|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] Данное изобретение относится к стеклу (100) с электрической областью (3) нагрева, по меньшей мере, включающему в себя по существу трапециевидное первое стекло (1) с поверхностью (III), первой основной стороной (1.1) с длиной I 1 и второй основной стороной (1.2) с длиной I 2 , причем соотношение v длин основных сторон (1.1, 1.2) составляет v=I 1 :I 2 от 0,70:1 до 0,98:1, по меньшей мере одно электропроводное покрытие (6), которое нанесено по меньшей мере на часть поверхности (III), по меньшей мере одну по существу трапециевидную электрическую обогреваемую область (3) нагрева, которая электрически отделена по меньшей мере одной разделительной линией (9) от электропроводного покрытия (6), и первая основная сторона (3.1) области (3) нагрева расположена непосредственно рядом с первой основной стороной (1.1) первого стекла (1), а вторая основная сторона (3.2) области (3) нагрева расположена непосредственно рядом со второй основной стороной (1.2) первого стекла (1), и по меньшей мере два предусмотренных для подключения к источнику (14) напряжения токосборных проводника (5.1, 5.2), которые соединены с электропроводным покрытием (6) в электрической области (3) нагрева таким образом, что между токосборными проводниками (5.1, 5.2) образован путь (11) для тока нагрева, причем соотношение длины b 1 первой основной стороны (3.1) области (3) нагрева к длине b 2 второй основной стороны (3.2) области (3) нагрева составляет b 1 :b 2 от v:0,99 до v:0,50. (фиг. 1а) 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Данное изобретение относится к стеклу (100) с электрической областью (3) нагрева, по меньшей мере, включающему в себя по существу трапециевидное первое стекло (1) с поверхностью (III), первой основной стороной (1.1) с длиной I 1 и второй основной стороной (1.2) с длиной I 2 , причем соотношение v длин основных сторон (1.1, 1.2) составляет v=I 1 :I 2 от 0,70:1 до 0,98:1, по меньшей мере одно электропроводное покрытие (6), которое нанесено по меньшей мере на часть поверхности (III), по меньшей мере одну по существу трапециевидную электрическую обогреваемую область (3) нагрева, которая электрически отделена по меньшей мере одной разделительной линией (9) от электропроводного покрытия (6), и первая основная сторона (3.1) области (3) нагрева расположена непосредственно рядом с первой основной стороной (1.1) первого стекла (1), а вторая основная сторона (3.2) области (3) нагрева расположена непосредственно рядом со второй основной стороной (1.2) первого стекла (1), и по меньшей мере два предусмотренных для подключения к источнику (14) напряжения токосборных проводника (5.1, 5.2), которые соединены с электропроводным покрытием (6) в электрической области (3) нагрева таким образом, что между токосборными проводниками (5.1, 5.2) образован путь (11) для тока нагрева, причем соотношение длины b 1 первой основной стороны (3.1) области (3) нагрева к длине b 2 второй основной стороны (3.2) области (3) нагрева составляет b 1 :b 2 от v:0,99 до v:0,50. (фиг. 1а)
Евразийское (21) 201790523 (13) Al
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. H05B 3/84 (2006.01)
2017.06.30 H05B 3/12 (2006.01)
(22) Дата подачи заявки 2015.08.19
(54) СТЕКЛО С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОБЛАСТЬЮ НАГРЕВА
(31) (32)
14183518.1 2014.09.04
(33) EP
(86) PCT/EP2015/069001
(87) WO 2016/034413 2016.03.10
(71) Заявитель:
СЭН-ГОБЭН ГЛАСС ФРАНС (FR)
(72) Изобретатель:
Шалль Гюнтер, Шульц Валентин (DE)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) Данное изобретение относится к стеклу (100) с электрической областью (3) нагрева, по меньшей мере, включающему в себя по существу трапециевидное первое стекло (1) с поверхностью (III), первой основной стороной (1.1) с длиной I1 и второй основной стороной (1.2) с длиной I2, причем соотношение v длин основных сторон (1.1, 1.2) составляет v=I1:I2 от 0,70:1 до 0,98:1, по меньшей мере одно электропроводное покрытие (6), которое нанесено по меньшей мере на часть поверхности (III), по меньшей мере одну по существу трапециевидную электрическую обогреваемую область (3) нагрева, которая электрически отделена по меньшей мере одной разделительной линией (9) от электропроводного покрытия (6), и первая основная сторона (3.1) области (3) нагрева расположена непосредственно рядом с первой основной стороной (1.1) первого стекла (1), а вторая основная сторона (3.2) области (3) нагрева расположена непосредственно рядом со второй основной стороной (1.2) первого стекла (1), и по меньшей мере два предусмотренных для подключения к источнику (14) напряжения токосборных проводника (5.1, 5.2), которые соединены с электропроводным покрытием (6) в электрической области (3) нагрева таким образом, что между токосборными проводниками (5.1, 5.2) образован путь (11) для тока нагрева, причем соотношение длины b1 первой основной стороны (3.1) области (3) нагрева к длине b2 второй основной стороны (3.2) области (3) нагрева составляет b1:b2 от v:0,99 до v:0,50. (фиг. 1а)
2420-540848ЕА/018 СТЕКЛО С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОБЛАСТЬЮ НАГРЕВА
ОПИСАНИЕ
Изобретение относится к стеклу с электрической областью нагрева, способу его изготовления и к его применению.
Поле обзора стекла транспортного средства, в частности лобового стекла, должно содержаться свободным ото льда и конденсата. У автомобилей с двигателем внутреннего сгорания может, например нагретый теплом двигателя поток воздуха направляться на стекла.
Альтернативно стекло может иметь функцию электрического обогрева. US 3, 409, 759 А и ЕР 0 788 294 А1 раскрывают многослойные стекла, в которых тонкие проволоки заламинированы в многослойное стекло. Посредством внешнего источника напряжения через проволоки может проводиться электрический ток, который нагревает проволоки и вместе с ними стекло.
Кроме того, известны многослойные стекла, которые на внутренней поверхности одного из отдельных стекол имеют прозрачное электропроводное покрытие. Посредством внешнего источника напряжения через электропроводное покрытие может проводиться электрический ток, который нагревает покрытие и вместе с ним стекло. WO 2012/052315 А1 раскрывает например такое нагреваемое электропроводное покрытие на металлической основе.
Электрическое контактирование электропроводного покрытия осуществляется, как правило, при помощи токосборных проводников, как это известно из US 2007/0020465 А1. Токосборные проводники состоят, например из напечатанной и нанесенной вжиганием серебряной пасты. Токосборные проводники проходят, как правило, вдоль верхнего и нижнего края стекла. Токосборные проводники собирают ток, который протекает через электропроводное покрытие, и направляют его к внешним питающим линиям, которые соединены с источником напряжения.
Задача данного изобретения заключается в предоставлении улучшенного стекла с электрической областью нагрева областью нагрева с более равномерным распределением мощности нагрева, которое может изготовляться просто и экономично.
Согласно изобретению задача данного изобретения решается с помощью стекла с электрической областью нагрева согласно пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления проистекают из зависимых пунктов формулы изобретения.
Соответствующее изобретению стекло с электрической областью нагрева включает в себя, по меньшей мере, следующие признаки:
- по существу трапециевидное первое стекло с поверхностью III, первой основной стороной с длиной 11 и второй основной стороной с длиной 12, причем соотношение v длин основных сторон составляет v=Ii:I2 от 0,70:1 до 0,98:1,
- по меньшей мере, одно электропроводное покрытие, которое нанесено, по меньшей мере, на часть поверхности III,
по меньшей мере, одну по существу трапециевидную электрическую область нагрева, которая электрически отделена, по меньшей мере, одной разделительной линией от электропроводного покрытия, и первая основная сторона электрической области нагрева расположена непосредственно рядом с первой основной стороной первого стекла, а вторая основная сторона электрической области нагрева расположена непосредственно рядом со второй основной стороной первого стекла,
- по меньшей мере, два предусмотренных для подключения к источнику напряжения токосборных проводника, которые соединены с электропроводным покрытием в электрической области нагрева таким образом, что между токосборными проводниками образован путь для тока нагрева,
причем соотношение длины bi первой основной стороны области нагрева к длине Ь2 второй основной стороны области нагрева составляет при заданном соотношении v bi:b2 от v:0,99 до v:0,50.
Под по существу трапециевидным стеклом здесь описывается стекло с приблизительно трапециевидным контуром. Как обычно, далее обе параллельные или по существу параллельные стороны трапеции называются основными сторонами (основаниями), а обе прилегающие (в целом непараллельные) стороны обозначаются как боковые стороны.
По существу трапециевидный контур стекла может иметь одну или несколько изогнутых или согнутых боковых кромок. Так у
многих подобных стекол в любом случае изогнуты основные стороны трапеции. Боковые же стороны зачастую по существу прямолинейны. Кроме того, углы стекла могут быть закруглены. То же самое относится к по существу трапециевидной области нагрева. Токосборные проводники могут проходить прямолинейно или проходить предпочтительно вдоль основных сторон стекла и повторять их изгиб. Между токосборным проводником и основной стороной стекла может иметься также промежуток, благодаря тому, что может быть расположена, например дальнейшая электрическая область нагрева, как например, обогрев поля стеклоочистителя.
У стекол согласно уровню техники без разделительных линий электрическая область нагрева соответствует области электропроводного покрытия. Подробные стекла имеют, как правило, крайне неоднородное распределение мощности нагрева. При нагревании они имеют в частности в области более длинной основной стороны меньшую т мощность нагрева и тем самым более низкую температуру, а также худшие характеристики оттаивания и отпотевания.
Изобретение основывается на том познании, что благодаря разделительным линиям образовывается соответствующая изобретению электрическая область нагрева, и вследствие этого может достигаться оптимизация пути тока. Это приводит к более однородному распределению мощности нагрева и температуры. Одновременно временные и финансовые затраты формирования структуры для выполнения разделительных линий остаются экономически приемлемыми.
Разделительные линии должны быть выполнены максимально тонкими, для того чтобы в наименьшей степени ухудшать прозрачность стекла. В предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению стекла ширина d разделительных линий составляет от 3 0 мкм до 2 00 мкм и предпочтительно от 7 0 мкм до 140 мкм. Это имеет то особое преимущество, что разделительные линии с настолько незначительной шириной не ухудшают или ухудшают лишь в очень незначительной степени видимость через стекло.
Соответствующие изобретению стекла имеют первую основную
сторону с длиной Ii и вторую основную сторону с длиной 12, причем соотношение v длин основных сторон составляет v=Ii:I2 от 0,70:1 до 0,98:1.
При этом длина соответствующей основной стороны первого стекла рассчитывается вдоль распространения боковой кромки и тем самым вдоль возможного изгиба стекла.
По меньшей мере, одно электропроводное покрытие нанесено, по меньшей мере, на часть поверхности III и в частности на всю поверхность III стекла за вычетом краевой области с удаленным покрытием и возможно за вычетом областей, с которых удалено покрытие, которые служат, например, в качестве коммуникационных окошек.
По существу трапециевидная электрическая область нагрева электрически отделяется, по меньшей мере, одной разделительной линией от электропроводного покрытия. В случае отделения ровно одной разделительной линией разделительная линия предпочтительно описывает контур трапеции. В этом случае токосборные проводники расположены полностью или частично внутри замкнутой разделительной линией поверхности. В случае отделения двумя или несколькими разделительными линиями разделительные линии предпочтительно проходят между основными сторонами электрической области нагревай между токосборными проводниками.
Первая основная сторона электрической области нагрева расположена непосредственно рядом с первой основной стороной первого стекла, а вторая основная сторона электрической области нагрева расположена непосредственно рядом со второй основной стороной первого стекла. "Непосредственно рядом" означает здесь, что вторая основная сторона электрической области нагрева расположена между первой основной стороной электрической области нагрева и второй основной стороной первого стекла, а не между первой основной стороной электрической области нагрева и первой основной стороной стекла.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению стекла первая основная сторона области нагрева расположена по существу параллельно к первой основной стороне первого стекла.
В другом предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению стекла длина более короткой из обеих основных сторон первого стекла соответствует длине непосредственно соседней основной стороны области нагрева плюс две ширины г краевой области с удаленным покрытием, это означает: Ii/2 приблизительно равна bi/2+2r. Это имеет то особое преимущество, что стекло может электрически нагреваться на максимально возможной площади.
По меньшей мере, два и в частности ровно два предусмотренных для подключения к источнику напряжения токосборных проводника соединены с электропроводным покрытием в электрической области нагрева таким образом, что при приложении напряжения путь для тока нагрева образован между токосборными проводниками и нагревает область нагрева вместе с соответствующей частью стекла.
Токосборные проводники имеют, по меньшей мере, длину основной стороны области нагрева, на которой они расположены. При заданном соотношении v длин основных сторон первого стекла соответствующее изобретению соотношение длины bi первой основной стороны области нагрева к длине Ь2 второй основной стороны области нагрева составляет bi:b2 от v:0,99 до v:0,50.
При этом длина соответствующей основной стороны области нагрева рассчитывается вдоль направления распространения (то есть большего размера) соответствующего токосборного проводника и тем самым вдоль возможного изгиба основной стороны.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению стекла первое стекло или и/или электрическая область нагрева имеет форму симметричной трапеции. Вследствие этого можно получать наиболее предпочтительное и однородное распределение мощности нагрева.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению стекла соотношение длины bi первой основной стороны области нагрева к длине Ь2 второй основной стороны области нагрева не равно 1, то есть электрическая область нагрева не является прямоугольной. И хотя прямоугольные области нагрева показывают однородные распределения мощности нагрева, тем не
менее, они визуально более заметны, чем трапециевидные области нагрева, которые можно проще оптически интегрировать в трехмерный изгиб стекла.
В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению стекла соотношение длины bi первой основной стороны области нагрева к длине Ь2 второй основной стороны области нагрева составляет bi:b2 от v:0,99 до 0,99.
Это наиболее предпочтительно для того, чтобы максимально широко обогревать боковые области стекла в области более длинной из обеих основных сторон и, тем не менее, достигать соответствующего изобретению однородного распределения мощности нагрева.
В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению стекла соотношение длины bi первой основной стороны области нагрева к длине Ь2 второй основной стороны области нагрева составляет bi:b2 от 1,01 до v:0,50.
Это наиболее предпочтительно для того, чтобы достигать улучшения однородности распределения мощности нагрева, если в пределах электрической области нагрева расположена, по меньшей мере, одна область с удаленным покрытием или без покрытия, например для образования коммуникационного окошка, причем область с удаленным покрытием или без покрытия расположена предпочтительно посередине стекла.
Далее это наиболее предпочтительно, если расстояние h1 между токосборными проводниками посередине электрической области нагрева больше, чем расстояние h2 между токосборными проводниками на внешних краях электрической области нагрева. Следует понимать, что области с удаленным покрытием или покрытия также могут быть скомбинированы с большим расстоянием hi по сравнению с п2.
Ширина первого и второго токосборного проводника составляет предпочтительно от 2 мм до 30 мм, наиболее предпочтительно от 4 мм до 20 мм и в частности от 10 мм до 20 мм. Более тонкие токосборные проводники приводят к слишком высокому электрическому сопротивлению и тем самым к слишком высокому нагреву токосборного проводника во время эксплуатации. Кроме
того, более тонкие токосборные проводники можно изготавливать посредством печатных технологий, таких как трафаретная печать, лишь с большим трудом. Более толстые токосборные проводники требуют нежелательно высокий расход материала. Кроме того, они приводят к слишком большому и неэстетичному ограничению области обзора стекла. Длина токосборного проводника сообразовывается с размером электрической области нагрева. У токосборного проводника, который типичным образом выполнен в виде полосы, его более длинный размер обозначается как длина, а его менее длинный размер как ширина. Если имеются дальнейшие токосборные проводники, то они также могут быть выполнены более тонкими, предпочтительно от 0,б мм до 5 мм.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующий изобретению токосборный проводник выполнен в виде напечатанной и нанесенной вжиганием проводящей структуры. Напечатанный токосборный проводник содержит предпочтительно, по меньшей мере, один металл, металлический сплав, металлическое соединение и/или углерод, наиболее предпочтительно благородный металл и в частности серебро. Печатная паста содержит предпочтительно металлические частицы, частицы металла и/или частицы углерода и в частности частицы благородного металла, как например частицы серебра. Электропроводность предпочтительно достигается посредством электропроводных частиц. Частицы могут находиться в органической и/или неорганической матрице, такой как пасты или печатные краски, предпочтительно в виде печатной пасты со стеклянными фриттами.
Толщина слоя напечатанного токосборного проводника составляет предпочтительно от 5 мкм до 4 0 мкм, наиболее предпочтительно от 8 мкм до 2 0 мкм и совершенно предпочтительно от 8 мкм до 12 мкм. Напечатанные токосборные проводники с этими толщинами могут технически просто реализовываться и имеют предпочтительную допустимую токовую нагрузку.
Удельное сопротивление ра токосборных проводников составляет предпочтительно от 0,8 мкОм-см до 7,0 мкОм-см и наиболее предпочтительно от 1,0 мкОм-см до 2,5 мкОм-см. Токосборные
проводники с удельными сопротивлениями в этом диапазоне могут технически просто реализовываться и имеют предпочтительную допустимую токовую нагрузку.
Однако альтернативно токосборный проводник может быть также выполнен в виде полосы электропроводной пленки. В этом случае токосборный проводник содержит, например, по меньшей мере, алюминий, медь, луженую медь, золото, серебро, цинк, вольфрам и/или олово или сплавы из них. Полоса имеет толщину предпочтительно от 10 мкм до 500 мкм, наиболее предпочтительно от 3 0 мкм до 300 мкм. Токосборные проводники из электропроводных пленок с этими толщинами могут технически просто реализовываться и имеют предпочтительную допустимую токовую нагрузку. Полоса может быть соединена с проведением электричества с электропроводной структурой, например при помощи припоя, электропроводного клея или посредством прямой укладки.
Соответствующее изобретению стекло включает в себя первое стекло, на котором расположено электропроводное покрытие. В зависимости от материала электропроводного покрытия может быть предпочтительным защищать покрытие защитным слоем, например лаком, полимерной пленкой и/или вторым стеклом.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению стекла поверхность первого стекла, на которой расположено электропроводное покрытие, по плоскости соединена при помощи термопластичного промежуточного слоя со вторым стеклом. Альтернативно электропроводное покрытие может располагаться на первом стекле, наноситься на него на пленочную подложку, например на пленку из полиэтилентерефталата (PET), и эта пленочная подложка соединена с первым стеклом при помощи промежуточного слоя, например пленки из поливинилбутираля (PVB).
В качестве первого и при необходимости второго стекла подходят по существу все изолирующие электричество субстраты, которые при условиях изготовления и применения соответствующего изобретению стекла являются термически и химически устойчивыми, а также устойчивыми к деформации.
Первое стекло и/или второе стекло содержат в качестве материала предпочтительно стекло, наиболее предпочтительно
листовое стекло, флоат-стекло, кварцевое стекло, боросиликатное стекло, известково-натриевое стекло или прозрачные полимеры, предпочтительно неэластичные прозрачные полимеры, в частности полиэтилен, полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полистирол, полиамид, полиэстер, поливинилхлорид и/или смеси из них. Первое стекло и/или второе стекло предпочтительно прозрачны, в частности для применения стекла в качестве лобового стекла или заднего стекла транспортного средства или для других применений, при которых желательно высокое пропускание света. В этом случае в качестве прозрачного согласно изобретению понимается стекло, которое имеет пропускание света в видимом диапазоне спектра более 70%. Однако для стекол, которые расположены не в значимом для движения поле зрения водителя, например для стекол крыши, пропускание света может быть также значительно ниже, например, более 5%.
Толщина стекла может широко варьироваться и таким образом отлично адаптироваться к потребностям конкретного случая. Предпочтительно стекла со стандартными толщинами от 1,0 мм до 2 5 мм, предпочтительно от 1,4 до 2,5 мм используются в качестве стекол транспортного средства, а с толщинами предпочтительно от 4 мм до 25 мм для мебели, приборов и зданий, в частности для электрообогревателей. Габариты стекла могут широко варьироваться и сообразовываются с размерами соответствующего изобретению применения. Первое стекло и при необходимости второе стекло имеют например в автомобилестроении и области архитектуры обычные площади от 200 см2 до 20 м2.
Стекло может иметь произвольную трехмерную форму. Предпочтительно трехмерная форма не имеет мертвых зон, так что на нее может наноситься покрытие, например посредством катодного распыления. Предпочтительно субстраты являются плоскими или немного или сильно изогнуты в одном направлении или в нескольких направлениях пространства. В частности используются плоские субстраты. Стекла могут быть бесцветными или цветными.
Несколько стекол соединяются друг с другом посредством, по меньшей мере, одного промежуточного слоя. Промежуточный слой содержит предпочтительно, по меньшей мере, один термопластичный
полимер, предпочтительно поливинилбутираль (PVB),
этиленвинилацетат (EVA) и/или полиэтилентерефталат (PET). Однако термопластичный промежуточный слой может также содержать, например полиуретан (PU), полипропилен (РР), полиакрилат, полиэтилен (РЕ), поликарбонат (PC), полиметилметакрилат, поливинилхлорид, полиацетальная смола, литьевые смолы, акрилаты, фторированный этилен-пропилен, поливинилфторид и/или этилен-тетрафторэтилен или сополимеры или смеси из них. Термопластичный промежуточный слой может образовываться посредством одной или же нескольких распложенных друг над другом термопластичных пленок, причем толщина термопластичной пленки составляет предпочтительно от 0,2 5 мм до 1 мм, обычно 0,3 8 мм или 0,7 6 мм.
У соответствующего изобретению составного стекла из первого стекла, промежуточного слоя и второго стекла электропроводное покрытие может быть нанесено непосредственно на первое стекло или на пленочную подложку или на сам промежуточный слой. Первое стекло и второе стекло имеют в каждом случае внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность. Внутренние поверхности первого и второго стекла обращены друг к другу и соединены друг с другом при помощи термопластичного промежуточного слоя. Внешние поверхности первого и второго стекла отвернуты друг от друга и от термопластичного промежуточного слоя. Электропроводное покрытие нанесено на внутреннюю поверхность первого стекла. Естественно также на внутреннюю поверхность второго стекла может быть нанесено дальнейшее электропроводное покрытие. Также внешние поверхности стекол могут иметь покрытия. Обозначения "первое стекло" и "второе стекло" выбраны для отличия обоих стекол в соответствующем изобретению составном стекле. С обозначениями не связаны данные о геометрическом расположении. Если соответствующее изобретению стекло предусмотрено, например для того, чтобы, находясь в проеме, например транспортного средств или здания, отделять внутреннее пространство от внешней окружающей среды, то первое стекло может быть обращено к внутреннему пространству или к внешней окружающей среде.
Соответствующие изобретению электропроводные покрытия
известны, например из DE 20 2008 017 611 U1, ЕР 0 847 965 В1 или WO 2012/052315 А1. Как правило, они содержат один или несколько, например два, три или четыре электропроводных функциональных слоя. Функциональные слои содержат предпочтительно, по меньшей мере, один металл, например серебро, золото, медь, никель или хром, или металлический сплав. Функциональные слои содержат наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 90 весовых процентов металла, в частности, по меньшей мере, 99, 9 весовых процентов металла. Функциональные слои могут состоять из металла или металлического сплава. Функциональные слои содержат наиболее предпочтительно серебро или содержащий серебро сплав. Такие функциональные слои обладают наиболее предпочтительной электропроводностью при одновременном высоком пропускании света в видимом диапазоне спектра. Толщина функционального слоя составляет предпочтительно от 5 нм до 50 нм, наиболее предпочтительно от 8 нм до 25 нм. В этом диапазоне для толщины функционального слоя достигается предпочтительно высокое пропускание света в видимом диапазоне спектра и наиболее предпочтительная электропроводность.
Обычно в каждом случае между двумя соседними функциональными слоями электропроводного покрытия расположен, по меньшей мере, один диэлектрический слой. Предпочтительно ниже первого и/или выше последнего функционального слоя расположен дальнейший диэлектрический слой. Диэлектрический слой содержит, по меньшей мере, один отдельный слой из диэлектрического материала, например содержащего нитрид, такой как нитрид кремния или оксид, такой как оксид алюминия. Однако диэлектрический слой может также включать в себя несколько отдельных слоев, например отдельных слоев из диэлектрического материала, сглаживающих слоев, адаптирующих слоев, блокирующих слоев и/или противоотражающих слоев. Толщина диэлектрического слоя составляет, например от 10 нм до 200 нм.
Эта слоистая структура получается, как правило, посредством последовательности процессов осаждения, которые выполняются при помощи вакуумного способа, такого как катодное распыление на основе магнитного поля.
Дальнейшие подходящие электропроводные покрытия содержат предпочтительно оксид индия-олова (ITO), легированный фтором оксид олова (Sn02:F) или легированный алюминием оксид цинка (ZnO:Al).
Электропроводным покрытием может быть в принципе любое
покрытие, с которым должен устанавливаться электрический
контакт. Если соответствующее изобретению стекло должно
обеспечивать обзор, как это имеет место, например у стекол в
окнах, то электропроводное покрытие предпочтительно прозрачно.
Соответствующее изобретению электропроводное покрытие
предпочтительно проницаемо для электромагнитного излучения, наиболее предпочтительно для электромагнитного излучения с длиной волны от 300 до 1300 нм и в частности для видимого света.
В предпочтительном варианте осуществления электропроводное покрытие является одним слоем или слоистой структурой из нескольких отдельных слоев с общей толщиной менее или равной 2 мкм, наиболее предпочтительно менее или равной 1 мкм.
Предпочтительное, соответствующее изобретению, проводящее
электричество покрытие имеет удельное поверхностное
электрическое сопротивление от 0,4 Ом/квадрат до 10 Ом/квадрат.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления
соответствующее изобретению электропроводное покрытие имеет поверхностное сопротивление от 0,5 Ом/квадрат до 1 Ом/квадрат. Покрытия с подобными поверхностными сопротивлениями наиболее хорошо подходят для обогрева стекол транспортных средств с типичными бортовыми напряжениями от 12 В до 4 8 В или в электрических транспортных средствах с типичными бортовыми напряжениями до 50 0 В.
Электропроводное покрытие может распространяться по всей поверхности первого стекла. Однако альтернативно электрический нагревательный слой может также распространяться лишь по части поверхности первого стекла. Электрический нагревательный слой распространяется предпочтительно, по меньшей мере, по 50%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, по 70% и совершенно предпочтительно, по меньшей мере, по 90% внутренней поверхности первого стекла.
Электропроводное покрытие может иметь в электрической области нагрева и/или за пределами электрической области нагрева одну или несколько непокрытых областей, областей с удаленным покрытием или без покрытия. Эти области могут иметь наиболее высокую пропускную способность для электромагнитного излучения, например инфракрасного излучения, или для радиолокационных волн и известны, например как окошки передачи данных или коммуникационные окошки.
В предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению стекла в виде составного стекла внутренняя поверхность первого стекла имеет проходящую по периметру краевую область с шириной г от 2 мм до 50 мм, предпочтительно от 5 мм до 2 0 мм, которая не снабжена электропроводным покрытием. В этом случае электропроводное покрытие не имеет контакта с атмосферой и защищено внутри стекла термопластичным промежуточным слоем предпочтительно от повреждений и коррозии.
Токосборные проводники электрически подключаются
посредством одной или нескольких подводящих линий. Подводящая
линия выполнена предпочтительно в виде гибкого пленочного
проводника (плоского проводника, плоского ленточного
проводника). Под ним понимается электрический проводник, ширина которого значительно больше чем его толщина. Таким пленочным проводником является, например полоса или лента, содержащая или состоящая из меди, луженой меди, алюминия, серебра, золота или сплавов из них. Пленочный проводник имеет, например ширину от 2 мм до 16 мм и толщину от 0,03 мм до 0,1 мм. Пленочный проводник может иметь изолирующую, предпочтительно полимерную оболочку, например на основе полиимида. Пленочные проводники, которые подходят для контактирования с электропроводными покрытиями внутри стекол, имеют общую толщину лишь, например в 0,3 мм. Настолько тонкие пленочные проводники могут без затруднений укладываться между отдельными стеклами в термопластичном промежуточном слое. В одном пленочном ленточном проводнике могут находиться несколько электрически изолированных друг от друга электропроводных слоев.
Альтернативно в качестве электрической подводящей линии
могут также использоваться тонкие металлические проволоки. Металлические проволоки содержат в частности медь, вольфрам, золото, серебро или алюминий или сплавы, по меньшей мере, двух этих металлов. Сплавы могут также содержать молибден, рений, осмий, иридий, палладий или платину.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения электрическая подводящая линия соединяется с контактной полосой, например при помощи припоя или электропроводного клея. В этом случае контактная полоса соединена со токосборным проводником. Контактная полоса является согласно изобретению продлением подводящей линии, так что поверхность соединения между контактной полосой и токосборным проводником следует понимать соответствующей изобретению контактной поверхностью, от которой расстояние а проходит в направлении распространения токосборного проводника.
Контактная полоса предпочтительно повышает предельно допустимую токовую нагрузку токосборного проводника. Кроме того, благодаря контактной полосе может уменьшаться нежелательный нагрев места контакта между токосборным проводником и подводящей линией. Помимо этого контактная полоса упрощает электрическое контактирование токосборного проводника через электрическую подводящую линию, так как подводящая линия не должна соединяться, например, спаиваться с уже нанесенным токосборным проводником.
Контактная полоса содержит предпочтительно, по меньшей мере, один металл, наиболее предпочтительно медь, луженую медь, серебро, золото, алюминий, цинк, вольфрам и/или олово. Это наиболее предпочтительно с точки зрения электропроводности контактной полосы. Контактная полоса может также содержать сплавы, которые содержат предпочтительно один или несколько из указанных элементов и при необходимости дальнейшие компоненты, например латунь или бронзу.
Контактная полоса предпочтительно выполнена в виде полосы тонкой электропроводной пленки. Толщина контактной полосы составляет предпочтительно от 10 мкм до 500 мкм, наиболее предпочтительно от 15 мкм до 2 00 мкм, совершенно предпочтительно
от 50 мкм до 100 мкм. Пленки с этими толщинами могут технически просто изготовляться и являются легко доступными и помимо этого имеют предпочтительно низкое электрическое сопротивление.
Длина контактной полосы составляет предпочтительно от 10 мм до 400 мм, наиболее предпочтительно от 10 мм до 100 мм и в частности от 20 мм до 60 мм. Это наиболее предпочтительно с точки зрения хорошего удобства использования контактной полосы, а также с точки зрения достаточно большой для электрического контактирования контактной поверхности между токосборным проводником и контактной полосой.
Ширина контактной полосы составляет предпочтительно от 2 мм до 40 мм, наиболее предпочтительно от 5 мм до 30 мм. Это наиболее предпочтительно с точки зрения контактной поверхности между контактной полосой и токосборным проводником и с точки зрения простого соединения контактной полосы с электрической подводящей линией. Термины "длина" и "ширина" контактной полосы обозначают в каждом случае размер в том же направлении распространения, посредством которого задана длина и соответственно ширина токосборного проводника.
В предпочтительном варианте осуществления контактная полоса находится в непосредственном контакте со токосборным проводником по всей поверхности. Для этого контактная полоса укладывается на токосборный проводник. Особое преимущество заключается в простом изготовлении стекла и использовании всей поверхности контактной полосы в качестве контактной поверхности.
Контактная полоса может быть просто уложена на токосборный проводник и фиксируется внутри многослойного стекла надежно и прочно в предусмотренном положении.
Далее изобретение включает в себя способ изготовления стекла с электрической областью нагрева, по меньшей мере, включающий в себя:
(a) предоставление по существу трапециевидного первого
стекла с поверхностью III, первой основной стороной с длиной 11г
второй основной стороной с длиной 12 и соотношением v длин
основных сторон v=Ii:I2 от 0,70:1 до 0,98:1,
(b) нанесение электропроводного покрытия, по меньшей мере,
на часть поверхности III первого стекла,
(c) электрическое отделение, по меньшей мере, одной по существу трапециевидной электрической области нагрева, по меньшей мере, одной разделительной линией от электропроводного покрытия и расположение первой основной стороны области нагрева непосредственно рядом с первой основной стороной первого стекла, а второй основной стороны области нагрева непосредственно рядом со второй основной стороной первого стекла, причем соотношение длины bi первой основной стороны области нагрева к длине Ь2 второй основной стороны области нагрева устанавливается при заданном соотношении v bi:b2 от v:0,99 до v:0,50, и
(d) нанесение, по меньшей мере, двух предусмотренных для подключения к источнику напряжения токосборных проводников, которые соединяются с электропроводным покрытием в электрической области нагрева таким образом, что между токосборными проводниками образуется путь для тока нагрева.
Нанесение электропроводного покрытия на этапе (Ь) способа может осуществляться известным по существу способом, предпочтительно катодным распылением на основе магнитного поля. Это наиболее предпочтительно с точки зрения простого, быстрого, экономичного и равномерного нанесения покрытия на первое стекло. Однако электропроводное покрытие может также наноситься, например, посредством осаждения из паровой фазы, химического осаждения из газовой фазы (chemical vapour deposition, CVD) , осаждения из газовой фазы с плазменным стимулированием (PECVD) или посредством "мокрых" химических способов.
Первое стекло может после этапа (а) или (Ь) способа подвергаться термической обработке. При этом первое стекло с электропроводным покрытием нагревается до температуры, по меньшей мере, в 200°С, предпочтительно, по меньшей мере, в 300°С. Термическая обработка может служить повышению пропускания света и/или уменьшению поверхностного электрического сопротивления электропроводного покрытия.
Первое стекло может после этапа (Ь) способа изгибаться, как правило, при температуре от 500°С до 700°С. Так как технически
более просто наносить покрытие на плоское стекло, этот порядок действий является предпочтительным, если первое стекло должно изгибаться. Однако альтернативно первое стекло может изгибаться также перед этапом (Ь) способа, например, если электропроводное покрытие не пригодно для того, чтобы выдерживать процесс гибки без повреждений.
Нанесение токосборного проводника на этапе (d) способа осуществляется предпочтительно посредством печатания и вжигания электропроводной пасты при помощи способа трафаретной печати или струйной печати. Альтернативно токосборный проводник в виде полосы электропроводной пленки может наноситься, предпочтительно накладываться, напаиваться или наклеиваться на электропроводное покрытие.
При способе трафаретной печати происходит латеральное формообразования за счет маскирования ткани, через которую продавливается печатная паста с металлическими частицами. Благодаря подходящему формообразования маскирования, например, ширина токосборного проводника может наиболее просто задаваться и варьироваться.
Отслоение отдельных разделительных линий в электропроводном покрытии на этапе (с) способа осуществляется предпочтительно посредством лазерного луча. Способы структурирования тонких металлических пленок известны, например из ЕР 2 2 00 0 97 А1 или ЕР 2 139 049 А1. Ширина отслоения составляет предпочтительно от 10 мкм до 1000 мкм, наиболее предпочтительно от 3 0 мкм до 2 00 мкм и в частности от 70 мкм до 140 мкм. В этом диапазоне имеет место наиболее чистое и безостаточное отслоение лазерным лучом. Отслоение при помощи лазерного луча наиболее предпочтительно, так как отслоенные линии оптически крайне незаметны и ухудшают внешний вид и видимость лишь в незначительной степени. Отслоение линии с шириной, которая больше чем ширина лазерного реза, осуществляется посредством многократного прохождения линии лазерным лучом. Следовательно, длительность процесса и расходы на процесс возрастают с увеличением ширины линии. Альтернативно отслоение может осуществляться посредством механического съема материала, а также посредством химического или физического
травления.
Предпочтительное усовершенствование соответствующего
изобретению способа включает в себя, по меньшей мере, следующие дальнейшие этапи:
(e) расположение термопластичного промежуточного слоя на покрытой поверхности первого стекла и расположение второго стекла на термопластичном промежуточном слое и
(f) соединение первого стекла и второго стекла при помощи термопластичного промежуточного слоя.
На этапе (е) способа первое стекло располагается предпочтительно таким образом, что та его поверхность, которая снабжена электропроводным покрытием, обращена к термопластичному промежуточному слою. Вследствие этого внутренняя поверхность первого стекла и электропроводное покрытие герметично закрываются и защищаются.
Термопластичный промежуточный слой может образовываться посредством одной единственной или же двух или нескольких термопластичных пленок, которые по площади располагаются друг над другом.
Соединение первого и второго стекла на этапе (f) способа осуществляется предпочтительно под воздействием тела, вакуума и/или давления. Могут использоваться известные по существу способы изготовления стекла.
Могут выполняться, например, так называемые автоклав-способы при повышенном давлении приблизительно от 10 бар до 15 бар и температурах от 13 0°С до 14 5°С в течение примерно 2 часов. Известные по существу способы вакуумного мешка или вакуумного кольца работают, например, приблизительно при 200 миллибар и от 8 0°С до 110°С. Первое стекло, термопластичный промежуточный слой и второе стекло могут также спрессовываться в составное стекло в каландре, по меньшей мере, между одной парой валков. Установки этого типа известны для изготовления стекол и обычно имеют, по меньшей мере, один нагревательный туннель перед прессующим механизмом. Температура во время процесса прессования составляет, например от 40°С до 150°С. Комбинации способа
каландра и автоклава зарекомендовали себя на практики наиболее хорошо. Альтернативно могут использоваться вакуумные ламинаторы. Они состоят из одной или нескольких нагреваемых и вакуумируемых камер, в которых первое стекло и второе стекло наслаиваются друг на друга в течение, например, приблизительно 60 минут при пониженном давлении от 0,01 миллибар до 8 00 миллибар и температурах от 80°С до 170°С.
Кроме того, изобретение включает в себя применение соответствующего изобретению стекла с электрическим контактированием в зданиях, в частности в вестибюлях, окнах, крышах или фасадах, в качестве вмонтированной детали в мебели и приборах, в средствах передвижения по земле, в воздухе или по воде, в частности в поездах, кораблях и автомобилях, например в качестве лобового стекла, заднего стекла, бокового стекла и/или стекла крыши.
Далее изобретение поясняется более подробно при помощи чертежа и примеров осуществления. Чертеж является схематичным изображением и выполнен не в масштабе. Чертеж никоим образом не ограничивает изобретение.
На чертеже показаны:
фиг. 1А - вид сверху на вариант осуществления соответствующего изобретению стекла с электрическим нагревательным слоем;
фиг. 1В - изображение поперечного разреза по линии А-А" через стекло согласно фиг. 1А;
фиг. 2А - вид сверху на стекло согласно уровню техники в качестве сравнительного примера;
фиг. 2В - моделирование распределения температур сравнительного примера согласно фиг. 2А;
фиг. ЗА - вид сверху на дальнейший вариант осуществления соответствующего изобретению стекла;
фиг. ЗВ - моделирование распределения температур соответствующего изобретению стекла согласно фиг. ЗА;
фиг. 4 - вид сверху на дальнейший вариант осуществления соответствующего изобретению стекла;
фиг. 5 - вид сверху на дальнейший вариант осуществления соответствующего изобретению стекла; и
фиг. б - подробная блок-схема варианта осуществления соответствующего изобретению способа.
Фиг. 1А показывает вид сверху на примерный вариант осуществления соответствующего изобретению стекла 100 с электрической областью 3 нагрева. Фиг. 1В показывает поперечный разрез через соответствующее изобретению стекло 100 с фиг. 1А по линии А-А" разреза. Стекло 100 включает в себя первое стекло 1 и второе стекло 2, которые соединены друг с другом при помощи термопластичного промежуточного слоя 4. Стекло 100 является, например стеклом транспортного средства и в частности лобовым стеклом легкового автомобиля. Первое стекло 1 предусмотрено, например для того, чтобы в монтажном положении быть обращенным к салону автомобиля. Первое стекло 1 и второе стекло 2 состоят из известково-натриевого стекла в качестве материала. Толщина первого стекла 1 составляет, например 1,б мм, а толщина второго стекла 2 составляет 2,1 мм. Термопластичный промежуточный слой 4 состоит из поливинилбутираля (PVB) и имеет толщину в 0,76 мм. На внутреннюю поверхность III первого стекла 1 нанесено электропроводное покрытие б. Электропроводное покрытие б является системой слоев, которая содержит, например три электропроводных слоя серебра, которые отделены друг от друга диэлектрическими слоями. Если электрический ток протекает через электропроводное покрытие б в электрической области 3 нагрева, то оно вследствие своего электрического сопротивления и выделения джоулева тепла нагревается. Следовательно, электропроводное покрытие б может использоваться для активного обогрева стекла 100.
Электропроводное покрытие б распространяется, например, по всей поверхности III первого стекла 1 за вычетом проходящей по периметру рамообразной непокрытой области, так называемой краевой области 8 с удаленным покрытием с шириной г в 10 мм. Краевая область 8 с удаленным покрытием служит для электрической изоляции между находящимся под напряжением электропроводным покрытием б и кузовом транспортного средства. Краевая область 8
с удаленным покрытием герметично запечатана посредством склеивания с промежуточным слоем 4, для того чтобы защищать электропроводное покрытие б от повреждений и коррозии.
Для электрического контактирования в каждом случае один первый токосборный проводник 5.1 расположен в верхней краевой области стекла 100 и один дальнейший второй токосборный проводник 5.2 в нижней краевой области на электропроводном покрытии б в электрической области 3 нагрева. Токосборные проводники 5.1, 5.2 содержат, например частицы серебра и были нанесены посредством способа трафаретной печати с последующим вжиганием. Токосборные проводники 5.1, 5.2 имеют в изображенном примере постоянную толщину, например, приблизительно в 10 мкм и постоянное удельное сопротивление, например в 2,3 мкОм-см.
Электрическая область 3 нагрева электрически отделена разделительной линией 9 с трапециевидным контуром от электропроводного покрытия б. Это означает, что разделительная линия 9 гальванически изолирует электропроводное покрытие б в электрической области 3 нагрева от остального электропроводного покрытия б. Расположенный на первой основной стороне 3.1 электрической области 3 нагрева токосборный проводник 5.1 имеет, например длину bi первой основной стороны 3.1 электрической области 3 нагрева, а расположенный на нижней второй основной стороне 3.2 электрической области 3 нагрева токосборный проводник 5.2 имеет здесь, например длину Ь2 второй основной стороны 3.2 электрической области 3 нагрева.
В изображенном примере осуществления длина Ii первой основной стороны 1.1 первого стекла 1 составляет, например 900 мм, а длина 12 второй основной стороны 1.2, например 1000 мм. Таким образом, соотношение v длин Ii:I2 составляет v=900 мм:1000 мм=0,90:1=0,90.
В этом примере разделительная линия 9 была выбрана таким образом, что длина bi первой основной стороны 3.1 электрической области 3 нагрева составляет здесь bi=880 мм. То есть длина bi первой основной стороны 3.1 электрической области 3 нагрева плюс ширина левой и правой краевой области с удаленным покрытием,
всего 2 х 10 мм=20 мм, соответствует длине Ii более короткой из обеих основных сторон первого стекла 1, то есть Ii=bi+2 х 10 мм.
Длина Ь2 второй основной стороны 3.2 электрической области 3 нагрева составляет в этом примере Ьг=910 мм. Тем самым соотношение составляет bi:b2=880 мм:910 мм=0,97.
Следовательно, длина Ьг второй основной стороны 3.2 электрической области 3 нагрева была выбрана таким образом, что соотношение длин bi:b2=0,97 находится в соответствующем изобретению диапазоне от v:0,99 (=0,90:0,99=0,91) до v:0,50 (=0,90:0,50=1,8). Соотношение длин bi:b2=0,97 находится даже в предпочтительном соответствующем изобретению диапазоне от v:0,99 ( = 0, 90:0, 99=0, 91) до 0,99.
Если к токосборным проводникам 5.1, 5.2 прикладывается электрическое напряжение, то равномерный электрический ток протекает вдоль пути 11 тока через электропроводное покрытие б в электрической области 3 нагрева между токосборными проводниками 5.1 и 5.2. На каждом токосборном проводнике 5.1, 5.2 в данном случае, например, приблизительно посередине расположена подводящая линия 7. Подводящая линия 7 является известным по существу пленочным проводником. Подводящая линия 7 контактной поверхностью соединена с проведением электричества со токосборным проводником 5.1, 5.2, например, при помощи припоя, электропроводного клея или посредством простого наложения и прижатия внутри стекла 100. Пленочный проводник содержит, например фольгу из луженой меди с шириной в 10 мм и толщиной в 0,3 мм. При помощи электрических подводящих линий 7 токосборные проводники 5.1, 5.2 соединены через соединительные кабели 13 с источником 14 напряжения, который предоставляет обычное для автомобилей бортовое напряжение, предпочтительно от 12 В до 15 В и например приблизительно 14 В. Альтернативно источник 14 напряжения может также иметь более высокие напряжения, например от 35 В до 45 В и в частности 42 В.
Посредством выбора соответствующего изобретению соотношения bi:b2=0,97 могло бы достигаться существенное улучшение однородности распределения мощности нагрева в электрической
области 3 нагрева по сравнению со стеклом согласно уровню техники, у которого нагревается все электропроводное покрытие б.
Фиг. 1В схематично показывает поперечный разрез через соответствующее изобретению стекло 100 по линии А-А" разреза. Разделительная линия 9 имеет ширину d, например в 100 мкм и выполнена на электропроводном покрытии б, например, посредством лазерной литографии. Разделительные линии 9 с настолько незначительной шириной визуально практически не видимы и ухудшают видимость через стекло 100 лишь в незначительной степени, что в частности при использовании в транспортных средствах наиболее важно для безопасности движения.
Посредством известного по существу полупрозрачного цветного слоя в виде маскирующего печатного слоя может предотвращаться то, что область токосборных проводников 5.1, 5.2 видна наблюдателю. Не изображенный здесь маскирующий печатный слой может быть нанесен в виде рамки, например на внутреннюю поверхность II второго стекла 2.
Фиг. 2А показывает стекло 100 согласно уровню техники. Стекло 100 включает в себя первое стекло 1 и второе стекло 2, которые соединены друг с другом при помощи термопластичного промежуточного слоя 4. Стекло 100 является, например стеклом транспортного средства и в частности лобовым стеклом легкового автомобиля. Первое стекло 1 предусмотрено, например для того, чтобы в монтажном положении быть обращенным к салону автомобиля. Первое стекло 1 и второе стекло 2 состоят из известково-натриевого стекла в качестве материала. Толщина первого стекла 1 составляет, например 1,6 мм, а толщина второго стекла 2 составляет 2,1 мм. Термопластичный промежуточный слой 4 состоит из поливинилбутираля (PVB) и имеет толщину в 0,76 мм. На внутреннюю поверхность III первого стекла 1 нанесено электропроводное покрытие б, которое структурой соответствует электропроводному покрытию б с фиг. 1А. В отличие от фиг. 1А расположенный на фиг. 2А на нижнем краю стекла 100 второй токосборный проводник 5.2 имеет две подводящие линии 7 вместо лишь одной подводящей линии.
Далее стекло 100 согласно уровню техники с фиг. 2А
отличается от соответствующего изобретению стекла 100 с фиг. 1А тем, что разделительные линии 9 не выполнены на электропроводном покрытии б, и потому электрическая область 3 нагрева соответствует всей поверхности электропроводного покрытия б.
В изображенном сравнительном примере согласно уровню техники длина Ii первой основной стороны 1.1 первого стекла 1 составляет, например 1220 мм, а длина 1г второй основной стороны 1.2, например 1440 мм. Таким образом, соотношение v длин Ii:l2 составляет v=1220 мм:1440 мм=0,85:1=0,85.
В сравнительном примере согласно уровню техники
электрическая область 3 нагрева соответствует всей поверхности
электропроводного покрытия б, так как отсутствует разделение
разделительной линией. Следовательно, длина bi первой основной
стороны 3.1 электрической области 3 нагрева составляет bi=1200
мм, а длина Ь2 второй основной стороны 3.2 электрической области
3 нагрева составляет Ь2=1420 мм при ширине краевой области 8 с
удаленным покрытием г=10 мм. Тем самым соотношение составляет
bi:b2=1200 мм:1420 мм=0,85. Таким образом, соотношение длин
bi:b2=0,85 находится за пределами соответствующего изобретению
диапазона от v:0,99 (=0,85:0,99=0,86) до v:0,50
(=0,85:0,50=1,69).
В изображенном сравнительном примере электрическая область 3 нагрева имеет в верхней трети стекла и примерно посередине ширины стекла три области 12 без покрытия, которые могут служить в качестве коммуникационных окошек.
Стекло имеет на верхнем краю первый токосборный проводник 5.1. Электрический ток подводится к этому первому токосборному проводнику 5.1 посредством подводящей линии 7. Ток протекает через электрическую область 3 нагрева во второй токосборный проводник 5.2, который расположен в нижней области стекла 100. Второй токосборный проводник 5.2 соединен на своем правом и своем левом конце в каждом случае с подводящей линией 7. Токосборные проводники 5.1, 5.2 имеют, например ширину в 16 мм и толщину в 10 мкм. Электропроводное покрытие б имеет, например поверхностное электрическое сопротивление в 0,9 Ом/квадрат. Для конечного моделирования элементов было принято напряжение в 14 В
между нижними подводящими линиями 7 и верхней подводящей линией 7 и окружающая температура в 22°С. Кроме того, в моделировании было принято время нагрева в 12 мин.
Фиг. 2В показывает моделирование распределения температур сравнительного примера согласно уровню техники с фиг. 2А. Положения подводящих линий 7 обозначены стрелками. Распределение температур неравномерно, в частности в критичном центральном поле 10 обзора. На нижнем краю центрального поля 10 обзора стекло 100 согласно сравнительному примеру имеет лишь низкую температуру от Т4=30,0°С до 32,5°С. В верхних же, левом и правом
углах температура находится в диапазоне от Тб=35,0°С до 37,5°С. Для быстрого и более равномерного оттаивания и отпотевания необходимо более равномерное распределение температур.
Фиг. ЗА показывает вид сверху на дальнейший вариант осуществления соответствующего изобретению стекла 100. Первое стекло 1, второе стекло 2, электропроводное покрытие б, термопластичный промежуточный слой 4 и внешние подводящие линии 7 выполнены как на фиг. 2А. Существенным отличием от сравнительного примера с фиг. 2А согласно уровню техники является то, что электрическая область 3 нагрева отделена разделительной линией 9 от электропроводного покрытия б. Эта разделительная линия 9 ограничивает протекание тока от первого токосборного проводника 5.1 к противоположному второму токосборному проводнику 5.2. Как показывает последующее моделирование, вследствие этого может достигаться выравнивание распределения мощности нагрева и распределения температур в критичном центральном поле 10 обзора соответствующего изобретению стекла 100. Разделительные линии 9 были выполнены на электрическом нагревательном слое 3 посредством лазерной литографии. Ширина отдельных разделительных линий 9 составляет, например 100 мкм, вследствие чего видимость через стекло 100 и визуальный внешний вид стекла 100 ухудшаются лишь в минимальной степени.
В изображенном примере осуществления длина Ii первой основной стороны 1.1 первого стекла 1 составляет, например 1220
мм, а длина 12 второй основной стороны 1.2, например 144 0 мм, соответствуя тем самым сравнительному примеру согласно фиг. 2А. Таким образом, соотношение v длин Ii:l2 составляет v=1220 мм:1440 мм=0, 85:1 = 0, 85.
В этом примере разделительная линия 9 была выбрана таким образом, что длина bi первой основной стороны 3.1 электрической области 3 нагрева составляет здесь bi=1200 мм. То есть длина bi первой основной стороны 3.1 электрической области 3 нагрева плюс ширина левой и правой краевой области с удаленным покрытием, всего 2 х 10 мм=20 мм, соответствует длине Ii более короткой из обеих основных сторон 3.1, 3.2 первого стекла 1, то есть Ii=bi+2 х 10 мм.
Длина Ь2 второй основной стороны 3.2 электрической области 3 нагрева составляет в этом примере также Ь2=1200 мм. Тем самым соотношение составляет bi:b2=1200 мм:1200 мм=1,00.
Следовательно, длина Ь2 второй основной стороны 3.2 электрической области 3 нагрева была выбрана таким образом, что соотношение длин bi:b2=l,00 находится в соответствующем изобретению диапазоне от v:0,99 (=0,85:0,99=0,86) до v:0,50 (=0,85:0,50=1,69).
Фиг. ЗВ показывает моделирование распределения температур соответствующего изобретению стекла 100 согласно фиг. ЗА. После 12 минут все центральное поле 10 обзора имеет равномерное распределение температуры при температуре от Т5=32,5°С до 35,0°С. В случае обусловленного метеорологическими условиями обледенения или запотевания все центральное поле 10 обзора было бы полностью освобождено за короткое время от обледенения или запотевания, и был бы установлен беспрепятственный обзор.
В таблице 1 обобщены результаты моделирования.
Таблица 1
Усредненная Минимальная Распределение
удельная температура в температур в
мощность центральном центральном
нагрева в поле 10 поле 10 обзора
электрической обзора области 3 нагрева
Сравнительный
351,5 Вт/м:
30,0°С-32,5°С
Неравномерное
пример согласно фиг. 2А (уровень техники)
и слишком
низкое
Соответствующее изобретению 350, 9 Вт/м:
32,5°С-35,0°С
Равномерное и
высокое
стекло 100 согласно фиг. ЗА
Соответствующее изобретению стекло 100 согласно фиг. ЗА
показывает значительно улучшенные свойства обогрева, чем стекло
100 согласно уровню техники сравнительного примера с фиг. 2А.
При практически одинаковой усредненной удельной мощности нагрева
в электрической области 3 нагрева от 351,5 Вт/м2 сравнительного
примера до 350,9 Вт/м2 соответствующего изобретению стекла 100
согласно фиг. ЗА соответствующее изобретению стекло 100 согласно
фиг. ЗА имеет более равномерный и более высокий нагрев важного
центрального поля 10 обзора, чем сравнительный пример.
В частности в критичном центральном поле 10 обзора стекло согласно уровню техники имеет при условиях моделирования на нижнем краю расширенную область с температурой Т4 от 30,0°С до 32,5°С и в верхних, левом и правом углах температуру от 35,0°С до 37,5°С. Эта неоднородность приводит к лишь неудовлетворительному оттаиванию и отпотеванию стекла 100 в центральном поле 10 обзора. В центральном поле 10 обзора свойства обогрева являются недостаточными, для того чтобы обеспечивать быстрый и безупречный обзор через стекло 100 при зимних погодных условиях.
Соответствующее изобретению стекло 100 согласно фиг. ЗА имеет в критичном центральном поле 10 обзора улучшенные свойства нагрева. Так моделирования по прошествии того же времени, как и в сравнительном примере в 12 минут, показали равномерный нагрев до средней температуры Т5 от 32,5°С до 35,0°С на всем центральном поле 10 обзора. Благодаря незначительной ширине разделительных линий 9 обзор через соответствующее изобретению стекло 100 ухудшен лишь в минимальной степени и удовлетворяет требованиям к остеклению автомобиля.
Этот результат был неожиданным и удивительным для специалиста.
Фиг. 4 показывает вид сверху на дальнейший вариант
осуществления соответствующего изобретению стекла 100. Первое стекло 1 с электропроводным покрытием б соответствует своей структурой и своими размерами стеклу 100 с фиг. 1А, причем лишь электрическая область 3 нагрева выполнена другой благодаря другому проведению разделительной линии 9. Кроме того, электропроводное покрытие б имеет в электрической области 3 нагрева три области 12 без покрытия, которые расположены в верхней области первого стекла 1 и приблизительно посередине основных сторон 1.1, 1.2.
В изображенном примере осуществления длина Ii первой основной стороны 1.1 первого стекла 1 составляет, например 900 мм, а длина 12 второй основной стороны 1.2, например 1000 мм, как уже было выполнено на фиг. 1А. Таким образом, соотношение v длин Ii:I2 составляет v=900 мм:1000 мм=0,90:1=0,90.
В этом примере разделительная линия 9 была выбрана таким образом, что длина bi первой основной стороны 3.1 электрической области 3 нагрева составляет здесь bi=880 мм. То есть длина bi первой основной стороны 3.1 электрической области 3 нагрева плюс ширина левой и правой краевой области 8 с удаленным покрытием, всего 2 х 10 мм=20 мм, соответствует длине Ii более короткой из обеих основных сторон первого стекла 1, то есть Ii=bi+2 х 10 мм.
В отличие от фиг. 1А длина Ь2 второй основной стороны 3.2 электрической области 3 нагрева составляет в этом примере Ь2=800 мм. Тем самым соотношение составляет bi:b2=880 мм:800 мм=1,10.
Следовательно, длина Ь2 второй основной стороны 3.2 электрической области 3 нагрева была выбрана таким образом, что соотношение длин bi:b2=l,10 находится в соответствующем изобретению диапазоне от v:0,99 (=0,90:0,99=0,91) до v:0,50 (=0,90:0,50=1,8).
Соотношение длин bi:b2=l,10 находится даже в предпочтительном соответствующем изобретению диапазоне от 1,01 до v:0,50 (=0,90:0,50=1,80).
Оказалось, что это соответствующее изобретению решение приводит к наиболее однородным распределениям мощности нагрева в электрических областях 3 нагрева, если они имеют области 12 без
покрытия.
Фиг. 5 показывает вид сверху на дальнейший вариант осуществления соответствующего изобретению стекла 100. Первое стекло 1 с электропроводным покрытием б соответствует своей структурой и своими размерами стеклу с фиг. ЗА, причем лишь электрическая область 3 нагрева выполнена другой благодаря другому проведению разделительной линии 9.
В изображенном примере осуществления расстояние hi между токосборными проводниками 5.1, 5.2 посередине электрической области 3 нагрева больше, чем расстояние h2 между токосборными проводниками 5.1, 5.2 на внешних краях электрической области 3 нагрева. Расстояние hi составляет, например 900 мм, а расстояние h2 составляет 800 мм.
В изображенном примере осуществления длина Ii первой основной стороны 1.1 первого стекла 1 составляет, например 1220 мм, а длина 12 второй основной стороны 1.2, например 1440 мм, как в сравнительном примере согласно фиг. ЗА. Таким образом, соотношение v длин Ii:I2 составляет v=1220 мм:1440 мм=0,85:1=0,85.
В этом примере разделительная линия 9 была выбрана таким образом, что длина bi первой основной стороны 3.1 электрической области 3 нагрева составляет здесь bi=1200 мм. То есть длина bi первой основной стороны 3.1 электрической области 3 нагрева плюс ширина левой и правой краевой области с удаленным покрытием, всего 2 х 10 мм=20 мм, соответствует длине Ii более короткой из обеих основных сторон первого стекла 1, то есть Ii=bi+2 х 10 мм.
Длина Ь2 второй основной стороны 3.2 электрической области 3 нагрева составляет в этом примере Ь2=1000 мм. Тем самым соотношение составляет bi:b2=1200 мм:1000 мм=1,20.
Следовательно, длина Ь2 второй основной стороны 3.2 электрической области 3 нагрева была выбрана таким образом, что соотношение длин bi:b2=l,2 0 находится в соответствующем изобретению диапазоне от v:0,99 (=0,85:0,99=0,86) до v:0,50 (=0,85:0,50=1,69). Тем самым соотношение длин bi:b2=l,2 находится даже в предпочтительном соответствующем изобретению диапазоне от
1,01 до v:0, 50 ( = 0, 85:0, 50=1, 69).
Подобное соотношение длин bi:b2 в пределах предпочтительного соответствующего изобретению диапазона от 1,01 до v:0,50 наиболее предпочтительно при электрических областях 3 нагрева, расстояние hi которых между токосборными проводниками 5.1, 5.2 посередине электрической области 3 нагрева больше, чем расстояние h2 между токосборными проводниками 5.1, 5.2 на внешних краях электрической области 3 нагрева. Получается значительно более однородное распределение мощности нагрева и более равномерное распределение температур при приложении напряжения, чем у стекол согласно уровню техники, у которых bi:b2 находится за переделами соответствующего изобретению диапазона.
Фиг. 6 показывает блок-схему примера осуществления соответствующего изобретению способа изготовления электрически обогреваемого стекла 100.
Было показано, что соответствующие изобретению стекла 100 с разделительными линиями 9 обнаруживают значительно улучшенные свойства нагрева, улучшенную однородность распределения мощности нагрева и более равномерное распределение температур при более высоких температурах в наиболее важных областях стекла. Одновременно видимость через стекло 100 ухудшается благодаря соответствующим изобретению разделительным линиям 9 лишь в минимальной степени.
Этот результат был неожиданным и удивительным для специалиста.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
первое стекло
.1 первая основная сторона первого стекла 1
.2 вторая основная сторона первого стекла 1
второе стекло
электрическая я область нагрева
.1 первая основная сторона электрической области
нагрева
.2 вторая основная сторона электрической области
нагрева
термопластичный промежуточный слой
. 1, 5.2 токосборный проводник
электропроводное покрытие
7 подводящая линия
8 краевая область с удаленным покрытием 9 разделительная
линия
10 область
11 путь тока
12 область без покрытия
13 соединительный кабель
14 источник напряжения 100 стекло
II поверхность второго стекла 2
III поверхность первого стекла 1
bi, b2 длина основной стороны электрической области 3 нагрева
d ширина разделительной линии 9
11г 12 длина основной стороны первого стекла 1
hlf h2 высота электрической области 3 нагрева
г ширина краевой области 8 с удаленным покрытием А-А" линия разреза
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Стекло (100) с электрической областью (3) нагрева, по
меньшей мере, включающее в себя:
по существу трапециевидное первое стекло (1) с поверхностью (III), первой основной стороной (1.1) с длиной 11 и второй основной стороной (1.2) с длиной 12, причем соотношение v длин основных сторон (1.1, 1.2) составляет
v=Ii:I2 от 0,70:1 до 0,98:1,
по меньшей мере, одно электропроводное покрытие (б), которое нанесено, по меньшей мере, на часть поверхности (III),
по меньшей мере, одну по существу трапециевидную электрическую область (3) нагрева, которая электрически отделена, по меньшей мере, одной разделительной линией (9) от электропроводного покрытия (б), и первая основная сторона (3.1) области (3) нагрева расположена непосредственно рядом с первой основной стороной (1.1) первого стекла (1), а вторая основная сторона (3.2) области (3) нагрева расположена непосредственно рядом со второй основной стороной (1.2) первого стекла (1), и
- по меньшей мере, два предусмотренных для подключения к источнику (14) напряжения токосборных проводника (5.1, 5.2), которые соединены с электропроводным покрытием (б) в электрической области (3) нагрева таким образом, что между токосборными проводниками (5.1, 5.2) образован путь (11) для тока нагрева,
причем соотношение длины bi первой основной стороны (3.1) области (3) нагрева к длине Ь2 второй основной стороны (3.2) области (3) нагрева составляет
bi:b2 от v:0,99 до v:0,50.
2. Стекло (100) по п.1, в котором
bi:b2 составляет от v:0,99 до 0,99,
или
bi:b2 составляет от 1,01 до v:0,50.
3. Стекло (100) по п.1, в котором первое стекло (1) или
и/или электрическая область (3) нагрева имеет форму симметричной
трапеции.
4. Стекло (100) по п.1 или п.2, в котором первая основная
сторона (3.1) области (3) нагрева расположена по существу параллельно к первой основной стороне (1.1) первого стекла (1).
5. Стекло (100) по любому из п. п. 1-3, в котором длина более короткой из обеих основных сторон (1.1, 1.2) первого стекла (1) соответствует длине непосредственно соседней основной стороны (3.1, 3.2) области (3) нагрева плюс две ширины г краевой области (8) с удаленным покрытием.
6. Стекло (100) по любому из п.п. 1-4, в котором ширина d разделительной линии (9) составляет от 3 0 мкм до 2 00 мкм и предпочтительно от 70 мкм до 140 мкм.
7. Стекло (100) по любому из п.п. 1-5, в котором токосборные проводники (5) выполнены в виде нанесенной вжиганием печатной пасты, которая содержит предпочтительно металлические частицы, частицы металла и/или частицы углерода и в частности частицы серебра и предпочтительно имеет удельное сопротивление ра от 0,8 мкОм-см до 7,0 мкОм-см и наиболее предпочтительно от 1,0 мкОм-см до 2,5 мкОм-см.
8. Стекло (100) по любому из п.п. 1-6, в котором поверхность (III) первого стекла (1) плоскостным образом соединена через термопластический промежуточный слой (4) со вторым стеклом (2).
9. Стекло (100) по любому из п.п. 1-7, в котором первое
стекло (1) и/или второе стекло (2) содержит в качестве материала
стекло, предпочтительно листовое стекло, флоат-стекло, кварцевое
стекло, боросиликатное стекло, известково-натриевое стекло или
полимеры, предпочтительно полиэтилен, полипропилен,
поликарбонат, полиметилметакрилат и/или смеси из них.
10. Стекло (100) по любому из п.п. 1-8, в котором электропроводное покрытие (б) прозрачно и/или имеет удельное поверхностное электрическое сопротивление от 0,4 Ом/квадрат до 10 Ом/квадрат и предпочтительно от 0,5 Ом/квадрат до 1 Ом/квадрат и/или содержит серебро (Ад), оксид индия-олова (ITO), легированный фтором оксид олова (Sn02:F) или легированный алюминием оксид цинка (ZnO:Al).
11. Стекло (100) по любому из п.п. 3-10, в котором
электропроводное покрытие (б) имеет в пределах электрической области (3) нагрева, по меньшей мере, одну область (12) без покрытия, предпочтительно для образования коммуникационного окошка, и область (12) без покрытия предпочтительно расположена посередине основных сторон (1.1, 1.2) первого стекла (1).
12. Стекло (100) по любому из п.п. 2-9, в котором расстояние hi между токосборными проводниками (5.1, 5.2) посередине электрической области (3) нагрева больше, чем расстояние h2 между токосборными проводниками (5.1, 5.2) на внешних краях электрической области (3) нагрева.
13. Способ изготовления стекла (100) с электрической областью, по меньшей мере, включающий в себя:
(a) предоставление по существу трапециевидного первого стекла (1) с поверхностью (III), первой основной стороной (1.1) с длиной 11г второй основной стороной (1.2) с длиной 12 и соотношением v длин основных сторон (1.1, 1.2) v=I1:I2 от 0,70:1 до 0,98:1,
(b) нанесение электропроводного покрытия, по меньшей мере, на часть поверхности (III) первого стекла (1),
(c) электрическое отделение, по меньшей мере, одной по существу трапециевидной электрической области (3) нагрева, по меньшей мере, одной разделительной линией (9) от электропроводного покрытия (б) и расположение первой основной стороны (3.1) области (3) нагрева непосредственно рядом с первой основной стороной (1.1) первого стекла (1), а второй основной стороны (3.2) области (3) нагрева непосредственно рядом со второй основной стороной (1.2) первого стекла (1), причем соотношение длины bi первой основной стороны (3.1) области (3) нагрева к длине Ь2 второй основной стороны (3.2) области (3) нагрева устанавливается bi:b2 от v:0,99 до v:0,50, и
(d) нанесение, по меньшей мере, двух предусмотренных для подключения к источнику (14) напряжения токосборных проводников (5.1, 5.2), которые соединяются с электропроводным покрытием в электрической области (3) нагрева таким образом, что между токосборными проводниками (5.1, 5.2) образуется путь (11) для тока нагрева.
(a)
14. Способ по п.13, в котором разделительные линии (9) выполняют посредством лазерной литографии.
15. Применение стекла (100) по любому из п.п. 1-12 в средствах передвижения по земле, в воздухе или по воде, в частности в автомобилях, например, в качестве лобового стекла, заднего стекла, боковых стекол и/или стекла крыши, а также в качестве функционального отдельного изделия и в качестве встраиваемой детали в мебели, приборах и зданиях, в частности в качестве электрообогревателя.
По доверенности
540848
Уровень техники
ФИГ.2А
Т7: 37,5°С - 40,0°С Т6: 35,0°С - 37,5°С Т5: 32,5°С - 35,0°С Т4: 30,0°С - 32,5°С ТЗ: 27,5°С - 30,0°С Т2: 25,0°С - 27,5°С Т1: 22,5°С - 25,0°С
Уровень техники
ФИГ.2В
ФИГ. ЗА
Т7: 37,5°С -Т6: 35,0°С -Т5: 32,5°С-Т4: 30,0°С -ТЗ: 27,5°С-Т2: 25,0°С-Т1: 22,5°С
40,0°С 37,5°С 35,0°С 32,5°С 30,0°С 27,5°С 25,0°С
ФИГ.ЗВ
ФИГ. 5
ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ ПО СУЩЕСТВУ ТРАПЕЦИЕВИДНОГО ПЕРВОГО СТЕКЛА (1) С ПОВЕРХНОСТЬЮ (III), ПЕРВОЙ ОСНОВНОЙ СТОРОНОЙ (1.1) С ДЛИНОЙ И, ВТОРОЙ ОСНОВНОЙ СТОРОНОЙ (1.2) с ДЛИНОЙ 12 И СООТНОШЕНИЕМ V ДЛИН ОСНОВНЫХ СТОРОН (1.1,1.2) V=I1:I2 ОТ 0,70:1 ДО 0,98:1
НАНЕСЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО ПОКРЫТИЯ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, НА ЧАСТЬ ПОВЕРХНОСТИ
(III) ПЕРВОГО СТЕКЛА (1)
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДНОЙ ПО СУЩЕСТВУ ТРАПЕЦИЕВИДНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ (3) НАГРЕВА, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ОДНОЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ ЛИНИЕЙ (9) ОТ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО ПОКРЫТИЯ (6) И РАСПОЛОЖЕНИЕ ПЕРВОЙ ОСНОВНОЙ СТОРОНЫ (3.1) ОБЛАСТИ (3) НАГРЕВА НЕПОСРЕДСТВЕННО РЯДОМ С ПЕРВОЙ ОСНОВНОЙ СТОРОНОЙ
(1.1) ПЕРВОГО СТЕКЛА (1), А ВТОРОЙ ОСНОВНОЙ СТОРОНЫ (3.2) ОБЛАСТИ (3) НАГРЕВА НЕПОСРЕДСТВЕННО РЯДОМ СО ВТОРОЙ ОСНОВНОЙ СТОРОНОЙ (1.2) ПЕРВОГО СТЕКЛА (1), ПРИЧЕМ СООТНОШЕНИЕ ДЛИНЫ В1 ПЕРВОЙ ОСНОВНОЙ СТОРОНЫ (3.1) ОБЛАСТИ (3) НАГРЕВА К ДЛИНЕ В2 ВТОРОЙ ОСНОВНОЙ СТОРОНЫ (3.2) ОБЛАСТИ (3) НАГРЕВА УСТАНАВЛИВАЕТСЯ ПРИ ЗАДАННОМ СООТНОШЕНИИ V В1:В2 ОТ V:0,99 ДО V:0,50
НАНЕСЕНИЕ, ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ, ДВУХ ПРЕДУСМОТРЕННЫХ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ К ИСТОЧНИКУ (14) НАПРЯЖЕНИЯ ТОКОСОББОРНЫХ ПРОВОДНИКОВ (5.1,5.2), КОТОРЫЕ СОЕДИНЯЮТСЯ С
ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫМ ПОКРЫТИЕМ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ (3) НАГРЕВА ТАКИМ ОБРАЗОМ, ЧТО МЕЖДУ ТОКОСБОРНЫМИ ПРОВОДНИКАМИ (5.1,5.2) ОБРАЗУЕТСЯ ПУТЬ (11) ДЛЯ ТОКА
НАГРЕВА
ФИГ. 6
1/8
1/8
2/8
2/8
3/8
3/8
4/8
4/8
5/8
5/8
5/8
5/8
7/8
7/8
8/8
8/8
|
