JP2002524822A - 加熱窓の製造 - Google Patents
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Abstract
Description
ク中間層内に埋め込まれた微細な、密接状に離間したワイヤの配列によって電気
加熱される窓に関するものである。
された中間層材料の層中に埋め込まれそして対向する母線間にかつそれらの母線
と接触して延在し、それによって加熱電流がワイヤを通過することができる様に
されている。加熱窓は水滴又はアイスを追い払うために使用されることができる
ものである。かくして、これらの加熱窓は例えば自動車の風防ガラス又は後部窓
として、又は機関車、航空機の風防ガラスとして、又は船舶用窓として乗り物に
設置されるときに、特に有用である。本明細書では、用語“内側”及び“外側”
のガラス板は、窓が例えば乗り物に、設置された状態にあるときのガラス板の方
位に関係するものである。
を構成する第1の湾曲したガラス板は、ガラス板の曲率に一致する曲率の上面を
もつ水平ジグ上に置かれる。中間層の薄いシート、例えばポリビニルブチラル(
PVB)のシートがガラス板の上にその湾曲が前記ガラス板の湾曲に一致するよ
うに横たえられる。酸化から銅表面を護るために錫鉛合金の表面層で錫メッキさ
れた、例えば2 〜3mm 幅で、約0.05mm厚さの幅狭の銅のストリップが製造すべき
積層窓の加熱区域の対向端に隣接した位置でPVBシート上に横たえられ、そし
て加熱されたアイロン(iron)が、PVB材料を局部的に溶融してその中に幅狭の
銅ストリップを埋め込むために銅ストリップ上を進められる。次いで、各々が微
細な、密接状に離間したタングステンの加熱ワイヤの予め成形された配列を担持
する2つのジグがPVBシート上に、ワイヤがPVBシート上に載るように、横
たえられる。好適には、次いで、錫鉛合金の表面層で錫メッキされた比較的幅広
の銅ストリップがその両縁で前記幅狭の銅ストリップを越えて延在するように上
記幅狭の銅ストリップ上に付けられる。次いで、熱いアイロンが幅広の銅ストリ
ップの表面上を進められて、それらをPVBシートに接着させそして一時的にタ
ングステンワイヤにPVBシート上の所定位置で、それらを銅ストリップとPV
Bシート間に閉じ込めることによって定着させるようになす。幅広の銅ストリッ
プの端は、母線として銅ストリップを用いてタングステン加熱ワイヤの配列全域
へ給電する接続をなすために、ガラス縁を越えて延在するのがよい。次いで、第
1のガラス板に一致する寸法と曲率の第2の湾曲したガラス板がPVBシート上
に置かれる。母線として作用する銅ストリップとタングステン加熱ワイヤ間の電
気接続を改善するために、加熱ワイヤ上に横たわる錫メッキした幅広の銅ストリ
ップは、タングステン加熱ワイヤの配列と接続したそれらの面上に、低溶融点半
田(例えば124 °C で溶融する鉛/ビスマス共融混合物又は138 °C で溶融する
錫/ビスマス共融混合物)の表面層を備える。また、加熱ワイヤの配列と接触す
る幅狭の銅ストリップは低溶融点半田の表面層を備えてもよい。次で、この組立
体はオートクレーブ内で加熱される。オートクレーブ処理中、PVBは溶融し、
タングステンワイヤの配列と幅広の銅ストリップはPVB中に埋め込まれる。ま
た、銅ストリップ上の低溶融点半田は溶融して、銅ストリップとタングステン加
熱ワイヤ間に確実な耐久性の電気接触を提供する。
的生産へのその導入は窓の使用中の破損率をかなり減らす結果となった。このこ
とは次の2つのファクターのせいにされた:即ち、(a)薄いタングステン加熱
ワイヤは低溶融点半田によって緊密な機械的掴持状態に保たれる。しかし従来は
ワイヤが母線との接触を失う可能性があった;(b)半田は母線間のスペースを
充填するので、積層窓にその縁を経て入るかも知れない湿気が母線間に入るのが
防止され、従って非類似の金属間に起こる電解反応の可能性が避けられる。これ
らの両ファクターはより大きな耐久性の電気接続を保証する。
もはや加熱をせず、それ故もはや電気回路の一部をなさない)の問題がEP-A1-3
85791 の発明によって減少したが、それは完全には排除されなかった。近年、特
に自動車においてより長い保証期間に向かう傾向は、加熱窓の耐久性を更に改善
する自動車ガラス供給者にはプレッシャーとなる結果となった。
たが、何が或るワイヤを破損させるかは明らかでなかった。それ故、破損した加
熱窓の研究がなされ、何が破損させたかについての糸口を求めて破損したワイヤ
を検査し、分析した。考え得る原因にはワイヤの機械的破損(しかしこれは次い
で、例えば悪い品質のワイヤに責任があるのか又は使用中の過剰のストレスに責
任があるのかという問題を生じた。)、酸化反応(しかしなぜ一定のワイヤのみ
が侵されるのかが明らかでなかった。)、又は衰弱し、結局は破損する幾つかの
他の原因が含まれる。
じることが認められた。これらの破損場所のX線分析は予期された元素に加えて
臭素とカリウムの存在を示した。次いで、ワイヤの局部的腐食が考え得る原因で
あったが、しかし包含された化学物質の発生源に関して問題が残った。
の如きものが考えられたが、好結果は得られなかった。驚いたことには、実験室
条件下で二重洗浄された母線ストリップはまだ少量の臭素を有していることを発
見した。
線への半田の接着を改善するために母線の一側をフラックスで被覆することが実
施されていた。残留臭素はこのフラックスから発生するようだということが分か
った。実際、使用されたフラックスの分析によりそれが臭素を含むことを確認し
た。半田付け作業の前に母線を洗浄するにもかかわらず、ハロゲンは仕上がった
加熱風防ガラス内に達することができるので、ハロゲンベースのフラックスを用
いることに大きな欠点があることは明らかだろう。明らかに、この残留ハロゲン
は、タングステンワイヤに作用する腐食メカニズムに起因して、タングステン/
母線継ぎ手の付近にタングステン加熱ワイヤの破損を生ぜしめることがあり得る
。そのメカニズムはまだ完全には理解されていないが、臭素の如きハロゲンと水
(湿気進入からくる)の存在を必要とすることは明らかであろう。
ことが望ましい。
層材料の層中に埋め込まれた微細な、密接状に離間した加熱ワイヤの配列を含む
ワイヤ加熱される積層窓で、前記配列が対向する母線間にかつそれらの母線と接
触して延在し、前記母線のうちの少なくとも1つの母線が加熱ワイヤと接触する
1面上に低溶融点半田の表面層を備えて成る積層窓の製造方法であって、前記積
層体が、中間層材料を隣接するガラス板に接着するため、及び母線と加熱ワイヤ
間に良好な電気接触を提供するために半田を溶融するためにオートクレーブ処理
段階を施されて成る方法において、少なくとも1つの母線の1 面に低溶融点半田
を付ける前に、その面がハロゲン無しのフラックスで被覆されることを特徴とす
る方法が提供される。
ラックスとすることができる有機フラックスである。代案として、フラックスは
リン酸をベースとすることができる。
/又はその誘導体を含む。
の誘導体である。
側と外側のガラス板に接着された中間層材料の層中に埋め込まれた微細な、密接
状に離間した加熱ワイヤの配列を含むワイヤ加熱される積層窓で、前記配列が対
向する母線間にかつそれらの母線と接触して延在し、前記母線のうちの少なくと
も1つの母線が加熱ワイヤと接触する1面上に低溶融点半田の表面層を備えて成
る積層窓において、少なくとも1つの母線の1 面に低溶融点半田を付ける前に、
前記面がハロゲン無しのフラックスで被覆されることを特徴とする積層窓が提供
される。 以下、本発明の好適実施例を図を参照して説明するが、本発明はその実施例に
限定されるものではない。
は自動車用の風防ガラスである。窓は微細な密接状に離間した例えばタングステ
ンのワイヤ3の配列2によって加熱される。ワイヤ3は2つの配列群4、5をな
して配置されて、夫々の母線間に延在している。従って、風防ガラスの頂縁に沿
って延在する2つの母線6、7と、底縁に沿って延在する2つの母線8、9があ
り、すべての母線は風防ガラスの周囲10の内側に短い距離をおいて置かれてい
る。ワイヤ配列群の数は風防ガラスの寸法に従って変えることができ、そして母
線は導電性ストリップ、通常は金属ストリップ、例えば3〜10mm幅、好適には
6mm幅そして約0.04〜0.08mm厚さの銅ストリップのから作られる。このストリッ
プは好適には酸化から銅を護るために錫又は錫鉛合金(60:40のSn:Pb 比率) の表
面層で錫メッキされたる。
かれるが、図1ではかかる窓内に実際にあるすべてのワイヤを示すことはできな
いことは分かるだろう。従って、加熱ワイヤの一部分のみが図1に示されていて
、それらは実際の場合より離されて示されていると解するべきである。更に、ワ
イヤによって覆われる区域が比較的大きい場合、製図工による過度の繰り返しを
避けるために、ワイヤはその区域の一部には描かれていない。 その代わり、一点鎖線がワイヤによって覆われる区域の広さを表すために使用さ
れている。
クタタッグ(tag) (図示せず)を介して半田付けによって、フライングリード(f
lying leads)18に接続され、かつリードは電圧供給部に接続するのに適した成
端部19をもつ。代案として、慣例のスペードコネクタが母線の端に半田付けさ
れ、リードがスペードコネクタに取り付けられてもよい。
は2つのストリップ間にワイヤを配置したサンドイッチ構造を形成するために母
線ストリップの追加の部片(図示せず)を使用することによって援助され、母線
ストリップの少なくとも1つの面は低溶融点の表面層を設けられていて、半田は
前述の如くかつEP−A1−385791(この文献の開示内容は本明細書に編入され
るものとする)に記載されている如く、ストリップとワイヤ間に良好な電気接触
を提供するためにオートクレーブ処理時に溶融する。前記低溶融点半田は母線の
全長に沿って又は加熱ワイヤと接触する母線ストリップの部分にのみ付着される
が、これはいずれにしても便利である。本発明の教示によれば、ハロゲンを含ま
ないフラックスが少なくとも1つの母線の面に、その面に低溶融点半田を付着す
る前に、付着される。好適なフラックスは水ベース(water based) のカルボン酸
フラックス即ち有機フラックスである。この型式のフラックスは化学的活性と腐
食性の間に適切な妥協を提供し、過度の腐食性を示さずにほどよい活性をもつ。
このグループの商業的に入手し得るフラックスの例はFlowersolder及び AcusolN
H1 の商品名で売られている。代案として、無機質のハロゲン無しのフラックス
例えばリン酸ベースのフラックスが使用されてもよい。無機質フラックスは比較
的大きな活性をもつので、それ相応に浸食的かつ腐食性の材料であり、このこと
により、取扱と使用中に適切な健康及び安全上の用心がなされる必要がある。85
%リン酸を含む例はASP50 の商品名で売られている。これらのフラックスはすべ
て英国、CR0 4X5, surrey, Croydon, Marlowe Way, Tandem House 在の Alpha F
ry Limitedから入手可能である。また好適にはフラックスは亜硝酸塩、硝酸塩の
如き他の酸化性塩(oxidising salts) が無いものである。風防ガラスの製造法の
追加の詳細を以下に説明する。
。しかしかかる掩蔽手段は簡明化のため図1から省かれており、従って母線のレ
イアウトを見ることができる。
ックインキ又は有機プライマーからなるものとすることができる不透明バンド2
0の形をなす掩蔽手段が、完全に表示する目的で、この断面図に追加されそして
母線6がこの図に示されている。風防ガラスの頂壁と底壁の横断面では、第2の
母線ストリップは(前述のかつ後述の双子ストリップ“サンドイッチ”構造が使
用されていると仮定すれば、)出来れば、区分された加熱ワイヤを2つの母線ス
トリップの間に入れた構造をもち、図示の母線ストリップに平行に置かれている
のが見られるだろう。掩蔽バンド20と母線の厚さは簡明化のために図の他の部
分に関して誇張して示している。図2は2枚のガラス板21、22を含む積層風
防ガラスについての典型的形状を示し、これは間に中間層材料の層23、例えば
ポリビニルブチラル(" PVB”)をもつ。勿論、他の形状も可能である。例え
ば航空機風防ガラスは5層、例えばガラス、ポリウレタン、アクリルガラス張り
材料(acrylic glazing material)、ポリウレタン及びガラスを夫々含む。
層22は比較的薄い層である。母線6は前記層と中間層間で、内層22の外面2
5に配列され、低溶融点半田の被覆26を備える。また、外層21の内面24上
には母線を(それ故勿論ワイヤも)置くことができる。
の手法で微細な密接状に離間したワイヤの配列を提供することを含み、これらの
ワイヤは前記配列の対向端でワイヤを横切る母線に取り付けらている。かかる配
列を提供する方法の例は、GB2228711 及びEP443691に記載されている。これらの
文献の開示内容は本明細書に参考として編入されるものである。もし中間層部片
上の所定位置に形成されなければ、その配列は、テーブル表面上にマーク付けさ
れた製造すべき窓の輪郭を示す型板をもつ平らなテーブル上にそれ自体横たわっ
ているかかる部片上に置かれる。これは、母線と配列が窓の輪郭に関して精密に
置かれることを可能ならしめる。
、窓周囲から少なくとも5mm、確実には少なくとも2mmの所に置かれるべきであ
る。これは、湿気が侵入して母線とワイヤに達する可能性を減じる。
1の母線ストリップの頂部上にそれに重なるように横たえられる。母線の横たえ
が完了すると、使用されるべきスペード、リボン又はタッグコネクタの何れかが
母線に半田付けされる。フライングリードはこのとき又はオートクレーブ処理後
に取り付けてもよい。
構成する形状にカットされ(そして風防ガラスの場合には、曲げられ)ているガ
ラスシート上に精密に置かれ、そしてもう1つの同様のガラスシートが重なり関
係で前記中間層の頂部上に置かれる。お互いに関して精密に所定位置にある3つ
の層の組立体を維持している間に、中間層は余分の突出した中間層材料を除去す
ることによっておおよその形状にトリミングされる。
した温度と圧力の条件下で例えばPVBでは15〜45分間、135 °C 〜150 °C 、
8 〜15バールで、既知の手法でされる。オートクレーブ処理の間、低溶融点半田
は溶融し、ワイヤの回りに流れる。オートクレーブ処理中、窓はカッティング又
は研磨によって中間層を所定形状に精密にトリミングすることによって仕上げら
れる。
スを用いて造られた窓が優れていることを立証するために、加速された耐候性テ
ストが使用状態において電気加熱風防ガラスの破損をシミュレイトするために案
出された。5 個の加熱窓が両型式のフラックスを用いて行われた。各窓の左側の
回路は臭素ベースのフラックスで被覆された母線で製造され、右側の各回路はハ
ロゲン無しのフラックスで被覆された母線で製造された。これらの窓は100 %R
H(相対湿度)と45°C の湿気タンク内に置かれた。これらの窓は週単位でテ
ストされたが、不作動の加熱ワイヤは認められなかった。5 個の窓の8週間のテ
ストの後、臭素ベースのフラックスを用いた回路では96本の不作動ワイヤがあ
ったが、ハロゲン無しのフラックスを用いた回路では3 本の不作動ワイヤしかな
く、思いがけなく良い結果が得られた。
、ハロゲン無しのフラックスはFlowsolderの商品名で入手できる。両フラックス
はAlpha Fry Limited によって製造されている。
である。
Claims (12)
- 【請求項1】 内側と外側のガラス板間にサンドイッチ状に配列された中間層材
料の層中に埋め込まれた微細な、密接状に離間した加熱ワイヤの配列を含むワイ
ヤ加熱される積層窓で、前記配列が対向する母線間にかつそれらの母線と接触し
て延在し、前記母線のうちの少なくとも1つの母線が加熱ワイヤと接触する1面
上に低溶融点半田の表面層を備えて成る積層窓の製造方法であって、前記積層体
が、中間層材料を隣接するガラス板に接着するため、及び母線と加熱ワイヤ間に
良好な電気接触を提供するために半田を溶融するためにオートクレーブ処理段階
を施されて成る方法において、少なくとも1つの母線の1 面に低溶融点半田を付
ける前に、その面がハロゲン無しのフラックスで被覆されることを特徴とする方
法。 - 【請求項2】 ハロゲン無しのフラックスは有機フラックスであることを特徴と
する請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 ハロゲン無しのフラックスは水ベースの有機フラックス又は非水
性の有機フラックスであることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】 ハロゲン無しのフラックスは少なくとも1つのカルボン酸及び/
又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の方
法。 - 【請求項5】 ハロゲン無しのフラックスはミリスチン酸又はステアリン酸及び
/又はそれらの酸の誘導体であることを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 カルボン酸の誘導体はエステルであることを特徴とする請求項4
又は5に記載の方法。 - 【請求項7】 ハロゲン無しのフラックスはリン酸をベースとすることを特徴と
する請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 半田は124 °C で溶融する鉛/ビスマス共融混合物であることを
特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 半田は138 °C で溶融する錫/ビスマス共融混合物であることを
特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項10】 中間層材料はポリビニルブチラルであることを特徴とする請求
項1から9の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項11】 内側と外側のガラス板間にサンドイッチ状に配列されたかつ内
側と外側のガラス板に接着された中間層材料の層中に埋め込まれた微細な、密接
状に離間した加熱ワイヤの配列を含むワイヤ加熱される積層窓で、前記配列が対
向する母線間にかつそれらの母線と接触して延在し、前記母線のうちの少なくと
も1つの母線が加熱ワイヤと接触する1面上に低溶融点半田の表面層を備えて成
る積層窓において、少なくとも1つの母線の1 面に低溶融点半田を付ける前に、
その面がハロゲン無しのフラックスで被覆されることを特徴とする積層窓。 - 【請求項12】 母線は窓の周囲から少なくとも5mm 、好適には10mm の所に置かれることを特徴とする請求項11に記載の窓。
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