PL223564B1 - Panel szklany z elementami przewodzącymi prąd elektryczny oraz sposób jego wytwarzania - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest panel szklany z elementami przewodzącymi prąd elektryczny składający się z tafli szkła (1) powleczonej na co najmniej jednej ze stron powłoką przewodzącą (2), która łączy się z szynami zasilającymi (3) składającymi się z metalowego profilu (4), który połączony jest trwale z powłoką przewodzącą (2) listwą zasilającą (5), składającą się z naniesionej na miejsce styku powłoki przewodzącej (2) z profilem (4) warstwy aluminiowo-cynkowej (6) oraz naniesionej na nią warstwy miedziowo-cynkowej (7). Warstwa aluminiowo-cynkowa (6) oraz warstwa miedziowo-cynkowa (7) naniesione są pod kątem α wynoszącym od 30° do 45° w stosunku do powierzchni powłoki przewodzącej (2), w miejscu w którym profil (4) wystaje poza obręb tafli szkła (1) i powłoki przewodzącej (2). Sposób wytwarzania panelu szklanego z elementami przewodzącymi prąd elektryczny polega na tym, że taflę szkła (1) powleka się na co najmniej jednej stronie powłoką przewodzącą (2), a następnie instaluje się szyny zasilające (3) w ten sposób, że wzdłuż krawędzi tafli szkła (1) przykłada się metalowy profil (4), po czym w miejscu styku prostopadłej płaszczyzny profilu (4) z powłoką przewodzącą (2) nanosi się listwę zasilającą (5), składającą się z warstwy aluminiowo-cynkowej (6), a następnie nanosi się warstwę miedziowo-cynkową (7). Strumienie proszku tworzącego listwę zasilającą (5) nanosi się pod kątem od 30° do 45° w stosunku do powierzchni powłoki przewodzącej (2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest panel szklany z elementami przewodzącymi prąd elektryczny, przeznaczony do zastosowania z powłokami przewodzącymi powlekającymi taflę szkła, które dzięki zasilaniu uzyskują właściwości grzewcze, ochronne lub wizualne. Ponadto przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania panelu szklanego z elementami przewodzącymi prąd elektryczny.

Z opisu patentowego EP0025755 znane jest okno ogrzewane za pomocą prądu elektrycznego. W jednym z przykładów wykonania przezroczysta tafla szkła jest powleczona powłoką o oporności od 1 do 10 omów. Powłoka połączona jest z zasilającymi listwami zbiorczymi w formie pasków, znajdujących się na krawędziach tafli szkła. Listwy zasilające są wykonane ze srebrnej emalii naniesionej m etodą sitodruku.

W walidowanym w Polsce patencie europejskim EP2274251 ujawniono przezroczyste okno z ogrzewaną powłoką i strukturami przewodzącymi o niskiej impedancji. Okno przeznaczone jest w szczególności do stosowania jako przednia szyba w pojazdach. Przezroczysta szyba z elektrycznie ogrzewaną powłoką rozciąga się na większej części obszaru powierzchni okna i jest elektrycznie połączona z co najmniej dwiema szynami zbiorczymi o niskiej impedancji leżącymi naprzeciwko siebie. Szyba zawiera co najmniej jedną strukturę przewodzącą przykrywającą tylko obszar ogrzewania na zewnątrz centralnego pola widzenia. Struktury przewodzące są utworzone jako drukowane równomierne wzory oraz jako linie lub przewody. Struktury przewodzące są drukowane z mającej dobrą przewodność pasty do sitodruku zawierającej srebra.

W polskim opisie patentowym PL-198898 opisano sposób wytwarzania ścieżek przewodzących prąd elektryczny na przezroczystym podłożu, zgodnie z którym pastę przewodzącą prąd elektryczny nakłada się, poprzez sitodruk, na powierzchnię podłoża i tworzy się określony wcześniej wzór ścieżek, po czym ścieżki wypala się. Rozwiązanie charakteryzuje się tym, że stosuje się pastę tiksotropową, posiadającą stosunek lepkości bez naprężenia ścinającego do lepkości pod działaniem naprężenia ścinającego w warunkach wykonywania sitodruku wynoszący przynajmniej 50, oraz posiadającą zawartość srebra większą niż 35%, oraz sito, którego powłokę wyposaża się, przynajmniej częściowo, w szczeliny, których najwęższa szerokość jest najwyżej równa około 0,25 mm ± 0,05 mm, tak że sz erokość najmniejszej ze ścieżek przewodzących prąd elektryczny wykonanych poprzez sitodruk jest mniejsza lub równa 0,3 mm.

Stosowane w przedstawionych rozwiązaniach farby i pasty używane do uformowania elementów zasilających zawierają cząstki srebra. W związku z tym koszt wyprodukowania panelu szklanego z elementami przewodzącymi prąd elektryczny jest relatywnie wysoki. Ponadto potrzebny jest długi czas na przeprowadzenie procesu wygrzewania. Konieczność wygrzewania pociąga za sobą zużycie energii elektrycznej, co podraża koszt produkcji oraz wpływa negatywnie na środowisko. Także stosowane w farbach i pastach rozpuszczalniki mają negatywny wpływ na środowisko naturalne. Ponadto w przedstawionych rozwiązaniach trudno jest zagwarantować jednolity stopień zasilania powłoki przewodzącej na całej długości jej styku z elementem zasilającym.

Celem wynalazku jest uzyskanie panelu szklanego z elementami przewodzącymi prąd elektryczny, którego koszty produkcji będą niskie, a jednocześnie zapewniony zostanie stały, ciągły stopień zalania powłoki przewodzącej.

Jednocześnie proces wytwarzania panelu szklanego ma być przyjazny dla środowiska naturalnego.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest panel szklany z elementami przewodzącymi prąd elektryczny składający się z tafli szkła powleczonej na co najmniej jednej ze stron powłoką przewodzącą prąd, która połączona jest z szynami zasilającymi wykonanymi z przewodzących metali, znajdującymi się na co najmniej dwóch przeciwległych krawędziach tafli szkła. Rozwiązanie charakteryzuje się tym, że każda z szyn zasilających składa się z metalowego profilu, biegnącego wzdłuż krawędzi tafli szkła i umieszczonego prostopadle do jej powierzchni, którego szerokość jest większa niż grubość tafli szkła i powłoki przewodzącej. Profil połączony jest trwale z powłoką przewodzącą listwą zasilającą, składającą się z naniesionej na miejsce styku powłoki przewodzącej z profilem warstwy aluminiowo-cynkowej oraz naniesionej na nią warstwy miedziowo-cynkowej. Warstwa aluminiowo-cynkowa oraz warstwa miedziowo-cynkowa naniesione są pod kątem a wynoszącym od 30° do 45° w stosunku do powierzchni powłoki przewodzącej, w miejscu w którym profil wystaje poza obręb tafli szkła i powłoki przewodzącej.

PL 223 564 B1

Korzystnie ziarno proszku ma wielkość od 0,01 mm do 0,02 mm. Warstwa aluminiowo-cynkowa zawiera od 45% do 55% aluminium oraz od 45% do 55% cynku. Warstwa miedziowo-cynkowa zawiera od 65% do 75% miedzi oraz od 25% do 35% cynku. Korzystnie warstwa aluminiowo-cynkowa ma grubość od 1,4 mm do 1,6 mm oraz szerokość od 5 mm do 7 mm. Korzystnie warstwa miedziowocynkowa ma grubość od 2,3 mm do 2,7 mm oraz szerokość od 5 mm do 7 mm. Profil może mieć kształt kątownika. Korzystnie między ramieniem kątownika prostopadłym do ramienia połączonego listwą zasilającą z powłoką przewodzącą a powierzchnią tafli szkła znajduje się izolacja. Szyny zasil ające znajdują się na każdej krawędzi tafli szkła.

Sposób wytwarzania panelu szklanego z elementami przewodzącymi prąd elektryczny, w którym taflę szkła powleka się na co najmniej jednej stronie powłoką przewodzącą prąd, a następnie, na co najmniej dwóch przeciwległych krawędziach tafli szkła instaluje się szyny zasilające wykonane z przewodzących metali, które łączą się z powłoką przewodzącą, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wzdłuż przeciwległych krawędzi tafli szkła przykłada się metalowy profil, którego szerokość jest większa niż grubość tafli szkła i powłoki przewodzącej, po czym w miejscu styku prostopadłej płaszczyzny profilu z powłoką przewodzącą nanosi się listwę zasilającą metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku za pomocą dyszy gazodynamicznej. Najpierw nanosi się warstwę aluminiowocynkową o grubości od 1,4 mm do 1,6 mm oraz szerokości od 5 mm do 7 mm, a następnie nanosi się warstwę miedziowo-cynkową o grubości od 2,3 mm do 2,7 mm oraz szerokości od 5 mm do 7 mm. Strumień proszku tworzącego warstwę aluminiowo-cynkową oraz strumień proszku tworzącego warstwę miedziowo-cynkową są nanoszone pod kątem a wynoszącym od 30° do 45° w stosunku do powierzchni powłoki przewodzącej. Następnie panel szklany myje się.

Korzystnie jako warstwę aluminiowo-cynkową stosuje się proszek zawierający od 45% do 55% aluminium oraz od 45% do 55% cynku, zaś jako warstwę miedziowo-cynkową stosuje się proszek zawierający od 65% do 75% miedzi oraz od 25% do 35% cynku, przy czym grubość ziarna proszku ma wielkość od 0,01 mm do 0,02 mm. Korzystnie szyny zasilające wykonuje się na każdej krawędzi tafli szkła.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest uzyskanie panelu szklanego z elementami przewodzącymi prąd elektryczny, który dzięki zastosowanemu składowi listew zasilających jest tani w produkcji. Metoda nanoszenia listew zasilających jest szybka i przyjazna dla środowiska naturalnego. Ponadto rozwiązanie według wynalazku pozwala na uzyskanie jednolitego i ciągłego zasilania powłoki przewodzącej na całej długości jej styku z elementem zasilającym.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment przekroju pionowego panelu szklanego ukazujący szynę zasilającą, fig. 2 ilustruje proces montowania szyny przewodzącej do tafli szkła i powłoki przewodzącej.

Panel szklany z elementami przewodzącymi prąd elektryczny w przykładzie wykonania składa się z jednowarstwowej i hartowanej tafli szkła 1 w kształcie prostokąta, która powleczona jest z jednej strony powłoką przewodzącą prąd elektrycz ny 2. Przy każdej z krawędzi tafli szkła 1 znajdują się szyny zasilające 3. Każda z szyn zasilających 3 składa się z metalowego profilu 4 w kształcie kątownika oraz listwy zasilającej 5. Listwa zasilająca 5 łączy trwale profil 4 z powłoką przewodzącą 2 i taflą szkła 1. Jedno z ramion profilu 4 w kształcie kątownika biegnie wzdłuż krawędzi tafli szkła 1 i umieszczone jest prostopadle do jej powierzchni. Szerokość ramienia tego kątownika jest większa niż grubość tafli szkła 1 i powłoki przewodzącej 2. W ten sposób część płaszczyzny ramienia wystaje poza obręb tafli szkła 1 i powłoki przewodzącej 2. Drugie ramię profilu 4 jest równoległe do płaszczyzny tafli szkła 1 oraz jest skierowane w kierunku środka tej płaszczyzny. Każda z listew zasilających 5 składa się z dwóch warstw. Pierwszą warstwę stanowi naniesiona na powłokę przewodzącą 2 metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku warstwa aluminiowo-cynkowa 6, w której grubość ziarna proszku wynosi od 0,01 mm do 0,02 mm. Proszek aluminiowo-cynkowy składa się z 50% aluminium oraz 50% cynku. Drugą warstwę stanowi nałożony na pierwszą warstwę metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku warstwa miedziowo-cynkowa 7, w której proszek również ma ziarno grubości od 0,01 mm do 0,02 mm. Proszek miedziowo-cynkowy składa się z 70% miedzi oraz 30% cynku. Grubość warstwy aluminiowo-cynkowej 6 wynosi 1,5 mm, zaś warstwy miedziowocynkowej 7 - 2,5 mm. Ogólna grubość każdej z listew zasilających 5 wynosi 4 mm. Szerokość każdej z listew zasilających 5 wynosi 6 mm. Warstwa aluminiowo-cynkowa 6 oraz warstwa miedziowocynkowa 7 naniesione są pod kątem a wynoszącym 45° w stosunku do powierzchni powłoki przewodzącej 2, w miejscu w którym płaszczyzna ramienia profilu 4 wystaje poza obręb tafli szkła 1 i powłoki przewodzącej 2. W ten sposób listwa zasilająca 5 w przekroju poprzecznym przybiera kształt trójkąta

PL 223 564 B1 prostokątnego, w którym jedna z przyprostokątnych styka się z powierzchnią ramienia profilu 4, zaś z druga z przyprostokątnych styka się z powłoką przewodzącą 2. W przykładzie wykonania między drugim ramieniem profilu 4 a płaszczyzną tafli szkła 1 znajduje się izolacja 8 wykonana z silikonu.

Sposób wytwarzania panelu szklanego z elementami przewodzącymi prąd elektryczny w przykładzie wykonania przebiega następująco: najpierw taflę jednowarstwowego szkła 1 przycina się do żądanego wymiaru, wycina otwory i wycięcia, zgodnie z zamówieniem, szlifuje krawędzie, po czym taflę hartuje się. Następnie taflę szkła 1 powleka się na jednej stronie powłoką przewodzącą 2. Następnie na wszystkich krawędziach tafli szkła 1 wykonuje się szyny zasilające 3 w ten sposób, że wzdłuż krawędzi tafli szkła 1 przykłada się metalowy profil 4 w kształcie kątownika. Jedno z ramion profilu 4 w kształcie kątownika biegnie wzdłuż krawędzi tafli szkła 1 i umieszczone jest prostopadle do jej powierzchni. Szerokość ramienia tego kątownika jest większa niż grubość tafli szkła 1 i powłoki przewodzącej 2. W ten sposób część płaszczyzny ramienia wystaje poza obręb tafli szkła 1 i powłoki przewodzącej 2. Między drugim ramieniem profilu 4 a powierzchnią tafli szkła 1 umieszcza się izolację 8 wykonaną z silikonu. Następnie w miejscu styku prostopadłej płaszczyzny profilu 4 z powłoką przewodzącą 2 nanosi się listwę zasilającą 5 metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku za pomocą dyszy gazodynamicznej 9. Najpierw nanosi się warstwę aluminiowo-cynkową 6 o grubości 1,5 mm oraz szerokości 6 mm, a następnie nanosi się warstwę miedziowo-cynkową 7 o grubości 2,5 mm oraz szerokości 6 mm, przy czym strumień proszku tworzącego warstwę aluminiowo-cynkową 6 oraz strumień proszku tworzącego warstwę miedziowo-cynkową 7 są nanoszone pod kątem a wynoszącym 45° w stosunku do powierzchni powłoki przewodzącej 2. Następnie cały panel szklany myje się w celu usunięcia pozostałości proszku aluminiowo-cynkowego i miedziowo-cynkowego. Na zakończenie procesu do profili 4 lutuje się przewody zasilające (niepokazane na rysunku).

Claims (12)

1. Panel szklany z elementami przewodzącymi prąd elektryczny składający się z tafli szkła powleczonej na co najmniej jednej ze stron powłoką przewodzącą prąd, która połączona jest z szynami zasilającymi wykonanymi z przewodzących metali znajdującymi się na co najmniej dwóch przeciwległych krawędziach tafli szkła, znamienny tym, że każda z szyn zasilających (3) składa się z metalowego profilu (4), biegnącego wzdłuż krawędzi tafli szkła (1) i umieszczonego prostopadle do jej powierzchni, którego szerokość jest większa niż grubość tafli szkła (1) i powłoki przewodzącej (2), przy czym profil (4) połączony jest trwale z powłoką przewodzącą (2) listwą zasilającą (5), składającą się z naniesionej na miejsce styku powłoki przewodzącej (2) z profilem (4) warstwy aluminiowo-cynkowej (6) oraz naniesionej na nią warstwy miedziowo-cynkowej (7), przy czym warstwa aluminiowo-cynkowa (6) oraz warstwa miedziowo-cynkowa (7) naniesione są pod kątem a wynoszącym od 30° do 45° w stosunku do powierzchni powłoki przewodzącej (2), w miejscu w którym profil (4) wystaje poza obręb tafli szkła (1) i powłoki przewodzącej (2).

2. Panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że ziarno proszku ma wielkość od 0,01 mm do 0,02 mm.

3. Panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa aluminiowo-cynkowa (6) zawiera od 45% do 55% aluminium oraz od 45% do 55% cynku.

4. Panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa miedziowo-cynkowa (7) zawiera od 65% do 75% miedzi oraz od 25% do 35% cynku.

5. Panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa aluminiowo-cynkowa (6) ma grubość od 1,4 mm do 1,6 mm oraz szerokość od 5 mm do 7 mm.

6. Panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa miedziowo-cynkowa (7) ma grubość od 2,3 mm do 2,7 mm oraz szerokość od 5 mm do 7 mm.

7. Panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że profil (4) ma kształt kątownika.

8. Panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że między ramieniem kątownika prostopadłym do ramienia połączonego listwą zasilającą (5) z powłoką przewodzącą (2) a powierzchnią tafli szkła (1) znajduje się izolacja (8).

9. Panel szklany według zastrz. 1, znamienny tym, że szyny zasilające (3) znajdują się na każdej krawędzi tafli szkła (1).

10. Sposób wytwarzania panelu szklanego z elementami przewodzącymi prąd elektryczny, w którym taflę szkła powleka się na co najmniej jednej stronie powłoką przewodzącą prąd, a następnie

PL 223 564 B1 na co najmniej dwóch przeciwległych krawędziach tafli szkła instaluje się szyny zasilające wykonane z przewodzących metali, które łączą się z powłoką przewodzącą, znamienny tym, że wzdłuż przeciwległych krawędzi tafli szkła (1) przykłada się metalowy profil (4), którego szerokość jest większa niż grubość tafli szkła (1) i powłoki przewodzącej (2), po czym w miejscu styku prostopadłej płaszczyzny profilu (4) z powłoką przewodzącą (2) nanosi się listwę zasilającą (5) metodą zimnego ciśnieniowego natrysku proszku za pomocą dyszy gazodynamicznej (9), przy czym najpierw nanosi się warstwę aluminiowo-cynkową (6) o grubości od 1,4 mm do 1,6 mm oraz szerokości od 5 mm do 7 mm, a następnie nanosi się warstwę miedziowo-cynkową (7) o grubości od 2,3 mm do 2,7 mm oraz szerokości od 5 mm do 7 mm, przy czym strumień proszku tworzącego warstwę aluminiowo-cynkową (6) oraz strumień proszku tworzącego warstwę miedziowo-cynkową (7) są nanoszone pod kątem α wynoszącym od 30° do 45° w stosunku do powierzchni powłoki przewodzącej (2), po czym panel szklany myje się.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że jako warstwę aluminiowo-cynkową (6) stosuje się proszek zawierający od 45% do 55% aluminium oraz od 45% do 55% cynku, zaś jako warstwę miedziowo-cynkową (7) stosuje się proszek zawierający od 65% do 75% miedzi oraz od 25% do 35% cynku, przy czym grubość ziarna proszku ma wielkość od 0,01 mm do 0,02 mm.

12. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że szyny zasilające (3) wykonuje się na każdej krawędzi tafli szkła (1).