster angle, so that the reflection of the p-polarized radiation increases only insignificantly.
  • the invention also includes a method for producing a composite pane with an opaque masking area and a transparent see-through area, wherein
  • PET polyethylene terephthalate
  • the layer stack is then laminated to form the laminated pane, with the opaque connecting film forming at least part of the opaque masking area of the laminated pane and the transparent connecting film being arranged in the transparent see-through area of the laminated pane.
  • an intermediate layer is formed from the outer thermoplastic layer or sequence of layers, the functional film and the inner thermoplastic layer or sequence of layers, which connects the outer pane and the inner pane to one another. Because the opaque connecting film at least partially overlaps the functional film in method step (a), the functional film is at least partially arranged in the masking area of the composite pane.
  • thermoplastic layers are preferably arranged by positioning a corresponding thermoplastic tie sheet in place.
  • one or both of the adjacent layers can also be provided with a thin polymeric coating.
  • a transparent inner connecting layer and the functional film are first arranged one on top of the other and permanently and stably connected to form a multilayer film (more precisely two-layer film, "bilayer"), for example by gluing or lamination (in particular under the influence of temperature).
  • a multilayer film more precisely two-layer film, "bilayer”
  • the advantage of the multi-layer film is that it can be handled like a single connecting film - the two layers are positioned together in the layer stack in one step and do not have to be arranged individually and consecutively congruently in the layer stack.
  • the transparent connecting layer is in particular formed in one piece from a transparent inner connecting film, so that the multi-layer stack can be produced comparatively easily.
  • the outer pane, optionally one or more further layers of the outer thermoplastic layered film, the first outer connecting layer, optionally one or more further layers of the outer thermoplastic layered film, the two-layer film and the inner pane are arranged flat on top of each other in the order given to form the layer stack, with the inner connecting layer of the multi-layer film facing the inner pane, so that after lamination it forms the inner thermoplastic layer of the composite pane.
  • further connecting layers it is possible for further connecting layers to be inserted between the functional film and the inner pane, in particular transparent connecting layers, which then form the inner thermoplastic layer sequence together with the said inner connecting layer.
  • a transparent inner connecting layer the functional film and a transparent second
  • the outer connecting layer is arranged one on top of the other in the specified order and permanently and stably connected to form a multi-layer film (more precisely, a three-layer film, "trilayer"), for example by gluing or lamination (in particular under the influence of temperature).
  • the functional film is securely embedded in the multi-layer film and, due to the connecting layers on the outside, has adhesive properties in relation to the panes and other connecting layers.
  • the advantage of the multi-layer film is that it can be handled like a single connecting film - the three layers are positioned together in the layer stack in one step and do not have to be arranged individually and consecutively congruently in the layer stack.
  • the transparent connecting layers are in particular formed in one piece from a transparent connecting film each, so that the multi-layer stack can be produced comparatively easily. A multi-layer stack involving the multi-piece first outer connecting layer would be more complex to produce.
  • the outer pane, the first outer connecting layer, the multi-layer film and the inner pane are arranged flat on top of each other in the order given to form the stack of layers, with the inner connecting layer of the multi-layer film facing the inner pane so that after lamination it forms the inner thermoplastic layer of the composite pane.
  • the second outer connecting layer of the multi-layer film faces the first outer connecting layer, so that after lamination, together with the first outer connecting layer, it forms the outer thermoplastic layer sequence.
  • the laminated pane produced then consists of the following layers in the order given: Outer pane - first outer connecting layer - second outer connecting layer - functional film - inner connecting layer - inner pane. In principle, however, it is possible for further connecting layers to be inserted, in particular transparent connecting layers.
  • Such a further transparent connecting layer is arranged between the multi-layer film and the inner pane, then together with said inner connecting layer it forms the inner thermoplastic layer sequence (the inner connecting layer as a component of the inner thermoplastic layer sequence). If such a further transparent connecting layer is arranged between the multilayer film and the first outer connecting layer or between the first outer connecting layer and the outer pane, then it becomes part of the outer layer sequence.
  • Said multi-layer films are preferably provided in large-area form, for example as rolled goods, with dimensions that are significantly larger than the area of typical laminated panes. A suitable piece is then cut out of this during the production of the composite pane, as is also usual with simple connecting foils.
  • the multi-piece first outer connecting layer should not be part of the multi-layer film, in which the arrangement of the opaque area depends on the respective composite pane.
  • a large-area provision as rolled goods is therefore not possible, and the multilayer film could at most be produced from the individual layers that have already been cut to size, which as a rule would not bring any advantages in terms of process technology.
  • process step (b) the stack of layers obtained is laminated to form the composite slide.
  • Methods known per se can be used for this purpose, for example autoclave methods, vacuum bag methods, vacuum ring methods, calendering methods, vacuum laminators or combinations thereof.
  • the panes are usually connected via the intermediate layer under the action of heat, vacuum and/or pressure.
  • the outer pane and the inner pane are subjected to a bending process prior to lamination in order to bring them into a cylindrical or spherically curved shape.
  • the sheets are softened by heating so that they become plastically formable and then shaped by methods known per se, for example gravity bending, press bending and/or suction bending.
  • Typical temperatures for glass bending processes are, for example, from 500°C to 700°C.
  • the invention also includes the use of a composite pane according to the invention in buildings, for example in the access or window area, or in means of transport for traffic on land, in the air or on water, preferably as a vehicle pane, preferably as a windshield, rear window, side window or roof window of a motor vehicle, in particular as
  • Fig. 2 shows a cross section along X-X' through a generic laminated pane according to the prior art
  • FIG. 3 shows a cross section along X-X' through an embodiment of the laminated pane according to the invention
  • Figure 4 is a cross-section along X-X through another embodiment of the invention
  • Figure 5 is a cross-section along X-X through another embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a plan view of a composite pane of the generic type with an opaque masking area M and a transparent see-through area D.
  • the composite pane is, for example, the windshield of a motor vehicle.
  • the masking area M is arranged in a peripheral edge area of the laminated pane and surrounds the see-through area D.
  • Such masking areas are common in vehicle windows - they serve to protect the adhesive used to bond the laminated pane to the vehicle body from UV radiation.
  • any electrical connections or the side edge of an embedded functional film can be hidden in the masking area M.
  • FIG. 2 shows a cross section along line XX′ of a conventional laminated pane of the generic type.
  • the laminated pane is shown flat, although vehicle panes are usually curved, which is also preferred within the scope of the present invention.
  • the laminated pane comprises an outer pane 1 and an inner pane 2, which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer.
  • the outer pane 1 and the inner pane 2 are made of soda-lime glass.
  • the outer pane 1 has a thickness of 2.1 mm, for example, and the inner pane 2 has a thickness of 1.6 mm.
  • the intermediate layer has a multi-layer structure.
  • a functional film 3 which is constructed, for example, from a sequence of polymeric dielectric layers, with the layers alternatingly having a higher and a lower refractive index. At least some of the layers are made of PET. As a result of interference, the functional film 3 has reflective properties, for example with respect to IR radiation or visible light.
  • This display image can be perceptible in the see-through area D (e.g. head-up display) or in the masked area M.
  • the intermediate layer also contains a transparent outer connecting layer 4' and a transparent inner connecting layer 5.
  • the functional film 3 is connected to the outer pane 1 via the outer connecting layer 4' and to the inner pane 2 via the inner connecting layer 5.
  • the connecting layers 4', 5 are made from commercially available PVB films which also contain plasticizers.
  • the outer connecting layer 4' has a thickness of 0.76 mm
  • the inner connecting layer 5 has a thickness of 0.38 mm.
  • the opaque masking area M is formed by a black masking print 7 on the interior surface of the outer pane facing the intermediate layer.
  • This masking print 7 is typically made of black enamel. It is printed as a printing ink with a black pigment and glass frits in a screen printing process and burned into the surface of the pane.
  • FIG. 3 shows a cross section along line XX′ of an embodiment of the laminated pane according to the invention.
  • the outer pane 1, the inner pane 2, the functional film 3 and the inner connecting layer 5 are designed in the same way as in the conventional embodiment of Figure 2.
  • the functional film 3 is, however, connected to the outer pane 1 by a thermoplastic layer sequence, which comprises a first outer connecting layer 4 and a second outer connecting layer 6.
  • the second outer connecting layer 6 is formed from a transparent PVB film with a thickness of 0.38 mm.
  • the first outer connecting layer 4 is composed of a transparent film 4a and an opaque film 4b, each based on PVB with a thickness of 0.38 mm.
  • the opaque film 4b prevents the view through the laminated pane and thus forms the masking area M. There is no covering print, as in the case of the conventional laminated pane of FIG.
  • the inventors have found that the orange peel effect is much less noticeable against the background of the opaque film 4b than against the background of the cover print 7. Optical distortions are less noticeable, which can be seen with the naked eye and can be used for a qualitative comparison (e.g. with a lamp reflected on the laminated pane). This is the great advantage of the present invention.
  • the first outer connecting layer 4 faces the outer pane 1 and the second outer connecting layer 6 faces the functional film 3.
  • a multi-layer film involving the multi-piece first outer connecting layer 4 would, however, be more complicated to produce, especially since such multi-layer films are typically provided on a large scale as rolls and a piece required for the respective composite pane is cut out of it.
  • FIG. 4 shows a cross section along line XX′ of a further embodiment of the laminated pane according to the invention. It has the same components as the embodiment of Figure 3, which are also of the same design, but the two are outer connecting layers 4, 6 arranged in reverse order.
  • the first outer connecting layer 4 faces the functional film 3 and the second outer connecting layer e faces the outer pane 1.
  • FIG. 5 shows a cross section along the section line X-X' of a further embodiment of the laminated pane according to the invention.
  • the outer pane 1, the inner pane 2 and the inner connecting layer 5 have the same design as in FIGS. 3 and 4.
  • a single outer thermoplastic layer namely the first outer connecting layer 4 with a thickness of 0.76 mm. It is in turn composed of a transparent film 4a in the see-through area D and an opaque film 4b in the masking area M.
  • the functional film 3 is a PET carrier film with a thickness of approximately 50 ⁇ m, on which an electrically conductive coating with silver layers is applied. Since the silver layers are susceptible to corrosion, the functional film 3 does not extend to the side edge of the laminated pane. Instead, the inner connecting layer 5 and the first outer connecting layer 4 are fused directly to one another in the peripheral edge region of the laminated pane, so that the functional film is encapsulated in the intermediate layer.
  • Such functional films 3 are sold, for example, by Eastman under the product name XI R.
  • a functional film 3 as in Figure 5 can also be combined with the outer thermoplastic layer sequences in Figures 3 and 4, and a functional film 3 as in Figures 3 and 4 can also be combined with the individual outer thermoplastic layer in Figure 5.
  • the orange peel effect was evaluated by qualitatively assessing the reflection of a ceiling lamp on a laminated pane.
  • the masking area of the laminated pane was formed by an opaque film, in the comparative example in a conventional manner by a black masking print (baked enamel with glass frits) on the surface facing the intermediate layer the outer pane.
  • the inner pane faced the ceiling lamp, and it was evaluated how much the reflection image had ripples due to the orange peel effect. The following observations were made:
  • the inventors attribute this observation to the fact that the orange peel effect in the comparative example is caused or intensified by the roughness of the masking print, which can be prevented by using the opaque film.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundscheibe, umfassend eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, wobei die Verbundscheibe einen opaken Maskierungsbereich (M) und einen transparenten Durchsichtsbereich (D) aufweist,und wobei die Zwischenschicht - eine Funktionsfolie (3) mit mindestens einer Schicht auf Basis von Polyethylenterephthalat (PET), die zumindest teilweise im Maskierungsbereich (M) angeordnet ist, - eine äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge, über welche die Funktionsfolie (3) mit der Außenscheibe (1) verbunden ist, und - eine transparente innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge, über welche die Funktionsfolie (3) mit der Innenscheibe (2) verbunden ist, umfasst, und wobei die äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge mindestens eine erste äußere Verbindungsschicht (4) aufweist, welche aus mindestens einer transparenten Verbindungsfolie (4a) und mindestens einer opaken Verbindungsfolie (4b) zusammengesetzt ist, wobei die transparente Verbindungsfolie (4a) im Durchsichtsbereich (D) angeordnet ist und die opake Verbindungsfolie (4b) zumindest einen Teil des Maskierungsbereichs (M) ausbildet.

Description

Verbundscheibe mit eingelagerter Funktionsfolie
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit einer darin eingelagerten Funktionsfolie, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.
Verbundscheiben sind insbesondere im Fahrzeugbereich als sogenannten Verbundsicherheitsglas gebräuchlich, insbesondere als Windschutzscheibe, zunehmend aber auch als Dachscheibe, Seitenscheibe oder Heckscheibe. Eine Verbundscheibe weist eine Außenscheibe und eine Innenscheibe auf, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Zwischenschicht ist typischerweise aus mindestens einer Verbindungsfolie ausgebildet, meist einer PVB-Folie.
Es ist bekannt, dass Verbundscheiben durch Funktionsfolien mit zusätzlichen vorteilhaften Eigenschaften zu versehen. Die Funktionsfolie sind typischerweise auf Basis von PET ausgebildet oder enthalten zumindest lagen aus PET. Da PET selbst keine Haftwirkung gegenüber den Glasscheiben entfaltet, wird es zwischen zwei Verbindungsfolien der Zwischenschicht eingelegt, um die Funktionsfolie in die Verbundscheibe einzulagern. Es sind beispielsweise Funktionsfolien gebräuchlich, welche eine PET-Trägerfolie umfassen und eine darauf aufgebrachte elektrisch leitfähige Beschichtung, typischerweise enthaltend mindestens eine Silberschicht. Solche Funktionsfolien versehen die Verbundscheibe mit einer IR-reflektierenden Wirkung, so dass der Wärmeeintrag ins Fahrzeug reduziert wird. Sie können alternativ auch als Reflexionsflächen dienen, beispielsweise zur Reflexion der Strahlung eines auf sie gerichteten Projektors, wodurch Anzeigebilder für den Fahrer realisiert werden können. Verbundscheiben mit PET-basierten Funktionsfolien sind beispielsweise aus US6280847B1, DE19534420A1 und W00160604A1 bekannt. Alternativ sind auch rein dielektrische Funktionsfolien verfügbar, welche eine Mehrzahl polymerer Schichten umfassen, wobei Schichten mit höherem und niedrigerem Brechungsindex alternierend angeordnet sind. Auch dabei sind zumindest einige der Schichten in der Regel auf Basis von PET ausgebildet. Auch durch eine solche Funktionsfolie können durch Interferenzeffekte reflektierende Eigenschaften erreicht werden, beispielsweise gegenüber IR-Strahlung oder sichtbare Strahlung eines Projektors. Eine Verbundscheibe mit einer solchen Funktionsfolie ist beispielsweise aus WO03099553A1 bekannt.
Ein Problem bei der Verwendung solcher PET-basierten Funktionsfolien ergibt sich daraus, dass sie ein anderes Schrumpfverhalten aufweisen als typische Verbindungsfolien, beispielsweise PVB-Folien. Dies kann zum sogenannten Orangenhauteffekt (orange skin effect) führen - Verwerfungen, welche aus einer Deformation an der Grenzfläche zwischen der Funktionsfolie und den angrenzenden Verbindungsfolien resultieren und optische Verzerrungen hervorrufen, welche insbesondere in Reflexion sichtbar sind und störend auffallen.
Verbundscheiben im Fahrzeugbereich weisen häufig einen umlaufenden peripheren Maskierungsbereich auf, welcher opak ist und einen transparenten zentralen Durchsichtsbereich umgibt. Der opake Maskierungsbereich dient in erster Linie dazu, den zur Verklebung der Verbundscheibe mit der Fahrzeugkarosserie verwendeten Klebstoff vor UV-Strahlung zu schützen. Ist die Verbundscheibe mit elektrischen Funktionen ausgestattet (beispielsweise einer Heizfunktion), so können die hierfür nötigen elektrischen Anschlüsse zudem im Maskierungsbereich kaschiert werden. Der Maskierungsbereich wird typischerweise durch einen schwarzen Abdeckdruck auf der zur Zwischenschicht hingewandten Oberfläche der Außenscheibe ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass der Orangenhauteffekt in diesem Maskierungsbereich besonders auffällig ist, wohl insbesondere aufgrund des höheren Kontrasts vor dem opaken Untergrund.
Aus DE202019103729U1 ist eine Verbundscheibe bekannt, bei der ein Maskierungsbereich durch eine opake Lage der Zwischenschicht ausgebildet wird.
Aus US2020254731A1 ist eine Verbundscheibe bekannt, bei der ein Maskierungsbereich durch einen opaken Bereich der Zwischenschicht ausgebildet wird. Dazu wird ein opaker Folienabschnitt in einen Ausschnitt der transparenten Zwischenschicht eingesetzt. Durch die Vermeidung eines schwarzen Abdeckdrucks sollen insbesondere optische Verzerrungen in der Nähe des Maskierungsbereichs vermieden werden, welche aufgrund des unterschiedlichen thermischen Absorptionsverhaltens des Maskierungsbereichs und des Durchsichtsbereichs beispielsweise bei einem Glasbiegeprozess entstehen können. In bestimmten Ausgestaltungen ist die Zwischenschicht mehrlagig aufgebaut und umfasst eine PET-basierte Funktionsfolie zwischen zwei PVB-basierten Verbindungsschichten, wobei nicht offenbart wird, welche Elemente der mehrlagigen Zwischenschicht im Maskierungsbereich durch den opaken Folienabschnitt ersetzt werden.
Aus US2020290319A1 ist eine Verbundscheibe bekannt, bei der ein Maskierungsbereich ausgebildet wird, indem eine dünne opake Polymerfolie zusätzlich in die Zwischenschicht eingelegt wird. Auch hier ist die Zwischenschicht in bestimmten Ausgestaltungen mehrlagig aufgebaut und umfasst eine PET-basierte Funktionsfolie zwischen zwei PVB-basierten Verbindungsschichten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbundscheibe mit einer PET- basierten Funktionsfolie bereitzustellen, wobei der besagte Orangenhauteffekt weniger störend auffällt. Außerdem soll ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbundscheibe bereitgestellt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verbundscheibe gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung (insbesondere einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs, alternativ aber auch einer Fensteröffnung eines Gebäudes oder eines Raums) den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Innenraum zugewandte Scheibe der Verbundscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die Verbundscheibe ist bevorzugt eine Fahrzeugscheibe, beispielsweise eine Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs, Schienenfahrzeugs, Schiffs oder Luftfahrzeugs. Sie ist besonders bevorzugt die Windschutzscheibe, Seitenscheibe, Heckscheibe oder Dachscheibe eines Personenkraftwagens oder Lastkraftwagens, ganz besonders bevorzugt die Windschutzscheibe.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche (Hauptfläche) auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkantenfläche. Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und durch die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe weist einen opaken Maskierungsbereich und einen transparenten Durchsichtsbereich auf. Mit Maskierungsbereich wird im Sinne der Erfindung ein Bereich der Verbundscheibe bezeichnet, durch den eine Durchsicht nicht möglich ist. Die Lichttransmission des Maskierungsbereichs beträgt bevorzugt im Wesentlichen 0%. Mit Durchsichtsbereich wird im Sinne der Erfindung ein Bereich der Verbundscheibe bezeichnet, der eine Durchsicht durch die Glasscheibe ermöglicht und der daher eine gewisse Transparenz oder zumindest Transluzenz aufweist. Die Lichttransmission des Durchsichtsbereichs beträgt bevorzugt mindestens 10%, besonders bevorzugt mindestens 20%, ganz besonders bevorzugt mindestens 50 %. Die Lichttransmission beträgt ganz besonders bevorzugt mindestens 70%, insbesondere dann, wenn die Verbundscheibe als Windschutzscheibe eines Fahrzeugs eingesetzt wird, für die eine Gesamttransmission größer als 70% betragen muss (bestimmt durch das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben).
In einer typischen Ausgestaltung umgibt der Maskierungsbereich den Durchsichtsbereich rahmenartig. Der Maskierungsbereich ist also umlaufend um den Durchsichtsbereich angeordnet. Typischerweise bildet der Maskierungsbereich dabei zumindest abschnittsweise den Randbereich der Verbundscheibe. Damit ist gemeint, dass der Maskierungsbereich zumindest an einen Abschnitt der Seitenkante der Verbundscheibe angrenzt. Häufig bildet der Maskierungsbereich insgesamt den umlaufenden Randbereich der Verbundscheibe.
Die Zwischenschicht weist erfindungsgemäß einen mehrschichtigen Aufbau auf. Sie umfasst eine Funktionsfolie mit mindestens einer Schicht auf Basis von Polyethylenterephthalat (PET). Die Funktionsfolie ist zwischen einer äußeren thermoplastischen Schicht oder Schichtenfolge und einer inneren thermoplastischen Schicht oder Schichtenfolge angeordnet. Sie selbst weist typischerweise keine adhäsiven Eigenschaften gegenüber der Außenscheibe und Innenscheibe auf. Die Verbindung der Scheiben zur Verbundscheibe wird durch die besagten thermoplastischen Schichten oder Schichtenfolgen gewährleistet, welche adhäsive Eigenschaften gegenüber der Außenscheibe und Innenscheibe aufweisen. Die Funktionsfolie ist über die äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge mit der Außenscheibe verbunden und durch die innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge mit der Innenscheibe. Die Funktionsfolie ist erfindungsgemäß zumindest teilweise im Maskierungsbereich der Verbundscheibe angeordnet. Sie kann vollständig im Maskierungsbereich angeordnet sein oder nur teilweise. In letzterem Fall weist die Funktionsfolie mindestens einen Bereich auf, der im Maskierungsbereich angeordnet ist und mindestens einen weiteren Bereich, der im Durchsichtsbereich angeordnet ist. Die Funktionsfolie kann den Durchsichtsbereich dabei komplett abdecken oder nur einen Teil des Durchsichtsbereichs.
Die innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge ist erfindungsgemäß transparent. Sie weist bevorzugt eine einzelne innere Verbindungsschicht auf, kann aber auch mehrere flächig aufeinander angeordnete innere Verbindungsschichten umfassen. Jede innere Verbindungsschicht (beziehungsweise die einzelne innere Verbindungsschicht) ist bevorzugt durch eine einzelne transparente thermoplastische Verbindungsfolie ausgebildet. Statt einer Folie kann auch eine polymere Beschichtung auf der Innenscheibe und/oder der Funktionsfolie verwendet werden, insbesondere wenn die betreffende thermoplastische Schicht sehr dünn ausgebildet werden soll.
Die äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge weist erfindungsgemäß mindestens eine erste äußere Verbindungsschicht auf. Die erste äußere Verbindungsschicht weist einen transparenten Bereich und einen opaken Bereich auf. Sie ist dazu aus zwei unterschiedlichen Verbindungsfolien zusammengesetzt, nämlich einer transparenten Verbindungsfolie und einer opaken Verbindungsfolie. Die opake Verbindungsfolie enthält Farbmittel (Pigmente oder Farbstoffe) in einer für die Opazität ausreichenden Konzentration. Die transparente Verbindungsfolie und die opake Verbindungsfolie sind nebeneinander angeordnet (bezogen auf die Durchsichtsrichtung durch die Verbundscheibe), so dass sie in einer Ebene der Verbundscheibe angeordnet, wobei die opake Verbindungsfolie im besagten opaken Bereich angeordnet ist und diesen ausbildet und die transparente Verbindungsfolie im besagten transparenten Bereich angeordnet ist und diesen ausbildet. Die erste äußere Verbindungsschicht weist im opaken Bereich insbesondere nur die opake Verbindungsfolie auf und keine transparente Verbindungsfolie. Anders ausgedrückt ist der opake Bereich der ersten äußeren Verbindungsschicht ausschließlich durch die opake Verbindungsfolie ausgebildet und der transparente Bereich der ersten äußeren Verbindungsschicht ausschließlich durch die transparente Verbindungsfolie. Die beiden Folien werden insbesondere bündig an ihren Seitenkanten zusammengesetzt, so dass in einer Ebene angeordnet sind und gemeinsam eine Schicht (nämlich die erste äußere Verbindungsschicht) ausbilden. Die transparente Verbindungsfolie bildet dabei den transparenten Bereich der ersten äußeren Verbindungsschicht aus und ist im Durchsichtsbereich der Verbundscheibe angeordnet. Die opake Verbindungsfolie bildet den opaken Bereich der ersten äußeren Verbindungsschicht aus und auch zumindest einen Teil des Maskierungsbereichs der Verbundscheibe. Damit ist gemeint, dass die opake Verbindungsfolie der ersten äußeren Verbindungsschicht dasjenige opake Element ist, dass dazu führt, dass ein Bereich der Verbundscheibe (nämlich der Maskierungsbereich oder zumindest ein Teil des Maskierungsbereichs) seinerseits opak ist und keine Durchsicht erlaubt. Die opake Verbindungsfolie ist also im Maskierungsbereich der Verbundscheibe angeordnet und verhindert die Durchsicht durch diesen (oder zumindest durch einen Teil von diesem), so dass er zürn opaken Maskierungsbereich wird.
Mit anderen Worten: die erste äußere Verbindungsschicht umfasst einen transparenten Durchsichtsbereich, der aus mindestens einer transparenten Verbindungsfolie ausgebildet ist, und einen opaken Maskierungsbereich, der aus mindestens einer opaken Verbindungsfolie ausgebildet ist. Durch den opaken Maskierungsbereich der ersten äußeren Verbindungsschicht wird der Maskierungsbereich der Verbundscheibe zumindest teilweise ausgebildet.
Die besagte erste Verbindungsschicht kann die einzige thermoplastische Schicht mit einem opaken Bereich sein. Es ist jedoch auch möglich, dass mehrere thermoplastische Schichten mit opaken Bereichen verwenden werden, die entweder in direktem Kontakt miteinander stehen oder durch mindestens eine transparente Verbindungsfolie voneinander getrennt sind, auch wenn dies nicht bevorzugt ist, weil es den Aufbau und die Herstellung der Verbundscheibe aufwändiger gestalten. Die opaken Bereiche unterschiedlicher Schichten können in Deckung angeordnet sein, so dass sie gemeinsam einen Maskierungsbereich ausbilden, oder versetzt zueinander, so dass sie jeweils einen anderen Maskierungsbereich (genauer gesagt: einen anderen Abschnitt des Maskierungsbereichs) ausbilden.
Unter einer opaken Folie wird im Sinne der Erfindung eine Folie mit einer Lichttransmission im sichtbaren Spektral be re ich von weniger als 5%, insbesondere von 0% verstanden. Unter einer transparenten Folie wird eine Folie mit einer Lichttransmission von mehr als 10%, bevorzugt mehr als 50%, besonders bevorzugt mehr als 80% verstanden.
Es ist möglich, dass die opake Verbindungsfolie der ersten äußeren Verbindungsschicht den gesamten Maskierungsbereich der Verbundscheibe ausbildet. Es ist aber auch möglich, dass nur ein Teil des Maskierungsbereichs durch die opake Verbindungsfolie der ersten äußeren Verbindungsschicht ausgebildet wird, während der übrige Teil des Maskierungsbereichs durch ein anderes opakes Element, insbesondere einen Abdeckdruck (bevorzugt auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe) ausgebildet wird. In diesem Fall ist die Funktionsfolie bevorzugt nicht in dem Teil des Maskierungsbereichs angeordnet, der durch den Abdeckdruck ausgebildet ist, sondern nur in dem Teil des Maskierungsbereichs, der durch die opake Verbindungsfolie der ersten äußeren Verbindungsschicht ausgebildet ist, sowie optional im Durchsichtsbereich. Der Fall kann beispielsweise dann auftreten, wenn die Funktionsfolie nur mit einem Anschnitt des umlaufenden peripheren Maskierungsbereichs überlappt, beispielsweise entlang der Unterkante der Verbundscheibe. Dann kann beispielsweise der Maskierungsbereich entlang der Unterkante durch die opake Verbindungsfolie ausgebildet werden und der Maskierungsbereich entlang der Oberkante und der Seitenkanten durch einen herkömmlichen Abdeckdruck.
Bei herkömmlichen Verbundscheiben wird der opake Maskierungsbereich durch einen opaken, typischerweise schwarzen Abdeckdruck ausgebildet, der in der Regel zumindest auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe aufgebracht ist. Dieser Abdeckdruck besteht typischerweise aus einer im Siebdruckverfahren aufgebrachten und anschließenden eingebrannten Emaille, welche Glasfritten und Farbmittel (insbesondere Pigmente) enthält. Im Unterschied dazu wird der Maskierungsbereich der erfindungsgemäßen Verbundscheibe durch eine opake Verbindungsfolie ausgebildet, welche einen Bereich der ersten äußeren Verbindungsschicht bildet. Die Erfinder haben überaschenderweise festgestellt, dass der durch die Funktionsfolie hervorgerufene Orangenhauteffekt vor dem Hintergrund der opaken Verbindungsfolie weniger auffällig ist als vor dem Hintergrund eines opaken Abdeckdrucks. Das Erscheinungsbild der Verbundscheibe wird dadurch signifikant verbessert, weil der Orangenhauteffekt einem Betrachter weniger störend auffällt. Das ist der große Vorteil der vorliegenden Erfindung. Die Erfinder vermuten, dass die Rauigkeit der üblichen Abdeckdrucke den Orangenhauteffekt beziehungsweise seine Auffälligkeit verstärkt, was durch deren Ersatz durch eine opake Verbindungsfolie vermieden werden kann.
Grundgedanke der Erfindung ist, den herkömmlichen Abdeckdruck im gesamten Maskierungsbereich oder in zumindest einem Teil desselben durch die opake Verbindungsfolie der ersten äußeren Verbindungsschicht zu ersetzen. Ist der gesamte Maskierungsbereich durch die opake Verbindungsfolie ausgebildet, so weist die Verbundscheibe daher bevorzugt keinen Abdeckdruck auf der Außenscheibe oder der Innenscheibe auf. Ist nur ein Teil des Maskierungsbereichs durch die opake Verbindungsfolie ausgebildet, so ist der übrige Teil des Maskierungsbereichs bevorzugt durch einen Abdeckdruck ausgebildet, der bevorzugt zumindest auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe, optional zusätzlich auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet ist. Natürlich ist es möglich, dass sich die opake Verbindungsfolie und der Abdeckdruck in einem Teil des Maskierungsbereichs überlappen, insbesondere dort, wo der durch den Abdeckdruck ausgebildete und der durch die opake Verbindungsfolie ausgebildete Teil des Maskierungsbereichs aneinander angrenzen. Der Abdeckdruck überlappt die opake Verbindungsfolie aber nicht vollständig, so dass zumindest ein Teil des Maskierungsbereichs alleine durch die opake Verbindungsfolie ausgebildet ist und in diesem Teil kein Abdeckdruck vorhanden ist, das heißt die Außenscheibe und die Innenscheibe nicht mit einem opaken Abdeckdruck versehen sind. Solche Abdeckdrucke sind insbesondere im Fahrzeugbereich verbreitet. Der Abdeckdruck enthält typischerweise ein Pigment und Glasfritten Die Glasfritten können aufgeschmolzen und der Abdeckdruck dadurch dauerhaft mit der Glasoberfläche verbunden (verschmolzen) werden. Das Pigment sorgt für die Opazität des Maskierungsbereichs. Der Abdeckdruck wird bevorzugt auf die Außenscheibe aufgedruckt, insbesondere im Siebdruckverfahren. Das Pigment ist typischerweise ein Schwarzpigment, beispielsweise Pigmentruß (Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz und/oder Graphit. Der Abdeckdruck weist bevorzugt eine Dicke von 5 pm bis 50 pm auf, besonders bevorzugt von 8 pm bis 25 pm.
Die äußere und die innere thermoplastische Schichtenfolge weisen bevorzugt jeweils eine Dicke im Bereich von 0,005 mm bis 1,6 mm auf. Die äußere und die innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge können dieselbe Dicke aufweisen, welche dann bevorzugt im Bereich von 0,3 mm bis 1 ,0 mm liegt, beispielsweise von 0,3 mm bis 0,6 mm oder von 0,7 mm bis 1,0 mm.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge dicker ausgebildet als die innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge. Dies hat den Vorteil, dass die Reflexionsoptik der Verbundscheibe weiter verbessert wird und damit ihr Erscheinungsbild. Durch die dünne innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge wird die PET-basierte Funktionsfolie sehr fest an die Innenscheibe gebunden, wodurch sie weniger stark schrumpfen kann, was zu einem weniger stark ausgeprägten Orangenhauteffekt führt. Insbesondere, wenn die Verbundscheibe Teil einer Projektionsanordnung ist und von einer bildgebenden Einheit (beispielsweise einem Projektor) über die Innenscheibe bestrahlt wird, ist es zudem für die Qualität des Anzeigebildes vorteilhaft, wenn die innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge dünn ist. Die innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge weist bevorzugt eine Dicke von 0,005 mm bis 0,55 mm auf, besonders bevorzugt von 0,03 mm bis 0,5 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,035 mm bis 0,4 mm. Sie ist bevorzugt aus einer einzigen transparenten Verbindungsfolie ausgebildet. Die äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge weist bevorzugt eine Dicke von 0,3 mm bis 2 mm auf, besonders bevorzugt von 0,6 mm bis 1 ,6 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,7 mm bis 1,0 mm. Durch die dickere äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge wird die Stabilität der Verbundscheibe und die Abschirmung von störenden Geräuschen verbessert.
Die äußere und die innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge sind bevorzugt auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polyurethan (PU) ausgebildet, besonders bevorzugt auf Basis von PVB. Das bedeutet, dass die Folie mehrheitlich das besagte Material enthält (Anteil von größer als 50 Gew.-%) und daneben optional weitere Bestandteile enthalten kann, beispielsweise Weichmacher, Stabilisatoren, UV- oder IR-Absorber. Die einzelnen Schichten der thermoplastischen Schichten oder Schichtenfolgen sind bevorzugt aus Folien (Verbindungsfolien) der entsprechenden Materialien ausgebildet. Jede Folie bildet eine thermoplastische Schicht aus, mit Ausnahme der ersten äußeren thermoplastischen Schicht, welche aus zwei unterschiedlichen Folien (eine transparente und eine opake Verbindungsfolie) zusammengesetzt wird. Die Dicke jeder thermoplastischen Folie beträgt bevorzugt von 0,03 mm bis 1 mm. Beispielsweise können Folien, insbesondere PVB-Folien, mit den Standarddicken von 0,38 mm oder 0,76 mm verwendet werden. Statt Folien können auch polymere Beschichtungen verwendet werden, insbesondere wenn die betreffende thermoplastische Schicht sehr dünn ausgebildet werden soll.
In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die äußere thermoplastische Schichtenfolge neben der ersten äußeren Verbindungsschicht mindestens eine weitere äußere Verbindungsschicht, insbesondere genau eine weitere äußere Verbindungsschicht, welche als zweite äußere Verbindungsschicht bezeichnet wird. Die zweite äußere Verbindungsschicht ist bevorzugt transparent. Sie ist bevorzugt durch eine einzelne transparente thermoplastische Verbindungsfolie ausgebildet, alternativ durch eine dünne polymere Beschichtung. Die erste äußere Verbindungsschicht und die zweite äußere Verbindungsschicht sind flächig übereinander zur thermoplastischen Schichtenfolge angeordnet. Die zweite äußere Verbindungsschicht ist näher an der Funktionsfolie angeordnet als die erste äußere Verbindungsschicht, weist also einen geringeren Abstand zur Funktionsfolie auf als die erste äußere Verbindungsschicht. Die Schichten sind also in der folgenden Reihenfolge angeordnet: Außenscheibe - erste äußere Verbindungsschicht - zweite äußere Verbindungsschicht - Funktionsfolie. Bevorzugt stehen die erste und die zweite äußere Verbindungsschicht in direktem Kontakt zueinander. Bevorzugt umfasst die äußere thermoplastische Schichtenfolge keine weiteren Schichten als die erste und die zweite äußere Verbindungsschicht, so dass die erste äußere Verbindungsschicht in direktem Kontakt zur Außenscheibe steht und die zweite äußere Verbindungsschicht in direktem Kontakt zur Funktionsfolie. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung besteht die Verbundscheibe nur aus den folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge: Außenscheibe - erste äußere Verbindungsschicht - zweite äußere Verbindungsschicht - Funktionsfolie - innere Verbindungsschicht - Innenscheibe. Diese Ausgestaltung hat insbesondere herstellungsbedingte Vorteile: die zweite äußere Verbindungsschicht, Funktionsfolie und die innere Verbindungsschicht, welche jeweils einstückig ausgebildet sind, können zu einer einfach zu handhabenden Mehrschichtfolie verbunden werden, welche bei der Herstellung der Verbundscheibe zwischen die Scheiben eingelegt wird, wodurch die drei Schichten simultan positioniert werden. Die Dicke der ersten äußeren Verbindungsschicht, der zweiten äußeren Verbindungsschicht und der inneren Verbindungsschicht betragen jeweils bevorzugt von 0,005 mm bis 0,55 mm, besonders bevorzugt von 0,03 mm bis 0,5 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,035 mm bis 0,4 mm. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die äußere und/oder die innere thermoplastische Schichtenfolge weitere Verbindungsschichten umfassen, insbesondere weitere transparente Verbindungsschichten. Diese weiteren Verbindungsschichten können bei der äußeren thermoplastischen Schichtenfolge zwischen der Außenscheibe und der ersten äußeren Verbindungsschicht, zwischen der ersten äußeren Verbindungsschicht und der Funktionsfolie angeordnet sein.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die äußere thermoplastische Schichtenfolge neben der ersten äußeren Verbindungsschicht ebenfalls mindestens eine weitere äußere Verbindungsschicht, insbesondere genau eine weitere äußere Verbindungsschicht, welche als zweite äußere Verbindungsschicht bezeichnet wird. Die zweite äußere Verbindungsschicht ist bevorzugt transparent. Sie ist bevorzugt durch eine einzelne transparente thermoplastische Verbindungsfolie ausgebildet, alternativ durch eine dünne polymere Beschichtung. Die erste äußere Verbindungsschicht und die zweite äußere Verbindungsschicht sind flächig übereinander zur thermoplastischen Schichtenfolge angeordnet. Die erste äußere Verbindungsschicht ist näher an der Funktionsfolie angeordnet als die zweite äußere Verbindungsschicht, weist also einen geringeren Abstand zur Funktionsfolie auf als die zweite äußere Verbindungsschicht. Die Schichten sind also in der folgenden Reihenfolge angeordnet: Außenscheibe - zweite äußere Verbindungsschicht - erste äußere Verbindungsschicht - Funktionsfolie. Bevorzugt stehen die erste und die zweite äußere Verbindungsschicht in direktem Kontakt zueinander. Bevorzugt umfasst die äußere thermoplastische Schichtenfolge keine weiteren Schichten als die erste und die zweite äußere Verbindungsschicht, so dass die erste äußere Verbindungsschicht in direktem Kontakt zur Funktionsfolie steht und die zweite äußere Verbindungsschicht in direktem Kontakt zur Außenscheibe. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung besteht die Verbundscheibe nur aus den folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge: Außenscheibe - zweite äußere Verbindungsschicht - erste äußere Verbindungsschicht - Funktionsfolie - innere Verbindungsschicht - Innenscheibe. Die Dicke der ersten äußeren Verbindungsschicht, der zweiten äußeren Verbindungsschicht und der inneren Verbindungsschicht betragen jeweils bevorzugt von 0,005 mm bis 0,55 mm, besonders bevorzugt von 0,03 mm bis 0,5 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,035 mm bis 0,4 mm. Bei dieser Ausgestaltung können die Funktionsfolie und die innere Verbindungsschicht, welche jeweils einstückig ausgebildet sind, zu einer einfach zu handhabenden Mehrschichtfolie verbunden werden, welche bei der Herstellung der Verbundscheibe zwischen die Scheiben eingelegt wird, wodurch die beiden Schichten simultan positioniert werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die äußere und/oder die innere thermoplastische Schichtenfolge weitere Verbindungsschichten umfassen, insbesondere weitere transparente Verbindungsschichten. Diese weiteren Verbindungsschichten können bei der äußeren thermoplastischen Schichtenfolge zwischen der Außenscheibe und der ersten äußeren Verbindungsschicht angeordnet sein.
In einer weiteren Ausgestaltung liegt nur eine einzelne äußere thermoplastische Schicht vor, nämlich die erste äußere Verbindungsschicht. Die Funktionsfolie ist nur über die erste äußere Verbindungsschicht mit der Außenscheibe verbunden. Es liegen keine weiteren Schichten zwischen der Funktionsfolie und der Außenscheibe vor, insbesondere keine transparenten Verbindungsschichten. Die Schichten sind also in der folgenden Reihenfolge angeordnet: Außenscheibe - erste äußere Verbindungsschicht - Funktionsfolie. Die erste äußere Verbindungsschicht steht in direktem Kontakt zur Außenscheibe und zur Funktionsfolie. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung besteht die Verbundscheibe nur aus den folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge: Außenscheibe- erste äußere Verbindungsschicht - Funktionsfolie - innere Verbindungsschicht - Innenscheibe. Die Dicke der ersten äußeren Verbindungsschicht beträgt bevorzugt von 0,3 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,6 mm bis 1 ,6 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,7 mm bis 1 ,0 mm. Die Dicke der inneren Verbindungsschicht beträgt bevorzugt von 0,005 mm bis 0,55 mm, besonders bevorzugt von 0,03 mm bis 0,5 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,035 mm bis 0,4 mm. Auch bei dieser Ausgestaltung können die Funktionsfolie und die innere Verbindungsschicht, welche jeweils einstückig ausgebildet sind, zu einer einfach zu handhabenden Mehrschichtfolie verbunden werden, welche bei der Herstellung der Verbundscheibe zwischen die Scheiben eingelegt wird, wodurch die beiden Schichten simultan positioniert werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die innere thermoplastische Schichtenfolge weitere Verbindungsschichten umfassen, insbesondere weitere transparente Verbindungsschichten.
Die Funktionsfolie weist mindestens eine Schicht auf Basis von oder aus PET auf. Der Anteil an PET an der besagten Schicht beträgt bevorzugt mehr als 90 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 95 Gew.-%. Bevorzugt besteht die besagte Schicht im Wesentlichen aus PET. Die Funktionsfolie kann im Sinne der vorliegenden Erfindung auch als PET-basiert oder PET-haltig bezeichnet werden. Sie ist dazu vorgesehen und geeignet, die Verbundscheibe beziehungsweise einen Bereich der Verbundscheibe mit einer zusätzlichen Funktion auszustatten. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist dies eine reflektierende Funktion gegenüber elektromagnetischer Strahlung, insbesondere im infraroten und/oder sichtbaren Spektralbereich. Die Funktionsfolie ist bevorzugt daher eine IR-reflektierende und/oder sichtbares Licht reflektierende Folie. Die Funktionsfolie weist bevorzugt eine Dicke von 20 pm bis 200 pm auf, besonders bevorzugt von 25 pm bis 75 pm.
In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Funktionsfolie eine Trägerfolie auf Basis von oder aus PET sowie eine darauf aufgebrachte elektrisch leitfähige Beschichtung. Die elektrisch leitfähige Beschichtung umfasst mindestens eine Schicht auf Basis eines Metalls, insbesondere Silber. Eine solche Beschichtung weist IR-reflektierende Eigenschaften auf. Sie kann als Sonnenschutzbeschichtung eingesetzt werden, um den Durchtritt von infraroten Anteilen der Sonneneinstrahlung durch die Verbundscheibe zu verringern. So kann die Erwärmung des Innenraums hinter der Verbundscheibe reduziert werden und somit der thermische Komfort verbessert werden. Sie weist typischerweise auch (teil-)reflektierende Eigenschaften im sichtbaren Bereich auf, so dass die Funktionsfolie als Reflexionsfläche für ein Anzeigesystem dienen kann, wenn sie durch eine bildgebende Einheit (beispielsweise einen Projektor) bestrahlt wird. Die Beschichtung ist bevorzugt transparent ausgebildet, insbesondere dann, wenn die Funktionsfolie auch im Durchsichtsbereich der Verbundscheibe angeordnet wird. Die Lichttransmission des Durchsichtsbereichs wird dann durch die leitfähige Beschichtung nicht in kritischem Maße herabgesetzt. Für transparente Beschichtungen werden typischerweise nur dünne metallische Schichten eingesetzt (beispielsweise mit einer Dicke bis zu 20 pm), sowie dielektrische Schichten, welche unter anderem der Entspiegelung der metallischen Schichten dienen. Ist die Funktionsfolie ausschließlich im Maskierungsbereich angeordnet, so kann muss die Beschichtung nicht transparent sein. In diesem Fall kann auch eine dickere Silberschicht nach Art eines Spiegels verwendet werden, welche beispielsweise als Reflexionsfläche für ein Anzeigesystem dient.
In einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung ist die Funktionsfolie eine rein dielektrische polymere Folie, welche alternierende Schichten mit unterschiedlichem Brechungsindex enthält. Die Folie weist keine metallhaltigen Beschichtungen auf. Sie ist eine rein dielektrische Schichtenfolge aus polymeren Schichten mit einem höheren und polymeren Schichten mit einem niedrigeren Brechungsindex, welche alternierend angeordnet sind. Zumindest eine der beiden Schichtarten ist auf Basis von PET ausgebildet. Die andere Schichtart kann ebenfalls auf Basis von PET ausgebildet sein, wobei die unterschiedlichen Brechungsindizes durch geeignete Zusätze erreicht werden, auf Basis eines PET- Copolymers oder auf Basis eines anderen Polymers, beispielsweise PMMA. Durch den Wechsel von Schichten mit unterschiedlichem Brechungsindex werden optische Interferenzeffekte erzielt, die für den jeweiligen Anwendungsfall geeignet eingestellt werden können (insbesondere durch Wahl der Schichtdicken und der Brechungsindizes), um reflektierende Eigenschaften in einem gewünschte Spektralbereich zu realisieren. So können auch mit einer solchen Folie IR-reflektierende Eigenschaften erreicht werden, um den Durchtritt infraroter Anteile der Sonnenstrahlung zu verringern. Es können auch reflektierende Eigenschaften im sichtbaren Spektral be re ich erreicht werden, um die Funktionsfolie als Reflexionsfläche für ein Anzeigesystem zu verwenden. Die Funktionsfolie kann sich bis zu den Seitenkanten der Verbundscheibe erstrecken - entweder umlaufend, so dass die Funktionsfolie die Gesamtfläche der Verbundscheibe abdeckt und die beidseitig an die Funktionsfolie angrenzenden Verbindungsfolien keinen Kontakt zueinander haben, oder nur bis zu einem Teilbereich der umlaufenden Seitenkante, wobei die Funktionsfolie nur einen Teilbereich der Verbundscheibe abdeckt. Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Funktionsfolie nur einen Teilbereich der Verbundscheibe abdeckt und sich nicht bis zur Seitenkante der Verbundscheibe erstreckt. Dann stehen die beidseitig an die Funktionsfolie angrenzenden Verbindungsfolien um die gesamte Seitenkante des Funktionselements herum miteinander in Kontakt und die Funktionsfolie ist vollständig in der Zwischenschicht eingekapselt und hat keinen Kontakt zur umliegenden Atmosphäre. Der letztere Fall ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Funktionsfolie eine metallhaltige Beschichtung aufweist, die so vor Korrosion geschützt wird.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt Glasscheiben, besonders bevorzugt gefertigt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Eine oder beide der Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Scheiben können klar sein oder auch getönt oder gefärbt. Die Dicken der Außenscheibe und der Innenscheibe betragen unabhängig voneinander bevorzugt von 0,5 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm.
Die außenseitige Oberfläche der Außenscheibe weist in einer bevorzugten Ausgestaltung keine Beschichtungen oder Aufdrucke auf - sie ist gleichsam vollständig exponiert und unbeschichtet. Die übrigen Oberflächen der Scheiben können fachübliche Beschichtungen aufweisen, insbesondere transparente Beschichtungen. Dies gilt beispielsweise für
- (meist silberhaltige) Sonnenschutzbeschichtungen auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe, die infrarote Anteile der Sonnenstrahlung reflektieren,
- Sogenannte LowE-Beschichtungen auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe, die thermische Strahlung der Verbundscheibe reflektieren, beispielsweise mit einer Schicht auf Basis eines transparenten elektrisch leitfähigen Oxids (TCO) wie ITO,
- Antireflexionsbeschichtungen, beispielsweise auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe. Die Verbundscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es insbesondere für Kraftfahrzeugscheiben üblich ist. Typische Krümmungsradien liegen dabei im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m. Die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe ist dabei in der Regel konkav gekrümmt, die außenseitige Oberfläche der Außenscheibe konvex.
Die Erfindung umfasst außerdem eine Projektionsanordnung. Die Projektionsanordnung umfasst eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und eine bildgebende Einheit. Die bildgebende Einheit bestrahlt die Funktionsfolie über die Innenscheibe mit elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Spektral be re ich zur Erzeugung eines Anzeigebildes, welches ein im Innenraum befindlicher Benutzer wahrnehmen kann. Die bildgebende Einheit ist also innenraumseitig der Verbundscheibe angeordnet und bestrahlt die Verbundscheibe über die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe. Die Strahlung der bildgebenden Einheit wird an der Funktionsfolie (teil-)reflektiert. Der bestrahlte Bereich der Funktionsfolie kann im Durchsichtsbereich und/oder im Maskierungsbereich der Verbundscheibe befindlich sein. Im Durchsichtsbereich kann eine sogenanntes Head-Up- Display (HUD) realisiert werden, welches dem Fahrer Informationen in sein Blickfeld projiziert, ohne dass er seinen Blick von der Fahrbahn wenden muss. Auch im Maskierungsbereich können Anzeigen sinnvoll oder aus ästhetischen Gründen gewünscht sein. So können beispielsweise Anzeigen in die Verbundscheibe integriert werden, welche bislang im Armaturenbrett eines Fahrzeugs platziert waren. Die Verbundscheibe ist im Falle der Projektionsanordnung bevorzugt die Windschutzscheibe eines Fahrzeugs.
Die bildgebende Einheit kann beispielsweise ein Projektor sein oder eine elektronische Anzeige („Display“), beispielsweise ein LCD-, LED-, oder TFT-Display. Ein Projektor kann bevorzugt sein - damit kann ein gutes und intensitätsstarkes Anzeigebild wahlweise im Durchsichtsbereich oder im Maskierungsbereich erzeugt werden. Ein Display als bildgebende Einheit ist alternativ insbesondere für Anzeigebilder im Maskierungsbereich vorteilhaft einsetzbar.
Der von der bildgebenden Einheit bestrahlte Bereich der Verbundscheibe, in dem das Anzeigebild erzeugt wird, wird im Sinne der Erfindung als Anzeigebereich bezeichnet. In einer bevorzugten Ausgestaltung bestrahlt die bildgebende Einheit die Funktionsfolie im Maskierungsbereich. Der Orangenhauteffekt ist insbesondere in Reflexion störend wahrnehmbar. Bei einem herkömmlichen, durch einen Abdeckdruck ausgebildeten Maskierungsbereich ist der Orangenhauteffekt besonders auffällig und würde zu Störungen des Anzeigebilden führen, insbesondere optische Verzerrungen. Dies wird durch den erfindungsgemäß ausgebildeten Maskierungsbereich vermieden oder zumindest abgemildert, so dass die optische Qualität des Anzeigebildes verbessert wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die Strahlung der bildgebenden Einheit einen p-polarisierten Anteil auf. Der p-polarisierte Strahlungsanteil beträgt bevorzugt mehr als 50%, besonders bevorzugt mehr als 70%, ganz besonders bevorzugt mehr als 90% der Strahlung der bildgebenden Einheit. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Strahlung der bildgebenden Einheit im Wesentlichen rein p-polarisiert ist - der p-polarisierte Strahlungsanteil beträgt also 100% oder weicht nur unwesentlich davon ab. Die Angabe der Polarisationsrichtung bezieht sich dabei auf die Einfallsebene der Strahlung auf der Verbundscheibe. Mit p-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld in der Einfallsebene schwingt. Mit s-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld senkrecht zur Einfallsebene schwingt. Die Einfallsebene wird durch den Einfallsvektor und die Flächennormale der Verbundscheibe im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs aufgespannt. Die Polarisation, also insbesondere der Anteil an p- und s-polarisierter Strahlung, wird an einem Punkt des Anzeigebereichs bestimmt, bevorzugt im geometrischen Zentrum des Anzeigebereichs. Ist die Verbundscheibe gekrümmt, was insbesondere bei Fahrzeugscheiben üblicherweise der Fall ist, so hat dies Auswirkungen auf die Einfallsebene der Strahlung der bildgebenden Einheit. Daher können in den übrigen Bereichen leicht davon abweichende Polarisationsanteile auftreten, was aus physikalischen Gründen unvermeidlich ist.
Die Strahlung der bildgebenden Einheit trifft bevorzugt mit einem Einfallswinkel von 45° bis 70°, insbesondere von 60° bis 70° auf die Verbundscheibe. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weicht der Einfallswinkel um höchstens 10° vom Brewsterwinkel ab. Die p- polarisierte Strahlung wird dann nur unwesentlich an den Oberflächen der Verbundscheibe reflektiert. Dadurch stellt die Funktionsfolie die einzige signifikante Reflexionsfläche für die Strahlung der bildgebenden Einheit dar. Würde die Strahlung auch an den externen Oberflächen der Verbundscheibe (Luft-Glas-Übergang) signifikant reflektiert werden, so würden Mehrfachbilder entstehen, was für den Benutzer zumindest störend, wenn nicht gar gänzlich inakzeptabel wäre. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem Einfallsvektor der Strahlung der bildgebenden Einheit und der innenraumseitigen Flächennormale (also die Flächennormale auf die innenraumseitige externe Oberfläche der Verbundscheibe) im geometrischen Zentrum des Anzeigebereichs. Der Brewsterwinkel für einen Luft-Glas- Übergang im Falle von Kalk-Natron-Glas, das für Fensterscheiben allgemein üblich ist, beträgt 56,5° (bei einem Brechungsindex von Kalk-Natron-Glas bei 550 nm von 1 ,51). Idealerweise sollte der Einfallswinkel diesem Brewster- Winkel möglichst nahekommen. Es können aber beispielsweise auch Einfallswinkel von 65° verwendet werden, die für HUD- Projektionsanordnungen üblich sind, in Fahrzeugen problemlos zu realisieren sind und nur in einem geringen Maße vom Brewsterwinkel abweichen, so dass die Reflexion der p- polarisierten Strahlung nur unwesentlich zunimmt.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit einem opaken Maskierungsbereich und einem transparenten Durchsichtsbereich, wobei
(a) eine Außenscheibe, eine äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge, eine Funktionsfolie mit mindestens einer Schicht auf Basis von Polyethylenterephthalat (PET), eine transparente innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge und eine Innenscheibe in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander zu einem Schichtstapel angeordnet werden, wobei die äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge mindestens eine erste äußere Verbindungsschicht aufweist, welche aus mindestens einer transparenten Verbindungsfolie und mindestens einer opaken Verbindungsfolie zusammengesetzt ist, wobei die opake Verbindungsfolie die Funktionsfolie zumindest teilweise überlappt;
(b) der Schichtstapel anschließend zur Verbundscheibe laminiert wird, wobei die opake Verbindungsfolie zumindest einen Teil des opaken Maskierungsbereichs der Verbundscheibe ausbildet und die transparente Verbindungsfolie im transparenten Durchsichtsbereich der Verbundscheibe angeordnet ist. Aus der äußeren thermoplastischen Schicht oder Schichtenfolge, der Funktionsfolie und der inneren thermoplastischen Schicht oder Schichtenfolge wird bei der Lamination eine Zwischenschicht ausgebildet, welche die Außenscheibe und die Innenscheibe miteinander verbindet. Dadurch, dass in Verfahrensschritt (a) die opake Verbindungsfolie die Funktionsfolie zumindest teilweise überlappt, wird die Funktionsfolie zumindest teilweise im Maskierungsbereich der Verbundscheibe angeordnet. Die vorstehenden Ausführungen und bevorzugten Ausgestaltungen im Zusammenhang mit der Verbundscheibe gelten für das Verfahren gleichermaßen.
Die thermoplastischen Schichten werden bevorzugt dadurch angeordnet, dass eine entsprechende thermoplastische Verbindungsfolie an der entsprechenden Stelle positioniert wird. Alternativ kann aber auch eine oder beide der angrenzenden Schichten mit einer dünnen polymeren Beschichtung versehen werden.
In einer vorteilhaften Ausführung werden in Verfahrensschritt (a) zunächst eine transparente innere Verbindungsschicht und die Funktionsfolie flächig übereinander angeordnet und dauerhaft stabil zu einer Mehrschichtfolie (genauer gesagt Zweischichtfolie, „Bilayer“) verbunden, beispielsweise durch Kleben oder Lamination (insbesondere unter Temperatureinwirkung). Der Vorteil der Mehrschichtfolie liegt darin, dass sie wie eine einzelne Verbindungsfolie gehandhabt werden kann - die beiden Schichten werden in einem Schritt gemeinsam im Schichtstapel positioniert und müssen nicht einzeln und nacheinander kongruent im Schichtstapel angeordnet werden. Die transparente Verbindungsschicht ist insbesondere einstückig aus einer transparenten inneren Verbindungsfolie ausgebildet, so dass der Mehrschichtstapel vergleichsweise einfach herzustellen ist.
Anschließend werden die Außenscheibe, optional eine oder mehrere weitere Schichten der äußeren thermoplastischen Schichtenfolie, die erste äußere Verbindungsschicht, optional eine oder mehrere weitere Schichten der äußeren thermoplastischen Schichtenfolie, die Zweischichtfolie und die Innenscheibe in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander zum Schichtstapel angeordnet, wobei die innere Verbindungsschicht der Mehrschichtfolie der Innenscheibe zugewandt wird, so dass sie nach der Lamination die innere thermoplastische Schicht der Verbundscheibe bildet. Grundsätzlich ist es aber möglich, dass weitere Verbindungsschichten zwischen Funktionsfolie und Innenscheibe eingelegt werden, insbesondere transparente Verbindungsschichten, die dann zusammen mit der besagten inneren Verbindungsschicht die innere thermoplastische Schichtenfolge bilden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung werden in Verfahrensschritt (a) zunächst eine transparente innere Verbindungsschicht, die Funktionsfolie und eine transparente zweite äußere Verbindungsschicht in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander angeordnet und dauerhaft stabil zu einer Mehrschichtfolie (genauer gesagt Dreischichtfolie, „Trilayer“) verbunden, beispielsweise durch Kleben oder Lamination (insbesondere unter Temperatureinwirkung). In der Mehrschichtfolie ist die Funktionsfolie sicher eingelagert, und aufgrund der außenliegenden Verbindungsschichten weist sie adhäsive Eigenschaften gegenüber den Scheiben und anderen Verbindungsschichten auf. Der Vorteil der Mehrschichtfolie liegt darin, dass sie wie eine einzelne Verbindungsfolie gehandhabt werden kann - die drei Schichten werden in einem Schritt gemeinsam im Schichtstapel positioniert und müssen nicht einzeln und nacheinander kongruent im Schichtstapel angeordnet werden. Die transparenten Verbindungsschichten sind insbesondere einstückig aus jeweils einer transparenten Verbindungsfolie ausgebildet, so dass der Mehrschichtstapel vergleichsweise einfach herzustellen ist. Ein Mehrschichtstapel unter Beteiligung der mehrstückig ausgebildeten ersten äußeren Verbindungsschicht wäre in der Herstellung aufwändiger.
Anschließend werden die Außenscheibe, die erste äußere Verbindungsschicht, die Mehrschichtfolie und die Innenscheibe in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander zum Schichtstapel angeordnet, wobei die innere Verbindungsschicht der Mehrschichtfolie der Innenscheibe zugewandt wird, so dass sie nach der Lamination die innere thermoplastische Schicht der Verbundscheibe bildet. Die zweite äußere Verbindungsschicht der Mehrschichtfolie wird der ersten äußeren Verbindungsschicht zugewandt, so dass sie nach der Lamination zusammen mit der ersten äußeren Verbindungsschicht die äußere thermoplastische Schichtenfolge bildet. Die hergestellte Verbundscheibe besteht dann aus den folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge: Außenscheibe - erste äußere Verbindungsschicht - zweite äußere Verbindungsschicht - Funktionsfolie - innere Verbindungsschicht - Innenscheibe. Grundsätzlich ist es aber möglich, dass weitere Verbindungsschichten eingelegt werden, insbesondere transparente Verbindungsschichten. Wird eine solche weitere transparente Verbindungsschicht zwischen Mehrschichtfolie und Innenscheibe angeordnet, so bildet sie zusammen mit der besagten inneren Verbindungsschicht die innere thermoplastische Schichtenfolge (die innere Verbindungsschicht als also Bestandteil der inneren thermoplastischen Schichtenfolge). Wird eine solche weitere transparente Verbindungsschicht zwischen Mehrschichtfolie und erster äußerer Verbindungsschicht oder zwischen erster äußerer Verbindungsschicht und Außenscheibe angeordnet, so wird sie Bestandteil der äußeren Schichtenfolge. Die besagten Mehrschichtfolien werden bevorzugt in großflächiger Form bereitgestellt, beispielsweise als Rollenware, mit Abmessungen die deutlich größer sind als die Fläche typischer Verbundscheiben. Daraus wird dann bei der Herstellung der Verbundscheibe ein passendes Stück ausgeschnitten, wie es auch bei einfachen Verbindungsfolien üblich ist. Aus diesem Grund sollte die mehrstückig ausgebildete erste äußere Verbindungsschicht nicht Teil der Mehrschichtfolie sein, bei der die Anordnung des opaken Bereichs von der jeweiligen Verbundscheibe abhängt. Eine großflächige Bereitstellung als Rollenware ist daher nicht möglich, und die Mehrschichtfolie könnte höchstens aus den bereits zurechtgeschnittenen Einzelschichten erzeugt werden, was in der Regel keine verfahrenstechnischen Vorteile bringen würde.
In Verfahrensschritt (b) wird der erhaltene Schichtstapel zur Verbundschiebe laminiert. Hierzu können an sich bekannte Verfahren eingesetzt werden, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung der Scheiben über die Zwischenschicht erfolgt dabei üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck.
Soll die Verbundscheibe gebogen sein, so werden die Außenscheibe und die Innenscheibe vor der Lamination einem Biegeprozess unterzogen, um sie in eine zylindrisch oder sphärisch gebogene Form zu bringen. Zum Biegen werden die Scheiben durch Erhitzen erweicht, so dass sie plastische formbar wird, und dann durch an sich bekannte Methoden, beispielsweise Schwerkraftbiegen, Pressbiegen und/oder Saugbiegen, geformt. Typische Temperaturen für Glasbiegeprozesse betragen beispielsweise von 500°C bis 700°C.
Die Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe in Gebäuden, beispielsweise im Zugangs- oder Fensterbereich, oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, bevorzugt als Fahrzeugscheibe, bevorzugt als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe oder Dachscheibe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere als
Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine gattungsgemäße Verbundscheibe,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang X-X’ durch eine gattungsgemäße Verbundscheibe nach dem Stand der Technik,
Fig. 3 einen Querschnitt entlang X-X’ durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Verbundscheibe,
Fig. 4 einen Querschnitt entlang X-X durch eine weitere erfindungsgemäße
Ausgestaltung der Verbundscheibe,
Fig. 5 einen Querschnitt entlang X-X durch eine weitere erfindungsgemäße
Ausgestaltung der Verbundscheibe.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine gattungsgemäße Verbundscheibe mit einem opaken Maskierungsbereich M und einem transparenten Durchsichtsbereich D. Die Verbundscheibe ist beispielhaft die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Der Maskierungsbereich M ist in einem umlaufenden Randbereich der Verbundscheibe angeordnet und umgibt den Durchsichtsbereich D. Solche Maskierungsbereiche sind bei Fahrzeugscheiben üblich - sie dienen dem Schutz des Klebstoffs, der zum Verkleben der Verbundscheibe mit der Fahrzeugkarosserie verwendet wird, vor UV-Strahlung. Außerdem können etwaige elektrische Anschlüsse oder die Seitenkante einer eingelagerten Funktionsfolie im Maskierungsbereich M versteckt werden.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie X-X‘ einer herkömmlichen gattungsgemäßen Verbundscheibe. Die Verbundscheibe ist der Einfachheit halber plan dargestellt, obwohl Fahrzeugscheiben üblicherweise gebogen sind, was auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist. Die Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe 1 und eine Innenscheibe 2, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 bestehen aus Kalk-Natron- Glas. Die Außenscheibe 1 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf, die Innenscheibe 2 eine Dicke von 1 ,6 mm. Die Zwischenschicht weist einen mehrlagigen Aufbau auf. Sie enthält eine Funktionsfolie 3, welche beispielsweise aus einer Abfolge polymerer dielektrischer Schichten aufgebaut ist, wobei die Schichten alternierend einen höheren und einen niedrigeren Brechungsindex aufweisen. Zumindest einige der Schichten bestehen aus PET. Durch Interferenz weist die Funktionsfolie 3 reflektierende Eigenschaften auf, beispielsweise gegenüber IR-Strahlung oder sichtbarem Licht. Die Funktionsfolie 3, die beispielsweise eine Dicke von 50 pm aufweist, deckt die gesamte Verbundscheibe ab und erstreckt sich umlaufend bis zur Seitenkante der Verbundscheibe. Sie kann dazu dienen, die Transmission von infraroten Anteilen der Sonnenstrahlung zu verringern und dadurch den thermischen Komfort im Fahrzeug zu verbessern. Sie kann zusätzlich oder alternativ als Reflexionsfläche für ein Anzeigesystem dienen, wobei sie von einer innenraumseitig angeordneten bildgebenden Einheit (beispielsweise einem Projektor) bestrahlt wird und diese Strahlung in den Innenraum zurück reflektiert, wodurch ein für den Fahrer wahrnehmbares Anzeigebild erzeugt wird. Dieses Anzeigebild kann im Durchsichtsbereich D wahrnehmbar sein (beispielsweise Head-Up-Display) oder im Maskierungsbereich M.
Die Zwischenschicht enthält außerdem eine transparente äußere Verbindungsschicht 4‘ und eine transparente innere Verbindungsschicht 5. Die Funktionsfolie 3 ist über die äußere Verbindungsschicht 4‘ mit der Außenscheibe 1 verbunden und über die innere Verbindungsschicht 5 mit der Innenscheibe 2. Die Verbindungsschichten 4‘, 5 sind aus handelsüblichen PVB-Folien ausgebildet, die zudem Weichmacher enthalten. Die äußere Verbindungsschicht 4‘ weist eine Dicke von 0,76 mm auf, die innere Verbindungsschicht 5 eine Dicke von 0,38 mm.
Der opake Maskierungsbereich M ist durch einen schwarzen Abdeckdruck 7 auf der zur Zwischenschicht hingewandten innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe ausgebildet. Dieser Abdeckdruck 7 ist typischerweise aus einer schwarzen Emaille ausgebildet. Sie wird als Druckfarbe mit einem Schwarzpigment und Glasfritten im Siebdruckverfahren aufgedruckt und in die Scheibenoberfläche eingebrannt.
Die PET-basierte Funktionsfolie 3 kann einen sogenannten Orangenhauteffekt hervorrufen, der besonders in Reflexion sichtbar ist und zu optischen Verzerrungen führt. Es hat sich gezeigt, dass dieser Orangenhauteffekt vor dem Abdeckdruck 7 besonders auffällig in Erscheinung tritt. Figur 3 zeigt dagegen einen Querschnitt entlang der Schnittlinie X-X‘ einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe. Die Außenscheibe 1 , die Innenscheibe 2, die Funktionsfolie 3 und die innere Verbindungsschicht 5 sind genauso ausgebildet wie in der herkömmlichen Ausgestaltung der Figur 2. Die Funktionsfolie 3 ist hierbei jedoch durch eine thermoplastische Schichtenfolge mit der Außenscheibe 1 verbunden, welche eine erste äußere Verbindungsschicht 4 und eine zweite äußere Verbindungsschicht 6 umfasst. Die zweite äußere Verbindungsschicht 6 ist aus einer transparenten PVB-Folie mit einer Dicke von 0,38 mm ausgebildet. Die erste äußere Verbindungsschicht 4 ist zusammengesetzt aus einer transparenten Folie 4a und einer opaken Folie 4b, jeweils auf Basis von PVB mit einer Dicke von 0,38 mm. Die opake Folie 4b verhindert die Durchsicht durch die Verbundscheibe und bildet somit den Maskierungsbereich M aus. Ein Abdeckdruck, wie bei der herkömmlichen Verbundscheibe der Figur 2, ist nicht vorhanden.
Die Erfinder haben festgestellt, dass der Orangenhauteffekt vor dem Hintergrund der opaken Folie 4b wesentlich weniger auffällig ist als vor dem Hintergrund des Abdeckdrucks 7. Optische Verzerrungen fallen weniger störend auf, was mit bloßem Auge zu erkennen ist und für einen qualitativen Vergleich herangezogen werden kann (beispielsweise mit einer sich an der Verbundscheibe spiegelnden Lampe). Das ist der große Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Die erste äußere Verbindungsschicht 4 ist der Außenscheibe 1 zugewandt und die zweite äußere Verbindungsschicht 6 der Funktionsfolie 3. Dies hat den Vorteil, dass die zweite äußere Verbindungsschicht 6, die Funktionsfolie 3 und die innere Verbindungsschicht 5 - jeweils einstückig ausgebildet - vor der Herstellung der Verbundscheibe bereits zu einer prälaminierten Mehrschichtfolie verbunden werden können, die dann einfach zu handhaben ist als wenn jede einzelne Schicht im Schichtstapel zwischen den Scheiben 1 , 2 angeordnet werden muss. Eine Mehrschichtfolie unter Beteiligung der mehrstückig ausgebildeten ersten äußeren Verbindungsschicht 4 wäre hingegen komplizierter in der Herstellung, zumal solche Mehrschichtfolie typischerweise als Rollenware in großem Maßstab bereitgestellt werden und daraus ein für die jeweilige Verbundscheibe erforderliches Stück herausgeschnitten wird.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie X-X‘ einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe. Sie hat die gleichen Bestandteile wie die Ausgestaltung der Figur 3, die auch genauso ausgebildet sind, jedoch sind die beiden äußeren Verbindungsschichten 4, 6 in umgekehrter Reihenfolge angeordnet. Die erste äußere Verbindungsschicht 4 ist der Funktionsfolie 3 zugewandt und die zweite äußere Verbindungsschicht e der Außenscheibe 1.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie X-X‘ einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe. Die Außenscheibe 1, die Innenscheibe 2 und die innere Verbindungsschicht 5 sind genauso ausgebildet wie in den Figuren 3 und 4. Statt einer äußeren thermoplastischen Schichtenfolge ist eine einzelne äußere thermoplastische Schicht vorhanden, nämlich die erste äußere Verbindungsschicht 4 mit einer Dicke von 0,76 mm. Sie ist wiederum zusammengesetzt aus einer transparenten Folie 4a im Durchsichtsbereich D und einer opaken Folie 4b im Maskierungsbereich M.
Die Funktionsfolie 3 ist in diesem Fall eine PET-Trägerfolie mit einer Dicke von etwa 50 pm, auf der eine elektrisch leitfähige Beschichtung mit Silberschichten aufgebracht ist. Da die Silberschichten korrosionsanfällig sind, erstreckt sich die Funktionsfolie 3 nicht bis zur Seitenkante der Verbundscheibe. Stattdessen sind im umlaufenden Randbereich der Verbundscheibe die innere Verbindungsschicht 5 und die erste äußere Verbindungsschicht 4 direkt miteinander verschmolzen, so dass die Funktionsfolie in der Zwischenschicht eingekapselt ist. Solche Funktionsfolien 3 werden beispielsweise von der Firma Eastman unter dem Produktnamen XI R vertrieben.
Die gezeigten Ausgestaltungen sind lediglich beispielhaft zu verstehen und sollen die Erfindung nicht einschränken. Insbesondere ist eine Funktionsfolie 3 wie in Figur 5 auch mit den äußeren thermoplastischen Schichtenfolgen der Figuren 3 und 4 kombinierbar und eine Funktionsfolie 3 wie in den Figuren 3 und 4 auch mit der einzelnen äußeren thermoplastischen Schicht der Figur 5.
Der Orangenhauteffekt wurde beurteilt durch die qualitative Bewertung der Reflexion einer Deckenlampe an einer Verbundscheibe. Beim erfindungsgemäßen Beispiel war der Maskierungsbereich der Verbundscheibe durch eine opake Folie ausgebildet, beim Vergleichsbeispiel auf herkömmliche Weise durch einen schwarzen Abdeckdruck (eingebrannte Emaille mit Glasfritten) auf der zur Zwischenschicht hingewandten Oberfläche der Außenscheibe. Die Innenscheibe war der Deckenlampe zugewandt und es wurde bewertet, inwieweit das Reflexionsbild infolge des Orangenhauteffekt eine Welligkeit aufwies. Dabei wurden die folgenden Beobachtungen gemacht:
- Beispiel: Die Umrisslinien der Reflexion der Deckenlampe waren gerade, die Reflexion insgesamt „ruhig“.
- Vergleichsbeispiel: Die Umrisslinien der Reflexion der Deckenlampe erschienen deutlich wellig.
Die Erfinder führen diese Beobachtung darauf zurück, dass der Orangenhauteffekt beim Vergleichsbeispiel durch die Rauigkeit des Abdeckdrucks hervorgerufen beziehungsweise verstärkt wird, was durch die Verwendung der opaken Folie verhindert werden kann.
Bezugszeichenliste:
(1) Außenscheibe
(2) Innenscheibe (3) Funktionsfolie auf Basis von PET
(4) erste äußere Verbindungsschicht
(4a) transparente Folie der ersten äußeren Verbindungsschicht 4
(4b) opake Folie der ersten äußeren Verbindungsschicht 4
(4‘) herkömmliche transparente äußere Verbindungsschicht (5) innere Verbindungsschicht
(6) zweite äußere Verbindungsschicht
(7) Abdeckdruck X-X’ Querschnittslinie

Claims

Patentansprüche Verbundscheibe, umfassend eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, wobei die Verbundscheibe einen opaken Maskierungsbereich (M) und einen transparenten Durchsichtsbereich (D) aufweist, und wobei die Zwischenschicht
- eine Funktionsfolie (3) mit mindestens einer Schicht auf Basis von Polyethylenterephthalat (PET), die zumindest teilweise im Maskierungsbereich (M) angeordnet ist,
- eine äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge, über welche die Funktionsfolie (3) mit der Außenscheibe (1) verbunden ist, und
- eine transparente innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge, über welche die Funktionsfolie (3) mit der Innenscheibe (2) verbunden ist, umfasst, und wobei die äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge mindestens eine erste äußere Verbindungsschicht (4) aufweist, welche aus mindestens einer transparenten Verbindungsfolie (4a) und mindestens einer opaken Verbindungsfolie (4b) zusammengesetzt ist, wobei die transparente Verbindungsfolie (4a) im Durchsichtsbereich (D) angeordnet ist und die opake Verbindungsfolie (4b) zumindest einen Teil des Maskierungsbereichs (M) ausbildet. Verbundscheibe nach Anspruch 1 mit einer äußeren thermoplastischen Schichtenfolge, wobei die äußere thermoplastische Schichtenfolge die erste äußere Verbindungsschicht (4) und mindestens eine transparente zweite äußere Verbindungsschicht (6) umfasst, welche flächig übereinander angeordnet sind, wobei die zweite äußere Verbindungsschicht (6) näher an der Funktionsfolie (3) angeordnet ist als die erste äußere Verbindungsschicht (4). Verbundscheibe nach Anspruch 1 mit einer äußeren thermoplastischen Schichtenfolge, wobei die äußere thermoplastische Schichtenfolge die erste äußere Verbindungsschicht (4) und mindestens eine transparente zweite äußere Verbindungsschicht (6) umfasst, welche flächig übereinander angeordnet sind, wobei die erste äußere Verbindungsschicht (4) näher an der Funktionsfolie (3) angeordnet ist als die zweite äußere Verbindungsschicht (6). Verbundscheibe nach Anspruch 1 mit einer einzelnen äußeren thermoplastischen Schicht, wobei die äußere thermoplastische Schicht die erste äußere Verbindungsschicht (4) ist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Funktionsfolie (3) eine rein dielektrische polymere Folie ist, welche alternierende Schichten mit unterschiedlichem Brechungsindex enthält. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Funktionsfolie (3) ausgebildet ist als Trägerfolie auf Basis von PET mit einer darauf aufgebrachten elektrisch leitfähigen Beschichtung, die mindestens eine Schicht auf Basis eines Metalls, insbesondere Silber, umfasst. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge dicker ausgebildet ist als die innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge und die innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylen-Vinylacetat (EVA) oder Polyurethan (PU) ausgebildet sind. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zumindest ein Teil des Maskierungsbereichs (M), bevorzugt der gesamte Maskierungsbereich (M), alleine durch die opake Verbindungsfolie (4b) ausgebildet ist und die Außenscheibe (1) und die Innenscheibe (2) in diesem Teil nicht mit einem opaken Abdeckdruck (7) versehen sind. Projektionsanordnung, umfassend eine Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, und eine bildgebende Einheit, welche die Funktionsfolie (3) über die Innenscheibe (2) zur Erzeugung eines Anzeigebildes bestrahlt, bevorzugt im Maskierungsbereich (M). Projektionsanordnung nach Anspruch 10, wobei die Strahlung der bildgebenden Einheit p-polarisiert ist. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit einem opaken Maskierungsbereich (M) und einem transparenten Durchsichtsbereich (D), wobei
(c) eine Außenscheibe (1), eine äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge, eine Funktionsfolie (3) mindestens einer Schicht auf Basis von Polyethylenterephthalat (PET), eine transparente innere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge und eine Innenscheibe (2) in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander zu einem Schichtstapel angeordnet werden, wobei die äußere thermoplastische Schicht oder Schichtenfolge mindestens eine erste äußere Verbindungsschicht (4) aufweist, welche aus mindestens einer transparenten Verbindungsfolie (4a) und mindestens einer opaken Verbindungsfolie (4b) zusammengesetzt ist, wobei die opake Verbindungsfolie (4b) die Funktionsfolie (3) zumindest teilweise überlappt,
(d) der Schichtstapel zur Verbundscheibe laminiert wird, wobei die opake Verbindungsfolie (4b) zumindest einen Teil des Maskierungsbereichs (M) der Verbundscheibe ausbildet und die transparente Verbindungsfolie (4a) im Durchsichtsbereich (D) der Verbundscheibe angeordnet ist. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine transparente innere Verbindungsschicht (5) und die Funktionsfolie (3) in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander angeordnet werden und zu einer Mehrschichtfolie verbunden werden, die Außenscheibe (1), die erste äußere Verbindungsschicht (4), die Mehrschichtfolie und die Innenscheibe (2) in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander zum Schichtstapel angeordnet werden, wobei die innere Verbindungsschicht (5) der Mehrschichtfolie der Innenscheibe (2) zugewandt wird, so dass die innere Verbindungsschicht (5) die innere thermoplastische Schicht bildet oder ein Bestandteil der inneren thermoplastischen Schichtenfolge. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine transparente innere Verbindungsschicht (5), die Funktionsfolie (3) und eine transparente zweite äußere Verbindungsschicht (6) in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander angeordnet werden und zu einer Mehrschichtfolie verbunden werden, die Außenscheibe (1), die erste äußere Verbindungsschicht (4), die Mehrschichtfolie und die Innenscheibe (2) in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander zum Schichtstapel angeordnet werden, wobei die innere Verbindungsschicht (5) der Mehrschichtfolie der Innenscheibe (2) zugewandt wird, so dass die innere Verbindungsschicht (5) die innere thermoplastische Schicht bildet oder ein Bestandteil der inneren thermoplastischen Schichtenfolge, und wobei die zweite äußere Verbindungsschicht (6) der Mehrschichtfolie der ersten äußeren Verbindungsschicht (4) zugewandt wird, so dass die erste äußere Verbindungsschicht (4) und die zweite äußere Verbindungsschicht (6) die äußere thermoplastische Schichtenfolge bilden oder ein Bestandteil davon. Verwendung einer Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, bevorzugt als Fahrzeugscheibe, insbesondere als Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs.
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