Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe umfassend eine Funktionsfolie mit opakem Aufdruck, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.

Verbundscheiben werden heutzutage an vielen Orten, insbesondere im Fahrzeugbau, verwendet. Dabei umfasst der Begriff Fahrzeug unter anderem Straßenfahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe, landwirtschaftliche Maschinen oder auch Arbeitsgeräte.

Auch in anderen Bereichen werden Verbundscheiben verwendet. Hierzu zählen beispielsweise Gebäudeverglasungen oder Informationsdisplays, z.B. in Museen oder als Werbedisplays.

Dabei weist eine Verbundscheibe im Allgemeinen zwei Scheiben auf, die auf eine Zwischenschicht laminiert sind. Die Scheiben selbst können eine Krümmung aufweisen und sind in aller Regel von konstanter Dicke. Die Zwischenschicht weist in aller Regel ein thermoplastisches Material, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), einer vorbestimmten Dicke, z.B. 0,76 mm, auf.

Um die Verbundscheibe mit funktionellen Eigenschaften zu versehen, kann eine Funktionsfolie in die Verbundscheibe einlaminiert werden.

Insbesondere Windschutzscheiben werden häufig mit sogenannten Head-Up-Displays (HUDs) ausgestattet. Mit einem Projektor, typischerweise im Bereich des Armaturenbretts, werden Bilder auf die Windschutzscheibe projiziert, dort reflektiert und vom Fahrer als virtuelles Bild (von ihm aus gesehen) hinter der Windschutzscheibe wahrgenommen. So können wichtige Informationen in das Blickfeld des Fahrers projiziert werden, beispielsweise die aktuelle Fahrtgeschwindigkeit, Navigations- oder Warnhinweise, die der Fahrer wahrnehmen kann, ohne seinen Blick von der Fahrbahn wenden zu müssen. Head-Up- Displays können so wesentlich zur Steigerung der Verkehrssicherheit beitragen.

Die DE 10 2014 220 189 A1 offenbart eine HUD-Projektionsanordnung, welche mit p- polarisierter Strahlung betrieben wird, um ein HUD-Bild zu erzeugen. Da der Einstrahlwinkel typischerweise nahe dem Brewsterwinkel liegt und p-polarisierte Strahlung daher nur in geringem Maße von den Glasoberflächen reflektiert wird, weist die Windschutzscheibe eine reflektierende Struktur auf, die p-polarisierte Strahlung in Richtung des Fahrers reflektieren kann. Als reflektierende Struktur wird eine einzelne metallische Schicht vorgeschlagen mit einer Dicke von 5 nm bis 9 nm, beispielsweise aus Silber oder Aluminium, die auf der dem Innenraum des PKWs abgewandeten Außenseite der Innenscheibe aufgebracht ist.

In der US 2004/0135742 A1 ist ebenfalls eine HUD-Projektionsanordnung offenbart, welche mit p-polarisierter Strahlung betrieben wird, um ein HUD-Bild zu erzeugen, und eine reflektierende Struktur aufweist, die p-polarisierte Strahlung in Richtung des Fahrers reflektieren kann. Als reflektierende Struktur werden die in der US 5,882,774 A offenbarten mehrlagigen Polymerschichten vorgeschlagen.

Sowohl Head-up-Displays als auch andere Displayanwendungen oder Funktionselemente mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften werden häufig in Form von Funktionsfolien eingesetzt. Dies hat den Vorteil, dass die Funktionsfolie bei der Lamination einer Verbundscheibe einfach in den Schichtstapel einzubringen ist und unabhängig von der Herstellung der Verbundscheibe vorgefertigt werden kann. Funktionsfolien basieren dabei in der Regel auf einer oder mehreren polymeren Trägerfolien auf oder zwischen denen funktionale Schichten aufgebracht sind. Diese polymeren Trägerfolien werden bei Lamination über thermoplastische Verbundfolien an den Scheiben der Verbundscheibe angebunden.

Aus der WO 2014/174308 A1 ist eine Verbundscheibe bekannt, welche ein Verdunklungsband in Form eines Abdeckdrucks aufweist. Das Verdunklungsband erstreckt sich im Umfangsbereich (also im umlaufenden äußeren Randbereich) der Scheibe und ist aus einer undurchsichtigen (opaken) Keramiktinte, welche auf die Scheibe aufgebracht ist, hergestellt. Der Abdeckdruck verdeckt insbesondere die Draufsicht auf eine etwaige Kleberaupe oder Abschnitte eines Rahmens, wie der Karosserie eines Fahrzeugs, wenn die Verbundscheibe in ein Fahrzeug oder in eine Gebäudeverglasung angeordnet ist. Des Weiteren verdeckt oder kaschiert der Abdeckdruck beschichtungsfreie Abschnitte oder beschichtungsfreie Randbereiche, insbesondere der Sonnenschutzbeschichtung. Die Keramiktinte wird dabei bei höheren Temperaturen (in der Regel bei 450°C bis 700°C, beispielsweise beim Biegen der Glasscheibe) auf der Oberfläche eingebrannt und bildet einen Glas-artigen Überzug (oder ein Emaille). Diese Form des Aufbringens des Abdeckdrucks auf eine Glasscheibe ist allerdings bei oberflächenbeschichteten Gläsern schwierig oder nicht möglich. Neben Haftungsproblemen in der Verbundscheibe, kann es zu unerwünschten Verfärbungen oder Defekten im Abdeckdruck oder in den Beschichtungen kommen. Weiterhin kommt es bei der Produktion der Verbundscheibe zu einem erhöhten Aufwand und somit zu erhöhten Kosten.

Durch das Einbrennen der Keramiktinte bei höheren Temperaturen (in der Regel bei 450°C bis 700°C, beispielsweise beim Biegen der Glasscheibe) kann es auch zu optischen Distorsionen in randständigen Bereichen und im Bereich von Sensorfenstern kommen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbundscheibe mit einer Funktionsfolie und einem Verdunklungsband bereitzustellen. Weitere Aufgabe der Erfindung ist es ein kostengünstiges, variabel einsetzbares Herstellungsverfahren anzugeben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe, eine erste thermoplastische Zwischenschicht, eine Funktionsfolie, eine zweite thermoplastische Zwischenschicht und eine Innenscheibe. Die Funktionsfolie ist zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet. Die erste thermoplastische Zwischenschicht ist zwischen der Außenscheibe und der Funktionsfolie angeordnet und die zweite thermoplastische Zwischenschicht ist zwischen der Funktionsfolie und der Innenscheibe angeordnet.

Die Funktionsfolie weist erfindungsgemäß in mindestens einem Bereich eine aufgedruckte opake Schicht auf.

Die aufgedruckte opake Schicht kann auch als opaker Aufdruck bezeichnet werden. Derartige opake Schichten sind dem Fachmann wohlbekannt, beispielsweise aus US9623634 B2, WO2018/122770 A1, WO2019/038043 A1 , EP 1 322 482 B2, US2014212639 A1. Die opake Schicht unterscheidet sich von einem üblichen Abdeckdruck, der auf eine Oberfläche der Glasscheiben aufgedruckt wird (beispielsweise durch Siebdruck) und in einem Prozessschritt bei hohen Temperaturen eingebrannt wird.

Der übliche Abdeckdruck wird in der Regel während des Biegevorgangs in die Scheibe eingebrannt, wodurch es zu optischen Distorsionen in randständigen Bereichen und im Bereich von Sensorfenstern kommen kann. Eine auf die Funktionsfolie aufgedruckte opake Schicht bietet gegenüber einem auf der Außenscheibe oder der Innenscheibe aufgebrachten Abdeckdruck den Vorteil, dass die Optik der Verbundscheibe in Randbereichen und im Bereich von Sensorfenstern verbessert ist.

Die erfindungsgemäße opake Schicht ist im Wesentlichen vollständig intransparent für sichtbares Licht. Die opake Schicht weist bevorzugt eine Transmission T<0,2 und insbesondere T<0,1 auf.

Die erfindungsgemäße opake Schicht ist bevorzugt schwarz, kann aber auch jede andere beliebige Farbe aufweisen.

Die opake Schicht enthält bevorzugt Farbpigmente oder Farbstoffe, besonders bevorzugt anorganische oder organische Farbpigmente oder Farbstoffe, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß (Industrieruß oder Carbon Black genannt), Eisenoxidpigmenten und Mischphasenoxidpigmenten. Zu den Mischphasenoxidpigmenten zählen beispielsweise Titanat-Pigmente und Spinell-Pigmente. Die Farbpigmente oder Farbstoffe werden vorteilhafterweise in einer wasser- oder lösungsmittelbasierten Zusammensetzung auf die thermoplastische Zwischenschicht aufgetragen und bevorzugt getrocknet. Die Farbpigmente oder Farbstoffe können mittels Sprühverfahren, Siebdruck, Inkjet-Verfahren oder anderer geeigneter Druckverfahren auf die thermoplastische Zwischenschicht aufgebracht werden. Die Zusammensetzung, mit der die opake Schicht aufgedruckt wird, enthält insbesondere keine glasbildenden Oxide oder Glasfritten oder andere Bestandteile, die nach dem Trocken und nach dem Laminieren zu einer Glas-artigen Schicht führen.

Die erfindungsgemäße opake Schicht ist insbesondere nicht Glas-artig und enthält kein Emaille beziehungsweise ist kein Emaille.

Als Funktionsfolien können die verschiedensten dem Fachmann bekannten Einschicht- oder Mehrschichtfolien eingesetzt werden.

Bevorzugt ist die Funktionsfolie eine Folie, welche auf Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Triacetylcellulose (TAC) und/oder Polycarbonat und/oder Copolymeren oder Gemischen davon basiert. Somit umfasst die Funktionsfolie bevorzugt mindestens eine auf Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Triacetylcellulose (TAC) und/oder Polycarbonat und/oder Copolymeren oder Gemischen davon basierende Trägerfolie, besonders bevorzugt eine auf Polyethylenterephthalat (PET) basierende Trägerfolie.

Bekannte Funktionsfolien, die im Automobilbereich angewandt werden, sind beispielsweise HUD-Folien, Displayfolien, optische Mehrschichtfolien ( multilayer optical films) sowie Funktionsfolien mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften. Zu den Funktionsfolien mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften gehören beispielsweise PDLC-Folien, SPD-Folien, elektrochrome Folien oder eine elektrolumineszente Folien. Diese Funktionsfolien mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften sind in der Regel als Mehrschichtfolien umfassend eine oder mehrere Trägerfolien sowie eine darauf oder dazwischen angeordnete aktive Schicht ausgestaltet. Als Trägerfolienmaterial wird in der Regel PET verwendet. Die aktive Schicht ändert bei Anlegen einer elektrischen Spannung ihre optischen Eigenschaften.

Die Funktionsfolie kann auch als eine Folie mit einer Infrarotstrahlung reflektierenden Beschichtung ausgebildet sein.

Bevorzugt ist die Funktionsfolie eine HUD-Displayfolie, eine Displayfolie oder eine optische Mehrschichtfolie.

Besonders bevorzugt ist die Funktionsfolie eine als HUD-Folie einsetzbare reflektierende Folie. Eine solche reflektierende Folie ist bevorzugt metallfrei und geeignet um mindestens 5 %, bevorzugt 10 % bis 50 %, besonders bevorzugt 15 % bis 30 %, insbesondere 20 % bis 25 %, von auf die Folie auftreffendem p-polarisierten Licht zu reflektieren. Dies ist besonders vorteilhaft hinsichtlich eines guten HUD-Bildes.

Die reflektierende Folie ist bevorzugt eine Polyethylenterephthalat (PET) basierte Folie, die mit einem Copolymerenschichtenstapel auf Basis von PET und/oder Polyethylennaphthalat (PEN) beschichtet ist. Die Beschichtung ist bevorzugt auf der innenraumseitigen Oberfläche, d.h. der Oberfläche, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, aufgebracht. Geeignete reflektierende Folien sind beispielsweise in der US 5,882,774 A beschrieben. Die Beschichtung ist bei der reflektierenden Folie bevorzugt auf der Oberfläche der Folie aufgebracht, welche nach Einbau der aus der Stapelfolge gefertigten Verbundscheibe in ein Fahrzeug die innenraumseitige Oberfläche, d.h. die Oberfläche, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, darstellt. Die opake Schicht ist bevorzugt auf der der Beschichtung gegenüberliegenden Oberfläche der reflektierenden Folie aufgebracht. Somit ist die opake Schicht bevorzugt nicht auf der Beschichtung der als reflektierende Folie ausgebildeten Funktionsfolie aufgebracht.

Die Funktionsfolie kann zwischen 20 pm (Mikrometer) und 2 mm, bevorzugt zwischen 20 pm und 120 pm, dick sein. Die Dicke der Funktionsfolie ist über die gesamte Länge konstant, somit hat die Funktionsfolie einen rechteckigen Querschnitt. Die Funktionsfolie ist demnach keine Keilfolie.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe weist einen oberen Scheibenrand und einen unteren Scheibenrand und zwei seitliche Seitenränder auf. Mit oberem Scheibenrand wird diejenige Seitenkante der Verbundscheibe bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit unterem Scheibenrand wird diejenige Seitenkante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Ist die Verbundscheibe die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, so wird der obere Scheibenrand häufig auch als Dachkante und der untere Scheibenrand häufig auch als Motorkante bezeichnet.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche, eine Oberkante, eine Unterkante und zwei Seitenkanten auf. Mit Oberkante wird diejenige Kante der Verbundscheibe bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und durch die erste thermoplastische Zwischenschicht und die zweite thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden. In einer Ausführungsform ist die aufgedruckte opake Schicht in einem die Verbundscheibe umlaufenden Randbereich angeordnet. Die Breite des Randbereichs beträgt bevorzugt 20 mm bis 150 mm. Es ist auch möglich, dass einzelne Abschnitte des umlaufenen Randbereichs breiter sind als andere Abschnitte. So kann beispielsweise an den Seitenkanten und an der Oberkante die aufgedruckte opake Schicht in einem 20 mm breiten Randbereich und an der Unterkante die aufgedruckte opake Schicht in einem 100 mm breiten Randbereich angeordnet sein.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Verbundscheibe mindestens ein Sensorfenster für einen optischen Sensor auf und die aufgedruckte opake Schicht ist in einem das Sensorfenster umgebenden Bereich angeordnet. Der das Sensorfenster umgebende Bereich, indem die aufgedruckte opake Schicht angeordnet ist, ist bevorzugt 20 mm bis 150 mm breit.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Verbundscheibe mindestens ein Sensorfenster für einen optischen Sensor auf und die aufgedruckte opake Schicht ist in einem das Sensorfenster umgebenden Bereich angeordnet und die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe weist einen randständigen, rahmenartigen Abdeckdruck aus Emaille auf, wobei die aufgedruckte opake Schicht und der Abdeckdruck bevorzugt im Wesentlichen die gleiche optische Dichte haben.

Eine „im Wesentlichen gleiche optische Dichte“ bedeutet, dass die optischen Dichten zweier Materialien um maximal 5 %, bevorzugt um 3 %, besonders bevorzugt um maximal 2 % voneinander abweichen.

Die aufgedruckte opake Schicht kann auch sowohl in einem die Verbundscheibe umlaufenden Randbereich als auch in einem das Sensorfenster umgegebenen Bereich angeordnet sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verbundscheibe mindestens ein Sensorfenster für einen optischen Sensor auf und die Funktionsfolie weist mindestens eine Aussparung auf, wobei das mindestens eine Sensorfenster in senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe in dem Bereich angeordnet ist, in dem die mindestens eine Aussparung in der Funktionsfolie angeordnet ist. Die Funktionsfolie weist somit eine Aussparung im Bereich des mindestens einen Sensorfensters auf. Bevorzugt ist die opake Schicht auf maximal 30 %, besonders bevorzugt auf maximal 10 %, ganz besonders bevorzugt auf maximal 5 % der Fläche der Funktionsfolie aufgedruckt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist diejenige Oberfläche der Funktionsfolie, auf welche die opake Schicht aufgedruckt ist, vor dem Aufdrucken der opaken Schicht eine Oberflächenrauheit Rz von maximal 45 pm (Mikrometer), bevorzugt von maximal 20 pm, besonders bevorzugt von 10 pm auf. Die Oberfläche ist bevorzugt nicht geprägt. Eine derart glatte Oberfläche lässt sich besonders präzise und scharfkantig bedrucken. Rz ist hier definiert als die gemittelte Rautiefe, also der Summe aus der Höhe der größten Profilspitze und der Tiefe des größten Profiltals innerhalb einer Einzelmessstrecke Ir.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die opake Schicht eine Dicke von 5 pm (Mikrometer) bis 40 pm, bevorzugt von 5 pm bis 20 pm auf. Opake Schichten mit derartigen Dicken sind einfach herzustellen, weisen eine ausreichende Deckkraft auf und können ohne weitere Ausgleichsschichten oder Ausgleichsfolien in eine Verbundscheibe einlaminiert werden.

Die erfindungsgemäße opake Schicht kann auf jede Oberfläche der Funktionsfolie aufgedruckt sein.

Bevorzugt ist die opake Schicht auf diejenige Oberfläche der Funktionsfolie aufgedruckt, welche in Richtung der Außenscheibe weist. Es ist aber auch möglich, dass die opake Schicht auf diejenige Oberfläche der Funktionsfolie aufgedruckt ist, die in Richtung der Innenscheibe weist.

Die Funktionsfolie erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Fläche der Verbundscheibe oder im Wesentlichen über die ganze Fläche der Verbundscheibe. Im Wesentlichen über die ganze Fläche der Verbundscheibe bedeutet über die ganze Fläche der Verbundscheibe abzüglich eines umlaufenden Randbereiches von beispielsweise 20 mm.

Die erste thermoplastische Zwischenschicht und die zweite thermoplastische Zwischenschicht können unabhängig voneinander zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB) enthalten oder daraus bestehen. Die erste thermoplastische Zwischenschicht und die zweite thermoplastische Zwischenschicht können unabhängig voneinander durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie.

Die erste thermoplastische Zwischenschicht kann zwischen 20 pm (Mikrometer) und 2 mm dick sein und die zweite thermoplastische Zwischenschicht kann zwischen 10 pm (Mikrometer) und 2 mm dick sein. Die Dicke der ersten thermoplastischen Zwischenschicht und die Dicke der zweiten thermoplastischen Zwischenschicht ist über die gesamte Länge konstant, somit haben die Zwischenschichten einen rechteckigen Querschnitt. Die thermoplastischen Zwischenschichten sind demnach keine Keilfolien.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste thermoplastische Zwischenschicht eine Dicke von 200 pm bis 1000 pm, bevorzugt 300 pm bis 850 pm, auf und die zweite thermoplastische Zwischenschicht weist eine Dicke zwischen 20 pm (Mikrometer) und 2 mm, bevorzugt zwischen 10 pm und 120 pm, besonders bevorzugt zwischen 15 pm und 90 pm, ganz besonders bevorzugt zwischen 20 pm und 75 pm auf.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die erste thermoplastische Zwischenschicht eine Dicke von 200 pm bis 1000 pm, bevorzugt 300 pm bis 850 pm, auf und die zweite thermoplastische Zwischenschicht weist eine Dicke zwischen 10 pm und 120 pm, bevorzugt zwischen 15 pm und 90 pm, besonders bevorzugt zwischen 20 pm und 75 pm auf.

Die zweite thermoplastische Zwischenschicht und die Funktionsfolie können auch als sogenannter Bilayer vorliegen und als dieser in eine Stapelfolge zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe eingebracht werden. Das heißt die zweite thermoplastische Zwischenschicht und die Funktionsfolie müssen nicht zwingend als zwei einzelne Schichten nacheinander in der Stapelfolge eingebracht werden, sondern können als gemeinsamer Bilayer in die Stapelfolge eingebracht werden.

Die erste thermoplastische Zwischenschicht und die zweite thermoplastische Zwischenschicht können unabhängig voneinander auch eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischenschicht, eine UV-Strahlung absorbierende Zwischenschicht, eine zumindest abschnittsweise gefärbte Zwischenschicht und/oder eine zumindest abschnittsweise getönte Zwischenschicht sein. So kann die erste thermoplastische Zwischenschicht oder die zweite thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, insbesondere aus Kalk-Natron-Glas, was für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können grundsätzlich aber auch aus anderen Glasarten (beispielsweise Borosilikatglas, Quarzglas, Aluminosilikatglas) oder transparenten Kunststoffen (beispielsweise Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat) gefertigt sein. Die Dicke der Scheiben kann breit variieren. Vorzugsweise werden Scheiben mit einer Dicke im Bereich von 0,8 mm bis 5 mm, bevorzugt von 1,4 mm bis 2,5 mm verwendet, beispielsweise mit den Standarddicken 1 ,6 mm oder 2,1 mm. Es ist aber auch möglich, dass die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe eine Dicke von 0,55 mm oder 0,7 mm haben.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe können unabhängig voneinander klar und farblos, aber auch getönt oder gefärbt sein. Die Gesamttransmission durch das Verbundglas beträgt in einer bevorzugten Ausgestaltung größer 70%. Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe können unabhängig voneinander nicht vorgespannt, teilvorgespannt oder vorgespannt sein. Soll mindestens eine der Scheiben eine Vorspannung aufweisen, so kann dies eine thermische oder chemische Vorspannung sein.

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe sind die Außenscheibe und die Innenscheibe gebogene Scheiben.

Die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe können Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, elektrisch heizbare Beschichtungen, Sonnenschutzbeschichtungen und/oder Low-E- Beschichtungen aufweisen.

Die Höhe der Außenscheibe und der Innenscheibe, d.h. im Falle einer Windschutzscheibe der Abstand zwischen der Dachkante der Verbundscheibe und der Motorkante der Verbundscheibe beträgt bevorzugt zwischen 0,8 m und 1,40 m, besonders bevorzugt zwischen 0,9 m und 1 ,25 m. Es versteht sich, dass somit auch die Höhe der ersten thermoplastischen Zwischenschicht, der zweiten thermoplastischen Zwischenschicht und der Funktionsfolie bevorzugt zwischen 0,8 m und 1,40 m, besonders bevorzugt zwischen 0,9 m und 1 ,25 m beträgt.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann eine Fahrzeugscheibe sein. Eine Fahrzeugscheibe ist zur Abtrennung eines Fahrzeuginnenraums von einer äußeren Umgebung vorgesehen. Eine Fahrzeugscheibe ist also eine Fensterscheibe, die in eine Fensteröffnung der Fahrzeugkarosserie eingesetzt ist oder dafür vorgesehen ist. Eine erfindungsgemäße Verbundscheibe ist insbesondere eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs.

Mit Innenscheibe wird bei einer Fahrzeugscheibe diejenige Scheibe bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt zu sein. Mit Außenscheibe wird diejenige Scheibe bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung des Fahrzeugs zugewandt zu sein.

Die opake Schicht kann auch derartig aufgedruckt sein, dass der Aufdruck zumindest abschnittsweise auch semitransparent, beispielsweise als Punktraster, Lochraster, Streifenraster oder kariertes Raster ausgebildet ist. Alternativ kann der Aufdruck auch einen Gradienten aufweisen, beispielsweise von einer opaken Bedeckung zu einer semitransparenten Bedeckung.

Es sei nochmals betont, dass bei der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, die opake Schicht aus anderen Materialien besteht und eine andere Mikrostruktur aufweist, als bei einem üblichen Abdeckdruck, der auf eine Oberfläche der Glasscheiben aufgedruckt wird (beispielsweise durch Siebdruck) und in einem Prozessschritt bei hohen Temperaturen eingebrannt wird (beispielsweise beim Biegen der Glasscheibe). Derartige Abdeckdrucke bestehen aus einer Keramiktinte und enthalten glasbildende Oxide oder Glasfritten, die nach dem Einbrennen einen Glas-artigen Überzug auf der Glasscheibe bilden. Dieser Glas-artige Überzug hat eine feste und innige Verbindung mit der Oberfläche der Glasscheibe. Bei einer Zerlegung der Verbundscheibe unter Aufwendung hoher Kräfte, lässt sich ein derartiger Abdeckdruck nicht von der Glasoberfläche lösen.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es für Kraftfahrzeugscheiben üblich ist, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen. Das Verbundglas kann aber auch plan sein, beispielsweise wenn es als Scheibe für Busse, Züge oder Traktoren vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe wobei zumindest

(a) eine Außenscheibe, eine erste thermoplastische Zwischenschicht mit einem rechteckigen Querschnitt, eine zweite thermoplastische Zwischenschicht mit einem rechteckigen Querschnitt und eine Innenscheibe bereitgestellt werden;

(b) auf eine Funktionsfolie mit einem rechteckigen Querschnitt in mindestens einem Bereich eine opake Schicht aufgedruckt wird;

(c) eine Stapelfolge gebildet wird, in der die Funktionsfolie zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist, die erste thermoplastische Zwischenschicht zwischen der Außenscheibe und der Funktionsfolie angeordnet ist und die zweite thermoplastische Zwischenschicht zwischen der Funktionsfolie und der Innenscheibe angeordnet;

(d) die Stapelfolge durch Lamination verbunden wird.

Die Schritte (a) und (b) des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch in umgekehrter Reihenfolge oder auch gleichzeitig erfolgen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren in dem Schritt (b) des Aufdruckens der opaken Schicht auf die Funktionsfolie zumindest das Aufträgen einer wasser- oder lösungsmittelbasierten Farbpigmente oder Farbstoffe enthaltenden Zusammensetzung auf die Funktionsfolie in mindestens einem Bereich und das Trocknen der aufgetragenen Zusammensetzung. Für das Aufträgen der Zusammensetzung eigenen sich insbesondere Sprühverfahren, Siebdruck-Verfahren, Inkjet- Verfahren oder anderer geeignete Druckverfahren.

Soll die Verbundscheibe gebogen sein, so werden die Außenscheibe und die Innenscheibe bevorzugt vor der Lamination einem Biegeprozess unterzogen. Bevorzugt werden die Außenscheibe und die Innenscheibe gemeinsam (d.h. zeitgleich und durch dasselbe Werkzeug) kongruent gebogen, weil dadurch die Form der Scheiben für die später erfolgende Laminierung optimal aufeinander abgestimmt sind. Typische Temperaturen für Glasbiegeprozesse betragen beispielsweise 500°C bis 700°C. Die Lamination der Stapelfolge kann mittels geläufiger Laminationsverfahren erfolgen. Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. Alternativ sind auch autoklavfreie Verfahren möglich. An sich bekannte Vakuumsack oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 80 °C bis 110 °C. Die Stapelfolge kann auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Scheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die erste Scheibe und die zweite Scheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80 °C bis 170 °C laminiert werden.

Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbundscheibe gelten entsprechend auch für Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Fahrzeugscheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen und insbesondere in einer Windschutzscheibe, ganz besonders für ein Head-Up Display in einem Kraftfahrzeug.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnungen schränken die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Verbundscheibe gemäß Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A‘; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Verbundscheibe;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Verbundscheibe gemäß Fig. 3 entlang der Schnittlinie A-A‘;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Verbundscheibe;

Fig. 6 einen Querschnitt durch die Verbundscheibe gemäß Fig. 5 entlang der Schnittlinie A-A‘;

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Verbundscheibe;

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Verbundscheibe gemäß Fig. 7 entlang der Schnittlinie A-A‘;

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Verbundscheibe;

Fig. 10 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe; und

Fig. 11 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 dargestellt und in Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Verbundscheibe 1 gemäß Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A‘ dargestellt. Die Verbundscheibe 1 ist aufgebaut aus einer Außenscheibe 2, einer ersten thermoplastischen Zwischenschicht 3, einer Funktionsfolie 4, einer zweiten thermoplastischen Zwischenschicht 5 und einer Innenscheibe 6. Die Funktionsfolie 4 ist zwischen der Außenscheibe 2 und der Innenscheibe 6 angeordnet, die erste thermoplastische Zwischenschicht 3 ist zwischen der Außenscheibe 2 und der Funktionsfolie 4 angeordnet und die zweite thermoplastische Zwischenschicht 5 ist zwischen der Funktionsfolie 4 und der Innenscheibe 6 angeordnet. Die Außenscheibe 2 und die Innenscheibe 6 sind über die erste thermoplastische Zwischenschicht 3 und die zweite thermoplastische Zwischenschicht 6, zwischen denen die Funktionsfolie 4 angeordnet ist, miteinander verbunden sind. Die Funktionsfolie 4 erstreckt sich in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform somit über die gesamte Fläche der Verbundscheibe.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Verbundscheibe 1 ist beispielsweise eine Fahrzeugverbundscheibe eines Personenkraftwagens. Die Außenscheibe 2 ist in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt, die Innenscheibe 6 dem Fahrzeuginnenraum. Der untere Scheibenrand U der Verbundscheibe 1 ist nach unten in Richtung des Motors des Personenkraftwagens angeordnet, der obere Scheibenrand O der Verbundscheibe 1 ist nach oben in Richtung des Dachs angeordnet, die beiden seitlichen Scheibenränder S sind seitlich angeordnet.

Auf die Funktionsfolie 4 ist eine opake Schicht 7 aufgedruckt, welche in einem ein Sensorfenster 8 umgebenen Bereich angeordnet ist.

Die Außenscheibe 2 und die Innenscheibe 6 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas. Die Außenscheibe 2 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf, die Innenscheibe 6 weist beispielsweise eine Dicke von 1,6 mm auf.

Die opake Schicht 7 ist hier beispielsweise schwarz und weist beispielsweise eine Dicke von 12 pm auf. Die opake Schicht 7 ist auf der Oberfläche der Funktionsfolie 4 angeordnet, welche in Richtung der Außenscheibe 2 weist.

Die erste thermoplastischen Zwischenschicht 3 besteht beispielsweise aus PVB und weist eine Dicke von 0,81 mm auf. Die zweite thermoplastischen Zwischenschicht 5 besteht beispielsweise aus PVB und weist eine Dicke von 50 pm (Mikrometer) auf.

Die Funktionsfolie 4 ist in der in der Fig. 1 und Fig .2 gezeigten Ausführungsform der Verbundscheibe 1 beispielsweise eine Polyethylenterephthalat (PET) basierte reflektierende Folie, die mit einem Copolymerenschichtenstapel auf Basis von PET und Polyethylennaphthalat (PEN) beschichtet ist und geeignet ist, einen Anteil 20 % bis 25 % von auf die Funktionsfolie auftreffendem p-polarisierten Licht zu reflektieren. Die Funktionsfolie 4 weist beispielsweise eine Dicke zwischen 20 pm und 120 pm auf.

Die Außenscheibe 2, die Innenscheibe 6, die erste thermoplastische Zwischenschicht 3, die zweite thermoplastische Zwischenschicht 5 und die Funktionsfolie 4 weisen die gleichen äußeren Abmessungen auf so dass die Seitenkanten, die Oberkante und die Unterkante der Außenscheibe 2, die Seitenkanten, die Oberkante und die Unterkante der Innenscheibe 6, die Seitenkanten, die Oberkante und die Unterkante der ersten thermoplastischen Zwischenschicht 3, die Seitenkanten, die Oberkante und die Unterkante der zweiten thermoplastischen Zwischenschicht 5 und die Seitenkanten, die Oberkante und die Unterkante der Funktionsfolie 4 in Durchsicht durch die Verbundscheibe 1 bündig Übereinanderliegen.

In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 dargestellt und in Fig. 4 ist ein Querschnitt durch die Verbundscheibe 1 gemäß Fig. 3 entlang der Schnittlinie A-A‘ dargestellt. Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den Fig. 1 und 2 gezeigten nur dahingehend, dass die Funktionsfolie 4 in einem ein Sensorfenster 8 umgebenen Bereich und in einem umlaufenden Randbereich einen opaken Aufdruck aufweist, d.h. auf die Funktionsfolie 4 ist in einem ein Sensorfenster 8 umgebenden Bereich und in einem umlaufenden Randbereich eine opake Schicht 7 gedruckt.

In Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 dargestellt und in Fig. 6 ist ein Querschnitt durch die Verbundscheibe 1 gemäß Fig. 5 entlang der Schnittlinie A-A‘ dargestellt. Die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den Fig. 1 und 2 gezeigten nur dahingehend, dass die Funktionsfolie 4 in einem ein Sensorfenster 8 umgebenen Bereich einen opaken Aufdruck aufweist, d.h. auf die Funktionsfolie 4 ist in einem ein Sensorfenster 8 umgebenden Bereich eine opake Schicht 7 aufgedruckt, und dass die an die erste thermoplastische Zwischenschicht 3 angrenzende Oberfläche der Außenscheibe 2 einen randständigen, rahmenartigen Abdeckruck 9 aus einer schwarzen Emaille aufweist. Der Abdeckdruck 9 und die aufgedruckte opake Schicht 7 haben im Wesentlichen die gleiche optische Dichte.

In der in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich die Funktionsfolie 4 über die gesamte Fläche der Verbundscheibe 1. Es ist aber auch möglich, dass sich die Funktionsfolie 4 im Wesentlichen über die gesamte Fläche der Verbundscheibe 1 erstreckt, d.h. über die gesamte Fläche abzüglich eines umlaufenden Randbereichs von beispielsweise 20 mm, der von dem rahmenartigen Abdeckdruck 9 verdeckt ist.

In Fig. 7 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 dargestellt und in Fig. 8 ist ein Querschnitt durch die Verbundscheibe 1 gemäß Fig. 7 entlang der Schnittlinie A-A‘ dargestellt. Die in den Fig. 7 und 8 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den Fig. 1 und 2 gezeigten nur dahingehend, dass die Funktionsfolie 4 in einem umlaufenden Randbereich einen opaken Aufdruck aufweist, d.h. auf die Funktionsfolie 4 ist in einem umlaufenden Randbereich eine opake Schicht 7 gedruckt. In der in der Fig. 7 und Fig. 8 gezeigten Ausführungsform weist die Verbundscheibe 1 kein Sensorfenster auf.

In der Fig. 9 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 dargestellt. Die in der Fig. 9 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 3 gezeigten nur dahingehend, dass opake Aufdruck 7 rahmenartig ausgebildet ist und im Bereich der Oberkante O in Richtung der Scheibenmitte vergrößert ist und um das Sensorfenster 8 herum kreisförmig ausgebildet ist.

In der Fig. 10 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 dargestellt. Die in der Fig. 10 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 9 gezeigten nur dahingehend, dass der opake Aufdruck nur in einem Teilbereich des oberen Scheibenrandes O in Richtung der Scheibenmitte vergrößert ist.

Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1.

Das Verfahren umfasst ersten Schritt S1 , in dem eine Außenscheibe 2, eine erste thermoplastische Zwischenschicht 3 mit einem rechteckigen Querschnitt, eine zweite thermoplastische Zwischenschicht 5 mit einem rechteckigen Querschnitt und eine Innenscheibe 6 bereitgestellt werden.

In einem zweiten Schritt S2 wird eine opake Schicht 7 zumindest in einem Bereich auf eine Funktionsfolie 4 mit einem rechteckigen Querschnitt aufgedruckt.

In einem dritten Schritt S3 wird eine Stapelfolge aus der Außenscheibe 2, der ersten thermoplastischen Zwischenschicht 3, der Funktionsfolie 4, der zweiten thermoplastischen Zwischenschicht 5 und der Innenscheibe 6 gebildet, in der die Funktionsfolie 4 zwischen der Außenscheibe 2 und der Innenscheibe 6 angeordnet ist, die erste thermoplastische Zwischenschicht 3 zwischen der Außenscheibe 2 und der Funktionsfolie 4 angeordnet ist und die zweite thermoplastische Zwischenschicht 5 zwischen der Funktionsfolie 4 und der Innenscheibe 6 angeordnet ist.

In einem vierten Schritt S4 wird die Stapelfolge durch Lamination verbunden. Bevorzugt umfasst Schritt S2 zumindest das Aufträgen einer wasser- oder lösungsmittelbasierten Farbpigmente oder Farbstoffe enthaltenden Zusammensetzung auf die Funktionsfolie 4 in mindestens einem Bereich und das Trocknen der aufgetragenen Zusammensetzung.

Die Schritte S1 und S2 können auch in umgekehrter Reihenfolge oder gleichzeitig erfolgen.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe und das erfindungsgemäße Verfahren haben deutliche Vorteile gegenüber einem Abdeckdruck nach dem Stand der Technik der unmittelbar auf eine Glasoberfläche aufgetragen wird, dort bei höheren eingebrannt wird und einen Glas-artigen Überzug oder ein Emaille bildet.

Wie eingangs geschildert, ist diese Form des Aufbringens des Abdeckdrucks auf eine Glasscheibe bei oberflächenbeschichteten Gläsern schwierig oder nicht möglich. Neben Haftungsproblemen in der Verbundscheibe, kann es zu unerwünschten Verfärbungen oder Defekten im Abdeckdruck oder in den Beschichtungen kommen. Dies gilt insbesondere für einen Abdeckdruck nach dem Stand der Technik, der auf eine Sonnenschutzbeschichtung und insbesondere eine Silber-basierte Sonnenschutzbeschichtung aufgebracht und eingebrannt wird. Insbesondere kann der Abdeckdruck nach dem Stand der Technik auch zu optischen Distorsionen im Randbereich oder vor allem im Bereich von Sensorfenstern führen.

Alle diese Nachteile, die sich bei einem Abdeckdruck nach dem Stand der Technik ergeben, werden durch die erfindungsgemäße Entkopplung der opaken Schicht 7 von der Außenscheibe 2 oder der Innenscheibe 6 erfolgreich gelöst und vermieden.

Bezugszeichenliste:

1 Verbundscheibe

2 Außenscheibe 3 erste thermoplastische Zwischenschicht

4 Funktionsfolie

5 zweite thermoplastische Zwischenschicht

6 Innenscheibe

7 opake Schicht 8 Sensorfenster

9 Abdeckdruck

O oberer Scheibenrand U unterer Scheibenrand S seitlicher Scheibenrand

A-A‘ Schnittlinie