专利名称：具有可电加热涂层的复合窗片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有可电加热涂层的复合窗片(Verbundscheibe),尤其是可电加热的汽车窗片。本发明此外涉及本发明的复合窗片作为汽车窗片、尤其是作为用于电动汽车的汽车窗片的应用。
背景技术：
作为电动汽车是指通过电能驱动的汽车。驱动能大多以汽车中的可充电蓄电池和可再充电电池的形式运送或者通过在汽车自身中的燃料电池产生。电动机将电能转换为用于继续运动的机械能。电动汽车的车载电压典型的是100V至400V。由于蓄电池或可再充电电池的储能器密度有限，因此电动汽车的作用距离受到强烈限制。因此电能的有效利用在电动汽车中具有特殊的重要性。 对电动汽车的玻璃与对具有内燃发动机的汽车的玻璃提出相同的要求。就窗片的可视范围的大小和结构稳定性来说以下法律规定适用
-ECE R 43 “对安全玻璃和复合玻璃材料的许可的统一规定”以及 -在建造类型检查§ 22 a StVZO, No. 29 “安全玻璃”中对汽车部件的技术要求。这些规定一般通过复合玻璃窗片来满足。复合玻璃窗片由两个或更多单个窗片制成，尤其是由浮法玻璃制成，并且在加热和压力下与一个或多个中间层固定地相互连接。中间层大多由诸如聚乙烯丁醛(PVB)或乙烯醋酸乙烯酯(EVA)的热塑性塑料制成。汽车窗片的可视场必须保持不被冰和凝结物覆盖。在具有内燃发动机的汽车中，一般使用发动机热来加热空气流。然后热的空气流被偏转到窗片上。在电动汽车中该方法是不适合的，因为电动汽车没有发动机热。由电能来产生热空气是低效的。替换的，窗片可以具有电加热功能。DE 103 52 464 Al公开了一种具有两个玻璃窗片的复合玻璃窗片。在玻璃窗片之间埋入相互平行分布的导线。如果在这些导线上施加电压，则有电流流动。玻璃窗片通过流通电流的电阻的焦耳热生成被加热。由于设计和安全方面，玻璃中的导线的数目以及这些导线的直径必须保持得尽可能小。导线被允许在日光中以及晚上在车大灯灯光中在视觉上不被察觉或几乎不被察觉。更适合的是透明的导电涂层，如由DE 103 33 618 B3已知的。在该文献中，玻璃窗片具有可电加热的银层。基于薄的银层的涂层可以成本有利地制造并且抗老化。这些层一般具有在I欧姆/平方至5欧姆/平方的范围内的面电阻。用于在42V电压时的运行的汽车挡风玻璃的总电阻根据电接头的位置和加热功率大约是2欧姆至4欧姆。具有在该范围内的电阻的涂层不适用于超过100V的运行电压。例如通过电源件将超过100V的运行电压降低到42V或14V是低能效的。透明的导电涂层的电阻必须被选择为使得复合窗片不会由于过热而受到损坏。此夕卜，在用裸露的皮肤触及加热的玻璃窗片时不允许存在燃烧的危险。涂层尤其是必须被设定尺寸为，使得在所施加的运行电压时在30分钟的持续时间之后复合窗片上没有位置具有>75 °C的温度。
发明内容
本发明的任务在于提供一种具有透明的导电涂层的复合窗片，所述复合窗片适用于100V至400V的运行电压并且具有300W/m2至1000W/m2的加热功率。可加热涂层在此应当可以成本有利地制造并且能承受老化。本发明的任务根据本发明通过根据权利要求I的具有可电加热涂层的复合窗片解决。优选的实施方式由从属权利要求给出。复合窗片的应用由其它权利要求给出。本发明的复合窗片包括至少两个与至少一个中间层相互连接的窗片。作为窗片基本上所有透明的、电绝缘衬底都合适，它们在本发明复合窗片的制造和应用条件下在热和化学方面稳定以及尺寸稳定。窗片优选包含玻璃，尤其是扁平玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、钙钠玻璃，或者包含透明塑料，优选刚性的透明塑料，尤其是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙 烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物。合适玻璃的示例由欧洲专利EP O 847 965 BI的记录号为DE 697 31 268 T2的德语翻译，第8页，
段已知。在本发明复合窗片的优选实施方式中，至少一个窗片包含玻璃并且至少一个窗片包含塑料。尤其是在本发明作为汽车窗片的应用中，位于外部的窗片包含玻璃，而位于内部的窗片包含塑料。窗片的厚度可很宽地变化并由此优良地与具体情况的要求匹配。优选的，使用具有I. Omm至25mm以及优选I. 4mm至2. Imm的标准厚度的窗片。窗片的大小可很宽地变化并且适应于本发明应用的大小。窗片可以具有任意的三维形状。优选的，该三维形状不具有阴影区，从而该三维形状例如可以通过阴极溅射而被涂层。优选的，衬底是平坦的或者在空间的一个方向或多个方向上略微或强烈地弯曲。尤其是使用平坦的衬底。窗片可以无色或有色。窗片通过中间层相互连接。中间层优选包含热塑性塑料，如聚乙烯丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯(PU)、聚乙烯对苯二酸酯(PET)或多个热塑性塑料层，优选具有O. 3mm至O. 9mm的厚度。本发明复合窗片的各个窗片中的至少一个窗片在内测上涂有透明的导电涂层。内侧在此意味着朝向中间层的每一侧。本发明的透明的导电涂层对于电磁福射、优选波长为300至1300nm的电磁辐射来说、尤其是对可见光来说是可穿透的。“可穿透”意味着复合窗片的总透射率符合法律规定并且尤其是对于可见光来说优选>70%并且尤其是>80%。这样的涂层由DE 20 2008 017 611 Ul和EP O 847 965 BI已知。所述涂层一般由诸如银层或含银的金属合金的金属层制成，所述金属层嵌入在至少两个由金属氧化物类型的介电材料制成的涂层之间。金属氧化物优选包含氧化锌、氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化硅、氧化铝等等以及其中一种或多种的组合。所述介电材料还可以包含氮化硅、碳化硅或氮化铝。优选的，使用具有多个金属层的金属层系统，其中各个金属层被至少一个由介电材料制成的层分开。该层结构一般化地通过沉积过程序列来获得，该沉积过程序列通过诸如由磁场支持的阴极溅射的真空方法来执行。在银层的两侧上还可以设置非常精细的、尤其是包含钛或铌的金属层。下面的金属层用作粘附和结晶层。上面的金属层用作保护和吸气层，以便在其它处理步骤中防止银发生变化。
透明的导电涂层的厚度可以很宽地变化并且与具体情况的要求相匹配。在此重要的是，导电的透明涂层的厚度不允许高到使该涂层对于电磁辐射、优选波长为300至1300nm的电磁辐射以及尤其是可见光来说是不可穿透的。根据本发明所使用的银层系统具有I欧姆/平方至10欧姆/平方、优选3欧姆/平方至5欧姆/平方的面电阻。在本发明复合窗片的有利设计中，在窗片的至少一个内侧上具有至少一个透明的导电层。窗片的内侧在此意味着朝向热塑性中间层的每一侧。在窗片复合物由两个窗片组成的情况下，透明的导电层可以位于一个或另一个窗片的内侧上。可替换的，还可以分别在两个内侧的每一个上具有透明的导电层。在窗片复合物由多于两个窗片组成的情况下，还可以在这些窗片的多个内侧上具有多个透明的导电层。可替换的，透明的导电涂层可以嵌入在两个热塑性中间层之间。于是透明的导电涂层优选被施加在载体膜或载体窗片上。载体膜或载体窗片优选包含聚合物，尤其是聚乙烯丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯(PU)、聚乙烯对苯二酸酯(PET)或它们的组合。透明的导电涂层与尤其是条纹状或带状的汇集导体，即所谓的总线条连接以传输 电功率。合适汇集导体的示例由DE 103 33 618 B3和EPO 025 755 BI已知。汇集导体用于将加热电流很宽分布地引入涂层中。汇集导体通过印刷导电膏来制造，所述导电膏在玻璃窗片弯曲之前和/或弯曲时被煅烧。导电膏优选包含银颗粒和玻璃原料。经过煅烧的银膏的层厚尤其是5 μ m至20 μ m。在本发明汇集导体的替换设计中，使用薄的和窄的金属箔条或金属线作为汇集导体，它们优选包含铜和/或铝，尤其是使用厚度为50 μ m的铜箔条。铜箔条的宽度优选是Imm至10mm。金属箔条或金属线在将复合层组合在一起时被施加在涂层上。在稍后的热压处理中，通过热和压力的作用实现汇集导体与涂层之间的可靠的电接触。但是涂层与汇集导体之间的电接触也可以通过堆焊或用导电粘合剂的粘接来制造。本发明的复合窗片尤其是包括至少两个与透明的导电涂层连接的汇集导体，其中第一汇集导体与为了与电压源的一个极连接而设置的第一输入引线电连接，并且第二汇集导体与为了与该电压源的另一极连接而设置的第二输入引线电连接。此外，复合窗片包括其它没有输入引线的汇集导体。作为用于在复合窗片的内部接触汇集导体的输入引线，在汽车领域中通常使用箔导体。箔导体的示例在 DE 42 35 063 AUDE 20 2004 019 286 Ul 和 DE 93 13 394 Ul 中描述。柔性的箔导体，有时也称为扁平导体或扁平带导体，优选由厚度为O. 03mm至O. Imm和宽度为2mm至16mm的镀锡铜带制成。铜已被证明适用于这样的导体线路，因为其拥有良好的导电性并且可很好地处理成箔。同时材料成本很低。也可以使用其它可以被处理成箔的导电材料。对此的示例是金、银或锡及其合金。镀锡铜带为了电绝缘和为了稳定而被施加在由塑料制成的载体材料上或者在两侧与该载体材料一起层压。该绝缘材料一般包含基于聚酰亚胺的O. 025mm至O. 05mm厚的箔。同样可以使用具有所要求的绝缘特性的其它塑料或材料。在箔导体带中可以存在多个相互电绝缘的导电层。适用于接触复合窗片中的导电层的箔导体仅具有O. 3mm的总厚度。这样薄的箔导体可以毫无困难地嵌入在热塑性粘接层中的各个窗片之间。替换的，也可以将薄的金属线用作输入引线。金属线尤其是包含铜、钨、金、银或铝或这些金属中至少两种的合金。所述合金还可以包含钥、铼、锇、铱、钯或钼。输入引线从复合窗片中引出并且优选经由控制电气设备与提供运行电压的电压源连接。
本发明的透明的导电涂层具有将该涂层分成至少逐段地相互电绝缘的区域的凹口。这些凹口可以将涂层尤其是分为相互完全电绝缘的区域。相互完全电绝缘的区域通过没有输入引线的汇集导体串联地或并联地相互电连接。替换的或与此组合的，凹口可以仅逐段地划分涂层，使得涂层区域连续。其结果是电流曲折形地流过涂层。由此通过涂层延长了电流路径并且提高了涂层的总电阻。在本发明的复合窗片中将凹口布置和构成为，使得涂层具有这样的电阻，使得在运行电压处于高于100V至400V的范围中时可以产生300W/m2至1000W/m2的加热功率。用于实现期望的总电阻的凹口的精确数目、位置和长度可以通过简单的试验或模拟来确定。尤其是线形的凹口优选被设计为，使得透过复合窗片的透视仅受到极少地干扰或者没有受到干扰，并且得到尽可能均匀的加热功率分布。为此目的，凹口具有尽可能小的宽度(垂直于伸长的尺寸)。在第一近似中由以下公式得到电流路径的长度I :
权利要求
1.具有可电加热涂层(2)的复合窗片(1)，包括 -至少两个窗片(I. I, I. 2)， -与窗片(I. 1，I. 2)相互连接的中间层(7)， -在至少一个窗片(I. I, 1.2)的至少一个朝向中间层(7)的侧上的至少一个透明的导电涂层(2)，以及 -至少两个与透明的导电涂层(2)连接的汇集导体(3. 1-3. 5)，其中第一汇集导体(3. I)与为了与电压源的一个极连接而设置的第一输入引线(5. I)电连接，并且第二汇集导体(3. 2)与为了与该电压源的另一极连接而设置的第二输入引线(5. 2)电连接， 其中透明的导电涂层(2) -包含银， -具有I欧姆/平方至10欧姆/平方的面电阻，以及 -具有η个凹口(4. 1-4. 4)，其中η是彡2的整数，所述η个凹口将涂层(2)分成多个区域(2. 1-2. 4)，其中所述涂层区域(2. 1-2.4)彼此电串联连接，以及其中所述凹口(4. 1-4. 4)被构成为，使得透明的导电涂层(2)的电阻在由所述电压源提供的运行电压处于高于100V至400V的范围中、尤其是处于280V至400V的范围中时导致300W/m2至1000W/m2的加热功率，以及其中导电涂层(2)的位于第一汇集导体(3. I)和第二汇集导体(3. 2)之间的最短几何距离(11)的区域中的涂层片段(12)被多个这样的凹口(4. 1-4. 4)电中断，其中凹口(4. 1-4.4)的数目依据所设置的运行电压的大小被选择为，使得各个将两个彼此相邻的涂层区域(2. 1-2. 4)相互电分隔的凹口(4. 1-4. 4)上的电压降小于该凹口(4. 1-4.4)的击穿电压。
2.根据权利要求I的复合窗片，其中彼此相邻的涂层区域(2.1-2. 4)被相应的凹口(4)完全相互电绝缘，并且被没有输入引线(5. I, 5. 2)的汇集导体(3. 3-3. 5)相互电连接。
3.根据权利要求I或2的复合窗片，其中彼此相邻的涂层区域(2.1-2. 4)被相应的凹口(4)逐段地相互电绝缘,但是构成为连续的。
4.根据权利要求I至3之一的复合窗片，其中凹口(4.1-4. 4)分别具有这样的宽度，即所设置的运行电压大于该凹口的电击穿电压。
5.根据权利要求I至4之一的复合窗片，其中窗片(I.1，I. 2)包含玻璃，例如扁平玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、钙钠玻璃，或包括聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和/或它们的混合物。
6.根据权利要求I至5之一的复合窗片，其中透明的导电涂层(2)具有优选3欧姆/平方至5欧姆/平方的面电阻。
7.根据权利要求I至6之一的复合窗片，其中透明的导电涂层(2)在窗片(I.1,1-2)的一侧的面积的至少90%上延伸。
8.根据权利要求I至7之一的复合窗片，其中凹口(4.1-4. 4)通过激光结构化、机械磨蚀或通过化学或物理蚀刻引入到导电涂层(2)中。
9.根据权利要求I至8之一的复合窗片,其中汇集导体(3.1-3. 5)布置在复合窗片(I)的在安装位置中竖直的边缘(9. I, 9. 2)处。
10.根据权利要求I至9之一的复合窗片，其中第一汇集导体(3.I)和第二汇集导体(3. 2)分别布置在复合窗片(I)的一侧的边缘(9. 1-9. 4)处。
11.根据权利要求I至10之一的复合窗片在用于陆地、空中或水中交通的移动装置中、尤其是在汽车中例如作为挡风玻璃、尾窗、侧窗和/或天窗的应用。
12.根据权利要求I至10之一的复合窗片作为汽车窗片在具有超过100V至400V范围中的车载电压的移动装置中的应用。
13.根据权利要求I至10之一的复合窗片作为汽车中的汽车窗片的应用，所述汽车通过转换电能被驱动，尤其是在电动汽车中，所述电能优选从蓄电池、可重复充电的电池、燃料电池或内燃发动机驱动的发电机中转换。
14.根据权利要求I至10之一的复合窗片作为混合电动汽车中的汽车窗片的应用，所述混合电动汽车除了转换电能之外还通过转换其它能量形式被驱动。
全文摘要
本发明涉及一种具有可电加热涂层的复合窗片，该复合窗片包括至少两个窗片；与窗片相互连接的中间层；在至少一个窗片的至少一个朝向中间层的侧上的至少一个透明的导电涂层；以及至少两个与透明的导电涂层连接的汇集导体，其中第一汇集导体与为了与电压源的一个极连接而设置的第一输入引线电连接，并且第二汇集导体与为了与该电压源的另一极连接而设置的第二输入引线电连接。透明的导电涂层包含银，具有1欧姆/平方至10欧姆/平方的面电阻，以及具有n个凹口，其中n是＞2的整数，所述n个凹口将该涂层分成多个涂层区域，其中所述涂层区域彼此电串联连接，以及其中所述凹口被构成为，使得透明的导电涂层的电阻在由所述电压源提供的运行电压处于高于100V至400V的范围中、尤其是处于280V至400V的范围中时导致300W/m2至1000W/m2的加热功率，以及其中导电涂层的位于第一汇集导体和第二汇集导体之间的最短几何距离的区域中的涂层片段被多个凹口电中断，其中凹口的数目依据所设置的运行电压的大小被选择为，使得各个将两个彼此相邻的涂层区域相互电分隔的凹口上的电压降小于该凹口的击穿电压。
文档编号B60S1/02GK102960053SQ201180033629
公开日2013年3月6日 申请日期2011年7月6日 优先权日2010年7月7日
发明者V.奥费尔曼, A.施拉布, M.梅尔歇尔, S.利辛斯基 申请人:法国圣戈班玻璃厂