Композитная панель с функциональным элементом с электрически регулируемыми оптическими свойствами
Изобретение относится к композитной панели (100) с функциональным элементом (5) с электрически регулируемыми оптическими свойствами, включающей в себя пакет с последовательностью из наружной панели (1), первого промежуточного слоя (3а), второго промежуточного слоя (3b) и внутренней панели (2). Промежуточные слои (3а, 3b) содержат по меньшей мере одну термопластичную полимерную пленку с по меньшей мере одним пластификатором и размещенный между первым промежуточным слоем (3а) и вторым промежуточным слоем (3b), по меньшей мере, местами функциональный элемент (5) с электрически регулируемыми оптическими свойствами. Между первым промежуточным слоем (3а) и функциональным элементом (5), а также между функциональным элементом (5) и вторым промежуточным слоем (3b), по меньшей мере, местами размещена по меньшей мере одна барьерная пленка (4, 4а, 4b), которая, по меньшей мере, местами имеет выступающий край u за пределы функционального элемента (5). Устройство имеет повышенную устойчивость к старению. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 15 ил.
Изобретение относится к композитной панели с функциональным элементом с электрически регулируемыми оптическими свойствами, и, в частности, к ветровому стеклу с электрически регулируемым солнцезащитным козырьком.
В области транспортных средств и в строительной отрасли часто применяются композитные панели с электрически регулируемыми функциональными элементами для защиты от солнца или для защиты от взглядов извне.
Так, например, известны ветровые стекла, в которые встроен солнцезащитный козырек в форме функционального элемента с электрически регулируемыми оптическими свойствами. При этом, в частности, электрически регулируются характеристики пропускания или рассеяния электромагнитного излучения в видимой области спектра. Функциональные элементы, как правило, имеют форму пленки, и вводятся в композитную панель при ее ламинировании или наклеиваются на нее. В случае ветровых стекол водитель может сам регулировать характеристики светопропускания стекла против солнечного излучения. Тем самым можно отказаться от традиционного механического солнцезащитного козырька. Тем самым может снижаться вес транспортного средства, и выигрывается место в области крыши. К тому же электрическое управление солнцезащитным козырьком является более удобным для водителя, чем откидывание вниз вручную механического солнцезащитного козырька.
Ветровые стекла с подобными электрически регулируемыми солнцезащитными козырьками известны, например, из патентных документов WO 2014/086555 A1, DE 102013001334 A1, DE 102005049081 B3, DE 102005007427 A1 и DE 102007027296 A1.
Типичные электрически регулируемые функциональные элементы содержат электрохромные слоистые структуры или пленки Single Particle Device (SPD) (устройство на основе взвешенных частиц). Дополнительные возможные функциональные элементы для формирования электрически регулируемых солнцезащитных устройств представляют собой так называемые функциональные PDLC-элементы (polymer dispersed liquid crystal, жидкий кристалл с диспергированным полимером). Их активный слой содержит жидкие кристаллы, которые встроены в полимерную матрицу. Если напряжение не подводится, то жидкие кристаллы ориентируются беспорядочно, что приводит к сильному рассеянию проходящего через активный слой света. Если на плоские электроды подается напряжение, то жидкие кристаллы выстраиваются по одному общему направлению, и повышается пропускание света через активный слой. Функциональный PDLC-элемент действует меньше путем снижения общего светопропускания, но больше усилением рассеяния, чтобы обеспечивать противоослепляющую защиту.
В традиционных, вводимых при ламинировании функциональных элементах, и в особенности функциональных PDLC-элементах, часто на краях возникают нежелательные проявления старения, такие как обесцвечивание и изменения в затенении.
Поэтому в основу настоящего изобретения положена задача создания усовершенствованной композитной панели с функциональным элементом с электрически регулируемыми оптическими свойствами, которая является улучшенной особенно в отношении своей устойчивости к старению.
Задача настоящего изобретения решается посредством композитной панели согласно независимому пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.
Соответствующая изобретению композитная панель включает в себя по меньшей мере:
- пакет с последовательностью из наружной панели, первого промежуточного слоя, второго промежуточного слоя и внутренней панели, причем промежуточные слои в каждом случае содержат по меньшей мере одну термопластичную полимерную пленку с по меньшей мере одним пластификатором, и
- размещенный между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем по меньшей мере местами функциональный элемент с электрически регулируемыми оптическими свойствами,
причем между первым промежуточным слоем и функциональным элементом, а также между функциональным элементом и вторым промежуточным слоем размещена по меньшей мере одна барьерная пленка, которая по меньшей мере местами имеет выступающую часть u за пределы функционального элемента.
Между первым промежуточным слоем и функциональным элементом, а также между функциональным элементом и вторым промежуточным слоем в каждом случае предпочтительно размещается барьерная пленка, причем каждая барьерная пленка по меньшей мере местами имеет выступающую часть u за пределы функционального элемента, и выступающие части барьерных пленок размещаются непосредственно сопряженными и контактирующими. Термины «выступающая часть» и, соответственно, «выступать» имеют значение, какое обычно применяется в общем смысле: несколько выдаваться в боковом (горизонтальном) направлении. В этом случае барьерная пленка выступает в плоскости функционального элемента за пределы функционального элемента. «Боковой» здесь имеет значение, какое обычно применяется в общем смысле: поперечно или в сторону.
Поэтому соответствующая изобретению выступающая часть u отличается от области перекрывания внахлест, при котором барьерная пленка, например, размещается непосредственно на участке верхней или нижней стороны функционального элемента.
Композитная панель может представлять собой, например, ветровое стекло или стекло крыши транспортного средства, или другое остекление транспортного средства, например, стеклянную перегородку за передними сиденьями в автомобиле, предпочтительно в рельсовом транспортном средства или в автобусе. В альтернативном варианте, композитная панель может составлять часть архитектурного остекления, например, на наружном фасаде здания или для разделительной перегородки внутри здания.
Термины «наружная панель» и «внутренняя панель» произвольно описывают две различных панели. В частности, наружная панель может обозначаться как первая панель, и внутренняя панель как вторая панель.
Если композитная панель предназначается для того, чтобы в оконном проеме транспортного средства или здания отгораживать внутреннее пространство от внешнего окружения, то внутренней панелью в смысле изобретения называется обращенная к внутреннему пространству (внутреннему пространству транспортного средства) панель (вторая панель). Под наружной панелью подразумевается обращенная к внешней среде панель (первая панель). Но изобретение этим не ограничивается.
Соответствующая изобретению композитная панель содержит функциональный элемент с электрически регулируемыми оптическими свойствами, который по меньшей мере местами размещена между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем. Первый и второй промежуточные слои обычно имеют такие же размеры, как наружная панель и внутренняя панель. Функциональный элемент предпочтительно имеет форму пленки.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем в каждом случае размещается по меньшей мере одна барьерная пленка, которая на одной боковой кромке функционального элемента, на двух боковых кромках функционального элемента, на трех боковых кромках функционального элемента или со всех сторон (то есть, на четырех или более боковых кромках функционального элемента) имеет выступающую часть u за пределы функционального элемента. Это значит, что одна барьерная пленка размещается на нижней стороне функционального элемента, и дополнительная барьерная пленка размещается на верхней стороне функционального элемента. В области выступающей части, выступающий участок одной барьерной пленки непосредственно контактирует с выступающим участком второй барьерной пленки. В случае пленочного функционального элемента нижняя сторона и верхняя сторона означают две больших поверхности, которые пролегают параллельно наружной панели и внутренней панели, иначе говоря, наружным поверхностям и внутренним поверхностям функционального элемента. Боковые кромки определяют пролегающие ортогонально им поверхности функционального элемента, которые в случае пленочного функционального элемента выполнены очень тонкими. При этом барьерные пленки могут частично или полностью покрывать верхнюю сторону и/или нижнюю сторону функционального элемента.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем размещается по меньшей мере одна цельная барьерная пленка, которая по меньшей мере местами согнута вокруг боковой кромки функционального элемента. Боковая кромка функционального элемента в случае пленочного функционального элемента представляет собой боковую поверхность ортогонально нижней стороне и верхней стороне. В одном особенно предпочтительном варианте исполнения этого соответствующей изобретению композитной панели барьерная пленка имеет на одной другой боковой кромке, двух других боковых кромках или трех или более других боковых кромках выступающую часть u за пределы функционального элемента. В области выступающей части выступающий участок одной барьерной пленки непосредственно контактирует с выступающим участком сложенной и отведенной назад барьерной пленки.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем размещаются две, три, четыре или более барьерных пленок, которые согнуты вокруг двух, трех, четырех или более боковых кромок.
При этом одна или многие барьерные пленки могут частично или полностью покрывать функциональный элемент.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели две, три, четыре или более барьерных пленок сварены друг с другом и образуют мешочек, в котором частично или полностью размещается функциональный элемент.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели выступающая часть u барьерной пленки за пределы функционального элемента составляет по меньшей мере 0,5 мм, предпочтительно по меньшей мере 2 мм, в особенности предпочтительно по меньшей мере 5 мм, и, в частности, по меньшей мере 10 мм. Выступающая часть u определяется в поперечном размере, то есть, параллельно обоим наибольшим размерам функционального элемента и, соответственно, композитной панели.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели выступающая часть u барьерной пленки за пределы функционального элемента составляет менее 50 мм, предпочтительно менее 30 мм, особенно предпочтительно менее 20 мм.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели барьерные пленки и, соответственно, различные участки барьерной пленки в области выступающей части, соединены друг с другом, предпочтительно припрессованы друг к другу (например, ламинированием в композитной панели), склеены или сварены (например, локальным нагревом). Тем самым создается достаточный и надежный диффузионный барьер для пластификатора из промежуточного слоя, и сокращается или затрудняется помутнение краевых участков функционального элемента.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели барьерные пленки и, соответственно, различные участки согнутой барьерной пленки, по всей площади соединены со смежными поверхностями функционального элемента, и предпочтительно приклеены, например, клеем, в частности, адгезивом на основе акриловой основе, предпочтительно на акрилатной основе, и наиболее предпочтительно клеевым материалом, который содержит более 50% метилметакрилата. Это является особенно благоприятным в том отношении, что предотвращается сползание барьерной пленки во время монтажа и во время ламинирования, и барьерная пленка прочно соединяется с функциональным элементом, плотно прилегая к нему. Благодаря этому, помимо прочего, предотвращаются воздушные включения между барьерной пленкой и функциональным элементом, и является особенно высоким оптическое качество подобных композитных панелей.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели барьерные пленки (или два участка завернутых барьерных пленок) соединены не с поверхностями функционального элемента, но только в области выступающей части. Барьерные пленки соединены друг с другом предпочтительно в области выступающей части только частично так, что при удалении воздуха во время ламинирования присутствующий внутри воздух мог бы вытесняться между барьерной пленкой и функциональным элементом, и не оставались бы воздушные включения, которые снижают оптическое качество композитной панели.
Изобретение основывается на знании изобретателей, что диффузия пластификатора из промежуточных слоев внутрь функционального элемента при старении приводит к обесцвечиванию или изменению светопропускания, что ухудшает обзорность и эстетические свойства композитной панели. Путем запечатывания функционального элемента барьерной пленкой, которая препятствует диффузии пластификатора из промежуточного слоя в функциональный элемент или затрудняет ее, и в особенности в боковые кромки функционального элемента, такие проявления старения явственно сокращаются или полностью устраняются.
Запечатывание в области боковых кромок функционального элемента при этом выполняется либо посредством сформированной в виде мешочка барьерной пленки, которая оборачивается вокруг боковых кромок, либо с помощью двух барьерных пленок (соответственно двух участков одной и той же барьерной пленки), которые размещаются непосредственно соседствующими друг с другом, контактируют по всей площади и припрессованы друг к другу (например, ламинированием внутри композитной панели), склеены (например, клеевым материалом) или сварены (например, локальным нагревом).
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели промежуточный слой содержит полимер, предпочтительно термопластичный полимер.
В одном особенно предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели промежуточный слой содержит по меньшей мере 3 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 5 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 20 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, и, в частности, по меньшей мере 40 мас.% пластификатора. Пластификатор предпочтительно содержит триэтиленгликоль-бис-(2-этилгексаноат), или состоит из него.
При этом пластификаторы представляют собой химические вещества, которые делают синтетические материалы более мягкими, гибкими, пластичными и/или эластичными. Они сдвигают диапазон термоэластичности синтетических материалов в сторону более низких температур так, что синтетические материалы имеют желательные характеристики эластичности в диапазоне эксплуатационных температур. Дополнительным предпочтительным пластификаторами являются сложные эфиры карбоновых кислот, в частности, малолетучие сложные эфиры карбоновых кислот, жиры, масла, мягкие смолы и камфора. Дополнительными предпочтительными пластификаторами являются алифатические сложные диэфиры три- и тетраэтиленгликоля. Особенно предпочтительно в качестве пластификатора применяются 3G7, 3G8 или 4G7, причем первая цифра обозначает число этиленгликолевых структурных единиц, и последняя цифра обозначает число атомов углерода в фрагменте карбоновой кислоты в соединении. Так, 3G8 означает триэтиленгликоль-бис-(2-этилгексаноат), то есть, соединение с формулой C4H9CH(CH2CH3)CO(OCH2CH2)3O2CCH(CH2CH3)C4H9.
В дополнительном особенно предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели промежуточный слой содержит по меньшей мере 60 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 70 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 90 мас.%, и, в частности, по меньшей мере 97 мас.% поливинилбутираля.
Толщина каждого промежуточного слоя предпочтительно составляет от 0,2 мм до 2 мм, особенно предпочтительно от 0,3 до 1 мм, в частности, от 0,3 мм до 0,5 мм, например, 0,38 мм.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели барьерная пленка сформирована таким образом, что она предотвращает диффузию пластификатора из промежуточного слоя через барьерную пленку.
В одном особенно предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели барьерная пленка имеет мало пластификатора, предпочтительно с содержанием пластификатора менее 3 мас.%, особенно предпочтительно менее 1 мас.%, и, в частности, менее 0,5 мас.%. Наиболее предпочтительно барьерная пленка не содержит пластификатор, то есть, без целенаправленного добавления пластификатора. Барьерная пленка содержит полимер, предпочтительно полиэтилентерефталат (PET) или поливинилфторид (PVF), или состоит из них. Барьерная пленка также может содержать включающий малое количество пластификатора поливинилбутираль (PVB) с содержанием пластификатора менее 3 мас.%.
Регулируемый функциональный элемент обычно включает в себя активный слой между двумя плоскими электродами. Активный слой имеет электрически регулируемые оптические свойства, которые могут регулироваться посредством подводимого к плоским электродам напряжения.
Плоские электроды и активный слой обычно размещаются по существу параллельно поверхностям наружной панели и внутренней панели. Плоские электроды общеизвестным путем соединены с внешним источником напряжения. Электрическое контактирование осуществляется посредством подходящих соединительных проводов, например, фольговых проводников, которые необязательно соединяются с плоскими электродами через так называемые магистральные проводники (токопроводящие шины), например, полоски из электропроводящих материалов или электропроводящих надпечаток.
Плоские электроды предпочтительно выполнены в виде прозрачных, электропроводящих слоев. Плоские электроды предпочтительно содержат по меньшей мере один металл, металлический сплав или электропроводящий оксид (прозрачный электропроводный оксид, TCO). Например, плоские электроды могут содержать серебро, золото, медь, никель, хром, вольфрам, оксид индия-олова (ITO), легированный галлием или легированный алюминием оксид цинка, и/или легированный фтором или легированный сурьмой оксид олова. Плоские электроды предпочтительно имеют толщину от 10 нм до 2 мкм, особенно предпочтительно от 20 нм до 1 мкм, наиболее предпочтительно от 30 нм до 500 нм.
Кроме активного слоя и плоских электродов, функциональный элемент может иметь дополнительные общеизвестные слои, например, барьерные слои, запирающие слои, противоотражательные слои, защитные слои и/или выравнивающие слои.
Функциональный элемент предпочтительно присутствует в виде многослойной пленки с двумя наружными несущими пленками. При такой многослойной пленке плоские электроды и активный слой размещаются между обеими несущими пленками. Под наружными несущими пленками здесь подразумевается, что несущие пленки образуют обе поверхности многослойной пленки. Тем самым функциональный элемент может быть выполнен в форме ламинированной пленки, которая может быть переработана благоприятным образом. Несущими пленками функциональный элемент благоприятным образом может быть защищен от повреждения, в особенности от коррозии. Многослойная пленка содержит в приведенной последовательности по меньшей мере одну несущую пленку, плоский электрод, активный слой, дополнительный плоский электрод и дополнительную несущую пленку. Несущая пленка, в частности, поддерживает плоские электроды и придает жидкому или мягкому активному слою необходимую механическую стабильность.
Несущие пленки предпочтительно содержат по меньшей мере один термопластичный полимер, в особенности предпочтительно содержащий мало пластификатора или не содержащий его полиэтилентерефталат (PET). Он является особенно предпочтительным в отношении стабильности многослойной пленки. Но несущие пленки также могут включать в себя другие содержащие мало пластификатора или не содержащие его полимеры, или состоять из них, например, этилен-винилацетат (EVA), полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полиакрилат, поливинилхлорид, полиацетатную смолу, литьевые смолы, акрилаты, фторированные этилен-пропиленовые сополимеры, поливинилфторид, и/или сополимер этилена и тетрафторэтилена. Толщина каждой несущей пленки предпочтительно составляет от 0,1 мм до 1 мм, особенно предпочтительно от 0,1 мм до 0,2 мм.
Как правило, несущие пленки в каждом случае имеют электропроводящее покрытие, которое обращено к активному слою и действует в качестве плоского электрода.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения соответствующей изобретению композитной панели функциональный элемент представляет собой функциональный PDLC-элемент (жидкий кристалл с диспергированным полимером). Активный слой функционального PDLC-элемента содержит жидкий кристалл, который встроен в полимерную матрицу. Если на плоские электроды напряжение не подается, то жидкие кристаллы ориентируются беспорядочно, что приводит к сильному рассеянию проходящего через активный слой света. Если на плоские электроды подается напряжение, то жидкие кристаллы выстраиваются по одному общему направлению, и пропускание света через активный слой повышается.
Но в принципе также возможно применение регулируемых функциональных элементов других типов, например, электрохромных функциональных элементов или функциональных SPD-элементов (устройств на основе взвешенных частиц). Упомянутые регулируемые функциональные элементы и принцип их действия известны специалисту, так что в этом месте можно отказаться от подробного описания.
Функциональные элементы в виде многослойных пленок имеются в продаже на рынке. Встраиваемый функциональный элемент обычно вырезается из большеразмерной многослойной пленки до получения желательных формы и величины. Это может быть выполнено механическим путем, например, ножом. В одном предпочтительном варианте исполнения вырезание производится с помощью лазера. Было показано, что в этом случае боковые кромки является более стабильными, чем при механическом вырезании, так как при механически вырезанных боковых кромках может возникать опасность того, что материал будет как бы оттягиваться, что визуально бросается в глаза и оказывает вредное влияние на эстетические характеристики стекла.
Функциональный элемент областью первого промежуточного слоя соединяется с наружной панелью, и областью второго промежуточного слоя связывается с внутренней панелью. Промежуточные слои предпочтительно размещаются друг поверх друга по всей площади и ламинируются друг с другом, причем функциональный элемент укладывается между обоими слоями. Тогда перекрывающиеся с функциональным элементом области промежуточных слоев образуют зоны, которые соединяют функциональный элемент с панелями. В других областях стекла, где промежуточные слои имеют непосредственный контакт между собой, они при ламинировании могут быть сплавлены так, что оба прежних слоя по обстоятельствам больше неразличимы, и вместо этого получается однородный промежуточный слой.
Например, промежуточный слой может быть сформирован единственной термопластичной пленкой. Промежуточный слой также может быть сформирован двухслойным, трехслойным или многослойным пакетом пленок, причем отдельные пленки имеют одинаковые или различные свойства. Промежуточный слой также может быть образован из участков различных термопластичных пленок, боковые кромки которых примыкают друг к другу.
В одном предпочтительном усовершенствовании соответствующей изобретению композитной панели область первого или второго промежуточного слоя, через которую функциональный элемент соединяется с наружной панелью и, соответственно, с внутренней панелью, является тонированной или окрашенной. Таким образом, светопропускание этой области в видимой области спектра снижено сравнительно с нетонированным или неокрашенным слоем. Тонированная/окрашенная область промежуточного слоя тем самым снижает пропускание ветрового стекла в области солнцезащитного козырька. В частности, улучшается эстетическое впечатление от функционального элемента, поскольку тонирование приводит к нейтральному внешнему виду, что воспринимается наблюдателем как более приятное.
В смысле изобретения под электрически регулируемыми оптическими свойствами понимаются такие свойства, которые могут регулироваться бесступенчато, но в равной мере также такие, которые могут переключаться между двумя или более дискретными состояниями.
Электрическое управление солнцезащитным козырьком производится, например, посредством переключателей, поворотных или сдвижных ручек настройки, которые встроены в оборудование транспортного средства. Но также в ветровое стекло может быть встроена зона переключения, например, емкостная коммутационная зона. Альтернативно или дополнительно, солнцезащитный козырек может управляться бесконтактным способом, например, распознаванием жестов, или в зависимости от определяемого камерой или подходящим электронным устройством для оценки ситуации состояния зрачка или века. Альтернативно или дополнительно, солнцезащитный козырек может управляться датчиками, которые детектируют падение света на стекло.
Тонированная или окрашенная область промежуточного слоя предпочтительно имеет пропускание в видимой области спектра от 10% до 50%, особенно предпочтительно от 20% до 40%. Тем самым достигаются особенно хорошие результаты в отношении противоослепляющей защиты и визуального внешнего вида.
Промежуточный слой может быть сформирован единой термопластичной пленкой, в которой тонированная или окрашенная область создается локальным тонированием или окрашиванием. Такие пленки получаются, например, соэкструзией. В альтернативном варианте, нетонированный участок пленки или тонированный или окрашенный участок пленки могут быть присоединены к термопластичному слою.
Тонированная или окрашенная область может быть тонирована или окрашена равномерно, то есть, имеет независимое от места пропускание. Но тонирование или окрашивание также могут быть неоднородными, в частности, может быть создан градиент пропускания. В одном варианте исполнения коэффициент пропускания в тонированной или окрашенной области снижается, по меньшей мере частично, с увеличением расстояния до верхнего края. Так можно избежать резких кромок тонированной или окрашенной области, так что переход от солнцезащитного козырька к прозрачной области ветрового стекла происходит постепенно, что выглядит эстетически более привлекательно.
В одном предпочтительном варианте исполнения тонирована область первого промежуточного слоя, то есть, область между функциональным элементом и наружной панелью. Это создает особенно эстетическое впечатление при взгляде на наружную панель сверху. Область второго промежуточного слоя между функциональным элементом и внутренней панелью необязательно может быть дополнительно окрашена или тонирована.
Композитная панель тс электрически регулируемым функциональным элементом благоприятным образом может быть использовано в качестве ветрового стекла с электрически регулируемым солнцезащитным козырьком.
Такое ветровое стекло имеет верхнюю и нижнюю кромку, а также две пролегающих между верхней кромкой и нижней кромкой боковых кромки. Под верхней кромкой подразумевается та кромка, которая в смонтированном состоянии предназначена быть обращенной вверх. Нижней кромкой называется та кромка, которая в смонтированном состоянии предназначена быть обращенной вниз. Верхняя кромка часто называются также как кромка на стороне крыши, и нижняя кромка называется кромкой на стороне мотора.
Ветровые стекла имеют центральную зону обзорности, к оптическому качеству которой предъявляются высокие требования. Центральная зона обзорности должна иметь высокое светопропускание (типично свыше 70%). В частности, указанная центральная зона обзорности представляет собой ту зону обзорности, которая специалистом обозначается как зона В обзорности, область В видимости или зона В. Зона В обзорности и ее технические характеристики регламентированы Инструкцией № 43 Европейской экономической комиссии ООН (Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UN/ECE)) (ECE-R43, «Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung der Sicherheitsverglasungswerkstoffe und ihres Einbaus in Fahrzeuge» («Типовые условия утверждения материалов безопасного остекления и их монтажа в транспортном средстве»)). Там зона В обзорности определена в Приложении 18.
Тогда функциональный элемент благоприятным образом размещается над центральной зоной обзорности (зоной В обзорности). Это значит, что функциональный элемент размещается в области между центральной зоной обзорности и верхней кромкой ветрового стекла. Функциональный элемент должен покрывать не всю область, но должен быть позиционирован полностью внутри этой области, и не выступать в центральную зону обзорности. Другими словами, функциональный элемент имеет меньшее расстояние до верхней кромки, нежели центральная зона обзорности. Тем самым светопропускание центральной зоны обзорности не нарушается функциональным элементом, который размещается на месте, подобном тому, где находится классический механический солнцезащитный козырек в опущенном вниз положении.
Ветровое стекло предпочтительно предусматривается для автомобиля, особенно предпочтительно для легкового автомобиля.
В одном предпочтительном варианте исполнения функциональный элемент, точнее, боковые кромки функционального элемента, окружен по периметру третьим промежуточным слоем. Третий промежуточный слой выполнен в виде рамки с проемом, в который укладывается функциональный элемент. Третий промежуточный слой также может быть сформирован термопластичной пленкой, в которой вырезанием был проделан проем. В альтернативном варианте, третий промежуточный слой также может быть собран из многочисленных участков пленки вокруг функционального элемента. Промежуточный слой предпочтительно сформирован в целом по меньшей мере из трех размещенных друг поверх друга по всей площади термопластичных слоев, причем срединный слой имеет проем, в котором размещается функциональный элемент. При изготовлении третий промежуточный слой размещается между первым и вторым промежуточным слоем, причем боковые кромки всех промежуточных слоев предпочтительно размещаются совмещенными. Третий промежуточный слой предпочтительно имеет примерно такую же толщину, как функциональный элемент. Тем самым компенсируется локальная разница в толщинах в ветровом стекле, которая обусловливается ограниченным по месту функциональным элементом, так что можно избежать разрушения стекла при ламинировании.
Видимые на просвет через ветровое стекла боковые кромки функционального элемента предпочтительно размещены заподлицо с третьим промежуточным слоем так, что между боковыми кромками функционального элемента и сопряженными боковыми кромками промежуточного слоя нет никакого зазора. Это является особенно существенным для нижней кромки функционального элемента, которая обычно может быть видна. Тем самым делается визуально более незаметной граница между третьим промежуточным слоем и функциональным элементом.
В одном предпочтительном варианте исполнения нижние кромки функционального элемента и тонированной области промежуточного(-ных) слоя(-ев) согласуются с формой верхней кромки ветрового стекла, что обеспечивает визуально привлекательный внешний вид. Поскольку верхняя кромка ветрового стекла обычно является изогнутой, нижняя кромка функционального элемента и тонированной области также могут быть выполнены изогнутыми. Особенно предпочтительно нижние кромки функционального элемента сформированы по существу параллельными верхней кромке ветрового стекла. Но также возможно формирование солнцезащитного козырька из двух в каждом случае прямых половин, которые размещаются под углом друг к другу и v-образно согласуются с формой верхней кромки.
В одном варианте осуществления изобретения функциональный элемент подразделен на сегменты изолирующими линиями. В частности, изолирующие линии наносятся на плоские электроды так, что сегменты плоских электродов электрически изолированы друг от друга. Отдельные сегменты независимо друг от друга соединены с источником напряжения так, что они могут регулироваться по отдельности. Таким образом, могут независимо включаться различные области солнцезащитного козырька. Изолирующие линии и сегменты в смонтированном состоянии особенно предпочтительно размещаются горизонтально. Тем самым пользователь может регулировать высоту солнцезащитного козырька. Термин «горизонтально» здесь трактуется широко и означает направление протяженности, которое при ветровом стекле пролегает между боковыми кромками ветрового стекла. Изолирующие линии не обязательно должны быть прямолинейными, но также могут быть слегка изогнутыми, предпочтительно в согласовании с возможным изгибом верхней кромки ветрового стекла, в частности, по существу параллельными верхней кромке ветрового стекла. Конечно, возможны также вертикальные изолирующие линии.
Изолирующие линии имеют ширину, например, от 5 мкм до 500 мкм, в частности, от 20 мкм до 200 мкм. Ширина сегментов, то есть, расстояние между соседними изолирующими линиями, может быть выбрана специалистом надлежащим образом сообразно требованиям в каждом отдельном случае.
Изолирующие линии могут быть нанесены лазерным удалением материала, механическим прорезанием или вытравливанием во время изготовления функционального элемента. Уже ламинированные многослойные пленки также могут быть дополнительно сегментированы путем удаления материала лазерным излучением.
Верхняя кромка и боковые кромки, или все боковые кромки функционального элемента в виде на просвет через композитную панель предпочтительно прикрыты непрозрачной напечатанной окантовкой или наружной рамкой. Ветровые стекла обычно имеют нанесенную по периметру периферическую декоративную окантовку (фриту) из непрозрачной эмали, которая, в частности, служит для защиты использованного при монтаже ветрового стекла клея от УФ-излучения и визуального маскирования. Эта периферическая декоративная окантовка предпочтительно используется, чтобы прикрыть верхнюю кромку и нижнюю кромку функционального элемента, а также необходимые электрические соединительные элементы. Тогда солнцезащитный козырек благоприятным образом встраивается во внешний вид ветрового стекла, и наблюдатель потенциально может различить только нижнюю кромку. Как наружная панель, так и внутренняя панель предпочтительно имеют декоративную окантовку, так что вид на просвет через обе стороны затруднен.
Функциональный элемент также может иметь выемки или отверстия, например, в области так называемого сенсорного окна или окна камеры. Эти области предусмотрены для оснащения датчиками или камерой, функционирование которых в траектории лучей нарушалось бы регулируемым функциональным элементом, например, датчиков дождя. Также возможно формирование солнцезащитного козырька по меньшей мере с двумя отделенными друг от друга функциональными элементами, причем между функциональными элементами может иметься промежуток, который обеспечивает пространство для сенсорного окна или окна камеры.
Функциональный элемент (или совокупность функциональных элементов в вышеописанном случае со многими функциональными элементами) предпочтительно размещается по всей ширине композитной панели и, соответственно, ветрового стекла, за вычетом краевых областей с обеих сторон с шириной, например, от 2 мм до 20 мм. Функциональный элемент также находится на расстоянии от верхней кромки, например, от 2 мм до 20 мм. Тем самым функциональный элемент заключен внутри промежуточного слоя и защищен от контакта с окружающей атмосферой и от коррозии.
Наружная панель и внутренняя панель предпочтительно выполнены из стекла, в особенности предпочтительно из известково-натриевого стекла, как это является обычным для оконных стекол. Но панели могут быть сформированы из других сортов стекла, например, кварцевого стекла, боросиликатного стекла или алюмосиликатного стекла, или из жестких прозрачных синтетических материалов, например, поликарбоната или полиметилметакрилата. Панели могут быть бесцветными, или также тонированными или окрашенными. Ветровые стекла при этом должны иметь достаточное светопропускание в центральной зоне обзорности, предпочтительно по меньшей мере 70% в главной области А видимости согласно регламенту ECE-R43.
Наружная панель, внутренняя панель и промежуточный слой могут иметь дополнительные подходящие, общеизвестные покрытия, например, противоотражательные покрытия, антиадгезионные покрытия, покрытия для предотвращения царапин и сколов, фотокаталитические покрытия или солнцезащитные покрытия, или энергосберегающие Low-E-покрытия.
Толщина наружной панели и внутренней панели может варьировать в широких пределах, и тем самым адаптироваться к требованиям конкретной ситуации. Наружная панель и внутренняя панель предпочтительно имеют толщины от 0,5 мм до 5 мм, в особенности предпочтительно от 1 мм до 3 мм.
Кроме того, изобретение включает способ изготовления соответствующей изобретению композитной панели, причем по меньшей мере
а) одну наружную панель, первый промежуточный слой, функциональный элемент с электрически регулируемыми оптическими свойствами, второй промежуточный слой и одну внутреннюю панель размещают в этой последовательности друг поверх друга, причем между функциональным элементом и промежуточным слоем размещают барьерную пленку,
b) наружную панель и внутреннюю панель соединяют ламинированием, причем из первого промежуточного слоя и второго промежуточного слоя образуют промежуточный слой со встроенным функциональным элементом.
Формирование электрических контактов плоских электродов функционального элемента предпочтительно выполняется перед ламинированием композитной панели.
Возможные имеющиеся надпечатки, например, непрозрачные декоративные окантовки или напечатанные магистральные проводники для электрического контактирования функционального элемента, предпочтительно наносятся способом трафаретной печати.
Ламинирование предпочтительно выполняется под действием тепла, вакуума и/или давления. Могут быть применены общеизвестные способы ламинирования, например, способ автоклавирования, способ с использованием вакуумного мешка, способ с использованием вакуумного кольца, способ каландрирования, вакуумные ламинаторы, или их комбинации.
В одном предпочтительном варианте исполнения соответствующего изобретению способа перед этапом а) первую барьерную пленку и первый промежуточный слой и/или вторую барьерную пленку и второй промежуточный слой склеивают друг с другом, например, акриловым или акрилатным клеем. Подобные фиксированные барьерные пленки могут быть легче и точнее обработаны, в особенности при автоматизации.
Кроме того, изобретение включает применение соответствующей изобретению композитной панели с электрически регулируемым функциональным элементом в качестве внутреннего остекления или наружного остекления в транспортном средстве или в здании, причем электрически регулируемый функциональный элемент используется в качестве защиты от солнца или для защиты от взглядов извне.
Кроме того, изобретение включает применение соответствующей изобретению композитной панели в качестве ветрового стекла или стекла крыши транспортного средства, причем электрически регулируемый функциональный элемент используется в качестве солнцезащитного козырька.
Наибольшее преимущество изобретения в случае композитных панелей как ветровых стекол состоит в том, что можно отказаться от классически устанавливаемого у крыши транспортного средства механически откидного солнцезащитного козырька. Поэтому изобретение также включает транспортное средство, в частности, легковой автомобиль, который не имеет такой классический солнцезащитный козырек.
Кроме того, изобретение включает применение тонированной или окрашенной области промежуточного слоя для соединения имеющего электрически регулируемые оптические свойства функционального элемента с наружной панелью или с внутренней панелью композитной панели, причем посредством тонированной или окрашенной области промежуточного слоя и функционального элемента формируется электрически регулируемый солнцезащитный козырек.
Изобретение более подробно разъясняется с помощью чертежа и примеров осуществления. Чертеж представляет собой схематическое изображение и выполнен не в масштабе. Чертеж никоим образом не ограничивает изобретение. Как показано:
Фигура 1А представляет вид сверху соответствующей изобретению композитной панели в первом варианте исполнения,
Фигура 1В представляет вид в разрезе, проведенном через композитную панель из Фигуры 1А вдоль линии X-X' сечения,
Фигура 1С представляет увеличенное изображение области Z из Фигуры 1В,
Фигура 2 представляет вид в разрезе усовершенствованного варианта соответствующей изобретению композитной панели,
Фигура 3А представляет вид сверху соответствующей изобретению композитной панели в дополнительном варианте исполнения,
Фигура 3В представляет вид в разрезе, проведенном через композитную панель из Фигуры 3А вдоль линии X-X' сечения,
Фигура 3С представляет увеличенное изображение области Z из Фигуры 3В,
Фигура 3D представляет увеличенное изображение области Z альтернативного соответствующего изобретению варианта исполнения согласно Фигуре 3В,
Фигура 4 представляет вид в разрезе усовершенствованного варианта соответствующей изобретению композитной панели,
Фигура 5А представляет вид сверху соответствующей изобретению композитной панели в дополнительном варианте исполнения в качестве ветрового стекла с солнцезащитным козырьком,
Фигура 5В представляет вид в разрезе, проведенном через композитную панель из Фигуры 5А вдоль линии X-X' сечения,
Фигура 5С увеличенное изображение области Z из Фигуры 5В,
Фигура 6 представляет вид сверху соответствующей изобретению композитной панели в дополнительном варианте исполнения в качестве ветрового стекла с солнцезащитным козырьком,
Фигура 7 представляет пример исполнения соответствующего изобретению способа посредством технологической блок-схемы, и
Фигура 8 представляет вид в разрезе композитной панели согласно прототипу.
Фигура 1А, Фигура 1В и Фигура 1С показывают в каждом случае подробность соответствующей изобретению композитной панели 100. Композитная панель 100 включает в себя наружную панель 1 и внутреннюю панель 2, которые соединены друг с другом первым промежуточным слоем 3а и вторым промежуточным слоем 3b. Наружная панель 1 имеет толщину 2,1 мм и состоит, например, из бесцветного известково-натриевого стекла. Внутренняя панель 2 имеет толщину 1,6 мм и состоит, например, тоже из бесцветного известково-натриевого стекла. Композитная панель 100 имеет обозначенную буквой D первую кромку, которая впоследствии будет называться верхней кромкой. Композитная панель 100 имеет обозначенную буквой М вторую кромку, которая размещается напротив верхней кромки D и впоследствии будет называться нижней кромкой. Композитная панель 100 может быть размещено, например, как архитектурное остекление в рамках одного окна с дополнительными стеклами с образованием стеклопакета.
Между первым промежуточным слоем 3а и вторым промежуточным слоем 3b размещается функциональный элемент, оптические свойства которого могут регулироваться посредством электрического напряжения. Электрические провода ради простоты не представлены.
Регулируемый функциональный элемент 5 представляет собой, например, многослойную PDLC-пленку, состоящую из активного слоя 11 между двумя плоскими электродами 12, 13 и двумя несущими пленками 14, 15. Активный слой 11 содержит полимерную матрицу с диспергированными в ней жидкими кристаллами, которые выстраиваются в зависимости от подведенного к плоским электродам электрического напряжения, в результате чего могут регулироваться оптические свойства. Несущие пленки 14, 15 состоят из PET и имеют толщину, например, 0,125 мм. Несущие пленки 14, 15 снабжены обращенным к активному слою 11 покрытием из ITO с толщиной около 100 нм, которое образует плоские электроды 12, 14. Плоские электроды 12, 14 могут быть соединены посредством непоказанных магистральных проводников (например, сформированных трафаретной печатью содержащей серебро пастой) и непоказанного соединительного кабеля с бортовой электрической сетью.
Промежуточные слои 3а, 3b в каждом случае включают в себя термопластичную пленку с толщиной 0,38 мм. Промежуточные слои 3а, 3b состоят, например, из 78 мас.% поливинилбутираля (PVB) и 20 мас.% триэтиленгликоль-бис-(2-этилгексаноата) в качестве пластификатора.
Между первым промежуточным слоем 3а и функциональным элементом 5 размещается одна барьерная пленка 4а. Кроме того, между функциональным элементом 5 и вторым промежуточным слоем 3b размещается вторая барьерная пленка 4b. Например, барьерные пленки 4а, 4b здесь имеют со всех сторон выступающую часть u, например, 5 мм за пределы функционального элемента 5. «Со всех сторон» здесь означает, что выступающая часть u выдается за пределы каждой боковой кромки 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 функционального элемента 5. В области выступающей части участки барьерной пленки 4а непосредственно контактируют с противолежащими участками барьерной пленки 4b. В результате перекрывания со всех сторон функциональный элемент 5 полностью охвачен барьерными пленками 4а, 4b и герметизирован.
Барьерная пленка 4а, 4b здесь состоит, например, по существу из PET, то есть, с содержанием по меньшей мере 97 мас.%. Барьерная пленка 4а, 4b содержит менее 0,5 мас.% пластификатора, и пригодна для того, чтобы сокращать или предотвращать диффузию пластификатора из промежуточных слоев 3а, 3b через боковые кромки 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 в функциональный элемент 5.
Подобные композитные панели 100 в испытаниях на старение показывают явно уменьшенное обесцвечивание в краевой области функционального элемента 5, так как предотвращается диффузия пластификатора из промежуточных слоев 3а, 3b в функциональный элемент 5 и тем самым обусловленная этим деградация функционального элемента 5.
В одном полезном усовершенствовании соответствующей изобретению композитной панели 100 между барьерной пленкой 4а и функциональным элементом 5, между барьерной пленкой 4b и функциональным элементом 5, и контактирующими участками барьерных пленок 4а, 4b размещается клеевой материал, например, клей на акрилатной основе, который прочно склеивает барьерные пленки 4а, 4b с примыкающими несущими пленками 14, 15 или с противолежащей барьерной пленкой 4а, 4b. Клеевое соединение предотвращает сползание барьерной пленки 4а, 4b при монтаже. Одновременно предотвращается захватывание воздушных пузырьков и возникающие вследствие этого оптические помехи или повреждения, так как барьерная пленка 4а, 4b равномерно прилегает к функциональному элементу 5.
Фигура 2 показывает усовершенствованный вариант соответствующей изобретению композитной панели 100 из Фигур 1А-С. Композитная панель 100 из Фигуры 2 по существу соответствует композитной панели 100 из Фигур 1А-С, так что далее подробно обсуждаются только отличия.
В этом варианте исполнения между первым промежуточным слоем 3а и вторым промежуточным слоем 3b на отдельных участках размещен дополнительный, третий промежуточный слой 3с. Третий промежуточный слой 3с состоит, например, из такого же материала, как первый и второй промежуточный слой 3а, 3b. Третий промежуточный слой 3с имеет проем, в который уложен функциональный элемент 5 с барьерными пленками 4а, 4b с точной подгонкой, что есть, заподлицо со всех сторон. Тем самым третий промежуточный слой 3 образует рамку типа паспарту для функционального элемента 5. Посредством третьего промежуточного слоя 3с могут быть компенсированы разнотолщинности, которые обусловливаются толщинами материалов функционального элемента 5 и барьерных пленок 4а, 4b.
Фигура 3А, Фигура 3В и Фигура 3С показывают в каждом случае подробность альтернативного соответствующей изобретению композитной панели 100. Композитная панель 100 из Фигур 3А-С по существу соответствует композитной панели 100 из Фигур 1А-С, так что далее подробно обсуждаются только отличия.
В отличие от Фигур 1А-С, в композитной панели 100 из Фигур 3А-С барьерная пленка 4 выполнена в виде одного цельного куска и согнута вокруг боковой кромки 5.1 функционального элемента 5 (здесь боковой кромки 5.1 функционального элемента 5, непосредственно соседней с кромкой М композитной панели 100). Здесь «согнута» означает, что барьерная пленка 4 повернута на 180° и размещена параллельно самой себе. В образованном таким образом промежуточном пространстве размещается функциональный элемент 5. На всех других боковых кромках 5.2, 5.3, 5.4 функционального элемента 5 барьерная пленка 4 имеет выступающую часть u шириной, например, 10 мм.
В одном предпочтительном усовершенствовании соответствующей изобретению композитной панели 100 между барьерной пленкой 4 и функциональным элементом 5 и на контактирующих участках барьерной пленки 4 размещается клеевой материал, например, клей на акрилатной основе, который прочно склеивает барьерную пленку 4 с примыкающими несущими пленками 14, 15 или с противолежащей барьерной пленкой 4. Клеевое соединение предотвращает сползание барьерной пленки 4 при монтаже. Одновременно предотвращается захватывание воздушных пузырьков и возникающие вследствие этого оптические помехи или повреждения, так как барьерная пленка 4а, 4b равномерно прилегает к функциональному элементу 5.
Альтернативно клеевому материалу, два слоя или участка барьерной пленки 4 могут быть склеены друг с другом или сплавлены между собой только в области выступающей части, например, локальным нагревом с помощью горячего предмета, такого как паяльник или тому подобный. При этом благоприятно, когда склеивание такого рода или сваривание проводится только на отдельных участках, например, на местах 7 соединения, так, что во время ламинирования может быть вытеснен захваченный между барьерной пленкой 4 и функциональным элементом 5 воздух, и никакие воздушные пузырьки не ухудшают оптические свойства композитной панели 100 в области функционального элемента 5.
Фигура 3D показывает увеличенное изображение области Z альтернативного соответствующего изобретению варианта исполнения согласно Фигуре 3В. В этом примере исполнения, подобно Фигуре 3С, барьерная пленка 4 выполнена в виде цельного куска и согнута вокруг боковой кромки 5.1 функционального элемента 5 (здесь боковой кромки 5.1 функционального элемента 5, непосредственно соседней с кромкой М композитной панели 100). Но сгиб не проложен прилегающим непосредственно к боковой кромке 5.1 в обтяжку, а образует выступающую область, в которой контактируют верхний слой барьерной пленки 4 и нижний слой барьерной пленки 4. Здесь выступающая часть u1 составляет, например, 5,5 мм. На всех других боковых кромках 5.2, 5.3, 5.4 функционального элемента 5 барьерная пленка 4 имеет выступающую часть u шириной, например, 10 мм.
Фигура 4 показывает усовершенствованный вариант соответствующей изобретению композитной панели 100 из Фигуры 3А-С. Композитная панель 100 из Фигуры 4 по существу соответствует композитной панели 100 из Фигур 3А-С, так что далее подробно обсуждаются только отличия.
Аналогично Фигуре 2, в этом варианте исполнения между первым промежуточным слоем 3а и вторым промежуточным слоем 3b на отдельных участках размещен дополнительный, третий промежуточный слой 3с. Третий промежуточный слой 3с состоит, например, из такого же материала, как первый и второй промежуточный слой 3а, 3b. Третий промежуточный слой 3с имеет проем, в который уложен функциональный элемент 5 с барьерными пленками 4а, 4b с точной подгонкой, что есть, заподлицо со всех сторон. Тем самым третий промежуточный слой 3 образует рамку типа паспарту для функционального элемента 5. Посредством третьего промежуточного слоя 3с могут быть компенсированы разнотолщинности, которые обусловливаются толщинами материалов функционального элемента 5 и барьерных пленок 4а, 4b.
Фигура 5А, Фигура 5В и Фигура 5С показывают в каждом случае деталь альтернативной соответствующей изобретению композитной панели 100 в качестве ветрового стекла с электрически регулируемым солнцезащитным козырьком. Композитная панель 100 из Фигур 5А-С по существу соответствует композитной панели 100 из Фигур 1А-С, так что далее подробно обсуждаются только отличия.
Ветровое стекло включает в себя трапециевидную композитную панель 100 с наружной панелью 1 и внутренней панелью 2, которые соединены друг с другом двумя промежуточными слоями 3а, 3b. Наружная панель 1 имеет толщину 2,1 мм и состоит, например, из окрашенного в зеленый цвет известково-натриевого стекла. Внутренняя панель 2 имеет толщину 1,6 мм и состоит из бесцветного известково-натриевого стекла. Ветровое стекло в смонтированном положении имеет обращенную к крыше верхнюю кромку D, и в смонтированном положении обращенную к моторному отсеку нижнюю кромку М.
Ветровое стекло оснащено электрически регулируемым функциональным элементом 5 как солнцезащитным козырьком, который размещается в области над центральной зоной В обзорности (как определено в ECE-R43). Солнцезащитный козырек сформирован из имеющейся в продаже на рынке многослойной PDLC-пленки в качестве функционального элемента 5, который уложен между промежуточными слоями 3а, 3b. Высота солнцезащитного козырька составляет, например, 21 см. Первый промежуточный слой 3а соединен с наружной панелью 1, второй промежуточный слой 3b соединен с внутренней панелью 2. Размещенный между ними третий промежуточный слой 3с имеет проем, в который уложена выкроенная многослойная PDLC-пленка с точной подгонкой, что есть, заподлицо со всех сторон. То есть, третий промежуточный слой 3 образует рамку типа паспарту для функционального элемента 5, который тем самым со всех сторон заключен в термопластичный материал и благодаря этому защищен.
Первый промежуточный слой 3а имеет тонированную область 6, которая размещается между функциональным элементом 5 и наружной панелью 1. Тем самым дополнительно снижается светопропускание ветрового стекла в области функционального элемента 5, и смягчается молочный внешний вид функционального PDLC-элемента 5 в неупорядоченном состоянии. Благодаря этому становится явно более привлекательным эстетическое восприятие ветрового стекла. Первый промежуточный слой 3а в области 6 имеет коэффициент светопропускания на просвет 30%, чем достигается хороший результат.
Область 5 может быть тонирована равномерно. Однако часто является визуально более приятным, когда тонирование становится меньшим по направлению к нижней кромке функционального элемента 5, так что тонированная и нетонированная область плавно переходят одна в другую.
В представленном случае нижние кромки тонированной области 6 и нижняя кромка функционального PDLC-элемента 5 (здесь его боковая кромка 5.1) размещаются заподлицо с барьерной пленкой 4. Но это не является безусловно обязательным. Также возможно, что тонированная область 6 выдается над функциональным элементом 5, или, наоборот, что функциональный элемент 5 выступает над тонированной областью 6. В последнем из указанных случае не весь функциональный элемент 5 был бы соединен с наружной панелью 1 через тонированную область 6.
Регулируемый функциональный элемент 5 представляет собой многослойную пленку, состоящую из активного слоя 11 между двумя плоскими электродами 12, 13 и двумя несущими пленками 14, 15. Активный слой 11 содержит полимерную матрицу с диспергированными в ней жидкими кристаллами, которые выстраиваются в зависимости от подведенного к плоским электродам электрического напряжения, в результате чего могут регулироваться оптические свойства. Несущие пленки 14, 15 состоят из PET и имеют толщину, например, 0,125 мм. Несущие пленки 14, 15 снабжены обращенным к активному слою 11 покрытием из ITO с толщиной около 100 нм, которое образует электроды 12, 14. Электроды 12, 14 могут быть соединены посредством непоказанных магистральных проводников (например, сформированных трафаретной печатью содержащей серебро пастой) и непоказанного соединительного кабеля с бортовой электрической сетью.
Ветровое стекло, как обычно, имеет нанесенную по периметру периферическую декоративную окантовку 9 (фриту), которая сформирована из непрозрачной эмали на поверхностях внутренней стороны (в смонтированном состоянии обращенных к внутреннему пространству транспортного средства) наружной панели 1 и внутренней панели 2. Расстояние функционального элемента 5 до верхней кромки D и до боковых кромок ветрового стекла является меньшим, чем ширина декоративной окантовки 9, так что боковые кромки функционального элемента 5 - за исключением обращенной к центральной зоне В обзорности боковой кромки - прикрыты декоративной окантовкой 9. Также непоказанные электрические соединительные элементы целесообразно наносятся в области декоративной окантовки и тем самым спрятаны.
Аналогично Фигуре 3А-С, барьерная пленка 4 выполнена в виде единого цельного куска и согнута вокруг одной из кромок функционального элемента 5 (здесь боковой кромки 5.1 функционального элемента 5, непосредственно соседней с кромкой М композитной панели 100). Здесь «согнута» означает, что барьерная пленка 4 повернута на 180° и размещается параллельно самой себе. В образованном таким образом промежуточном пространстве размещается функциональный элемент 5. На всех других боковых кромках 5.2, 5.3, 5.4 функционального элемента 5 барьерная пленка 4 имеет выступающую часть u шириной, например, 10 мм. Альтернативные ветровые стекла имеют только меньшую выступающую часть в области сгиба барьерной пленки 4 на функциональном элементе 5, и на других боковых кромках 5.2, 5.3, 5.4 размещаются заподлицо с функциональным элементом 5. Возникающее там обесцвечивание и изменение оптических свойств при старении может быть скрыто, например, декоративной окантовкой. Но единственная визуально различимая нижняя боковая кромка 5.1 функционального элемента 5, вокруг которой согнута барьерная пленка 4, особенно защищена от старения.
Для промежуточных слоев 3а, 3b, 3с предпочтительно может применяться так называемый «высокотекучий PVB» («High Flow PVB»), который, по сравнению со стандартными PVB-пленками, имеет повышенные характеристики текучести. Тем самым слои более интенсивно растекаются вокруг барьерной пленки 4 и функционального элемента 5, благодаря чему получается равномерное визуальное впечатление, и менее заметен переход от функционального элемента 5 к промежуточному слою 3с. «High Flow PVB» может быть использован для всех или также только для одного или многих промежуточных слоев 3а, 3b, 3с.
Фигура 6 показывает вид сверху соответствующей изобретению композитной панели 100 в дополнительном варианте исполнения в качестве ветрового стекла с электрически регулируемым солнцезащитным козырьком. Ветровое стекло и функциональный элемент 5 в качестве регулируемого солнцезащитного козырька по существу соответствуют варианту исполнения из Фигуры 5. Правда, функциональный PDLC-элемент 5 подразделен горизонтальными изолирующими линиями 16 на шесть лентообразных сегментов. Изолирующие линии 16 имеют ширину, например, от 40 мкм до 50 мкм, и расстояние между ними 3,5 см. Они были нанесены с помощью лазера в предварительно сформированной многослойной пленке. В частности, изолирующие линии 16 разделяют электроды 12, 13 на изолированные друг от друга полосы, которые в каждом случае имеют отдельное электрическое подключение. Тем самым сегменты могут регулироваться независимо друг от друга. Чем более тонкими выполнены изолирующие линии 16, тем менее они заметны. Еще более тонкие изолирующие линии 16 могут быть образованы способом травления.
Путем сегментирования можно регулировать высоту затемняющего функционального элемента 5. Тем самым водитель, в зависимости от положения солнца, может затемнять весь солнцезащитный козырек или только его часть. В Фигуре обозначено, что верхняя половина солнцезащитного козырька затемнена, и нижняя половина прозрачна.
В особенно удобном варианте исполнения функциональный элемент 5 регулируется с помощью размещенной в области функционального элемента емкостной коммутационной зоны, причем водитель устанавливает степень затемнения по месту, в котором он прикасается к стеклу. В альтернативном варианте, функциональный элемент 5 также может управляться бесконтактным способом, например, распознаванием жестов, или в зависимости от определяемого камерой или подходящим электронным устройством для оценки ситуации состояния зрачка или века.
Фигура 7 показывает пример исполнения соответствующего изобретению способа изготовления посредством технологической блок-схемы.
Фигура 8 показывает композитную панель 100' согласно прототипу, как раскрытую в Фигуре 4 патентного документа WO 2014/086554 A1 и в приведенном там описании. В качестве барьерной пленки 4' (названной краевым уплотнением) представлена полиимидная пленка, которая проложена охватывающей боковые кромки 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 функционального элемента 5. Полиимидная пленка, отступя от боковых кромок функционального элемента, выдается на несколько миллиметров за пределы обращенной в противоположную от активного слоя сторону поверхности несущих пленок.
В варианте согласно прототипу полиимидная пленка перекрывает функциональный элемент 5. Правда, нет ни одной области, в которой полиимидная пленка имеет выступающую часть u за пределы функционального элемента, и выступающие участки полиимидной пленки, которые непосредственно размещены смежными и контактирующими.
В области, в которой в соответствующей изобретению композитной панели имеется выступающая часть, то есть, в которой контактируют соответствующие изобретению барьерные пленки 4а, 4b, соответственно, два конца отогнутой вокруг противолежащих боковых кромок соответствующей изобретению барьерной пленки 4, в варианте согласно прототипу из Фигуры 8 только полиимидная пленка пролегает в обтяжку с боковой кромкой. То есть, в прототипе отсутствует соответствующая изобретению выступающая часть.
Поскольку полиимидная пленка согласно прототипу согнута охватывающей всю область боковых кромок 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, неизбежно возникают пустоты, каналы или перегибы в полиимидной пленке, в особенности на углах функционального элемента 5. Там конструкция имеет только ухудшенные характеристики подавления диффузии. В отношении конструкции согласно прототипу это приводит к нежелательным явлениям старения и ухудшениям оптических свойств функционального элемента, в особенности в области углов функционального элемента.
При соответствующих изобретению барьерных пленках 4, 4а, 4b барьерные пленки 4, 4а, 4b плоско контактируют друг с другом, и в особенности по всей площади в области выступающей части u, то есть, в области, в которой они выдаются за пределы функционального элемента 5 по бокам. Там участки соответствующих изобретению барьерных пленок прочно припрессованы друг к другу и зафиксированы внутренним давлением в готовом ламинированной композитной панели 100, благодаря чему обеспечивается герметичное уплотнение.
Это было неожиданным и удивительным для специалиста.
Список ссылочных позиций:
1 наружная панель
2 внутренняя панель
3a первый промежуточный слой
3b второй промежуточный слой
4, 4a, 4b барьерная пленка
4' барьерная пленка согласно прототипу
5 функциональный элемент с электрически регулируемыми оптическими свойствами
5.1, 5.2, 5.3, 5.4 боковые кромки функционального элемента 5
6 тонированная область первого промежуточного слоя 3a
7 места соединения
9 декоративная окантовка
11 активный слой функционального элемента 5
12 плоский электрод функционального элемента 5
13 плоский электрод функционального элемента 5
14 несущая пленка
15 несущая пленка
16 изолирующие линии
100 композитная панель
100' композитная панель согласно прототипу
B центральная зона обзорности ветрового стекла
D верхняя кромка ветрового стекла, кромка на стороне крыши
M нижняя кромка ветрового стекла, кромка на стороне мотора
u, u1 выступающая часть
X-X' линия сечения
Z увеличенная область
1. Композитная панель (100) с функциональным элементом (5) с электрически регулируемыми оптическими свойствами, включающая в себя
- пакет с последовательностью из наружной панели (1), первого промежуточного слоя (3а), второго промежуточного слоя (3b) и внутренней панели (2), причем промежуточные слои (3а, 3b) содержат по меньшей мере одну термопластичную полимерную пленку с по меньшей мере одним пластификатором, и
- размещенный между первым промежуточным слоем (3а) и вторым промежуточным слоем (3b), по меньшей мере, местами функциональный элемент (5) с электрически регулируемыми оптическими свойствами,
причем между первым промежуточным слоем (3а) и функциональным элементом (5), а также между функциональным элементом (5) и вторым промежуточным слоем (3b), по меньшей мере, местами размещена по меньшей мере одна барьерная пленка (4, 4а, 4b), которая, по меньшей мере, местами имеет выступающую часть u за пределы функционального элемента (5), и выступающие участки барьерной пленки (4, 4а, 4b) размещены непосредственно смежными и контактирующими.
2. Композитная панель (100) по п. 1, причем между первым промежуточным слоем (3а) и функциональным элементом (5) и между вторым промежуточным слоем (3b) и функциональным элементом (5) в каждом случае размещена по меньшей мере одна барьерная пленка (4а, 4b), которая имеет со всех сторон выступающие части u за пределы функционального элемента (5) и покрывает функциональный элемент (5), по меньшей мере, местами, а предпочтительно полностью.
3. Композитная панель (100) по п. 1, причем между первым промежуточным слоем (3а) и функциональным элементом (5) и между вторым промежуточным слоем (3b) и функциональным элементом (5) размещена по меньшей мере одна барьерная пленка (4), которая, по меньшей мере, местами согнута вокруг боковой кромки (5.1) функционального элемента (5), а на других боковых кромках (5.2, 5.3, 5.4) предпочтительно имеет выступающую часть u за пределы функционального элемента (5).
4. Композитная панель (100) по п. 3, причем вокруг каждой боковой кромки (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) согнута по меньшей мере одна барьерная пленка (4), и барьерные пленки (4) покрывают функциональный элемент (5), по меньшей мере, местами, а предпочтительно полностью.
5. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-4, причем промежуточный слой (3а, 3b) содержит по меньшей мере 3 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 5 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 20 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 мас.% и в особенности по меньшей мере 40 мас.% пластификатора, и пластификатор предпочтительно содержит алифатические сложные диэфиры три- и тетраэтиленгликоля, особенно предпочтительно триэтиленгликоль-бис-(2-этилгексаноат), или состоит из них.
6. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-5, причем промежуточный слой (3а, 3b) содержит по меньшей мере 60 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 70 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% и, в частности, по меньшей мере 97 мас.% поливинилбутираля (PVB).
7. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-6, причем функциональный элемент (5) представляет собой пленку из жидкого кристалла с диспергированным полимером (PDLC).
8. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-7, причем барьерная пленка (4) выполнена таким образом, что она предотвращает диффузию пластификатора через барьерную пленку (4).
9. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-8, причем барьерная пленка (4) содержит мало пластификатора или не содержит пластификатора и предпочтительно содержит полиэтилентерефталат (PET) или поливинилфторид (PVF) или состоит из них.
10. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-9, причем выступающая часть u барьерной пленки (4, 4а, 4b) за пределы функционального элемента (5) составляет по меньшей мере 0,5 мм, предпочтительно по меньшей мере 2 мм, особенно предпочтительно по меньшей мере 5 мм и, в частности, по меньшей мере 10 мм.
11. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-10, причем выступающая часть u барьерной пленки (4, 4а, 4b) за пределы функционального элемента (5) составляет менее 50 мм, предпочтительно менее 30 мм, а особенно предпочтительно менее 20 мм.
12. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-11, причем барьерные пленки (4, 4а, 4b) в области выступающей части u, по меньшей мере, местами соединены друг с другом, предпочтительно склеены друг с другом или сварены друг с другом.
13. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-12, причем барьерные пленки (4, 4а, 4b) по всей поверхности соединены, предпочтительно склеены, с функциональным элементом (5) и в области выступающей части u друг с другом.
14. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-13, причем функциональный элемент (5) и барьерная пленка (4, 4а, 4b) со всех сторон охвачены третьим промежуточным слоем (3с).
15. Способ изготовления композитной панели по одному из пп. 1-14, причем по меньшей мере
а) одну наружную панель (1), один первый промежуточный слой (3а), один функциональный элемент (5) с электрически регулируемыми оптическими свойствами, один второй промежуточный слой (3b) и одну внутреннюю панель (2) размещают в этой последовательности друг поверх друга, причем между функциональным элементом и промежуточным слоем размещают барьерную пленку,
b) наружную панель (1) и внутреннюю панель (2) соединяют ламинированием, причем из первого промежуточного слоя (3а) и второго промежуточного слоя (3b) образуют промежуточный слой со встроенным функциональным элементом (5).
16. Способ по п. 15, причем перед этапом а) первую барьерная пленку (4а) и первый промежуточный слой (3а) и/или вторую барьерную пленку (4b) и второй промежуточный слой (3b) склеивают друг с другом.
17. Способ по п. 15 или 16, причем на этапе а) между первым промежуточным слоем (3а) и вторым промежуточным слоем (3b) размещают третий промежуточный слой (3с), который охватывает функциональный элемент (5).
18. Применение композитной панели (100) по одному из пп. 1-14 в качестве ветрового стекла или стекла крыши транспортного средства и электрически регулируемого функционального элемента (5) в качестве солнцезащитного козырька.
19. Применение композитной панели (100) с электрически регулируемым функциональным элементом (5) по одному из пп. 1-14 в качестве внутреннего остекления или наружного остекления в транспортном средстве или в здании и электрически регулируемого функционального элемента (5) в качестве защиты от солнца или защиты от взглядов извне.
