WO2024041799A1 - Fahrzeugscheibe mit opaker abdeckschicht - Google Patents

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WO2024041799A1
WO2024041799A1 PCT/EP2023/068864 EP2023068864W WO2024041799A1 WO 2024041799 A1 WO2024041799 A1 WO 2024041799A1 EP 2023068864 W EP2023068864 W EP 2023068864W WO 2024041799 A1 WO2024041799 A1 WO 2024041799A1
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WO
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layer
substrate
vehicle window
aluminum nitride
titanium
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PCT/EP2023/068864
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English (en)
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Li-Ya Yeh
Jan Hagen
Roberto ZIMMERMANN
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Saint-Gobain Glass France
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Definitions

  • the invention relates to a vehicle window with an opaque covering layer, a method for its production and its use.
  • Composite panes which comprise at least two panes and at least one polymer film glued between the panes, have been used extensively for decades in various technical areas, particularly in building glazing and vehicle construction.
  • the selection of the materials used and the dimensioning of the components depend on the requirements of the specific intended use, in particular with regard to the desired mechanical strength of the finished glazing, taking into account the boundary conditions set by the framing and any add-on parts.
  • the US 6,708,595 B1 discloses an armored laminated glass pane for motor vehicles, which comprises a stacking sequence of several panes and several adhesive intermediate layers in between.
  • Automotive windows often include an opaque masking print, also referred to as black print or black enamel, to obscure certain areas of the glazing, for example the area where the window is bonded to the body or areas where electrical connections are placed.
  • the opaque cover print is intended to protect the bond from the effects of UV light in order to avoid decomposition of the adhesive.
  • the currently standard opaque covering print is a black enamel, which is a type of ceramic composite composed of glass frits with other elements.
  • Printed enamels containing SiO2, Bi2Ü3, ZnO and pigments are preferred. Enamels comprising these components are known and are produced, for example, by baking printing pastes onto glass surfaces. Suitable printing pastes for automobile glazing and building glazing are commercially available and generally contain solvents in addition to the components mentioned. The solvent evaporates during the baking process and is in the resulting enamel no longer exists.
  • These pigments, which are contained in commercially available printing pastes are used to color the pane from an aesthetic point of view and to protect the edge bonding of the pane from light.
  • an opaque cover print comprising a black enamel is usually applied in the edge area along the circumferential edge.
  • enamelling glasses reduces their mechanical stability, although this effect can be significant depending on the composition and thickness of the enamel.
  • a printing paste is first applied and the enamel is then baked.
  • pores form in the resulting enamel, which transfer a defect corresponding to the respective pore to the underlying glass and thus lead to an undesirable reduction in strength.
  • low-E coatings In conjunction with pre-coated float glasses, firing black enamel represents a particular challenge, especially when it comes to coatings with low emissivity (so-called “low-E coatings”). Low-E coatings absorb heat poorly, while enamel absorbs heat strongly. This can result in significant thermal gradients during heating and cooling and ultimately glass breakage. Accordingly, there is a need for vehicle windows with opaque covering layers that do not affect the strength of the glass, can be applied without using environmentally harmful solvents and can be recycled using the float glass process.
  • WO 2021 136079 A1 discloses a curved glass sheet containing an inorganic layer, the inorganic layer comprising a translucent color layer and a light-shielding layer.
  • the translucent color layer is made of an inorganic oxide and/or an elemental metal.
  • the translucent color layer and the light-shielding layer may be disposed on the same or on opposite pane surfaces.
  • JP S63 265844 A describes a method for coating a glass substrate using magnetron sputtering, in which a metal nitride layer is deposited.
  • EP 3756882 A1 discloses a vehicle composite window with a sensor area comprising an inner window and an outer window, which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer, an insert being attached outside the sensor area between the inner window and the outer window, which causes a local change in thickness of the thermoplastic intermediate layer within the sensor area .
  • the present invention is based on the object of providing such an improved vehicle window with an opaque covering layer, a method for its production and its use.
  • the vehicle window comprises at least one substrate made of glass with an outside surface (side I), an interior surface (side II) and a circumferential edge region arranged immediately adjacent to the circumferential edge of the substrate.
  • the substrate comprises, at least in sections, an opaque cover layer on the outside surface and/or the interior surface.
  • the opaque cover layer comprises at least one layer based on titanium-aluminum nitride.
  • the opaque covering pressure that is usual in the edge area of vehicle windows according to the prior art is replaced by an opaque layer based on titanium-aluminum nitride.
  • the vehicle window according to the invention therefore does not have an opaque covering print comprising enamel.
  • the lack of enamel-based cover printing allows vehicle windows to be recycled in float glass plants.
  • the opaque layer based on titanium aluminum nitride has no negative effects on the float process and the product quality of the glass panes produced therein, so that the vehicle panes according to the invention have good recyclability.
  • layers based on titanium aluminum nitride have very good thermomechanical resistance, which on the one hand makes transport and further processing of the panes easier in the production process and on the other hand ensures a long product lifespan. The latter applies especially if the titanium-aluminum-nitride layer represents a surface of the vehicle window that is exposed to the environment when the vehicle window is installed in the vehicle.
  • layers based on titanium aluminum nitride are heat and oxidation resistant, so that they can be applied to the vehicle window before it is possibly bent.
  • layers based on titanium aluminum nitride have a low surface roughness compared to enamel prints.
  • an opaque cover layer is applied directly to the substrate, that is, there are no further layers between this layer and the substrate.
  • any additional layers applied to the vehicle window in the edge area are concealed by the opaque cover layer.
  • the opaque covering layer can be adapted to the dimensions of the vehicle window.
  • the opaque cover layer is preferably formed in the edge region of the vehicle window circumferentially along the peripheral edge of the window, with the width of the cover layer varying.
  • the opaque cover layer preferably serves to mask bonding of the vehicle window, for example as a rear window, roof window or windshield a vehicle body. This creates a harmonious overall impression of the pane when installed. Furthermore, the opaque cover layer serves as UV protection for the adhesive material used.
  • the opaque cover layer preferably consists of a single layer based on titanium-aluminum nitride.
  • a single layer is sufficient to obtain the desired opaque properties.
  • depositing a single layer is more cost-effective than depositing a multi-layer stack.
  • the opaque cover layer can be applied to one or more disk surfaces.
  • An advantage of the invention in this regard is that the opaque cover layer is suitable for being attached to a freely exposed surface of the substrate. This means that the surface on which the opaque cover layer is to be placed can be freely selected according to customer requirements.
  • an exposed surface is understood to mean a surface that is accessible and has direct contact with the surrounding atmosphere. It can also be referred to as an external surface.
  • the opaque cover layer in the sense of the invention is a layer that prevents visibility through the composite pane. There is a transmission of at most 5%, preferably at most 2%, particularly preferably at most 1%, in particular at most 0.1%, of the light of the visible spectrum in the wavelength range from 380 nm to 780 nm through the opaque cover layer.
  • Arranged flat one above the other means that the projection of a first layer into the plane of a second layer is at least partially congruent with the second layer.
  • the layer consists predominantly of this material, in particular essentially of this material in addition to any impurities or dopants.
  • the layer based on titanium-aluminum nitride therefore consists predominantly of titanium-aluminum nitride.
  • the layer based on titanium-aluminum nitride preferably contains at least 90 percent by weight of titanium-aluminum nitride, particularly preferably at least 95 percent by weight of titanium-aluminum nitride and particularly preferably at least 99 percent by weight of titanium-aluminum nitride. This results in a layer with good mechanical stability and heat resistance.
  • the layer based on titanium aluminum nitride is particularly preferred doped with chromium, tungsten, molybdenum, zirconium, hafnium, vanadium, niobium and/or tantalum. This improves the opacity or the thermomechanical properties of the layer.
  • the layer based on titanium aluminum nitride can contain carbon or oxygen, which at least partially forms the corresponding carbides (TiAICN) or oxides (TiAION).
  • the addition of carbon improves the mechanical properties of the layer.
  • a certain oxygen content can result from partial oxidation of the layer.
  • the oxides, nitrides and carbides mentioned can be deposited stoichiometrically, substoichiometrically or superstoichiometrically (although a stoichiometric sum formal is given for better understanding). They can have dopants, for example chromium, tungsten, molybdenum, zirconium, hafnium, vanadium, niobium and/or tantalum.
  • the layer based on titanium-aluminum nitride preferably has a ratio of titanium to aluminum Ti/Al between 40 atomic percent to 60 atomic percent and 60 atomic percent to 40 atomic percent.
  • a ratio of titanium to aluminum between 45 atomic% Ti / 55 atomic% Al and 55 atomic% Ti / 45 atomic% Al has proven to be particularly advantageous.
  • titanium and aluminum are each present at approximately 50 atomic percent.
  • the layer based on titanium aluminum nitride preferably has a thickness of 100 nm to 5000 nm, particularly preferably 200 nm to 3000 nm, in particular 500 nm to 2500 nm. Good opaque properties could be achieved in these areas.
  • the opaque cover layer preferably comprises an adhesion-promoting layer which is applied directly to the substrate between the substrate and the titanium-aluminum nitride-based layer. Directly on the substrate means that there are no further layers between the adhesion-promoting layer and the substrate.
  • the adhesion-promoting layer improves the adhesion of the opaque cover layer to the substrate.
  • the adhesion-promoting layer preferably has a thickness of 5 nm to 100 nm, particularly preferably 10 nm to 70 nm, in particular 10 nm to 50 nm. In these areas there is a sufficient improvement in the adhesion of the opaque cover layer with the smallest possible layer thickness of the adhesion-promoting layer, which ensures cost-effective deposition.
  • Adhesion-promoting layers comprising silicon oxide, silicon nitride and/or aluminum nitride have proven to be particularly advantageous in terms of their adhesion-promoting properties, with silicon oxide in particular being preferred.
  • the opaque cover layer preferably contains a protective layer which is applied to the surface of the titanium-aluminum nitride-based layer facing away from the substrate.
  • the protective layer prevents oxidation of the layer based on titanium aluminum nitride, especially during temperature treatments such as bending of the substrate.
  • the protective layer preferably comprises silicon nitride and/or aluminum nitride.
  • the opaque cover layer consists of a layer based on titanium aluminum nitride.
  • the opaque cover layer consists of an adhesion promoter layer applied directly to the substrate and a titanium-aluminum nitride-based layer located on the adhesion promoter layer.
  • the opaque cover layer consists of a layer based on titanium-aluminum nitride located on the substrate and a cover layer applied thereto.
  • the opaque cover layer consists, starting from the substrate, in this order of an adhesion promoter layer, a layer based on titanium-aluminum nitride and a protective layer.
  • the substrate can have other suitable, known coatings, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings, reflective coatings,
  • Solar control coatings also known as IR reflective coatings
  • thermal protection coatings also known as low-E coatings
  • a reflective coating applied to the inside of the opaque cover layer when installed allows the vehicle window to be used as a projection surface, with a light source throwing an image onto the reflective coating and this being reflected to the viewer.
  • the optional sun protection coating reflects portions of the incident solar radiation outside the visible spectral range, especially in the infrared spectral range.
  • the sun protection coating reduces the heating of the vehicle interior caused by direct sunlight.
  • the Sun protection coating comprises at least one functional layer containing silver.
  • the sun protection coating comprises two or three functional layers. Sun protection coatings with several functional layers enable high reflectivity for infrared radiation while simultaneously providing high transmission in the visible spectral range.
  • each functional layer of the sun protection coating is preferably from 5 nm to 25 nm, particularly preferably from 10 nm to 20 nm.
  • the total layer thickness of all functional layers of the sun protection coating is preferably from 20 nm to 80 nm, particularly preferably from 30 nm to 60 nm. In these ranges for the thickness of the functional layer and the total thickness of all functional layers, particularly good results are achieved with regard to the sun protection function and transparency.
  • the sun protection coating preferably comprises at least one dielectric layer. Each functional layer is particularly preferably arranged between two dielectric layers.
  • the functional layers and the dielectric layers are preferably arranged in such a way that at least one dielectric layer is arranged between two adjacent functional layers, between which no further functional layer is arranged, and that at least one further dielectric layer is arranged above the topmost functional layer and that at least one further dielectric layer is arranged below the lowest functional layer.
  • the dielectric layers of the sun protection coating preferably contain at least silicon nitride.
  • the silicon nitride can have dopings, especially aluminum.
  • the dielectric layers preferably have thicknesses of 10 nm to 100 nm, particularly preferably 20 nm to 70 nm.
  • the dielectric layers of the sun protection coating can also contain other suitable materials known to those skilled in the art, for example at least one metal oxide such as SnO2, Bi2Ü3, TiÜ2 , ZnO and/or at least a metal nitride such as AIN.
  • the sun protection coating can comprise further layers that are known to those skilled in the art, for example smoothing layers and/or blocking layers.
  • Such a sun protection coating comprising functional silver layers can be heated by applying an electrical voltage.
  • the opaque cover layer according to the invention is preferably conductive to electrical current, preferably having an electrical conductivity of at least 10' 8 S/cm, particularly preferably of at least 10' 7 S/cm. This is particularly advantageous if the sun protection coating described and/or others are on the opaque cover layer, i.e. above the opaque cover layer electrically conductive coatings are to be applied. Electrical contacting of the electrically conductive coating can take place with the aid of the electrically conductive opaque cover layer.
  • first layer is arranged above a second layer, this means in the sense of the invention that the first layer is arranged further away from the substrate on which the coating is applied than the second layer. If a first layer is arranged below a second layer, this means in the sense of the invention that the second layer is arranged further away from the substrate than the first layer. In relation to the sun protection coating and the opaque cover layer, this means that a sun protection coating applied above the opaque cover layer is further away from the substrate surface than the opaque cover layer.
  • the vehicle window according to the invention preferably comprises a second pane which is connected to the substrate via a thermoplastic intermediate layer to form a composite pane.
  • the second pane has an outside surface, also referred to as side III, and an interior surface, also called side IV.
  • the thermoplastic intermediate layer connects either the interior-side surface (side II) of the substrate and the outside surface (side III) of the second pane, where the substrate represents the inner pane and the second pane represents the outer pane, or the interior-side surface (side IV) of the second pane and the outside surface (Side I) of the substrate, the second disk forming the outer disk and the substrate forming the inner disk.
  • An opaque cover layer on the outer pane can be applied to the interior surface of the outer pane and/or on the outside surface of the outer pane.
  • the interior surface of the outer pane is preferred in that the opaque cover print is protected from the effects of the weather.
  • at least one opaque cover layer in the form of an opaque cover print is arranged on the interior surface of the outer pane and/or the outside surface of the inner pane.
  • An opaque masking print applied to the outside surface of the inner window also conceals the view from inside the vehicle through the composite window to the outside.
  • components laminated into the composite pane, such as electrical connections, can be laminated.
  • the customer also wants to be able to freely choose the position of the cover print and to do so If necessary, it can also be attached to the interior surface or the outside surface of the inner pane.
  • the substrate forms the outer pane of the composite pane and the opaque cover layer is arranged on the interior surface of the substrate.
  • a sun protection coating is arranged above the cover layer adjacent to it, the sun protection coating being in particular heatable and comprising busbars in the edge region.
  • the bus conductors are optically concealed by the opaque cover layer and, provided that the opaque cover layer is electrically conductive, the electrical contacting of the sun protection coating is at least partially achieved via the opaque cover layer.
  • the substrate represents the inner pane of the composite pane and the opaque cover layer is arranged on the outside surface of the substrate and/or on the interior surface of the substrate, preferably on the outside surface of the substrate.
  • the opaque cover layer has proven to be stable enough to be used on a surface facing the environment, however, the opaque cover layer is preferably provided on a surface facing the thermoplastic intermediate layer.
  • the opaque cover layer can be applied by physical or chemical vapor deposition, i.e. a PVD or CVD process (PVD: physical vapor deposition, OVD: chemical vapor deposition), atmospheric plasma or cold gas spraying.
  • the opaque cover layer is preferably a (“sputtered”) coating applied by cathode sputtering, in particular a (“magnetron sputtered”) coating applied by magnetic field-assisted cathode sputtering.
  • An optional sun protection coating can be applied in the same way. This has the advantage that both the opaque cover layer and the sun protection coating can be deposited using the same process.
  • the vehicle window comprising a substrate and a second window laminated together to form a composite window is preferably a windshield.
  • the optional sun protection coating is located in the transparent area of the composite pane.
  • the total transmission through the composite pane in one embodiment as a windshield of a motor vehicle is at least 70%, based on light type A.
  • the term total transmission refers to that specified in ECE-R 43, appendix 3, ⁇ 9.1 specified procedures for testing the light transmittance of
  • the second pane and the substrate preferably contain or consist 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.
  • 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.
  • the thickness of the substrate and the optional second pane can vary widely and be adapted to the requirements of the individual case, with the pane thickness also depending on the use of the pane as an inner pane or outer pane.
  • Discs with standard thicknesses of 0.5 mm to 5 mm and preferably 1.0 mm to 2.5 mm are preferably used.
  • the size of the discs can vary widely and depends on the use.
  • the vehicle window can have any three-dimensional shape.
  • the outer pane and inner pane preferably have no shadow zones, so that they can be coated, for example, by cathode sputtering.
  • the outer pane and inner pane are preferably flat or slightly or strongly curved in one direction or in several directions of the room.
  • the thermoplastic intermediate layer contains or consists of at least one thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyurethane (PU) or copolymers or derivatives thereof, optionally in combination with polyethylene terephthalate (PET).
  • the thermoplastic intermediate layer can also, for example, polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resin, acrylate, fluorinated ethylene-propylene, polyvinyl fluoride and / or ethylene-tetrafluoroethylene, or a copolymer or mixture thereof.
  • the thermoplastic intermediate layer is preferably designed as at least one thermoplastic composite film and contains or consists of polyvinyl butyral (PVB), particularly preferably polyvinyl butyral (PVB) and additives known to those skilled in the art, such as plasticizers.
  • the thermoplastic intermediate layer preferably contains at least one plasticizer.
  • Plasticizers are chemical compounds that make plastics softer, more flexible, supple and/or elastic. They shift the thermoelastic range of plastics towards lower temperatures, so that the plastics have the desired more elastic properties in the operating temperature range.
  • Preferred plasticizers are carboxylic acid esters, especially low-volatility carboxylic acid esters, fats, oils, soft resins and camphor.
  • plasticizers are preferably aliphatic diesters of tri- or tetraethylene glycols. Particularly preferred plasticizers used are 3G7, 3G8 or 4G7, where the first number denotes the number of ethylene glycol units and the last digit denotes the number of carbon atoms in the carboxylic acid part of the compound. So 3G8 stands for triethylene glycol bis-(2-ethylhexanoate), ie for a compound of the formula C 4 H 9 CH (CH 2 CH 3 ) CO (OCH 2 CH 2 )3O 2 CCH (CH 2 CH 3 ) C 4 H 9 .
  • the thermoplastic intermediate layer based on PVB preferably contains at least 3% by weight, preferably at least 5% by weight, particularly preferably at least 20% by weight, even more preferably at least 30% by weight and in particular at least 35% by weight.
  • a plasticizer contains or consists, for example, of triethylene glycol bis-(2-ethylhexanoate).
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by one or more thermoplastic films arranged one above the other, the thickness of the thermoplastic intermediate layer preferably being from 0.25 mm to 1 mm, typically 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a functional thermoplastic intermediate layer, in particular an intermediate layer with acoustically dampening properties, an intermediate layer that reflects infrared radiation, an intermediate layer that absorbs infrared radiation and/or an intermediate layer that absorbs UV radiation.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a band filter film that blocks out narrow bands of visible light.
  • the invention further includes a method for producing a vehicle window according to the invention.
  • the method comprises at least the steps: a) providing a substrate with an outside surface (side I), an inside surface (side II) and a circumferential edge region (R), b) applying an opaque cover layer at least comprising a layer based on titanium aluminum nitride in the edge region at least in sections on the outside surface (side I) and / or the inside surface (side II).
  • the layer based on titanium aluminum nitride is applied using physical or chemical vapor deposition.
  • a sun protection coating is applied above the opaque cover layer by means of physical vapor deposition.
  • the sun protection coating is preferably heatable, for which purpose electrical conductors for applying an electrical voltage are applied to the sun protection coating.
  • the substrate is laminated after step b) or after step c) with a second disk with the interposition of a thermoplastic intermediate layer to form a composite disk.
  • the layer stack is laminated under the influence of heat, vacuum and/or pressure, with the individual layers being connected (laminated) to one another by at least one thermoplastic intermediate layer.
  • Methods known per se can be used to produce a composite pane. For example, so-called autoclave processes can be carried out at an increased pressure of about 10 bar to 15 bar and temperatures of 130 ° C to 145 ° C for about 2 hours.
  • Known vacuum bag or vacuum ring processes work, for example, at around 200 mbar and 130 ° C to 145 ° C.
  • the outer pane, the inner pane and the thermoplastic intermediate layer can also be pressed in a calender between at least one pair of rollers to form a composite pane.
  • 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 outer pane and the inner 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 vehicle window according to the invention is preferably used as a roof window, rear window, side window or windshield in vehicles for traffic on land, in the air or on water, particularly preferably in motor vehicles.
  • the vehicle window can be part of a projection arrangement.
  • Figure 1a is a top view of a vehicle window according to the invention
  • Figure 1 b shows a cross section through the vehicle window of Figure 1a along the section line AA '
  • Figure 2a is a top view of a further embodiment of the vehicle window according to the invention as a composite window
  • Figure 2b shows a cross section through the vehicle window of Figure 2a along the section line BB'
  • Figures 3a-d various embodiments of the opaque cover layer according to the invention of the vehicle window according to the invention.
  • Figures 1a and 1b show a top view of a vehicle window 10 according to the invention and a cross-sectional view of the vehicle window 10 along the section line AA '.
  • the vehicle window 10 comprises a substrate 1 with a peripheral edge region R, which is arranged in the vicinity of the peripheral edge K of the substrate 1.
  • the substrate 1 has an outside surface I, which faces the environment when installed in a vehicle body, and an interior surface II, which is oriented toward the vehicle interior when installed.
  • an opaque cover layer 5 is applied to the interior surface II. Possible embodiments of the opaque cover layer 5 are described in Figures 3a-d.
  • Figures 2a and 2b show a top view and a cross-sectional view of an exemplary embodiment of the vehicle window 10 according to the invention as a windshield.
  • the cross-sectional view of Figure 2b corresponds to the section line BB 'of the vehicle window 10, as indicated in Figure 2a.
  • the vehicle window 10 as a windshield is a composite pane comprising a substrate 1 as an outer pane and a second pane 2 as an inner pane, which are connected via a thermoplastic intermediate layer 3.
  • the substrate 1 has an outside surface I and an inside surface II, while the second pane 2 has an outside surface III and an inside surface IV.
  • the interior-side surface II of the substrate 1 is connected to the exterior-side surface III of the second pane 2 via the thermoplastic intermediate layer 3 to form a composite pane.
  • the outside surface I of the substrate 1 faces away from the thermoplastic intermediate layer 3 and is at the same time the outside surface of the composite pane.
  • the interior surface II of the substrate 1 and the exterior surface III of the second pane 2 each face the intermediate layer 3.
  • the interior-side surface IV of the second pane 2 faces away from the thermoplastic intermediate layer 3 and is at the same time the surface of the composite pane 10 that faces the vehicle interior in the installed state. It is understood that the composite pane 10 can have any suitable geometric shape and/or curvature. As a composite pane 10, it typically has a convex curvature.
  • the substrate 1 and the second pane 2 each consist of glass, preferably thermally toughened soda-lime glass, and are transparent to visible light.
  • the thermoplastic intermediate layer 3 comprises a thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyethylene terephthalate (PET).
  • the windshield has a circumferential edge K, which is divided into an engine edge M, a roof edge D and two side edges S.
  • the engine edge M is the edge that is adjacent to the hood in the installed position of the windshield in a vehicle body. Opposite the engine edge M is the roof edge, which borders the vehicle roof when installed.
  • the engine edge M and the roof edge D are connected by two opposite side edges S.
  • Circumferentially adjacent to the circumferential edge K there is a circumferential edge region R, in which a frame-shaped circumferential opaque cover layer 5 is attached to the interior surface II of the substrate 1.
  • the cover layer 5 is opaque and prevents the view of structures arranged on the inside of the vehicle window 10.
  • the opaque cover layer 5 prevents the view through the composite pane 10, whereby, for example, an adhesive strand for gluing the composite pane 10 into a vehicle body is not visible from the vehicle's surroundings.
  • the width of the circumferential edge region R is variable along the circumferential edge K.
  • the edge region R with the opaque cover layer 5 located therein is widened along the motor edge M.
  • a sun protection coating 4 is applied over the surface II of the substrate 1 on the interior side, which is located above the opaque cover layer 5.
  • the opaque cover layer 5 and the sun protection coating 4 are applied by means of physical vapor deposition. Possible embodiments of the opaque cover layer 5 are described in Figures 3a-d.
  • Figures 3a-d show various embodiments according to the invention of the opaque cover layer 5, which is attached to the interior surface II of the substrate 1.
  • the opaque cover layer 5 consists of a layer 5.1 based on titanium aluminum nitride.
  • the reflection layer 9 consists of an adhesion-promoting layer 5.2 and a layer 5.1 based on titanium-aluminum nitride, applied in this order to the interior surface II of the substrate 1.
  • 3c shows an opaque cover layer 5 consisting of a layer 5.1 based on titanium-aluminum nitride and a protective layer 5.3 applied in this order to the interior surface II of the substrate 1.
  • the opaque cover layer 5 consists of, in this order, starting from the interior side Surface II of the substrate 1 has an adhesion-promoting layer 5.2, a layer 5.1 based on titanium-aluminum nitride and a protective layer 5.3.

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Abstract

Fahrzeugscheibe (10) mindestens umfassend ein Substrat (1) aus Glas mit einer außenseitigen Oberfläche (I), einer innenraumseitigen Oberfläche (II) und einem umlaufend unmittelbar benachbart zur umlaufenden Kante (K) des Substrats (1) angeordneten Randbereich (R), wobei - das Substrat (1) im Randbereich (R) auf der außenseitigen Oberfläche (I) und/oder der innenraumseitigen Oberfläche (II) zumindest abschnittsweise eine opake Abdeckschicht (5) umfasst und - die opake Abdeckschicht (5) mindestens eine Schicht (5.1) auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid umfasst.

Description

Fahrzeugscheibe mit opaker Abdeckschicht
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe mit opaker Abdeckschicht, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.
Verbundscheiben, welche mindestens zwei Scheiben und mindestens eine zwischen den Scheiben eingeklebte Polymerfolie umfassen, sind seit Jahrzehnten massenhaft in verschiedenen technischen Gebieten, insbesondere bei der Gebäudeverglasung und im Fahrzeugbau, im Einsatz. Die Auswahl der eingesetzten Materialien und die Dimensionierung der Komponenten erfolgt in Abhängigkeit von den Anforderungen des speziellen Einsatzzwecks, insbesondere hinsichtlich der gewünschten mechanischen Belastbarkeit der fertigen Verglasung, unter Beachtung der durch die Rahmung und etwaige Anbauteile gesetzten Randbedingungen.
In der US 3,437552 A sind Verbundscheiben umfassend zwei Glasscheiben und eine dazwischenliegende Polyvinylbutyral (PVB)-Schicht offenbart.
Die US 6,708,595 B1 offenbart eine Panzerverbundglasscheibe für Kraftfahrzeuge, welche eine Stapelfolge aus mehreren Scheiben und mehreren dazwischenliegenden klebefähigen Zwischenschichten umfasst.
Kraftfahrzeugscheiben umfassen häufig einen opaken Abdeckdruck, auch als Schwarzdruck oder schwarze Emaille bezeichnet, um bestimmte Bereiche der Verglasung zu verdecken, zum Beispiel den Bereich, in dem die Scheibe mit der Karosserie verklebt ist, oder Bereiche in denen elektrische Anschlüsse platziert werden. Über eine optische Kaschierung hinausgehend soll der opake Abdeckdruck die Verklebung vor Einwirkung von UV-Licht schützen, um eine Zersetzung des Klebstoffs zu vermeiden.
Der gegenwärtig standardmäßig verwendete opake Abdeckdruck ist eine schwarze Emaille, die als eine Art keramischer Verbundstoff aus Glasfritten mit weiteren Elementen zusammengesetzt ist. Bevorzugt werden aufgedruckte Emaillen enthaltend SiO2, Bi2Ü3, ZnO und Pigmente eingesetzt. Emaillen umfassend diese Bestandteile sind bekannt und werden beispielsweise durch Einbrennen von Druckpasten auf Glasoberflächen erzeugt. Geeignete Druckpasten für Automobilverglasungen und Gebäudeverglasungen sind kommerziell erhältlich und enthalten über die genannten Bestandteile hinausgehend in der Regel Lösungsmittel. Das Lösungsmittel verdampft beim Einbrennprozess und ist in der resultierenden Emaille nicht mehr vorhanden. Diese kommerziell erhältlichen Druckpasten enthaltenen Pigmente dienen der Färbung der Scheibe unter ästhetischen Gesichtspunkten und um die Randverklebung der Scheiben vor Licht zu schützen. Im Automobilbereich bei Windschutzscheiben und Heckscheiben wird üblicherweise im Randbereich entlang der umlaufenden Kante ein opaker Abdeckdruck umfassend eine schwarze Emaille aufgebracht.
Im Zuge eines nachhaltigen Umbaus von Wirtschaftskreisläufen sind Abdeckdrucke aus schwarzer Emaille nachteilig, da derartig bedrucktes Glas nicht in größeren Mengen im Floatverfahren recycelt werden kann. Das Floatverfahren stellt das gängigste und kostengünstigste Herstellungsverfahren für Flachglas dar, aus dem unter anderem Fahrzeugverglasungen gefertigt werden. Im Floatverfahren werden neben Rohstoffen wie Sand auch Glasscherben als recyceltes Ausgangsmaterial eingesetzt. Dabei werden heutzutage vor allem die beim Zuschnitt des Floatglases entstehenden Scherben verwendet. Mit Emaille bedruckte Fahrzeugscheiben sind hingegen für ein Recycling in der Floatglasanlage nicht gut geeignet, da sie die Glasschmelze verunreinigen können und werden zu minderwertigeren Produkten, wie beispielsweise Asphalt, weiterverarbeitet. Dies wirkt sich ungünstig auf die CO2-Gesamtbilanz aus.
Darüber hinaus erfolgt die der Auftrag schwarzer Emaille unter Verwendung einer Vielzahl von Lösungsmitteln, die unter Gesundheits- und Umweltaspekten bedenklich sind. Schließlich erfordert der Prozess in der Regel ein Vorsintern des emaillierten Glases, was einen zusätzlichen Kostenfaktor darstellt.
Ferner ist bekannt, dass die Emaillierung von Gläsern deren mechanische Stabilität verringert, wobei dieser Effekt je nach Zusammensetzung und Dicke der Emaille erheblich sein kann. Zum Aufbringen einer Emaille auf Glas wird zunächst eine Druckpaste aufgetragen bei deren Einbrennen sich die Emaille ergibt. Dabei bilden sich jedoch im entstehenden Emaille Poren aus, die eine der jeweiligen Pore entsprechende Defektstelle auf das darunterliegende Glas übertragen und so zu einer unerwünschten Festigkeitsminderung führen.
In Verbindung mit vorbeschichteten Floatgläsern stellt der Einbrand von schwarzer Emaille eine besondere Herausforderung dar, insbesondere wenn es sich um Beschichtungen mit geringer Emissivität handelt (sogenannte „low-E-Beschichtungen“). Low-E-Beschichtungen absorbieren eingebrachte Wärme schlecht, während die Emaille Wärme stark absorbiert. Hierdurch können erhebliche thermische Gradienten beim Aufheizen und Abkühlen und letztendlich Glasbruch entstehen. Demnach besteht ein Bedarf an Fahrzeugscheiben mit opaken Abdeckschichten, die die Festigkeit des Glases nicht beeinflussen, ohne Verwendung umweltschädlicher Lösungsmittel aufgetragen werden können und im Floatglasverfahren recycelt werden können.
WO 2021 136079 A1 offenbart eine gekrümmte Glasscheibe, die eine anorganische Schicht enthält, wobei die anorganische Schicht eine lichtdurchlässige Farbschicht und eine lichtabschirmende Schicht umfasst. Die lichtdurchlässige Farbschicht ist hergestellt aus einem anorganischen Oxid und/oder einem elementaren Metall. Die lichtdurchlässige Farbschicht und die lichtabschirmende Schicht können auf der gleichen oder auf gegenüberliegenden Scheibenoberflächen angebracht sein.
In JP S63 265844 A wird ein Verfahren zur Beschichtung eines Glassubstrats mittels Magnetronsputtern beschrieben, wobei eine Metallnitridschicht abgeschieden wird.
EP 3756882 A1 offenbart eine Fahrzeugverbundscheibe mit Sensorbereich umfassend eine Innenscheibe und eine Außenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, wobei außerhalb des Sensorbereichs zwischen der Innenscheibe und der Außenscheibe eine Einlage angebracht ist, die eine lokale Dickenänderung der thermoplastischen Zwischenschicht innerhalb des Sensorbereichs bewirkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche verbesserte Fahrzeugscheibe mit opaker Abdeckschicht, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fahrzeugscheibe gemäß Anspruch 1 , gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Fahrzeugscheibe umfasst mindestens ein Substrat aus Glas mit einer außenseitigen Oberfläche (Seite I), einer innenraumseitigen Oberfläche (Seite II) und einem umlaufend unmittelbar benachbart zur umlaufenden Kante des Substrats angeordneten Randbereich. Im Randbereich umfasst das Substrat auf der außenseitigen Oberfläche und/oder der innenraumseitigen Oberfläche zumindest abschnittsweise eine opake Abdeckschicht. Die opake Abdeckschicht umfasst dabei mindestens eine Schicht auf Basis von Titan-Aluminium- Nitrid. In der erfindungsgemäßen Fahrzeugverbundscheibe ist der nach dem Stand der Technik im Randbereich von Fahrzeugscheiben übliche opake Abdeckdruck durch eine opake Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid ersetzt. Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe besitzt somit keinen opaken Abdeckdruck umfassend Emaille. Der Verzicht auf einen emaillebasierten Abdeckdruck ermöglicht ein Recycling der Fahrzeugscheiben in Floatglasanlagen. Die opake Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid hat dabei keinerlei negative Auswirkungen auf den Floatprozess und die Produktqualität der darin hergestellten Glasscheiben, so dass die erfindungsgemäßen Fahrzeugscheiben eine gute Recyclingfähigkeit aufweisen. Darüber hinaus weisen Schichten auf Basis von Titan- Aluminium-Nitrid eine sehr gute thermomechanische Beständigkeit auf, wodurch zum einen Transport und Weiterbearbeitung der Scheiben im Produktionsprozess erleichtert werden und zum anderen eine lange Produktlebensdauer gewährleistet wird. Letzteres gilt vor allem, wenn die Titan-Aluminium-Nitrid-Schicht in Einbaulage der Fahrzeugscheibe im Fahrzeug eine zur Umgebung exponierte Oberfläche der Fahrzeugscheibe darstellt. Ferner sind Schichten auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid hitze- und oxidationsbeständig, so dass diese vor einem etwaigen Biegen der Fahrzeugscheibe auf diese aufgetragen werden können. Darüber hinaus weisen Schichten auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid eine im Vergleich zu Emaille-Drucken geringe Oberflächenrauigkeit auf. Dadurch ist die erfindungsgemäße opake Abdeckschicht geeignet um auf ihrer Oberfläche weitere funktionale Schichten, wie infrarotreflektierende und/oder elektrisch leitfähige Beschichtungen, aufzubringen. Auf einem opaken Abdeckdruck aus Emaille ist dies nicht oder nicht mit einer ausreichenden Beschichtungsqualität möglich.
Bevorzugt ist opake Abdeckschicht unmittelbar auf dem Substrat aufgetragen, das heißt es liegen keine weiteren Schichten zwischen dieser Schicht und dem Substrat. Dadurch sind etwaige weitere auf die Fahrzeugscheibe aufgetragenen Schichten im Randbereich durch die opake Abdeckschicht kaschiert.
Die opake Abdeckschicht kann an die Abmessungen der Fahrzeugscheibe angepasst werden. Die opake Abdeckschicht ist bevorzugt im Randbereich der Fahrzeugscheibe umlaufend entlang der umlaufenden Kante der Scheibe ausgebildet, wobei die Breite der Abdeckschicht variiert.
Die opake Abdeckschicht dient vorzugsweise der Maskierung einer Verklebung der Fahrzeugscheibe, beispielsweise als Heckscheibe, Dachscheibe oder Windschutzscheibe in eine Fahrzeugkarosserie. Dadurch wird ein harmonischer Gesamteindruck der Scheibe im Einbauzustand erzielt. Des Weiteren dient die opake Abdeckschicht als UV-Schutz für das verwendete Klebematerial.
Bevorzugt besteht die opake Abdeckschicht aus einer einzelnen Schicht auf Basis von Titan- Aluminium-Nitrid. Eine einzelne Schicht ist dabei ausreichend, um die gewünschten opaken Eigenschaften zu erhalten. Zudem ist die Abscheidung einer einzelnen Schicht kostengünstiger als die eines Mehrschichtstapels.
Die opake Abdeckschicht kann auf einer oder mehreren Scheibenoberflächen aufgebracht sein. Ein Vorteil der Erfindung ist diesbezüglich, dass die opake Abdeckschicht geeignet ist, um an einer frei exponierten Oberfläche des Substrats angebracht zu werden. Somit kann die Oberfläche, auf der die opake Abdeckschicht platziert werden soll, frei nach Kundenwünschen ausgewählt werden. Unter einer exponierten Oberfläche wird im Sinne der Erfindung eine Oberfläche verstanden, die zugänglich ist und direkten Kontakt zur umgebenden Atmosphäre hat. Sie kann auch als externe Oberfläche bezeichnet werden.
Die opake Abdeckschicht im Sinne der Erfindung ist eine Schicht, die die Durchsicht durch die Verbundscheibe verhindert. Dabei findet eine Transmission von höchstens 5 %, bevorzugt von höchstens 2 %, besonders bevorzugt von höchstens 1 %, insbesondere von höchstens 0,1 %, des Lichtes des sichtbaren Spektrums im Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm durch die opake Abdeckschicht statt.
Flächig übereinander angeordnet bedeutet, dass die Projektion einer ersten Schicht in die Ebene einer zweiten Schicht zumindest teilweise deckungsgleich mit der zweiten Schicht ist.
Ist eine Schicht auf Basis eines Materials ausgebildet, so besteht die Schicht mehrheitlich aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen. Die Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid besteht somit mehrheitlich aus Titan-Aluminium-Nitrid.
Die Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid enthält bevorzugt mindestens 90 Gewichtsprozent Titan-Aluminium-Nitrid, besonders bevorzugt mindestens 95 Gewichtsprozent Titan-Aluminium-Nitrid und besonders bevorzugt mindestens 99 Gew.-% Titan-Aluminium-Nitrid. Dadurch ergibt sich eine Schicht mit guter mechanischer Stabilität und Hitzebeständigkeit. Besonders bevorzugt ist die Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid mit Chrom, Wolfram, Molybdän, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob und/oder Tantal dotiert. Dies verbessert die Opazität beziehungsweise die thermomechanischen Eigenschaften der Schicht. Des Weiteren kann die Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid Kohlenstoff oder Sauerstoff enthalten, wodurch sich zumindest teilweise die entsprechenden Carbide (TiAICN) oder Oxide (TiAION) ausbilden. Der Zusatz von Kohlenstoff verbessert die mechanischen Eigenschaften der Schicht. Ein gewisser Gehalt an Sauerstoff kann sich durch eine teilweise Oxidation der Schicht ergeben. Die genannten Oxide, Nitride und Carbide können stöchiometrisch, unterstöchiometrisch oder überstöchiometrisch abgeschieden sein (auch wenn zum besseren Verständnis eine stöchiometrische Summenformal angegeben ist). Sie können Dotierungen aufweisen, beispielsweise Chrom, Wolfram, Molybdän, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob und/oder Tantal.
Bevorzugt weist die Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid ein Verhältnis von Titan zu Aluminium Ti/Al zwischen 40 Atom-% zu 60 Atom-% und 60 Atom-% zu 40 Atom-% auf. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Verhältnis von Titan zu Aluminium zwischen 45 Atom-% Ti / 55 Atom-% AI und 55 Atom-% Ti / 45 Atom-% AI erwiesen. Insbesondere liegen Titan und Aluminium zu jeweils ungefähr 50 Atom-% vor.
Die Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid weist bevorzugt eine Dicke von 100 nm bis 5000 nm, besonders bevorzugt 200 nm bis 3000 nm, insbesondere 500 nm bis 2500 nm auf. In diesen Bereichen konnten gute opake Eigenschaften erreicht werden.
Die opake Abdeckschicht umfasst bevorzugt eine haftvermittelnde Schicht, die unmittelbar auf dem Substrat zwischen dem Substrat und der Schicht auf Basis von Titan-Aluminium- Nitrid angebracht ist. Unmittelbar auf dem Substrat bedeutet dabei, dass keine weiteren Schichten zwischen haftvermittelnder Schicht und Substrat liegen. Die haftvermittelnde Schicht verbessert die Haftung der opaken Abdeckschicht auf dem Substrat. Die haftvermittelnde Schicht weist bevorzugt eine Dicke von 5 nm bis 100 nm, besonders bevorzugt 10 nm bis 70 nm, insbesondere von 10 nm bis 50 nm auf. In diesen Bereichen zeigt sich eine ausreichende Verbesserung der Haftung der opaken Abdeckschicht bei möglichst geringer Schichtdicke der haftvermittelnden Schicht, wodurch eine kostengünstige Abscheidung gewährleistet wird. Haftvermittelnde Schichten umfassend Siliziumoxid, Siliziumnitrid und/oder Aluminiumnitrid haben sich als besonders vorteilhaft hinsichtlich ihrer haftvermittelnden Eigenschaften erwiesen, wobei insbesondere Siliziumoxid bevorzugt wird. Darüber hinaus enthält die opake Abdeckschicht bevorzugt eine Schutzschicht, die auf der dem Substrat abgewandten Oberfläche der Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid angebracht ist. Die Schutzschicht verhindert die Oxidation der Schicht auf Basis von Titan- Aluminium-Nitrid, insbesondere bei Temperaturbehandlungen wie beispielsweise beim Biegen des Substrats. Die Schutzschicht umfasst bevorzugt Siliziumnitrid und/oder Aluminiumnitrid.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform besteht die opake Abdeckschicht aus einer Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform besteht die opake Abdeckschicht aus einer unmittelbar auf dem Substrat aufgetragenen Haftvermittlerschicht und einer auf der Haftvermittlerschicht befindlichen Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid. In einer dritten bevorzugten Ausführungsform besteht die opake Abdeckschicht aus einer auf dem Substrat befindlichen Schicht auf Basis von Titan- Aluminium-Nitrid und einer auf dieser aufgebrachten Abdeckschicht. In einer vierten bevorzugten Ausführungsform besteht die opake Abdeckschicht aus vom Substrat ausgehend in dieser Reihenfolge einer Haftvermittlerschicht, einer Schicht auf Basis von Titan- Aluminium-Nitrid und einer Schutzschicht.
Das Substrat kann weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, Reflexionsbeschichtungen,
Sonnenschutzbeschichtungen (auch bezeichnet als IR-reflektierende Beschichtungen) und/oder Wärmeschutzbeschichtungen (auch als Low-E-Beschichtungen bekannt). Diese Beschichtungen werden vorzugsweise oberhalb der opaken Abdeckschicht angebracht. Dies hat den Vorteil, dass die Beschichtung im Randbereich des Substrats in Durchsicht durch das Substrat optisch kaschiert wird.
Eine im Bereich der opaken Abdeckschicht im Einbauzustand innenraumseitig von dieser angebrachte Reflexionsbeschichtung ermöglicht die Verwendung der Fahrzeugscheibe als Projektionsfläche, wobei eine Lichtquelle ein Bild auf die Reflexionsbeschichtung wirft und dieses zum Betrachter reflektiert wird.
Die optional vorhandene Sonnenschutzbeschichtung reflektiert Anteile der einfallenden Sonnenstrahlung außerhalb des sichtbaren Spektralbereichs, insbesondere im infraroten Spektralbereich. Durch die Sonnenschutzbeschichtung wird die Aufheizung des Fahrzeuginnenraums durch direkte Sonneneinstrahlung verringert. Die Sonnenschutzbeschichtung umfasst zumindest eine funktionelle Schicht enthaltend Silber. In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Sonnenschutzbeschichtung zwei oder drei funktionelle Schichten. Sonnenschutzbeschichtungen mit mehreren funktionellen Schichten ermöglichen eine hohe Reflektivität für Infrarotstrahlung bei gleichzeitig hoher Transmission im sichtbaren Spektral bereich.
Die Dicke jeder funktionellen Schicht der Sonnenschutzbeschichtung beträgt bevorzugt von 5 nm bis 25 nm, besonders bevorzugt von 10 nm bis 20 nm. Die Gesamtschichtdicke aller funktionellen Schichten der Sonnenschutzbeschichtung beträgt bevorzugt von 20 nm bis 80 nm, besonders bevorzugt von 30 nm bis 60 nm. In diesen Bereichen für die Dicke der funktionellen Schicht und die Gesamtdicke aller funktionellen Schichten werden besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Sonnenschutzfunktion und der Transparenz erreicht. Die Sonnenschutzbeschichtung umfasst bevorzugt zumindest eine dielektrische Schicht. Jede funktionelle Schicht ist besonders bevorzugt zwischen zwei dielektrischen Schichten angeordnet. Die funktionellen Schichten und die dielektrischen Schichten sind dabei bevorzugt so angeordnet, dass zwischen jeweils zwei benachbarten funktionellen Schichten, zwischen denen keine weitere funktionelle Schicht angeordnet ist, zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist und dass oberhalb der obersten funktionellen Schicht zumindest eine weitere dielektrische Schicht angeordnet ist und dass unterhalb der untersten funktionellen Schicht zumindest eine weitere dielektrische Schicht angeordnet ist. Die dielektrischen Schichten der Sonnenschutzbeschichtung enthalten bevorzugt zumindest Siliziumnitrid. Das Siliziumnitrid kann Dotierungen aufweisen, insbesondere Aluminium. Die dielektrischen Schichten weisen bevorzugt Dicken auf von 10 nm bis 100 nm, besonders bevorzugt von 20 nm bis 70 nm. Die dielektrischen Schichten der Sonnenschutzbeschichtung können aber auch andere geeignete, dem Fachmann bekannte Materialien enthalten, beispielsweise zumindest ein Metalloxid wie SnO2, Bi2Ü3, TiÜ2, ZnO und/oder zumindest ein Metallnitrid wie AIN. Die Sonnenschutzbeschichtung kann weitere Schichten umfassen, die dem Fachmann an sich bekannt sind, beispielsweise Glättungsschichten und/oder Blockerschichten.
Eine solche Sonnenschutzbeschichtung umfassend funktionelle Silberschichten ist durch Anlegen einer elektrischen Spannung heizbar. Die erfindungsgemäße opake Abdeckschicht ist bevorzugt leitfähig für elektrischen Strom, wobei vorzugsweise eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 10'8 S/cm, besonders bevorzugt von mindestens 10'7 S/cm vorliegt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn auf der opaken Abdeckschicht, also oberhalb der opaken Abdeckschicht, die beschriebene Sonnenschutzbeschichtung und/oder andere elektrisch leitfähige Beschichtungen aufgebracht werden sollen. Eine elektrische Kontaktierung der elektrisch leitfähigen Beschichtung kann dabei unter Zuhilfenahme der elektrisch leitfähigen opaken Abdeckschicht erfolgen.
Ist eine erste Schicht oberhalb einer zweiten Schicht angeordnet, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die erste Schicht weiter von dem Substrat, auf dem die Beschichtung aufgebracht ist, entfernt angeordnet ist als die zweite Schicht. Ist eine erste Schicht unterhalb einer zweiten Schicht angeordnet ist, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die zweite Schicht weiter vom Substrat entfernt angeordnet ist als die erste Schicht. In Bezug auf die Sonnenschutzbeschichtung und die opake Abdeckschicht bedeutet dies, dass eine oberhalb der opaken Abdeckschicht angebrachte Sonnenschutzbeschichtung weiter von der Substratoberfläche entfernt ist als die opake Abdeckschicht.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe umfasst bevorzugt eine zweite Scheibe, die mit dem Substrat über eine thermoplastische Zwischenschicht zu einer Verbundscheibe verbunden ist. Die zweite Scheibe weist eine außenseitige Oberfläche, auch als Seite III bezeichnet, und eine innenraumseitige Oberfläche, auch Seite IV genannt, auf. Die thermoplastische Zwischenschicht verbindet entweder die innenraumseitige Oberfläche (Seite II) des Substrats und die außenseitige Oberfläche (Seite III) der zweiten Scheibe, wobei das Substrat die Innenscheibe und die zweite Scheibe die Außenscheibe darstellt, oder die innenraumseitige Oberfläche (Seite IV) der zweiten Scheibe und die außenseitige Oberfläche (Seite I) des Substrats, wobei die zweite Scheibe die Außenscheibe und das Substrat die Innenscheibe bildet.
Eine opake Abdeckschicht auf der Außenscheibe kann auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe und/oder auf der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe aufgebracht sein. Dabei ist die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe insofern bevorzugt, dass der opake Abdeckdruck vor Witterungseinflüssen geschützt ist. Besonders bevorzugt ist mindestens eine opake Abdeckschicht in Form eines opaken Abdeckdrucks auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe und/oder der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet. Ein auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe angebrachter opaker Abdeckdruck kaschiert auch den Blick aus dem Fahrzeuginneren durch die Verbundscheibe nach draußen. Dabei können beispielsweise in der Verbundscheibe einlaminierte Komponenten, wie elektrische Anschlüsse, kaschiert werden. Auch kundenseitig besteht der Wunsch die Position des Abdeckdrucks frei wählen zu können und diesen bei Bedarf auch auf der innenraumseitigen Oberfläche oder außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe anbringen zu können.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform bildet das Substrat die Außenscheibe der Verbundscheibe und die opake Abdeckschicht ist auf der innenraumseitigen Oberfläche des Substrats angeordnet. Besonders bevorzugt ist dabei oberhalb der Abdeckschicht benachbart zu dieser eine Sonnenschutzbeschichtung angeordnet, wobei die Sonnenschutzbeschichtung insbesondere heizbar ist und im Randbereich Sammelleiter umfasst. Die Sammelleiter werden von der opaken Abdeckschicht optisch kaschiert und sofern die opake Abdeckschicht elektrisch leitfähig ist, wird die elektrische Kontaktierung der Sonnenschutzbeschichtung zumindest teilweise über die opake Abdeckschicht bewerkstelligt.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform stellt das Substrat die Innenscheibe der Verbundscheibe dar und die opake Abdeckschicht ist auf der außenseitigen Oberfläche des Substrats und/oder auf der innenraumseitigen Oberfläche des Substrats, bevorzugt auf der außenseitigen Oberfläche des Substrats, angeordnet. Die opake Abdeckschicht hat sich als stabil genug erwiesen, um sie an einer der Umgebung zugewandten Oberfläche zu verwenden, dennoch wird die opake Abdeckschicht vorzugsweise an einer der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandten Oberfläche vorgesehen.
Die opake Abdeckschicht kann durch physikalische oder chemische Gasphasenabscheidung, also eine PVD- oder CVD-Verfahren (PVD: physical vapour deposition, OVD: chemical vapour deposition), Atmosphärenplasma oder Kaltgasspritzen aufgebracht werden. Bevorzugt ist die opake Abdeckschicht eine durch Kathodenzerstäubung aufgebrachte („aufgesputterte“) Beschichtung, insbesondere eine durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung aufgebrachte („magnetron-aufgesputterte“) Beschichtung. Eine optional vorhandene Sonnenschutzbeschichtung kann auf die gleiche Art und Weise aufgebracht werden. Dies hat den Vorteil, dass sowohl die opake Abdeckschicht als auch die Sonnenschutzbeschichtung mit dem gleichen Verfahren abgeschieden werden können.
Die Fahrzeugscheibe umfassend ein Substrat und eine zweite Scheibe, die miteinander zu einer Verbundscheibe laminiert sind, ist vorzugsweise eine Windschutzscheibe. Die optional vorhandene Sonnenschutzbeschichtung liegt dabei im Durchsichtbereich der Verbundscheibe. Die Gesamttransmission durch die Verbundscheibe beträgt in einer Ausgestaltung als Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs mindestens 70%, bezogen auf die Lichtart A. Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von
Kraftfahrzeugscheiben.
Die zweite Scheibe und das Substrat enthalten oder bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alumino- Silikat-Glas, oder klaren Kunststoffen, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon.
Die Dicke des Substrats und der optional vorhandenen zweiten Scheibe (Außenscheibe und Innenscheibe) kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden, wobei die Scheibendicke auch von der Verwendung der Scheibe als Innenscheibe oder Außenscheibe abhängt. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 0,5 mm bis 5 mm und bevorzugt von 1 ,0 mm bis 2,5 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.
Die Fahrzeugscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise haben die Außenscheibe und Innenscheibe keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden können. Bevorzugt sind die Außenscheibe und Innenscheibe plan oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen.
Die thermoplastische Zwischenschicht enthält oder besteht aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU) oder Copolymere oder Derivate davon, gegebenenfalls in Kombination mit Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten.
Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet und enthält oder besteht aus Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher. Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens einen Weichmacher. Weichmacher sind chemische Verbindungen, die Kunststoffe weicher, flexibler, geschmeidiger und/oder elastischer machen. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich von Kunststoffen hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass die Kunststoffe im Bereich der Einsatz-Temperatur die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweisen. Bevorzugte Weichmacher sind Carbonsäureester, insbesondere schwerflüchtige Carbonsäureester, Fette, Öle, Weichharze und Campher. Weitere Weichmacher sind bevorzugt aliphatische Diester des Tri- bzw. Tetraethylenglykole. Besonders bevorzugt werden als Weichmacher 3G7, 3G8 oder 4G7 eingesetzt, wobei die erste Ziffer die Anzahl der Ethlenglykoleinheiten und die letzte Ziffer die Anzahl der Kohlenstoffatome im Carbonsäureteil der Verbindung bezeichnet. So steht 3G8 für Triethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat), d.h. für eine Verbindung der Formel C4H9CH (CH2CH3) CO (OCH2CH2)3O2CCH (CH2CH3) C4H9.
Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht auf Basis von PVB mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 30 Gew.-% und insbesondere mindestens 35 Gew.-% eines Weichmachers. Der Weichmacher enthält oder besteht beispielsweise aus Triethylenglykol- bis-(2-ethylhexanoat).
Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch eine funktionale thermoplastische Zwischenschicht sein, insbesondere eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischenschicht und/oder eine UV-Strahlung absorbierende Zwischenschicht. So kann die thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein, die schmale Bänder des sichtbaren Lichts ausblendet.
Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe. Das Verfahren umfasst zumindest die Schritte: a) Bereitstellen eines Substrats mit einer außenseitigen Oberfläche (Seite I), einer innenraumseitigen Oberfläche (Seite II) und einem umlaufenden Randbereich (R), b) Aufträgen einer opaken Abdeckschicht mindestens umfassend eine Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid im Randbereich zumindest abschnittsweise auf der außenseitigen Oberfläche (Seite I) und/oder der innenraumseitigen Oberfläche (Seite II).
Die Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid wird dabei mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung aufgebracht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird in einem auf Schritt b) folgenden Schritt c) oberhalb der opaken Abdeckschicht mittels physikalischer Gasphasenabscheidung eine Sonnenschutzbeschichtung aufgebracht. Die Sonnenschutzbeschichtung ist bevorzugt beheizbar, wozu elektrische Leiter zum Anlegen einer elektrischen Spannung auf der Sonnenschutzbeschichtung aufgebracht werden.
In einer bevorzugten Ausführung wird das Substrat nach Schritt b) oder nach Schritt c) mit einer zweiten Scheibe unter Zwischenlage einer thermoplastischen Zwischenschicht zu einer Verbundscheibe laminiert.
Die Laminierung des Schichtstapels erfolgt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck, wobei die einzelnen Schichten durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden (laminiert) werden. Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden. Es können beispielsweise sogenannte Autoklav-Verfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 130 °C bis 145 °C. Die Außenscheibe, die Innenscheibe und die thermoplastische Zwischenschicht 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 Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die Außenscheibe und die Innenscheibe 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. Verfahren zum Aufbringen der opaken Abdeckschicht und der Sonnenschutzbeschichtung wurden bereits bei Beschreibung der Schichten selbst erläutert.
Die bei Beschreibung der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe erläuterten Verfahrensmerkmale gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe wird bevorzugt verwendet als Dachscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe oder Windschutzscheibe in Fahrzeugen für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, besonders bevorzugt in Kraftfahrzeugen. Insbesondere als Windschutzscheibe kann die Fahrzeugscheibe Teil einer Projektionsanordnung sein.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:
Figur 1a eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe,
Figur 1 b einen Querschnitt durch die Fahrzeugscheibe der Figur 1a entlang der Schnittlinie AA‘,
Figur 2a eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe als Verbundscheibe,
Figur 2b einen Querschnitt durch die Fahrzeugscheibe der Figur 2a entlang der Schnittlinie BB‘,
Figuren 3a-d verschiedene Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen opaken Abdeckschicht der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe. Figuren 1a und 1b zeigen eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe 10 und eine Querschnittsansicht der Fahrzeugscheibe 10 entlang der Schnittlinie AA‘. Die Fahrzeugscheibe 10 umfasst ein Substrat 1 mit einem umlaufenden Randbereich R, der in Nachbarschaft zur umlaufenden Kante K des Substrats 1 angeordnet ist. Das Substrat 1 weist eine außenseitige Oberfläche I, die im Einbauzustand in einer Fahrzeugkarosserie der Umgebung zugewandt ist und eine innenraumseitige Oberfläche II auf, die im Einbauzustand zum Fahrzeuginnenraum orientiert ist. Im umlaufenden Randbereich R ist an der innenraumseitigen Oberfläche II eine opake Abdeckschicht 5 aufgebracht. Mögliche Ausführungsformen der opaken Abdeckschicht 5 sind in Figuren 3a-d beschrieben.
Figuren 2a und 2b zeigen eine Draufsicht und eine Querschnittansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe 10 als Windschutzscheibe. Die Querschnittansicht von Figur 2b entspricht der Schnittlinie BB‘ der Fahrzeugscheibe 10, wie in Figur 2a angedeutet ist.
Die Fahrzeugscheibe 10 als Windschutzscheibe ist eine Verbundscheibe umfassend ein Substrat 1 als Außenscheibe und eine zweite Scheibe 2 als Innenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 3 verbunden sind. Das Substrat 1 weist eine außenseitige Oberfläche I und eine innenraumseitige Oberfläche II auf, während die zweite Scheibe 2 über eine außenraumseitige Oberfläche III und eine innenraumseitige Oberfläche IV verfügt. Die innenraumseitige Oberfläche II des Substrats 1 ist mit der außenraumseitigen Oberfläche III der zweiten Scheibe 2 über die thermoplastische Zwischenschicht 3 zu einer Verbundscheibe verbunden. Die außenseitige Oberfläche I des Substrats 1 ist von der thermoplastischen Zwischenschicht 3 abgewandt und ist gleichzeitig die Außenfläche der Verbundscheibe. Die innenraumseitige Oberfläche II des Substrats 1 sowie die außenseitige Oberfläche III der zweiten Scheibe 2 sind jeweils der Zwischenschicht 3 zugewandt. Die innenraumseitige Oberfläche IV der zweiten Scheibe 2 ist von der thermoplastischen Zwischenschicht 3 abgewandt und ist gleichzeitig die im Einbauzustand dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Oberfläche der Verbundscheibe 10. Es versteht sich, dass die Verbundscheibe 10 jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann. Als Verbundscheibe 10 weist sie typischer Weise eine konvexe Wölbung auf.
Das Substrat 1 und die zweite Scheibe 2 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und sind für sichtbares Licht transparent. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 umfasst einen thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET).
Die Windschutzscheibe weist eine umlaufende Kante K auf, die sich in eine Motorkante M, eine Dachkante D und zwei Seitenkanten S gliedert. Als Motorkante M wird die Kante bezeichnet, die in Einbaulage der Windschutzscheibe in einer Fahrzeugkarosserie der Motorhaube benachbart ist. Der Motorkante M gegenüberliegend befindet sich die Dachkante, die im Einbauzustand an das Fahrzeugdach grenzt. Die Motorkante M und die Dachkante D werden verbunden durch zwei einander gegenüberliegende Seitenkanten S. Umlaufend benachbart zur umlaufenden Kante K befindet sich ein umlaufender Randbereich R, in dem auf der innenraumseitigen Oberfläche II des Substrats 1 , eine rahmenförmig umlaufende opake Abdeckschicht 5 angebracht ist. Die Abdeckschicht 5 ist opak und verhindert die Sicht auf innenseitig der Fahrzeugscheibe 10 angeordnete Strukturen. Die opake Abdeckschicht 5 verhindert die Durchsicht durch die Verbundscheibe 10, wodurch beispielsweise ein Klebestrang zum Einkleben der Verbundscheibe 10 in eine Fahrzeugkarosserie von der Fahrzeugumgebung aus betrachtet nicht sichtbar ist. Die Breite des umlaufenden Randbereichs R ist variabel entlang der umlaufenden Kante K. Entlang der Motorkante M ist der Randbereich R mit darin befindlicher opaker Abdeckschicht 5 verbreitert.
Auf der innenraumseitigen Oberfläche II des Substrats 1 ist flächig eine Sonnenschutzbeschichtung 4 aufgebracht, die sich oberhalb der opaken Abdeckschicht 5 befindet. Die opake Abdeckschicht 5 und die Sonnenschutzbeschichtung 4 sind mittels physikalischer Gasphasenabscheidung aufgebracht. Mögliche Ausführungsformen der opaken Abdeckschicht 5 sind in Figuren 3a-d beschrieben.
Figuren 3a-d zeigen verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen der opaken Abdeckschicht 5, die auf der innenraumseitigen Oberfläche II des Substrats 1 angebracht ist. Gemäß Figur 3a besteht die opake Abdeckschicht 5 aus einer Schicht 5.1 auf Basis von Titan- Aluminium-Nitrid. Gemäß Figur 3b besteht die Reflexionsschicht 9 aus in dieser Reihenfolge auf der innenraumseitigen Oberfläche II des Substrats 1 angebracht einer haftvermittelnden Schicht 5.2 und einer Schicht 5.1 auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid. In Figur 3c ist eine opake Abdeckschicht 5 bestehend aus in dieser Reihenfolge auf die innenraumseitige Oberfläche II des Substrats 1 aufgebracht einer Schicht 5.1 auf Basis von Titan-Aluminium- Nitrid und einer Schutzschicht 5.3. In einerweiteren Ausführungsform gemäß Figur 3d besteht die opake Abdeckschicht 5 aus in dieser Reihenfolge ausgehend von der innenraumseitigen Oberfläche II des Substrats 1 einer haftvermittelnden Schicht 5.2, einer Schicht 5.1 auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid und einer Schutzschicht 5.3.
Bezugszeichenliste
10 Fahrzeugscheibe
1 Substrat
2 zweite Scheibe
3 thermoplastische Zwischenschicht
4 Sonnenschutzbeschichtung
5 opake Abdeckschicht
5.1 Schicht auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid
5.2 haftvermittelnde Schicht
5.3 Schutzschicht
R Randbereich
K umlaufende Kante
M Motorkante
D Dachkante
S Seitenkanten
I außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 1
11 innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe 1
III außenseitige Oberfläche der Innenscheibe 2
IV innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2
A-A’ Schnittlinie
BB‘ Schnittlinie

Claims

Patentansprüche Fahrzeugscheibe (10) mindestens umfassend ein Substrat (1) aus Glas mit einer außenseitigen Oberfläche (I), einer innenraumseitigen Oberfläche (II) und einem umlaufend unmittelbar benachbart zur umlaufenden Kante (K) des Substrats (1) angeordneten Randbereich (R), wobei das Substrat (1) im Randbereich (R) auf der außenseitigen Oberfläche (I) und/oder der innenraumseitigen Oberfläche (II) zumindest abschnittsweise eine opake Abdeckschicht (5) umfasst und die opake Abdeckschicht (5) mindestens eine Schicht (5.1) auf Basis von Titan- Aluminium-Nitrid umfasst. Fahrzeugscheibe (10) nach Anspruch 1 , wobei die Schicht (5.1) auf Basis von Titan- Aluminium-Nitrid mindestens 90 Gew.-% Titan-Aluminium-Nitrid, bevorzugt mindestens 95 Gew.-% Titan-Aluminium-Nitrid und besonders bevorzugt mindestens 99 Gew.-% Titan-Aluminium-Nitrid enthält. Fahrzeugscheibe (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schicht (5.1) auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid mit Chrom, Wolfram, Molybdän, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob und/oder Tantal dotiert ist und optional Kohlenstoff und/oder Sauerstoff enthält. Fahrzeugscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schicht (5.1) auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid eine Dicke von 100 nm bis 5000 nm, bevorzugt 200 nm bis 3000 nm, besonders bevorzugt 500 nm bis 2500 nm aufweist. Fahrzeugscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die opake Abdeckschicht (5) eine haftvermittelnde Schicht (5.2) umfasst, die unmittelbar auf dem Substrat (1) zwischen dem Substrat (1) und der Schicht (5.1) auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid angebracht ist und bevorzugt eine Dicke von 5 nm bis 100 nm, besonders bevorzugt 10 nm bis 70 nm, insbesondere von 10 nm bis 50 nm aufweist und zum Beispiel Siliziumoxid, Siliziumnitrid und/oder Aluminiumnitrid enthält. Fahrzeugscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die opake Abdeckschicht (5) eine Schutzschicht (5.3) umfasst, die an der dem Substrat (1) abgewandten Oberfläche der Schicht (5.1) auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid auf dieser aufgebracht ist.
7. Fahrzeugscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die opake Abdeckschicht (5) eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 10'8 S/cm, bevorzugt von mindestens 10-7 S/cm aufweist.
8. Fahrzeugscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mindestens umfassend eine zweite Scheibe (2) mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV) und eine thermoplastische Zwischenschicht (3), wobei die thermoplastische Zwischenschicht (3) die innenraumseitige Oberfläche (II) des Substrats
(I) und die außenseitige Oberfläche (III) der zweiten Scheibe (2) oder die innenraumseitige Oberfläche (IV) der zweiten Scheibe (2) und die außenseitige Oberfläche (I) des Substrats (1) miteinander zu einer Verbundscheibe verbindet.
9. Fahrzeugscheibe (10) nach Anspruch 8, wobei das Substrat (1) die Außenscheibe der Verbundscheibe bildet und die opake Abdeckschicht (5) auf der innenraumseitigen Oberfläche (II) des Substrats (1) angeordnet ist.
10. Fahrzeugscheibe (10) nach der Anspruch 9, wobei an der innenraumseitigen Oberfläche
(II) auf der Abdeckschicht (5) eine Sonnenschutzbeschichtung (4) angeordnet ist, die Sonnenschutzbeschichtung (4) bevorzugt heizbar ist und im Randbereich (R) Sammelleiter (6) umfasst.
11. Fahrzeugscheibe (10) nach Anspruch 8, wobei das Substrat (1) die Innenscheibe der Verbundscheibe bildet und die opake Abdeckschicht (5) auf der außenseitigen Oberfläche (I) des Substrats (1) und/oder auf der innenraumseitigen Oberfläche (II) des Substrats (1), bevorzugt auf der außenseitigen Oberfläche (I) des Substrats (1), angeordnet ist.
12. Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei a) ein Substrat (1) mit einer außenseitigen Oberfläche (I), einer innenraumseitigen Oberfläche (II) und einem umlaufenden Randbereich (R) bereitgestellt wird, b) eine opake Abdeckschicht (5) mindestens umfassend eine Schicht (5.1) auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid im Randbereich (R) zumindest abschnittsweise auf der außenseitigen Oberfläche (I) und/oder der innenraumseitigen Oberfläche (II) aufgetragen wird, wobei die Schicht (5.1) auf Basis von Titan-Aluminium-Nitrid mittels physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung aufgebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei oberhalb der opaken Abdeckschicht (5) eine Sonnenschutzbeschichtung (4) mittels physikalischer Gasphasenabscheidung auf dem Substrat (1) aufgetragen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Substrat (1) nach Schritt b) mit einer zweiten Scheibe (2) unter Zwischenlage einer thermoplastischen Zwischenschicht (3) zu einer Verbundscheibe laminiert wird.
15. Verwendung einer Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Dachscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe, Windschutzscheibe eines Fahrzeugs oder als Windschutzscheibe einer Projektionsanordnung.
PCT/EP2023/068864 2022-08-22 2023-07-07 Fahrzeugscheibe mit opaker abdeckschicht WO2024041799A1 (de)

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WO2021136079A1 (zh) 2019-12-30 2021-07-08 华为技术有限公司 曲面玻璃盖板及其制备方法和终端

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