WO2022053403A1 - Verbundscheibe für ein holographisches head-up-display - Google Patents

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WO2022053403A1
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hologram
intermediate layer
laminated
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PCT/EP2021/074375
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Andreas GOMER
Raphaela KANNENGIESSER
Adrien CERIPA
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Saint-Gobain Glass France
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    • G02B2027/0109—Head-up displays characterised by optical features comprising holographic elements comprising details concerning the making of holograms

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a composite pane, in particular for a holographic head-up display, a composite pane for such a display, and the use of such a composite pane.
  • Composite glazing is used in many places today, particularly in vehicle construction.
  • vehicle includes, among other things, road vehicles, aircraft, ships, agricultural machines or also work equipment.
  • Composite panes are also used in other areas. These include, for example, building glazing or information displays, e.g. in museums or as advertising displays.
  • Laminated windows are also often used as a head-up display (HUD) to display information.
  • An image is projected onto the laminated glass panes by means of a projection device in order to display information in the viewer's field of vision.
  • the projection device is arranged, for example, on the dashboard so that the projected image is reflected in the direction of the viewer on the closest glass surface of the laminated glass pane inclined towards the viewer (cf. e.g. European Patent EP 0420228 B1 or German Offenlegungsschrift DE 10 2012 211 729 A1).
  • Holograms that are laminated between the panes of a composite pane can be used for head-up displays.
  • the hologram may contain information recorded thereon.
  • the hologram can be activated by means of light emitted by a projector and the information recorded in the hologram can thus be reproduced for the viewer.
  • Head-up displays comprising holographic optical elements are disclosed, for example, in the publications WO 2012/156124 A1 and US 2019/0056596 A1.
  • holograms There are different types of holograms. These include, for example, reflection holograms or holograms that are based on the principle of guiding light waves in the hologram, so-called waveguides or waveguide holograms. waveguide Holograms are described for example in US10394032 B2, LIS2015205138A1 or US10061069B2.
  • a hologram can be created in a photosensitive layer that is laminated between two panes of a laminated pane.
  • the recorded hologram can be damaged, for example, by moisture penetrating the layer.
  • chemicals used for example, during installation in a vehicle or when cleaning the laminated pane, can damage the hologram. Since the laminated pane is fixed with an adhesive, depending on the installation situation, components of the adhesive can diffuse over the edge of the pane into the intermediate layer and impair a hologram located there.
  • DE 68912246T2 discloses a method for producing a laminated pane, in which a hologram is introduced between two panes by means of a carrier, with the carrier having to be removed before the final lamination. This is a comparatively complex process that is difficult to automate.
  • JP 409113840 A describes a pane with a hologram element that is cut back along the edges and embedded in a thermoplastic intermediate layer.
  • prefabricated photosensitive films are used, which have to be fixed in/on the pane.
  • US Pat. No. 5,341,230 A describes a pane with a three-part hologram, a prefabricated layer also being used as the hologram film.
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved method for producing a laminated pane with a hologram and to develop an improved laminated pane which contains an optically flawless hologram with a high resistance to aging.
  • the object of the present invention is solved by a method according to independent claim 1 .
  • Preferred embodiments emerge from the dependent claims.
  • a laminated pane according to the invention and its use emerge from further independent claims.
  • the invention relates to a method for producing a laminated pane with a hologram.
  • step (a) a first pane and a second pane are provided. If necessary, the slices are washed and dried and thus prepared for further processing.
  • a masking stripe is arranged on a surface of the first disc, so that the masking stripe delimits a cutout for a hologram element.
  • the masking strip completely frames the area that is intended for the hologram element and thus specifies the dimensions of the hologram element.
  • a photosensitive layer is then applied as a hologram element at least in the section delimited by the masking strip.
  • the photosensitive layer can be applied over the entire surface of the first pane and can thus also be applied to the masking strip if this is easier in terms of process technology. Alternatively, the photosensitive layer can also be applied exclusively in the cutout for the hologram element.
  • the term surface refers to one of the surfaces of the first disk and not both surfaces of the first disk. This means the surface on the side of the first pane to be coated.
  • step (c) the masking stripe is removed from the surface of the first disc so that a peripheral edge of the photosensitive material hologram element is exposed.
  • a frame area, in which no photosensitive material is arranged, is thus formed circumferentially around the hologram element.
  • the hologram element therefore does not extend to the edge of the pane and is protected in the finished laminated pane from moisture, chemicals or cleaning agents with which the edge of the pane can come into contact.
  • At least one hologram is produced in the hologram element in step (d) by exposing the photosensitive layer.
  • Step (d) is preferably performed before the lamination in step (f) so that the lamination can be done without any precautions regarding the unexposed photosensitive material.
  • step (d) is preferably performed just before or just after removing the masking strip in step (c).
  • step (e) the first pane, a thermoplastic intermediate layer and the second pane are arranged to form a layer stack such that the hologram element is arranged between the first pane and the second pane.
  • the thermoplastic intermediate layer serves to connect the first pane and the second pane and thus extends flat over the entire surface of the first pane or the second pane.
  • the thermoplastic intermediate layer thus has a larger area as the hologram element. If no additional barrier film is arranged to surround the hologram element, the peripheral edge of the hologram element is sealed by the thermoplastic intermediate layer and is thus protected from external influences.
  • step (f) the first pane and the second pane are laminated via the thermoplastic intermediate layer to form a composite pane. This usually takes place in a lamination process under the influence of pressure and temperature.
  • the method thus offers a possibility for the simple production of a laminated pane with a hologram that is protected against the ingress of moisture, chemicals or cleaning substances.
  • the method creates a clean peripheral edge of the hologram element.
  • a reflection hologram or a waveguide hologram that is arranged within a hologram element is referred to as a hologram.
  • the hologram element refers to the holographic medium in which the hologram is contained.
  • the hologram element is obtained by applying a photosensitive material comprising a matrix and photosensitive substances.
  • a hologram can be recorded in this photosensitive material by exposure to a suitable light source.
  • the material of the hologram element is no longer sensitive to light, since the photosensitive material is changed to such an extent during the process that it is no longer possible to record a reflection hologram.
  • the term hologram element refers to both the unexposed photosensitive material hologram element and the final hologram recorded hologram element.
  • the hologram element comprises at least one hologram, but preferably several individual holograms.
  • the first pane and the second pane each have an outside surface, ie, an outer surface, and an inside surface, ie, an inner surface, and a peripheral side edge extending therebetween.
  • the outer surface designates that main surface which is intended to face the external environment in the installed position.
  • inner surface designates that main surface which is intended to face the interior in the installed position.
  • the outer surface of the first pane and the inner surface of the second pane face each other in the laminated pane according to the invention.
  • the inner pane within the meaning of the invention refers to the pane facing the interior (vehicle interior).
  • the outer pane refers to the pane facing the outside environment.
  • the first pane can be the outer pane or the inner pane and the second pane can be the outer pane or the inner pane.
  • the first pane is preferably the inner pane and the second pane is the outer pane. Since the hologram element is applied to the first pane, the perception of the hologram by a vehicle occupant is not disturbed by an intervening thermoplastic intermediate layer.
  • the masking strip is arranged as a continuous border of the cut-out, whereby the masking strip can consist of a continuous frame or a composite frame.
  • the masking strip is preferably applied to the inner surface of the first pane in liquid form, which can be detached again after a hardening process. This simplifies the continuous application even with curved geometries of the hologram element.
  • the masking strip is preferably composed of solid, foil-like pieces (tape) to form a continuous border around the cutout.
  • a self-adhesive adhesive tape is preferably used, which is removed again after the application of the photosensitive material.
  • Adhesive tape is preferably used here, which can be removed again without leaving any residue.
  • Adhesive tape refers to a plastic foil or paper layer that is coated with an adhesive compound on one side.
  • the masking strip limits the cut-out for the hologram element on the first disc. This means that the masking stripe frames the area for the hologram element. The section therefore designates the area on the first pane provided for the hologram element. After the photosensitive material has been applied, the hologram element completely fills the section.
  • the masking strip functions as a delimitation strip as it delimits the area for the hologram element. It also covers or masks the area in which it is arranged and prevents photosensitive material from being applied there as well. In this respect, it also assumes the function of a cover strip.
  • the contour of the cutout is preferably traversed along the masking strip on the side facing the hologram element with a cutting tool such as a knife or laser, so that a clean edge of the hologram element is produced.
  • the surface of the first pane is pretreated at least in the cutout for the hologram element in order to improve the adhesion of the photosensitive material.
  • This can be a particularly thorough cleaning, or pre-treatment with an adhesion promoter or primer, or activation using a plasma. The pre-treatment takes place before the application of the photosensitive material.
  • the photosensitive material is applied in a curtain coating process or a spraying process or a doctor blade process.
  • curtain coating process and the spraying process are particularly preferred, since these processes can easily be automated.
  • the first pane is passed under a curtain of constant flow of photosensitive material, the thickness of the film layer depending on the speed at which the pane is passed under the curtain and the flow rate of the photosensitive material. This process delivers particularly even layers.
  • a spraying process a solution of the photosensitive material is applied to the first disc sprayed or sprayed. This can be used very well industrially and can be easily adapted to different sizes of the hologram element.
  • the photosensitive material preferably comprises photopolymers, silver halides or dichromated gelatin.
  • Photopolymers are advantageous because they can be cured by exposure to light, which is particularly simple in terms of process technology. Suitable photopolymers are known to those skilled in the art, for example from EP1438634B1.
  • Silver halides or dichromates are usually used in a gelatin matrix, which is usually first dried before the hologram can be recorded by exposure.
  • the use of silver halides and dichromates as photosensitive material is known, for example, from DE3909289A1 and DE69020975T2.
  • step (d) the hologram is produced by exposure to a laser. This leads to particularly good holograms and can easily be automated.
  • a blocking film in the form of a peripheral frame is arranged directly adjacent to the peripheral edge of the hologram element.
  • the surrounding frame completely frames the hologram element without interruption.
  • the barrier foil preferably has a thickness which corresponds approximately to the thickness of the hologram element. In this way, air inclusions in the area of the peripheral edge of the hologram element can be avoided during lamination with the thermoplastic intermediate layer. In addition, a local thickness difference between the area with the hologram element and the surrounding area can be at least partially compensated by the blocking film in the subsequent laminated pane.
  • the blocking film does not overlap the hologram element, but rather is only attached in its immediate vicinity adjacent to the peripheral edge of the hologram element, as a result of which this compensation for differences in thickness becomes possible.
  • the barrier film has a cutout whose dimensions correspond to the dimensions of the cutout defined by the masking strip. Step (g) is performed after removing the masking stripe in step (c) to allow the barrier film to be placed there in the form of a frame in the same plane as the hologram element.
  • the hologram element and the blocking film are thus in the same plane of the layer stack and touch each other along their edges, with their contact surface being essentially orthogonal to the pane surfaces of the laminated pane.
  • the barrier film is preferably assembled from individual sections of a barrier film to form a peripheral frame. This single part solution can be adjusted comparatively flexibly to different dimensions of hologram elements.
  • the blocking film is preferably used as a continuous frame-shaped film that has no interruptions within the surrounding frame.
  • continuous means that the corresponding blocking film is uninterrupted all the way around the hologram element, ie has no interruptions.
  • the frame results from the cutout in the area of the hologram element.
  • a particularly good seal can be achieved by means of an uninterrupted, continuous shape.
  • quality problems can arise when using individual sections of blocking foil, each laid along the edges of the hologram element. For example, air inclusions can occur in the overlapping areas of the individual strip-shaped sections of the barrier films.
  • a flat, continuous, frame-shaped design of the blocking film along the peripheral edge of the hologram element is therefore advantageous in terms of product quality.
  • the barrier film is first connected to the thermoplastic intermediate layer to form a pre-composite and then the pre-composite is placed in the stack of layers in step (e) of the method.
  • step (g), arranging a barrier film is performed directly in the formation of the layer stack.
  • the barrier film retains its inherent stability.
  • the blocking film which is adapted in size to the hologram element, represents an unstable frame which, however, must be applied with a precise fit in order to prevent slipping in the layer stack.
  • the barrier film can be brought into any shape by using a pre-laminate. In this way, a rounded or round edge design of the hologram element is also made possible.
  • a continuous frame-shaped barrier film is particularly advantageous in connection with the use of pre-composites made of barrier film and a thermoplastic composite film.
  • the frame-like shape is advantageous with regard to the dimensional stability of the barrier films in the pre-lamination. This simplifies the insertion of the frame-shaped barrier film and thus avoids the occurrence of insertion errors, thereby increasing the product quality.
  • the barrier film can be made from a single film layer or as a two-layer, three-layer or multi-layer film stack made from individual film layers. This can be beneficial if the thickness of an individual film layer is too small compared to the thickness of the hologram element.
  • the peripheral frame consists of an inner frame and an outer frame.
  • the inner frame is arranged directly adjacent to the peripheral edge of the hologram element and the outer frame is arranged directly adjacent to the inner frame.
  • the terms inside and outside refer to the hologram element being centrally located in the plane and the barrier foil frames being adjacently located therearound.
  • the inner frame and the outer frame preferably have different compositions, so that the inner frame is, for example, a good diffusion barrier for substances from the outer frame and/or the thermoplastic intermediate layer.
  • the outer frame has particularly good adhesion properties to the first pane, which improve the stability of the pane and facilitate lamination.
  • both the inner frame and the outer frame are in the form of a polymeric film. These can be introduced into the layer stack simultaneously or sequentially in the process. This is particularly easy to carry out in terms of process technology.
  • step (f) the frame-shaped blocking film is first placed on the first pane with the hologram element, so that the hologram element comes to rest in the section of the blocking film. Subsequently, possible further layers are placed on the hologram element and barrier film and then the thermoplastic intermediate layer and above that the second pane. This layer stack is then connected via lamination.
  • the blocking film in the form of a pre-composite of blocking film and thermoplastic intermediate layer is placed on the hologram element on the first pane with the hologram element in such a way that the blocking film surrounds the peripheral edge of the hologram element. After that will Finally, the second pane is placed and the stack of layers is connected in a lamination process.
  • Adhesion-improving layers and, in particular, adhesion promoters can be present between the individual layers and foils of the layer stack.
  • the barrier film is preferably fixed to the first pane by means of an adhesion promoter in order to prevent it from slipping during the process.
  • the barrier film preferably has no adhesion promoters, adhesion-improving coatings and/or adhesives.
  • the use of a pre-composite means that the production process is less susceptible to errors, which enables a high degree of automation.
  • the pre-composite of the thermoplastic intermediate layer and the barrier film is produced in step (e) before the individual layers of the composite pane are put together.
  • the barrier film is preferably connected to the thermoplastic intermediate layer by heating to form a pre-composite.
  • the barrier film and the thermoplastic intermediate layer, which are to be formed into a precomposite are preferably heated and pressed against one another.
  • the steps of heating and pressing the films together can be carried out one after the other, for example by the barrier film and the thermoplastic intermediate layer running through a heating register together and then being pressed against one another by a pair of rollers.
  • a pair of heated rollers is used, which presses the barrier film and the thermoplastic intermediate layer together and connects them in one step to form a pre-composite.
  • the use of a pair of rollers to connect the foils is particularly advantageous since air pockets between the foil components are reliably removed.
  • the pre-composite produced from a barrier film and a thermoplastic intermediate layer can be wound up on a roll and thus be produced and stored in advance as required.
  • the pre-composite is preferably initially created from a thermoplastic intermediate layer arranged essentially congruently and a barrier film.
  • the barrier film of the pre-composite is then removed in at least one section.
  • the hologram element is placed in this section when the layer stack is assembled in step (e).
  • a cutout in the barrier film By making a cutout in the barrier film, a line is created along the cutout inner edge of the barrier foil.
  • the size of the section is dimensioned in such a way that the blocking film surrounds the hologram element in the form of a pas-partout.
  • the inner edge of the blocking film and the peripheral edge of the hologram element are in direct contact.
  • the blocking film represents a continuous, uninterrupted frame. This is advantageous with regard to reliable sealing of the hologram element.
  • the frame-shaped barrier film When using pre-bonds, the frame-shaped barrier film is particularly easy to position.
  • the blocking film is therefore only present in the edge area of the hologram element, where sealing of the open edges of the hologram element is necessary.
  • the hologram element and blocking film do not show any overlap.
  • Any prints that may be present, for example opaque cover prints (black print in the edge area of the pane) are preferably applied using the screen printing process.
  • the lamination is preferably carried out under the action of heat, vacuum and/or pressure.
  • Methods known per se can be used for lamination, for example autoclave methods, vacuum bag methods, vacuum ring methods, calendering methods, vacuum laminators or combinations thereof.
  • the invention also relates to a laminated pane with a hologram.
  • the statements already made in the description of the method according to the invention with regard to the laminated pane resulting from the method naturally also apply to the pane itself and vice versa.
  • the laminated pane according to the invention contains a hologram.
  • the laminated pane according to the invention can be produced using the method according to the invention and is preferably produced using a method according to the invention.
  • the laminated pane comprises at least one stacked sequence of a first pane, a thermoplastic intermediate layer and a second pane.
  • a hologram element is positioned between the first disc and the thermoplastic interlayer.
  • a hologram element with a peripheral edge is arranged directly on a surface of the first pane.
  • the hologram element is in direct contact with the surface of the pane and is not attached to the first pane via a carrier film or separate adhesive layer.
  • the thermoplastic intermediate layer projects beyond the hologram element on all sides.
  • thermoplastic intermediate layer serves to bond the first and second panes and is therefore identical in area to the first pane and the second pane.
  • the hologram element does not reach the edge of the pane, while the thermoplastic intermediate layer extends all the way to the edge of the pane.
  • the hologram element in the laminated pane is thus sealed at its peripheral edge by the thermoplastic intermediate layer or other layers arranged there and is thus protected from external influences such as moisture and cleaning agents.
  • a barrier film with a cutout is preferably arranged between the thermoplastic intermediate layer and the first pane.
  • the hologram element is arranged within this section and completely fills it out.
  • the blocking film has the shape of a peripheral frame and is in direct contact with the peripheral edge of the hologram element.
  • the hologram element and the blocking film are thus in the same plane of the layer stack and touch each other along their edges, with their contact surface being essentially orthogonal to the pane surfaces of the laminated pane.
  • the blocking film in the form of a peripheral frame compensates for a local difference in thickness between the area with the hologram element and the surrounding area.
  • the blocking film does not overlap the hologram element, but rather is only attached in its immediate vicinity adjacent to the peripheral edge of the hologram element, which makes it possible to compensate for differences in thickness. Accordingly, the laminated pane with a hologram element not only has improved resistance to aging, but also improved durability by minimizing stresses and glass breakage.
  • the hologram element contains photopolymers, silver halides or dichromated gelatin. These are particularly suitable materials for recording age-resistant holograms.
  • a cover film is arranged between the hologram element and the thermoplastic intermediate layer.
  • the cover film preferably serves as a diffusion barrier for plasticizers or other substances that could diffuse from the thermoplastic intermediate layer into the hologram element and impair the optical quality of the hologram there.
  • An adhesive layer is particularly preferably arranged between the cover film and the hologram element.
  • the adhesive layer improves the adhesion between the hologram element and the cover foil. This prevents delamination between these layers.
  • the cover film preferably contains polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyvinyl chloride (PVC) and/or cellulose triacetate (TAC) or consists essentially of one of these polymers.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • PA polyamide
  • PVC polyvinyl chloride
  • TAC cellulose triacetate
  • the cover film preferably has a thickness of 10 ⁇ m to 300 ⁇ m, particularly preferably a thickness of 40 ⁇ m to 200 ⁇ m, further particularly preferably 65 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the adhesive layer is preferably a so-called optically clear adhesive (OCA) or a transparent adhesive.
  • OCA optically clear adhesive
  • Such adhesives are distinguished by high light transmission, low haze, no double refraction of light, high UV resistance and good aging resistance. Uncontrolled and therefore undesirable impairments in light transmission or unaesthetic distortions can be avoided in this way.
  • the adhesive layer preferably has an absorption in the visible spectral range of less than 5%, in particular less than 2% or even 1% and preferably a haze of less than 5%, in particular less than 2% or even 1%.
  • the layer of adhesive is preferably designed as a homogeneous layer.
  • the layer of adhesive preferably has a thickness of 20 ⁇ m to 200 ⁇ m, particularly preferably 50 ⁇ m to 150 ⁇ m, very particularly preferably 60 ⁇ m to 100 ⁇ m. This effectively prevents delamination between the cover film and the hologram element and achieves good optical properties.
  • adhesive layers with these thicknesses are commercially available as adhesive films.
  • the adhesive can also be used as a liquid adhesive.
  • the adhesive is preferably a chemically active, in particular chemically curing adhesive or UV-curing, particularly preferably an acrylate adhesive or a silicone-based adhesive.
  • the layer of adhesive is not an adhesive film with a thermoplastic effect, ie not a thermoplastic film which, after heating, causes the optical filter to bond to the surface of the pane, such as the thermoplastic films of the thermoplastic intermediate layer of the laminated glass pane.
  • the stacking sequence particularly preferably contains a cover layer and an adhesive layer when the hologram element contains a photopolymer as an essential component. Hologram elements made of photopolymers are significantly impaired by the diffusion of plasticizers, so that the cover layer prevents diffusion and the adhesive layer improves adhesion to the hologram element.
  • the thermoplastic intermediate layer contains or consists of at least polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), polyurethane (PU) or copolymers or derivatives thereof, preferably polyvinyl butyral (PVB), particularly preferably polyvinyl butyral (PVB) and additives known to those skilled in the art, such as plasticizers.
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PU polyurethane
  • PVB polyurethane
  • PVB polyvinyl butyral
  • additives known to those skilled in the art such as plasticizers.
  • the thermoplastic intermediate layer preferably contains at least one plasticizer.
  • Plasticizers are chemical compounds that make plastics softer, more flexible, more supple and/or more elastic. They shift the thermoelastic range of plastics to lower temperatures so that the plastics have the desired more elastic properties in the operating temperature range.
  • Preferred plasticizers are carboxylic acid esters, especially low-volatility carboxylic acid esters, fats, oils, soft resins and camphor.
  • Other plasticizers are preferably aliphatic diesters of triethylene or tetraethylene glycol.
  • Plasticizers 3G7, 3G8 or 4G7 are particularly preferably used, the first digit designating the number of ethylene glycol units and the last digit designating the number of carbon atoms in the carboxylic acid part of the compound.
  • 3G8 stands for triethylene glycol bis-(2-ethylhexanoate), ie for a compound of the formula C 4 H 9 CH (CH 2 CH 3 ) CO (OCH 2 CH 2 ) 3O 2 CCH (CH 2 CH 3 ) C 4 H 9 .
  • the thermoplastic intermediate layer preferably contains at least 3% by weight, preferably at least 5% by weight, particularly preferably at least 20% by weight, even more preferably at least 30% by weight and in particular at least 40% by weight of a plasticizer.
  • the plasticizer preferably contains or consists of triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate).
  • the thermoplastic intermediate layer more preferably contains at least 60% by weight, particularly preferably at least 70% by weight, in particular at least 90% by weight and for example at least 97% by weight, of polyvinyl butyral.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a functional thermoplastic intermediate layer, in particular an intermediate layer with acoustically damping properties, an intermediate layer which reflects infrared radiation, an intermediate layer which absorbs infrared radiation, an intermediate layer which absorbs UV radiation, an intermediate layer which is colored at least in sections and/or an intermediate layer which is tinted at least in sections.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a belt filter film.
  • the thickness of the thermoplastic intermediate layer is between 30 ⁇ m and 1500 ⁇ m, preferably between 50 ⁇ m and 780 ⁇ m, preferably between 380 ⁇ m and 760 ⁇ m.
  • the barrier film contains at most 0.5% by weight of a plasticizer and prevents the diffusion of plasticizer through the barrier film. This is particularly advantageous since a diffusion of plasticizers and other components from the thermoplastic intermediate layer or other adjacent layers into the hologram element is prevented and the resistance to aging of the hologram element is thus significantly improved.
  • the barrier film is preferably used without a plasticizer.
  • the thermoplastic intermediate layer contains at least 5% by weight, preferably at least 20% by weight, of plasticizer.
  • the barrier film is preferably a polymer layer and preferably contains or consists of polyvinyl butyral (PVB), polyethylene terephthalate (PET), polyamide (PA), polyethylene (PE), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), cellulose triacetate (TAC). essentially from it. These materials are available without plasticizers or with a maximum plasticizer content of 0.5% by weight and thus form a good barrier for plasticizers from the thermoplastic intermediate layer.
  • PVB polyvinyl butyral
  • PET polyethylene terephthalate
  • PA polyamide
  • PE polyethylene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • PVC polyvinyl chloride
  • TAC cellulose triacetate
  • the barrier film particularly preferably consists essentially of polyvinyl butyral (PVB) with a plasticizer content of at most 0.5% by weight.
  • PVB polyvinyl butyral
  • the barrier film preferably consists essentially of PET or PA, in which case an adhesion promoter is preferably arranged on the side facing the first pane.
  • PET and PA are preferably used without plasticizers and are therefore an excellent diffusion barrier for plasticizers.
  • the barrier film is designed in two parts and consists of an inner frame and an outer frame.
  • the inner frame is arranged directly adjacent to the peripheral edge of the hologram element.
  • the outer frame connects directly to the inner frame, so there is no interruption in the form of a gap between the inner frame and the outer frame.
  • the two-part design enables a reduction in unwanted interactions between the components of the hologram element and the outer frame.
  • a further barrier to the hologram element can thus be arranged through the inner frame.
  • the material composition of the inner frame and the outer frame preferably differs in terms of the main components in terms of mass.
  • the diffusion of chemical compounds from the outer frame to the hologram element is completely or almost completely prevented by choosing a material for the inner frame that differs from that of the outer frame not only in its plasticizer content but also in its main polymer component.
  • the thickness of the inner frame and the outer frame are preferably about the same.
  • the barrier film preferably has a lower proportion of plasticizer in the area of the inner frame than in the area of the outer frame.
  • the hologram element preferably has a thickness of 5 ⁇ m to 500 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m to 200 ⁇ m and particularly preferably 15 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the hologram element can consist of a single layer or of several layers applied one on top of the other.
  • the thickness of the blocking film and the thickness of the hologram element preferably deviate from one another by at most 30%, particularly preferably by at most 20%, in particular by at most 15%. This is advantageous with regard to covering the peripheral edge of the hologram element as far as possible along the edge height. With increasing edge coverage of the hologram element by the blocking film, its resistance to aging also increases due to the improved edge sealing. However, the inventors have found that a good result does not require a complete match of the thicknesses of the hologram element and the barrier film, and therefore complete edge coverage. With regard to the use of standardized film thicknesses, which is advantageous in the production process, it is therefore possible to consciously dispense with complete covering of the edge by the barrier film.
  • the thickness of the barrier foil and the thickness of the hologram element are essentially the same. In this way, a particularly good resistance to aging can be achieved. In this way, local differences in height are completely compensated for by the barrier film and there are no tensions caused by differences in height. In addition, air inclusions in the area of the peripheral edge of the hologam element are prevented.
  • the barrier film has a thickness of 40 ⁇ m to 750 ⁇ m, preferably 50 ⁇ m to 500 ⁇ m. In these areas, a wide variety of barrier films with different thicknesses are commercially available. The actual thickness of the barrier foil depends on the thickness of the hologram element.
  • a windshield has an upper edge and a lower edge and two side edges running between the upper edge and the lower edge.
  • the top edge designates that edge which is intended to point upwards in the installation position.
  • the lower edge designates that edge which is intended to point downwards in the installation position.
  • the upper edge is often referred to as the roof edge and the lower edge as the engine edge.
  • Windshields have a central field of vision, with high demands being placed on the optical quality.
  • the central field of view must have high light transmission (typically greater than 70%).
  • Said central field of view is in particular that field of view which is referred to as field of view B, field of view B or zone B by those skilled in the art.
  • Field of vision B and its technical requirements are specified in United Nations Economic Commission for Europe (UN/ECE) Regulation No. 43 (ECE-R43, "Uniform Conditions for the Approval of Safety Glazing Materials and Their Installation in Vehicles").
  • EAE-R43 Federal Communications Commission for Europe
  • the hologram element is advantageously located within the central field of view (field of view B) in a windshield.
  • the hologram element can, but does not have to, cover the entire area and can also protrude beyond it.
  • the position of the hologram / holograms in the hologram element is variable and is determined depending on the application.
  • the hologram(s) can be distributed over the entire surface of the hologram element or only arranged in a small sub-area.
  • the hologram element preferably extends over at least 30%, particularly preferably over at least 50%, further particularly preferably over at least 80% of the surface the first disc. In this way, visible transitions between the hologram element and a section without a hologram element in the visible area of the pane can be avoided.
  • the hologram element is particularly preferably arranged in such a way that the peripheral edge of the hologram element is arranged in the area of an opaque cover print.
  • This has the advantage that the opaque masking print covers the transition from the hologram element to the barrier film or the surrounding layer.
  • the masking print is usually in the edge area of the pane and hides the view of attachments or bonding.
  • Windshields typically have an all-round peripheral masking print made of an opaque enamel, which serves in particular to protect the adhesive used to install the windshield from UV radiation and to conceal it from view.
  • This peripheral masking print is preferably used to also mask the peripheral edge of the hologram element.
  • Both the outer pane and the inner pane preferably have a masking print, so that the view through the edge area is prevented from both sides.
  • the hologram element can also have recesses or holes, for example in the area of so-called sensor windows or camera windows. These areas are intended to be equipped with sensors or cameras whose function could be affected by a hologram element in the beam path.
  • the hologram element (or all of the hologram elements) is preferably arranged over the entire width and the entire height of the laminated pane, minus a peripheral edge area with a width of, for example, 5 mm to 50 mm.
  • the hologram element is thus encapsulated within the thermoplastic interlayer and protected from contact with the surrounding atmosphere and corrosion.
  • the width of the surrounding edge area can be constant or can vary along the frame.
  • the first and second panes are preferably made of glass, particularly preferably of soda-lime glass, as is customary for window panes.
  • the panes can also be made from other types of glass, for example quartz glass, borosilicate glass or alumino-silicate glass, or from rigid, clear plastics, for example polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the panes can be clear, tinted or tinted.
  • Windshields must have sufficient light transmission in the central viewing area, preferably at least 70% in the main viewing area A in accordance with ECE-R43.
  • the first and the second pane are preferably curved, ie they have a curvature.
  • the first pane and/or the second pane can have other suitable coatings known per se, for example anti-reflection coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings or sun protection coatings or low-E coatings.
  • the thickness of the first and the second pane can vary widely and can thus be adapted to the requirements in the individual case.
  • the first and second panes preferably have thicknesses of 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably 1 mm to 3 mm.
  • the laminated pane can be, for example, the windshield or the roof pane of a vehicle or other vehicle glazing, for example a partition pane in a vehicle, preferably in a rail vehicle or a bus.
  • the laminated pane can be architectural glazing, for example in an exterior facade of a building, or a separating pane inside a building.
  • the invention also includes a projection arrangement for displaying information for an observer, at least including a laminated pane according to the invention and a projector which is directed onto the hologram element from the inside.
  • a projection arrangement for displaying information for an observer at least including a laminated pane according to the invention and a projector which is directed onto the hologram element from the inside.
  • the composite pane according to the invention is designed as described above.
  • the projector emits light at wavelengths to which the hologram in the hologram element is responsive.
  • Laser projectors are preferred because very discrete wavelengths can be achieved with them.
  • the invention also includes the use of a laminated pane according to the invention with a hologram as interior glazing or exterior glazing in a vehicle or a building.
  • the invention also includes the use of a composite pane according to the invention as a windshield of a vehicle.
  • the invention is explained in more detail with reference to a drawing and exemplary embodiments.
  • the drawing is a schematic representation and not to scale. The drawing does not limit the invention in any way. Show it:
  • FIG. 1 shows a cross section of an embodiment of a laminated pane produced using the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross section of an embodiment of a laminated pane produced using the method according to the invention
  • FIG. 3 shows a cross section of an embodiment of a laminated pane produced using the method according to the invention
  • FIG. 4 shows a cross section of an embodiment of a laminated pane with air inclusions
  • FIG. 5 shows a plan view of an embodiment of a composite pane according to the invention as a windshield
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a method according to the invention
  • figure ? a cross section through an embodiment of a projection arrangement 101 according to the invention
  • FIG. 8 shows a schematic plan view of an intermediate stage of the method.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a laminated pane 100 according to the invention.
  • the laminated pane 100 comprises a first pane 1, a second pane 2, a thermoplastic intermediate layer 3 and a hologram element 5.
  • FIG. 5 shows a plan view of a laminated pane 100.
  • FIG. 1 shows a possible cross section through a laminated pane according to FIG. 5 along section line B-B'.
  • the laminated pane 100 can be a windshield, for example.
  • the first pane 1 is the inner pane and the second pane 2 is the outer pane.
  • the outer pane consists of soda-lime glass, for example, and is 2.1 mm thick.
  • the inner pane 1 consists, for example, of soda-lime glass and is 1.6 mm thick.
  • a black print 18 is shown in the cross section, which is arranged on the inner side II of the outer pane 2 and thus conceals the view of the peripheral edge 8 of the hologram element 5 .
  • the first pane 1 and the second pane 2 are connected to one another via the thermoplastic intermediate layer 3 .
  • Between the thermoplastic intermediate layer 3 and the first Pane 1 has a hologram element 5 which is also connected to the second pane 2 via the thermoplastic intermediate layer 3 .
  • the hologram element 5 is arranged on the outer surface III of the first pane 1 .
  • the hologram element 5 is arranged directly on the outer surface III without a separate carrier film or a connecting film, so that the hologram element 5 can be perceived without interference by the viewer arranged on the side of the first pane.
  • the thermoplastic intermediate layer 3 protrudes beyond the hologram element 5 along the entire peripheral edge 8 of the hologram element.
  • thermoplastic intermediate layer 3 projects beyond the hologram element 5 on all sides, the hologram element 5 does not reach the edge of the pane. Since the thermoplastic intermediate layer 3 fills the area up to the edge of the pane, the hologram element 5 is sealed and protected against moisture or corrosive substances.
  • the thermoplastic intermediate layer 3 comprises a thermoplastic film with a thickness of 0.76 mm and contains, for example, 78% by weight of polyvinyl butyral (PVB) and 20% by weight of triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate) as a plasticizer.
  • the hologram element 5 contains dichromated gelatin and has a thickness of 10 ⁇ m to 45 ⁇ m, for example 20 ⁇ m. Because of the small thickness, no air pockets occur during the lamination along the peripheral edge 8 of the hologram element. In the case of thicker hologram elements, problems with air inclusions 30 are observed more frequently, as is shown schematically in FIG.
  • FIG 2 shows a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the composite pane 100 in Figure 2 differs from the composite pane shown in Figure 1 by the hologram element 5 and an additional blocking film 6.
  • the hologram element 5 has a peripheral edge 8. Along the peripheral edge 8 A blocking film 6 is arranged on the hologram element, which encloses the peripheral edge 8 . Since the peripheral edge 8 of the hologram element 5 is completely enclosed by the barrier film 6, the hologram element 5 is effectively protected from moisture or cleaning agents or other substances that come into contact with the edge of the laminated pane.
  • the hologram element 5 contains silver bromide in a gelatin matrix and has a thickness of about 100 ⁇ m.
  • the hologram element Since the hologram element has a thickness of more than 50 ⁇ m, the probability of the formation of air pockets 30 (see FIG. 4) is relatively high.
  • a blocking film 6 in the form of a peripheral frame 12 is arranged on the first pane 1 in the same plane as the hologram element 5 .
  • the barrier film 6 consists, for example, of two frames 12 made of PVB with a plasticizer content of at most 0.5% by weight laid flat one on top of the other.
  • the barrier film 6 has a thickness of 100 ⁇ m and consists of two film frames placed one on top of the other, each with a thickness of 50 ⁇ m.
  • the barrier film 6 made of PVB has excellent adhesion to the first pane 1 and to the thermoplastic intermediate layer 3, which is also made of PVB. Therefore, the composite pane is extremely stable and resistant to aging.
  • the blocking film 6 has a section 17 that is completely filled by the hologram element 5, i.e. the blocking film is in direct contact with the hologram element 5 along the peripheral edge 8.
  • the blocking film 6 does not overlap with the surface of the hologram element 5, but is made possible by the direct contacting of the side edges a targeted selective edge sealing.
  • the surface of the hologram element 5 that runs essentially parallel to the panes 1, 2 is referred to as the surface of the hologram element, while the edges show a course that is essentially orthogonal to the panes 1, 2.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a composite pane 100.
  • the hologram element 5 contains a photopolymer in which the hologram is recorded.
  • the hologram element 5 is surrounded by a frame-shaped blocking film 6 which is arranged in the same plane as the hologram element.
  • the hologram element 5 and the blocking film 6 have approximately the same thickness, for example 75 ⁇ m.
  • a cover film 11 is arranged between the hologram element 5 and the thermoplastic intermediate layer 3 .
  • the cover film 11 serves as a diffusion barrier for plasticizers or other substances that could diffuse from the thermoplastic intermediate layer 3 into the hologram element 5 and impair the optical quality of a hologram there.
  • the cover film 11 consists here, for example, essentially of PET, ie at least 97% by weight and contains no plasticizers.
  • An adhesive layer 10 made of a transparent optical adhesive (OCA) is arranged between the cover film 11 and the hologram element 5 .
  • OCA transparent optical adhesive
  • the barrier film 6 is made in two parts in Figure 3, that is, it consists of an inner frame 12.1 and an outer frame 12.2.
  • the inner frame 12.1 is direct arranged adjacent to the peripheral edge 8 of the hologram element 5 .
  • the outer frame 12.2 connects directly to the inner frame 12.1 so that there is no gap between the frames.
  • the inner frame 12.1 is a polyamide film without plasticizers.
  • the inner frame prevents a diffusion of plasticizer from the overlying thermoplastic intermediate layer 3 via the frame material into the hologram element 5.
  • the outer frame 12.2 consists of PVB with a maximum of 0.5% by weight of plasticizer.
  • the outer frame 12.2 ensures optimum adhesion in the edge area, since the PVB adheres particularly well to the first pane 1.
  • the material composition of the inner frame and the outer frame thus differs in terms of the main components in terms of mass.
  • the diffusion of chemical compounds from the outer frame 12.2 to the hologram element 5 is completely or almost completely prevented by the inner frame 12.1.
  • the thickness of the inner frame and the outer frame are preferably about the same.
  • FIG. 4 shows a laminated pane 100 with a structure similar to that in FIG. 1.
  • the hologram element has a thickness of 100 ⁇ m. Without an additional frame, air inclusions 30 occur in the area of the peripheral edge 8 of the hologram element 5 during the lamination. This impairs the appearance of the compound pane and reduces the stability of the pane.
  • FIG. 5 shows a plan view of a composite pane 100.
  • the composite pane is designed as a windshield.
  • the windshield comprises a trapezoidal composite pane 100 with a first pane 1 as the inner pane and a second pane 2 as the outer pane, which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer 3 .
  • the windshield has an upper edge D facing the roof in the installed position and a lower edge M facing the engine compartment in the installed position.
  • the cross section of the composite pane 100 is shown in detail in various embodiments in Figures 1-3.
  • the edge area of the laminated pane is covered by an all-round black print 18 (all-round peripheral covering print), which is applied at least to the inside II of the outer pane.
  • the black print 18 is formed by printing an opaque enamel on the interior-side surface II (facing the interior of the vehicle in the installed position) of the second pane 2 .
  • a black print 18 can optionally also be applied to the inside IV of the first pane 1 .
  • the peripheral edge 8 of the hologram element 5 lies in the area of the black print 18, so that it cannot be seen when viewing the laminated pane from the outside. The distance of the hologram element 5 to the peripheral edge of the pane is thus smaller than the width of the black print 18.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a method according to the invention for producing a laminated pane 100, as shown in FIG. 2, for example.
  • step (a) the first pane 1 and the second pane 2 are provided.
  • step (b) steps A and B in the figure
  • a masking strip 4 is arranged on the outer surface III of the first pane 1 so that the masking strip 4 delimits a cutout 7 for a hologram element 5 .
  • the masking strip 4 is an adhesive tape and completely frames the section 7 that is provided for the hologram element 5 and thus specifies the dimensions of the hologram element 5 .
  • FIG. 8 shows a schematic plan view of the intermediate stage shown in FIG.
  • FIG. 6 (A) using the example of a rectangular pane. There you can see that the adhesive tape 4 extends to the edge of the pane.
  • the representation in Figure 6 (A) is accordingly a cross section along the section line C - C'.
  • the section 7 is pretreated with a plasma in order to activate the surface for the application of the photosensitive material (not shown).
  • a solution of dichromated gelatine is then applied as the photosensitive material in the cutout 7 delimited by the adhesive tape 4 .
  • the photosensitive material is applied over the entire surface of the entire outer surface III of the first pane 1 and is also applied to the adhesive tape, since this is simpler in terms of process technology.
  • the photosensitive material is applied in a uniform layer thickness using a curtain coating process.
  • the photosensitive material is then dried, which can happen under ambient conditions (25 °C). The result of this intermediate stage is shown in stage (B).
  • stage (B) to stage (C) is represented by two arrows.
  • the contour of the cutout 7 is first traced along the adhesive tape 4 with a knife 22 . This makes it easier to detach the adhesive tape 4 and results in an even peripheral edge 8 of the hologram element 5.
  • the adhesive tape 4 is then removed from the inner surface III of the first pane 1, so that a peripheral edge 8 of the hologram element 5 made of photosensitive material is exposed.
  • a frame area is formed all around the hologram element 5, in which no photosensitive material is arranged.
  • the hologram element 5 therefore does not extend to the pane edge and is protected in the finished laminated pane 100 from moisture or cleaning agents with which the pane edge can come into contact.
  • the step of cutting out and peeling off the adhesive tape can be done later after exposure.
  • At least one hologram is then produced in the hologram element by exposing the photosensitive material of the hologram element. This is done with a laser and is represented by the second arrow.
  • the exposure before lamination has the advantage that the hologram element is no longer sensitive to light.
  • a washing process is preferably carried out in which soluble components are removed from the dichromated gelatine layer by immersing the disc in various washing solutions. This post-treatment is known for photosensitive layers made of dichromated gelatin or with silver halides.
  • the pane is dried at a slightly higher temperature (50°C - 120°C). This leads to the intermediate step (C) shown in FIG.
  • the intermediate stage (D) From the intermediate stage (C) two paths lead to the intermediate stage (D), represented by different arrows.
  • the arrow on the left shows how a blocking film 6 in the form of a frame is applied to the first pane and then the thermoplastic intermediate layer 3 is placed on the hologram element 5 and the blocking film 6 .
  • the arrow on the right shows how the barrier film 6 is placed on the pane together with the thermoplastic intermediate layer 3 in the form of a pre-composite.
  • a blocking film 6 in the form of a peripheral frame is arranged directly adjacent to the peripheral edge 8 of the hologram element 5 .
  • the surrounding frame completely frames the hologram element without interruption.
  • the thickness of the blocking film 6 corresponds approximately to the thickness of the hologram element 5. In this way, air inclusions 30 in the area of the peripheral edge 8 of the hologram element can be avoided during lamination with the thermoplastic intermediate layer 3.
  • the barrier film 6 has a cutout 17 whose dimensions correspond to the dimensions of the cutout 7 defined by the adhesive tape 4 .
  • the barrier film 6 is designed as a continuous film, for example as a prefabricated PET frame.
  • the surface of the PET frame 6 facing the surface III of the first pane 1 is preferably coated with a thin layer of adhesive so that good adhesion to the first pane 1 is ensured and the PET frame 6 is prevented from slipping during lamination. This is particularly advantageous if the barrier film 6 is first placed on the first pane 1 and then the thermoplastic intermediate layer 3 is placed.
  • the barrier film 6 is first connected to the thermoplastic intermediate layer 3 to form a pre-composite, and then the pre-composite is placed on the first pane 1 with the hologram element 5 . Because the thermoplastic intermediate layer 3 and the barrier film 6 are used as a pre-composite, the barrier film 6 retains its inherent stability. In the case of large-area hologram elements 5 in particular, the blocking film 6, whose size is adapted to the hologram element 5, represents an unstable frame which, however, must be applied with a precise fit in order to prevent slipping in the layer stack. In addition, electrostatic effects occur when using a single barrier film, which further complicates handling.
  • the method thus offers a possibility for the simple production of a laminated pane with a hologram that is protected against the ingress of moisture or cleaning substances.
  • the process creates a clean all-round edge of the hologram element, which is sealed thanks to the barrier film.
  • FIG. 7 shows a cross section through an embodiment of a projection arrangement 101 according to the invention.
  • the projection arrangement 101 comprises a compound pane 100 according to an embodiment shown in FIG. 2 and a projector 19.
  • the projector 19 is arranged in an interior space.
  • the beam path for light emanating from a projector is provided with reference number 21 in the drawing.
  • the light emanating from the projector 19 hits the hologram element 5 and activates the hologram.
  • the light emitted by the projector 19 is reflected by the hologram element 5, so that the holograms are perceived by a viewer 20 as virtual or real images on the side of the laminated pane 100 facing away from him when his eyes are inside the so-called eyebox E.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) mit einem Hologramm, mindestens umfassend die Schritte:a) Bereitstellung einer ersten Scheibe (1) und einer zweiten Scheibe (2),b) - Anordnen eines Maskierungsstreifens (4) auf einer Oberfläche (III) der ersten Scheibe (1), sodass der Maskierungsstreifen (4) einen Ausschnitt (7) für ein Hologrammelement (5) begrenzt, - Aufbringen eines photosensitiven Materials (15) als Hologrammelement (5) mindestens in dem von dem Maskierungsstreifen (4) begrenzten Ausschnitt (7), c) Entfernen des Maskierungsstreifens (4), sodass eine umlaufende Kante (8) des Hologrammelements (5) freiliegt, d) Erzeugen mindestens eines Hologramms durch Belichten des Hologrammelements (5),e) Bilden eines Schichtstapels aus der ersten Scheibe (1), einer thermoplastischen Zwischenschicht (3) und einer zweiten Scheibe (2), wobei das Hologrammelement (5) zwischen den beiden Scheiben (1, 2) angeordnet ist, f) Verbinden der ersten Scheibe (1) und der zweiten Scheibe (2) über die thermoplastische Zwischenschicht (3) zu einer Verbundscheibe (100) in einem Laminationsverfahren.

Description

Verbundscheibe für ein holographisches Head-Up-Display
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe, insbesondere für ein holographisches Head-Up-Display, eine Verbundscheibe für ein solches Display, sowie die Verwendung einer solchen Verbundscheibe.
Verbundscheiben werden heutzutage an vielen Orten, insbesondere im Fahrzeugbau, verwendet. Dabei umfasst der Begriff Fahrzeug unter anderem Straßenfahrzeuge, Flugzeuge, Schiffe, landwirtschaftliche Maschinen oder auch Arbeitsgeräte.
Auch in anderen Bereichen werden Verbundscheiben verwendet. Hierzu zählen beispielsweise Gebäudeverglasungen oder Informationsdisplays, z.B. in Museen oder als Werbedisplays.
Häufig werden Verbundscheiben auch als Head-Up-Display (HUD) zur Anzeige von Informationen verwendet. Dabei wird mittels einer Projektionsvorrichtung ein Bild auf die Verbundglasscheiben projiziert, um dem Betrachter eine Information ins Sichtfeld einzublenden. Im Fahrzeugbereich wird die Projektionseinrichtung z.B. auf dem Armaturenbrett angeordnet, so dass das projizierte Bild auf der nächstliegenden Glasfläche der zum Betrachter hin geneigten Verbundglasscheibe in Richtung des Betrachters reflektiert wird (vgl. z.B. das europäische Patent EP 0420228 B1 oder die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2012 211 729 A1).
Für Head-Up-Displays können Hologramme genutzt werden, die zwischen den Scheiben einer Verbundscheibe einlaminiert sind. Das Hologramm kann darin aufgezeichnete Informationen enthalten. Das Hologramm kann mittels von einem Projektor abgestrahltem Licht aktiviert werden und somit die in dem Hologramm aufgezeichneten Informationen für den Betrachter wiedergegeben werden. Head-Up-Displays, umfassend holographische optische Elemente sind beispielsweise in den Veröffentlichungen WO 2012/156124 A1 und US 2019/0056596 A1 offenbart.
Es gibt verschiedene Arten von Hologrammen. Dazu gehören zum Beispiel Reflexionshologramme oder Hologramme, die auf dem Prinzip der Leitung von Lichtwellen im Hologramm basieren, sogenannte Wellenleiter oder Waveguide-Hologramme. Waveguide- Hologramme sind zum Beispiel beschrieben in US10394032 B2, LIS2015205138A1 oder US10061069B2.
Ein Hologramm kann in einer photosensitiven Schicht erzeugt werden, die zwischen zwei Scheiben einer Verbundscheibe einlaminiert wird. Das aufgezeichnete Hologramm kann zum Beispiel durch Eindringen von Feuchtigkeit in die Schicht beschädigt werden. Zudem können zum Beispiel während des Einbaus in ein Fahrzeug oder einer Reinigung der Verbundscheibe verwendete Chemikalien das Hologramm beschädigen. Da die Verbundscheibe je nach Einbausituation mit einem Kleber befestigt wird, können über den Rand der Scheibe Bestandteile des Klebers in die Zwischenschicht diffundieren und ein dort befindliches Hologramm beeinträchtigen.
In DE 68912246T2 wird ein Verfahren zur Herstellung einer laminierten Scheibe offenbart, in der ein Hologramm mittels eines Trägers zwischen zwei Scheiben eingebracht wird, wobei der Träger vor dem endgültigen Laminieren entfernt werden muss. Dies ist ein vergleichsweise aufwändiges Verfahren, das nur schwierig automatisiert werden kann.
In JP 409113840 A wird eine Scheibe mit Hologrammelement beschrieben, das entlang der Ränder zurückgeschnitten ist und in einer thermoplastischen Zwischenschicht eingebettet ist. Dabei werden vorfabrizierte photosensitive Filme verwendet, die in/an der Scheibe befestigt werden müssen.
In US 5341230 A wird eine Scheibe mit einem dreigeteilten Hologramm beschrieben, wobei ebenfalls eine vorfabrizierte Schicht als Hologramm-Film zum Einsatz kommt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit einem Hologramm bereitzustellen, sowie eine verbesserte Verbundscheibe zu entwickeln, die ein optisch einwandfreies Hologramm mit einer hohen Alterungsbeständigkeit enthält.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und deren Verwendung gehen aus weiteren unabhängigen Ansprüchen hervor. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit Hologramm. Dabei werden in Schritt (a) eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe bereitgestellt. Die Scheiben werden, wenn nötig, gewaschen und getrocknet und so für die weitere Verarbeitung vorbereitet.
In Schritt (b) wird ein Maskierungsstreifen auf einer Oberfläche der ersten Scheibe angeordnet, sodass der Maskierungsstreifen einen Ausschnitt für ein Hologrammelement begrenzt. Der Maskierungsstreifen umrahmt dabei vollständig den Bereich, der für das Hologrammelement vorgesehen ist und gibt somit die Abmessungen des Hologrammelements vor. Anschließend wird eine photosensitive Schicht als Hologrammelement mindestens in dem durch den Maskierungsstreifen begrenzten Ausschnitt aufgebracht. Die photosensitive Schicht kann vollflächig auf der gesamten Oberfläche der ersten Scheibe aufgebracht werden und somit auch auf dem Maskierungsstreifen appliziert werden, wenn dies verfahrenstechnisch einfacher ist. Alternativ kann die photosensitive Schicht auch ausschließlich in dem Ausschnitt für das Hologrammelement aufgebracht werden. Der Begriff Oberfläche bezieht sich hier auf eine der Oberflächen der ersten Scheibe und nicht auf beide Oberflächen der ersten Scheibe. Es ist also die Oberfläche auf der zu beschichtenden Seite der ersten Scheibe gemeint.
In Schritt (c) wird der Maskierungsstreifen von der Oberfläche der ersten Scheibe entfernt, sodass eine umlaufende Kante des Hologrammelements aus photosensitivem Material freiliegt. Somit ist umlaufend um das Hologrammelement ein Rahmenbereich gebildet, in dem kein photosensitives Material angeordnet ist. Das Hologrammelement reicht somit nicht bis zur Scheibenkante und ist in der fertigen Verbundscheibe vor Feuchtigkeit, Chemikalien oder Reinigungsmitteln geschützt, mit denen die Scheibenkante in Berührung kommen kann.
In dem Hologrammelement wird in Schritt (d) durch Belichten der photosensitiven Schicht mindestens ein Hologramm erzeugt. Schritt (d) wird bevorzugt vor dem Laminieren in Schritt (f) durchgeführt, sodass die Lamination ohne Vorkehrungen hinsichtlich des unbelichteten photosensitiven Materials erfolgen kann. Insbesondere wird Schritt (d) bevorzugt direkt vor oder direkt nach dem Entfernen des Maskierungsstreifens in Schritt (c) durchgeführt. Es ist je nach photosensitiven Material auch möglich, Schritt (d) erst im Anschluss an die Lamination durchzuführen.
In Schritt (e) werden die erste Scheibe, eine thermoplastische Zwischenschicht und die zweite Scheibe so zu einem Schichtstapel angeordnet, dass das Hologrammelement zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnet ist. Die thermoplastische Zwischenschicht dient zur Verbindung der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe und erstreckt sich somit flächig über die gesamte Oberfläche der ersten Scheibe beziehungsweise der zweiten Scheibe. Die thermoplastische Zwischenschicht hat somit eine größere Fläche als das Hologrammelement. Wenn keine zusätzliche Sperrfolie angeordnet ist, die das Hologrammelement umgibt, wird die umlaufende Kante des Hologrammelements durch die thermoplastische Zwischenschicht versiegelt und somit vor äußeren Einflüssen geschützt.
In Schritt (f) werden die erste Scheibe und die zweite Scheibe über die thermoplastische Zwischenschicht zu einer Verbundscheibe laminiert. Dies geschieht üblicherweise in einem Laminationsverfahren unter Einwirkung von Druck und Temperatur.
Es können weitere Schritte in das Verfahren integriert werden. Die Reihenfolge der Schritte kann variiert werden.
Das Verfahren bietet somit eine Möglichkeit zur einfachen Herstellung einer Verbundscheibe mit einem Hologramm, das vor dem Eindringen von Feuchtigkeit, Chemikalien oder Reinigungssubstanzen geschützt ist. Zudem erzeugt das Verfahren eine saubere umlaufende Kante des Hologrammelements. So können auch Verfahren zum Aufbringen der photosensitiven Schicht genutzt werden, die nur schwierig saubere Kanten erzeugen können. Das vereinfacht den Schritt des Aufbringens des photosensitiven Materials. Da das Material direkt auf die Oberfläche der ersten Scheibe aufgetragen wird, werden optische Verzerrungen durch eine zwischen Hologramm und erster Scheibe angeordnete Folie oder Schicht vermieden. Da mindestens in dem Bereich, in dem der Maskierungsstreifen angeordnet wird, kein photosensitives Material angeordnet wird, wird die Kante durch weitere Schichten oder das Material der thermoplastischen Zwischenschicht gefüllt und so die Kanten des Hologrammelements versiegelt.
Als Hologramm wird ein Reflexionshologramm oder ein Waveguide-Hologramm bezeichnet, das innerhalb eines Hologrammelements angeordnet ist. Das Hologrammelement bezeichnet das holographische Medium, in dem das Hologramm enthalten ist. Das Hologrammelement wird durch Aufträgen eines photosensitiven Materials erhalten, das eine Matrix und lichtempfindliche Substanzen umfasst. In diesem photosensitiven Material kann durch Belichtung mit einer geeigneten Lichtquelle ein Hologramm aufgezeichnet werden. In der fertigen Verbundscheibe ist das Material des Hologrammelements nicht mehr lichtempfindlich, da das photosensitive Material während des Prozesses soweit verändert wird, dass keine weitere Aufzeichnung eines Reflexionshologramms mehr möglich ist. Der Begriff Hologrammelement bezieht sich sowohl auf das unbelichtete Hologrammelement aus lichtempfindlichem Material als auch auf das endgültige Hologrammelement mit aufgezeichnetem Hologramm. Das Hologrammelement umfasst erfindungsgemäß mindestens ein Hologramm, bevorzugt jedoch mehrere einzelne Hologramme. Die erste Scheibe und die zweite Scheibe weisen jeweils eine außenseitige Oberfläche, d.h. eine Außenfläche, und eine innenraumseitige Oberfläche, d.h. eine Innenfläche, auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkante. Mit Außenfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit Innenfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die Außenfläche der ersten Scheibe und die Innenfläche der zweiten Scheibe sind in der erfindungsgemäßen Verbundscheibe einander zugewandt.
Ist die Verbundscheibe dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes einen Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so wird mit Innenscheibe im Sinne der Erfindung die dem Innenraum (Fahrzeuginnenraum) zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die erste Scheibe kann die Außenscheibe oder die Innenscheibe sein und die zweite Scheibe kann die Außenscheibe oder die Innenscheibe sein.
Bevorzugt ist die erste Scheibe die Innenscheibe und die zweite Scheibe die Außenscheibe. Da das Hologrammelement auf der ersten Scheibe aufgetragen ist, ist die Wahrnehmung des Hologramms durch einen Fahrzeuginsassen nicht durch eine dazwischenliegende thermoplastische Zwischenschicht gestört.
Der Maskierungsstreifen wird als durchgehende Umrandung des Ausschnitts angeordnet, wobei der Maskierungsstreifen aus einem durchgehenden Rahmen oder einem zusammengesetzten Rahmen bestehen kann.
Der Maskierungsstreifen wird bevorzugt in flüssiger Form auf der Innenfläche der ersten Scheibe appliziert, der sich nach einem Härtungsvorgang wiederablösen lässt. Dies vereinfacht die durchgehende Applikation auch bei gebogenen Geometrien des Hologrammelements.
Der Maskierungsstreifen wird alternativ bevorzugt aus festen, folienartigen Stücken (Tape) zu einer durchgehenden Umrandung des Ausschnitts zusammengesetzt. Dies ist flexibel anpassbar und insbesondere bei kleineren Stückzahlen und einfachen, bevorzugt rechteckigen Geometrien vorteilhaft. Bevorzugt wird ein selbstklebendes Klebeband eingesetzt, das nach dem Aufbringen des photosensitiven Materials wieder abgelöst wird. Hierbei wird bevorzugt Klebeband eingesetzt, das rückstandslos wiederablösbar ist. Klebeband bezeichnet eine Kunststofffolie oder Papierschicht, die auf einer Seite mit einer Klebmasse bestrichen ist. Bei Verwendung eines Maskierungsstreifens, der in fester oder folienartiger Form auf die Scheibe aufgebracht wird, ist die Aufbringung einer passend zugeschnittenen Umrandung alternativ bevorzugt. Dies ist insbesondere für größere Stückzahlen interessant, für die sich eine vorgelagerte passgenaue Herstellung einer Umrandung lohnt.
Der Maskierungsstreifen begrenzt den Ausschnitt für das Hologrammelement auf der ersten Scheibe. Das bedeutet, dass der Maskierungsstreifen den Bereich für das Hologrammelement umrahmt. Der Ausschnitt bezeichnet daher die für das Hologrammelement vorgesehene Fläche auf der ersten Scheibe. Nach dem Aufbringen des photosensitiven Materials füllt das Hologrammelement den Ausschnitt vollständig aus. Der Maskierungsstreifen hat die Funktion eines Begrenzungsstreifens, da er den Bereich für das Hologrammelement begrenzt. Er bedeckt bzw. maskiert zudem den Bereich, in dem er angeordnet ist und verhindert, dass dort ebenfalls photosensitives Material aufgetragen wird. Insofern übernimmt er zusätzlich die Funktion eines Abdeckstreifens.
Bevorzugt wird vor dem Entfernen des Maskierungsstreifens in Schritt (c) entlang des Maskierungsstreifens auf der zum Hologrammelement weisenden Seite mit einem Schneidewerkzeug, wie einem Messer oder Laser, die Kontur des Ausschnitts abgefahren, sodass eine saubere Kante des Hologrammelements erzeugt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Oberfläche der ersten Scheibe mindestens im Ausschnitt für das Hologrammelement vorbehandelt, um die Haftung des photosensitiven Materials zu verbessern. Dies können eine besonders gründliche Reinigung sein, oder die Vorbehandlung mit einem Haftvermittler oder Primer, oder die Aktivierung mithilfe eines Plasmas. Die Vorbehandlung erfolgt vor dem Auftrag des photosensitiven Materials.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das photosensitive Material in einem Vorhangbeschichtungsverfahren oder einem Sprühverfahren oder einem Rakelverfahren aufgebracht. Diese Verfahren ermöglichen einen gleichmäßigen Auftrag des photosensitiven Materials in einer konstanten Dicke auch auf gebogenen Geometrien. Besonders bevorzugt sind das Vorhangbeschichtungsverfahren und das Sprühverfahren, da diese Verfahren gut automatisierbar sind. Beim Vorhangbeschichtungsverfahren wird die erste Scheibe unter einem Vorhang eines konstanten Stroms des photosensitiven Materials hindurchgeführt, wobei die Dicke der Filmschicht von der Geschwindigkeit abhängt, mit der die Scheibe unter dem Vorhang hindurchgefahren wird sowie der Fließgeschwindigkeit des photosensitiven Materials. Dieses Verfahren liefert besonders gleichmäßige Schichten. Bei einem Sprühverfahren wird eine Lösung des photosensitiven Materials auf die erste Scheibe gesprüht oder gespritzt. Dies ist industriell sehr gut einsetzbar und leicht an unterschiedliche Größen des Hologrammelements anpassbar.
Das photosensitive Material umfasst bevorzugt Photopolymere, Silberhalogenide oder Dichromat-Gelatine. Photopolymere sind vorteilhaft, weil diese durch Belichtung gehärtet werden können, was verfahrenstechnisch besonders einfach ist. Geeignete Photopolymere sind dem Fachmann bekannt, zum Beispiel aus EP1438634B1.
Silberhalogenide oder Dichromate werden in der Regel in einer Matrix aus Gelatine eingesetzt, die zunächst üblicherweise getrocknet wird, bevor das Hologramm durch Belichtung aufgezeichnet werden kann. Der Einsatz von Silberhalogeniden und Dichromaten als photosensitives Material ist zum Beispiel bekannt aus DE3909289A1 und DE69020975T2.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (d) das Hologramm durch Belichten mit einem Laser erzeugt. Dies führt zu besonders guten Hologrammen und ist gut automatisierbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in einem zusätzlichen Schritt (g) eine Sperrfolie in Form eines umlaufenden Rahmens direkt angrenzend an die umlaufende Kante des Hologrammelements angeordnet. Der umlaufende Rahmen umrahmt dabei vollständig ohne Unterbrechung das Hologrammelement. Die Sperrfolie hat bevorzugt eine Dicke, die in etwa der Dicke des Hologrammelements entspricht. So können Lufteinschlüsse im Bereich der umlaufenden Kante des Hologrammelements bei der Lamination mit der thermoplastischen Zwischenschicht vermieden werden. Darüber hinaus kann in der späteren Verbundscheibe ein lokaler Dickenunterschied zwischen dem Bereich mit Hologrammelement und dem umgebenden Bereich zumindest teilweise durch die Sperrfolie ausgeglichen werden. Die Sperrfolie ist erfindungsgemäß nicht überlappend mit dem Hologrammelement, sondern lediglich in dessen unmittelbarer Nachbarschaft angrenzend an die umlaufende Kante des Hologrammelements angebracht, wodurch diese Kompensation von Dickenunterschieden möglich wird. Die Sperrfolie weist einen Ausschnitt auf, dessen Abmessungen den Abmessungen des Ausschnitts entspricht, der von dem Maskierungsstreifen vorgegeben wurde. Schritt (g) wird nach der Entfernung des Maskierungsstreifens in Schritt (c) durchgeführt, damit die Sperrfolie dort in Form eines Rahmens in derselben Ebene wie das Hologrammelement angeordnet werden kann. Das Hologrammelement und die Sperrfolie liegen somit in der gleichen Ebene des Schichtstapels und berühren sich entlang ihrer Kanten, wobei ihre Kontaktfläche sich im Wesentlichen orthogonal zu den Scheibenflächen der Verbundscheibe verhält. Bevorzugt wird die Sperrfolie aus einzelnen Abschnitten einer Sperrfolie zusammengesetzt zu einem umlaufenden Rahmen. Diese Einzelteillösung ist vergleichsweise flexibel anpassbar auf unterschiedliche Abmessungen von Hologrammelementen.
Alternativ bevorzugt wird die Sperrfolie als durchgehende rahmenförmige Folie eingesetzt, die innerhalb des umlaufenden Rahmens keine Unterbrechungen aufweist. Durchgehend bedeutet in diesem Sinne, dass die entsprechende Sperrfolie umlaufend um das Hologrammelement unterbrechungsfrei ist, also keine Unterbrechungen aufweist. Der Rahmen ergibt sich durch den Ausschnitt im Bereich des Hologrammelements. Mittels einer lückenlosen durchgehenden Formgebung ist eine besonders gute Abdichtung zu erreichen. Im Vergleich dazu können bei der Verwendung einzelner Abschnitte einer Sperrfolie, die jeweils entlang der Kanten des Hologrammelements aufgelegt werden, Qualitätsprobleme auftreten. Beispielsweise können Lufteinschlüsse in den Überlappungsbereichen der einzelnen streifenförmigen Abschnitte der Sperrfolien auftreten. Eine flächig durchgehende rahmenförmige Ausführung der Sperrfolie entlang der umlaufenden Kante des Hologrammelementes ist somit hinsichtlich der Produktqualität vorteilhaft.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Sperrfolie zunächst mit der thermoplastischen Zwischenschicht zu einem Vorverbund verbunden und dann der Vorverbund in Schritt (e) des Verfahrens in den Schichtstapel eingelegt. Somit wird Schritt (g), das Anordnen einer Sperrfolie, direkt bei der Bildung des Schichtstapels durchgeführt. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung durch den Einsatz des Vorverbunds aus der thermoplastischen Zwischenschicht und der Sperrfolie. Dadurch, dass diese Folien als Vorverbund eingesetzt werden, behält die Sperrfolie ihre Eigenstabilität. Insbesondere bei großflächigen Hologrammelementen stellt die in ihrer Größe an das Hologrammelement angepasste Sperrfolie einen instabilen Rahmen dar, der jedoch passgenau aufgebracht werden muss, um ein Verrutschen im Schichtstapel zu verhindern. Dieses Stabilitätsproblem wird durch den Einsatz des Vorverbunds vermieden. Zusätzlich dazu treten bei Verwendung einer einzelnen Sperrfolie elektrostatische Effekte auf, die die Handhabung weiter erschweren. Mittels des Einsatzes eines Vorverbunds kann die Sperrfolie in eine beliebige Form gebracht werden. Auf diese Weise wird auch eine abgerundete oder runde Kantengestaltung des Hologrammelementes ermöglicht.
Insbesondere vorteilhaft ist eine durchgehende rahmenförmige Sperrfolie in Verbindung mit der Verwendung von Vorverbunden aus Sperrfolie und einer thermoplastischen Verbundfolie. Die rahmenförmige Formgebung ist vorteilhaft hinsichtlich der Formstabilität der Sperrfolien im Vorverbund. Dadurch wird das Einlegen der rahmenförmigen Sperrfolie vereinfacht und so das Auftreten von Einlegefehlern vermieden, wodurch die Produktqualität erhöht wird.
Die Sperrfolie kann aus einer einzelnen Folienschicht oder als zweilagiger, dreilagiger oder mehrlagiger Folienstapel aus einzelnen Folienschichten ausgeführt sein. Dies kann günstig sein, wenn die Dicke einer einzelnen Folienschicht zu klein ist im Vergleich zur Dicke des Hologrammelements.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht der umlaufende Rahmen aus einem inneren Rahmen und einem äußeren Rahmen. Dabei ist der innere Rahmen direkt angrenzend an die umlaufende Kante des Hologrammelements angeordnet und der äußere Rahmen wird direkt angrenzend an den inneren Rahmen angeordnet. Die Begriffe innen und außen beziehen sich dabei auf das Hologrammelement, das zentral in der Ebene angeordnet sind und die Rahmen aus Sperrfolie benachbart darum herum angeordnet sind. Der innere Rahmen und der äußere Rahmen haben bevorzugt unterschiedliche Zusammensetzungen, sodass der innere Rahmen beispielsweise eine gute Diffusionsbarriere für Substanzen aus dem äußeren Rahmen und/oder der thermoplastischen Zwischenschicht ist. Der äußere Rahmen weist zum Bespiel besonders gute Haftungseigenschaften zur ersten Scheibe auf, die die Stabilität der Scheibe verbessern und die Lamination erleichtern.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind sowohl der innere Rahmen als auch der äußere Rahmen in Form einer Polymerfolie ausgeführt. Diese können im Verfahren gleichzeitig oder aufeinanderfolgend in den Schichtstapel eingebracht werden. Dies ist verfahrenstechnisch besonders einfach durchzuführen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt (f) auf die erste Scheibe mit dem Hologrammelement zunächst die rahmenförmige Sperrfolie gelegt, sodass das Hologrammelement im Ausschnitt der Sperrfolie zu liegen kommt. Anschließend werden mögliche weitere Schichten auf das Hologrammelement und Sperrfolie gelegt und anschließend die thermoplastische Zwischenschicht und darüber die zweite Scheibe. Dieser Schichtstapel wird dann über Lamination verbunden. Alternativ bevorzugt wird auf die erste Scheibe mit dem Hologrammelement die Sperrfolie in Form eines Vorverbunds aus Sperrfolie und thermoplastischer Zwischenschicht so auf das Hologrammelement aufgelegt, dass die Sperrfolie die umlaufende Kante des Hologrammelementes umgibt. Danach wird abschließend die zweite Scheibe aufgelegt und der Schichtstapel wird in einem Laminationsverfahren verbunden.
Zwischen den einzelnen Schichten und Folien des Schichtstapels können adhäsionsverbessernde Schichten und insbesondere Haftvermittler vorhanden sein. Insbesondere die Sperrfolie wird bevorzugt mittels eines Haftvermittlers fixiert an der ersten Scheibe, um ein Verrutschen während des Prozesses zu verhindern.
Wird die Sperrfolie in einem Vorverbund mit der thermoplastischen Zwischenschicht aufgebracht, weist die Sperrfolie bevorzugt keinerlei Haftvermittler, adhäsionsverbessernde Beschichtungen und/oder Klebstoffe auf. Durch die Verwendung eines Vorverbunds ist eine geringe Fehleranfälligkeit des Produktionsprozesses gegeben, der einen hohen Automatisierungsgrad ermöglicht. Der Vorverbund aus der thermoplastischen Zwischenschicht und der Sperrfolie wird vor dem Zusammenlegen der Einzelschichten der Verbundscheibe in Schritt (e) erzeugt. Bevorzugt wird die Sperrfolie dabei mit der thermoplastischen Zwischenschicht durch Erwärmen zu einem Vorverbund verbunden. Bevorzugt werden die Sperrfolie und die thermoplastische Zwischenschicht, die zu einem Vorverbund geformt werden sollen, erwärmt und aneinandergepresst. Durch diese Druckausübung im erwärmten Zustand entsteht ein stabiler Vorverbund, der sich auch beim Abkühlen der Folien nicht löst. Die Schritte des Erwärmens und des Zusammenpressens der Folien können nacheinander durchgeführt werden, beispielsweise indem die Sperrfolie und die thermoplastische Zwischenschicht gemeinsam ein Heizregister durchlaufen und anschließend von einem Rollenpaar aneinandergepresst werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein beheiztes Rollenpaar verwendet, das die Sperrfolie und die thermoplastische Zwischenschicht zusammenpresst und in einem Schritt zu einem Vorverbund verbindet. Die Verwendung eines Rollenpaares zum Verbinden der Folien ist besonders vorteilhaft, da Lufteinschlüsse zwischen den Folienkomponenten zuverlässig entfernt werden. Der aus einer Sperrfolie und einer thermoplastischen Zwischenschicht erzeugte Vorverbund kann auf einer Rolle aufgewickelt werden und so beliebig im Voraus produziert und bevorratet werden.
Bevorzugt wird der Vorverbund zunächst aus einer im Wesentlichen deckungsgleich angeordneten thermoplastischen Zwischenschicht und einer Sperrfolie erstellt. Daraufhin wird in mindestens einem Ausschnitt die Sperrfolie des Vorverbunds entfernt. In diesem Ausschnitt wird beim Zusammenlegen des Schichtstapels in Schritt (e) das Hologrammelement platziert. Durch Vornehmen eines Ausschnitts in der Sperrfolie entsteht entlang des Ausschnitts eine innere Kante der Sperrfolie. Die Größe des Ausschnitts wird dabei so dimensioniert, dass die Sperrfolie das Hologrammelement in Form eines Passepartouts umgibt. Die innere Kante der Sperrfolie und die umlaufende Kante des Hologrammelementes stehen dabei in unmittelbarem Kontakt. Die Sperrfolie stellt einen durchgehenden unterbrechungsfreien Rahmen dar. Dies ist vorteilhaft hinsichtlich einer sicheren Abdichtung des Hologrammelementes. Bei Verwendung von Vorverbunden ist die rahmenförmige Sperrfolie besonders einfach zu positionieren. Die Sperrfolien liegt somit lediglich im Kantenbereich des Hologrammelements vor, dort wo eine Versiegelung der offenen Kanten des Hologrammelementes notwendig ist. Hologrammelement und Sperrfolie zeigen dabei keinerlei Überlappung.
Eventuell vorhandene Drucke, beispielsweise opake Abdeckdrucke (Schwarzdruck im Randbereich der Scheibe) werden bevorzugt im Siebdruckverfahren aufgebracht.
Das Laminieren erfolgt bevorzugt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Es können an sich bekannte Verfahren zur Lamination verwendet werden, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verbundscheibe mit Hologramm. Die bereits bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemachten Ausführungen bezüglich der aus dem Verfahren hervorgehenden Verbundscheibe, gelten selbstverständlich auch für die Scheibe selbst und umgekehrt.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe enthält ein Hologramm. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist herstellbar mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und wir bevorzugt in einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Die Verbundscheibe umfasst mindestens eine Stapelfolge aus einer ersten Scheibe, einer thermoplastischen Zwischenschicht und einer zweiten Scheibe. Ein Hologrammelement ist zwischen der ersten Scheibe und der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet. Dabei ist auf einer Oberfläche der ersten Scheibe unmittelbar ein Hologrammelement mit einer umlaufenden Kante angeordnet. Das Hologrammelement ist dabei direkt in Kontakt mit der Oberfläche der Scheibe und ist nicht über eine Trägerfolie oder separate Klebeschicht auf der ersten Scheibe befestigt. Die thermoplastische Zwischenschicht weist allseitig einen Überstand über das Hologrammelement auf. Dies bedeutet, dass das Hologrammelement in der Fläche kleiner ist als die thermoplastische Zwischenschicht und an allen Seiten von der Zwischenschicht überragt wird. Die thermoplastische Zwischenschicht dient der Verklebung der ersten und zweiten Scheibe und ist somit in der Fläche identisch mit der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe. Das Hologrammelement reicht nicht bis zur Scheibenkante, während die thermoplastische Zwischenschicht überall bis zur Scheibenkante reicht. Somit wird das Hologrammelement in der Verbundscheibe an seiner umlaufenden Kante durch die thermoplastische Zwischenschicht oder weitere dort angeordnete Schichten versiegelt und so vor äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit und Reinigungsmitteln geschützt.
Bevorzugt ist zwischen der thermoplastischen Zwischenschicht und der ersten Scheibe eine Sperrfolie mit einem Ausschnitt angeordnet. Das Hologrammelement ist innerhalb dieses Ausschnitts angeordnet und füllt diesen vollständig aus. Die Sperrfolie hat die Form eines umlaufenden Rahmens und steht in unmittelbarem Kontakt zur umlaufenden Kante des Hologrammelements. Das Hologrammelement und die Sperrfolie liegen somit in der gleichen Ebene des Schichtstapels und berühren sich entlang ihrer Kanten, wobei ihre Kontaktfläche sich im Wesentlichen orthogonal zu den Scheibenflächen der Verbundscheibe verhält. Die Sperrfolie in Form eines umlaufenden Rahmens gleicht in der erfindungsgemäßen Verbundscheibe einen lokalen Dickenunterschied zwischen dem Bereich mit Hologrammelement und dem umgebenden Bereich aus. Die Sperrfolie ist erfindungsgemäß nicht überlappend mit dem Hologrammelement, sondern lediglich in dessen unmittelbarer Nachbarschaft angrenzend an die umlaufende Kante des Hologrammelementes angebracht, wodurch diese Kompensation von Dickenunterschieden möglich wird. Die Verbundscheibe mit Hologrammelement weist demnach nicht nur eine verbesserte Alterungsbeständigkeit, sondern auch eine verbesserte Haltbarkeit durch Minimierung von Spannungen sowie Glasbruch auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Hologrammelement Photopolymere, Silberhalogenide oder Dichromat-Gelatine. Dies sind besonders geeignete Materialien zur Aufzeichnung alterungsbeständiger Hologramme.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Hologrammelement und der thermoplastischen Zwischenschicht eine Deckfolie angeordnet. Die Deckfolie dient bevorzugt als Diffusionsbarriere für Weichmacher oder andere Substanzen, die von der thermoplastischen Zwischenschicht in das Hologrammelement diffundieren könnten und dort die optische Qualität des Hologramms beeinträchtigen.
Besonders bevorzugt ist zwischen der Deckfolie und dem Hologrammelement eine Klebstoffschicht angeordnet. Die Klebstoffschicht verbessert die Haftung zwischen dem Hologrammelement und der Deckfolie. So wird eine Delamination zwischen diesen Schichten verhindert.
Die Deckfolie enthält bevorzugt Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyvinylchlorid (PVC) und / oder Cellulosetriacetat (TAC) oder besteht im Wesentlichen aus einem dieser Polymere. Diese Deckfolien wirken als hervorragende Diffusionsbarriere für Weichmacher aus der thermoplastischen Zwischenschicht. Die Deckfolie hat bevorzugt eine Dicke von 10 pm bis 300 pm, besonders bevorzugt eine Dicke von 40 pm bis 200 pm, weiter besonders bevorzugt von 65 pm bis 150 pm.
Die Klebstoffschicht ist bevorzugt ein sogenannter optisch klarer Klebstoff (OCA, optically clear adhesive) oder ein transparenter Klebstoff. Solche Klebstoffe zeichnen sich durch eine hohe Lichttransmission, eine geringe Trübung, keine doppelte Lichtbrechung, hohe UV- Beständigkeit und gute Alterungsbeständigkeit aus. Unkontrollierte und daher unerwünschte Beeinträchtigungen der Lichttransmission oder unästhetische Verwerfungen können dadurch vermieden werden. Die Klebstoffschicht weist bevorzugt eine Absorption im sichtbaren Spektralbereich von kleiner als 5%, insbesondere kleiner als 2% oder sogar 1 % auf und bevorzugt eine Trübung von kleiner als 5%, insbesondere kleiner als 2% oder sogar 1 %.
Die Schicht des Klebstoffs ist bevorzugt als homogene Schicht ausgebildet.
Die Schicht des Klebstoffs weist bevorzugt eine Dicke von 20 pm bis 200 pm auf, besonders bevorzugt von 50 pm bis 150 pm, ganz besonders bevorzugt von 60 pm bis 100 pm. Damit werden effektiv eine Delamination zwischen Deckfolie und Hologrammelement verhindert, sowie gute optische Eigenschaften erzielt. Zudem sind Klebstoffschichten mit diesen Dicken kommerziell als Klebstoff-Filme erhältlich. Der Klebstoff kann alternativ auch als flüssiger Kleber eingesetzt werden.
Der Klebstoff ist bevorzugt ein chemisch wirkender, insbesondere chemisch härtender Klebstoff oder UV-härtender, besonders bevorzugt ein Acrylat-Klebstoff oder ein Silikonbasierter Klebstoff. Die Schicht des Klebstoffs ist insbesondere keine thermoplastisch wirkende Klebefolie, also keine thermoplastische Folie, welche nach Erhitzen ein Verkleben des optischen Filters mit der Scheibenoberfläche bewirkt, wie beispielsweise die thermoplastischen Folien der thermoplastischen Zwischenschicht der Verbundglasscheibe. Besonders bevorzugt enthält die Stapelfolge eine Deckschicht und einen Klebstoffschicht, wenn das Hologrammelement ein Photopolymer als wesentlichen Bestandteil enthält. Hologrammelemente aus Photopolymeren werden durch die Diffusion von Weichmachern deutlich beeinträchtigt, sodass durch die Deckschicht die Diffusion verhindert wird und die Klebstoffschicht die Haftung zum Hologrammelement verbessert.
Die thermoplastische Zwischenschicht enthält zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU) oder Copolymere oder Derivate davon oder besteht daraus, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher.
Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens einen Weichmacher.
Weichmacher sind chemische Verbindungen, die Kunststoffe weicher, flexibler, geschmeidiger und/oder elastischer machen. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich von Kunststoffen hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass die Kunststoffe im Bereich der Einsatz-Temperatur die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweisen. Bevorzugte Weichmacher sind Carbonsäureester, insbesondere schwerflüchtige Carbonsäureester, Fette, Öle, Weichharze und Campher. Weitere Weichmacher sind bevorzugt aliphatische Diester des Tri- bzw. Tetraethylenglykols. Besonders bevorzugt werden als Weichmacher 3G7, 3G8 oder 4G7 eingesetzt, wobei die erste Ziffer die Anzahl der Ethlenglycoleinheiten und die letzte Ziffer die Anzahl der Kohlenstoffatome im Carbonsäureteil der Verbindung bezeichnet. So steht 3G8 für Triethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat), d.h. für eine Verbindung der Formel C4H9CH (CH2CH3) CO (OCH2CH2)3O2CCH (CH2CH3) C4H9.
Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 30 Gew.-% und insbesondere mindestens 40 Gew.-% eines Weichmachers. Der Weichmacher enthält oder besteht bevorzugt aus Triethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat).
Weiter bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens 60 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, insbesondere mindestens 90 Gew.-% und beispielsweise mindestens 97 Gew.-% Polyvinylbutyral.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch eine funktionale thermoplastische Zwischenschicht sein, insbesondere eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischenschicht, eine UV-Strahlung absorbierende Zwischenschicht, eine zumindest abschnittsweise gefärbte Zwischenschicht und/oder eine zumindest abschnittsweise getönte Zwischenschicht. So kann die thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein.
Die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht liegt zwischen 30 pm bis 1500 pm, bevorzugt zwischen 50 pm und 780 pm, bevorzugt zwischen 380 pm und 760 pm.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Sperrfolie höchstens 0,5 Gewichtsprozent eines Weichmachers und verhindert die Diffusion von Weichmacher durch die Sperrfolie. Dies ist besonders vorteilhaft, da eine Diffusion von Weichmachern und anderen Komponenten aus der thermoplastischen Zwischenschicht oder anderen angrenzenden Schichten in das Hologrammelement verhindert wird und die Alterungsbeständigkeit des Hologrammelementes somit wesentlich verbessert wird. Die Sperrfolie wird bevorzugt ohne Weichmacher eingesetzt. Die thermoplastische Zwischenschicht enthält mindestens 5 Gew.- %, bevorzugt mindestens 20 Gew.-% Weichmacher.
Die Sperrfolie ist bevorzugt eine Polymerschicht und enthält bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Polyethylenterephthalat (PET), Polyamid (PA), Polyethylen (PE), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Cellulosetriacetat (TAC) oder besteht im Wesentlichen daraus. Diese Materialien sind ohne Weichmacher bzw. mit einem Weichmacheranteil von höchstens 0,5 Gew.-% erhältlich und bilden so eine gute Barriere für Weichmacher aus der thermoplastischen Zwischenschicht.
Besonders bevorzugt besteht die Sperrfolie im Wesentlichen aus Polyvinylbutyral (PVB) mit einem Weichmacheranteil von höchstens 0,5 Gew.%. Das PVB der Sperrfolie verklebt besonders gut mit der thermoplastischen Zwischenschicht und haftet ausgezeichnet an der ersten Scheibe.
Alternativ bevorzugt besteht die Sperrfolie im Wesentlichen aus PET oder PA, wobei in diesem Fall bevorzugt ein Haftvermittler auf der zur ersten Scheibe weisenden Seite angeordnet wird. PET und PA werden bevorzugt weichmacherfrei eingesetzt und sind so eine ausgezeichnete Diffusionsbarriere für Weichmacher. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sperrfolie zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem inneren Rahmen und einem äußeren Rahmen. Der innere Rahmen ist dabei direkt angrenzend an die umlaufende Kante des Hologrammelements angeordnet. Der äußere Rahmen schließt direkt an den inneren Rahmen an, sodass es keine Unterbrechung in Form einer Lücke zwischen innerem Rahmen und äußerem Rahmen gibt. Die zweiteilige Ausführung ermöglicht eine Verringerung von unerwünschten Wechselwirkungen zwischen den Bestandteilen des Hologrammelements und dem äußeren Rahmen. Durch den inneren Rahmen kann so eine weitere Barriere zum Hologrammelement angeordnet werden. Bevorzugt unterscheidet sich die Materialzusammensetzung des inneren Rahmens und des äußeren Rahmens in den massenmäßigen Hauptbestandteilen. Die Diffusion chemischer Verbindungen von dem äußeren Rahmen zum Hologrammelement wird vollständig oder nahezu vollständig unterbunden, indem für den inneren Rahmen ein Material gewählt wird, das sich nicht nur in seinem Weichmacheranteil, sondern auch in seinem polymeren Hauptbestandteil von dem des äußeren Rahmen unterscheidet. Die Dicke von innerem Rahmen und äußerem Rahmen sind bevorzugt etwa gleich. Bevorzugt hat die Sperrfolie im Bereich des inneren Rahmens einen geringeren Weichmacheranteil als im Bereich des äußeren Rahmens.
Das Hologrammelement hat bevorzugt eine Dicke von 5 pm bis 500 pm, bevorzugt von 10 pm bis 200 pm und besonders bevorzugt von 15 pm bis 150 pm. Das Hologrammelement kann dabei aus einer einzelnen Schicht oder aus mehreren übereinander aufgetragenen Schichten bestehen.
Die Dicke der Sperrfolie und die Dicke des Hologrammelementes weichen bevorzugt um höchstens 30 %, besonders bevorzugt um höchstens 20 %, insbesondere um höchstens 15 % voneinander ab. Dies ist vorteilhaft hinsichtlich einer möglichst weitreichenden Abdeckung der umlaufenden Kante des Hologrammelementes entlang der Kantenhöhe. Mit steigender Kantenabdeckung des Hologrammelementes durch die Sperrfolie steigt auch dessen Alterungsbeständigkeit bedingt durch die verbesserte Kantenversiegelung. Die Erfinder haben jedoch herausgefunden, dass für ein gutes Ergebnis keine vollständige Übereinstimmung der Dicken von Hologrammelement und Sperrfolie und demnach keine vollständige Kantenabdeckung notwendig ist. Es kann hinsichtlich einer im Produktionsprozess vorteilhaften Verwendung von standardisierten Foliendicken somit bewusst auf eine vollständige Abdeckung der Kante durch die Sperrfolie verzichtet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dicke der Sperrfolie und die Dicke des Hologrammelementes im Wesentlichen gleich. Auf diese Weise lässt sich eine besonders gute Alterungsbeständigkeit und erreichen. So werden lokale Höhenunterschiede vollständig über die Sperrfolie ausgeglichen und es entstehen keine Spannungen durch Höhenunterschiede. Zudem wird ein Lufteinschluss im Bereich der umlaufenden Kante des Hologammelementes verhindert.
Die Sperrfolie weist eine Dicke von 40 pm bis 750 pm, bevorzugt von 50 pm bis 500 pm auf. In diesen Bereichen sind die verschiedensten Sperrfolien mit unterschiedlichen Dicken kommerziell erhältlich. Die tatsächliche Dicke der Sperrfolie richtet sich nach der Dicke des Hologrammelements.
Eine Windschutzscheibe weist eine Oberkante und eine Unterkante auf sowie zwei zwischen Oberkante und Unterkante verlaufende Seitenkanten auf. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Die Oberkante wird häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet.
Windschutzscheiben weisen ein zentrales Sichtfeld auf, an dessen optische Qualität hohe Anforderungen gestellt werden. Das zentrale Sichtfeld muss eine hohe Lichttransmission aufweisen (typischerweise größer als 70%). Das besagte zentrale Sichtfeld ist insbesondere dasjenige Sichtfeld, das vom Fachmann als Sichtfeld B, Sichtbereich B oder Zone B bezeichnet wird. Das Sichtfeld B und seine technischen Anforderungen sind in der Steuerung Nr. 43 der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UN/ECE) (ECE-R43, „Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung der Sicherheitsverglasungswerkstoffe und ihres Einbaus in Fahrzeuge“) festgelegt. Dort ist das Sichtfeld B in Anhang 18 definiert.
Das Hologrammelement ist in einer Windschutzscheibe vorteilhafterweise innerhalb des zentralen Sichtfelds (Sichtfeld B) angeordnet. Das Hologrammelement kann, aber muss nicht den gesamten Bereich abdecken, und kann auch darüber hinausragen. Die Position des Hologramms / der Hologramme im Hologrammelement ist variabel und wird je nach Anwendungsfall bestimmt. Das / die Hologramme können über die gesamte Fläche des Hologrammelements verteilt sein oder nur in einem kleinen Teilbereich angeordnet werden. Bevorzugt erstreckt sich das Hologrammelement über mindestens 30%, besonders bevorzugt über mindestens 50%, weiterhin besonders bevorzugt über mindestens 80% der Oberfläche der ersten Scheibe. Damit können sichtbare Übergänge zwischen dem Hologrammelement und einem Abschnitt ohne Hologrammelement im sichtbaren Bereich der Scheibe vermieden werden. Besonders bevorzugt wird das Hologrammelement so angeordnet, dass die umlaufende Kante des Hologrammelements im Bereich eines opaken Abdeckdrucks angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass der opake Abdeckdruck den Übergang vom Hologrammelement zur Sperrfolie oder der umgebenden Schicht verdeckt. Der Abdeckdruck befindet sich üblicherweise im Randbereich der Scheibe und verdeckt den Blick auf Anbauteile oder Verklebungen. Windschutzscheiben weisen typischerweise einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck aus einer opaken Emaille auf, der insbesondere dazu dient, den zum Einbau der Scheibe verwendeten Kleber vor UV-Strahlung zu schützen und optisch zu verdecken. Dieser periphere Abdeckdruck wird bevorzugt dazu verwendet, auch die umlaufende Kante des Hologrammelements zu verdecken. Bevorzugt weist sowohl die Außenscheibe als auch die Innenscheibe einen Abdeckdruck auf, so dass die Durchsicht im Randbereich von beiden Seiten gehindert wird.
Das Hologrammelement kann auch Aussparungen oder Löcher aufweisen, etwa im Bereich sogenannter Sensorfenster oder Kamerafenster. Diese Bereiche sind dafür vorgesehen, mit Sensoren oder Kameras ausgestattet zu werden, deren Funktion durch ein Hologrammelement im Strahlengang beeinträchtigt werden könnte.
Das Hologrammelement (oder die Gesamtheit der Hologrammelemente) ist bevorzugt über die gesamte Breite und die gesamte Höhe der Verbundscheibe angeordnet, abzüglich eines umlaufenden Randbereichs mit einer Breite von beispielsweise 5 mm bis 50 mm. Das Hologrammelement ist so innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht eingekapselt und vor Kontakt mit der umgebenden Atmosphäre und Korrosion geschützt. Die Breite des umlaufenden Randbereichs kann konstant sein oder entlang des Rahmens variieren.
Die erste und die zweite Scheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Alumino- Sililat-Glas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Scheiben können klar sein, oder auch getönt oder gefärbt. Windschutzscheiben müssen dabei im zentralen Sichtbereich eine ausreichende Lichttransmission aufweisen, bevorzugt mindestens 70% im Haupt-Durchsichtbereich A gemäß ECE-R43. Die erste und die zweite Scheibe sind bevorzugt gebogen, das heißt sie weisen eine Krümmung auf. Die erste Scheibe und/oder die zweite Scheibe können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen.
Die Dicke der ersten und der zweiten Scheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die erste und die zweite Scheibe weisen bevorzugt Dicken von 0,5 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm auf.
Die Verbundscheibe kann beispielsweise die Windschutzscheibe oder die Dachscheibe eines Fahrzeugs oder eine andere Fahrzeugverglasung sein, beispielsweise eine Trennscheibe in einem Fahrzeug, bevorzugt in einem Schienenfahrzeug oder einem Bus. Alternativ kann die Verbundscheibe eine Architekturverglasung, beispielsweise in einer Außenfassade eines Gebäudes oder eine Trennscheibe im Innern eines Gebäudes sein.
Die bereits bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemachten Ausführungen bezüglich der aus dem Verfahren hervorgehenden Verbundscheibe, gelten selbstverständlich auch für die Scheibe selbst und umgekehrt.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Projektionsanordnung zur Darstellung von Informationen für einen Betrachter, mindestens umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und einen Projektor, der von innen auf das Hologrammelement gerichtet ist. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist dabei wie oben beschrieben ausgebildet.
Der Projektor sendet Licht mit Wellenlängen aus, auf die das Hologramm in dem Hologrammelement anspricht. Laserprojektoren sind bevorzugt, da sich hiermit sehr diskrete Wellenlängen erzielen lassen.
Die Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Verbundscheibe beziehen sich auch auf die Projektionsanordnung,
Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit Hologramm als Innenverglasung oder Außenverglasung in einem Fahrzeug oder einem Gebäude. Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Windschutzscheibe eines Fahrzeugs.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt einer Ausführungsform einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundscheibe,
Figur 2 einen Querschnitt einer Ausführungsform einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundscheibe,
Figur 3 einen Querschnitt einer Ausführungsform einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundscheibe,
Figur 4 einen Querschnitt einer Ausführungsform einer Verbundscheibe mit Lufteinschlüssen,
Figur 5 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Windschutzscheibe,
Figur 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur ? einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 101 ,
Figur 8 eine schematische Draufsicht auf eine Zwischenstufe des Verfahrens.
Figur 1 zeigt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die Verbundscheibe 100 umfasst eine erste Scheibe 1 , eine zweite Scheibe 2, eine thermoplastische Zwischenschicht 3 und ein Hologrammelement 5. In Figur 5 ist eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe 100 gezeigt. In Figur 1 ist ein möglicher Querschnitt durch eine Verbundscheibe gemäß Figur 5 entlang der Schnittlinie B-B‘ gezeigt. Die Verbundscheibe 100 kann beispielsweise eine Windschutzscheibe sein. Dabei ist die erste Scheibe 1 die Innenscheibe und die zweite Scheibe 2 die Außenscheibe. Die Außenscheibe besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 2,1 mm dick. Die Innenscheibe 1 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 1 ,6 mm dick. In dem Querschnitt ist ein Schwarzdruck 18 gezeigt, der auf der Innenseite II der Außenscheibe 2 angeordnet ist und der so den Blick auf die umlaufende Kante 8 des Hologrammelements 5 verdeckt.
Die erste Scheibe 1 und die zweite Scheibe 2 sind über die thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander verbunden. Zwischen der thermoplastischen Zwischenschicht 3 und der ersten Scheibe 1 ist ein Hologrammelement 5 angeordnet, das ebenfalls über die thermoplastische Zwischenschicht 3 an der zweiten Scheibe 2 angebunden ist. Das Hologrammelement 5 ist auf der Außenfläche III der ersten Scheibe 1 angeordnet. Das Hologrammelement 5 ist unmittelbar auf der Außenfläche III angeordnet ohne eine separate Trägerfolie oder eine Verbindungsfolie, sodass das Hologrammelement 5 durch den auf der Seite der ersten Scheibe angeordneten Betrachter störungsfrei wahrnehmbar ist. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 überragt das Hologrammelement 5 entlang der gesamten umlaufenden Kante 8 des Hologrammelements. Da die thermoplastische Zwischenschicht 3 allseitig einen Überstand über das Hologrammelement 5 aufweist, reicht das Hologrammelement 5 nicht bis zur Scheibenkante. Da die thermoplastische Zwischenschicht 3 den Bereich bis zur Scheibenkante ausfüllt, ist das Hologrammelement 5 abgedichtet und gegenüber Feuchtigkeit oder korrosiven Substanzen geschützt.
Die thermoplastische Zwischenschicht 3 umfasst eine thermoplastische Folie mit einer Dicke von 0,76 mm und enthält beispielsweise 78 Gew.-% Polyvinylbutyral (PVB) und 20 Gew.-% Triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate) als Weichmacher. Das Hologrammelement 5 enthält Dichromat-Gelatine und hat eine Dicke von 10 pm bis 45 pm, beispielsweise von 20 pm. Aufgrund der geringen Dicke treten bei der Laminierung entlang der umlaufenden Kante 8 des Hologrammelements keine Lufteinschlüsse auf. Bei dickeren Hologrammelementen werden häufiger Probleme mit Lufteinschlüssen 30 beobachtet, wie dies in Figur 4 schematisch gezeigt ist.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die Verbundscheibe 100 in Figur 2 unterscheidet sich von der in Figur 1 gezeigten Verbundscheibe durch das Hologrammelement 5 und eine zusätzliche Sperrfolie 6. Das Hologrammelement 5 hat eine umlaufende Kante 8. Entlang der umlaufenden Kante 8 des Hologrammelementes ist eine Sperrfolie 6 angeordnet, die die umlaufende Kante 8 umschließt. Da die umlaufende Kante 8 des Hologrammelementes 5 vollständig von der Sperrfolie 6 umschlossen wird, wird das Hologrammelement 5 effektiv vor Feuchtigkeit oder Reinigungsmitteln oder anderen Substanzen geschützt, die mit der Scheibenkante der Verbundscheibe in Berührung kommen. Das Hologrammelement 5 enthält Silberbromid in einer Gelatine-Matrix und hat eine Dicke von etwa 100 pm. Da das Hologrammelement eine Dicke von mehr als 50 pm hat, ist die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von Lufteinschlüssen 30 (siehe Figur 4) relativ groß. Um dies zu unterbinden, wird eine Sperrfolie 6 in Form eines umlaufenden Rahmens 12 in derselben Ebene wie das Hologrammelement 5 auf der ersten Scheibe 1 angeordnet. Somit wird ein Dickenunterschied zwischen dem Bereich mit dem Hologrammelement 5 und dem umgebenden Bereich vermieden, was zu weniger Spannungen in der Verbundscheibe führt. Die Sperrfolie 6 besteht zum Beispiel aus zwei flächig übereinander gelegten Rahmen 12 aus PVB mit einem Weichmacheranteil von höchstens 0,5 Gew.-%. Die Sperrfolie 6 hat eine Dicke von 100 pm und besteht aus zwei übereinandergelegten Folienrahmen mit einer Dicke von je 50 pm. Die Sperrfolie 6 aus PVB hat eine ausgezeichnete Haftung zur ersten Scheibe 1 und zur thermoplastischen Zwischenschicht 3, die ebenfalls aus PVB besteht. Daher ist die Verbundscheibe ausgezeichnet stabil und alterungsbeständig.
Die Sperrfolie 6 hat einen Ausschnitt 17, der vollständig von dem Hologrammelement 5 ausgefüllt ist, das heißt die Sperrfolie steht in unmittelbarem Kontakt zum Hologrammelement 5 entlang der umlaufenden Kante 8. Die Sperrfolie 6 zeigt keinerlei Überlappung mit der Oberfläche des Hologrammelements 5, sondern ermöglicht durch die unmittelbare Kontaktierung der Seitenkanten eine gezielte selektive Kantenabdichtung. Als Oberfläche des Hologrammelements wird in diesem Sinne die im Wesentlichen parallel zu den Scheiben 1 ,2 verlaufende Fläche des Hologrammelements 5 bezeichnet, während die Kanten einen im wesentlichen orthogonalen Verlauf zu den Scheiben 1 ,2 zeigen.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Verbundscheibe 100. Der Aufbau der Verbundscheibe hinsichtlich der thermoplastischen Zwischenschicht 3 und der ersten und zweiten Scheibe ist der gleiche wie für Figuren 1 und 2 beschrieben. Das Hologrammelement 5 enthält in diesem Fall ein Photopolymer, in dem das Hologramm aufgezeichnet ist. Das Hologrammelement 5 ist wie zuvor beschrieben von einer rahmenförmigen Sperrfolie 6 umgeben, die in derselben Ebene wie das Hologrammelement angeordnet ist. Das Hologrammelement 5 und die Sperrfolie 6 haben etwa die gleiche Dicke, zum Beispiel 75 pm. Zwischen dem Hologrammelement 5 und der thermoplastischen Zwischenschicht 3 ist eine Deckfolie 11 angeordnet. Die Deckfolie 11 dient als Diffusionsbarriere für Weichmacher oder andere Substanzen, die aus der thermoplastischen Zwischenschicht 3 in das Hologrammelement 5 diffundieren könnten und dort die optische Qualität eines Hologramms beeinträchtigen. Die Deckfolie 11 besteht hier beispielsweise im Wesentlichen aus PET, das heißt zu mindestens 97 Gew.-% und enthält keine Weichmacher. Zwischen der Deckfolie 11 und dem Hologrammelement 5 ist eine Klebstoffschicht 10 aus einem transparenten optischen Kleber (OCA) angeordnet. Die Klebstoffschicht 10 verbessert die Haftung zwischen dem Hologrammelement 5 und der Deckfolie 11. So wird eine Delamination zwischen diesen Schichten verhindert.
Die Sperrfolie 6 ist in Figur 3 zweiteilig ausgeführt, das heißt sie besteht aus einem inneren Rahmen 12.1 und einem äußeren Rahmen 12.2. Der innere Rahmen 12.1 ist dabei direkt angrenzend an die umlaufende Kante 8 des Hologrammelements 5 angeordnet. Der äußere Rahmen 12.2 schließt direkt an den inneren Rahmen 12.1 an, sodass es keine Lücke zwischen den Rahmen gibt. Der innere Rahmen 12.1 ist in diesem Fall eine Polyamidfolie ohne Weichmacher. Der innere Rahmen unterbindet eine Diffusion von Weichmacher aus der darüber liegenden thermoplastischen Zwischenschicht 3 über das Rahmenmaterial in das Hologrammelement 5. Der äußere Rahmen 12.2 besteht aus PVB mit höchstens 0,5 Gew-% Weichmacher. Der äußere Rahmen 12.2 sorgt für eine optimale Verklebung im Randbereich, da das PVB an der ersten Scheibe 1 besonders gut haftet. Somit unterscheidet sich die Materialzusammensetzung des inneren Rahmens und des äußeren Rahmens in den massenmäßigen Hauptbestandteilen. Die Diffusion von chemischer Verbindungen von dem äußeren Rahmen 12.2 zum Hologrammelement 5 wird vollständig oder nahezu vollständig durch den inneren Rahmen 12.1 unterbunden. Die Dicke von innerem Rahmen und äußerem Rahmen sind bevorzugt etwa gleich.
Figur 4 zeigt eine Verbundscheibe 100 mit einem ähnlichen Aufbau wie in Figur 1. Im Unterschied zu der Ausführung in Figur 1 hat das Hologrammelement eine Dicke von 100 pm. Ohne einen zusätzlichen Rahmen treten bei der Lamination Lufteinschlüsse 30 im Bereich der umlaufenden Kante 8 des Hologrammelements 5 auf. Die beeinträchtigt die Optik der Verbundscheibe und verringert die Stabilität der Scheibe.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe 100. Die Verbundscheibe ist als Windschutzscheibe ausgeführt. Die Windschutzscheibe umfasst eine trapezförmige Verbundscheibe 100 mit einer ersten Scheibe 1 als Innenscheibe und einer zweiten Scheibe 2 als Außenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. Die Windschutzscheibe weist eine in Einbaulage dem Dach zugewandte Oberkante D und eine in Einbaulage dem Motorraum zugewandte Unterkante M auf. Der Querschnitt der Verbundscheibe 100 ist im Detail in verschiedenen Ausführungsformen in den Figuren 1 bis 3 gezeigt. Der Randbereich der Verbundscheibe wird von einem umlaufenden Schwarzdruck 18 (umlaufender peripherer Abdeckdruck) verdeckt, der zumindest auf der Innenseite II der Außenscheibe aufgebracht ist. Der Schwarzdruck 18 wird durch Aufdrucken einer opaken Emaille auf der innenraumseitigen Oberfläche II (in Einbaulage dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt) der zweiten Scheibe 2 ausgebildet. Auf der Innenseite IV der ersten Scheibe 1 kann optional ebenfalls ein Schwarzdruck 18 aufgebracht werden. Die umlaufende Kante 8 des Hologrammelementes 5 liegt im Bereich des Schwarzdrucks 18, so dass diese bei Betrachtung der Verbundscheibe von außen nicht erkennbar ist. Der Abstand des Hologrammelements 5 zur umlaufenden Kante der Scheibe ist somit kleiner als die Breite des Schwarzdrucks 18.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Verbundscheibe 100, wie sie zum Beispiel in Figur 2 gezeigt ist. Dabei werden in Schritt (a) (nicht gezeigt) die erste Scheibe 1 und die zweite Scheibe 2 bereitgestellt. In Schritt (b) (in der Figur Stufen A und B) wird ein Maskierungsstreifen 4 auf der Außenfläche III der ersten Scheibe 1 angeordnet, sodass der Maskierungsstreifen 4 einen Ausschnitt 7 für ein Hologrammelement 5 begrenzt. Der Maskierungsstreifen 4 ist ein Klebeband und umrahmt vollständig den Ausschnitt 7, der für das Hologrammelement 5 vorgesehen ist und gibt somit die Abmessungen des Hologrammelements 5 vor. In Figur 8 ist eine schematische Draufsicht auf die in Figur 6 (A) gezeigte Zwischenstufe dargestellt am Beispiel einer rechteckigen Scheibe. Dort ist sichtbar, dass das Klebeband 4 bis an die Scheibenkante reicht. Die Darstellung in Figur 6 (A) ist entsprechend ein Querschnitt entlang der Schnittlinie C - C‘. Der Ausschnitt 7 wird zur Vorbereitung für den folgenden Schritt mit einem Plasma vorbehandelt, um die Oberfläche zu aktivieren für den Auftrag des photosensitiven Materials (nicht dargestellt).
Anschließend wird als photosensitives Material eine Lösung von Dichromat-Gelatine in dem durch das Klebeband 4 begrenzten Ausschnitt 7 aufgebracht. Das photosensitive Material wird vollflächig auf der gesamten Außenfläche III der ersten Scheibe 1 aufgebracht und wird auch auf dem Klebeband appliziert, da dies verfahrenstechnisch einfacher ist. Das photosensitive Material wird in einem Vorhangbeschichtungsverfahren in einer gleichmäßigen Schichtdicke aufgetragen. Anschließend wird das photosensitive Material getrocknet, was unter Umgebungsbedingungen (25 °C) passieren kann. Das Ergebnis dieser Zwischenstufe ist in Stufe (B) dargestellt.
Der Übergang von Stufe (B) zu Stufe (C) ist durch zwei Pfeile dargestellt. Dabei wird zunächst mit einem Messer 22 die Kontur des Ausschnitts 7 entlang des Klebebands 4 abgefahren. Dies erleichtert das Ablösen des Klebebands 4 und führt zu einer gleichmäßigen umlaufenden Kante 8 des Hologrammelements 5. Dann wird das Klebeband 4 von der Innenfläche III der ersten Scheibe 1 entfernt, sodass eine umlaufende Kante 8 des Hologrammelements 5 aus photosensitivem Material freiliegt. Somit ist umlaufend um das Hologrammelement 5 ein Rahmenbereich gebildet, in dem kein photosensitives Material angeordnet ist. Das Hologrammelement 5 reicht somit nicht bis zur Scheibenkante und ist in der fertigen Verbundscheibe 100 vor Feuchtigkeit oder Reinigungsmitteln geschützt, mit denen die Scheibenkante in Berührung kommen kann. Der Schritt des Ausschneidens und Ablösens des Klebebands kann alternativ später nach der Belichtung vorgenommen werden. In dem Hologrammelement wird anschließend durch Belichten des photosensitiven Materials des Hologrammelements mindestens ein Hologramm erzeugt. Dies wird mit einem Laser gemacht und ist dargestellt durch den zweiten Pfeil. Die Belichtung vor dem Laminieren hat den Vorteil, dass das Hologrammelement nicht mehr lichtempfindlich ist. Nach der Belichtung wird bevorzugt ein Waschvorgang durchgeführt, bei dem man durch Tauchen der Scheibe in verschiedene Waschlösungen aus der Dichromatgelatineschicht lösliche Bestandteile entfernt. Diese Nachbehandlung ist bekannt für photosensitive Schichten aus Dichromatgelatine oder mit Silberhalogeniden. Abschließend wird die Scheibe bei etwas erhöhter Temperatur (50°C - 120°C) getrocknet. Somit gelangt man zur in Figur 6 dargestellten Zwischenstufe (C).
Von der Zwischenstufe (C) führen zwei Wege zur Zwischenstufe (D), dargestellt durch unterschiedliche Pfeile. Der linke Pfeil zeigt, wie eine Sperrfolie 6 in Form eines Rahmens auf die erste Scheibe aufgebracht wird und anschließend die thermoplastische Zwischenschicht 3 auf das Hologrammelement 5 und die Sperrfolie 6 aufgelegt wird. Der rechte Pfeil zeigt, wie die Sperrfolie 6 zusammen mit der thermoplastischen Zwischenschicht 3 in Form eines Vorverbunds auf die Scheibe aufgelegt.
In beiden Fällen (beide Pfeile) wird eine Sperrfolie 6 in Form eines umlaufenden Rahmens direkt angrenzend an die umlaufende Kante 8 des Hologrammelements 5 angeordnet. Der umlaufende Rahmen umrahmt dabei vollständig ohne Unterbrechung das Hologrammelement. Die Dicke der Sperrfolie 6 entspricht etwa der Dicke des Hologrammelements 5. So können Lufteinschlüsse 30 im Bereich der umlaufenden Kante 8 des Hologrammelements bei der Lamination mit der thermoplastischen Zwischenschicht 3 vermieden werden. Die Sperrfolie 6 weist einen Ausschnitt 17 auf, dessen Abmessungen den Abmessungen des Ausschnitts 7 entspricht, der von dem Klebeband 4 vorgegeben wurde. Die Sperrfolie 6 ist als zusammenhängende Folie ausgeführt, zum Beispiel als vorgefertigter PET-Rahmen. Bevorzugt ist die zur Oberfläche III der ersten Scheibe 1 weisende Oberfläche des PET-Rahmens 6 mit einer dünnen Klebeschicht bestrichen, sodass eine gute Haftung zur ersten Scheibe 1 sichergestellt ist und während des Laminierens ein Verrutschen des PET- Rahmens 6 verhindert wird. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn zunächst die Sperrfolie 6 auf die erste Scheibe 1 aufgelegt wird und anschließend die thermoplastische Zwischenschicht 3 aufgelegt wird.
Bei der durch den rechten Pfeil dargestellten Variante wird die Sperrfolie 6 zunächst mit der thermoplastischen Zwischenschicht 3 zu einem Vorverbund verbunden und dann der Vorverbund auf die erste Scheibe 1 mit dem Hologrammelement 5 gelegt. Dadurch, dass die thermoplastische Zwischenschicht 3 und die Sperrfolie 6 als Vorverbund eingesetzt werden, behält die Sperrfolie 6 ihre Eigenstabilität. Insbesondere bei großflächigen Hologrammelementen 5 stellt die in ihrer Größe an das Hologrammelement 5 angepasste Sperrfolie 6 einen instabilen Rahmen dar, der jedoch passgenau aufgebracht werden muss, um ein Verrutschen im Schichtstapel zu verhindern. Zusätzlich dazu treten bei Verwendung einer einzelnen Sperrfolie elektrostatische Effekte auf, die die Handhabung weiter erschweren.
In der Zwischenstufe (D) in Figur 6 ist ein Schichtstapel dargestellt, auf den nun die zweite Scheibe 2 aufgelegt wird und dieser Schichtstapel in einem Laminationsverfahren zur Verbundscheibe 100 laminiert wird.
Das Verfahren bietet somit eine Möglichkeit zur einfachen Herstellung einer Verbundscheibe mit einem Hologramm, das vor dem Eindringen von Feuchtigkeit oder Reinigungssubstanzen geschützt ist. Zudem erzeugt das Verfahren eine saubere umlaufende Kante des Hologrammelements, das dank der Sperrfolie versiegelt ist.
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 101. Die Projektionsanordnung 101 umfasst eine Verbundscheibe 100 gemäß einer in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform und einen Projektor 19. Der Projektor 19 ist in einem Innenraum angeordnet. Der Strahlengang für von einem Projektor ausgehendes Licht ist in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 21 versehen. Das von dem Projektor 19 ausgehende Licht trifft auf das Hologrammelement 5 und aktiviert das Hologramm. Das vom Projektor 19 abgestrahlte Licht wird von dem Hologrammelement 5 reflektiert, so dass die Hologramme von einem Betrachter 20 als virtuelle oder reale Bilder auf der von ihm abgewandten Seite der Verbundscheibe 100 wahrgenommen werden, wenn sich seine Augen innerhalb der sogenannten Eyebox E befinden.
Bezugszeichenliste:
1 erste Scheibe
2 zweite Scheibe
3 thermoplastische Zwischenschicht
4 Maskierungsstreifen
5 Hologrammelement
6 Sperrfolie
7 Ausschnitt begrenzt durch den Maskierungsstreifen
8 umlaufende Kante des Hologrammelements
10 Klebstoffschicht
11 Deckfolie
12 umlaufender Rahmen
12.1 innerer Rahmen
12.2 äußerer Rahmen
15 photosensitives Material
17 Ausschnitt in der Sperrfolie
18 Schwarzdruck
19 Projektor
20 Fahrzeugführer, Betrachter
21 Strahlengang für von einem Projektor ausgehendes Licht
22 Schneidwerkzeug
I Außenfläche der zweiten Scheibe 2
II Innenfläche der zweiten Scheibe 2
III Außenfläche der ersten Scheibe 1
IV Innenfläche der ersten Scheibe 1
30 Luft, die eingeschlossen ist
100 Verbundscheibe
101 Projektionsanordnung
BB‘ Schnittlinien
S Sichtfeld B
M Motorkante
D Dachkante
E Eyebox

Claims

28
Patentansprüche Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) mit einem Hologramm, mindestens umfassend die Schritte: a) Bereitstellung einer ersten Scheibe (1) und einer zweiten Scheibe (2), b) - Anordnen eines Maskierungsstreifens (4) auf einer Oberfläche (III) der ersten Scheibe (1), sodass der Maskierungsstreifen (4) einen Ausschnitt (7) für ein Hologrammelement (5) begrenzt,
- Aufbringen eines photosensitiven Materials (15) als Hologrammelement (5) mindestens in dem von dem Maskierungsstreifen (4) begrenzten Ausschnitt (7), c) Entfernen des Maskierungsstreifens
(4), sodass eine umlaufende Kante (8) des Hologrammelements (5) freiliegt, d) Erzeugen mindestens eines Hologramms durch Belichten des Hologrammelements (5), e) Bilden eines Schichtstapels aus der ersten Scheibe (1), einer thermoplastischen Zwischenschicht (3) und einer zweiten Scheibe (2), wobei das Hologrammelement (5) zwischen den beiden Scheiben (1 , 2) angeordnet ist, f) Verbinden der ersten Scheibe (1) und der zweiten Scheibe (2) über die thermoplastische Zwischenschicht (3) zu einer Verbundscheibe (100) in einem Laminationsverfahren. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die erste Scheibe (1) mindestens im Ausschnitt (7) für das Hologrammelement (5) mit einem Haftvermittler beschichtet oder durch eine Plasmaaktivierung vorbehandelt wird. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) mit Hologramm nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das photosensitive Material (15) in Schritt (b) durch ein Vorhangbeschichtungsverfahren, ein Sprühverfahren oder ein Rakelverfahren aufgebracht wird, bevorzugt durch ein Vorhangbeschichtungsverfahren oder ein Sprühverfahren. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) mit Hologramm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das photosensitive Material (15) Photopolymere, Silberhalogenide oder Dichromat-Gelatine umfasst.
5. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) mit Hologramm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend den Schritt g) Anordnen einer Sperrfolie (6) in Form eines umlaufenden Rahmens (12) direkt angrenzend an die umlaufende Kante (8) des Hologrammelements (5), wobei Schritt (g) nach Schritt (c) durchgeführt wird.
6. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) mit Hologramm nach Anspruch 5, wobei
- der umlaufende Rahmen (12) aus einem inneren Rahmen (12.1) und einem äußeren Rahmen (12.2) besteht,
- der innere Rahmen (12.1) direkt angrenzend an die umlaufende Kante (8) des Hologrammelements (5) angeordnet wird und der äußere Rahmen (12.2) direkt angrenzend an den inneren Rahmen (12.1) angeordnet wird.
7. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) mit Hologramm nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Sperrfolie (6) und die thermoplastische Zwischenschicht (3) zunächst zu einem Vorverbund verbunden werden und dann die Schritte (e) und (g) gemeinsam durchgeführt werden.
8. Verbundscheibe (100) enthaltend ein Hologramm, mindestens umfassend eine Stapelfolge aus einer erste Scheibe (1), einer thermoplastischen Zwischenschicht (3) und einer zweite Scheibe (2), wobei
- auf einer Oberfläche (III) der ersten Scheibe (1) zumindest abschnittsweise ein Hologrammelement (5) mit einer umlaufenden Kante (8) angeordnet ist,
- die thermoplastische Zwischenschicht (3) allseitig einen Überstand über das Hologrammelement (5) aufweist,
- das Hologrammelement (5) zwischen erster Scheibe (1) und thermoplastischer Zwischenschicht (3) angeordnet ist,
- das Hologrammelement (5) unmittelbar auf der Oberfläche (III) der ersten Scheibe (1) angeordnet ist.
9. Verbundscheibe (100) enthaltend ein Hologramm nach Anspruch 8, wobei zwischen der thermoplastischen Zwischenschicht (3) und der ersten Scheibe (1) eine Sperrfolie (6) mit einem Ausschnitt (17) angeordnet ist, wobei das Hologrammelement (5) in dem Ausschnitt (17) angeordnet ist und wobei die Sperrfolie (6) das Hologrammelement (5) in Form eines umlaufenden Rahmens (12) umgibt und in unmittelbarem Kontakt zur umlaufenden Kante (8) steht. Verbundscheibe (100) enthaltend ein Hologramm nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei zwischen der thermoplastischen Zwischenschicht (3) und dem Hologrammelement (5) eine Deckfolie (11) und zwischen der Deckfolie (11) und dem Hologrammelement (5) eine Klebstoffschicht (10) angeordnet ist. Verbundscheibe (100) enthaltend ein Hologramm nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Sperrfolie (6) zweiteilig ausgeführt ist und aus einem inneren Rahmen (12.1) und einem äußeren Rahmen (12.2) besteht, wobei der innere Rahmen (12.1) direkt angrenzend an die umlaufende Kante (8) des Hologrammelements (5) angeordnet ist. Verbundscheibe (100) enthaltend ein Hologramm nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , wobei die Sperrfolie (6) höchstens 0,5 Gew.-% Weichmacher enthält und die thermoplastische Zwischenschicht mindestens 5 Gew.-%, bevorzugt mindestens 20 Gew.-% Weichmacher enthält. Verbundscheibe (100) enthaltend ein Hologramm nach einem der Ansprüche 8 bis 12 hergestellt in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7. Projektionsanordnung (101) mindestens umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 13 und einen Projektor (19), der auf das Hologrammelement (5) gerichtet ist, wobei der Projektor (19) bevorzugt ein Laserprojektor ist. Verwendung einer Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 13 enthaltend ein Hologramm als Innenverglasung oder Außenverglasung in einem Fahrzeug oder einem Gebäude, insbesondere als Fahrzeugscheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Land, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen und insbesondere als Windschutzscheibe, die als eine Projektionsfläche dient.
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