具有電加熱層的玻璃板的制作方法
【專利說明】具有電加熱層的玻璃板
[0001]本發(fā)明涉及具有電加熱層的玻璃板，其制造方法及其用途。
[0002]汽車玻璃，特別是擋風玻璃的視野必須保持無冰和無水汽凝結(jié)物。對于具有內(nèi)燃機的機動車，例如可以將借助發(fā)動機熱加熱的空氣流引向玻璃上。
[0003]替代地，所述玻璃板可以具有電加熱功能。因此已知復(fù)合玻璃板，其在單個玻璃板之一的內(nèi)側(cè)表面上具有透明的導(dǎo)電涂層構(gòu)成的電加熱層。通過外部電壓源，可以將電流通過該導(dǎo)電涂層傳導(dǎo)，其加熱該涂層并且因此加熱玻璃板。W02012/052315 Al例如公開了這樣的基于金屬的可加熱的導(dǎo)電涂層。
[0004]電加熱層的電接觸通常通過如由US 2007/0020465 Al已知的匯流條進行。該匯流條例如由印刷和焙燒的銀糊料構(gòu)成。該匯流條通常沿著玻璃板的上緣和下緣分布。該匯流條集合通過該電加熱層流動的電流，并且將其導(dǎo)向與電壓源相連的外部引線。
[0005]從工業(yè)大批量生產(chǎn)具有電加熱層的玻璃板中已知，通過分界線或者分界區(qū)使加熱層結(jié)構(gòu)化，以形成通常卷繞的電流電路。這具有優(yōu)點，即電阻升高，并且可以通過相對小的連接電極接觸該電流電路。在專利文獻中，這樣的可加熱的玻璃板例如描述于DE 19860870Al中。
[0006]具有電加熱層的玻璃板相對強烈地屏蔽電磁輻射，以致特別地在具有可加熱的擋風玻璃的機動車中可能顯著地損害無線電數(shù)據(jù)傳輸。因此，可加熱的擋風玻璃通常配備有未涂敷或者不含涂層的區(qū)(“通信窗口 ”)，其至少對于電磁譜的特定范圍而言是良好可透的。以此方式實現(xiàn)順利的數(shù)據(jù)傳輸。在其上通常存在電子裝置，例如傳感器、照相機等的未涂敷的區(qū)，通常設(shè)置在上部的玻璃板邊緣附近，在那里其可以被上方的遮蔽帶很好地覆蓋。
[0007]然而，未涂敷的區(qū)損害所述加熱層的電性能，這至少局部地對于通過該加熱層流動的加熱電流的電流密度分布產(chǎn)生影響。實際上，其造成極不均勻的加熱功率分布，其中未涂敷的區(qū)的下方和其周圍的加熱功率明顯減小。另一方面，出現(xiàn)具有特別高的電流密度的位置，其中加熱功率劇烈升高。因此，可能出現(xiàn)非常高的局部的玻璃板溫度，其產(chǎn)生燃燒風險，并且對玻璃板施加巨大的熱應(yīng)力。此外，使附加部件的膠粘位置可能由此脫落。
[0008]本發(fā)明的目的在于，提供具有未涂敷的區(qū)和至少幾乎均勻的加熱功率分布的改良的玻璃板，其可以容易和成本有利地制造。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的具有電加熱層的玻璃板實現(xiàn)。優(yōu)選的實施方案來自從屬權(quán)利要求。
[0010]具有電加熱層的本發(fā)明的玻璃板至少包含下列特征:
-具有表面的第一玻璃板，
-至少一個由導(dǎo)電材料構(gòu)成的用于加熱第一玻璃板的電加熱層，其中將該電加熱層設(shè)置在所述表面的至少一部分上，并且其包含至少一個未涂敷的區(qū)，
-至少兩個為連接到電壓源上而設(shè)置的匯流條，其與電加熱層這樣接合，以致在匯流條之間形成用于加熱電流的電流電路，和
-η個分界線，其將電加熱層電劃分為m個段，并且η為2 I的數(shù)和m = n+1，
其中帶狀地這樣圍繞著未涂敷的區(qū)設(shè)置所述的段，以致用于加熱電流的電流電路至少部分地圍繞未涂敷的區(qū)傳導(dǎo)，并且該段的寬度b是相等的，并且該段的寬度b的總和等于所述電加熱層的寬度B。
[0011]這意味著，至少部分地帶狀地圍繞著未涂敷的區(qū)設(shè)置所述的段，以致用于加熱電流的電流電路至少部分地圍繞未涂敷的區(qū)傳導(dǎo)，并且每個段的寬度b等于沿著相對于匯流條平行的線的電加熱層的寬度B的第m部分。
[0012]優(yōu)選地相互平行或者幾乎平行地設(shè)置該匯流條，因為這導(dǎo)致電加熱層上均勻的電流密度分布。如果不相互平行地設(shè)置匯流條，例如為了更劇烈地加熱圍繞著該電加熱層的特定的區(qū)域，那么用于確定該電加熱層的寬度的線理解為沿著不含未涂敷的區(qū)的電加熱層的等勢線。
[0013]所述的電加熱層包含至少一個未涂敷的區(qū)。這意味著，該未涂敷的區(qū)完全或者部分地被電加熱層包圍。該未涂敷的區(qū)可以特別地與電加熱層的邊緣區(qū)域毗鄰，或者經(jīng)由未涂敷的帶朝向電加熱層的邊緣區(qū)域擴展。
[0014]所述的段的寬度b取決于在相對于匯流條平行的各個線中的電加熱層的寬度B。通過將電加熱層的寬度B除以段的數(shù)目得到段的寬度b。如果電加熱層具有一個或者多個未涂敷的區(qū)，那么不包含該未涂敷的區(qū)的寬度而測定電加熱層的寬度B。
[0015]在本發(fā)明的一個有利的實施方案中，各個段的寬度b可以彼此，即與加熱層B的寬度除以段的數(shù)目的商相差最大10%。差值優(yōu)選為<5 %，特別優(yōu)選為<2 %。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，該電加熱層通過分界線被劃分為單個段，其各自將加熱電流的電流電路圍繞著未涂敷的區(qū)傳導(dǎo)。在此，特別地也將該加熱電流傳導(dǎo)到該未涂敷的區(qū)上方和下方的區(qū)域中。在此，上方和下方基于不含未涂敷的區(qū)的玻璃板的匯流條之間的最短連接線的方向。
[0017]加熱功率分布的均勻度隨著分界線和傳導(dǎo)加熱電流的單個段的數(shù)目而升高。在一個有利的實施方案中，所述的電加熱層具有至少η = 3個分界線和優(yōu)選地具有η = 7至25個分界線。這些分界線優(yōu)選地形成至少部分地帶狀地圍繞著未涂敷的區(qū)設(shè)置的段。根據(jù)本發(fā)明，具有7至25個線的分界線數(shù)目的玻璃板在由于引入分界線所致的經(jīng)濟性費用消耗和時間消耗的同時，顯示特別好的加熱功率分布均勻度。
[0018]在本發(fā)明玻璃板的另一個有利的實施方案中，所述的分界線的寬度d為30 Mm至200 Mm，和優(yōu)選為70 Mm至140 Mm。這具有特別的優(yōu)點，即具有這種小的寬度的分界線不或者僅非常微弱地損害穿過玻璃板的透視性。
[0019]在本發(fā)明玻璃板的另一個有利的實施方案中，所述的未涂敷的區(qū)的面積為0.5dm2至15 dm2和優(yōu)選為2 dm2至8 dm2。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)不含本發(fā)明分界線和具有這樣大的未涂敷的區(qū)的玻璃板顯示特別不均勻的加熱功率分布，并且在差的氣候條件下僅能夠不充分地清除冰、雪和水汽凝結(jié)物。通過使用本發(fā)明的分界線，可以在這種大的未涂敷的區(qū)中獲得玻璃板加熱性能的特別好的改良。
[0020]優(yōu)選地沿著電加熱層的導(dǎo)電涂層上的側(cè)緣設(shè)置匯流條。該匯流條的長度通?；旧系扔趯?dǎo)電涂層的側(cè)緣長度，但是也可以略微更大或者更小。還可以將多于兩個匯流條設(shè)置在導(dǎo)電涂層上，優(yōu)選地在沿著導(dǎo)電涂層的兩個相對的側(cè)緣的邊緣區(qū)域中。還可以將多于兩個匯流條設(shè)置在電加熱層上，例如為了在可電加熱的涂層中形成兩個或者更多個獨立的加熱場或者當匯流條被一個或者多個未涂敷的區(qū)隔斷或者替代(versetzen)時。于是，本發(fā)明的指導(dǎo)適用于至少一個和優(yōu)選地適用于每個獨立的加熱場。
[0021 ] 在一個有利的實施方案中，本發(fā)明的匯流條以印刷和焙燒的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的形式構(gòu)造。該印刷的匯流條優(yōu)選地含有至少一種金屬、金屬合金、金屬化合物和/或碳，特別優(yōu)選地含有貴金屬和尤其銀。印刷糊料優(yōu)選地含有金屬的顆粒、金屬顆粒和/或碳，和特別地含有貴金屬顆粒，例如銀顆粒。導(dǎo)電性優(yōu)選地通過導(dǎo)電顆粒實現(xiàn)。該顆?？梢源嬖谟谟袡C和/或無機的基體，例如糊料或者墨中，優(yōu)選為具有玻璃熔塊的印刷糊料。
[0022]第一和第二匯流條的寬度優(yōu)選為2 mm至30 mm，特別優(yōu)選為4 mm至20 mm，和特別是10 mm至20 mm。較薄的匯流條導(dǎo)致過高的電阻和因此導(dǎo)致在運行中過度加熱匯流條。此外，較薄的匯流條僅困難地通過例如絲網(wǎng)印刷的印刷技術(shù)來制造。較厚的匯流條需要不希望的高的材料用量。此外，其導(dǎo)致玻璃板的透視區(qū)域的過大和不美觀的限制。匯流條的長度取決于電加熱層的大小。對于通常以帶狀形式構(gòu)造的匯流條，其較長的尺寸稱為長度，并且其較不長的尺寸稱為寬度。第三或者附加的匯流條也可以構(gòu)建得較薄，優(yōu)選為0.6 mm至 5 mm。
[0023]印刷的匯流條的層厚度優(yōu)選為5 Mm至40 Mm，特別優(yōu)選為8 Mm至20 Mm，和非常特別優(yōu)選為8 Mffl至12 Mm。具有該厚度的印刷的匯流條可以在技術(shù)上容易地實現(xiàn)，并且具有有利的載流能力。
[0024]該匯流條的比電阻P及選為0.8 Mohm?cm至7.0 Mohm?cm,和特別優(yōu)選為1.0Mohnrcm至2.5 Mohm^cm0具有該范圍的比電阻的匯流條可以在技術(shù)上容易地實現(xiàn)，并且具有有利的載流能力。
[0025]但是替代地，所述的匯流條也可以以導(dǎo)電箔帶的形式構(gòu)建。該匯流條這時例如至少含有鋁、銅、鍍錫的銅、金、銀、鋅、鎢和/或錫或者它們的合金。該帶優(yōu)選地具有10 Mffl至500 Mm，特別優(yōu)選30 Mm至300 Mm的厚度。由具有該厚度的導(dǎo)電箔構(gòu)成的匯流條可以在技術(shù)上容易地實現(xiàn)，并且具有有利的載流能力。該帶可以例如經(jīng)由焊接物料、經(jīng)由導(dǎo)電膠粘劑或者通過直接的鋪設(shè)而與該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)導(dǎo)電地接合。
[0026]本發(fā)明的玻璃板包含第一玻璃板，其上設(shè)置有電加熱層。根據(jù)該電加熱層的類型，用保護層，例如漆層、聚合物薄膜和/或第二玻璃板保護該加熱層，這可能是有利的。
[0027]在本發(fā)明玻璃板的一個有利的實施方案中，其上設(shè)置有導(dǎo)電涂層的第一玻璃板的表面，經(jīng)由熱塑性中間層與第二玻璃板平面地接合。
[0028]基本上，所有的電絕緣的襯底適合作為第一和任選的第二玻璃板，其在制造和使用本發(fā)明玻璃板的條件下是熱穩(wěn)定和化學穩(wěn)定以及尺寸穩(wěn)定的。
[0029]第一玻璃板和/或第二玻璃板優(yōu)選地含有玻璃，特別優(yōu)選地含有平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、鈉鈣玻璃，或者透明塑料，優(yōu)選硬質(zhì)透明的塑料，特別是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酯、聚氯乙烯和/或它們的混合物。第一玻璃板和/或第二玻璃板優(yōu)選為透明的，特別對于將該玻璃板用作機動車的擋風玻璃或者后窗玻璃，或者其中不希望高的光透射的其它應(yīng)用中。在本發(fā)明的意義上，透明這時理解為具有大于70 %的可見光譜區(qū)域中的透射率的玻璃板。但是對于不位于駕駛員的交通重要的視野中的玻璃板，例如對于頂蓋玻璃，透射率也可以是明顯較小的，例如大于5 %。
[0030]所述玻璃板的厚度可以寬泛地變化，并且因此極其適合各種情況的需求。優(yōu)選地，具有1.0 mm至25 1111]1，優(yōu)選1.4 mm至2.5 mm的標準厚度的玻璃板用于機動車玻