CN1596180A - 生产具有导电结构的塑料材料的窗玻璃的方法以及具有埋入的导线的塑料材料窗玻璃 - Google Patents

Abstract

在生产一种装备了埋入的电导线(4)的塑料材料窗玻璃(1；1’；1”)的方法中，特别是这样一种窗玻璃，其中这些导体与塑料材料板的一个表面(2；2’；2”)连接，该窗玻璃随后在后面接收注射另一层塑性材料，以便形成窗玻璃主体(3)，其中塑料材料板的材料和注射的塑料材料通过彼此粘结被连接在一起，并且该塑料材料板的表面位于这些导体的对面，该塑料材料板的表面构成了最终的窗玻璃的外表面中的一个，根据本发明，这些电导体是通过用至少一个金属线填充待暴露与从后面进行的注射的塑料材料板的表面(2；2’；2”)而被形成。

Description

生产具有导电结构的塑料材料的窗玻璃的方法以及 具有埋入的导线的塑料材料窗玻璃

本发明涉及一种生产装备有埋入的导体结构的塑料材料的窗玻璃的方法，该方法具有权利要求1的前序部分的特征，本发明还涉及一种相应的根据权利要求14的塑料材料窗玻璃。

在汽车结构中，人们一直在降低车身的重量。因此例如玻璃的窗玻璃被塑料材料的窗玻璃替换，最好是被聚碳酸脂(PC)或者聚甲基丙烯酸酯(PMMA)窗玻璃替换。还存在一些玻璃的窗玻璃和塑料材料窗玻璃组成的混合物，人们找到了一些解决方案，以便还通过一些塑料材料的窗玻璃替换一些玻璃的窗玻璃装备加热丝或者插入的天线。

专利US-A-5525401描述了一种合适的方法和塑料材料制成的汽车窗玻璃，其中当制造这样的窗玻璃时，通过丝网印刷在塑料材料薄膜的最初为平的表面上沉积导电结构。在丝网印刷图案硬化之后，所印刷的薄膜可以沉积在一个注射模制的模具中，该丝网印刷图案还可以包括卡片形式的不透明的外缘条带，在该注射模制的模具中该模具可以采取内弯的空间形式。然后该薄膜的印刷表面被连接到注射到该模具中的塑料基体上。在完工产品中，该导体结构被封闭在该薄膜和该窗玻璃的主体之间并且被保护防止任何损害。

在市场上，却不能将一些适于工业生产的丝网印刷的膏状物沉积在塑料材料表面上，并且该膏状物具有加热所需水平的电良导体。另外，如果将常规丝网印刷获得的导体结构与可获得的加热丝的较小的厚度相比，通过常规丝网印刷可实现的导体结构在视觉上是非常明显的。

申请DE-A1-19927999描述了一种包括两个较薄的PC薄膜和一填充层复合的塑料材料多层窗玻璃，这两个PC薄膜位于外面，该填充层(“窗玻璃主体”)也是PC制成的，填充层将这两个薄膜彼此连接。导电覆盖层被印刷到两个薄膜中的一个的内部表面上。为了实现该导电层的外部电连接，所述的薄膜被朝向外部突出的带插头的接触件所贯通，在内部，该接触件与该导电层电接触。两个薄膜的外部表面设有防划痕的覆盖层。

申请DE-A1-3506011描述了一种用于生产电加热的塑料材料窗玻璃的方法，其中一些细导线层压或者挤压在预先生产的窗玻璃的主体的表面中并且这个表面然后再通过挤压变光滑。该窗玻璃主体的材料必须完全包裹加热丝。最好在该大约1mm厚的窗玻璃的主体的两个表面上通过热塑性聚氨酯胶水层粘结一些覆盖层，这些覆盖层为厚度大约0.3mm的成网的聚氨酯。该粘结层的自动愈合改善了该窗玻璃的外表面的抗磨损和抗勾挂的强度。对于在该芯层中埋入的导电丝的电接触来说，设置了一些薄的金属条带。

申请EP-A1-7857披露了一种装备导电丝框架的透明多层窗玻璃，该多层窗玻璃基本上是由玻璃的或者塑料材料(PC或者PMMA)的硬的窗玻璃和相对较薄的包括一个具有机械强度的外部板的层片状坯料以及装备有涂覆的或者插入的金属丝的热塑性粘合剂中间板层压在一起。该最终的多层窗玻璃主要用作汽车的加热窗玻璃。该窗玻璃的外部板最好用加热硬化的聚氨酯制成，其厚度约是0.5mm，其表面具有在机械作用下自动愈合的性能。该中间板相反是用热塑性聚氨酯制成，其厚度约为0.05mm。这些金属丝在层片状坯料生产之后被施加在该中间板的自由表面上。然后，通过压延和随后可能的放在高压釜中，该层片状坯料与玻璃的或者塑料(PC，PMMA)的窗玻璃粘合连接在一起。

另外由专利DE-C2-4201620知道一种用于在塑料材料的板上设置一些细丝的装置，该塑料材料板设计用于插入到一个多层窗玻璃中，并且本身特别构成用于表面连接两个玻璃窗玻璃的粘合剂板。这样的多层窗玻璃在一些现代汽车中用作加热窗玻璃和/或者天线窗玻璃，其中这些细丝必须分别与外部接头连接。

在专利DE-C2-4227032中描述了另一个实施具有埋入的细丝的透明窗玻璃的情况。其中描述的建筑物窗户中的窗玻璃包括一些平行设置在多层窗玻璃中的细金属丝，这些细金属丝反射雷达射线。这种应用不需要任何外部电接头。

本发明用于披露另一种用于生产带有埋入的导体结构的塑料材料窗玻璃的方法，以及塑料材料的窗玻璃，该窗玻璃通过所述的方法生产出来。

根据本发明，通过该方法所涉及的和通过权利要求1的特征达到该目的。该权利要求14的特征给出了一种塑料材料的窗玻璃。分别从属于独立权利要求的从属权利要求的这些特征给出了这些目标的一些优选的改进。

因此直接在一个较薄的实心的塑料材料板上施加至少一个或者多个金属丝或者在该塑料板的表面中插入至少一个或者多个金属丝，该塑料板的位于金属丝对面的表面构成了该完成的窗玻璃的一个外表面。还可以通过按照一种设计，放置单个金属丝实现本发明的一种导体结构，该设计例如分别是金属丝框架形式和例如环状、曲折等的预定的形式。当然为了实现包括多个平行段的框架，还可以首先在该板的表面上放置一个具有位于该板的表面的外部或者内部的连接弯头的蜿蜒的金属丝，然后切割这些接头弯头，以便随后借助于汇集杆进行平行安装，来连接这些金属丝的端部。

装有所述的金属丝的该板的表面然后在一个模具中从后面被用构成该窗玻璃的主体的材料注射。一个将该板和窗玻璃主体分开的胶水层被除去。当然，总是将一些塑料材料进行组合，在注射窗玻璃主体时该塑料材料彼此紧紧地并且结实地连接。最好该板与用于窗玻璃主体的附加材料一样由聚碳酸脂构成。然而该窗玻璃的板和主体可以不是由相同的材料构成。在该板和该窗玻璃主体的材料是兼容的条件下，还可以使用PMMA和其它合适的并且可能组合的材料，因此这些材料可以通过注射操作彼此结实耐用地连接。在这个优选情况中，在后面注射的材料的与板一起熔合的表面导致产生了该板和窗玻璃主体大致均匀的复合。

正如在其它的具有结合的金属丝的窗玻璃那样，在这里所述的窗玻璃中，这些金属丝还可以用于热阻，天线导体，用于在断裂时报警的回路的导体和/或者还具有一些屏蔽的或者装饰目的的导体。

在完工产品(因此可能加热或者用作天线)中装有金属丝的表面的面积可以自由决定。例如除了在整个表面上设置以外可以仅仅在该板的一部分表面上装备一些金属丝。另外在一个相同的板上，不同的“功能区”(加热，天线等)可以装有天线，这些天线不必绝对地彼此电连接，而是根据需要可以彼此单独地朝向外部电连接。

甚至可以使用一个比该窗玻璃整个表面小的板的表面。然而所述的整个表面仅仅由窗玻璃的主体决定，该窗玻璃的主体在至少一个超过该板的侧面上延伸，分别形成该板的外表面的光滑延伸部分。因为在高压下从后面注入的热材料与该板熔合，特别是与位于表面中的该板的切割棱边熔合，所以在窗玻璃外表面中甚至在模型中，也难于看到窗玻璃主体处的板的过渡区。还可以构思在该窗玻璃的同一个表面上的两个或者多于两个的板部分。如果需要，上述的不同的功能区因此可以设置在一些单个的板上，通过注射，这些单个的板从后面连接到后面的公共的窗玻璃主体上并且这些单个的板位于完工的窗玻璃的外部相同表面中。

事实上可以根据需要切割板部分的轮廓，不仅可以是多边形而且还可以是圆形的，椭圆的等。原则上，相对较小的板的部分能够设置在该窗玻璃的表面中央。考虑到一些必须的电连接，如果这些连接不必位于该窗玻璃的正面中，则最好在表面的至少一部分上直到靠近该窗玻璃的外周边设置电连接。还可以根据一个光滑的轨迹构思不切割该板的一个边缘或者一个棱边，而是赋予该板的一个边缘或者一个棱边以一种结构(例如“折线类型”的锯齿，波纹，凹凸结构)，如果这没有损坏该板的外表面的光滑表面，并且同时可以用来使朝向该窗玻璃主体的过渡区隐藏的话。

另外，通过这里所述的技术还可以为两个覆盖板设置金属丝，并且将窗玻璃主体插入到两个覆盖板之间。在这种情况下，该窗玻璃的表面中的不同区域还可以设置一些金属丝。这样的安装到汽车中的、在两个表面上加热的窗玻璃，例如能够用来快速除去在内表面上的水汽，同样可以使在外表面上的冰熔化，后面的这个特征在雨刷静置位置中尤其是必须的。特别是对于后面所述的设计来说，建议仅仅设计在该窗玻璃的外表面上的该板的较窄的条带装有金属丝并且使得该较窄的条带在后面受到注射，因为在该窗玻璃的边缘的这个区域中，该窗玻璃的主体处的板的过渡区可以被覆盖或者被掩盖，例如通过一种不透明的彩色框架实现。该彩色框架可以设置在该窗玻璃的与所述的过渡区相同的表面上，或者相对表面上，如果需要甚至还可以设置在位于内部的板的表面上。但是在后面所述的变形中，该彩色框架的材料必须选择成使得该材料能够无困难地与随后注射的塑料材料连接。甚至通过一个刚好在过渡区处结束的彩色框架在视觉方面将该过渡区充分地掩盖。

总的来说，除了装备一些金属丝以外，该板可以在晚些时候在位于内部中的表面上设置一个防热(反射红外线)的防护层。如果设置两个覆盖板，其中一个可以装有一些金属丝，另一个可以设置一个防热的保护层。

对于敷设这些金属丝来说，可以使用一种公知的敷设金属丝的方法。为了实现金属丝的期望的设置，最好使用一个被编程的自动装置控制的敷设头来在该板的表面上引导，该敷设头在较小的压力下并且通过加热将这些金属丝连续地印刷或者结合到该板的表面中。如果这些金属丝本身被加热，它们然后在仅仅非常小的压力下容易地进入到该板中。如果设置一个在空间移动的敷设头，然后则可以将相同的金属丝敷设在该板的自由表面上，该自由表面可能是球形弯曲的，该自由表面已经存在于模具中。正如该技术中所说的，这些金属丝还可以根据图案需要，成直线、成弧形、波纹形式地敷设。这些可获得的金属丝的厚度在5-500微米范围内，并且具有足够的机械稳定性。大多数情况下，这些金属丝包括钨，但是还可以使用其它材料的金属丝。由于厚度较小，所以由于大多数情况中光线的反射和扩散被一个合适的覆盖层最小化，实践中视觉上更加不能看到在安装的窗玻璃中的这些金属丝。

如果需要的话，通过使用超声波炉还可以将金属埋在该板的表面中；在该板的材料中还直接产生使得金属丝进入到该板的表面中的必须的热量。

由于该板重新在注射模具中被加热直到达到该材料的塑性范围内，这些金属丝可以设置在该平面板的一部分上，该部分被带到具有限定的表面结构的模具中。另外，在被引导到注射模具中之前，如果需要的话还可以在敷设金属丝之前该板的部分还能够通过热塑方式获得其中间形状或者限定形状。

同样地，正如现有技术公知的那样，一些所谓的“汇流”杆必须设置在相应的表面中并且在该板上从后面注射之前，与金属丝导体连接，其中多个平行设置的金属丝可以在该窗玻璃的边缘附近共同地与这些汇流杆电接触。

如果必须为这些金属丝设计一些外部接头，则可以在从后面注射之前准备这些外部接头。如果需要还可以以本身公知的方式准备一些带有插头的连接件，这些带有插头的连接件在注射该窗玻璃主体时也被埋置。这些带有插头的连接件还可以以这样一种方式与外部连通，该方式是：这些电线(供给线和/或者天线)能够随后与埋置的金属丝通过插头接触。

在一种变形中，可以使金属丝在合适的注射模具中，仅仅在该板的一个平面表面或者弯曲(凸形)表面上伸展，在这个情况中，金属丝至少在该板被装备的表面上展开，还可以通过窗玻璃的主体的注射材料将这些金属丝固定，在这种情况下，金属丝在模具加热时稍微晚些时候也进入到该板的表面中。

在金属丝设置在该待装备的板的表面的上面的同时，引导该金属丝并且通过其它装置将金属丝暂时固定时，可以获得同样的效果。因此，可以首先切割一个比本身所需大的板的表面，并且稍后通过一些合适的装置将板的不需要的多余部分除去，而不同时切割出超出了(自由端部或者环路)的金属丝段。这些选择不可以在通过丝网印刷图案时实施。

特别地，但是不是绝对地，在前面的情况中，这些金属丝可以继续朝向外部从完工的窗玻璃(至少在一个前棱边)向外伸出来。以便需要时将这些金属丝与该窗玻璃的外部电连接。

所插入的或者使用的金属丝在任何情况下都是埋置在该板和在后面注射的材料之间，因此相对于已知的解决方案，通过一些更加内部或者更深埋置的金属丝在该多层板中导致了如下的优点：现在这些金属丝处于非常靠近该薄板的待加热的表面。因此弥补了被使用的塑料材料的不良导热性，令人满意地获得了较短的加热期限。

为了获得一种尽可能均匀地表面加热，以较小间隔敷设一些金属丝。因此同时使得表面中的塑料材料的热分配的不均匀性最小化。

该板可以具有0.1-1mm或者更大的范围的厚度，最好在0.2-0.7mm之间。根据完工产品的表面积和所构思的应用，窗玻璃的主体的厚度在1.5-8mm之间，如果需要还可以更大。该完工产品的尺寸由注射模的空腔确定。当然，这个空腔还可以以本身公知的方式用于直接加工该窗玻璃的其它附件，例如一些在后面注射的材料上或者在该窗玻璃主体上的固定元件，灯。

窗玻璃的板的自由外表面和一些主体通常装有抗划痕的覆盖层；当然可以在敷设金属丝之前已经相应地覆盖该板，最好是在该板在该窗玻璃的整个外部表面上延伸时，用该覆盖层覆盖该板。

本发明的目标的其它细节和优点来自于实施例附图和随后的详细说明。

附图简示地并且没有特别比例地表示了一些塑料材料窗玻璃的片段，附图包括：

图1示出了一个第一实施例，其中覆盖板设置在一个表面上，该覆盖板装有金属丝，这些金属丝彼此平行取向；

图2示出了第二实施例，其中两个覆盖板装有在该窗玻璃的主体的并列的不同表面部分中的金属丝；和

图3示出了第三实施例，其中一个板装有一些金属丝，第二板装有一个防热的保护覆盖层。

图1的塑料材料窗玻璃1主要包括一个塑料材料薄板2和一个窗玻璃主体3，通过在一个注射模具中从后面的注射，该窗玻璃主体3结实地耐用的连接到薄板2上。在该板和窗玻璃主体之间的界面或者连接密封件在这里仅仅为了说明被示出。在实际的产品中，难于看到该界面，因为该窗玻璃主体的材料在后面的注射时在板的表面熔化。在该板2的朝向该连接密封件取向的表面中插入了一定数量的彼此较小间隔平行设置的细金属丝4。这些金属丝4完全埋置在塑料板2的材料中，而不会穿透该塑料板2的自由表面。这些细金属丝4事实上比板薄很多。该窗玻璃主体3中被注射的塑料材料缓和了该板的内表面的所有的凹凸。板和该窗玻璃的主体在这里具有相同的表面积。在这里没有示出了一个防划痕的覆盖层。该覆盖层可以在设置金属丝之前已经被施加到该板的自由表面上，但是自然只有在从该注射模中取出之前或者之后，在该窗玻璃主体固化之后，该覆盖层才施加在该窗玻璃主体上。

还注意到在实施例中，确实总是涉及多个金属丝，但是还可以用一个金属丝实现金属丝框架，其一些金属丝段如上所述平行取向。

在图2所示的塑料材料的窗玻璃1’中，窗玻璃主体3的两个表面装有板2和2’，这两个板分别具有插入的金属丝4。在这个实施例中，金属丝4不完全埋置在板的材料中，而埋置在这些板和通过注射形成的窗玻璃主体之间的“连接密封件”中，这些金属丝略微进入到窗玻璃主体中。另外，该板2’比窗玻璃的整个表面积小，使得在一个过渡区5处，该窗玻璃主体3的表面与板2，的表面平面相连。在该窗玻璃1，的另一个表面上，该完整的板2仅仅在其位于内部的一部分表面上装有金属丝。在外部表面，该板2设有不透明的覆盖层6，该覆盖层6位于存在有过渡区5并且装有金属丝的板的表面被覆盖的区域中。该覆盖层6因此视觉上掩盖了沿视线方向贯通的区域。

如果这样的窗玻璃在汽车中例如用作后视玻璃时，在安装状态，该较小的板2’可以设置在位于外部的表面上，在该表面上一些金属丝4用作加热区以便从雨刷器的静置区除霜。同时，位于内部的板2的金属丝4构成了用于去除在同一窗玻璃的内表面上的水汽，而通常进行的表面加热。所获得的这些加热区分别在选择地待加热表面的附近，以便确保快速加热窗玻璃表面。

在第三个变形中，图3以本身公知的方式示出了窗玻璃主体3与装有金属丝4(如图2所示)板2’和第二覆盖板2”的组合，该第二覆盖板2”在整个表面上具有透明的覆盖层7，该覆盖层7防热，特别是在朝向窗玻璃主体的表面上反射红外线。该覆盖层7不仅具有被动功能还可以以本身公知的方式用作加热表面。

在所有的实施例中，在需要时，可以设计一些根据现有技术的外部连接。在这里不必再进行祥述，因为相应的装置被认为是公知的。

Claims (25)

1.用于生产一种装备了埋置的电导体的塑料材料窗玻璃，特别是玻璃窗的窗玻璃的方法，其中，这些导体与一个塑料材料的板连接，该塑料材料的板随后从后面进行另一个塑料材料层的注射，以便形成窗玻璃主体，其中该塑料材料的板的材料和被注射的塑料材料彼此直接材料相连，位于这些导体对面的塑料材料的板的表面构成了完工的窗玻璃的外表面中的一个，其特征在于，通过在塑料材料板的用于从后面注射的表面上装备至少一个金属丝，形成这些电导体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，金属丝在加热作用下被至少部分印刷到塑料材料的板的表面中。

3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，金属丝被施加或者展开在注射模具中的塑料材料的板的表面上。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用一种热塑性材料板，该热塑性材料板的厚度在0.1-1mm之间。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用一种热塑性材料的板，该热塑性材料是聚碳酸酯(PC)或者聚甲基丙烯酸(PMMA)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该塑料材料板(2，2’，2”)在安装到该注射模具中之前装备有一个防划痕的覆盖层。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，金属丝(4)从窗玻璃(1)的至少一个棱边朝向外部伸出。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，这些用于构成为金属丝所用的外部电连接的接触元件，在从后面在塑料材料的板上进行注射时，被埋置在塑料材料中。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，一些汇流杆在从后面注射之前设置在塑料材料的板上，以便实施一些被沉积金属丝的外部的电连接件，这些汇流杆与金属丝电连接。

10.根据权利要求8或者9所述的方法，其特征在于，作为接触元件，一些带插头的连接件用塑料材料通过注射被以这样的方式包裹，该方式是：在完工的塑料材料的窗玻璃的外表面上人们可以处置这些带插头的连接件，以便插入连接线。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，塑料材料的板比该窗玻璃的整个表面积小，从而当从后面注射时，被注射的材料被注射在靠近塑料材料的板的该模具的壁上，并且构成了该塑料材料的板的外表面的光滑延伸部分。

12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，塑料材料的板仅仅在其表面的一部分上装备有金属丝。

13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为热电阻的金属丝被设置在该塑料材料的板上，这些金属丝的间距为最大20mm，最好最大10mm。

14.具有窗玻璃主体(3)的塑料材料窗玻璃(1；1’；1”)，该窗玻璃主体(3)通过在后面注射被耐用地，材料连接到一个塑料材料薄板(2；2’；2”)上，该薄板装备有在其一个表面上的电导体结构，与该导体结构的这个表面对置的另一个表面构成了该窗玻璃的外表面中的一个，此时该窗玻璃被完成，其特征在于，通过受到从后面进行的注射而将至少一个金属丝(4)敷设在塑料材料的板(2；2’；2”)上或者中，从而形成电导体结构。

15.根据权利要求14所述的塑料材料窗玻璃，其特征在于，该塑料材料板(2’)比该窗玻璃的整个表面积小，该板的外表面在一个过渡区(5)中光滑地由该窗玻璃主体(3)作为外表面。

16.根据权利要求14或者15所述的塑料材料窗玻璃，其特征在于，该塑料材料的板(2)的仅仅一部分表面装备有金属丝。

17.根据上述权利要求中任一项所述的塑料材料窗玻璃，其特征在于，该窗玻璃在该窗玻璃主体(3)的第二表面上装备另一个塑料材料板(2’；2”)。

18.根据权利要求17所述的塑料材料窗玻璃，其特征在于，该塑料材料的板(2’)在其表面的至少一部分面积上也装备有金属丝(4)。

19.根据上述权利要求中任一项所述的塑料材料窗玻璃，其特征在于，该窗玻璃包括多个塑料材料的板，这些板在一个表面或者在其两个表面上装备有金属丝(4)，这些导体结构分别形成了不同的电功能元件。

20.根据上述的权利要求中的任一项所述的塑料材料窗玻璃，其特征在于，至少一个塑料材料的板(2”)装备有防热的透明覆盖层(7)。

21.根据上述权利要求中任一项所述的塑料材料窗玻璃，其特征在于，其自由表面装备有抗划痕的覆盖层。

22.根据上述权利要求中任一项所述的塑料材料窗玻璃，其特征在于，其表面沿贯通的视线方向至少部分覆盖一个不透明彩色层(6)。

23.根据上述权利要求中任一项所述的塑料材料窗玻璃，其特征在于，沿该窗玻璃的表面的边缘，该窗玻璃装备一个不透明框架，该框架包括一个彩色层(6)和/或者一个分开的成型件，该成型件与窗玻璃的表面连接。

24.根据上述权利要求中任一项所述的塑料材料的窗玻璃，其特征在于，位于一个板(2’)和窗玻璃主体(3)之间的窗玻璃的外表面中的一个过渡区(5)被一个不透明的彩色层(6)和/或者一个框架沿贯通的视线方向遮挡或者覆盖。

25.根据权利要求22，23和24中任一项所述的塑料材料窗玻璃，其特征在于，该不透明的彩色层设置在塑料材料的板的装备有金属丝的、位于内部的表面上。

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