Обогреваемое остекление на основе конструкционного пластика

Изобретение относится к обогреваемому остеклению. Обогреваемое остекление включает по меньшей мере одну структурную основу из пластика и нагревательное средство, включающее предпочтительно по меньшей мере один тонкий электропроводный и прозрачный слой. Остекление включает наслоенные друг на друга по меньшей мере одну первую структурную основу из пластика, по меньшей мере один лист стекла, снабженный нагревательным средством, и по меньшей мере одну вторую структурную основу из пластика. Такое остекление, в частности, предназначено для создания бокового иллюминатора самолета. Изобретение обеспечивает повышение качества сборки остекления. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к обогреваемому остеклению на основе конструкционного пластика. Хотя изобретение более конкретно описано в отношении обогреваемого остекления, предназначенного для использования в области авиации, тем не менее, этим оно не ограничивается.

В остекление самолета могут быть интегрированы нагревательное средство, предотвращающее явление обледенения на наружной поверхности или запотевание на внутренней поверхности. Нагревательное средство предназначено для нагревания благодаря эффекту Джоуля посредством либо сети очень тонких нитей, либо прозрачного электропроводного слоя.

Использование нитей накала в пластике не является оптимальным. Действительно, нити накала, подвергающиеся циклическим механическим воздействиям, например, вследствие расширения остекления или повышения давления в самолете, склонны к разрыву, что ограничивает срок службы остекления. Кроме того, из-за небольшой теплопроводности остекления из пластика, тепло, распространяемое каждой нитью, отводится плохо, что вызывает помутнение при нагревании.

Что касается нагревательных слоев, нанесенных на пластик, они плохо подходят для промышленного производства из-за того, что перед осаждением металлических слоев (металлизацией) необходимо наносить лак, чтобы выровнять поверхность под осаждаемый слой и повысить адгезию при металлизации. Кроме этого, осаждение слоя должно осуществляться в очень чистой атмосфере, также как и стадии термического сшивания, сложные в регулировании.

В то же время, нагревательные слои могут быть нанесены в вакууме. Тем не менее, осаждение в вакууме на пластик ограничено диапазоном низких температур. Для создания нагревательных слоев на пластике часто выбирают золото, так как его можно наносить в холодном состоянии, и оно менее хрупко благодаря своей естественной пластичности; тем не менее, слои на основе золота ухудшают светопропускание через остекление и придают ему желтоватый оттенок. Кроме этого, производственный цикл изготовления остекления, включающий вакуумное осаждение, увеличен за счет дегазации пластика.

Наконец, перед соединением разных слоев из пластика, когда металлизированные слои относительно хрупкие и легко могут быть оцарапаны, требуются чрезвычайно строгие условия манипулирования и сборки.

Таким образом, целью изобретения является обеспечение обогреваемого остекления, которому, хотя оно и включает конструкционный пластик, не свойственны указанные недостатки.

Согласно изобретению, обогреваемое остекление на основе жесткого конструкционного пластика включает по меньшей мере одну структурную основу из пластика и нагревательное средство, предназначенное для нагревания благодаря эффекту Джоуля с целью предотвращения обледенения и/или запотевания остекления, и отличается тем, что включает наслоенные друг на друга по меньшей мере одну первую структурную основу из пластика по меньшей мере один лист стекла, снабженный нагревательным средством, и по меньшей мере одну вторую структурную основу из пластика.

Таким образом, этому остеклению свойственно преимущество, заключающееся в том, что структурно оно изготовлено из пластика, но не имеет указанных выше производственных неудобств при соединении нагревательного средства с пластиком, так как нагревательное средство предварительно размещают на стекле, которое затем прослаивают между двумя основами из пластика. Лист стекла является в остеклении теплоносителем.

Согласно одной из отличительных особенностей, лист стекла имеет меньший размер поверхности, чем две структурных основы из пластика.

Согласно другой отличительной особенности, две структурные основы отстоят/разнесены на расстояние друг от друга и соединены посредством промежуточного слоя из прозрачного пластика, такого как поливинилбутираль (PVB) или термопластичный полиуретан (TPU). Слой стекла, в частности, присоединен указанным промежуточным слоем из пластика; он также герметизирован в пластике, соединяющем между собой структурные основы, а именно, толщина указанного промежуточного слоя из пластика составляет от 1,2 до 5 мм предпочтительно, от 2,5 до 4 мм.

Лист стекла соединен с каждой из структурных основ из пластика однослойной или многослойной пленкой из пластика, такого как PVB или TPU. Предпочтительно, структурные основы из пластика, каждая, имеют толщину от 5 до 25 мм.

Структурные основы из пластика изготовлены например, из РММА (полиметилметакрилата) или PU (полиуретана) или РС (поликарбоната).

Преимущественно, лист стекла является тонким и имеет толщину от 0,5 до 1,6 мм, предпочтительно, от 0,5 до 0,7 мм.

Преимущественно, нагревательное средство включает по меньшей мере один тонкий, электропроводный и прозрачный слой. Использование нагревательного слоя позволяет лучше распределять тело, обеспечивает безупречную прозрачность, исключает эффект помутнения, в отличие от металлических нитей, и, наконец, увеличивает срок службы остекления. Электропроводный слой выполнен, например, на основе оксида олова, оксида олова, легированного индием или фтором или на основе металла, а именно, золота и/или серебра. Толщина слоя, в частности, составляет от 50 до 500 нм.

Предпочтительно, нагревательный слой выполнен на основе ITO (оксид индия и олова), что позволяет получить оптимальную проводимость путем осаждения при высокой температуре или путем последующего прокаливания стекла, выдерживающего эту температуру.

В одном из конкретных вариантов осуществления изобретения остекление включает два слоя, образованных двумя структурными основами из пластика, между которыми находится лист стекла, и по меньшей мере один третий слой, в частности, являющийся самым наружным из слоев остекления в отношении наружной окружающей среды в положении использования/монтажа в месте назначения, при этом, указанный третий слой выполнен либо из пластика, а именно, имеет толщину от 1 до 3 мм, либо представляет собой стеклянную основу, предпочтительно, из армированного стекла (путем термической или химической закалки), а именно, толщиной от 0,5 до 5 мм, предпочтительно, от 1,5 до 3 мм. В частности, третий слой наложен/соединен с одной из структурных основ посредством промежуточного соединительного слоя из пластика типа PU. Предпочтительно, размер поверхности указанного третьего слоя меньше, чем у той структурной основы, с которой он соединен.

Предпочтительно, остекление включает по меньшей мере один датчик температуры, установленный между двумя структурными основами из пластика, при этом, он либо соединен с листом стекла на поверхности, противоположной той, на которой должен располагаться электропроводный слой, либо установлен в толще промежуточного материала, разделяющего две структурные основы из пластика.

Использование тонкого стекла позволяет с успехом использовать датчик температуры типа переменного сопротивления на поверхности стекла, противоположной нагревательному слою. Таким образом, стекло служит электроизоляцией, при этом, являясь хорошим проводником тепла. Следовательно, возможно надежное регулирование температуры нагревательного слоя, при котором исключен риск короткого замыкания.

Остекление, соответствующее настоящему изобретению, также может включать по меньшей мере один тонкий функциональный слой помимо нагревательного слоя, например, слой, предназначенный для защиты от солнечного света, или электрохромный слой, при этом, множество тонких функциональных слоев могут присутствовать в форме пакета слоев. Функциональный слой мог бы быть нанесен на не греющую поверхность тонкого стекла, но в таком случае датчик температуры лучше было бы разместить в промежуточном слое из пластика, без связи с функциональным слоем. В одном из вариантов, остекление могло бы включать второй лист стекла, расположенный вместе с первым слоем стекла между двумя структурными основами из пластика и снабженный функциональным слоем.

Согласно одной из отличительных особенностей, периферия остекления в целом, согласно толщине указанного остекления, образует выступающую раму, состоящую только из пластика, что позволяет крепить остекление, как любое обычное остекление из пластика, которое нужно сверлить в направлении толщины.

Предпочтительно, остекление включает самый наружный слой, предназначенный для создания периферического выступа, на котором размещается часть конструкции, в которую устанавливается остекление.

Остекление может быть использовано в летательном аппарате, а именно, в качестве бокового иллюминатора, в частности, бокового иллюминатора кабины пилота.

В последующем описании определения «наружный» и «внутренний» использованы в контексте нормального положения установки остекления в кабине, в котором одна поверхность обращена к окружающей среде, наружной относительно кабины, а другая поверхности обращена ко внутреннему пространству кабины.

Далее настоящее изобретение описано на примерах, имеющих исключительно пояснительный характер и ни коим образом не ограничивающих объем изобретения, и со ссылкой на чертежи, на которых:

- фиг. 1 представляет собой схематичный вид в сечении обогреваемого остекления, соответствующего изобретению;

- Фиг. 2 и 3 представляют собой схематичный вид в сечении двух соответствующих вариантов осуществления остекления, показанного на фиг. 1;

- фиг. 4 представляет собой схематичный вид в сечении остекления, показанного на фиг. 2, установленного в кабине, такой как структура кабины самолета.

Обогреваемое остекление 1 настоящего изобретения, показанное на фиг. 1-3, предназначено для установки в структуре 2 кабины самолета, как показано на фиг. 4, для создания, в частности, бокового иллюминатора.

Согласно изобретению, обогреваемое остекление 1 включает по меньшей мере две структурных основы 30 и 31 из пластика, промежуточный слой 32 из прозрачного термопластичного материала, соединяющий две структурных основы, нагревательное средство 4, включающее, преимущественно, прозрачный электропроводный слой, и подложку 5 для указанного нагревательного средства, при этом, указанная подложка 5 погружена в промежуточный слой 32 и образована, согласно изобретению, тонким листом стекла.

Структура 2 самолета имеет одну поверхность, именуемую наружной 20, обращенную к окружающей среде вовне самолета.

Две структурные основы 30 и 31 из прозрачного пластика выполнены, например, из РММА. Структурная основа 30, именуемая наружной основой, так как обращена вовне самолета, имеет, предпочтительно, толщину, например, 14 мм, которая больше, чем толщина структурной основы 31, именуемой внутренней основой, так как обращена вовнутрь, имеющей толщину, например, 6 мм.

Промежуточный слой 32, обеспечивающий соединение двух структурных основ, выполнен, например, из PVB или TPU. Он имеет толщину, например, 3,1 мм. Речь идет по меньшей мере о двух пленках типа PVB, предназначенных для встраивания в остекление тонкого листа стекла 5 и его фиксации.

Таким образом, лист стекла 5 прослоен между двумя структурными основами 30 и 31 при помощи промежуточного слоя 32. Лист стекла 5 соединен одной из своих поверхностей 50 с наружной структурной основой 30 посредством одно- или многослойной пленки 32А из PVB и противоположной поверхностью 51 со внутренней структурной основой 31 посредством второй одно- или многослойной пленки 32В из PVB.

Согласно изобретению, тонкий слой 5 стекла образует подложку для осаждения нагревательного слоя 4.

Тонкий лист стекла имеет толщину, например, 0,7 мм.

Прозрачный электропроводный слой 4 представляет собой тонкий слой, осажденный на стекло известным способом, например, путем PVD (physical vapor deposition, вакуумное осаждение из паровой фазы согласно англоязычной терминологии) или CVD (chemical vapor deposition, химическое осаждение из паровой фазы согласно англоязычной терминологии). Предпочтительно, этот слой выполнен на основе легированного оксида, такого как ITO. Его толщина составляет, например, от 50 до 800 нм.

Нагревательный слой покрывает всю или часть одной из поверхностей 50 листа стекла. Лист стекла 5 с нагревательным слоем 4 размещают в остеклении так, что нагревательный слой 4 обращен к наружной структурной основе 30.

Нагревательный слой 4 соединен с линиями или коллекторами подачи тока, на чертежах не показанными, которые соединены с источником тока вне остекления.

Преимущественно, остекление включает по меньшей мере один датчик 6 температуры, предпочтительно, расположенный на листе стекла 5, в частности, на поверхности 51 листа стекла, противоположной поверхности 50, на которой находится нагревательный слой 4. Датчик температуры включает, например, известные в технике тонкие нити переменного сопротивления. В качестве варианта, датчик температуры может быть размещен в толще промежуточного слоя 32.

В примере осуществления остекления, представленном на фиг. 2, остекление 1 включает третий слой 7, расположенный снаружи остекления и, следовательно, самолета. Этот слой образован третьей жесткой основой, например, толщиной от 1 до 3 мм, выполненной либо из жесткого пластика, такого как РММА, либо из армированного стекла (путем термической или химической закалки). Третий слой 7 соединен с наружной поверхностью наружной структурной основы 31 промежуточным слоем 70 из прозрачного пластика, такого как PU, толщиной, например, 5 мм. Таким образом, в этом примере остекление включает больше слоев, чем в примере осуществления, представленном на фиг. 1, и его толщина также больше.

В примере осуществления остекления, представленном на фиг. 3, остекление 1 включает только два слоя, которые соответствуют двум структурным основам 30 и 31 из ластика, но толщина наружной основы 30, в частности, из РММА, составляет 18 мм и увеличена по сравнению с примером фиг. 1.

Для изготовления остекления каждую структурную основу 30 и 31, тонкое стекло 5 (до осаждения нагревательного слоя 4), дополнительную основу 7 и промежуточный слой 70 обеспечивают в соответствии с заданными размерами и формой, затем каждый элемент остекления, структурные основы, тонкое стекло 5 с нанесенным нагревательным слоем, в известных случаях, дополнительную основу и соответствующий промежуточный слой, а также соединительные элементы, а именно, пленки 32А и 32В размещают друг на друге послойно и, наконец, весь пакет размещают в автоклаве. В одном из вариантов, конечные размеры структурных основ 30 и 31 из пластика могут быть получены после автоклавирования путем обрезания в соответствии с заданными размерами.

Для обеспечения закрепления остекления 1, соответствующего изобретению, в структуре самолета (фиг. 4) лист стекла 5 внутри толщи остекления (фиг. 1-3) и третий слой 7 с соответствующим промежуточным слоем 70 в примере, представленном на фиг. 2, имеют меньший размер поверхности, чем размер поверхности структурных основ 30 и 31 из пластика, для создания выступающей периферийной рамы 8, полностью образованной из пластика по всей толщине остекления, таким образом, крепежные элементы 80, как схематично показано на фиг. 4, пересекают только пластик.

Кроме этого, для установки остекления в структуре самолета так, чтобы наружная поверхность 10 остекления 1 была компланарна наружной поверхности 20 структуры самолета (фиг. 4), третий слой 7 и соответствующий промежуточный слой 70 примера осуществления, показанного на фиг. 2, имеют меньший размер поверхности, чем наружная структурная основа 30, а сама наружная структурная основа 30 (фиг. 3) имеет форму, имеющую периферийный наружный выступ 9, где размещается структура 2 кабины самолета.

Разумеется, предусматривается наличие не показанных на чертеже уплотняющих прокладок между остеклением и структурой самолета.

1. Обогреваемое остекление (1), включающее по меньшей мере одну структурную основу из пластика и нагревательное средство (4), отличающееся тем, что включает наслоенные друг на друга по меньшей мере одну первую структурную основу (30) из пластика, по меньшей мере один лист стекла (5), снабженный нагревательным средством (4), и по меньшей мере одну вторую структурную основу (31) из пластика.

2. Остекление по п. 1, отличающееся тем, что лист стекла (5) имеет меньший размер поверхности, чем две структурные основы (30, 31) из пластика.

3. Остекление по п. 1 или 2, отличающееся тем, что две структурные основы (30, 31) из пластика разнесены на расстояние друг от друга и соединены посредством промежуточного слоя (32) из прозрачного пластика, такого как PVB или PU, в частности, толщина указанного промежуточного слоя из пластика составляет от 1,2 до 5 мм, предпочтительно от 2,5 до 4 мм.

4. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что лист стекла (5) соединен с каждой из структурных основ из пластика однослойной или многослойной пленкой (32А, 32В) из пластика, такого как PVB или PU.

5. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что структурные основы (30, 31) из пластика, каждая, имеют толщину от 5 до 25 мм.

6. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что структурные основы (30, 31) из пластика изготовлены из РММА, или PU, или РС.

7. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что лист стекла (5) имеет толщину от 0,5 до 1,6 мм, предпочтительно от 0,5 до 0,7 мм.

8. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что нагревательное средство (4) включает по меньшей мере один тонкий электропроводный и прозрачный слой, в частности электропроводный слой, выполненный на основе оксида олова или оксида олова, легированного индием или фтором, или на основе металла, в частности золота и/или серебра.

9. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что включает два слоя, образованных двумя структурными основами (30, 31) из пластика, между которыми расположен лист (5) стекла, и по меньшей мере один третий слой (7), в частности, являющийся самым наружным из слоев остекления в отношении наружной окружающей среды в положении использования остекления в месте назначения, при этом указанный третий слой выполнен либо из пластика, в частности имеет толщину от 1 до 3 мм, либо представляет собой стеклянную основу, предпочтительно из армированного стекла, в частности, толщиной от 0,5 до 5 мм, предпочтительно от 1,5 до 3 мм, в частности, третий слой (7) соединен с одной из структурных основ посредством промежуточного соединительного слоя (70) из пластика типа PU, предпочтительно размер поверхности указанного третьего слоя (7) меньше, чем у той структурной основы (30), с которой он соединен.

10. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что включает по меньшей мере один датчик (6) температуры, расположенный между двумя структурными основами (30, 31) из пластика, при этом он либо соединен с листом (5) стекла на поверхности (51), противоположной той, на которой расположен электропроводный слой (4), либо расположен в толще промежуточного материала (32), разделяющего две структурные основы (30, 31) из пластика.

11. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что периферия остекления в целом согласно толщине указанного остекления образует выступающую раму (8), состоящую только из пластика.

12. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что включает самый наружный слой (30, 7), предназначенный для формирования периферического выступа (9), на котором размещена часть конструкции (2), в которую установлено остекление.

13. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью применения в летательном аппарате, в частности, в качестве бокового иллюминатора, в частности бокового иллюминатора кабины пилота самолета.