DE112018004308T5

DE112018004308T5 - Laminat mit gedruckter Sichtbehinderung aufweisend bessere Festigkeit und optische Qualität

Info

Publication number: DE112018004308T5
Application number: DE112018004308.8T
Authority: DE
Inventors: Mario Arturo Mannheim Astete; Charles Stephen Voeltzel; Laura Granados Caro; Andres Fernando Sarmiento Santos; Elena K. Mendoza Carranza
Original assignee: AGP America SA
Current assignee: AGP America SA
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-09-29
Publication date: 2020-05-14
Also published as: WO2019064275A3; CO2017012697A1; US20200290318A1; WO2019064275A2; CN111386192A

Abstract

Die Verwendung von kamerabasierten Systemen wächst schnell in modernen Fahrzeugen. Gleichzeitig werden die Windschutzscheiben, in welchen viele der Kameras montiert werden, größer und komplexer in ihrer Gestalt. Da sich die Industrie auf Fahrzeuge mit einer vollständigen selbsttätigen Fähigkeit bewegt, erhöhen sich sowohl die Anzahl von benötigten Kameras als auch die Auflösung der Kameras. Die optische Qualität der Windschutzscheibe ist jedoch nicht optimal. Eins der Probleme wird von der typischen schwarzen Emailfritte hervorgerufen, welche vor der Erhitzung und dem Biegen auf das Glas gedruckt wird, um die Kamerahardware zu verstecken oder verdecken. Die abrupten thermischen Gradienten während des Biegens, hervorgerufen von der wärmeabsorbierenden schwarzen Fritte, ergeben ein hohes Niveau von Verzerrung im Kamerasichtfeld.Gegenstand dieser Erfindung ist es eine laminierte Fahrzeugverglasung bereitzustellen, aufweisend einen Sichtbehinderungsbereich hergestellt mittels der Schaffung einer Sichtbehinderung, nach der Erhitzung und dem Biegen des Glases, mittels des Druckens der Sichtbehinderung auf einer oder mehreren der Flächen des gebogenen Glases im oder nah am Kamerasichtfeld (Kamerasichtbehinderung) oder/und in den Kanten der Windschutzscheibe (schwarzem Streifen) statt des Druckens und Brennens einer Emailfritte auf dem Glas.Dies ergibt ein Laminat aufweisend eine höhere optische Qualität, eine höhere Festigkeit und eine niedrigere Bruchwahrscheinlichkeit im Vergleich zu einem Laminat mit einer Sichtbehinderung aus schwarzer Emailfritte.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegend offenbarte Erfindung betrifft eine laminierte Fahrzeugverglasung aufweisend eine Kamerasichtbehinderung, welche ein Sichtfeld bereitstellt, aufweisend bessere optische Qualität und Festigkeit, sowie das Verfahren, welches zur Schaffung der genannten Verglasung verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Sichtbehinderungen aus schwarzer Emailfritte werden gewöhnlich auf laminierter und vorgespannter Sicherheitsverglasung von Fahrzeugen gedruckt. Diese Sichtbehinderungen haben vielfache funktionelle und ästhetische Anforderungen. Die Sichtbehinderung muss im Wesentlichen lichtundurchlässig sein. Dies wird benötigt, um zu verhindern, dass der Kleber, welcher zur Montage der Verglasung auf dem Fahrzeug verwendet wird, von außerhalb des Fahrzeugs sichtbar ist und um den Kleber vor den schädlichen Effekten des UV-Lichts zu schützen. Die Sichtbehinderung dient auch für die gleiche Funktion für Bestandteile, welche an der Innenfläche der Verglasung befestigt sind. Auf einer erhitzten und überzogenen Verglasung wird die Sichtbehinderung dazu verwendet, die Kante des Überzugs, der Stromschienen, der Kabel und jeder anderen Elementen, welche das Aussehen des Fahrzeugs beinträchtigen würden, zu verstecken. Die Sichtbehinderung hat auch die zusätzliche ästhetische Anforderung, dass sie eine dunkle schwarze Farbe und ein reflektierendes glänzendes Aussehen hat. Sie muss die Lebensdauer der Verglasung, ohne Verbleichen, Undichtheit, eine Verringerung der Anhaftung oder andere Fehler aushalten.
Die Sichtbehinderungen werden üblicherweise auf der vierten Fläche des Glases im Inneren des Fahrzeugs gedruckt, werden aber auch manchmal oder alternativ auf der zweiten Fläche des Glases gedruckt.
Sichtbehinderungen waren traditionell schwarz. Einer der Gründe dafür stammt von den Begrenzungen, welche von den keramischen Fritten bedingt sind. Es ist schwer Fritten in anderen Farben als schwarz herzustellen, welche die nötige Beständigkeit aufweisen und für welche die Farbe von Gang zu Gang zuverlässig reproduziert werden können. Der andere Grund ist, dass eine schwarze Sichtbehinderung mit jeder Lackfarbe verwendet werden kann.
Schwarze Emailfritten bestehen aus Pigmenten, einem Träger, Bindemitteln und feingemahlenem Glas. Andere Materialien werden auch manchmal hinzugefügt, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern: die Verbrennungstemperatur, Antiklebeeigenschaft, chemische Beständigkeit, usw. Die schwarze Fritte wird auf das Glas unter Verwendung eines Siebdruck- oder Tintenstrahldruckprozess vor der Erwärmung und dem Biegen aufgebracht. Während des Biegeprozesses wird das feingemahlene Glas in der Fritte weich und schmilz mit der Glasfläche. Die Fritte wird sozusagen „verbrannt“, wenn dies erfolgt. Dies ist dem Prozess sehr ähnlich, welcher zum Auftragen von Emailendbehandlungen auf Badarmaturen, Töpferwaren, Porzellan und Haushaltsgeräte verwendet wird.
Metalle und viele andere Arten von Materialien weisen eine endgültige Streckfestigkeit, bei welcher das Material brechen wird. Jedoch kann man mit Glas nur eine Bruchwahrscheinlichkeit für einen gegebenen Spannungswert spezifizieren. Wenn man das Glas bei der Molekularebene betrachtet, würden man erwarten, dass die Festigkeit sehr hoch ist. Was man tatsächlich in der praktischen Tätigkeit beobachtet, ist, dass das Glas eine sehr hohe Druckfestigkeit aufweist, wie erwartet, aber eine sehr niedrige Zugfestigkeit.
Für einen gegebenen Satz von Glasprobestücken, mit identischer Ladung, kann der Bruchpunt auf den ersten Blick als eine Zufallsvariable scheinen. In der Tat folgt die Streckgrenze eine Weibull-Verteilung und die Bruchwahrscheinlichkeit kann in Abhängigkeit der Spannung, der Dauer, des Oberflächenbereichs, der Oberflächenfehler und dem Modul des Glases berechnet werden.
Mit bloßem Auge scheint das Floatglas fast perfekt zu sein. Jeder Fehler, welcher vorhanden sein kann, ist so klein, dass es unsichtbar ist. Aber tatsächlich auf mikroskopischer Ebene scheint die Fläche rau zu sein und es kann beobachtet werden, dass sie mit Defekten gesprenkelt ist. Wenn das Glas unter Spannung platziert wird neigen diese Oberflächenfehler dazu, sich zu öffnen und ausdehnen, sodass sie eventuell zu einem Bruch führen. Daher bricht das laminierte Fahrzeugglas fast immer unter Spannung. Sogar wenn es nicht unter Spannung ist reagieren die Oberflächenfehler mit der Feuchtigkeit in der Umgebung und „wachsen“ langsam im Laufe der Zeit. Dieses Phänomen ist als langsames Risswachstum bekannt. Als Ergebnis wird das Glas schwächer während es altert.
Eine gebrannte schwarze Fritte erhöht die Oberflächenfehler. Dies kann beobachtet werden, wenn das schwarze Pigment einer gebrannten schwarzen Sichtbehinderung chemisch gelöst wird. Die Glasfläche wird ein mattes Aussehen aufweisen, ähnlich wie sandgestrahltes oder chemisch geätztes Glas. Das matte Aussehen ist auf die unzähligen Oberflächenfehler zurückzuführen, welche aus dem geschmolzenen Glas stammen. Dies schwächt die Fläche, sodass sich die Bruchwahrscheinlichkeit erhöht. Tests haben gezeigt, dass Glas mit schwarzer Fritte bei einem Spannungsniveau bricht, welches im Wesentlichen niedriger ist als dasjenige des Glases, welches keine schwarze Fritte aufweist.
Ein weiteres Problem entsteht aus den thermischen Gradienten, welche während des Biegeprozesses stattfinden. Wie es zu erwarten ist nimmt die schwarze Fritte mehr Strahlungswärme als das transparente Glas auf. Strahlungswärme ist die vorwiegende Wärmequelle, welche für das Biegen des Glases verwendet wird. Die Glasbereiche mit schwarzer Fritte werden heißer als die benachbarten transparenten Bereiche. Da das Glas ein schlechter Wärmeleiter ist, können sich Gradienten von Zehnern von Grad Celsius über eine kurze Strecke ergeben. Dieser sehr abrupte thermische Gradient auf der Fläche ergibt eine optische Verzerrung und einen hohen Rest entlang der Innenkante des schwarzen Streifens. Dies ist als „Brennlinie“ in der Industrie bekannt. Dies kann oft entlang der Kanten der schwarzen Sichtbehinderung beobachtet werden, welche entlang der Kanten der meisten Windschutzscheiben gefunden wird.
Wie es in 1 gezeigt wird, die Sichtbehinderungen, welche mit glasmontierten Kamerasystemen verwendet werden, werden dazu gezwungen eine „Pufferzone“ 15 zwischen der Kante des Kamerasichtfeldes 16 und der Kante der Kamerasichtbehinderung 34, 8 zu bestimmen, um die Brennlinie auszuschließen. Dies ist eine Anpassung, welche aufgrund der Begrenzungen der schwarzen Fritte benötigt wird. Das Ideale wäre keine Pufferzone 15 aufzuweisen, da die größere Sichtbehinderung das Sichtfeld des Fahrers und das natürliche Licht, welches in das Fahrzeug eindringt, verringert.
Ein Verfahren, welches dazu verwendet wird, sich mit dem Problem der Brennline zu befassen ist die Punktausblendung. Ab der festen Innenkante des schwarzen Lacks werden zunehmend kleinere Punkte auf dem Glas lackiert. Dies ist das gleiche Prinzip, welches im Graustufendruck verwendet wird. Dies verringert die Änderungsrate in der Flächentemperatur, sodass sie über einen breiteren Bereich verteilt wird. Die Punktausblendung hilft auch dabei die Verzerrung zu verstecken. In manchen Teilen ist jedoch sogar eine breite Punktausblendung nicht genug, um die gesamte Verzerrung zu beseitigen. Eine breite Punktausblendung kann auch unmöglich sein, in Abhängigkeit der Größe der Öffnung und der gesetzlichen Anforderungen für die Sicht des Fahrers. Punktausblendungsmuster sind auch unerwünscht, da sie die Herstellungskosten der Verglasung erhöhen.
Ein weiteres Problem ist die Flächenfehlanpassung. Ein Laminat besteht aus mindestens zwei Glasschichten. Die Fritte wird normalerweise nur auf einer der Glasschichten aufgetragen. Dies kann einen leichten Unterschied in der Form der Flächen ergeben. Wenn die zwei Flächen bei der Laminierung zusammengedrückt werden ergibt die Fehlanpassung eine Restspannung im Laminat und optische Verzerrung.
Sogar mit diesen Nachteilen hat sich die Fläche der Windschutzscheibe mit einer Sichtbehinderung aus schwarzer Fritte in den letzten Jahren vergrößert.
Da sich der elektronische Inhalt der modernen Fahrzeuge erhöht hat, hat sich der Bereich der Windschutzscheibe, nah der Mitte oben, in vielen Fahrzeugen zunehmend überfüllt. Früher der Aufgabenkreis nur des Innenspiegels findet man jetzt eine breite Aufstellung von elektronischen Ausrüstungen, welche in dieser Stelle montiert sind.
Die Verwendung von Kameras, welche ein breites Sichtfeld und ein hohes Niveau von optischer Klarheit benötigen, wächst auch schnell mit der Einführung von Fahrzeugen, welche in der Lage sind, unterschiedliche Niveaus von selbsttätigem Betrieb durchzuführen. Die Auflösung der Kameras wächst auch gleich schnell. Diese müssen normalerweise auf der Windschutzscheibe im Scheibenwischerbereich montiert werden. Frühe Anfangsanwendungen waren für die Nachtsicht. Heutzutage werden kamerabasierte Systeme dazu verwendet, eine breite Aufstellung von Sicherheitsfunktionen bereitzustellen, einschließlich der adaptiven Geschwindigkeitsregelung, Hindernis-Erfassung, Warnung beim Abkommen von der Fahrspur und Unterstützung des selbsttätigen Betriebs. Viele dieser Anwendungen benötigen die Verwendung von vielfachen Kameras. Ein transparentes unverzerrtes Sichtfeld, mit minimalem Doppelbild und ausgezeichneter MTF (Modulationsübertragungsfunktion, ein Maß der Güte der Abbildung einer Linse für einen Sensor), ist besonders kritisch für kamerabasierte Systeme, damit sie wie vorgesehen funktionieren. Es ist für diese Systeme wesentlich in der Lage zu sein, schnell Gegenstände zu unterscheiden, Text zu erfassen, das Leitsystem zu identifizieren und mit minimaler Beleuchtung zu funktionieren. Ferner weil die Auflösung der verwendeten Kameras das Bedürfnis eines transparenten verzerrungsfreien Sichtfelds erhöht.
Obwohl Abdeckungen und unterschiedlichen Formgebungsverfahren verwendet werden können, um die Bestandteile und Kabel von innen zu verdecken, ist es auch nötig saubere Linien und eine gute Ästhetik zu halten, wenn das Fahrzeug von außen gesehen wird.
Das Standardverfahren war den Streifen aus schwarzer Emailfritte, auch schwarzer Streifen genannt, zu verlängern, um eine Sichtbehinderung auf der vierten Fläche des Glases mit Öffnungen in der Sichtbehinderung herzustellen, um das nötige Kamerasichtfeld bereitzustellen.
Wenn sich der schwarze Streifen nach unten vom schwarzen Streifen in der Mitte oben erstreckt, um eine Sichtbehinderung auf der zweiten Fläche des Glases oder der vierten Fläche des Glases herzustellen, können die Verzerrung und die Spannung wichtige Probleme werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich die schwarze Fritte zusätzlich von der Kante in den Bereich erstreckt, wo mehr Wärme aufgebracht werden muss, um das Glas zu biegen. Der große Oberflächenbereich der Sichtbehinderung erhöht die Bruchwahrscheinlichkeit aufgrund der Oberflächenfehler und der Spannung, welche von der Fritte eingeführt werden. Dieser ist auch ein kritischer Sichtbereich.
Eine Panorama-Windschutzscheibe ist eine Windschutzscheibe, in welcher die obere Kante des Glases verlängert worden ist, um mindestens einen Teil des Daches zu umfassen, sodass dem Fahrer ein verlängertes vertikales Sichtfeld bereitgestellt wird, wie in 2 gezeigt wird. Im Fall einer Panorama-Windschutzscheibe ist das Problem sogar ausgeprägter, da sich die Sichtbehinderung aus schwarzem Streifen 32, 8 erstreckt, oder sich mehrere cm von der oberen Kante entfernt befindet. Dieser ist der schwächste Punkt der Windschutzscheibe. Hier ist auch wo die höchsten Temperaturen benötigt werden, um das Glas zu biegen, was sogar höhere thermische Gradienten und Verzerrung ergibt.
Nachdem der Nachteil der Verwendung einer schwarzen Emailfritte, um eine Sichtbehinderung herzustellen, geprüft wurde, besonders im Bereich, welcher für Kameras auf der Windschutzscheibe verwendet wird, kann man einsehen, dass es wünschenswert wäre eine Windschutzscheibe herzustellen, welche nicht die Begrenzungen aufweist, die sich von einer Sichtbehinderung aus schwarzer Emailfritte ergeben.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine laminierte Fahrzeugverglasung mit mindestens einer Sichtbehinderung, welche mittels der Schaffung einer Sichtbehinderung hergestellt wird, nach der Erhitzung und des Biegens des Glases, mittels des Druckens der Sichtbehinderung auf einer oder mehreren der Flächen des gebogenen Glases im oder nah am Kamerasichtfeld (Kamerasichtbehinderung) oder/und in den Kanten der Windschutzscheibe (schwarzem Streifen) statt des Druckens mit einer Fritte vor dem Erhitzen und Biegen und des Brennens der schwarzen Emailfritte auf dem Glas während des Biegeprozesses. Unterschiedliche Tinten organischer Basis sind im Handel verfügbar und werden gewöhnlich für Glas verwendet, welches nicht mit einem gebrannten schwarzen Email gedruckt werden kann, wie überzogenes Glas oder Glas, welches nach dem Biegen chemisch vorgespannt oder anders behandelt werden muss. Jedes zweckmäßige Verfahren, welches in der Technik bekannt ist, kann dazu verwendet werden, die Tinte auf die Glasfläche aufzutragen. Eine typische Anwendung wäre das Auftragen auf mindestens die vierte Fläche des Glases, obwohl jede andere Glasfläche außer der ersten Fläche des Glases verwendet werden kann, zusätzlich zu oder statt der ersten Fläche des Glases. Die erste Fläche des Glases wird im Allgemeinen nicht verwendet, da der Kontakt mit den Wischerblättern sowohl für die Sichtbehinderung als auch für die Wischerblätter nachteilig ist.
Auf diese Weise hergestellte Laminate sind fester und weisen eine bessere optische Qualität auf, besonders in den Bereichen des Laminats, welche von den Kameras verwendet werden.
Vorteile

1. Erstklassige Optik.
2. Fritten induzierte Oberflächenfehler werden beseitigt.
3. Die von der ungleichmäßigen Erhitzung der Fritte hervorgerufene Restspannung wird beseitigt.
4. Die von der oberflächlichen Fehlanpassung hervorgerufene Restspannung aufgrund der Fritte wird beseitigt.
5. Niedrige Verzerrung, vergleichbar zum gewöhnlichen transparenten Glas.
6. Geringes Doppelbild, vergleichbar zum gewöhnlichen transparenten Glas.
7. Niedrigere Bruchwahrscheinlichkeit.
8. Höhere Leistung während des Biegens aufgrund der Beseitigung der ungleichmäßigen Erhitzung.
9. Höhere Leistungen bei der Laminierung aufgrund der höheren Festigkeit, niedrigerer Restspannung und weniger oberflächlichen Fehlanpassung.

Figurenliste

1A zeigt eine Kamerasichtbehinderung mit „Brennlinien“-Puffer.
1B zeigt eine Kamerasichtbehinderung ohne Brennlinien-Puffer.
2 zeigt eine isometrische Ansicht einer Panorama-Windschutzscheibe mit Kamerasichtbehinderung und schwarzem Streifen.
3A zeigt einen Querschnitt eines Laminats mit einer einzigen Kunststoffschicht
3B zeigt einen Querschnitt eines Laminats mit zwei Kunststoffschichten mit Filmschicht
4 zeigt eine isometrische Ansicht einer Windschutzscheibe mit einem Spalt zwischen der Kamerasichtbehinderung und dem schwarzen Streifen.
5A zeigt eine Vorderansicht einer Windschutzscheibe mit einem Spalt zwischen der Kamerasichtbehinderung und dem schwarzen Streifen.
5B zeigt ein Detail einer Kamerasichtbehinderung, welches schwarze und transparente Teile zeigt.
6A zeigt ein Doppelbild ohne Korrektur.
6B zeigt ein Doppelbild mit keilförmiger/geformter Zwischenschichtkorrektur.
7A zeigt ein Laminat mit gewöhnlicher Kunststoffzwischenschicht.
7B zeigt ein Laminat mit einer gewöhnlichen Kunststoffzwischenschicht und einer keilförmigen/geformten Kunststoffzwischenschicht.
7C zeigt ein Laminat mit zwei keilförmigen/geformten Kunststoffzwischenschichten.
8 zeigt eine isometrische Ansicht einer Windschutzscheibe mit Kamerasichtbehinderung, welche sich mit dem schwarzen Streifen überlappt

Bezugszeichenliste

3: Keilförmige Zwischenschicht
4: Kunststoffbindungszwischenschicht
8: Sichtbehinderung
15: Puffer
16: Sichtfeld
17: Film
32: Schwarzer Streifen
34: Kamerasichtbehinderung
40: Doppelbildwinkel
41: Beobachtungspunkt
42: Einfallender Strahl
43: Primärbild
44: Sekundärbild
45: Keilwinkel
46: Einfallwinkel
52: Abweichungswinkel
56: Neigungswinkel
101: Erste Fläche des Glases
102: Zweite Fläche des Glases
103: Dritte Fläche des Glases
104: Vierte Fläche des Glases
201: Außenschicht
202: Innenschicht

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung beseitigt die Nachteile, welche mit den Sichtbehinderungen aus gebrannter schwarzer Fritte des Stands der Technik assoziiert sind, indem sie das alternative Verfahren der Erfindung verwendet, um die Sichtbehinderung für das Kamerasichtfeld bereitzustellen, nachdem das Glas erhitzt und mittels Biegen zu ihrer Gestalt gebracht wird. Die Beseitigung der schwarzen Fritte vom Glas während des Biegeprozesses erlaubt eine gleichmäßigere Wärmeverteilung durch den Teil während des Biegens, was die Restspannungen und die assoziierte oberflächliche Fehlanpassung, Krümmung und Verzerrung, welche durch die thermischen Gradienten hervorgerufen werden, verringert.
Das laminierte Sicherheitsglas wird mittels des Zusammenbindens zweier Platten aus vergütetem Glas hergestellt, unter Verwendung einer dünnen Platte aus einer transparenten thermoplastischen Bindungszwischenschicht. Vergütetes Glas ist Glas, das langsam von der Biegetemperatur über den Glasübergangsbereich runtergekühlt worden ist. Dieser Prozess lindert jeden restlichen Stress im Glas aus dem Biegeprozess. Das vergütete Glas bricht in große Scherben mit scharfen Rändern. Wenn das laminierte Glas bricht, werden die Scherben des gebrochenen Glases zusammengehalten, wie die Teile eines Puzzles, mittels der Kunststoffschicht, indem sie dabei hilft die strukturelle Integrität des Glases aufrechtzuerhalten. Ein Fahrzeug mit einer gebrochenen Windschutzscheibe kann immer noch betrieben werden. Die Kunststoffbindungszwischenschicht hilft auch dabei das Durchdringen vonseiten von Gegenständen, welche von außen das Laminat schlagen, zu verhindern und im Falle eines Unfalls wird die Insassenzurückhaltung verbessert.
In den Zeichnungen und der Beschreibung wird die folgende Terminologie verwendet, um die Ausbildung einer laminierten Verglasung zu beschreiben. Typische Querschnitte von laminierten Fahrzeugverglasungen werden in 3A und 3B dargestellt. Ein Laminat besteht aus zwei Glasschichten, die äußere Schicht oder Außenschicht 201, und die innere Schicht oder Innenschicht 202, welche mittels einer Kunststoffbindungszwischenschicht 4 permanent zusammengebunden sind. Die Glasfläche, welche außerhalb des Fahrzeugs liegt, wird als erste Fläche des Glases 101 bezeichnet. Die gegenüberliegende Fläche der Außenschicht ist die zweite Fläche des Glases 102. Die Glasfläche, welche auf der Innenseite des Fahrzeugs liegt, wird als vierte Fläche des Glases 104 bezeichnet. Die gegenüberliegende Fläche der Innenschicht ist die dritte Fläche des Glases 103. Die zweite Fläche des Glases 102 und die dritte Fläche des Glases 103 sind mittels der Kunststoffbindungszwischenschicht 4 zusammengebunden. Eine Sichtbehinderung 8 kann auch auf dem Glas aufgebracht werden. Sichtbehinderungen bestehen gewöhnlich aus schwarzer Emailfritte, gedruckt auf entweder der zweiten Fläche des Glases 102 oder der vierten Fläche des Glases 104 oder auf Beiden. Das Laminat kann einen Überzug (nicht gezeigt) auf einer oder mehreren der Flächen aufweisen. Das Laminat kann auch einen Film 17 umfassen, welcher zwischen mindestens zwei Kunststoffbindungszwischenschichten 4 laminiert ist.
Die Kunststoffbindungszwischenschicht hat die Hauptfunktion des Bindens der Hauptflächen von benachbarten Schichten miteinander. Das ausgewählte Material ist normalerweise ein transparenter Kunststoff, wenn eine Glasschicht mit einer anderen Glasschicht gebunden wird.
Für die Verwendung im Fahrzeugbereich ist die am häufigsten verwendete Kunststoffbindungsschicht Polyvinylbutyl (PVB). Zusätzlich zu Polyvinylbutyl können auch ionoplastische Polymere, Ethylenvinylacetat (EVA), flüssiges Ortharz (CIP) und thermoplastisches Polyurethan (TPU) verwendet werden. Zwischenschichten mit verbesserten Fähigkeiten außer des Zusammenbindens der Glasschichten sind verfügbar. Die Erfindung kann Zwischenschichten umfassen, welche dazu ausgestaltet sind, Schall zu dämpfen. Solche Zwischenschichten bestehen in ihrer Gesamtheit oder teilweise aus einer Kunststoffschicht, welche weicher und flexibler ist als die die typischerweise verwendet wird. Die Zwischenschicht kann auch einer Art sein, welche sonnendämpfende Eigenschaften aufweist.
Die Glasarten, welche verwendet werden können, umfassen, sind aber nicht darauf begrenzt: die gewöhnliche Kalknatronart typisch für die Fahrzeugverglasung sowie Alumosilicat, Lithium-Alumosilicat, Borsilicat, Glaskeramik, und die unterschiedlichen anderen anorganischen festen amorphen Zusammensetzungen, welche einen Glasübergang erfahren und als Glas klassifiziert werden, einschließlich diejenigen die nicht transparent sind.
Die Glasschichten können vergütet oder gehärtet werden. Es gibt zwei Prozesse, welche dazu verwendet werden können, die Festigkeit des Glases zu erhöhen. Es sind die thermische Verfestigung, in welcher das heiße Glas schnell gekühlt (abgeschreckt) wird, und das chemische Vorspannen, welches den gleichen Effekt über eine chemische Ionenaustauschbehandlung erreicht. Im chemischen Vorspannungsprozess werden die Ionen in und nah an der Außenfläche des Glases durch Ionen, die größer sind, ausgetauscht.
Dies setzt die äußere Glasschicht unter Druck. Druckspannungen von bis zu 1.000 Mpa sind möglich.
Die Glasschichten werden unter Verwendung von Schwerkraft-Biegen, Druckbiegen, Kaltbiegen oder irgend andere herkömmlichen Mittel, welche im Stand der Technik bekannt sind, gebildet. Schwerkraft- und Druckbiegeverfahren zur Bildung von Glas sind in der Technik wohlbekannt und werden in der vorliegenden Beschreibung nicht diskutiert.
Die Glasschichten können aus wärmeabsorbierenden Glaszusammensetzungen sowie IR-reflektierenden Überzügen und anderen Arten von Überzügen bestehen.
Vorgespannte monolithische Scheiben können nur wärmeabsorbierende Zusammensetzungen verwenden, um die solare Last zu kontrollieren. Einer der großen Vorteile einer laminierten Scheibe gegenüber einer vorgespannten Scheibe ist, dass ein Laminat IR-reflektierende Überzüge und IR-reflektierende Filme zusätzlich zu wärmeabsorbierenden Zusammensetzungen verwenden kann.
IR-reflektierende Überzüge umfassen, sind aber nicht darauf begrenzt, die unterschiedlichen metallischen/dielektrischen geschichteten Überzüge, welche durch magnetrongesputterte Vakuumabscheidung (MSVD) aufgetragen werden, sowie andere, welche in der Technik bekannt sind, welche über Pyrolyse, Sprühen, kontrollierte Aufdampfung (CVD), Tauchen und andere Verfahren aufgetragen werden.
IR-reflektierende Filme umfassen sowohl metallische überzogene Substrate als auch optische Filme auf organischer Basis, welche im Infrarot reflektieren.
Eine wärmeabsorbierende Scheibe kann sehr effektiv sein, aber das Glas wird heiß und überträgt Energie zum Fahrgastraum über konvektive Übertragung und Bestrahlung, während die IR-reflektierenden Überzüge und Filme die Wärme zurück zur Atmosphäre reflektieren, sodass erlaubt wird, dass das Glas kühler bleibt.
Zusätzlich zu den metallischen und nicht metallischen Filmen, welche im Infrarot reflektieren, ist eine breite Vielfalt von anderen Filmen für deren Verwendung in Laminaten verfügbar, um Fähigkeit hinzuzufügen und andere Eigenschaften zu verbessern. Um die Lichtdurchlässigkeit zu kontrollieren, gibt es Folgendes: elektrochromische, photochromische, thermochromische und Feldeffektfilme, welche dazu ausgestaltet sind, in Laminate integriert zu werden. Von besonderem Interesse sind Filme aus Vorrichtungen mit suspendierten Partikeln (SPD) und aus polymerdispergiertem Flüssigkristall (PDLC), welche ihren Zustand unter der Kontrolle eines elektrischen Feldes schnell ändern können. Diese Filme werden gemeinsam als Leistungsfilme bezeichnet werden.
Wenn eine Kombination von Fritte und dem Verfahren der Erfindung für die Sichtbehinderungen 8, den schwarzen Streifen 32 und der Kamerasichtbehinderung 34 verwendet werden, kann jeder Unterschied im Aussehen zwischen Beiden bemerkbar sein. In diesem Fall wird die Trennung der Kamerasichtbehinderung 34 vom schwarzen Streifen 32, wie in 4 und 5 gezeigt wird, die Ästhetik verbessern.
In den Sichtbehinderungsbereichen, in welchen die Erfindung angewendet wird, werden alle nachteiligen Effekte der schwarzen Emailfritte auf dem Glas beseitigt, sodass sich eine bessere optische Qualität, geringere Spannung und eine niedrigere Bruchwahrscheinlichkeit ergibt.
Zusätzlich zu dem Nutzen des fertigen Laminats, die Beseitigung der ungleichmäßigen Erhitzung und des hohen thermischen Gradienten, welcher in den schwarzen Frittenbereichen vorliegen, erhöht die Leistungen durch den Biegeprozess und, aufgrund der höheren Festigkeit und niedrigeren oberflächlichen Fehlanpassung, erhöht auch die Leistungen durch den Laminierungsprozess.
Die Verzerrung in Windschutzscheiben wird in Form von Brechkraft gemessen. Die Brechkraft ist die Änderung bei der Winkelabweichung entlang des Abstands. Bei einem genug hohen Niveau kann es eine bemerkbare optische Verzerrung ergeben. Die Brechkraft wird in Diopter ausgedrückt. $D_{ε} = \frac{d α_{ε}}{d x} \frac{1}{cos ε}$
wobei:

ε:: Winkel, welcher zwischen dem einfallenden Lichtstrahl und einer Linie senkrecht zur Oberflächennormale der Verglasung gebildet ist
α_ε:: Winkelabweichung
D_ε:: Brechkraft

Die meisten großen Windschutzscheibenfertigungslinien verwenden einen automatisierten Online-Inspektionssystem, welches das Glas abtasten und eine Konturdarstellung herstellen kann, welche die optische Verzerrung in Diopter zeigt.
Die mittels dieser Erfindung hergestellten Laminate weisen eine bedeutend niedrigere Verzerrung in den Bereichen nah an den Sichtbehinderungen im Vergleich zu den gleichen und ähnlichen Laminaten, welche mit einer siebgedruckten schwarzen Fritte hergestellt werden, auf.
Das Doppelbild, ein weiteres Problem des Standes der Technik, wird in 6A und 6B dargestellt.
Ein einfallender Lichtstrahl 42 dringt in die Fläche des Glases mit einem Einfallwinkel 46 ein und geht durch die Verglasung zum Beobachtungspunkt 41 hindurch. Das Licht biegt sich (bricht) während es durch die Verglasung hindurchgeht. Der Winkel mit welchem sich das Licht biegt ist als Abweichungswinkel 52 bekannt. Diese Lichtbrechung verursacht eine Verschiebung des Primärbildes 43 des beobachteten Gegenstands.
Ein Teil des Lichtes des einfallenden Strahles 42, welcher in das Glas eindringt, wird zurück von der Innenfläche (vierter Fläche des Glases 104) reflektiert und tritt aus der Verglasung aus. Ein Teil des reflektierten Lichtes wird erneut zurück von der Außenfläche (der ersten Fläche des Glases 101) reflektiert, sodass ein Doppelbild erhalten wird. Der Doppelbildwinkel η 40 ist der Winkel zwischen dem Primärbild 43 und dem Sekundärbild 44 und dem Beobachtungspunkt 41. Wenn die Primär- und Sekundärbilder übereinstimmen ist dann der Trennungswinkel null. Die gesetzlichen Anforderungen begrenzen den Trennungswinkel auf 15 Bogenminuten für die Sichtzone A (wie unter der United Nations Regulation 42, revision 3, definiert) und 25 Bogenminuten für die Sichtzone B. Es ist jedoch wohlbekannt, dass die maximale Menge von Doppelbild, welches für das menschliche Auge unmerklich ist, 7 Bogenminuten ist.
Der Doppelbildwinkel, η 40, wird wie in Gleichung 2 gezeigt berechnet. Er erhöht sich mit abnehmendem Neigungswinkel 56, zunehmender Krümmung der vierten Fläche des Glases 104 und mit zunehmender Größe der Verglasung. Der Doppelbildwinkel, η 40, kann verringert werden, indem der Winkel zwischen den Glaslagen, wie in 7B und 7C gezeigt wird, geändert wird. Normalerweise sind die Glasflächen im Wesentlichen parallel zueinander. Indem ein Keilwinkel 45 zwischen den Flächen geschafft wird, können die Primär- und Sekundärbilder zur Konvergenz verlagert werden. $η = \frac{2 t sin (ε)}{R \sqrt{n^{2} - sin {(ε)}^{2}}}$
wobei:

η:: Doppelbildwinkel
t:: Dicke der Verglasung
n:: Brechungsindex
R:: Krümmungsradius

Der Winkel zwischen den Glaslagen wird durch die Verwendung einer Zwischenschicht eingestellt, welche eine ungleichmäßige Dicke aufweist, sich normalerweise verjüngend von einer Dicke größer als die standardmäßigen 0,76 mm im oder nah am oberen Teil der Verglasung zu einer niedrigeren Dicke am unteren Teil. Solche Zwischenschichten werden mittels Extrusion des Kunststoffes hergestellt. Solche Zwischenschichten sind als „keilförmige“ Zwischenschichten bekannt. Sie können auch, in geringerem Maße, mittels Formgebung (Streckung) der Zwischenschicht gebildet werden. Das Formgeben wird normalerweise durchgeführt, um eine gekrümmte Sonnenblende zu schaffen. Tabelle 1 zeigt den Keilwinkel und die Dickenverringerung für eine standardmäßige 0,76 mm dicke Zwischenschicht über 1 Meter in Abhängigkeit des Sonnenblendenradius.
Es ist zu beachten, dass die keilförmige Zwischenschicht gestaltet werden kann, um den Keilwinkel zu erhöhen. Es kann jede Kombination von keilförmiger und geformter Zwischenschicht verwendet werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erhalten.

7A zeigt ein Laminat mit zwei standardgemäßen Zwischenschichten (Kunststoffbindungszwischenschicht 4), 7B zeigt ein Laminat mit einer keilförmigen Zwischenschicht 3 mit einem Film dazwischen und 7C zeigt ein Laminat mit zwei keilförmigen Zwischenschichten 3 mit einem Film dazwischen. Die keilförmige Zwischenschicht 3 kann dazu verwendet werden, das Doppelbild zusätzlich zu verringern. Tabelle 1: Sonnenblendenradius gegen Keilwinkel

SonnenblendenRadius	Dicke der Zwischenschicht	Keilwinkel
M	mm	mrad
2,0000	0,5067	0,253
2,5000	0,5429	0,1017
3,0000	0,5700	0,190
3,5000	0,5911	0,169
4,0000	0,6080	0,152
4,5000	0,61018	0,138
5,0000	0,6333	0,127
5,5000	0,6431	0,117
6,0000	0,6514	0,109
6,5000	0,6587	0,101
7,0000	0,6650	0,095
7,5000	0,6706	0,089
8,0000	0,6756	0,084
8,5000	0,6800	0,080
9,0000	0,6840	0,076
9,5000	0,6876	0,072
10,0000	0,6909	0,069

Die Versuchsergebnisse haben das außerordentliche und unerwartete Verbesserungsausmaß der Erfindung bewiesen. Die Rissfestigkeit ist mehr als doppelt so groß, die MTF wird drastisch verbessert (siehe Graphik 1), die Verzerrung wird um einen Faktor von sechs verringert und das Doppelbild wird von 15" auf 3" verringert. Es sollte auch beachtet werden, dass diese vier Parameter kritisch für den Betrieb einer Sicherheitskamera sind. Tabelle 2

	Laminat mit schwarzer Fritte	Laminat mit auf einem Film gedruckter Sichtbehinderung
Rissfestigkeit (Doppelring)	60 Mpa	115 Mpa
Verzerrung (Kamerascheibe - 5 mm von der schwarzen Kante)	150 Millidiopter	25 Millidiopter
Doppelbild (Kamerascheibe - 5 mm von der schwarzen Kante)	15" (Bogenminute)	3" (Bogenminute)

Da sich die Kamerasysteme für Autos verbessern und die Autos jetzt fortgeschrittene Fahrunterstützungssysteme aufweisen, wird die Fahrzeugwindschutzscheibe ein wichtiger Bestandteil des komplexen Linsensystems, welches das Sichtsystem des Fahrzeugs bildet. Für unser Interesse hier dient unsere Windschutzscheibe als Linse vor der Kamera, umfassend einen Bestandteil eines komplexen Linsensystems. Die beste Art dieses System zu bewerten ist mittels der Messung der MTF.
Die Modulationsübertragungsfunktion oder „MTF“ ist die meist verwendete wissenschaftliche Methode zur Beschreibung der Linsenleistung. Die Modulationsübertragungsfunktion ist eine Messung der Übertragung von Modulation (oder Kontrast) vom Objekt zum Bild. Anders ausgedrückt, sie misst wie wirklichkeitsgetreu eine Linse das Detail vom Gegenstand zum Bild, welches von einer Linse erzeugt wird, wiedergibt (oder überträgt). Wenn die MTF dargestellt wird, wird sie gegen den Kontrast sinkend von 100 bis 0 und der Raumfrequenz (Nyquist-Frequenz) dargestellt. Die Raumfrequenz ist die Fähigkeit über den Abstand aufzulösen und wenn der Kontrast sinkt, wird diese Fähigkeit schwächer. Das Zeichnen derselben in X&Y gibt uns den gesamten Systemkontrast und dessen Fähigkeit im Abstand wirklichkeitsgetreu wiederzugeben. Dies ist besonders wichtig in teilautonome und selbstfahrende Fahrzeuge, da der Blickpunt der Horizont sein wird und alle Bilder auf der Fokalebene müssen sowohl in Gestalt als auch in Größe detektiert werden können.
Sichtbehinderungen, welche mittels des Verfahrens der Erfindung hergestellt wurden, haben eine außerordentliche Verbesserung bei der MTF des Systems im Vergleich zum gleichen Herstellungsmodell mit einer Sichtbehinderung aus einer normalen Fritte ergeben.
Ausführungsform 1
Die Windschutzscheibe aus 8 umfassend einen schwarzen Streifen aus keramischer Fritte 32 und eine Kamerasichtbehinderung 34 gedruckt mittels einer organischen schwarzen Tinte nach der Erhitzung und dem Biegen des Glases und gedruckt mittels eines Masken- und Sprühsystems auf der zweiten Fläche des Glases 102.
Ausführungsform 2
Die Windschutzscheibe aus 8 umfassend einen schwarzen Streifen aus keramischer Fritte 32 und eine Kamerasichtbehinderung 34 gedruckt mittels einer organischen schwarzen Tinte nach der Erhitzung und dem Biegen des Glases und gedruckt mittels eines Masken- und Sprühsystems auf der zweiten Fläche des Glases 102 und der vierten Fläche des Glases 104.
Ausführungsform 3
Die Windschutzscheibe aus 8 umfassend einen schwarzen Streifen aus keramischer Fritte 32 und eine Kamerasichtbehinderung 34 gedruckt mittels einer organischen schwarzen Tinte nach der Erhitzung und dem Biegen des Glases und gedruckt mittels eines Masken- und Sprühsystems auf der zweiten Fläche des Glases 102 und der vierten Fläche des Glases 104 und zusätzlich umfassend eine keilförmige/geformte Kunststoffzwischenschicht.
Ausführungsform 4
Die Windschutzscheibe aus 8 umfassend einen schwarzen Streifen aus keramischer Fritte 32 und eine Kamerasichtbehinderung 34 gedruckt mittels einer organischen schwarzen Tinte nach der Erhitzung und dem Biegen des Glases und gedruckt mittels eines Masken- und Sprühsystems auf der zweiten Fläche des Glases 102 und der vierten Fläche des Glases 102 und zusätzlich umfassend zwei keilförmige/geformte Kunststoffzwischenschichten mit einem IR-wärmereflektierenden PET-Film dazwischen eingelegt.
Es muss verstanden werden, dass diese Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen begrenzt ist. Ein Fachmann wird verstehen, dass mehrere Änderungen und/oder Veränderungen durchgeführt werden können, welche nicht vom Grundgedanken der Erfindung abweichen, welcher nur durch die folgenden Ansprüche definiert wird.

Claims

Laminierte Verglasung umfassend: a. mindestens zwei Glasschichten, wobei jede zwei gegenüberliegend angeordnete Hauptflächen aufweist, b. mindestens eine Kunststoffzwischenschicht, welche zwei gegenüberliegend angeordnete Hauptflächen aufweist, c. mindestens eine Sichtbehinderung, hergestellt mittels Druckens der genannten Sichtbehinderung auf mindestens einer Hauptfläche der genannten mindestens zwei Glasschichten; d. wobei die genannte mindestens eine Sichtbehinderung nach der Erhitzung und dem Biegen der mindestens zwei Glasschichten gedruckt wird.
Laminierte Verglasung nach Anspruch 1, wobei die genannte mindestens eine Sichtbehinderung eine organische Tinte umfasst.
Laminierte Verglasung nach Anspruch 1, wobei die genannte mindestens eine Sichtbehinderung eine UV-ausgehärtete Tinte umfasst.
Laminierte Verglasung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Kunststoffzwischenschicht der genannten mindestens einen Kunststoffzwischenschicht eine keilförmige Zwischenschicht ist.
Laminierte Verglasung nach Anspruch 1, wobei die genannte mindestens eine Sichtbehinderung mindestens zwei Sichtbehinderungen, eine Kamerasichtbehinderung und eine Sichtbehinderung aus schwarzem Streifen ist, wobei die Kamerasichtbehinderung von der Sichtbehinderung aus schwarzem Streifen getrennt und beabstandet ist.
Laminierte Verglasung nach Anspruch 1, zusätzlich umfassend eine IR-reflektierende Schicht.
Laminierte Verglasung nach Anspruch 1, zusätzlich umfassend eine PET-Filmschicht.
Fahrzeug, welches die laminierte Verglasung nach Anspruch 1 verwendet.