Многослойное стекло и способ его изготовления

Изобретение относится к многослойному стеклу, к способу его изготовления, а также к транспортному средству, содержащему указанное стекло. Многослойное стекло включает два стеклянных или поликарбонатных листа и, по меньшей мере, одну наклеенную между ними полимерную пленку или пленочный ламинат и расположенный между ними электронный функциональный элемент. На части поверхности многослойного стекла предусмотрено наличие выреза полимерной пленки или пленочного ламината. В вырезе размещен изготовленный полностью предварительно электронный функциональный модуль, включающий несколько электронных функциональных элементов и/или другие детали, которые расположены рядом друг с другом продольно и/или, по меньшей мере, с частичным перекрытием по вертикали в изолирующей оболочке, обеспечивающей электрическую и механическую защиту, в частности, в оболочке из полимерной заливочной массы, внутри функционального модуля, толщина которого составляет, самое большее, величину, равную толщине полимерной пленки или пленочного ламината. Технический результат – увеличение пропускной способности многослойного стекла. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к многослойному стеклу, которое включает два стеклянных или поликарбонатных листа и, по меньшей мере, одну ламинированную между ними полимерную пленку или пленочный ламинат и расположенный между ними электронный функциональный элемент. Кроме того, изобретение относится к способу изготовления такого многослойного стекла.

Для надежного и эффективного функционирования транспортных средств и зданий все более значительную роль играет определение состояния или параметров окружающей среды. Поэтому современные легковые автомобили, равно как и высокотехнологичные здания, оснащают большим количеством датчиков, регистрирующих соответствующее состояние или параметры окружающей среды и передающие текущие величины на обрабатывающие и управляющие устройства, осуществляющее управление функциями автомобиля или здания. Впрочем, это справедливо не только для автомобилей, но и, в известной мере, также для определенных водных транспортных средств.

Некоторые датчики, предпочтительно, могут быть размещены на или в ветровом стекле или, в случае необходимости, в заднем стекле или конструкции остекления крыши легкового автомобиля. Соответствующие системы давно известны как, так называемые, датчики дождя, управляющие работой стеклоочистителей транспортного средства. В рамках общей тенденции по возможности максимально полного предварительного изготовления компонентов транспортного средства существуют разработки, направленные на интегрирование соответствующих датчиков в предварительно изготовленный элемент остекления (например, ветровое или заднее стекло). Соответствующие решения упоминаются в неопубликованной заявке на европейский патент № 17192877.3.

Остекление транспортных средств с интегрированными или частично интегрированными датчиками, помимо прочего, известно из документов ЕР 2121308 В1 или CN 101087135 А. Из документа DE 10 2004 054465 А1 известен оптический датчик влажности, предназначенный для обнаружения влаги на наружной стороне и/или внутренней стороне остекления транспортного средства, интегрированный в PVB-пленку (поливинилбутираль), которая соединяет друг с другом два листа многослойного стекла. Кроме этого, из документе WO 2015/162107 А1 известна стеклянная панель со светящейся кнопкой управления и функцией нагревания.

Согласно предшествующему уровню техники, интегрирование электронных функциональных элементов и их подводящих линий в многослойное стекло осуществляют в ходе, так называемого, поточного процесса, то есть, во время соединения двух листов стекла располагаемой между ними полимерной пленкой (PVB-пленкой). Это накладывает на процесс соединения, который, в сущности, может быть осуществлен с более высокой скоростью, временные ограничения, диктуемые спецификой соответствующих компонентов, линий и т.д. и ведущие к значительному уменьшению производительности процесса соединения (поточного процесса).

Таким образом, в основе изобретения лежит задача обеспечения усовершенствованного многослойного стекла, а также усовершенствованного способа его изготовления, делающих возможным эффективное изготовление с высокой пропускной способностью и соответствующим снижением затрат.

Эта задача в аспекте, относящемся к устройству, решена посредством многослойного стекла с признаками по пункту 1 формулы изобретения, а в аспекте, относящемся к способу - посредством способа с признаками по пункту 9 формулы изобретения. Целесообразные усовершенствования идеи изобретения являются предметом соответствующих зависимых пунктов формулы изобретения.

Идея изобретения заключается в том, чтобы соединять вводимые в снабженное электронным устройством или датчиком многослойное стекло электронные функциональные элементы и, в соответствующих случаях, прочие детали в изготавливаемом заранее электронном функциональном модуле, который, вместе с полимерной пленкой или пленочным ламинатом направляют в указанный поточный процесс и обрабатывают в ходе этого процесса с обычной для него пропускной способностью. Идея также заключается в том, чтобы предусмотреть для этого наличие на части поверхности многослойного стекла выреза полимерной пленки или пленочного ламината, соответствующего продольным размерам функционального модуля. Кроме того, чтобы поточный процесс мог быть осуществлен с обычно применяемыми полимерными пленками или полимерными ламинатами, требуется, чтобы функциональный модуль был выполнен так, чтобы его толщина, самое большее, была равна толщине полимерной пленки или пленочного ламината.

В контексте настоящего изобретения понятие «электронный функциональный модуль» следует понимать в широком смысле, который охватывает сенсорный модуль (например, модуль, включающий датчики дождя или влажности или освещенности), модуль системы отображения (например, индикатор на ветровом стекле), коммуникационный модуль (например, антенный модуль или интегрированный функциональный модуль), а также сочетания указанных функциональных элементов между собой или с другими, здесь не упомянутыми функциональными элементами.

Электронный функциональный модуль включает несколько электронных функциональных элементов и/или другие детали, которые расположены в функциональном модуле друг рядом с другом продольно и/или, по меньшей мере, частично перекрываются по вертикали.

Кроме этого, электронный функциональный модуль включает оболочку из надлежащего полимерного материала, герметично охватывающую электрические или электронные детали и обеспечивающую как электрическую, так и механическую защиту электрических или электронных деталей. При этом, в частности, речь может идти об известной и испытанной заливочной массе, уже используемой для этой цели.

Изобретением обеспечивается существенное преимущество, заключающееся в том, что неизбежные до сих пор при интегрировании датчиков или других электронных функциональных элементов или структур в многослойное стекло ограничения производительности и соответствующее увеличение затрат могут быть устранены. Кроме этого, максимально возможное объединение соответствующих элементов и структур в цельный функциональный модуль позволяет проводить его независимое предварительное тестирование и, следовательно, своевременно отбраковывать дефектные функциональные элементы перед их включением в дорогостоящий конечный продукт. Кроме этого, благодаря изобретению возможно в дальнейшем избежать изменения технологии поточного процесса из-за технических изменений электронных функциональных элементов, так как они выполнены внутри электронного функционального модуля и, обычно, не оказывают никакого влияния на внешнюю форму функционального модуля.

С современной точки зрения особенно экономически значимыми вариантами осуществления соответствующего изобретению многослойного стекла являются ветровое стекло или заднее стекло или остекление крыши транспортного средства, при этом, вырез полимерной пленки или пленочного ламината и предварительно изготовленный функциональный модуль расположены на краю или вблизи края многослойного стекла. При этом, выделяется массовое применение в дорожных транспортных средствах, в частности, в легковых автомобилях. Однако, наряду с этим также возможно применение в других транспортных средствах, например, кораблях, небольших самолетах, «воздушном такси» и т.п. Помимо применения изобретения в области транспортных средств, также может быть выгодным применение в остеклении зданий.

Согласно устоявшимся технологиям производства многослойного стекла специально для дорожных транспортных средств, в предпочтительных вариантах осуществления изобретения толщина полимерной пленки или пленочного ламината и электронного функционального модуля составляет менее 1,2 мм, в частности, лежит в диапазоне от 0,6 до 1,0 мм. Подразумевается, что изобретение эффективным образом может быть применено в отношении более толстых полимерных пленок или пленочных ламинатов, при этом, размещение большего количества функциональных элементов в одном функциональном модуле может быть упрощено в отношении электрических параметров и технологии соединения и герметизации.

В другом, на сегодняшний день предпочтительном варианте осуществления изобретения электронный функциональный модуль имеет форму плоской призмы, в частности, плоского прямоугольного параллелепипеда или плоского круглого диска. В частности, обе основные поверхности плоской призмы или плоского круглого диска могут быть снабжены слоем клеящего вещества с целью приклеивания электронного функционального модуля между стеклянными или поликарбонатными листами. В принципе, также можно отказаться от нанесения клеящего вещества на функциональный модуль, если надежная заделка в многослойное стекло и соблюдение требований, предъявляемых к другим механическим характеристикам, гарантируется и без приклеивания.

В важных с современной точки зрения вариантах осуществления изобретения электронный функциональный модуль включает, по меньшей мере, один из следующих функциональных элементов: датчик влажности, датчик освещенности, датчик температуры, антенну, приводной механизм, электронное устройство обработки или переключающее устройство, жидкокристаллический индикатор и светодиодный индикатор. В частности, из этой группы может быть выбрано более одного функционального элемента, и в этом случае особенно очевидны преимущества модульного предварительного изготовления.

Так же явственно обнаруживается преимущество изобретения в тех вариантах его осуществления, в которых полностью предварительно изготовленный электронный функциональный модуль включает встроенную предварительно изготовленную электрическую подводящую линию, которая, в частности, уложена в вырезе для подводящей линии в полимерной пленке или пленочном ламинате. В принципе, функциональный модуль также может быть снабжен большим числом подводящих линий, если это оправдано с точки зрения его оптимальной работы.

Аспекты изобретения, относящиеся к способу, явствуют из изложенных выше аспектов, относящихся к устройству, и поэтому еще раз здесь не поясняются. Однако, нужно обратить внимание, что стадии охарактеризованного в пункте 9 формулы изобретения способа, а также его варианты, могут быть модифицированы в такой степени, в какой они позволяют целесообразным образом получить конкретные варианты осуществления предусматриваемого согласно изобретению электронного функционального модуля. При этом важно, чтобы действительно были воплощены преимущества модульного предварительного изготовления электронных функциональных элементов для высокопроизводительного процесса соединения отдельных листов с полимерной пленкой или пленочным ламинатом.

Преимущества и целесообразность изобретения явствуют, помимо прочего, из следующего далее описания примеров осуществления в сочетании с фигурами. На фигурах показано:

Фиг. 1а и 1b: схематичное изображение (вид сверху и вид в сечении) примера осуществления изобретения и

Фиг. 2: схематичное изображение, поясняющее соответствующий изобретению способ.

На фиг. 1а представлен схематичный вид сверху ветрового стекла 1 легкового автомобиля, соответствующего одному из примеров осуществления изобретения, на фиг. 1b представлен его вид в сечении по А-А. Ветровое стекло 1 выполнено как многослойное стекло с первым и вторым стеклянными листами 1а, 1b и вклеенной между стеклянными листами полимерной пленкой 1с. В области вблизи верхнего края ветрового стекла предусмотрено наличие в полимерной пленке 1с выреза 1d, в который между первым и вторым стеклянными листами 1а, 1b вложен электронный функциональный модуль 2. Функциональный модуль 2 включает выполненную как единое целое с ним линию подключения (плоский кабель) 2а.

На фиг. 2 схематично показаны существенные стадии изготовления показанного на фиг. 1 многослойного стекла.

На стадии S1 электронный функциональный элемент 2b и дополнительную деталь 2с, а также предварительно изготовленную подводящую линию 2a’, предварительно собирают с получением конфигурации 2’ функционального модуля. На стадии S2 конфигурацию 2’ функционального модуля при помощи заливочной массы заключают в изолирующую и обеспечивающую механическую защиту оболочку и с двух сторон покрывают слоем клеящего вещества (не показано), в результате чего получают готовый электронный функциональный модуль 2. На стадии S3 в PVB-пленке 1c’ выполняют вырез 1d, соответствующий продольным размерам электронного функционального модуля 2, и получают PVB-пленку 1с с предварительно заданной конфигурацией, как показано на фиг. 1.

На первой стадии S4, так называемого, поточного процесса PVB-пленку 1с с предварительно заданной конфигурацией и предварительно изготовленный функциональный модуль 2 располагают на первом стеклянном листе 1а, на следующей стадии S5 на эту предварительно подготовленную группу накладывают второй стеклянный лист 1b и весь пакет подвергают ламинированию обычным образом с получением многослойного стекла 1.

Осуществление изобретения не ограничивается разъясненным выше примером, напротив, возможны многочисленные модификации, лежащие в рамках прилагаемой формулы изобретения.

Список обозначений на фигурах

1 многослойное стекло

1а, 1b первый и второй стеклянные листы

1с полимерная пленка (PVB-пленка)

1d вырез в полимерной пленке

2 электронный функциональный модуль

2' конфигурация функционального модуля

2а интегрированная подводящая линия

2а' предварительно изготовленная подводящая линия

2b электронный функциональный элемент

2с деталь функционального модуля

1. Многослойное стекло (1), которое включает два стеклянных или поликарбонатных листа (1а, 1b) и, по меньшей мере, одну наклеенную между ними полимерную пленку (1с) или пленочный ламинат и расположенный между ними электронный функциональный элемент (2b), при этом на части поверхности многослойного стекла предусмотрено наличие выреза (1d) полимерной пленки или пленочного ламината, и в этом вырезе размещен полностью предварительно изготовленный электронный функциональный модуль (2), включающий несколько электронных функциональных элементов (2b), которые расположены рядом друг с другом продольно и/или, по меньшей мере, с частичным перекрытием по вертикали в изолирующей оболочке, обеспечивающей электрическую и механическую защиту, в частности, в оболочке из полимерной заливочной массы, внутри функционального модуля, толщина которого составляет, самое большее, величину, равную толщине полимерной пленки или пленочного ламината.

2. Многослойное стекло по п. 1, выполненное как ветровое стекло (1), или заднее стекло, или остекление крыши транспортного средства, при этом вырез (1d) в полимерной пленке (1с) или пленочном ламинате и предварительно изготовленный функциональный модуль (2) расположены на краю или вблизи края многослойного стекла.

3. Многослойное стекло по п. 1 или 2, в котором толщина полимерной пленки (1с) или пленочного ламината и электронного функционального модуля составляет менее 1,2 мм, в частности лежит в диапазоне от 0,6 до 1,0 мм.

4. Многослойное стекло по любому из предшествующих пунктов, в котором электронный функциональный модуль (2) имеет форму плоской призмы, в частности плоского прямоугольного параллелепипеда, или плоского круглого диска.

5. Многослойное стекло по п. 4, в котором обе основные поверхности плоской призмы или плоского круглого диска снабжены слоем клеящего вещества для приклеивания электронного функционального модуля (2) между стеклянными или поликарбонатными листами.

6. Многослойное стекло по любому из предшествующих пунктов, в котором электронный функциональный модуль (2) включает в себя, по меньшей мере, один, в частности, несколько из следующих функциональных элементов: датчик влажности, датчик освещенности, датчик температуры, антенну, приводной механизм, электронное устройство обработки или переключающее устройство, жидкокристаллический индикатор и светодиодный индикатор.

7. Многослойное стекло по любому из предшествующих пунктов, в котором электронный функциональный модуль (2) включает в себя встроенную предварительно изготовленную электрическую подводящую линию (2а), которая, в частности, уложена в вырезе для подводящей линии в полимерной пленке или пленочном ламинате.

8. Транспортное средство, в частности дорожное транспортное средство, по меньшей мере, с одним многослойным стеклом (1) по одному из предшествующих пунктов.

9. Способ изготовления многослойного стекла (1) по одному из предшествующих пунктов, включающий стадии, на которых:

- подготавливают первый и второй стеклянные или поликарбонатные листы (1а, 1b),

- подготавливают полимерную пленку (1с) или пленочный ламинат для соединения первого и второго стеклянных или поликарбонатных листов с выполненным в ней вырезом (1d),

- подготавливают полностью предварительно изготовленный электронный функциональный модуль (2), форма поперечного сечения которого соответствует форме выреза в полимерной пленке или пленочном ламинате, и толщина которого, самое большее, равна толщине полимерной пленки или пленочного ламината,

- наклеивают полимерную пленку и накладывают предварительно изготовленный электронный функциональный модуль на верхнюю поверхность первого или второго стеклянного или поликарбонатного листа,

- накладывают второй стеклянный или поликарбонатный лист на полученный пакет и

- ламинируют пакет с уложенным сверху вторым стеклянным или поликарбонатным листом с получением многослойного стекла, при этом подготовка изготовленного полностью предварительно электронного функционального модуля (2) включает создание изолирующей оболочки для входящих в него функциональных элементов (2b), в частности, путем заливки заливочной массой.

10. Способ по п. 9, в котором подготовка электронного функционального модуля (2) включает нанесение на две его противолежащие параллельные основные поверхности клеящего вещества.

11. Способ по п. 9 или 10, в котором подготовка изготовленного полностью предварительно электронного функционального модуля (2) включает обеспечение электрической подводящей линии (2а), в частности, в форме плоского кабеля.