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DE102007037891B4 - Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Glasdeckels oder eines gekrümmten Glasfestelements für ein Fahrzeugdach - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Glasdeckels oder eines gekrümmten Glasfestelements für ein Fahrzeugdach Download PDF

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DE102007037891B4
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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Glasdeckels oder eines gekrümmten Glasfestelements für ein Fahrzeugdach, wobei im Zuge des Verfahrens:
eine plane erste Glasscheibe (10) mit einer elektrischen Funktionsschicht (12) oder einer Mehrlagenbeschichtung, welche mindestens eine elektrische Funktionsschicht aufweist, beschichtet wird;
die erste Glasscheibe (10) mittels eines Klebers (14) auf die einer Fahrzeuginnenseite zugewandten Seite einer gewölbten zweiten Glasscheibe (16) aus Einscheibensicherheitsglas geklebt, insbesondere laminiert, wird;
dadurch gekennzeichnet, dass
dass die erste Glasscheibe (10) auf der der Fahrzeuginnenseite abgewandten Seite mit der elektrischen Funktionsschicht (12) oder der Mehrlagenbeschichtung beschichtet wird, und auf die der Fahrzeuginnenseite zugewandten Seite der ersten Glasscheibe (10) mittels eines Klebers (18) eine Kunststofffolie (20), die eine Splitterschutzfolie ist, oderein Folienverbund, der eine Splitterschutzfolie aufweist, aufgeklebt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Glasdeckels oder Glasfestelements für ein Fahrzeugdach gemäß Anspruch 1.
  • Bei dem Glasdeckel kann es sich dabei um einen Glasdeckel zum Verschließen oder wahlweisen Öffnen eines Ausschnitts in einem Fahrzeugdach handeln, bei dem Glasfestelement um eine fest in einem Fahrzeugdach angebrachte Verscheibung.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, lichtdurchlässige Scheibenaufbauten für Fahrzeuge, insbesondere für lichtdurchlässige Deckel für Schiebedächer, Hebedächer und dergl. zu fertigen, indem eine äußere Scheibe aus Einscheibensicherheitsglas und eine Kunststoffscheibe für den Scheibenaufbau in gewünschter Weise mit einer Krümmung versehen werden und in einem späteren Arbeitsschritt beide bereits gekrümmten Scheiben zu einem Scheibenverbund zusammengefügt werden. Aus der DE 196 30 813 A1 ist beispielsweise bekannt, eine äußere Scheibe aus Einscheibensicherheitsglas (ESG) in eine gewünschte Wölbung zu bringen, eine Kunststoffscheibe in eine der gewünschten Wölbung mindestens näherungsweise entsprechende Form zu bringen, die Kunststoffscheibe durch Anpressen gegen die äußere Scheibe der Kontur der äußeren Scheibe anzupassen und die äußere Scheibe und die Kunststoffscheibe zusammenzufügen. Es erfolgt daher zunächst ein grobes Vorwölben der inneren Kunststoffscheibe an die gewünschte Wölbung des ESGs und beim Zusammenfügen der beiden gekrümmten Scheiben aneinander ein exaktes Nachwölben durch Anpressen der Kunststoffscheibe an die äußere Scheibe. In der Druckschrift wird weiterhin offenbart, dass die äußere Scheibe an ihrer Innenseite und die innere Scheibe an ihrer Außenseite mit jeweils einer transparenten Elektrodenschicht versehen werden kann, um ein elektrochromes Element zwischen beiden Scheiben herzustellen. Dieses Aufbringen der Elektrodenschichten wird dabei vorzugsweise vor dem Feinwölben, also dem Zusammenfügen der beiden Scheiben ausgeführt. Weiterhin wird nach einem erneuten Trennen der beiden Scheiben (also nach der Feinwölbung der Kunststoffscheibe) noch eine Elektrolytschicht eingebracht und erst dann äußere und innere Scheibe endgültig zusammengefügt. Die DE 10 2006 042 538 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Verglasungselements, bei welchem ein Dünnglas mit einer Funktionsbeschichtung auf ein Verbund aus mehreren Gläsern aufgebracht wird.
  • Die EP 0 343 628 B1 offenbart ein Glassubstrat für eine Solarzelle, bei welchem eine äußere Scheibe mit elektrischen Funktionsschichten versehen und anschließend in eine gewünschte Krümmung gebracht wird. Nach diesem Biegevorgang wird eine photoelektrische Konversionsschicht auf der gekrümmten Glasplatte angebracht und die gekrümmte Glasplatte anschließend mit einer zweiten gekrümmten Glasplatte durch ein Laminationsverfahren verbunden. Die DE 101 64 273 A1 zeigt ein Solarmodul in Plattenform zur Anordnung auf einer konvex gekrümmten Oberfläche. Die DE 42 12 944 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Glasfläche, bei welchem eine plane Glasplatte gegen eine Fläche gedrückt wird, die komplementär zu einer gewünschten Endform der Glasplatte ausgebildet ist.
  • Nachteilig an diesen bekannten Verfahren ist dabei, dass einerseits elektrische Funktionsschichten oder Funktionselemente auf gekrümmten Flächen aufgebracht werden müssen, und andererseits zwei gekrümmte Glasflächen, deren Krümmungen im Laufe des Fertigungsprozesses nicht immer völlig identisch sind, exakt zusammengefügt werden müssen. Weiterhin ist bei der Verwendung von Kunststoffscheiben die Dichtigkeit gegenüber einem Eintritt von Feuchtigkeit zwischen die transparenten Scheiben nicht sicher gewährleistet.
  • Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Glasdeckels oder eines Glasfestelements für ein Fahrzeugdach zu schaffen, bei welchem die genannten Nachteile überwunden werden. Insbesondere soll ein Verfahren geschaffen werden, bei welchem die benötigten elektrischen Funktionsschichten auf planen, d. h. ebenen und krümmungsfreien Glasscheiben aufgebracht werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
  • Der Vorteil eines erfindungsgemäßen Verfahrens liegt vor allem darin, dass die benötigte elektrische Funktionsschicht oder die Mehrlagenbeschichtung auf einer planen Glasscheibe aufgebracht werden können, was fertigungstechnisch für den Beschichtungsvorgang von großem Vorteil ist, da beispielsweise Beschichtungen von planen Flächen in der Regel wesentlich homogener durchgeführt werden können und weiterhin Beschichtungsanlagen verwendet werden können, welche in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der planen Glasscheibe einen sehr limitierten Raum für die zu beschichtende Bauteile bieten, was bei entsprechenden Anlagen typischerweise der Fall ist. Beim Aufkleben bzw. Auflaminieren der ersten, planen Glasscheibe auf die zweite, gewölbte Glasscheibe nimmt die erste (dem Fahrzeuginnenraum zugewandte) Scheibe im Wesentlichen die Wölbung der zweiten Scheibe an. Damit bietet das erfindungsgemäße Verfahren dahingehend Vorteile, dass eine erste Glasscheibe mit der elektrischen Funktionsschicht (oder mehreren elektrischen Funktionsschichten) auf der gewölbten äußeren Glasscheibe auflaminiert wird, was fertigungstechnisch wesentlich einfacher zu realisieren ist als die Verbindung von zwei gekrümmten Glasflächen. Ferner wird durch die Verbindung von zwei Glasplatten eine optimale Dichtheit gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit zwischen die Platten gewährleistet, was bei Kunststoffplatten nicht der Fall ist. Erfindungsgemäß besteht die zweite (aus Sicht aus dem Fahrzeuginnenraum in verbautem Zustand nach außen, also somit die äußere) Glasscheibe aus Einscheibensicherheitsglas (ESG).
  • Die erste Glasscheibe wird auf der der Fahrzeuginnenseite abgewandten Seite mit der elektrischen Funktionsschicht oder der Mehrlagenbeschichtung beschichtet, wodurch diese nach Zusammenbau des Glasdeckels oder des Glasfestelements zwischen äußerer und innerer Glasscheibe zum Liegen kommt und somit gegen Umwelteinflüsse besonders gut geschützt ist. Auf die der Fahrzeuginnenseite zugewandten Seite der ersten Glasscheibe wird ebenfalls mittels eines Klebers eine Kunststofffolie oder ein Folienverbund aufgeklebt, welche bzw. welcher als Splitterschutz zum Schutz der Fahrzeuginsassen ausgebildet ist.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Vorzugsweise wird die erste Glasscheibe mittels einer Schmelzklebefolie beispielsweise aus Ethylenvinylacetat (EVA), thermoplastischem Polyurethan (TPU) oder Polyvinylbutyral (PVB) oder eines Gießharzes auf die zweite Glasscheibe auflaminiert. Die Kunststofffolie bzw. der Folienverbund wird dabei vorzugsweise auf die erste Glasscheibe gleichzeitig mit dem Laminieren der ersten auf die zweite Glasscheibe auflaminiert und als Kleber kann auch hier eine Schmelzklebefolie (Beispiele siehe oben) verwendet werden. Wenn die erste und die zweite Glasscheibe mittels eines Gießharzes miteinander verbunden werden, so erfolgt der Scheibenzusammenbau in zwei Schritten. Zuerst wird die erste Scheibe mit der zweiten verklebt und anschließend die Kunststofffolie oder der Folienverbund auf den Gießharzverbund auflaminiert, insbesondere im Autoklaven.
  • Die erste Glasscheibe weist vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,7 und 2,00 mm auf und kann aus Floatglas bestehen, womit eine besonders kostengünstige Lösung erzielt wird. Bei einer alternativen Ausführungsform wird Glas einer Dicke von 0,2 bis 0,7 mm verwendet, beispielsweise Displayglas auf Borsilikatbasis, welches aufgrund der geringen Dicke besonders gut zu laminieren ist.
  • Insbesondere wenn die erste Glasscheibe aus einfachem Floatglas besteht, kann sie bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vor dem Beschichten mit der elektrischen Funktionsschicht bzw. der Mehrlagenbeschichtung chemisch gehärtet werden, was zu einer weiteren Verbesserung des Splitterschutzes und der Stabilität führt.
  • Bei der elektrischen Funktionsschicht oder den elektrischen Funktionsschichten, die auf die erste Glasscheibe vor deren Krümmung aufgebracht wird bzw. werden, kann es sich um elektrochrome Schichten, flächige Elektroden auf Basis von TCOs (Transparent Conducting Oxide) oder Metallen, Dünnschichtsolarzellen (zB. CdTe, CIS, CIGS, CSG (Crystalline Silicon on Glass); a-Si:H, a-SiGe:H, μc-Si:H) oder um eine flächige Elektrode mit aufgeklebten und/oder gebondeten LEDs (Light Emitting Diodes) bzw. OLEDs (Organic Light Emitting Diodes) handeln. Selbstverständlich können auch verschiedene solcher elektrischen Funktionsschichten miteinander kombiniert und somit sukzessive auf die erste, noch plane Glasscheibe aufgebracht werden. Falls eine Strukturierung der elektrischen Funktionsschicht oder der elektrischen Funktionsschichten notwendig ist, so kann eine Strukturierung vor dem Aufbringen der ersten Glasscheibe auf die zweite Glasscheibe durchgeführt werden, indem beispielsweise ein Laserstrukturierungsverfahren angewendet wird. Ebenso kann selbstverständlich bei der Aufbringung mehrerer elektrischer Funktionsschichten eine Funktionsschicht vor Aufbringung der nächsten Funktionsschicht bereits strukturiert werden. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, neben leitfähigen elektrischen Funktionsschichten auch Isolatorschichten auf die erste Glasscheibe direkt oder indirekt (d. h. auf eine bereits angebrachte Beschichtung der ersten Glasscheibe) aufzubringen.
  • Besonders bevorzugte Beschichtungstechnologien für das Aufbringen von elektrischen Funktionsschichten sind Vakuumbeschichtungsverfahren wie beispielsweise ein Vakuumverdampfen (thermisch oder mittels Elektrodenstrahl), ein Kathodenzerstäubungsverfahren (Sputterverfahren) sowie plasmaunterstützende Verfahren (PECVD). Für das Strukturieren wird vorzugsweise ein Laserstrukturierungsverfahren eingesetzt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten einzigen Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 eine Querschnittsansicht durch den Schichtaufbau eines Glasdeckels, der mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, wobei in der schematischen Darstellung die Krümmung des Glasdeckels nicht gezeigt ist.
  • 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Glasdeckel für ein Fahrzeugdach, welcher mittels einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Im Zuge des Verfahrens wurde eine erste Glasscheibe 10 in planem Zustand, d. h. ohne Krümmung, mit einer elektrischen Funktionsschicht 12 beschichtet. Als Material für die erste Glasscheibe 10 kann dabei dünnes Floatglas der Materialstärke von 0,7–2,0 mm verwendet werden oder je nach anschließendem Laminationsverfahren auch Displayglas auf Borsilikatbasis von 0,2–0,7 mm oder vorzugsweise auch dünner als 0,7 mm verwendet werden. Die Beschichtung dieser ersten Glasscheibe 10 kann beispielsweise durch ein Vakuumbeschichtungsverfahren durchgeführt werden und die aufzubringende elektrische Funktionsschicht 12 (oder alternativ eine Mehrzahl elektrischer und/oder nicht elektrischer Funktionsschichten, also eine Mehrlagenbeschichtung) kann nach dem Aufbringen noch strukturiert werden, beispielsweise mittels eines Laserstrukturierungsverfahrens. Sowohl die Vakuumbeschichtungsverfahren als auch entsprechende Strukturierungsverfahren sind bei solchen zweidimensionalen, d. h. planen bzw. ebenen Flächen unkritischer durchzuführen als auf gekrümmten Flächen. Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste Glasscheibe 10 mit der aufgebrachten Schicht 12 mit Hilfe eines Klebers 14 – beispielsweise in Form einer Schmelzklebefolie oder eines Gießharzes – auf eine zweite Glasscheibe 16 aufgeklebt, insbesondere auflaminiert. Je nach gewünschter Wölbung der Glasscheibe 16, die als ESG-Scheibe ausgeführt ist, genügt ein einfaches Aufkleben der inneren Glasscheibe 10 auf die äußere Scheibe 16. Bei stärkeren Krümmungsradien ist entsprechend ein Laminationsverfahren z. B. in einem Autoklaven, Vakuumlaminator, oder Vakuumsackverfahren im Umluftofen zu verwenden. In verbautem Zustand des Glasdeckels kommt dabei die Glasscheibe 10 relativ zur ESG-Scheibe 16 auf der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite des Glasdeckels zum Liegen. Der Fahrzeuginnenraum befindet sich demnach auf der Unterseite der 1. Auf der Unterseite der Glasscheibe 10 ist mittels eines weiteren Klebers 18 eine Kunststofffolie 20 angebracht. Diese ist bei dem Glasdeckel der 1 als Splitterschutzfolie ausgebildet, und dient dazu, die Insassen vor Scherben und Splitter zu schützen, falls beispielsweise infolge eines Unfalls der Glasdeckel insgesamt oder die Glasscheibe 10 zu Bruch kommt. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die innere Glasscheibe als Floatglas ausgebildet und wurde bereits vor der Beschichtung chemisch gehärtet, um deren Stabilität zu erhöhen bzw. den Splitterschutz zu verbessern. Die Kunststofffolie 12 ist aus einer Polyethylenterephthalat (PET) Folie oder Polycarbonat (PC) Folie von 100 bis 200 μm Dicke ausgeführt. Das Auflaminieren der Kunststofffolie 12 auf die Glasscheibe 10 wird vorzugsweise gleichzeitig mit dem Laminieren der Glasscheibe 10 auf die ESG Scheibe 16 ausgeführt, sodass nach dem Zusammenfügen der beiden Glasscheiben 10 und 16 keine weitere Beschichtung vorgenommen werden muss. Somit müssen für den kompletten Scheibenaufbau keine gekrümmten Flächen beschichtet werden. Bei der elektrischen Funktionsschicht 12 kann es sich um einen elektrochromen Schichtaufbau, eine Metall- oder TCO-Schicht (Transparent Conducting Oxide) zur Reflektion von Wärmestrahlung, strukturierte elektrisch leitende Schichten vorzugsweise mit aufgeklebten und/oder gebondeten LEDs oder OLEDs, oder um Dünnschichtsolarzellen (beispielsweise CdTe, CIS, CIGS, CSG (Crystalline Silicon on Glass), a-Si:H, a-SiGe:H, μc-Si:H) handeln. Falls die elektrische Funktionsschicht 12 oder eine entsprechende Mehrlagenbeschichtung ganz oder teilweise strukturiert werden soll, kann eine entsprechende Strukturierung jeweils nach Aufbringung der betreffenden Schicht oder auch nach Aufbringung der letzten Schicht des Schichtaufbaus durchgeführt werden, in jedem Fall ist es aber vorteilhaft, eine solche Strukturierung im noch planen Zustand der Glasscheibe 10 durchzuführen. Es ist somit beispielsweise bei einem Laserverfahren einfacher, eine optische Abbildung des Laserstrahls auf die ebene Schicht 12 während des gesamten Strukturierungsvorgangs im Fokus zu halten. Da ferner viele Beschichtungsanlagen, z. B. Vakuumbeschichtungsanlagen für die Beschichtung großflächiger Teile nur Platten mit einer Höhe von lediglich einigen Millimetern oder einigen wenigen Zentimetern aufnehmen können, ist auch die Beschichtung einer ungekrümmten Glasscheibe 10 wesentlich einfacher als die Beschichtung von gekrümmten Platten, welche durch die üblichen starken Krümmungen, wie sie bei Fahrzeugdächern vorliegen, teilweise eine beträchtliche Gesamthöhe von den Randbereichen bis zum Scheitelpunkt der Krümmung aufweisen. Auch ist die Homogenität der Beschichtung beispielsweise bei einem Vakuumsbeschichtungsverfahren auf einer ungekrümmten Platte wesentlich einfacher zu realisieren, als auf gekrümmten Flächen.
  • Aus der Verwendung einer Glasscheibe 10 ergibt sich ferner ein wesentlich besserer Schutz der elektrischen Funktionsschicht 12 vor Feuchtigkeit gegenüber der Verwendung einer transparenten Kunststoffplatte als innere transparente Scheibe, da somit die für die Beschichtung in Frage kommenden empfindlichen und teilweise hydrophilen elektrischen Funktionsschichten beidseitig durch Glasscheiben 10 und 16 abgedeckt sind, welche insbesondere auch über die gesamte Verwendungsdauer eines entsprechenden Deckels eine wesentlich bessere Dichtigkeit gegenüber Feuchtigkeit bieten als Kunststoffbauteile.
  • Abschließend sei noch darauf hingewiesen, dass bei der schematischen Querschnittsansicht der 1 der gesamte Schichtaufbau ohne eine entsprechende Krümmung dargestellt ist, da hier nur schematisch die Schichtabfolge dargestellt werden soll.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Glasdeckels oder eines gekrümmten Glasfestelements für ein Fahrzeugdach, wobei im Zuge des Verfahrens: eine plane erste Glasscheibe (10) mit einer elektrischen Funktionsschicht (12) oder einer Mehrlagenbeschichtung, welche mindestens eine elektrische Funktionsschicht aufweist, beschichtet wird; die erste Glasscheibe (10) mittels eines Klebers (14) auf die einer Fahrzeuginnenseite zugewandten Seite einer gewölbten zweiten Glasscheibe (16) aus Einscheibensicherheitsglas geklebt, insbesondere laminiert, wird; dadurch gekennzeichnet, dass dass die erste Glasscheibe (10) auf der der Fahrzeuginnenseite abgewandten Seite mit der elektrischen Funktionsschicht (12) oder der Mehrlagenbeschichtung beschichtet wird, und auf die der Fahrzeuginnenseite zugewandten Seite der ersten Glasscheibe (10) mittels eines Klebers (18) eine Kunststofffolie (20), die eine Splitterschutzfolie ist, oderein Folienverbund, der eine Splitterschutzfolie aufweist, aufgeklebt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Glasscheibe (10) mittels einer Schmelzklebefolie (14) oder eines Gießharzes auf die zweite Glasscheibe (16) geklebt, insbesondere laminiert, wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit dem Laminieren der ersten (10) auf die zweite Glasscheibe (16) die Kunststofffolie (20) oder der Folienverbund auf die erste Glasscheibe (10) laminiert wird, insbesondere im Autoklaven.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufkleben mittels eines Gießharzes der ersten Glasscheibe (10) auf die zweite Glasscheibe (16) die Kunststofffolie (20) oder der Folienverbund auf die erste Glasscheibe (10) laminiert wird, insbesondere im Autoklaven.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Glasscheibe (10) eine Glasscheibe aus Floatglas einer Dicke von 0,7 mm bis 2 mm verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Glasscheibe (10) eine Glasscheibe aus einem Glas einer Dicke von 0,2 bis 0,7 mm verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Glasscheibe (10) vor dem Beschichten mit der elektrischen Funktionsschicht (12) oder der Mehrlagenbeschichtung chemisch gehärtet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der elektrischen Funktionsschicht (12) um eine elektrochrome Schicht, eine Elektrodenschicht, eine Isolatorschicht, eine Schicht aus Dünnschichtsolarzellen oder um eine flächige Elektrode mit aufgeklebten und/oder gebondeten LEDs, insbesondere OLEDs, handelt oder in der Mehrlagenbeschichtung mindestens eine solche Schicht verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Funktionsschicht (12) oder mindestens eine Schicht der Mehrlagenbeschichtung vor dem Auflaminieren der ersten Glasscheibe (10) auf die zweite Glasscheibe (16) strukturiert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Strukturierung ein Laserstrukturierungsverfahren verwendet wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Funktionsschicht (12) oder die Mehrlagenbeschichtung durch Vakuumbeschichten auf der ersten Glasscheibe (10) aufgebracht wird.
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