DE202023103844U1 - Heated laminated pane - Google Patents

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Abstract

Beheizbare Verbundscheibe (100), umfassend eine Außenscheibe (1) mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II), und eine Innenscheibe (2) mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind und mindestens eine Heizeinrichtung, wobei die Heizeinrichtung eine transparente Heizschicht (4) aus photothermischem Material ist, welches eine Absorption von größer 70%, bevorzugt größer 85 % im IR-Wellenlängenbereich > 0,8 µm, bevorzugt, > 0,9 µm, besonders bevorzugt > 1,0 µm aufweist.

Figure DE202023103844U1_0000
Heated laminated pane (100), comprising an outer pane (1) with an outside surface (I) and an inside surface (II), and an inner pane (2) with an outside surface (III) and an inside surface (IV), which a thermoplastic intermediate layer (3) are connected to one another and at least one heating device, the heating device being a transparent heating layer (4) made of photothermal material which has an absorption of more than 70%, preferably more than 85% in the IR wavelength range > 0.8 µm, preferably >0.9 μm, particularly preferably >1.0 μm.
Figure DE202023103844U1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Verbundscheibe, sowie eine Heizanordnung umfassend eine beheizbare Verbundscheibe.The invention relates to a heatable composite pane and a heating arrangement comprising a heatable composite pane.

Eine Herausforderung beim Autofahren ist die Beheizung der Scheiben, insbesondere der Windschutzscheibe, und der Seitenscheiben, um Vereisungen oder Beschlagen der Scheibe, welche eine Sichtbehinderung darstellen, verhindern zu können oder zu beseitigen. Die Beheizung der Scheiben findet standardmäßig über erwärmte Luft statt, welche über Zuläufe auf die Scheiben geblasen wird. Zusammengefasst wird diese Art der Beheizung unter der Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) -Methode. Neben dem enormen Energieverbrauch erfordern die Zuläufe, über die die heiße Luft transportiert und auf die Scheiben geblasen wird, einen hohen Platzbedarf. Weiterhin müssen die Auslassdüsen in bestimmter geometrischer Relation zu den Scheiben angebracht werden, was wiederum die Auslegungs- und Konstruktionsfreiheit erheblich einschränkt.One challenge when driving a car is heating the windows, in particular the windshield, and the side windows in order to be able to prevent or eliminate icing or fogging of the window, which impairs visibility. The heating of the panes takes place as standard via heated air, which is blown onto the panes via inlets. This type of heating is summarized under the Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) method. In addition to the enormous energy consumption, the inlets through which the hot air is transported and blown onto the panes require a lot of space. Furthermore, the outlet nozzles have to be attached in a certain geometric relation to the panes, which in turn considerably restricts the freedom of design and construction.

Beheizbare Verbundscheiben sind als solche bekannt. Sie werden insbesondere als beheizbare Windschutzscheiben in Kraftfahrzeugen eingesetzt und eröffnen die Möglichkeit, die Windschutzscheibe komfortable durch Beheizung von Vereisung oder kondensierter Feuchtigkeit zu befreien. Sie weisen transparente, elektrisch leitfähige Beschichtungen auf, insbesondere mit Silberschichten. Die Beschichtungen sind elektrisch kontaktiert, so dass ein Strom durch sie geleitet werden kann. Dabei erwärmt sich die Beschichtung, worauf die Heizwirkung beruht. Beispielhaft sei auf WO2013/104438A1 verwiesen.Heatable laminated panes are known as such. They are used in particular as heatable windshields in motor vehicles and open up the possibility of removing ice or condensed moisture from the windshield conveniently by heating. They have transparent, electrically conductive coatings, in particular with silver layers. The coatings are electrically contacted so that a current can be passed through them. The coating heats up, on which the heating effect is based. An example is up WO2013/104438A1 referred.

Ein Problem von elektrisch leitfähigen Beschichtungen ist ihr häufig hoher Flächenwiderstand, der jedenfalls bei großen Abmessungen der zu beheizenden Scheibe bzw. bei langen Strompfaden eine hohe Betriebsspannung erfordert, die jedenfalls höher als die üblichen Bordspannungen von Fahrzeugen ist. WO 2013/104439 A1 und EP 2803246 B1 offenbaren eine elektrisch leitfähige Beschichtung zur Beheizung einer Scheibe, welche aus unterschiedlichen Schichten besteht mit denen der Flächenwiderstand etwas reduziert werden kann.One problem with electrically conductive coatings is their frequently high surface resistance, which requires a high operating voltage, which is higher than the usual on-board voltages of vehicles, in any case if the pane to be heated is large or if the current paths are long. WO 2013/104439 A1 and EP 2803246 B1 disclose an electrically conductive coating for heating a pane, which consists of different layers with which the sheet resistance can be somewhat reduced.

Weiterhin ist auch der Wärme- und damit Energieverlust durch Konvektion über die, meist großen Scheibenoberflächen sehr hoch.Furthermore, the heat and thus energy loss through convection over the mostly large pane surfaces is also very high.

Ein Nachteil von beheizbaren Beschichtungen ist zudem, dass zum Beispiel Silberschichten für Hochfrequenzstrahlung nicht durchlässig sind. Dadurch wird beispielsweise der Empfang von Mobilfunksignalen, die Kommunikation mit Cloudservern („Internet of Things“) und ähnliches beeinträchtigt. Dies kann insbesondere im Falle von Elektrofahrzeugen zu Problemen führen. Another disadvantage of heatable coatings is that silver layers, for example, are not transparent to high-frequency radiation. This affects, for example, the reception of mobile phone signals, communication with cloud servers ("Internet of Things") and the like. This can lead to problems, particularly in the case of electric vehicles.

Manche Fahrzeughersteller, insbesondere Elektrofahrzeughersteller, lehnen daher die Verwendung von silberhaltigen Beschichtungen ab.Some vehicle manufacturers, especially electric vehicle manufacturers, therefore reject the use of silver-containing coatings.

Eine weitere Herausforderung an oft mehrlagig ausgebildete elektrisch-leitfähige Beschichtungen zur Beheizung von Verbundscheiben ist die Einhaltung von erforderlichen Standards, beispielsweise hinsichtlich der Lichttransmission und der Farbneutralität, insbesondere bei Verbundscheiben für Fahrzeuge.A further challenge for electrically conductive coatings, which are often designed in multiple layers, for heating compound panes is compliance with the required standards, for example with regard to light transmission and color neutrality, particularly in the case of compound panes for vehicles.

Es besteht Bedarf an verbesserten, insbesondere effektiven und energieeffizienten Heizeinrichtungen für Verbundscheiben, insbesondere auch für Seitenscheiben oder Windschutzscheiben von Fahrzeugen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Heizeinrichtung, beziehungsweise beheizbare Verbundscheiben bereitzustellen, mit der zusätzlich die Vorgaben an erforderliche Standards, wie Lichttransmission der Verbundscheiben, erfüllt werden können, sowie einfach und kostengünstig herzustellen sind. Zudem soll die Transmission elektromagnetischer Signale, insbesondere die Transmission von Hochfrequenzstrahlung, weitestgehend nicht beeinträchtigt werden.There is a need for improved, particularly effective and energy-efficient heating devices for compound panes, particularly also for side windows or windshields of vehicles. The object of the present invention is to provide such a heating device, or heatable composite pane, with which the specifications for required standards, such as light transmission of the composite panes, can also be met and can be produced easily and inexpensively. In addition, the transmission of electromagnetic signals, in particular the transmission of high-frequency radiation, should not be impaired as far as possible.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine beheizbare Verbundscheibe gemäß Anspruch 1 sowie einer Heizanordnung gemäß Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.The object of the present invention is achieved according to the invention by a heatable laminated pane according to claim 1 and a heating arrangement according to claim 7 . Preferred embodiments emerge from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine beheizbare Verbundscheibe bereitgestellt, die eine Außenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II), und eine Innenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV), die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind und mindestens eine Heizeinrichtung umfasst, wobei die Heizeinrichtung eine transparente Heizschicht aus photothermischem Material (PTM) ist, welches eine Absorption von größer 70%, bevorzugt größer 85 % im IR-Wellenlängenbereich > 0,8 µm, bevorzugt, > 0,9 µm, besonders bevorzugt > 1,0 µm aufweist.According to the invention, a heatable composite pane is provided, which has an outer pane with an outside surface (I) and an inside surface (II), and an inner pane with an outside surface (III) and an inside surface (IV), which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer are and comprises at least one heating device, wherein the Heating device is a transparent heating layer made of photothermal material (PTM), which has an absorption of more than 70%, preferably more than 85% in the IR wavelength range >0.8 μm, preferably >0.9 μm, particularly preferably>1.0 μm .

Die Heizschicht kann vollflächig oder mindestens in einem Teilbereich auf der außenseitigen Oberfläche (I) und/oder der innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe, und/oder auf der außenseitigen Oberfläche (III) oder der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe und/oder in oder auf der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet sein. Mit anderen Worten kann die Heizschicht mindestens teilweise auf die Flächen der Außenscheibe, der Innenscheibe oder der Zwischenschicht, beispielsweise als Beschichtung, aufgebracht sein. Vorteilhafterweise kann so die Beheizung der Verbundscheibe auch lokal begrenzt, genau da ermöglicht und bewirkt werden, wo dies erforderlich und/oder gewünscht ist. Dies ermöglicht eine energieeffiziente Beheizung da nur die relevanten Bereiche beheizt und dadurch der Energiebedarf für die Heizung optimiert werden kann. Dies kann in einem Fahrzeug beispielsweise eine Seitenscheibe, genauer der Bereich einer Seitenscheibe sein, der einem Fahrer die Sicht auf den Seitenspiegel gibt. Ein anderes Beispiel ist das Sichtfeld in einer Windschutzscheibe für einen Fahrer. Die Heizschicht kann dann beispielsweise auf den entsprechenden Flächenbereich auf der Außenseite I oder der Außenscheibe oder auf der Außenseite IV der Innenscheibe aufgebracht sein und von einer IR-Strahlenquelle bestrahlt und hierdurch beheizt werden. Die Strahlenquelle könnte m Fall einer Seitenscheibe eines Fahrzeugs beispielsweise im Bereich des Seitenspiegels angeordnet werden. Im Falle einer Windschutzscheibe könnte die IR-Strahlenquelle beispielsweise im Bereich hinter dem Lenkrad positioniert und auf den mit der photothermischen Schicht ausgebildeten Sichtbereich der Scheibe gerichtet sein.The heating layer can cover the entire surface or at least a partial area on the outside surface (I) and/or the inside surface (II) of the outer pane, and/or on the outside surface (III) or the inside surface (IV) of the inner pane and/or be arranged in or on the thermoplastic intermediate layer. In other words, the heating layer can be applied at least partially to the surfaces of the outer pane, the inner pane or the intermediate layer, for example as a coating. Advantageously, the heating of the laminated pane can also be locally limited, made possible and effected exactly where this is necessary and/or desired. This enables energy-efficient heating, since only the relevant areas are heated and the energy requirement for heating can be optimized as a result. In a vehicle, for example, this can be a side window, more precisely the area of a side window that gives a driver a view of the side mirror. Another example is the field of vision in a windshield for a driver. The heating layer can then be applied, for example, to the corresponding surface area on the outside I or the outer pane or on the outside IV of the inner pane and be irradiated by an IR radiation source and thereby heated. In the case of a side window of a vehicle, the radiation source could be arranged in the area of the side mirror, for example. In the case of a windshield, for example, the IR radiation source could be positioned in the area behind the steering wheel and directed towards the viewing area of the windshield formed with the photothermal layer.

Die Heizschicht aus photothermischem Material kann alternativ auch vollflächig die Scheibenoberfläche der Verbundscheibe belegen. Die Heizschicht kann vorteilhafterweise durch die hohe Absorption im IR-Wellenlängenbereich zusätzlich auch eine Sonnenschutzfunktion, bzw. Wärmeschutzfunktion übernehmen und so bisher zu diesem Zweck eingesetzte I R-reflektive Schichten ersetzen und zum Klimakomfort beitragen.Alternatively, the heating layer made of photothermal material can also cover the entire surface of the pane of the laminated pane. Due to the high absorption in the IR wavelength range, the heating layer can advantageously also assume a sun protection or heat protection function and thus replace IR-reflective layers previously used for this purpose and contribute to climate comfort.

Die erfindungsgemäße Beheizung, also die Enteisung oder die Entfernung von kondensierter Feuchtigkeit mittels IR-Strahlung kann deutlich schneller und effizienter, insbesondere energiesparender, erfolgen als über die bisher bekannten elektrisch beheizbaren Schichten oder eine Beheizung unter der Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) -Methode. Auf Auslässe, beispielsweise im Armaturenbrett, zur Belüftung der Verbundscheibe kann verzichtet werden, so dass diese Räume und Flächen zur freieren optischen und funktionellen Gestaltung und Designumsetzungen zur Verfügung stehen. Die Auslegungs- und Konstruktionsfreiheit wird gegenüber der HVAC-Methode deutlich erhöht. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass auf voll- oder großflächig eingebrachte, elektrisch beheizbare Schichten, wie zum Beispiel Silberschichten verzichtet werden kann. Dies führt zu einer vereinfachten, kostengünstigeren Herstellung der Verbundscheibe. Die Durchlässigkeit von Hochfrequenzstrahlung, beispielsweise für den Empfang von Mobilfunksignalen, die Kommunikation mit Cloudservern („Internet of Things“) und ähnliches wird durch die erfindungsgemäß eingebrachte Heizschicht nicht beeinträchtigt, so dass hier weitere Vorteile erwachsen. Die photothermische Heizschicht kann weiterhin, insbesondere in der Sommerzeit auch eine Sonnenschutzfunktion übernehmen und so bisher zu diesem Zweck eingesetzte IR-reflektive Schichten ersetzen.The heating according to the invention, i.e. the de-icing or the removal of condensed moisture by means of IR radiation, can be carried out much faster and more efficiently, in particular more energy-efficiently, than via the previously known electrically heatable layers or heating under the heating, ventilation and air conditioning (HVAC) - Method. There is no need for outlets, for example in the dashboard, to ventilate the laminated pane, so that these spaces and surfaces are available for freer visual and functional design and design implementation. The freedom of design and construction is significantly increased compared to the HVAC method. An additional advantage is that it is possible to dispense with electrically heatable layers, such as silver layers, applied over the entire surface or over a large area. This leads to a simplified, more cost-effective production of the laminated pane. The permeability of high-frequency radiation, for example for the reception of mobile phone signals, communication with cloud servers (“Internet of Things”) and the like, is not impaired by the heating layer introduced according to the invention, so that further advantages arise here. The photothermal heating layer can also assume a sun protection function, particularly in the summertime, and thus replace IR-reflective layers previously used for this purpose.

Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung (insbesondere einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs) den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Innenraum zugewandte Scheibe der Verbundscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die Verbundscheibe ist bevorzugt eine Fahrzeugscheibe, beispielsweise eine Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs, Schienenfahrzeugs, Schiffs oder Luftfahrzeugs. Sie ist besonders bevorzugt die Windschutzscheibe, Seitenscheibe, Heckscheibe oder Dachscheibe eines Personenkraftwagens oder Lastkraftwagens, ganz besonders bevorzugt die Seitenscheibe oder Windschutzscheibe. Das Fahrzeug ist in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ein Elektrofahrzeug.The laminated pane is intended to separate the interior from the outside environment in a window opening (in particular a window opening of a vehicle). In the context of the invention, the inner pane refers to the pane of the laminated pane facing the interior. The outer pane refers to the pane facing the outside environment. The composite pane is preferably a vehicle pane, for example a window pane of a motor vehicle, rail vehicle, ship or aircraft. It is particularly preferably the windshield, side window, rear window or roof window of a passenger car or truck, very particularly preferably the side window or windshield. In a particularly advantageous embodiment, the vehicle is an electric vehicle.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche (Hauptfläche) auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkantenfläche. Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und durch die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden. In Einbaulage wird die nach oben weisende Kante als Oberkante (beispielsweise in einem Kraftfahrzeug die Dachkante), die nach unten weisende Kante der Verbundscheibe (beispielsweise in einem Kraftfahrzeug die Motorkante) als Unterkante bezeichnet. Die dazwischen verlaufenden Kanten werden als Seitenkanten bezeichnet.The outer pane and the inner pane each have an outside and an inside surface (main surface) and a circumferential side edge surface running therebetween. Within the meaning of the invention, the outside surface designates that main surface which is intended to face the external environment in the installed position. Within the meaning of the invention, the interior-side surface designates that main surface which is intended to face the interior in the installed position. The interior surface of the outer pane and the outside surface of the inner pane face each other and are connected by the thermoplastic intermediate layer connected to each other. In the installed position, the edge pointing upwards is referred to as the top edge (for example the roof edge in a motor vehicle), and the edge pointing downwards of the laminated pane (for example the edge of the engine in a motor vehicle) is referred to as the bottom edge. The edges running in between are referred to as side edges.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas gefertigt, was für Fensterscheiben üblich ist. Die Glasscheibe kann grundsätzlich aber auch aus anderen Glasarten (beispielsweise Borosilikatglas, Quarzglas, Aluminosilikatglas) gefertigt sein. Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren. Vorzugsweise werden Scheiben mit einer Dicke im Bereich von 0,5 mm bis 10 mm, bevorzugt von 1 mm bis 5 mm. Die IR-Strahlung wird auch zu einem geringen Anteil von den Scheiben absorbiert, so dass diese in geringem Umfang erwärmt werden, was auch vorteilhaft zur Heizwirkung, also der gewünschten Enteisung oder der Entfernung von kondensierter Feuchtigkeit, beiträgt.The outer pane and the inner pane are preferably made of soda-lime glass, which is common for window panes. In principle, however, the glass pane can also be made of other types of glass (for example borosilicate glass, quartz glass, aluminosilicate glass). The thickness of the outer pane and the inner pane can vary widely. Discs with a thickness in the range from 0.5 mm to 10 mm, preferably from 1 mm to 5 mm, are preferred. The IR radiation is also absorbed to a small extent by the panes, so that they are heated to a small extent, which also advantageously contributes to the heating effect, ie the desired de-icing or the removal of condensed moisture.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt transparent. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „transparent“, dass die Gesamttransmission der Verbundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen beispielsweise für Windschutzscheiben (beispielsweise den Richtlinien der europäischen Union ECE-R43) entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 50% und insbesondere von mehr als 60%, beispielsweise mehr als 70%, aufweist. Mit „transparenter Innenscheibe“ und „transparenter Außenscheibe“ ist somit gemeint, dass die Innenscheibe und die Außenscheibe derart transparent sind, dass die Durchsicht durch einen Durchsichtbereich der Verbundscheibe die gesetzlichen Bestimmungen für die gewünschte Verwendung, beispielsweise für Windschutzscheiben, erfüllt sind. Die transparente Heizschicht erfüllt die gleichen Voraussetzungen und weist ebenfalls einen Lichttransmissionsgrad bevorzugt von mehr als 50 % % und insbesondere von mehr als 60%, beispielsweise mehr als 70%, auf.The outer pane and the inner pane are preferably transparent. For the purposes of the present invention, “transparent” means that the total transmission of the laminated pane corresponds to the legal provisions, for example for windscreens (for example the guidelines of the European Union ECE-R43) and for visible light preferably a transmission of more than 50% and in particular of more than 60%, for example more than 70%. “Transparent inner pane” and “transparent outer pane” therefore mean that the inner pane and the outer pane are so transparent that looking through a see-through area of the laminated pane satisfies the legal requirements for the desired use, for example for windshields. The transparent heating layer fulfills the same requirements and also has a degree of light transmission, preferably more than 50% and in particular more than 60%, for example more than 70%.

Mit „transparenter Außenscheibe“ und „transparenter Innenscheibe“ ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass die Durchsicht durch die Innenscheibe und die Außenscheibe möglich ist. Bevorzugt beträgt der Lichttransmissionsgrad der transparenten Außenscheibe und der transparenten Innenscheibe mindestens 55 %, besonders bevorzugt mindestens 60 % und insbesondere mindestens 70 %. Dies gilt auch für die transparente Heizschicht.In the context of the invention, “transparent outer pane” and “transparent inner pane” mean that it is possible to see through the inner pane and the outer pane. The degree of light transmission of the transparent outer pane and the transparent inner pane is preferably at least 55%, particularly preferably at least 60% and in particular at least 70%. This also applies to the transparent heating layer.

Die thermoplastische Zwischenschicht umfasst zumindest eine Lage eines thermoplastischen Verbindungsmaterial, welche bevorzugt Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon enthält, besonders bevorzugt PVB. Die Zwischenschicht ist typischerweise aus zumindest einer thermoplastischen Folie ausgebildet. Die Dicke der Folie beträgt bevorzugt von 0,3 mm bis 2 mm, wobei besonders die Standarddicken von 0,36 mm und 0,76 mm gebräuchlich sind. Die Zwischenschicht kann auch mehrere Lagen thermoplastischen Materials umfassen und beispielsweise aus mehreren flächig übereinander angeordneten Polymerfolien ausgebildet sein.The thermoplastic intermediate layer comprises at least one layer of a thermoplastic connecting material, which preferably contains ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl butyral (PVB) or polyurethane (PU) or mixtures or copolymers or derivatives thereof, particularly preferably PVB. The intermediate layer is typically formed from at least one thermoplastic film. The thickness of the film is preferably from 0.3 mm to 2 mm, the standard thicknesses of 0.36 mm and 0.76 mm being particularly common. The intermediate layer can also comprise a number of layers of thermoplastic material and be formed, for example, from a number of polymer films arranged flat on top of one another.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist die Heizeinrichtung eine transparente Heizschicht enthaltend oder auf Basis von Cäsium-Wolfram-Oxid (CWO), nicht-stöchiometrischem Wolframoxid WOx oder einem transparenten Material enthaltend Nanopartikel mit einer Oberflächenplasmonresonanz im Wellenlängenbereich > 0,8 µm, bevorzugt, > 0,9 µm, besonders bevorzugt > 1,0 µm. Schichten aus Cäsium-Wolfram-Oxid haben beispielsweise eine hohe Transmission für sichtbares Licht und eine hohe Absorption im nahen Infrarot Wellenlängenbereich. Die Absorption liegt bei Wellenlängen von > 1 µm bei >85 %.In a preferred embodiment of the laminated pane according to the invention, the heating device is a transparent heating layer containing or based on cesium tungsten oxide (CWO), non-stoichiometric tungsten oxide WOx or a transparent material containing nanoparticles with a surface plasmon resonance in the wavelength range >0.8 μm, preferably ,> 0.9 μm, particularly preferably> 1.0 μm. Coatings made of cesium tungsten oxide, for example, have high transmission for visible light and high absorption in the near-infrared wavelength range. At wavelengths of > 1 µm, the absorption is >85%.

Ist eine Schicht auf Basis eines Materials ausgebildet, so besteht die Schicht mehrheitlich aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material, beispielsweise zu mehr als 90 Gew.-%, bevorzugt zu mehr als 95 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mehr als 98 Gew.-%, neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen.If a layer is based on a material, then the layer consists mainly of this material, in particular essentially of this material, for example more than 90% by weight, preferably more than 95% by weight, particularly preferably more than 98% by weight, in addition to any impurities or doping.

Die transparente Heizschicht kann in mindestens in einem Teilbereich auf der außenseitigen Oberfläche (I) und/oder der innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe, und/oder auf der außenseitigen Oberfläche (III) oder der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe und/oder in oder auf der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet sein.The transparent heating layer can be in at least a partial area on the outside surface (I) and/or the inside surface (II) of the outer pane, and/or on the outside surface (III) or the inside surface (IV) of the inner pane and/or be arranged in or on the thermoplastic intermediate layer.

Die transparente Heizschicht kann in einer weiteren Ausführungsform auch als Beschichtung auf einer transparenten Trägerfolie angeordnet sein. Die Trägerfolie kann beispielsweise aus Polyethylentherephthalat sein. Handelt es sich um eine beschichtete, transparente Folie können zur Herstellung beispielsweise die Beschichtungsverfahren CVD oder PVD angewendet werden.In a further embodiment, the transparent heating layer can also be arranged as a coating on a transparent carrier film. The carrier film can be made of polyethylene terephthalate, for example. If it is a coated, transparent film, the CVD or PVD coating processes, for example, can be used for production.

Die Heizschicht kann, insbesondere wenn diese auf einer zur Umgebung gerichteten äußeren Oberfläche der Verbundscheibe angeordnet ist, in einer Ausführungsform zusätzlich mit einer Schutzschicht versehen werden, die insbesondere die Kratzfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und damit die Haltbarkeit verbessert. Auch die Verbesserung der Kratzfestigkeit der Glasoberfläche ist wünschenswert, so dass die Schutzschicht auch einschließlich der gesamten zur Umgebung exponierten, nach außen gerichteten, Oberfläche der Außenscheibe oder auf der zum Innenraum gerichteten Oberfläche der Innenscheibe (die in diesem Fall nicht von der Heizschicht bedeckt ist) aufgebracht werden kann. Ein Beispiel für eine geeignete Schutzschicht sind DLC-Schichten. Solche, diamantähnliche Kohlenstoff (DLC)-Dünnschichten eignen sich grundsätzlich gut zum Schutz und beispielsweise zur Verbesserung der Kratzfestigkeit einer Oberfläche, da sie einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine ausreichend hohe Härte aufweisen. Es sind aber auch andere Schutzschichten möglich.In one embodiment, the heating layer can be additionally provided with a protective layer, particularly if it is arranged on an outer surface of the laminated pane facing the surroundings, which in particular improves scratch resistance, corrosion resistance and thus durability. It is also desirable to improve the scratch resistance of the glass surface, so that the protective layer can also be used including the entire surface of the outer pane exposed to the environment, or on the surface of the inner pane facing the interior (which in this case is not covered by the heating layer). can be applied. An example of a suitable protective layer is DLC layers. In principle, such diamond-like carbon (DLC) thin layers are well suited for protecting and, for example, improving the scratch resistance of a surface, since they have a low coefficient of friction and a sufficiently high degree of hardness. However, other protective layers are also possible.

Methoden zur Herstellung von DLC-Beschichtungen sind bekannt. Beispielsweise beschreibt WO 2004/071981 A1 ein Verfahren zum Abscheiden von DLC-Schichten mittels lonenstrahltechnik. WO 2016/171627 A1 betrifft das Beschichten eines Substrats, wobei die Beschichtung eine Kohlenstoffschicht wie DLC umfasst, die mittels einer physikalischen Dampfabscheidung, z.B. mittels Hochleistungsimpuls-Magnetronsputtern, aufgebracht werden kann. Weitere Verfahren und Vorrichtungen für die DLC-Beschichtung werden z.B. in CN 20383434012 und JP 2011 - 068940 erwähnt. Die WO 2019/020481 A1 beschreibt ein Verfahren zur Abscheidung von DLC-Schichten durch ein PECVD-Magnetronverfahren.Methods for producing DLC coatings are known. For example describes WO 2004/071981 A1 a method for depositing DLC layers using ion beam technology. WO 2016/171627 A1 relates to the coating of a substrate, the coating comprising a carbon layer, such as DLC, which can be applied by physical vapor deposition, eg by high power pulsed magnetron sputtering. Further methods and devices for DLC coating are described, for example, in CN20383434012 and JP 2011 - 068940 mentioned. The WO 2019/020481 A1 describes a method for depositing DLC layers by a PECVD magnetron method.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist beispielsweise eine Seitenscheibe, eine Windschutzscheibe, eine Heckscheibe oder eine Dachscheibe eines Fahrzeugs.The composite pane according to the invention is, for example, a side window, a windshield, a rear window or a roof window of a vehicle.

Die Erfindung umfasst weiterhin eine Heizanordnung für ein Fahrzeug umfassend eine beheizbare Verbundscheibe, wie sie vorstehend in verschiedenen Ausgestaltungen beschrieben ist, wobei mindestens eine Strahlenquelle für IR-Strahlung im nahen IR-Wellenlängenbereich > 0,8 µm, bevorzugt, > 0,9 µm, besonders bevorzugt > 1,0 µm, in oder am Fahrzeug, also im Fahrzeuginnenraum, beispielsweise auf dem Armaturenbrett hinter dem Lenkrad, oder außen, beispielsweise am Rahmen des Seitenspiegels, angeordnet ist und diese IR-Strahlenquelle auf mindestens eine Heizeinrichtung gerichtet ist. Die IR-Strahlenquelle kann beispielsweise eine LED sein.The invention also includes a heating arrangement for a vehicle comprising a heatable composite pane, as described above in various configurations, with at least one radiation source for IR radiation in the near IR wavelength range >0.8 μm, preferably >0.9 μm, particularly preferably> 1.0 microns, is arranged in or on the vehicle, i.e. in the vehicle interior, for example on the dashboard behind the steering wheel, or outside, for example on the frame of the side mirror, and this IR radiation source is directed at at least one heating device. The IR radiation source can be an LED, for example.

Die mindestens eine Strahlenquelle emittiert bevorzugt Strahlung im NIR-A- oder NIR-B Bereich (780 nm bis 3000 nm). Dabei ist es nicht nötig, dass die Emissionsbande der Strahlenquelle die genannten Bereiche komplett abdecken muss. Die Emissionsbande sollte aber (zumindest teilweise) innerhalb dieser Bereiche liegen. Der Wellenlängenbereich der Strahlenquelle ist dabei zweckmäßigerweise auf das für die Heizeinrichtung verwendete PTM also den Wellenlängenbereich des photothermischen Materials für die möglichst maximale IR-Absorption optimiert abgestimmt.The at least one radiation source preferably emits radiation in the NIR-A or NIR-B range (780 nm to 3000 nm). It is not necessary for the emission band of the radiation source to completely cover the areas mentioned. However, the emission band should (at least partially) lie within these ranges. The wavelength range of the radiation source is expediently matched to the PTM used for the heating device, ie the wavelength range of the photothermal material for the maximum possible IR absorption.

Die IR-Strahlenquelle kann insbesondere eine Strahlungsquelle nach Art einer LED sein, die analog auch als „IR-emittierende Diode“ bezeichnet werden kann. Weitere Strahlungsquellen sind beispielsweise Laserdioden, die den Vorteil haben besonders leistungsstark und effizient zu sein. Die IR-Strahlenquellen können beispielsweise bandförmig oder spotförmig ausgebildet sein. Andere geometrische Formen sind möglich. Mehrere einzelne Strahlungsquellen können auch nebeneinander beabstandet, oder bandförmig (dicht aneinander) ausgebildet, angeordnet werden. Werden mehrere spotförmige LED nebeneinander angeordnet kann also mit anderen Worten eine mehrteilige, bandförmige Strahlungsquelle ausgebildet werden. Dies ermöglicht es, flexibel die Anzahl und Intensität der Strahlungsquellen an die für die Beheizung der jeweiligen Verbundscheibe benötigten Anforderungen, beispielsweise hinsichtlich der räumlichgeometrischen Gegebenheiten und den benötigten energetischen Bedarf für eine effiziente Heizwirkung, anzupassen.The IR radiation source can in particular be a radiation source in the manner of an LED, which can also be referred to analogously as an “IR-emitting diode”. Other sources of radiation are, for example, laser diodes, which have the advantage of being particularly powerful and efficient. The IR radiation sources can be in the form of strips or spots, for example. Other geometric shapes are possible. A plurality of individual radiation sources can also be arranged at a distance from one another or in the form of a strip (close to one another). In other words, if several spot-shaped LEDs are arranged next to one another, a multi-part, strip-shaped radiation source can be formed. This makes it possible to flexibly adapt the number and intensity of the radiation sources to the requirements required for heating the respective laminated pane, for example with regard to the spatial geometric conditions and the required energy requirement for an efficient heating effect.

Die IR-Strahlenquelle ist in einer bevorzugten Ausgestaltung mit mindestens einem Steuergerät und/oder einer Bordelektronik verbunden. Vorteilhafterweise muss nicht die Heizeinrichtung selbst, also die Heizschicht der erfindungsgemäßen Verbundscheibe für die Heizfunktion mit Anschlüssen und Leitungen, beispielsweise einer Stromversorgung oder Busbars, versehen werden.In a preferred embodiment, the IR radiation source is connected to at least one control device and/or on-board electronics. Advantageously, the heating device itself, ie the heating layer of the laminated pane according to the invention, does not have to be provided with connections and lines, for example a power supply or busbars, for the heating function.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung sind zwei oder mehr IR-Strahlenquellen in oder am Fahrzeug angeordnet, die einer, zwei oder mehr Heizeinrichtungen zugeordnet sind und diese unabhängig voneinander geschaltet und betrieben werden können.In another preferred embodiment, two or more IR radiation sources are arranged in or on the vehicle, which are assigned to one, two or more heating devices and these can be switched and operated independently of one another.

In einer anderen Ausgestaltung weist die beheizbare Verbundscheibe lediglich die Außenscheibe mit der außenseitigen Oberfläche (I) und der innenraumseitigen Oberfläche (II) und die Heizeinrichtung auf, wobei die Heizeinrichtung die transparente Heizschicht aus photothermischem Material (PTM) ist, welches eine Absorption von größer 70%, bevorzugt größer 85 % im IR-Wellenlängenbereich > 0,8 µm, bevorzugt, > 0,9 µm, besonders bevorzugt > 1,0 µm aufweist und die Heizschicht zusätzlich mit einer Schutzschicht versehen ist, die insbesondere die Kratzfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und damit die Haltbarkeit verbessert.In another embodiment, the heatable laminated pane has only the outer pane with the outside surface (I) and the inside surface (II) and the heating device, wherein the heating device is the transparent heating layer made of photothermal material (PTM), which has an absorption of more than 70%, preferably more than 85% in the IR wavelength range >0.8 μm, preferably >0.9 μm, particularly preferably >1.0 µm and the heating layer is additionally provided with a protective layer, which in particular improves scratch resistance, corrosion resistance and thus durability.

Erfindungsgemäß umfasst ist auch ein Fahrzeug enthaltend mindestens eine beheizbare Verbundscheibe und/oder eine Heizanordnung, jeweils wie vorstehend in verschiedenen Ausgestaltungen beschrieben.According to the invention, a vehicle containing at least one heatable composite pane and/or a heating arrangement, each as described above in various configurations, is also included.

Die Herstellung der Verbundscheibe kann mittels an sich bekannten Verfahrensschritten erfolgen.The composite pane can be produced by means of process steps that are known per se.

Das Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe oder Heizanordnung umfasst zumindest die Schritte:

  1. (a) Bereitstellen einer Außenscheibe, einer Innenscheibe und einer thermoplastischen Zwischenschicht,
  2. (b) Aufbringen oder Anordnen mindestens einer Heizschicht aus photothermischem Material in oder auf zumindest einen Teilbereich der außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe, und/oder der außenseitigen Oberfläche (III) und/oder innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2), und /oder der Zwischenschicht, wobei die Heizschciht aus photothermischem Material ausgebildet ist, welches eine Absorption von größer 70%, bevorzugt größer 85 % im IR-Wellenlängenbereich > 0,8 µm, bevorzugt, > 0,9 µm, besonders bevorzugt > 1,0 µm aufweist,
  3. (c) Zusammenlegen der Innenscheibe, der thermoplastischen Zwischenschicht und der Außenscheibe in dieser Reihenfolge zu einem Schichtstapel,
  4. (d) Laminieren des Schichtstapels zu einer Verbundscheibe,
  5. (e) Optionales Aufbringen einer Schutzschicht mindestens auf die Heizschicht
  6. (f) Bereitstellen und Ausrichten einer IR-Strahlenquelle auf die Verbundscheibe, so dass die IR-Strahlung auf die Heizschicht trifft.
The method for producing a composite pane or heating arrangement according to the invention comprises at least the following steps:
  1. (a) providing an outer pane, an inner pane and a thermoplastic intermediate layer,
  2. (b) Application or arrangement of at least one heating layer made of photothermal material in or on at least a partial area of the outside surface (I) and an inside surface (II) of the outer pane, and/or the outside surface (III) and/or inside surface (IV ) of the inner pane (2) and/or the intermediate layer, the heating layer being formed from photothermal material which has an absorption of greater than 70%, preferably greater than 85%, in the IR wavelength range >0.8 μm, preferably >0.9 µm, particularly preferably >1.0 µm,
  3. (c) merging the inner pane, the thermoplastic intermediate layer and the outer pane in this order to form a stack of layers,
  4. (d) laminating the stack of layers to form a composite pane,
  5. (e) Optional application of a protective layer at least to the heating layer
  6. (f) Providing and aligning an IR radiation source onto the laminated pane so that the IR radiation impinges on the heating layer.

Schritt b) des Verfahrens erfolgt wahlweise vor, während oder nach den Schritten a) bis d). Die Heizschicht kann beispielsweise auch als Beschichtung auf einer Trägerfolie, beispielsweise aus PET zwischen zwei PVB-Folien zur Ausbildung der Zwischenschicht in den Schichtstapel eingebracht werden.Step b) of the process takes place either before, during or after steps a) to d). The heating layer can, for example, also be introduced as a coating on a carrier film, for example made of PET, between two PVB films to form the intermediate layer in the layer stack.

Die Laminierung des Schichtstapels erfolgt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck, wobei die einzelnen Schichten durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden (laminiert) werden. Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden. Es können beispielsweise sogenannte Autoklav-Verfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 130 °C bis 145 °C. Die Außenscheibe, die Innenscheibe und die thermoplastische Zwischenschicht können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Verbundscheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die Außenscheibe und die Innenscheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden können.The layer stack is laminated under the action of heat, vacuum and/or pressure, with the individual layers being connected (laminated) to one another by at least one thermoplastic intermediate layer. Methods known per se can be used to produce a laminated pane. For example, so-called autoclave processes can be carried out at an increased pressure of about 10 bar to 15 bar and temperatures of 130° C. to 145° C. for about 2 hours. Known vacuum bag or vacuum ring methods work, for example, at about 200 mbar and 130°C to 145°C. The outer pane, the inner pane and the thermoplastic intermediate layer can also be pressed in a calender between at least one pair of rollers to form a composite pane. Plants of this type are known for the production of laminated panes and normally have at least one heating tunnel in front of a pressing plant. The temperature during the pressing process is, for example, from 40°C to 150°C. Combinations of calender and autoclave processes have proven particularly useful in practice. Alternatively, vacuum laminators can be used. These consist of one or more chambers that can be heated and evacuated, in which the outer pane and the inner pane can be laminated within, for example, about 60 minutes at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80°C to 170°C.

Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, es sei denn sie sind explizit nur als Alternativen zueinander möglich und beschrieben.The various configurations of the invention can be implemented individually or in any combination. In particular, the features mentioned above and to be explained below can be used not only in the specified combinations, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention, unless they are explicitly only possible and described as alternatives to one another.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, schematischer und nicht maßstabsgetreuer Darstellung:

  • 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verbundscheibe in einer Ausgestaltung als Seitenscheibe, eingebaut in ein Fahrzeug (nur ausschnittsweise dargestellt) in seitlicher Ansicht;
  • 2 eine Draufsicht auf die Verbundscheibe aus 1 in einer Draufsicht auf das Fahrzeug (nur ausschnittsweise dargestellt);
  • 3 einen Querschnitt einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit Heizschicht aus photothermischem Material in der Zwischenschicht;
  • 4 einen Querschnitt einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit Heizschicht aus photothermischem Material auf einer Trägerfolie in der Zwischenschicht;
  • 5 einen Querschnitt einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit Heizschicht aus photothermischem Material auf der Außenscheibe;
  • 6 einen Querschnitt einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit Heizschicht aus photothermischem Material auf der Innenscheibe;
  • 7 einen Querschnitt einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit Heizschicht aus photothermischem Material auf der Außenscheibe mit einer Schutzschicht;
  • 8a Transmissionsspektrum einer Cäsium-Wolfram-Oxid-Schicht;
  • 8b Reflexionsspektrum einer Cäsium-Wolfram-Oxid-Schicht
The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments, reference being made to the attached figures. They show in a simplified, schematic representation that is not true to scale:
  • 1 a plan view of a composite pane according to the invention in a configuration as a side window, installed in a vehicle (only partially shown) in a side view;
  • 2 a plan view of the laminated pane 1 in a plan view of the vehicle (shown only partially);
  • 3 a cross section of an embodiment of the laminated pane according to the invention with a heating layer made of photothermal material in the intermediate layer;
  • 4 a cross section of another embodiment of the composite pane according to the invention with a heating layer made of photothermal material on a carrier film in the intermediate layer;
  • 5 a cross section of an embodiment of the laminated pane according to the invention with a heating layer made of photothermal material on the outer pane;
  • 6 a cross section of an embodiment of the laminated pane according to the invention with a heating layer made of photothermal material on the inner pane;
  • 7 a cross section of an embodiment of the laminated pane according to the invention with a heating layer made of photothermal material on the outer pane with a protective layer;
  • 8a Transmission spectrum of a cesium tungsten oxide layer;
  • 8b Reflectance spectrum of a cesium tungsten oxide layer

1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verbundscheibe 100 in einer Ausgestaltung als Seitenscheibe, eingebaut in ein Fahrzeug, welches aber nur ausschnittsweise dargestellt ist, in seitlicher Ansicht. Die Seitenscheibe ist in eine Fahrzeugtür eingebaut und weist eine Oberkante, eine Unterkante und Seitenkanten S1 und S2 auf. Die Begriffe „Oberkante“ und „Unterkante“ beziehen sich auf die Einbaulage. Die erfindungsgemäße Seitenscheibe weist in einem Teilbereich H (Heizschichtbereich) eine transparente Heizschicht 4 aus photothermischem Material auf, welches eine hohe Absorption im nahen Infrarotspektrum besitzt. Eine oder mehrere Strahlenquellen für Infrarotstrahlung (nicht gezeigt) sind in oder am Außenspiegel 5 angeordnet. Die gezeigten Pfeile zeigen schematisch die IR-Strahlen, die auf die Heizschicht 4 gerichtet sind und so vorteilhafterweise lokal, genau im gewünschten Bereich, eine effiziente, energiesparende Heizwirkung, und damit beispielsweise Enteisung oder die Entfernung von kondensierter Feuchtigkeit bewirken. Erfindungsgemäß ist alternativ auch eine vollflächige Ausbildung der Verbundscheibe 100 mit einer Heizschicht 4 möglich. Dies hat den Vorteil, dass die Heizschicht 4 mit der hohen Absorption im Infrarot-Wellenlängenbereich zusätzlich zu der Heizmöglichkeit auch eine Sonnen- bzw. Wärmeschutzfunktion übernehmen und so eine üblicherweise dafür vorgesehene IR-Strahlen reflektierende Beschichtung der Verbundscheibe 100 ersetzen kann. 1 shows a schematic plan view of a composite pane 100 according to the invention in a configuration as a side window, installed in a vehicle, which is only partially shown, in a side view. The side window is installed in a vehicle door and has a top edge, a bottom edge and side edges S1 and S2. The terms "upper edge" and "lower edge" refer to the installation position. In a partial area H (heating layer area), the side window according to the invention has a transparent heating layer 4 made of photothermal material, which has a high absorption in the near infrared spectrum. One or more radiation sources for infrared radiation (not shown) are arranged in or on the exterior mirror 5 . The arrows shown schematically show the IR rays, which are directed onto the heating layer 4 and thus advantageously bring about an efficient, energy-saving heating effect locally, precisely in the desired area, and thus, for example, de-icing or the removal of condensed moisture. According to the invention, a full-area formation of the laminated pane 100 with a heating layer 4 is alternatively possible. This has the advantage that the heating layer 4 with the high absorption in the infrared wavelength range also assumes a sun or heat protection function in addition to the heating option and can thus replace a coating of the laminated pane 100 that reflects IR rays that is usually provided for this purpose.

2 zeigt eine Draufsicht auf die Verbundscheibe 100 aus 1 in einer Draufsicht auf das Fahrzeug (nur ausschnittsweise dargestellt) von oben. 2 FIG. 12 shows a plan view of the laminated pane 100 from FIG 1 in a plan view of the vehicle (only partially shown) from above.

3 zeigt einen Querschnitt einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 mit einer Heizschicht 4 aus photothermischem Material in der Zwischenschicht 3. Die Verbundscheibe 100 weist eine Außenscheibe 1 mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II), und eine Innenscheibe 2 mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV) auf, die über die thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind und die in dieser Ausführungform die transparente Heizschicht 4 aus photothermischem Material (PTM) umfasst. Das PTM weist eine Absorption von größer 70%, bevorzugt größer 85 % im nahen IR-Wellenlängenbereich > 0,8 µm, bevorzugt, > 0,9 µm, besonders bevorzugt > 1,0 µm auf. Die Heizschicht 4 ist in dieser Ausgestaltung sandwichartig in der Zwischenschicht 3 angeordnet. Die Heizschicht 4 ist vorteilhafterweise somit vor Umwelteinflüssen geschützt. 3 shows a cross section of an embodiment of the composite pane 100 according to the invention with a heating layer 4 made of photothermal material in the intermediate layer 3. The composite pane 100 has an outer pane 1 with an outside surface (I) and an inside surface (II), and an inner pane 2 with an outside Surface (III) and an interior-side surface (IV), which are connected to one another via the thermoplastic intermediate layer 3 and which, in this embodiment, comprises the transparent heating layer 4 made of photothermal material (PTM). The PTM has an absorption of more than 70%, preferably more than 85% in the near IR wavelength range >0.8 μm, preferably >0.9 μm, particularly preferably >1.0 μm. In this configuration, the heating layer 4 is arranged in a sandwich-like manner in the intermediate layer 3 . The heating layer 4 is thus advantageously protected from environmental influences.

4 zeigt einen Querschnitt einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 mit Heizschicht 4 aus photothermischem Material in der Zwischenschicht, wobei in dieser Ausgestaltung die Heizschicht 4 auf einer Trägerfolie 6, beispielsweise aus PET (Polyethylentherephthalat) aufgebracht ist. Dies kann beispielsweise in der Fertigung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 vorteilhaft sein, wenn die Heizschicht 4 nur in einem Teilbereich der Scheibenfläche angeordnet werden soll. Für eine teilweise Beschichtung auf einer Scheibenoberfläche müsste eine Maskierung vorgenommen werden, was gegebenenfalls aufwendiger wäre als eine entsprechend mit der Heizschicht 4 beschichtete Trägerfolie 6, beispielsweise für die nachfolgende Lamination zur Verbundscheibe 100 entsprechend einzubringen und anzuordnen. 4 shows a cross section of another embodiment of the laminated pane 100 according to the invention with a heating layer 4 made of photothermal material in the intermediate layer, the heating layer 4 being applied to a carrier film 6, for example made of PET (polyethylene terephthalate), in this embodiment. This can be advantageous, for example, in the manufacture of a laminated pane 100 according to the invention if the heating layer 4 is only to be arranged in a partial area of the pane surface. For a partial coating on a pane surface, masking would have to be carried out, which would possibly be more complex than inserting and arranging a carrier film 6 correspondingly coated with the heating layer 4, for example for the subsequent lamination to form the composite pane 100.

5 zeigt einen Querschnitt einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 mit Heizschicht 4 aus photothermischem Material auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 und 6 zeigt einen Querschnitt mit einer Heizschicht 4 aus photothermischem Material auf der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2. Beide Ausführungsformen haben den Vorteil, dass die Heizschicht 4 jeweils vor Umwelteinflüssen geschützt ist. 5 shows a cross section of an embodiment of the laminated pane 100 according to the invention with a heating layer 4 made of photothermal material on the interior-side surface II of the outer pane 1 and 6 1 shows a cross section with a heating layer 4 made of photothermal material on the outside surface III of the inner pane 2. Both embodiments have the advantage that the heating layer 4 is protected from environmental influences.

7 zeigt einen Querschnitt einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 mit einer Heizschicht 4 aus photothermischem Material auf der Außenscheibe 1, genauer gesagt als Beschichtung auf der außenseitigen Oberfläche I der Außenscheibe 1. Die Heizschicht 4 ist in dieser Ausführungsform mit einer flächig darauf aufgebrachten Schutzschicht 7 vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Verschmutzung und Verkratzen geschützt. Die Schutzschicht 7 bildet somit mindestens im Bereich der Heizschicht 4 die zur äußeren Umgebung gerichtete und zur umgebenden Atmosphäre exponierte Oberfläche der Verbundscheibe 100. Die mit der Schutzschicht 7 bedeckte Fläche, insbesondere die Heizschicht 4, wird hierdurch vorteilhaft vor äußeren Einflüssen, geschützt. Der erfindungsgemäße Schutzfilm 7, beispielsweise eine diamantähnliche DLC-Schicht, ist vorteilhafterweise widerstandsfähig und kratzfest. Ist die Heizschicht 4 nur teilweise auf die Fläche der Verbundscheibe 100 aufgebracht kann in einer hier nicht dargestellten Ausführungsform auch die weitere, nicht durch die Heizschicht 4 belegte, Fläche mit einer Schutzschicht 7 versehen werden. Dies hat den Vorteil, dass die damit verbundenen schützenden Eigenschaften ebenfalls ganzflächig bereitgestellt werden können. Dies ist in weiteren nicht dargestellten Ausführungsformen alternativ oder zusätzlich auch in analogen Ausgestaltungen auch für die dem Innenraum zugewandte Oberfläche IV der Verbundscheibe 100 möglich. 7 shows a cross section of an embodiment of the laminated pane 100 according to the invention with a heating layer 4 made of photothermal material on the outer pane 1, more precisely as a coating on the outside surface I of the outer pane 1. In this embodiment, the heating layer 4 with a protective layer 7 applied flatly to it is in front of the outer Influences, especially protected against dirt and scratches. The protective layer 7 thus forms, at least in the region of the heating layer 4, the surface of the laminated pane 100 which faces the outside environment and is exposed to the surrounding atmosphere. The area covered with the protective layer 7, in particular the heating layer 4, is thereby advantageously protected from external influences. The protective film 7 according to the invention, for example a diamond-like DLC layer, is advantageously tough and scratch-resistant. If the heating layer 4 is only partially applied to the surface of the laminated pane 100, the other surface not covered by the heating layer 4 can also be provided with a protective layer 7 in an embodiment not shown here. This has the advantage that the associated protective properties can also be provided over the entire surface. In further embodiments that are not shown, this is alternatively or additionally also possible in analog configurations for the surface IV of the laminated pane 100 that faces the interior.

Bei allen gezeigten oder beschriebenen Ausgestaltungen ist es prinzipiell möglich die IR-Strahlenquelle von der Außenseite oder der Innenseite auf die Heizschicht 4 zu richten, also im Falle eines Fahrzeugs die IR-Strahlenquelle außen am Fahrzeug, beispielsweise am Außenspiegel, oder im Fahrzeuginnenraum, beispielsweise im oder am Armaturenbrett anzuordnen.In all the configurations shown or described, it is in principle possible to direct the IR radiation source from the outside or the inside onto the heating layer 4, i.e. in the case of a vehicle the IR radiation source on the outside of the vehicle, for example on the exterior mirror, or in the vehicle interior, for example in the or to be placed on the dashboard.

8a zeigt ein Transmissionsspektrum (T %) und die 8b das entsprechende Reflexionsspektrum (R %) einer Cäsium-Wolfram-Oxid-basierten Beschichtung. Der Bereich A zeigt einen besonders bevorzugten Wellenlängenbereich für die gewünschte hohe Absorption bei ca. 1000 nm. Der Absorptionsanteil ergibt sich aus der folgenden Formel: Absorption = 100 % − ( Transmission % + Reflexion % )

Figure DE202023103844U1_0001
8a shows a transmission spectrum (T%) and the 8b the corresponding reflectance spectrum (R %) of a cesium tungsten oxide based coating. The area A shows a particularly preferred wavelength range for the desired high absorption at approx. 1000 nm. The absorption fraction results from the following formula: absorption = 100 % − ( transmission % + reflection % )
Figure DE202023103844U1_0001

Aus den Spektren lässt sich für die Cäsium-Wolfram-Oxid-basierte Beschichtung bei einer Wellenlänge von 1 µm (1000nm) gemäß dieser Formel Absorption ( bei  1 μ m ) = 100 % − ( ~ 10 % ( T %  bei  1 μ m ) + ~ 5 % ( R %  bei  1 μ m ) = ~ 85 %

Figure DE202023103844U1_0002
From the spectra, the cesium-tungsten-oxide-based coating at a wavelength of 1 µm (1000nm) can be calculated according to this formula absorption ( at 1 µ m ) = 100 % − ( ~ 10 % ( T % at 1 µ m ) + ~ 5 % ( R % at 1 µ m ) = ~ 85 %
Figure DE202023103844U1_0002

Eine Absorption von ca. 85 % ablesen (berechnen), die genau im gewünschten Bereich für eine Heizschicht 4 liegt. Darüber hinaus weist die Schicht die gewünschte hohe Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich auf. Vorteilhafterweise können die Heizschichten 4 in der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 funktionell die mögliche Heizwirkung und eine Wärmeschutzfunktion in sich vereinen. Auf voll- oder großflächig eingebrachte, elektrisch beheizbare Schichten, wie zum Beispiel Silberschichten kann verzichtet werden. Dies führt zu einer vereinfachten, kostengünstigeren Herstellung der Verbundscheibe 100. Die Durchlässigkeit von Hochfrequenzstrahlung, beispielsweise für den Empfang von Mobilfunksignalen, die Kommunikation mit Cloudservern („Internet of Things“) und ähnliches wird durch die erfindungsgemäß eingebrachte Heizschicht 4 nicht beeinträchtigt, so dass hier weitere Vorteile erwachsen.Read off (calculate) an absorption of approx. 85%, which is exactly in the desired range for a heating layer 4. In addition, the layer has the desired high transmission in the visible wavelength range. Advantageously, the heating layers 4 in the laminated pane 100 according to the invention can functionally combine the possible heating effect and a heat protection function. Electrically heatable layers, such as silver layers, that are introduced over the entire surface or over a large area can be dispensed with. This leads to a simplified, more cost-effective production of the composite pane 100. The permeability of high-frequency radiation, for example for the reception of mobile phone signals, communication with cloud servers ("Internet of Things") and the like is not impaired by the heating layer 4 introduced according to the invention, so that here further advantages accrue.

BezugszeichenlisteReference List

100100
Verbundscheibecomposite pane
11
Außenscheibeouter pane
22
Innenscheibeinner pane
33
thermoplastische Zwischenschichtthermoplastic intermediate layer
44
Heizschicht (Heizeinrichtung)heating layer
55
Außenspiegel (Auto)outside mirror (car)
66
Trägerfoliecarrier film
77
Schutzschichtprotective layer
II
außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 1Outside surface of the outer pane 1
IIII
innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe 1interior surface of the outer pane 1
IIIIII
außenseitige Oberfläche der Innenscheibe 2outside surface of the inner pane 2
IVIV
innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2interior surface of the inner pane 2
S1S1
Seitenkanteside edge
S2S2
Seitenkanteside edge
OO
Oberkante (Einbaulage)top edge (mounting position)
Uu
Unterkante (Einbaulage)lower edge (mounting position)
AA
BereichArea
HH
Heizschichtbereichheating layer area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Claims (10)

Beheizbare Verbundscheibe (100), umfassend eine Außenscheibe (1) mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II), und eine Innenscheibe (2) mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind und mindestens eine Heizeinrichtung, wobei die Heizeinrichtung eine transparente Heizschicht (4) aus photothermischem Material ist, welches eine Absorption von größer 70%, bevorzugt größer 85 % im IR-Wellenlängenbereich > 0,8 µm, bevorzugt, > 0,9 µm, besonders bevorzugt > 1,0 µm aufweist.Heated laminated pane (100), comprising an outer pane (1) with an outside surface (I) and an inside surface (II), and an inner pane (2) with an outside surface (III) and an inside surface (IV), which a thermoplastic intermediate layer (3) are connected to one another and at least one heating device, the heating device being a transparent heating layer (4) made of photothermal material which has an absorption of more than 70%, preferably more than 85% in the IR wavelength range > 0.8 µm, preferably >0.9 μm, particularly preferably >1.0 μm. Beheizbare Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung eine Heizschicht (4), enthaltend oder auf Basis von Cäsium-Wolfram-Oxid (CWO), nicht-stöchiometrischem Wolframoxid WOx oder einem transparenten Material enthaltend Nanopartikel mit einer Oberflächenplasmonresonanz im Wellenlängenbereich > 0,8 µm, bevorzugt, > 0,9 µm, besonders bevorzugt > 1,0 µm, ist.Heatable laminated pane (100) after claim 1 characterized in that the heating device is a heating layer (4) containing or based on cesium tungsten oxide (CWO), non-stoichiometric tungsten oxide WOx or a transparent material containing nanoparticles with a surface plasmon resonance in the wavelength range > 0.8 µm, preferably > 0.9 µm, particularly preferably > 1.0 µm. Beheizbare Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Heizschicht (4) mindestens in einem Teilbereich auf der außenseitigen Oberfläche (I) und/oder der innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe (1), und/oder auf der außenseitigen Oberfläche (III) oder der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) und/oder in oder auf der thermoplastischen Zwischenschicht (3) angeordnet ist.Heatable laminated pane (100) after claim 1 or 2 characterized in that the transparent heating layer (4) at least in a partial area on the outside surface (I) and/or the inside surface (II) of the outer pane (1), and/or on the outside surface (III) or the inside surface (IV) the inner pane (2) and/or is arranged in or on the thermoplastic intermediate layer (3). Beheizbare Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Heizschicht (4) auf einer transparenten Trägerfolie (6) angeordnet ist.Heated laminated pane according to one of Claims 1 until 3 characterized in that the transparent heating layer (4) is arranged on a transparent carrier film (6). Beheizbare Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Heizschicht (4) mindestens in einem Teilbereich auf der außenseitigen Oberfläche (I) der Außenscheibe (1), und/oder auf der der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) angeordnet ist und mindestens auf der Heizschicht (4) eine Schutzschicht (7) angeordnet ist.Heatable laminated pane (100) according to one of Claims 1 until 4 characterized in that the heating layer (4) is arranged at least in a partial area on the outside surface (I) of the outer pane (1) and/or on the inside surface (IV) of the inner pane (2) and at least on the heating layer ( 4) a protective layer (7) is arranged. Beheizbare Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundscheibe (100) eine Seitenscheibe, eine Windschutzscheibe, eine Heckscheibe oder eine Dachscheibe eines Fahrzeugs ist.Heatable laminated pane (100) according to one of Claims 1 until 5 characterized in that the composite window (100) is a side window, a windshield, a rear window or a roof window of a vehicle. Heizanordnung für ein Fahrzeug umfassend eine beheizbare Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Strahlenquelle für IR-Strahlung im Wellenlängenbereich > 1,0 µm in oder am Fahrzeug angeordnet ist und diese Strahlenquelle auf mindestens eine Heizeinrichtung (4) gerichtet ist.Heating arrangement for a vehicle comprising a heatable composite pane (100) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that at least one radiation source for IR radiation in the wavelength range> 1.0 µm is arranged in or on the vehicle and this radiation source is directed at at least one heating device (4). Heizanordnung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlenquelle mit mindestens einem Steuergerät und/oder einer Bordelektronik verbunden ist.heating arrangement according to claim 7 characterized in that the radiation source is connected to at least one control unit and/or on-board electronics. Heizanordnung nach Anspruch 7 oder 8 wobei zwei oder mehr Strahlenquellen in oder am Fahrzeug angeordnet sind, die zwei oder mehr Heizeinrichtungen (4) zugeordnet sind und diese unabhängig voneinander geschaltet und betrieben werden können.heating arrangement according to claim 7 or 8th two or more radiation sources being arranged in or on the vehicle, which are assigned to two or more heating devices (4) and these can be switched and operated independently of one another. Fahrzeug enthaltend eine beheizbare Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder eine Heizanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9.Vehicle containing a heatable laminated pane (100) according to one of Claims 1 until 6 and/or a heating arrangement according to any one of Claims 7 until 9 .
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