WO2024028109A1 - Verfahren zur herstellung einer verbundscheibe - Google Patents

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WO2024028109A1
WO2024028109A1 PCT/EP2023/069996 EP2023069996W WO2024028109A1 WO 2024028109 A1 WO2024028109 A1 WO 2024028109A1 EP 2023069996 W EP2023069996 W EP 2023069996W WO 2024028109 A1 WO2024028109 A1 WO 2024028109A1
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adhesive
thermoplastic
stacking sequence
film
pane
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PCT/EP2023/069996
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Nikolai BORCHMANN
Nino TINGS
Simon BREUER
Uwe Van Der Meulen
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Saint-Gobain Glass France
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Definitions

  • the present invention lies in the technical field of pane production and relates to a method for producing a composite pane, a composite pane produced by the method according to the invention, and its use.
  • Composite panes usually consist of two individual panes, typically made of glass, which are firmly connected to one another via at least one thermoplastic intermediate layer.
  • Modern composite windows especially windshields of motor vehicles, can have complex curvatures in the horizontal and/or vertical directions in order to meet aerodynamic requirements and design specifications of the automobile manufacturers. They increasingly also include electrically controllable functional elements that display information for the driver and/or front passenger, serve as lighting devices and/or can change the optical transparency of the window, for example in the manner of a sun visor. In particular, the optical transparency of windows can be switched over a large area, for example in roof windows, rear side windows or separating windows. Electrically controllable functional elements in the form of electro-optical functional films are advantageously introduced into the composite pane.
  • electro-optical functional films with a functional layer based on liquid crystal which are based on the so-called “guest host” effect
  • electro-optical functional films with a liquid crystal-based functional layer which are based on the “guest host” effect
  • guest host films are referred to as “guest host films” for the sake of simplicity.
  • Guest-host films typically comprise a nematic liquid crystal (host) which is provided with an additive (guest), with dichroic dye molecules, for example, which absorb light anisotropically being used as an additive. Since the molecules of the additive have an elongated shape, their orientation can be controlled by the orientation of the molecules of the liquid crystal, ie host, which in practice is achieved by applying an electric field to the liquid crystal. In this way, for example, the optical transparency of the guest-host film can be controlled very precisely using an external electric field. For example, windshields can very advantageously be provided with an electrically switchable transparency in the manner of a sun visor. To date, guest-host films cannot be incorporated into composite panes using conventional, industrial lamination processes.
  • guest-host films cannot yet be integrated into the usual production processes for producing composite panes. In fact, this represents a major challenge in terms of simple and cost-effective industrial series production of composite panes with guest-host films.
  • guest-host films are very reactive due to their physical properties of being similar to a liquid sensitive to mechanical stress due to uneven contact pressure. Even the smallest local deviations in the contact pressure during lamination of the composite pane and in the laminated composite pane lead to the appearance of local optical defects in the guest-host films, which can make the composite pane unusable.
  • WO 2021/069354 A1 discloses a composite pane with an integrated functional film, with an adhesive thin layer (not in combination with a thermoplastic film) on one side of the functional film and thermoplastic films (not in combination with an adhesive thin layer) on the other side of the functional film. condition.
  • WO 2021/249801 A1 discloses a method for producing a composite pane with an integrated functional film, in which only thermoplastic films are used to avoid mechanical pressure loading on the functional film.
  • the object of the present invention is to provide an improved method for producing a composite pane with an integrated guest-host film, through which the composite pane can be produced with high optical quality in industrial series production.
  • the method should be able to be used in existing production systems, which means that composite panes with integrated guest-host films can be produced easily, cost-effectively and reliably in large numbers.
  • a method for producing a composite pane, in particular a laminated glass pane, with an integrated electro-optical functional film is shown.
  • the electro-optical functional film is integrated into the composite pane, i.e. it is located between the two individual panes of the composite pane.
  • the process for producing a composite pane includes the following steps, which are carried out, for example, but not necessarily, in the order given according to the alphabetical designation:
  • Forming a first stacking sequence which comprises in this order: a first adhesive film made of an optically transparent, curable adhesive, an electro-optical functional film, a second adhesive film made of an optically transparent, curable adhesive.
  • Forming a second stacking sequence which comprises in this order: a first disk, at least a first thermoplastic film, the previously produced first stacking sequence with a layered frame, at least a second thermoplastic film, a second pane.
  • thermoplastic films are softened due to the increase in temperature, i.e. a reduction in the viscosity or an increase in the flowability of the thermoplastic occurs.
  • the thermoplastic can fuse and, after cooling, i.e. solidifying, form a firm connection with the adjacent components.
  • the composite pane is not yet firmly connected. The composite pane is only firmly connected after the hardenable adhesive has hardened.
  • the term “laminating” describes the heating and applying pressure to the second stacking sequence, as well as the cooling of the second stacking sequence until the thermoplastic layer solidifies.
  • the optically transparent, curable adhesive is designed such that the (absolute) viscosity of the curable adhesive (the first adhesive film and the second adhesive film) is reduced more than the (absolute) viscosity of the thermoplastic (the first thermoplastic film). , the second thermoplastic plastic film and the layered frame).
  • the curable adhesive becomes more flowable than the thermoplastic due to the increase in temperature during lamination.
  • a reduction in the viscosity of the thermoplastic and a reduction in the viscosity of the optically transparent, curable adhesive occurs, particularly preferably at least from a (minimum) level dependent on the materials used.
  • the viscosity of the optically transparent, curable adhesive is lower than the viscosity of the thermoplastic, ie the flowability of the optically transparent, curable adhesive is greater than the flowability of the thermoplastic. While increasing the temperature during lamination in step d), the viscosity of the optically transparent, curable adhesive can always be lower than the viscosity of the thermoplastic. However, it is also possible that while increasing the temperature during lamination in step d), the viscosity of the optically transparent, curable adhesive is only lower than the viscosity of the thermoplastic from a (minimum) temperature that depends on the materials used.
  • the viscosity increases again as the temperature increases as soon as crosslinking begins. In any case, in this case too there is a temperature range in which the viscosity of the optically transparent, curable adhesive is lower than the viscosity of the thermoplastic.
  • viscosity always refers to the absolute viscosity, so that a reduction in viscosity affects a reduction in the absolute viscosity.
  • viscosity describes the viscosity or flowability of a substance, whereby the lower the viscosity, the greater the flowability, and vice versa.
  • the dynamic viscosity can be considered as viscosity, typically measured in millipascal seconds (mPas).
  • the measurement of the viscosity can be carried out using measurement methods that are familiar to those skilled in the art, for example using a rotational rheometer, whereby it is only important that the same measurement method is used when measuring the viscosities of the thermoplastic and the optically transparent, curable adhesive.
  • a comparison of viscosities of the thermoplastic and the optically transparent, curable adhesive therefore refers to the same temperature (and the same pressure) and the same measuring method for measuring the viscosity, for example and preferably by means of a rotational rheometer, the structure and functioning of which will be apparent to the person skilled in the art is common, so it does not need to be discussed here.
  • the viscosity of the optically transparent, curable adhesive is lower than the viscosity of the thermoplastic, ie the flowability of the optically transparent, curable Adhesive is greater than the flowability of the thermoplastic.
  • the viscosities can each be determined separately, ie outside of the second stacking sequence.
  • Pressurization of the second stacking sequence during lamination in step d) only occurs when the viscosity of the optically transparent, curable adhesive of the two adhesive films has been reduced to such an extent by increasing the temperature that any local irregularities in the pressure load are caused by the optically transparent, curable adhesive can be recorded so that the electro-optical functional film is evenly pressurized. It is understood that the curable adhesive has not yet hardened when pressure is applied to the second stacking sequence in step d).
  • pressurization is generally understood to mean a pressure that is increased compared to ambient pressure and is applied to the second stacking sequence. It goes without saying that a very low pressurization, which is not effective for lamination, does not lead to any local optical effect in the electro-optical functional film.
  • pressure application can therefore reasonably also be understood as the application of a pressure effective for lamination to the second stacking sequence. In any case, when pressure is applied to the second stacking sequence, the viscosity of the optically transparent, curable adhesive must be so low that local non-uniformities in the pressure can be absorbed by the curable adhesive.
  • the second stacking sequence is advantageously pressurized during lamination in step d), in particular with a pressure effective for the lamination, in particular with a maximum pressure used during lamination, only if a reduced viscosity of the optically transparent material is achieved by heating during lamination in step d). curable adhesive is lower than a reduced viscosity of the thermoplastic due to heating during lamination in step d).
  • the present invention thus advantageously shows a new way of minimizing or even minimizing uneven contact pressure on the electro-optical functional film, in particular due to local shape deviations of the two panes during lamination is completely avoided.
  • the electro-optical functional film is not only laminated between two thermoplastic intermediate films, which generally cannot at least adequately absorb local load peaks due to an insufficient reduction in viscosity. Rather, the electro-optical functional film is embedded between two layers of an optically transparent, curable adhesive, which, when laminated, experience such a reduction in viscosity (increase in flowability) due to an increase in temperature that they can absorb an uneven load pressure on both sides of the electro-optical functional film.
  • the second stacking sequence is heated and pressurized, the lamination generally being carried out in a specific (selectable) temperature and pressure range, whereby a maximum temperature and a maximum pressure can always be specified depending on the selected process conditions.
  • pressurization in particular with a pressure effective for lamination, in particular with the maximum pressure of the second stacking sequence, only takes place when the optically transparent, curable adhesive has such a greatly reduced viscosity (which is particularly preferably lower than the viscosity of the thermoplastic) so that local non-uniformities acting on the electro-optical functional film can be absorbed in the print.
  • the optically transparent, curable adhesive is preferably cured by applying pressure to the second stacking sequence, that is, step d) for laminating the second stacking sequence under the influence of heat and pressure and step e) for curing the optically transparent adhesive are preferably not carried out one after the other, but at the same time executed.
  • the composite pane produced (obtained) in particular by the method according to the invention usually serves to separate an interior from an external environment.
  • the composite pane comprises a first pane with an outside and an inside and a second pane with an inside and an outside, which are firmly connected to one another.
  • the first pane can also be referred to as the outer pane and the second pane as the inner pane.
  • the surfaces or sides of the two individual panes are referred to as side I, side II, side III and side IV from the outside to the inside.
  • the first pane is the outer pane of the composite pane, the second pane is therefore its inner pane.
  • the outer pane faces the outside environment.
  • An electro-optical functional film is located between the two individual panes, i.e. it is integrated into the composite pane.
  • the films made of thermoplastic material soften during lamination due to the increase in temperature a first intermediate layer made of thermoplastic material being formed in the composite pane from the at least one first thermoplastic plastic film and a second intermediate layer made of thermoplastic material being formed from the at least one second thermoplastic plastic film.
  • a layered frame can be defined (at least mentally) around the electro-optical functional film.
  • the layered frame surrounds the electro-optical functional film completely all around without interruption, i.e. completely, in the manner of a pas-partout.
  • the frame is designed in the form of layers, i.e. it is a layer made of a thermoplastic material that surrounds the electro-optical functional film in the form of a frame.
  • the at least one first thermoplastic plastic film, the first stacking sequence with a layered frame and the at least one second thermoplastic plastic film preferably have the same dimensions, i.e. are the same size in terms of area.
  • the layers made of a thermoplastic and the layered frame made of a thermoplastic are each protected by at least one thermoplastic Plastic film provided.
  • the first stacking sequence is preferably inserted into a section of at least one thermoplastic film for the layered frame.
  • the layered frame made of a thermoplastic and the first stacking sequence have the same thickness, so that the first stacking sequence does not protrude in relation to the layered frame (in the direction perpendicular to the electro-optical functional film) and is not set back.
  • the second stacking sequence is generated from the first stacking sequence, i.e. the first stacking sequence is part of the second stacking sequence.
  • the second stacking sequence results from embedding the first stacking sequence in thermoplastic plastic films, with at least one thermoplastic plastic film being arranged on each side of the first stacking sequence.
  • a first disk and a second disk are arranged on both sides of the first stacking sequence, on the thermoplastic films.
  • the second stacking sequence is laminated by the action of heat and pressure, i.e. increasing temperature and applying pressure, whereby the optically transparent, curable adhesive liquefies more than the thermoplastic, so that at least from a certain (minimum) temperature, the viscosity of the optically transparent, curable Plastic is lower than the viscosity of the thermoplastic.
  • the optically transparent, curable adhesive of the two adhesive films is curable, i.e. can be irreversibly brought into a hardened state.
  • it is a plastic that is brought into a polymer-crosslinked state by curing.
  • This distinguishes the curable adhesive significantly from a thermoplastic, which is also optically transparent but can be reversibly softened by applying heat.
  • the curable adhesive can no longer be brought into a flowable state once it has hardened.
  • the optically transparent, curable adhesive is therefore not a thermoplastic.
  • the terms “curable adhesive” and “thermoplastic” are to be understood in this sense.
  • the curable, optically transparent adhesive can be cured by heat, exposure to electromagnetic radiation, preferably UV radiation, and/or chemically. Curing is preferably carried out by applying heat or increasing the temperature and/or UV radiation. Particularly preferably, the optically transparent, curable adhesive is cured by supplying heat, whereby the curable adhesive can be cured at or below a maximum temperature used when laminating the second stacking sequence in step d). However, it is also possible for the curable adhesive to harden above a maximum temperature used when laminating the second stacking sequence in step d).
  • the curable adhesive when laminating, the curable adhesive is first liquefied by heating (transition from the solid state of matter to the liquid state of matter) and hardened upon further heating (irreversible transition from the liquid state of matter to the solid state of matter).
  • the second stacking sequence is only pressurized when the curable adhesive has a sufficiently lower viscosity, which is particularly preferably lower than the viscosity of the thermoplastic, so that local pressure differences are absorbed during lamination can be.
  • the first stacking sequence is first formed, which is then arranged within the second stacking sequence.
  • the first stacking sequence is formed as an adhesive pre-composite, which can facilitate its embedding in the second stacking sequence. This can be achieved in a simple manner, for example, due to the adhesive nature of the two adhesive films. However, it is also possible that the first stacking sequence is not adhesively connected.
  • the second stacking sequence is evacuated before or during lamination, which has the advantage that air bubbles and other gaseous inclusions can be removed from the second stacking sequence.
  • the electro-optical functional film can in principle be designed in any way. Electrically switchable or controllable functional films are, for example, SPD (suspended particle device), PDLC (polymer dispersed liquid crystal), electrochromic or electroluminescent functional films and are known to those skilled in the art.
  • the functional film can also be a polymeric electrically conductive layer, for example containing at least one conjugated polymer or a polymer provided with conductive particles.
  • the functional film generally contains at least one carrier film with a functional layer.
  • the carrier film preferably contains a polymer, in particular polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), polyurethane (PU), polyethylene terephthalate (PET) or combinations thereof.
  • the method according to the invention can be used particularly advantageously for guest-host films with a functional layer made of a liquid-crystalline material with an embedded additive.
  • guest-host slides As such are well known to those skilled in the art, so there is no need to go into them in more detail here.
  • Guest-host films are commercially available, for example under the term “Light Control Film”, for example from Dai Nippon Printing Co., Ltd., Japan, under the product name LCF005(EU).
  • the electro-optical functional film is preferably a guest-host film.
  • the curable, optically transparent (clear) adhesive can in principle be chosen arbitrarily, as long as it is flowable or liquid in the uncured state or can be made (e.g. by increasing the temperature) and is irreversibly curable.
  • the transparent adhesive is based on silicone, for example.
  • Optically transparent adhesives are known under the acronym OCA (Optically Clear Adhesive), with the acronym LOCA (liquid optically clear adhesive) being used in particular for liquid optically transparent adhesives.
  • Optically transparent adhesives are characterized by a high optical quality and are particularly common where a virtually invisible adhesive layer is required, for example on displays or touch panels.
  • Optically transparent adhesives are often used for touch-sensitive displays, for example to firmly connect them to an LCD display or to firmly connect plastic covers to the touch-sensitive displays. After application, the optically transparent adhesive is often cured by UV radiation. Optically transparent adhesives are freely available commercially from a variety of suppliers.
  • the optically transparent (clear), curable adhesive can contain or consist of, for example, polyurethane (PU), polyacrylate, polyacetate resin, casting resin, silicone or a copolymer or mixture thereof.
  • the optically transparent adhesive advantageously contains or consists of a casting resin, in particular based on polyurethane or silicone.
  • the optically transparent adhesive can be hardened by thermal curing (ie heat supply), by electromagnetic radiation, in particular UV radiation, IR radiation or microwave radiation, by ultrasound, by moisture supply or by a chemical reaction of various components (in particular 2 -component adhesive).
  • the time required for the optically transparent adhesive to cure can be influenced by temperature in many curing processes. In particular, hardening can be accelerated by applying heat. Conversely, curing can be slowed down by cooling. The curing time can therefore be controlled, for example, by heating or cooling the optically transparent adhesive.
  • Each individual pane of the composite pane preferably contains or consists of glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, aluminosilicate glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene , polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and / or mixtures thereof.
  • Each pane particularly preferably contains or consists of glass, in particular soda-lime glass. Suitable glasses are known, for example, from EP 0847965 B1.
  • each individual pane of the composite pane can vary widely and be adapted to the requirements of the individual case.
  • Discs with standard thicknesses of 1.0 mm to 25 mm and preferably 1.4 mm to 2.1 mm are preferably used.
  • the size of the discs can vary widely and depends on the use.
  • the composite pane can have any three-dimensional shape and can be planar or slightly or strongly curved in one or more directions of space.
  • the composite pane preferably has a curvature, since the method according to the invention can be used particularly advantageously with curved composite panes. It goes without saying that the two individual panes of the composite pane are curved in a correspondingly precisely fitting manner. As usual, however, the two individual panes do not usually have an exact (matching) fit before laminating, but are rather subject to shape inaccuracies within the scope of the dimensional or production tolerances.
  • the layers and the layered frame made of a thermoplastic contain or preferably consist of polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (TPU) and/or polyethylene terephthalate (PET).
  • the thermoplastic is formed by one or more thermoplastic films arranged one above the other, the thickness of a thermoplastic film preferably being from 0.25 mm to 1 mm, typically 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the layers and the layered frame can consist of the same thermoplastic or different thermoplastics.
  • thermoplastics the information on viscosity or flowability given in the present description of the invention relates to each thermoplastic.
  • “transparent” means that the total transmission of the composite pane corresponds to the legal regulations in the European Union for windshields and front side windows and preferably has a transmittance for visible light of more than 70% and in particular of more than 75%.
  • “transparent” can also mean 10% to 70% light transmission. Accordingly, “opaque” means a light transmission of less than 15%, preferably less than 5%, in particular 0%.
  • Known processes for producing a composite pane can be used for lamination.
  • so-called autoclave processes can be carried out at an increased pressure of about 1 bar to 15 bar and temperatures of 100 ° C to 145 ° C for about 2 hours.
  • Known vacuum bag or vacuum ring processes work, for example, at around 200 mbar and 130 ° C to 145 ° C.
  • the two disks can also be pressed into a composite disk between at least one pair of rollers in a calender.
  • Systems of this type are known for producing composite panes and usually have at least one heating tunnel in front of a press shop. The temperature during the pressing process is, for example, from 40 °C to 150 °C. Combinations of calender and autoclave processes have proven particularly useful in practice.
  • vacuum laminators can be used. These consist of one or more heatable and evacuable chambers in which the first pane and the second pane can be laminated within, for example, about 60 minutes at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80 ° C to 170 ° C .
  • the invention further extends to a composite pane which is produced in particular by the method according to the invention.
  • the composite pane comprises, in this order, a first pane, at least a first intermediate layer made of a thermoplastic, a first adhesive layer made of an optically transparent, cured adhesive, an electro-optical functional film, a second adhesive layer made of an optically transparent, cured adhesive , wherein the first adhesive layer, the electro-optical functional film and the second adhesive layer are surrounded by a layered frame made of a thermoplastic, at least a second intermediate layer made of a thermoplastic and a second pane.
  • the invention extends to the use of the composite pane according to the invention on buildings or in means of transport for traffic on land, in the air or on water, in particular in motor vehicles, for example as a windshield, rear window, side windows and / or roof pane.
  • motor vehicles for example as a windshield, rear window, side windows and / or roof pane.
  • the use of the composite pane in motor vehicles is preferred, particularly preferably as a windshield or roof pane.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of an intermediate product for producing a first stacking sequence with an electro-optical functional film
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of a first stacking sequence with an electro-optical functional film
  • FIG. 3 shows a top view of the first stacking sequence of FIG. 2 with a layered frame
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the first stacking sequence of FIG. 3 with a layered frame
  • 5 is a cross-sectional view of a second stacking sequence with the first stacking sequence of FIGS. 3 and 4
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an embodiment of the composite pane according to the invention.
  • Fig. 7 is a flow chart to illustrate the method according to the invention.
  • Figure 1 shows a cross-sectional view of an intermediate product for forming a first stacking sequence 2 for use in the production of the composite pane 1 according to the invention in a simplified schematic representation.
  • a first adhesive film 4 made of an optically transparent, curable adhesive is arranged on one side or surface of an electro-optical functional film 9.
  • Figure 2 shows the first stacking sequence 2, in which, in addition to the first adhesive film 4, a second adhesive film 5 made of an optically transparent, curable adhesive is arranged on the other or opposite side or surface of the electro-optical functional film 9 .
  • the curable adhesive of the first adhesive film 4 and the curable adhesive of the second adhesive film 5 can be the same or different from each other, preferably they are the same.
  • the first stacking sequence 2 is produced as an adhesive pre-composite, which is easily possible since the two adhesive films 4, 5 here, for example, have an adhesive (sticky) property. This makes further processing of the first stacking sequence 2 easier.
  • the two adhesive films 4, 5 are, for example, each provided with cover films on both sides.
  • a cover film is first removed from the first adhesive film 4 and its sticky side is glued to the electro-optical functional film 9.
  • the first stacking sequence 2 produced as an adhesive pre-composite, then has a cover film on both surfaces, which makes it easy to store the first Stacking sequence 2 enabled. For further processing of the first stacking sequence 2, the cover films are removed.
  • the electro-optical functional film 5 is embedded between the two adhesive films 4, 5, so that the electro-optical functional film 5 is protected by the two adhesive films 4, 5 during lamination.
  • the electro-optical functional film 5 and the two adhesive films 4, 5 have the same dimensions, i.e. have the same area.
  • Figures 3 and 4 in which a layered frame 6 for the first stacking sequence of Figure 2 is illustrated.
  • Figure 3 shows a top view of the first stacking sequence 2
  • Figure 4 shows a cross-sectional view corresponding to the section line AA in Figure 3.
  • the first stacking sequence 2 is inserted into a cutout 7 of a thermoplastic frame film 8, which forms the layered frame 6 made of thermoplastic material for the first stacking sequence 2.
  • the electro-optical functional film 9 is inserted into the cutout 7, so that the remaining part of the frame film 8 completely surrounds the electro-optical functional film 9.
  • the cutout 7 is here, for example, in the middle of the frame film 8.
  • the thickness (i.e. dimension perpendicular to the first stacking sequence 2) of the frame 6 or the frame film 8 made of thermoplastic material and the thickness of the first stacking sequence 2 are the same, so that the first stacking sequence 2 does not protrude or set back in relation to the frame 6 made of thermoplastic material is.
  • Figure 5 shows a second stacking sequence 11 in a schematic cross-sectional view.
  • this includes the first stacking sequence 2 with the frame 6 made of thermoplastic material.
  • a first disk 3 is arranged with a first thermoplastic film 12 in between.
  • a second disk 10 is arranged with a second thermoplastic film 13 in between.
  • the second stack sequence 11 is laminated while increasing the temperature and applying pressure.
  • the temperature of the second stacking sequence 11 is increased without applying pressure, which results in the two adhesive films 4, 5 melting and liquefying from an optically transparent, curable adhesive.
  • the two thermoplastics also soften Plastic films 12, 13 due to the increase in temperature.
  • the second stacking sequence 11 is pressurized with further heating in order to laminate the two disks 3, 10, whereby the thermoplastic fuses.
  • the liquefied, optically transparent, curable adhesive protects the electro-optical functional film 9 from uneven pressure during lamination.
  • the second stacking sequence 11 is only pressurized when the viscosity of the optically transparent, curable adhesive of the two adhesive films 4, 5 is lower than the viscosity of the thermoplastic of the two thermoplastic films 12, 13. In other words, one Pressurization of the second stacking sequence 11 only occurs when the flowability of the optically transparent, curable adhesive of the two adhesive films 4, 5 is greater than the flowability of the thermoplastic of the two thermoplastic films 12, 13.
  • the two adhesive films 4, 5 are hardened, which here is done thermally, for example, for which purpose the second stacking sequence 11 is heated further beyond the maximum temperature used during laminating, although it is also possible for hardening takes place at the maximum temperature used during lamination.
  • the second stacking sequence 11 can be evacuated during lamination. After the curable adhesive has hardened, the composite pane 1 is firmly connected.
  • the composite pane 1 according to the invention which results after laminating the second stacking sequence 11 from Figure 5 and curing of the adhesive, is shown as an example.
  • it includes the first pane 3, a first intermediate layer 14 made of thermoplastic, the electro-optical functional film 9, which is surrounded by the layered frame 6 made of thermoplastic, a second intermediate layer 15 made of thermoplastic and the second pane 10.
  • the first intermediate layer 14 made of thermoplastic, the frame 6 made of thermoplastic and the second intermediate layer 15 made of thermoplastic are fused together.
  • the composite pane 1 can be installed in a building or motor vehicle and separates an interior from an external environment.
  • the composite pane 1 is the windshield of a motor vehicle.
  • the first disk 3 and the second disk 10 are each made of glass, preferably soda lime glass, and are transparent to visible light.
  • the thermoplastic used in the composite pane 1 preferably consists of polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (TPU) and / or polyethylene terephthalate (PET).
  • the outer surface of the first pane 3 faces the external environment and is at the same time the outer surface of the composite pane 1.
  • the inner surface of the second pane 10 faces the building or vehicle interior and is at the same time the inner surface of the composite pane 1.
  • the composite pane 1 may have any suitable geometric shape and/or curvature.
  • the composite pane 1 typically has a convex curvature.
  • the electro-optical functional film 9 integrated into the composite pane 1 is a guest-host film, as described above.
  • the first stacking sequence 2 was produced as an adhesive pre-composite. It would also be conceivable that the first stacking sequence 2 is not produced as an adhesive pre-composite.
  • the optically transparent, curable adhesive is designed in such a way that a reduction in viscosity occurs as a result of heating during lamination in step d), with the viscosity of the curable adhesive particularly preferably being reduced more than the viscosity of the thermoplastic, at least from a certain (minimum). -)Temperature the viscosity of the optically transparent, curable adhesive is lower than the viscosity of the thermoplastic.
  • the invention provides an improved method for producing a composite pane with an integrated electro-optical functional film.
  • An uneven pressurization of the electro-optical functional film between the two panes during lamination is avoided because the low-viscosity or liquefied adhesive on both sides of the electro-optical functional film compensates for uneven mechanical stress.
  • the method according to the invention can be easily implemented in the industrial series production of composite panes.
  • the composite panes with integrated electro-optical functional films can be produced easily, cost-effectively and with high optical quality.
  • thermoplastic plastic film 12 first thermoplastic plastic film 13 second thermoplastic plastic film

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1), welches die folgenden Schritte umfasst: • a) Ausbilden einer ersten Stapelfolge (2), welche in dieser Reihenfolge umfasst: • • - eine erste Klebstoff-Folie (4) aus einem optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff, • - eine elektro-optische Funktionsfolie (9), • - eine zweite Klebstoff-Folie (5) aus einem optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff, • b) Ausbilden eines schichtförmigen Rahmens (6) aus einem thermoplastischen Material um die erste Stapelfolge (2), • c) Ausbilden einer zweiten Stapelfolge (11), welche in dieser Reihenfolge umfasst: • - eine erste Scheibe (3), • - mindestens eine erste thermoplastische Kunststoff- Folie (12), • - die erste Stapelfolge (2) mit schichtförmigem Rahmen (6), • - mindestens eine zweite thermoplastische Kunststoff- Folie (13), • - eine zweite Scheibe (10), • d) Laminieren der zweiten Stapelfolge (11) durch Einwirken von Wärme und Druck, • e) Aushärten des optisch transparenten Klebstoffs.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Scheibenfertigung und betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe, eine durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Verbundscheibe, sowie deren Verwendung.
Verbundscheiben bestehen in aller Regel aus zwei Einzelscheiben, typischer Weise aus Glas, die über mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht fest miteinander verbunden sind. Moderne Verbundscheiben, insbesondere Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen, können in horizontaler und/oder vertikaler Richtung komplexe Krümmungen aufweisen, um aerodynamische Anforderungen und Designvorgaben der Automobilhersteller zu erfüllen. Sie umfassen zunehmend auch elektrisch steuerbare Funktionselemente, die Informationen für den Fahrer und/oder Beifahrer anzeigen, als Leuchtmittel dienen und/oder die optische Transparenz der Scheibe beispielsweise in Art einer Sonnenblende ändern können. Insbesondere kann die optische Transparenz von Scheiben großflächig geschaltet werden, beispielsweise in Dachscheiben, hinteren Seitenscheiben oder Trennscheiben. Vorteilhaft werden elektrisch steuerbare Funktionselemente in Form elektro-optischer Funktionsfolien in die Verbundscheibe eingebracht. So stellen insbesondere elektro-optische Funktionsfolien mit einer Funktionsschicht auf Flüssigkristallbasis, welche auf dem so genannten “Guest-Host“-Effekt basieren, eine interessante Möglichkeit dar, um eine elektro-optische Schaltfunktion in einer Verbundscheibe in einfacher Weise platzsparend, kostengünstig und zuverlässig in der Anwendung zu realisieren. Hier und im Weiteren werden elektro-optische Funktionsfolien mit einer Funktionsschicht auf Flüssigkristallbasis, welche auf dem “Guest- Host“- Effekt basieren, der Einfachheit halber als "Guest-Host-Folien" bezeichnet.
Guest-Host-Folien umfassen typischer Weise einen nematischen Flüssigkristall (Host), der mit einem Additiv (Guest) versehen ist, wobei als Additiv beispielsweise dichroitische Farbstoff-Moleküle eingesetzt werden, welche Licht anisotrop absorbieren. Da die Moleküle des Additivs eine längliche Form haben, kann deren Orientierung durch die Orientierung der Moleküle des Flüssigkristalls, d.h. Host, kontrolliert werden, was in der Praxis durch Anlegen eines elektrischen Felds an den Flüssigkristall erreicht wird. Auf diese Weise kann beispielsweise die optische Transparenz der Guest- Host- Folie durch ein externes elektrisches Feld sehr genau gesteuert werden. Beispielsweise können Windschutzscheiben hierdurch sehr vorteilhaft mit einer elektrisch schaltbaren Transparenz in Art einer Sonnenblende versehen werden. Bislang können Guest-Host-Folien nicht durch konventionelle, industriell eingesetzte Laminierungsverfahren in Verbundscheiben eingebracht werden. Grund hierfür ist, dass sich Guest-Host- Folien noch nicht in die üblichen Produktionsabläufe zur Herstellung von Verbundscheiben integrieren lassen. Tatsächlich stellt dies im Hinblick auf eine einfache und kostengünstige industrielle Serienfertigung von Verbundscheiben mit Guest-Host-Folien eine große Herausforderung dar. Wie sich in der Praxis gezeigt hat, reagieren Guest-Host-Folien, aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaft einer Flüssigkeit zu gleichen, sehr empfindlich auf mechanische Belastungen durch ungleichmäßigen Anpressdruck. Bereits kleinste lokale Abweichungen im Anpressdruck während des Laminierens der Verbundscheibe und in der laminierten Verbundscheibe führen zum Auftreten von lokalen optischen Defekten in den Guest-Host-Folien, wodurch die Verbundscheibe unbrauchbar werden kann.
In der Serienfertigung von gekrümmten Verbundscheiben lässt es sich aber nicht vermeiden, dass die Einzelscheiben der Verbundscheibe eine nicht exakt passgenaue Form haben. Vielmehr treten stets geringfügige Formabweichungen im Rahmen der üblichen Maßtoleranzen auf, die beim Laminieren zu lokal höheren Druckbelastungen führen. Bei gewöhnlichen Verbundscheiben ist dies unkritisch, da diese lokal höheren Druckbelastungen die optische Qualität der Verbundscheibe nicht beeinträchtigen. Hingegen genügen diese lokal höheren Druckbelastungen, um unerwünschte lokale optische Defekte (z.B. lokale Ver- oder Entfärbungen oder Trübungen) in Gu- est-Host-Folien zu erzeugen. Im Übrigen können lokale Formabweichungen oder lokal höhere Druckbelastungen bei der Herstellung von Verbundscheiben durchaus gewollt sein.
Bislang ist im Stand der Technik kein Verfahren zum Laminieren von Verbundscheiben bekannt, das die industrielle Serienfertigung einer Verbundscheibe mit einer in die Verbundscheibe integrierten Guest-Host-Folie als elektro-optisches Funktionselement in brauchbarer optischer Güte ermöglicht.
WO 2021/069354 A1 offenbart eine Verbundscheibe mit einer integrierten Funktionsfolie, wobei sich auf einer Seite der Funktionsfolie eine adhäsive Dünnschicht (nicht in Kombination mit einer thermoplastischen Folie) und auf der anderen Seite der Funktionsfolie thermoplastische Folien (nicht in Kombination mit einer adhäsiven Dünnschicht) befinden.
WO 2021/249801 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Verbundscheibe mit einer integrierten Funktionsfolie, bei dem zur Vermeidung einer mechanischen Druckbelastung der Funktionsfolie ausschließlich thermoplastische Folien eingesetzt werden. Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit einer integrierten Guest-Host-Folie bereitzustellen, durch das die Verbundscheibe mit hoher optischer Qualität in der industriellen Serienfertigung herstellbar ist. Insbesondere soll das Verfahren in bereits bestehenden Produktionsanlagen einsetzbar sein, wodurch Verbundscheiben mit integrierten Guest-Host-Folien in großer Zahl einfach, kostengünstig und zuverlässig herstellbar sein sollen.
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit einer elektro-optischen Funktionsfolie gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Herstellen einer Verbundscheibe, insbesondere Verbundglasscheibe, mit einer integrierten elektro-optischen Funktionsfolie gezeigt. Die elektro-opti- sche Funktionsfolie ist in die Verbundscheibe integriert, d.h. sie befindet sich zwischen den beiden Einzelscheiben der Verbundscheibe.
Das Verfahren zum Herstellen einer Verbundscheibe umfasst die folgenden Schritte, welche beispielsweise, jedoch nicht zwingend, in der angegebenen Reihenfolge gemäß alphabetischer Bezeichnung durchgeführt werden:
Schritt a)
Ausbilden einer ersten Stapelfolge, welche in dieser Reihenfolge umfasst: eine erste Klebstoff- Folie aus einem optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff, eine elektro-optische Funktionsfolie, eine zweite Klebstoff- Folie aus einem optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff.
Schritt b)
Ausbilden eines schichtförmigen Rahmens aus einem thermoplastischen Material um die erste Stapelfolge.
Schritt c)
Ausbilden einer zweiten Stapelfolge, welche in dieser Reihenfolge umfasst: eine erste Scheibe, mindestens eine erste thermoplastische Kunststoff- Folie, die zuvor hergestellte erste Stapelfolge mit schichtförmigem Rahmen, mindestens eine zweite thermoplastische Kunststoff-Folie, eine zweite Scheibe.
Schritt d)
Laminieren der zweiten Stapelfolge unter Einwirkung von Wärme und Druck.
Schritt e)
Aushärten des optisch transparenten Klebstoffs.
Beim Laminieren der zweiten Stapelfolge in Schritt d) werden die thermoplastischen Kunststoff- Folien aufgrund der Temperaturerhöhung erweicht, d.h. es tritt eine Verminderung der Viskosität bzw. Erhöhung der Fließfähigkeit des thermoplastischen Kunststoffs auf. Der thermoplastische Kunststoff kann auf diese Weise verschmelzen und nach Abkühlen, d.h. Verfestigen, eine feste Verbindung mit den angrenzenden Komponenten ausbilden. Die Verbundscheibe ist hierbei aber noch nicht fest verbunden. Eine feste Verbindung der Verbundscheibe liegt erst nach Aushärten des aushärtbaren Klebstoffs vor.
Der Begriff "Laminieren" beschreibt im Sinne vorliegender Erfindung das Erwärmen und Beaufschlagen mit Druck der zweiten Stapelfolge, sowie das Abkühlen der zweiten Stapelfolge bis zur Verfestigung der thermoplastischen Kunststoffschicht.
Die Klebstoff-Folien aus einem optisch transparentem, aushärtbaren Klebstoff schmelzen beim Laminieren in Schritt d) aufgrund der Temperaturerhöhung auf, wobei der aushärtbare Klebstoff so ausgebildet ist, dass durch die Einwirkung von Wärme beim Laminieren in Schritt d) eine Verminderung der Viskosität bzw. Erhöhung der Fließfähigkeit des Klebstoffs auftritt.
Vorzugsweise ist der optisch transparente, aushärtbare Klebstoffs so ausgebildet, dass sich die (absolute) Viskosität der aushärtbaren Klebstoffs (der ersten Klebstoff-Folie und der zweiten Klebstoff-Folie) stärker vermindert als die (absolute) Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs (der ersten thermoplastischen Kunststofffolie, der zweiten thermoplastischen Kunststofffolie und des schichtförmigen Rahmens). Mit anderen Worten, der aushärtbare Klebstoff wird durch die Temperaturerhöhung beim Laminieren stärker fließfähig als der thermoplastische Kunststoff. Somit tritt beim Laminieren in Schritt d) mit einer zunehmenden Erhöhung der Temperatur eine Verminderung der Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs und eine Verminderung der Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs auf, wobei besonders bevorzugt zumindest ab einer, von den verwendeten Materialien abhängigen, (Minimal-)Temperatur die Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs geringer ist als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs, d.h. die Fließfähigkeit des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs ist größer als die Fließfähigkeit des thermoplastischen Kunststoffs. Während des Erhöhens der Temperatur beim Laminieren in Schritt d) kann die Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs stets geringer sein als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs. Möglich ist jedoch auch, dass während des Erhöhens der Temperatur beim Laminieren in Schritt d) die Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs erst ab einer, von den verwendeten Materialien abhängigen, (Minimal-)Temperatur geringer ist als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs. Falls der optisch transparente, aushärtbare Klebstoff thermisch aushärtbar ist, nimmt die Viskosität mit weiterer Zunahme der Temperatur wieder zu, sobald die Vernetzung beginnt. Jedenfalls gibt es auch in diesem Fall einen Temperaturbereich, in dem die Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs geringer ist als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs.
Im Sinne vorliegender Erfindungsbeschreibung bezieht sich der Begriff "Viskosität" stets auf die absolute Viskosität, sodass eine Verminderung der Viskosität eine Verminderung der absoluten Viskosität betrifft. In Einklang mit dem gängigen Verständnis beschreibt die Viskosität die Zähflüssigkeit bzw. Fließfähigkeit einer Substanz, wobei die Fließfähigkeit umso größer ist, je kleiner die Viskosität ist, und umgekehrt. Als Viskosität kann im Sinne vorliegender Erfindung die dynamische Viskosität betrachtet werden, typischerweise gemessen in Millipascalsekunden (mPas). Die Messung der Viskosität kann durch dem Fachmann an sich geläufige Messmethoden erfolgen, beispielsweise durch ein Rotations-Rheometer, wobei nur wichtig ist, dass bei einer Messung der Viskositäten des thermoplastischen Kunststoffs und des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs eine selbe Messmethode verwendet wird. Ein Vergleich von Viskositäten des thermoplastischen Kunststoffs und des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs bezieht sich demnach auf eine gleiche Temperatur (und gleichen Druck) und eine selbe Messmethode zum Messen der Viskosität, beispielsweise und bevorzugt mittels eines Rotations-Rheometers, dessen Aufbau und Funktionsweise dem Fachmann geläufig ist, sodass hier nicht darauf eingegangen werden muss. In dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es besonders bevorzugt, wenn zumindest ab einer, von den verwendeten Materialien abhängigen, (Minimal-)Temperatur die Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs geringer ist als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs, d.h. die Fließfähigkeit des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs ist größer als die Fließfähigkeit des thermoplastischen Kunststoffs. Die Viskositäten können jeweils separat, d.h. außerhalb der zweiten Stapelfolge, ermittelt werden.
Eine Druckbeaufschlagung der zweiten Stapelfolge beim Laminieren in Schritt d) erfolgt erst dann, wenn die Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs der beiden Klebstoff-Folien durch Temperaturerhöhung so stark vermindert wurde, dass etwaige lokale Ungleichmäßigkeiten in der Druckbelastung durch den optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff aufgenommen werden können, sodass die elektro-optische Funktionsfolie gleichmäßig mit Druck beaufschlagt wird. Es versteht sich, dass der aushärtbare Klebstoff bei der Druckbeaufschlagung der zweiten Stapelfolge in Schritt d) noch nicht ausgehärtet ist.
Als "Druckbeaufschlagung" im Sinne vorliegender Erfindung wird generell ein gegenüber Umgebungsdruck erhöhter Druck, welcher an der zweiten Stapelfolge anliegt, verstanden. Es versteht sich, dass eine sehr geringe Druckbeaufschlagung, welche für das Laminieren nicht wirksam ist, auch zu keinem lokalen optischen Effekt in der elektro-optischen Funktionsfolie führt. Mit dem Begriff "Druckbeaufschlagung" kann demnach vernünftigerweise auch das Anlegen eines für die Lamination wirksamen Drucks an die zweite Stapelfolge verstanden werden. Jedenfalls muss bei Druckanlegung an die zweite Stapelfolge die Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs so gering sein, dass lokale Ungleichmäßigkeiten im Druck durch den aushärtbaren Klebstoff aufgenommen werden können.
Vorteilhaft erfolgt die Druckbeaufschlagung der zweiten Stapelfolge beim Laminieren in Schritt d), insbesondere mit einem für die Lamination wirksamen Druck, insbesondere mit einem beim Laminieren eingesetzten Maximaldruck, nur dann, wenn eine durch Erwärmen beim Laminieren in Schritt d) verringerte Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs geringer ist als eine durch Erwärmen beim Laminieren in Schritt d) verringerte Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs.
Die vorliegende Erfindung zeigt somit in vorteilhafter Weise einen neuen Weg auf, wie ein ungleichmäßiger Anpressdruck auf die elektro-optische Funktionsfolie, insbesondere bedingt durch lokale Formabweichungen der beiden Scheiben während des Laminierens, minimiert oder sogar komplett vermieden wird. Hierzu wird die elektro-optische Funktionsfolie nicht alleinig zwischen zwei thermoplastischen Zwischenfolien laminiert, welche lokale Belastungsspitzen aufgrund einer hierfür nicht genügenden Viskositätsverminderung in aller Regel zumindest nicht hinreichend aufnehmen können. Vielmehr wird die elektro-optische Funktionsfolie zwischen zwei Schichten aus einem optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff eingebettet, welche beim Laminieren durch Temperaturerhöhung eine solche Verminderung der Viskosität (Erhöhung der Fließfähigkeit) erfahren, dass sie einen ungleichmäßigen Belastungsdruck beiderseits der elektro-optischen Funktionsfolie aufnehmen können. Lokale Belastungsspitzen beim Verpressen der elektro-optischen Funktionsfolie zwischen den beiden Scheiben beim Laminieren können hierdurch effektiv und wirksam vermieden oder zumindest so stark vermindert werden, dass das Auftreten von optischen Defekten in der elektro-optischen Funktionsfolie verhindert wird. Beim Laminieren der zweiten Stapelfolge wirken mithin keine ungleichen Druckkräfte auf die elektro-optische Funktionsfolie ein, d.h. die Druckbelastung wird durch den aushärtbaren Klebstoff vergleichmäßigt.
Beim Laminieren in Schritt d) wird die zweite Stapelfolge erwärmt und mit Druck beaufschlagt, wobei die Lamination allgemein in einem bestimmten (wählbaren) Temperatur- und Druckbereich durchgeführt wird, wobei abhängig von den jeweils gewählten Verfahrensbedingungen stets eine Maximaltemperatur und ein Maximaldruck angebbar ist. Wie bereits ausgeführt, erfolgt eine Druckbeaufschlagung, insbesondere mit einem für die Laminierung wirksamen Druck, insbesondere mit dem Maximaldruck der zweiten Stapelfolge erst dann, wenn der optisch transparente, aushärtbare Klebstoff eine so stark verringerte Viskosität aufweist (welche besonders bevorzugt geringer ist als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs), dass auf die elektro-optische Funktionsfolie einwirkende lokale Ungleichmäßigkeiten im Druck aufgenommen werden können.
Der optisch transparente, aushärtbare Klebstoff wird vorzugsweise unter Druckbeaufschlagung der zweiten Stapelfolge ausgehärtet, das heißt, Schritt d) zum Laminieren der zweiten Stapelfolge unter Einwirkung von Wärme und Druck und Schritt e) zum Aushärten des optisch transparenten Klebstoffs werden vorzugsweise nicht zeitlich nacheinander, sondern zeitgleich ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass aufgrund des stark fließfähigen Zustands der Klebschichten Ungleichmäßigkeiten besonders gut ausgeglichen werden können und dieser Zustand dann durch Aushärten (immer noch unter Druck) quasi "konserviert" wird.
Im Unterschied zu den im Stand der Technik bekannten Laminierungsverfahren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein ungleichmäßiger Anpressdruck auf die elektro-optische Funktionsfolie vermieden und das Risiko des Auftretens von lokalen Defekten in der elektro-opti- schen Funktionsfolie wird minimiert. Dies ist ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Die insbesondere durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte (erhaltene) Verbundscheibe dient üblicherweise der Abtrennung eines Innenraums von einer äußeren Umgebung. Die Verbundscheibe umfasst eine erste Scheibe mit Außenseite und Innenseite sowie eine zweite Scheibe mit Innenseite und Außenseite, welche fest miteinander verbunden sind. Die erste Scheibe kann auch als Außenscheibe, die zweite Scheibe als Innenscheibe bezeichnet werden. Die Oberflächen bzw. Seiten der beiden Einzelscheiben werden von außen nach innen als Seite I, Seite II, Seite III und Seite IV bezeichnet. Beispielsweise ist die erste Scheibe die Außenscheibe der Verbundscheibe, die zweite Scheibe demnach deren Innenscheibe. Die Außenscheibe ist im verbauten Zustand der äußeren Umgebung zugewandt. Eine elektro-optischen Funktionsfolie befindet sich zwischen den beiden Einzelscheiben, d.h. ist in die Verbundscheibe integriert.
Die Folien aus thermoplastischem Material erweichen beim Laminieren durch die Temperaturerhöhung, wobei in der Verbundscheibe aus der mindestens einen ersten thermoplastischen Kunststoff-Folie eine erste Zwischenschicht aus thermoplastischem Material und aus der mindestens einen zweiten thermoplastischen Kunststoff-Folie eine zweite Zwischenschicht aus thermoplastischem Material gebildet werden. Entsprechendes gilt für den Rahmen aus thermoplastischem Material, der beim Laminieren mit den Zwischenschichten aus thermoplastischem Material verschmilzt. Nach dem Laminieren sind die beiden Schichten aus thermoplastischem Kunststoff und der Rahmen aus thermoplastischem Kunststoff miteinander verschmolzen. Auch in diesem Fall kann (zumindest gedanklich) ein schichtförmiger Rahmen um die elektro-optische Funktionsfolie definiert werden. Der schichtförmige Rahmen umgibt die elektro-optische Funktionsfolie vollständig umlaufend ohne Unterbrechung, d.h. vollumfänglich, in der Art eines Passepartouts. Der Rahmen ist schichtförmig ausgebildet, d.h. ist eine Schicht aus einem thermoplastischen Material, die die elektro-optische Funktionsfolie rahmenförmig umgibt.
In der zweiten Stapelfolge weisen die mindestens eine erste thermoplastische Kunststoff- Folie, die erste Stapelfolge mit schichtförmigem Rahmen und die mindestens eine zweite thermoplastische Kunststoff-Folie vorzugsweise gleiche Abmessungen auf, d.h. sind flächenmäßig gleich groß.
Die Schichten aus einem thermoplastischen Kunststoff und der schichtförmige Rahmen aus einem thermoplastischen Kunststoff werden jeweils durch mindestens eine thermoplastische Kunststoff-Folie bereitgestellt. Die erste Stapelfolge wird vorzugsweise in einen Ausschnitt mindestens einer thermoplastischen Kunststoff-Folie für den schichtförmigen Rahmen eingesetzt. Vorzugsweise weisen der schichtförmige Rahmen aus einem thermoplastischen Kunststoff und die erste Stapelfolge eine gleiche Dicke auf, sodass die erste Stapelfolge in Bezug auf den schichtförmigen Rahmen (in Richtung senkrecht zur elektro-optischen Funktionsfolie) nicht vorsteht und auch nicht rückversetzt ist.
Die zweite Stapelfolge wird aus der ersten Stapelfolge erzeugt, d.h. die erste Stapelfolge ist Bestandteil der zweiten Stapelfolge. Die zweite Stapelfolge ergibt sich durch Einbetten der ersten Stapelfolge in thermoplastische Kunststoff-Folien, wobei auf jeder Seite der ersten Stapelfolge mindestens eine thermoplastische Kunststoff-Folie angeordnet wird. Beiderseits der ersten Stapelfolge, auf den thermoplastischen Kunststoff-Folien, werden eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe angeordnet. Die zweite Stapelfolge wird durch Einwirken von Wärme und Druck, d.h. Temperaturerhöhung und Druckbeaufschlagung, laminiert, wobei sich der optisch transparente, aushärtbare Klebstoff stärker verflüssigt als der thermoplastische Kunststoff, sodass zumindest ab einer bestimmten (Minimal-)Temperatur die Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Kunststoffs geringer ist als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs.
Der optisch transparente, aushärtbare Klebstoff der beiden Klebstoff-Folien ist aushärtbar, d.h. kann irreversibel in einen ausgehärteten Zustand gebracht werden. Typischer Weise handelt es sich um einen Kunststoff, der durch Aushärten in einen polymervernetzten Zustand gebracht wird. Dies unterscheidet den aushärtbaren Klebstoff wesentlich von einem thermoplastischen Kunststoff, der zwar auch optisch transparent ist, aber durch Wärmezufuhr reversibel zum Erweichen gebracht werden kann. Im Unterschied hierzu kann der aushärtbare Klebstoff nicht mehr in den fließfähigen Zustand gebracht werden, wenn er erst einmal ausgehärtet ist. Der optisch transparente, aushärtbare Klebstoff ist somit kein thermoplastischer Kunststoff. Im Sinne vorliegender Erfindung sind die Begriffe "aushärtbarer Klebstoff" und "thermoplastischer Kunststoff" in diesem Sinne zu verstehen.
Der aushärtbare, optisch transparente Klebstoff kann durch Wärme, Einwirken von elektromagnetischer Strahlung, vorzugsweise UV-Strahlung, und/oder chemisch ausgehärtet werden. Vorzugsweise erfolgt die Aushärtung durch Wärmezufuhr bzw. Temperaturerhöhung und/oder UV- Strahlung. Besonders bevorzugt erfolgt die Aushärtung des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs durch Wärmezufuhr, wobei eine Aushärtung des aushärtbaren Klebstoffs bei oder unterhalb einer beim Laminieren der zweiten Stapelfolge in Schritt d) eingesetzten Maximaltemperatur erfolgen kann. Möglich ist jedoch auch, dass eine Aushärtung des aushärtbaren Klebstoffs oberhalb einer beim Laminieren der zweiten Stapelfolge in Schritt d) eingesetzten Maxim altem peratur erfolgt. Jedenfalls wird der aushärtbare Klebstoff beim Laminieren durch Erwärmen zunächst verflüssigt (Übergang vom festen Aggregatszustand in den flüssigen Aggregatszustand) und bei weiterem Erwärmen ausgehärtet (irreversibler Übergang vom flüssigen Aggregatszustand in den festen Aggregatszustand). Dies stellt in sehr vorteilhafter Weise eine besonders effiziente Verfahrensführung dar. Die Druckbeaufschlagung der zweiten Stapelfolge erfolgt nur dann, wenn der aushärtbare Klebstoff eine hinreichend niedrigere Viskosität hat, welche besonders bevorzugt geringer ist als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs, so dass lokale Druckunterschiede beim Laminieren aufgenommen werden können. Wie bereits ausgeführt, gibt es besonders bevorzugt zumindest einen Temperaturbereich, in dem die Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs geringer ist als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs. Falls die Aushärtung des aushärtbaren Klebstoffs oberhalb der beim Laminieren eingesetzten Maximaltemperatur erfolgt, wird die Temperatur der zweiten Stapelfolge in entsprechender Weise weiter erhöht.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst die erste Stapelfolge ausgebildet, die dann innerhalb der zweiten Stapelfolge angeordnet wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste Stapelfolge als ein adhäsiver Vorverbund ausgebildet, was deren Einbettung in die zweite Stapelfolge erleichtern kann. Dies kann beispielsweise aufgrund eines adhäsiven Charakters der beiden Klebstoff-Folien in einfacher Weise erreicht werden. Möglich ist jedoch auch, dass die erste Stapelfolge nicht adhäsiv verbunden ist.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zweite Stapelfolge vor oder beim Laminieren evakuiert, was den Vorteil hat, dass Luftblasen und andere gasförmige Einschlüsse aus der zweiten Stapelfolge entfernt werden können.
Die elektro-optische Funktionsfolie kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Elektrisch schaltbare oder regelbare Funktionsfolien sind beispielsweise SPD-(suspended particle device), PDLC-(polymer dispersed liquid crystal), elektrochrome oder elektrolumineszente Funktionsfolien und sind dem Fachmann an sich bekannt. Die Funktionsfolie kann auch eine polymere elektrisch leitfähige Schicht sein, beispielsweise enthaltend zumindest ein konjugiertes Polymer oder ein mit leitfähigen Partikeln versehenes Polymer. Die Funktionsfolie enthält in aller Regel mindestens eine Trägerfolie mit einer Funktionsschicht. Die Trägerfolie enthält bevorzugt ein Polymer, insbesondere Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU), Polyethylentereph- thalat (PET) oder Kombinationen daraus.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft bei Guest-Host-Folien mit einer Funktionsschicht aus einem flüssigkristallinen Material mit einem eingelagerten Additiv einsetzbar. Auf die vorstehenden Ausführungen zu Guest-Host-Folien wird Bezug genommen. Dem Fachmann sind Guest-Host-Folien als solche wohlbekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss. Im Handel sind Guest-Host-Folien beispielsweise unter dem Begriff "Lichtkontrollfolien" (Light Control Film) verfügbar, beispielsweise von Dai Nippon Printing Co., Ltd., Japan, unter dem Produktnamen LCF005(EU). Bevorzugt ist die elektro-optische Funktionsfolie eine Gu- est-Host-Folie.
Der aushärtbare optisch transparente (klare) Klebstoff kann grundsätzlich beliebig gewählt sein, solange er im nicht ausgehärteten Zustand fließfähig bzw. flüssig ist bzw. gemacht werden kann (z.B. durch Temperaturerhöhung) und irreversibel aushärtbar ist. Der transparente Klebstoff basiert beispielsweise auf Silikon. Bekannt sind optisch transparente Klebstoffe unter dem Akronym OCA (Optically Clear Adhesive), wobei für flüssige optisch transparente Klebstoffe insbesondere das Akronym LOCA (liquid optically clear adhesive) verwendet wird. Optisch transparente Klebstoffe zeichnen sich durch eine hohe optische Qualität aus und sind vor allem dort gebräuchlich, wo eine quasi unsichtbare Klebstoffschicht erforderlich ist, beispielsweise bei Displays oder Touch Panels. So finden optisch transparente Klebstoffe vielfach Verwendung bei berührungsempfindlichen Displays, beispielsweise um diese mit einer LCD-Anzeige fest zu verbinden oder auch um Plastik-Abdeckungen mit den berührungsempfindlichen Displays fest zu verbinden. Nach dem Aufbringen wird der optisch transparente Klebstoff häufig durch UV-Strahlung ausgehärtet. Im Handel sind optisch transparente Klebstoffe von einer Vielzahl von Anbietern frei erhältlich.
Der optisch transparente (klare), aushärtbare Klebstoff kann beispielsweise Polyurethan (PU), Polyacrylat, Polyacetatharz, Gießharz, Silikon oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten oder hieraus bestehen. Vorteilhaft enthält oder besteht der optisch transparente Klebstoff aus einem Gießharz, insbesondere auf Polyurethan- oder Silikon-Basis. Je nach verwendetem Klebstoff kann ein Aushärten des optisch transparenten Klebstoffs erfolgen durch thermisches Aushärten (d.h. Wärmezufuhr), durch elektromagnetische Strahlung, insbesondere UV-Strahlung, IR-Strahlung oder Mikrowellenstrahlung, durch Ultraschall, durch Feuchtigkeitszufuhr oder durch eine chemische Reaktion verschiedener Komponenten (insbesondere 2-Komponentenklebstoff). Die Zeit, die für das Aushärten des optisch transparenten Klebstoffs benötigt wird, kann bei vielen Härtungsprozessen durch die Temperatur beeinflusst werden. Insbesondere kann das Aushärten durch Wärmezufuhr beschleunigt werden. Umgekehrt kann das Aushärten durch Kühlen verlangsamt werden. Die Zeit des Aushärtens kann also beispielsweise dadurch kontrolliert werden, dass der optisch transparente Klebstoff erwärmt beziehungsweise gekühlt wird.
Jede Einzelscheibe der Verbundscheibe (d.h. erste Scheibe und zweite Scheibe) enthält oder besteht bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alumosilikatglas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Besonders bevorzugt enthält oder besteht jede Scheibe aus Glas, insbesondere Kalk-Natron-Glas. Geeignete Gläser sind beispielsweise aus EP 0847965 B1 bekannt.
Die Dicke einer jeden Einzelscheibe der Verbundscheibe kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 1 ,0 mm bis 25 mm und bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,1 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.
Die Verbundscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen und planar oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen sein. Vorzugsweise weist die Verbundscheibe eine Krümmung auf, da das erfindungsgemäße Verfahren bei gekrümmten Verbundscheiben besonders vorteilhaft einsetzbar ist. Er versteht sich, dass die beiden Einzelscheiben der Verbundscheibe in entsprechender Weise passgenau gekrümmt sind. Wie üblich, weisen die beiden Einzelscheiben vor dem Laminieren jedoch in aller Regel keine exakte (übereinstimmende) Passform auf, sondern sind vielmehr im Rahmen der Maß- bzw. Produktionstoleranzen mit Formungenauigkeiten behaftet.
Die Schichten und der schichtförmige Rahmen aus einem thermoplastischen Kunststoff enthalten oder bestehen bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), thermoplastisches Polyurethan (TPU) und/oder Polyethylenterephthalat (PET). Der thermoplastische Kunststoff wird durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet, wobei die Dicke einer thermoplastischen Folie bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm.
Die Schichten und der schichtförmige Rahmen können aus einem gleichen thermoplastischen Kunststoff oder voneinander verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen bestehen. Bei verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen beziehen sich die in der vorliegenden Erfindungsbeschreibung gemachten Angaben zur Viskosität bzw. Fließfähigkeit auf jeden thermoplastischen Kunststoff.
Im Sinne vorliegender Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Verbundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen in der Europäischen Union für Windschutzscheiben und vordere Seitenscheiben entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 70% und insbesondere von mehr als 75% aufweist. Für hintere Seitenscheiben, Dachscheiben und Heckscheiben kann "transparent" auch 10% bis 70% Lichttransmission bedeuten. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 5%, insbesondere 0%.
Für das Laminieren können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden. Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 1 bar bis 15 bar und Temperaturen von 100 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 130 °C bis 145 °C. Die beiden Scheiben können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Verbundscheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuum- laminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die erste Scheibe und die zweite Scheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden können. Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Verbundscheibe, die insbesondere durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt ist. Die Verbundscheibe umfasst in dieser Reihenfolge eine erste Scheibe, mindestens eine erste Zwischenschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff, eine erste Klebstoff-Schicht aus einem optisch transparenten, ausgehärteten Klebstoff, eine elektro-optische Funktionsfolie, eine zweite Klebstoff-Schicht aus einem optisch transparenten, ausgehärteten Klebstoff, wobei die erste Klebstoff-Schicht, die elektro-optische Funktionsfolie und die zweite Klebstoff-Schicht von einem schichtförmigen Rahmen aus einem thermoplastischen Kunststoff umgeben sind, mindestens eine zweite Zwischenschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff und eine zweite Scheibe.
Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe an Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben und/oder Dachscheibe. Erfindungsgemäß bevorzugt ist die Verwendung der Verbundscheibe in Kraftfahrzeugen, besonders bevorzugt als Windschutzscheibe oder Dachscheibe.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend weiter erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:
Fig. 1 eine Querschnittansicht eines Zwischenprodukts zur Herstellung einer ersten Stapelfolge mit elektrooptischer Funktionsfolie,
Fig. 2 eine Querschnittansicht einer ersten Stapelfolge mit elektrooptischer Funktionsfolie,
Fig. 3 eine Aufsicht der ersten Stapelfolge von Fig. 2 mit schichtförmigem Rahmen,
Fig. 4 eine Querschnittansicht der ersten Stapelfolge von Fig. 3 mit schichtförmigem Rahmen, Fig. 5 eine Querschnittansicht einer zweiten Stapelfolge mit der ersten Stapelfolge der Figuren 3 und 4,
Fig. 6 eine Querschnittansicht einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Anhand der Figuren 1 bis 6 werden das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe und die insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnete, erfindungsgemäße Verbundscheibe beispielhaft erläutert.
Seien zunächst die Figuren 1 und 2 betrachtet. Figur 1 zeigt eine Querschnittansicht eines Zwischenprodukts zum Ausbilden einer ersten Stapelfolge 2 zur Verwendung bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 in einer vereinfachten schematischen Darstellung. Hierbei wird auf einer Seite bzw. Oberfläche einer elektro-optischen Funktionsfolie 9 eine erste Klebstoff-Folie 4 aus einem optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff angeordnet. Figur 2 zeigt die erste Stapelfolge 2, bei der, ergänzend zur ersten Klebstoff-Folie 4, auf der anderen bzw. gegenüberliegenden Seite bzw. Oberfläche der elektro-optischen Funktionsfolie 9 eine zweite Klebstoff-Folie 5 aus einem optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff angeordnet ist. Der aushärtbare Klebstoff der ersten Klebstoff-Folie 4 und der aushärtbare Klebstoff der zweiten Klebstoff-Folie 5 können gleich oder voneinander verschieden sein, vorzugsweise sind sie gleich. Die erste Stapelfolge 2 wird als adhäsiver Vorverbund erzeugt, was leicht möglich ist, da die beiden Klebstoff-Folien 4, 5 hier beispielsweise eine adhäsive (klebende) Eigenschaft aufweisen. Dies erleichtert die Weiterverarbeitung der ersten Stapelfolge 2.
Die beiden Klebstoff-Folien 4, 5 sind beispielsweise jeweils auf beiden Seiten mit Abdeckfolien versehen. Zur Herstellung der ersten Stapelfolge 2 wird beispielsweise zunächst eine Abdeckfolie von der ersten Klebstoff-Folie 4 abgezogen und diese mit ihrer klebrigen Seite auf die elektrooptische Funktionsfolie 9 geklebt. Daraufhin wir der Verbund aus elektro-optischer Funktionsfolie 9 und erster Klebstoff-Folie 4 um 180° gewendet, von der zweiten Klebstoff-Folie 5 eine Abdeckfolie abgezogen, und die zweite Klebstoff-Folie 5 mit ihrer klebrigen Seite auf die elektro-optische Funktionsfolie 9 geklebt. Die als adhäsiver Vorverbund hergestellte erste Stapelfolge 2 verfügt dann an beiden Oberflächen über eine Abdeckfolie, was eine einfache Lagerung der ersten Stapelfolge 2 ermöglicht. Für die Weiterverarbeitung der ersten Stapelfolge 2 werden die Abdeckfolien abgezogen.
In der in Figur 2 gezeigten ersten Stapelfolge 2 ist die elektro-optische Funktionsfolie 5 zwischen den beiden Klebefolien 4, 5 eingebettet, sodass die elektro-optische Funktionsfolie 5 beim Laminieren durch die beiden Klebefolien 4, 5 geschützt ist. Die elektro-optische Funktionsfolie 5 und die beiden Klebefolien 4, 5 haben die gleichen Abmessungen, d.h. sind flächenmäßig gleich.
Es wird nun Bezug auf die Figuren 3 und 4 genommen, worin ein schichtförmiger Rahmen 6 für die erste Stapelfolge von Figur 2 veranschaulicht ist. Figur 3 zeigt eine Aufsicht auf die erste Stapelfolge 2, Figur 4 eine Querschnittansicht entsprechend der Schnittlinie A-A in Figur 3.
Wie in Figur 3 gut erkennbar, wird die erste Stapelfolge 2 in einen Ausschnitt 7 einer thermoplastischen Rahmenfolie 8 eingesetzt, welche den schichtförmigen Rahmen 6 aus thermoplastischem Material für die erste Stapelfolge 2 ausbildet. Die elektro-optische Funktionsfolie 9 ist in den Ausschnitt 7 eingesetzt ist, sodass der verbleibende Teil der Rahmenfolie 8 die elektro-optische Funktionsfolie 9 vollumfänglich umgibt. Der Ausschnitt 7 ist hier beispielsweise mittig in die Rahmenfolie 8 eingebracht. Die Dicke (d.h. Abmessung senkrecht zur ersten Stapelfolge 2) des Rahmens 6 bzw. der Rahmenfolie 8 aus thermoplastischem Material und die Dicke der ersten Stapelfolge 2 sind gleich, sodass die erste Stapelfolge 2 in Bezug auf den Rahmen 6 aus thermoplastischem Material nicht hervorsteht oder rückversetzt ist. Obgleich in Figur 4 nur eine einzige Rahmenfolie 8 veranschaulicht ist, wäre es gleichermaßen möglich, dass zwei oder mehr Rahmenfolien mit einem gemeinsamen Ausschnitt für die elektro-optische Funktionsfolie 9 eingesetzt werden.
Figur 5 zeigt eine zweite Stapelfolge 11 in einer schematischen Querschnittansicht. Diese umfasst in hier beispielsweise in mittiger Position die erste Stapelfolge 2 mit dem Rahmen 6 aus thermoplastischem Material. Auf der einen Seite der ersten Stapelfolge 2 ist unter Zwischenlage einer ersten thermoplastischen Kunststoff-Folie 12 eine erste Scheibe 3 angeordnet. Auf der anderen Seite der ersten Stapelfolge 2 ist unter Zwischenlage einer zweiten thermoplastischen Kunststoff- Folie 13 eine zweite Scheibe 10 angeordnet.
Die zweite Stapelfolge 11 wird unter Temperaturerhöhung und Druckbeaufschlagung laminiert. Zunächst wird die Temperatur der zweiten Stapelfolge 11 ohne Druckbeaufschlagung erhöht, was zur Folge hat, dass die beiden Klebstoff-Folien 4, 5 aus einem optisch transparentem, aushärtbaren Klebstoff aufschmelzen und verflüssigen. Zudem erweichen die beiden thermoplastischen Kunststoff-Folien 12, 13 aufgrund der Temperaturerhöhung. Nachdem die beiden Klebstoff-Folien 4, 5 verflüssigt wurden, wird die zweite Stapelfolge 11 unter weiterer Erwärmung mit Druck beaufschlagt, um die beiden Scheiben 3, 10 zu laminieren, wobei der thermoplastische Kunststoff verschmilzt. Der verflüssigte, optisch transparente, aushärtbare Klebstoff schützt die elektro-op- tische Funktionsfolie 9 hierbei vor ungleichmäßiger Druckeinwirkung beim Laminieren. Eine Druckbeaufschlagung der zweiten Stapelfolge 11 erfolgt erst dann, wenn die Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs der beiden Klebstoff-Folien 4, 5 niedriger ist als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs der beiden thermoplastischen Kunststoff-Folien 12, 13. Mit anderen Worten, eine Druckbeaufschlagung der zweiten Stapelfolge 11 erfolgt erst dann, wenn die Fließfähigkeit des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs der beiden Klebstoff- Folien 4, 5 größer ist die Fließfähigkeit des thermoplastischen Kunststoffs der beiden thermoplastischen Kunststoff-Folien 12, 13.
Noch während der Druckbeaufschlagung beim Laminieren werden die beiden Klebstoff-Folien 4, 5 ausgehärtet, was hier beispielsweise thermisch erfolgt, zu welchem Zweck die zweite Stapelfolge 11 über die beim Laminieren eingesetzte Maximaltemperatur hinaus weiter erwärmt wird, wobei aber auch möglich ist, dass eine Aushärtung schon bei der beim Laminieren eingesetzten Maximaltemperatur erfolgt. Wie dem Fachmann bekannt ist, kann die zweite Stapelfolge 11 beim Laminieren evakuiert werden. Nach Aushärten des aushärtbaren Klebstoffs ist die Verbundscheibe 1 fest verbunden.
In Figur 6 ist die erfindungsgemäße Verbundscheibe 1 , welche sich nach Laminieren der zweiten Stapelfolge 11 von Figur 5 und Aushärten des Klebstoffs ergibt, beispielhaft gezeigt. Sie umfasst in dieser Reihenfolge die erste Scheibe 3, eine erste Zwischenschicht 14 aus thermoplastischem Kunststoff, die elektro-optische Funktionsfolie 9, die von dem schichtförmigen Rahmen 6 aus thermoplastischem Kunststoff umgeben ist, eine zweite Zwischenschicht 15 aus thermoplastischem Kunststoff und die zweite Scheibe 10. Angrenzend an die elektro-optische Funktionsfolie 9 befindet sich eine erste Klebstoffschicht 16 aus ausgehärtetem Klebstoff und eine zweite Klebstoffschicht 17 aus ausgehärtetem Klebstoff. Die erste Zwischenschicht 14 aus thermoplastischem Kunststoff, der Rahmen 6 aus thermoplastischem Kunststoff und die zweite Zwischenschicht 15 aus thermoplastischem Kunststoff sind miteinander verschmolzen.
Die Verbundscheibe 1 kann in ein Gebäude oder Kraftfahrzeug eingebaut werden und trennt einen Innenraum von einer äußeren Umgebung ab. Beispielsweise ist die Verbundscheibe 1 die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Die erste Scheibe 3 und die zweite Scheibe 10 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise Kalk-Natron-Glas, und sind für sichtbares Licht transparent. Der in der Verbundscheibe 1 eingesetzte thermoplastische Kunststoff besteht vorzugsweise aus Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), thermoplastisches Polyurethan (TPU) und/oder Polyethylenterephthalat (PET).
Die Außenfläche der ersten Scheibe 3 ist der äußeren Umgebung zugewandt und ist gleichzeitig die Außenfläche der Verbundscheibe 1. Die Innenfläche der zweiten Scheibe 10 ist dem Gebäude- oder Fahrzeuginnenraum zugewandt und ist gleichzeitig die Innenfläche der Verbundscheibe 1. Es versteht sich, dass die Verbundscheibe 1 jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann. Als Windschutzscheibe weist die Verbundscheibe 1 typischer Weise eine konvexe Wölbung auf. Vorzugsweise handelt es sich bei der in der Verbundscheibe 1 integrierten elektro-optischen Funktionsfolie 9 um eine Guest-Host-Folie, wie sie vorstehend beschrieben wurde.
In dem vorstehend veranschaulichten Verfahren zur Herstellung der Verbundscheibe 1 wurde die erste Stapelfolge 2 als adhäsiver Vorverbund erzeugt. Denkbar wäre auch, dass die erste Stapelfolge 2 nicht als adhäsiver Vorverbund erzeugt wird.
In Figur 7 ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ablaufdiagramms nochmals veranschaulicht. Es umfasst die folgenden Schritte in dieser Reihenfolge: a) Ausbilden einer ersten Stapelfolge 2, welche in dieser Reihenfolge umfasst: eine erste Klebstoff- Folie 4 aus einem optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff, eine elektro-optische Funktionsfolie 9, eine zweite Klebstoff- Folie 5 aus einem optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff, b) Ausbilden eines schichtförmigen Rahmens 6 aus einem thermoplastischen Material um die erste Stapelfolge 2, c) Ausbilden einer zweiten Stapelfolge 11 , welche in dieser Reihenfolge umfasst: eine erste Scheibe 3, mindestens eine erste thermoplastische Kunststoff-Folie 12, die erste Stapelfolge 2 mit schichtförmigem Rahmen 6, mindestens eine zweite thermoplastische Kunststoff- Folie 13, eine zweite Scheibe 10, d) Laminieren der zweiten Stapelfolge 11 durch Einwirken von Wärme und Druck, e) Aushärten des optisch transparenten Klebstoffs. Der optisch transparente, aushärtbare Klebstoff ist so ausgebildet, dass durch Erwärmen beim Laminieren in Schritt d) eine Verminderung der Viskosität auftritt, wobei sich besonders bevorzugt die Viskosität der aushärtbaren Klebstoffs stärker vermindert als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs, wobei zumindest ab einer bestimmten (Minimal-)Temperatur die Viskosität des optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoffs niedriger ist als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs.
Aus obigen Ausführungen ergibt sich, dass die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit einer integrierten elektro-optischen Funktionsfolie bereitstellt. Eine ungleichmäßige Druckbeaufschlagung der elektro-optischen Funktionsfolie zwischen den beiden Scheiben beim Laminieren wird vermieden, da der niedrig-visköse bzw. verflüssigte Klebstoff auf beiden Seiten der elektro-optischen Funktionsfolie eine ungleichmäßige mechanische Belastung ausgleicht. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einfacher Weise in der industriellen Serienfertigung von Verbundscheiben implementiert werden. Die Verbundscheiben mit integrierten elektro-optische Funktionsfolien können einfach, kostengünstig und mit hoher optischer Qualität produziert werden.
Bezugszeichenliste
1 Verbundscheibe
2 erste Stapelfolge 3 erste Scheibe
4 erste Klebstoff-Folie
5 zweite Klebstoff-Folie
6 Rahmen
7 Ausschnitt 8 Rahmenfolie
9 elektro-optische Funktionsfolie
10 zweite Scheibe
11 zweite Stapelfolge
12 erste thermoplastische Kunststoff-Folie 13 zweite thermoplastische Kunststoff-Folie
14 erste Zwischenschicht
15 zweite Zwischenschicht
16 erste Klebstoffschicht
17 zweite Klebstoffschicht

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1), welches die folgenden Schritte umfasst: a) Ausbilden einer ersten Stapelfolge (2), welche in dieser Reihenfolge umfasst: eine erste Klebstoff- Folie (4) aus einem optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff, eine elektro-optische Funktionsfolie (9), eine zweite Klebstoff- Folie (5) aus einem optisch transparenten, aushärtbaren Klebstoff, b) Ausbilden eines schichtförmigen Rahmens (6) aus einem thermoplastischen Material um die erste Stapelfolge (2), c) Ausbilden einer zweiten Stapelfolge (11), welche in dieser Reihenfolge umfasst: eine erste Scheibe (3), mindestens eine erste thermoplastische Kunststoff- Folie (12), die erste Stapelfolge (2) mit schichtförmigem Rahmen (6), mindestens eine zweite thermoplastische Kunststoff- Folie (13), eine zweite Scheibe (10), d) Laminieren der zweiten Stapelfolge (11) durch Einwirken von Wärme und Druck, e) Aushärten des optisch transparenten Klebstoffs.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei welchem der aushärtbare Klebstoff so ausgebildet ist, dass durch Erwärmen beim Laminieren in Schritt d) eine Verminderung der Viskosität auftritt, wobei sich die Viskosität des aushärtbaren Klebstoffs stärker vermindert als die Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem eine Druckbeaufschlagung der zweiten Stapelfolge (11) in Schritt d), insbesondere mit einem für die Lamination wirksamen Druck, nur dann erfolgt, wenn eine durch Erwärmen beim Laminieren in Schritt d) verringerte Viskosität des aushärtbaren Klebstoffs geringer ist als eine durch Erwärmen beim Laminieren in Schritt d) verringerte Viskosität des thermoplastischen Kunststoffs.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der aushärtbare Klebstoff durch Einwirken von Wärme ausgehärtet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem der aushärtbare Klebstoff bei oder unterhalb einer beim Laminieren der zweiten Stapelfolge (11) in Schritt d) eingesetzten Maxim altem peratur ausgehärtet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem der aushärtbare Klebstoff oberhalb einer beim Laminieren der zweiten Stapelfolge (11) in Schritt d) eingesetzten Maximaltemperatur ausgehärtet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem in Schritt e) der aushärtbare Klebstoff durch Einwirken von elektromagnetischer Strahlung und/oder chemisch ausgehärtet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem der optisch transparente Klebstoff während einer Druckbeaufschlagung in Schritt d) beim Laminieren der zweiten Stapelfolge (11) ausgehärtet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die erste Stapelfolge (2) als ein adhäsiver Vorverbund ausgebildet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem zum Ausbilden des schichtförmigen Rahmens (6) die erste Stapelfolge (2) in einen Ausschnitt (7) mindestens einer thermoplastischen Kunststoff- Folie (8) eingesetzt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem in Schritt d) die zweite Stapelfolge (11) beim Laminieren evakuiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 11 , bei welchem die elektro-optische Funktionsfolie (9) eine Guest- Host- Folie mit einer Funktionsschicht aus einem flüssigkristallinen Material mit einem eingelagerten Additiv umfasst.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem die erste Scheibe (3) und/oder die zweite Scheibe (10) aus Glas, insbesondere aus Kalk-Natron Glas, bestehen.
14. Verbundscheibe (1), insbesondere erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, welche in dieser Reihenfolge umfasst: eine erste Scheibe (3), mindestens eine erste Zwischenschicht (14) aus einem thermoplastischen Kunststoff, eine erste Klebstoff-Schicht (16) aus einem optisch transparenten, ausgehärteten Klebstoff, eine elektro-optische Funktionsfolie (9), eine zweite Klebstoff-Schicht (17) aus einem optisch transparenten, ausgehärteten Klebstoff, wobei die erste Klebstoff-Schicht (16), die elektro- optische Funktionsfolie (9) und die zweite Klebstoff-Schicht (17) von einem schichtförmigen Rahmen (6) aus einem thermoplastischen Kunststoff umgeben sind, mindestens eine zweite Zwischenschicht (15) aus einem thermoplastischen Kunststoff, eine zweite Scheibe (10).
15. Verwendung der Verbundscheibe (1) nach Anspruch 14 an Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben und/oder Dachscheibe.
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