Отверждение смолы для ремонта
Изобретение относится к способу для отверждения смолы, применяемой для ремонта трещин или разломов лобового стекла транспортного средства, включая композиции смол для применения при ремонте лобовых стекол. Способ включает: введение смолы для ремонта в зону ремонта, при этом смола включает фотоинициатор, который активируется при облучении светом с длиной волны активации, причем длина волны активации составляет от 370 до 425 нм; и проведение усовершенствованного отверждения смолы путем испускания света в зону ремонта, включающего свет, длина волны которого находится в пределах диапазона длин волн активации. Причем i) по меньшей мере 80 мас.% смолы не является реакционноспособной по отношению к УФ-излучению, и/или ii) от 1 до 5 мас.% смолы активируется при облучении светом с длиной волны активации, и/или iii) смола не содержит каких-либо компонентов, поглощающих УФ-излучение, кроме фотоинициатора. При этом способ также включает приложение давления к смоле, введенной в зону ремонта, в ходе отверждения смолы и поддержание давления, приложенного к смоле, до тех пор, пока она не будет полностью отверждена. Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении качества ремонта лобового стекла транспортного средства. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники
Изобретение относится к устройству и способам для отверждения смолы, применяемой для ремонта трещин или разломов лобового стекла транспортного средства, включая композиции смол для применения при ремонте лобовых стекол.
Уровень техники
Лобовые стекла транспортных средств часто повреждаются из-за отскока небольших летящих предметов или обломков, таких как камни, с дороги на лобовое стекло. Удар этих мелких предметов или обломков может вызвать образование трещины, разлома или скола на лобовом стекле. Если поврежденная зона удовлетворяет определенным требованиям, например, разлом не является слишком большим или слишком глубоким, то лобовое стекло можно отремонтировать вместо того, чтобы заменять его. Ремонт дешевле и более удобен для пользователя.
Известно, что можно ввести смолу в разлом, образованный в лобовом стекле, чтобы заполнить и отремонтировать его. Ручные или автоматические устройства для ремонта лобового стекла с использованием смолы раскрыты в WO 2015/040073 или ЕР 1227927. Эти устройства по меньшей мере частично вакуумируют ремонтируемую область перед введением смолы, а затем прилагают давление, чтобы поспособствовать заполнению смолой зоны ремонта.
После введения смолы в разлом ее обычно отверждают, чтобы перевести ее из жидкого состояния в твердое, таким образом завершая процесс ремонта. Смола для ремонта обычно содержит материал основы - олигомер, который придает смоле ее структуру; мономер, используемый для регулирования вязкости и обеспечения желаемых физических свойств смолы; а также фотоинициатор, который инициирует процесс отверждения.
Фотоинициатор представляет собой молекулу или соединение, которое при облучении светом с определенной длиной волны, которую можно назвать длиной волны активации, образует реакционноспособные частицы, такие как, например, свободные радикалы. Затем полученные реакционноспособные частицы вызывают объединение мономеров и олигомеров в смоле с образованием более крупных соединений. Это приводит к тому, что жидкая смола становится твердой.
Процесс отверждения обычно проводят с помощью блока отверждения, помещенного над поврежденной поверхностью лобового стекла. Блок отверждения испускает свет с длиной волны активации, который инициирует отверждение смолы.
Для инициирования отверждения конкретной применяемой смолы и обеспечения достаточного пропускания света через лобовое стекло, свет должен иметь соответствующую длину волны активации и интенсивность. Обычно блоки отверждения, применяемые при ремонте лобового стекла, используют УФ-излучение, имеющее длину волны от 300 нм до 350 нм. В WO 2011109602 описан светодиодный (LED) блок отверждения, выполненный с возможностью испускания двух различных длин волн: первая при 365 нм, а вторая при 395 нм. Указано, что длина волны 395 нм позволяет использовать блок отверждения с внутренней поверхности лобового стекла, хотя в указанном документе не раскрыта композиция смолы, которая была бы пригодной на практике для использования с такой длиной волны. По-видимому, описанная в данном документе смола пригодна и для отверждения при длине волны 365 нм.
Если смолу отверждают некорректно или несоответствующим образом, то ремонт будет более низкого качества. Это может привести к необходимости последующей замены лобового стекла, что дорого и неудобно.
Также важно минимизировать любое напряжение, создаваемое в ремонтируемой (или поврежденной) области лобового стекла в ходе процесса отверждения. Увеличение напряжения также сделает ремонт менее эффективным.
Таким образом, имеется необходимость в усовершенствованном способе отверждения смолы, который повышает качество ремонта лобового стекла транспортного средства.
Сущность изобретения
В соответствии с первым аспектом изобретения предложен способ ремонта лобового стекла транспортного средства, включающий:
введение смолы в зону ремонта, при этом смола содержит фотоинициатор, который активируется при облучении светом с длиной волны активации, причем длина волны активации составляет от 370 нм до 425 нм, и
отверждение смолы путем испускания света в зону ремонта, включающего свет, длина волны которого находится в пределах диапазона длин волн активации.
Таким образом, в настоящем изобретении используют смолу, содержащую фотоинициатор, который активируется при облучении светом с большей длиной волны, чем фотоинициаторы в известных смолах для ремонта лобовых стекол. Это означает, что пропускают большее количество испускаемого из блока отверждения света, в тех же пределах длин волн активации фотоинициатора, с возможностью более глубокого проникновения в лобовое стекло, в то время как этот свет все еще имеет достаточную энергию для отверждения смолы за короткое время облучения. Таким образом, способ по изобретению обеспечивает более эффективное отверждение и, следовательно, более качественный ремонт лобового стекла. Выбранная в соответствии с изобретением длина волны, превышающая обычную длину волны, проникает к смоле, находящейся в основании трещины или разлома, и позволяет отвердить весь объем смолы в трещине или разломе, а не преимущественно только смолу в самой верхней части трещины или разлома, как это обычно происходит в случае традиционных технологий отверждения с использованием более низких длин волн УФ-излучения. Например, отверждение при 365 нм с внешней стороны лобового стекла, как описано в WO 20110962, в меньшей степени отверждало бы смолу, расположенную в основании трещины или разлома (то есть в той части трещины или разлома, которая расположена дальше от внешней поверхности лобового стекла).
Длину волны активации определяют как длину волны света, который возбуждает фотоинициатор и заставляет фотоинициатор высвобождать частицы, инициирующие отверждение смолы. Фотоинициатор может быть возбужден светом в диапазоне длин волн активации от 370 нм до 425 нм.
Обычно используют светодиодный излучатель света, который имеет единственную номинальную длину волны активации в пределах конкретного диапазона. Под номинальной длиной волны активации авторы изобретения подразумевают, что номинальный параметр (или техническая характеристика) светодиода представляет собой единственную длину волны (или узкую полосу длин волн) в пределах конкретного диапазона. Конечно, могут быть длины волн утечки, или следовые длины волн, испускаемые несколько выше или ниже номинальной длины волны активации светодиода (или узкой полосы длин волн).
Опционально, по меньшей мере 80% масс. смолы могут быть нереакционноспособными по отношению к УФ-излучению. Другими словами, лишь 20% масс. или менее смолы поглощает УФ-излучение. Ультрафиолетовое (УФ) излучение имеет длину волны от 310 нм до 400 нм.
Опционально, от 1 до 5% масс. смолы может активироваться при облучении светом с длиной волны активации.
В некоторых примерах воплощения смола не содержит каких-либо компонентов, поглощающих УФ-излучение, кроме фотоинициатора.
Опционально, длина волны активации может составлять от 370 нм до 400 нм.
Опционально, длина волны активации может составлять от 380 нм до 390 нм. Например, длина волны активации может составлять 385 нм.
Свет, испускаемый в зону ремонта, может иметь интенсивность по меньшей мере 10 мВт/см2. Интенсивность света может составлять по меньшей мере 15 мВт/см2. Важно, чтобы в зону ремонта подавали корректную интенсивность света. С этой целью кронштейн, на который крепится источник света, фиксируют на лобовом стекле, и он является жестким.
Опционально, свет можно подавать в зону ремонта с применением по меньшей мере одного светодиода (LED). Другими словами, источник света, применяемый для отверждения смолы, может содержать по меньшей мере один светодиод. Может быть преимущественным использовать светодиоды, а не обычные лампы накаливания или газоразрядные лампы, так как светодиоды потребляют меньшую мощность, не требуют времени на разогрев и производят меньше отходящего тепла.
Опционально, указанный по меньшей мере один светодиод может быть помещен на расстоянии по меньшей мере 15 мм от зоны ремонта в перпендикулярном направлении. Например, способ может включать размещение по меньшей мере одного светодиода по меньшей мере на 15 мм выше или ниже зоны ремонта.
Опционально, указанный по меньшей мере один светодиод может быть помещен на расстоянии менее 10 см от зоны ремонта, в перпендикулярном направлении. Если источник света находится слишком далеко от зоны ремонта, то интенсивность света, падающего на зону ремонта, уменьшается, что может снизить эффективность процесса отверждения.
Зона ремонта может иметь диаметр 50 мм или менее. Это может обеспечить достаточную область облучения лобового стекла испускаемым светом, чтобы охватить зону ремонта. Кроме того, более крупные зоны ремонта могут потребовать замены лобового стекла, а не ремонта.
Опционально, стадия отверждения смолы может включать облучение светом зоны ремонта в течение заданного периода облучения, составляющего по меньшей мере 60 секунд.
Опционально, заданный период облучения может составлять 180 секунд. Это может обеспечить оптимальное отверждение смолы.
Способ может включать автоматическое прекращение испускания света по истечении заданного периода облучения.
Способ может включать в качестве начальной стадии закрепление блока отверждения на лобовом стекле с применением устройства крепления, отстоящего от центра зоны ремонта по меньшей мере на 10 см. Расстояние по меньшей мере 10 см может свести к минимуму любое напряжение, создаваемое в зоне ремонта со стороны устройства крепления, тем самым повышая качество ремонта.
Блок отверждения выполнен с возможностью испускания света с длиной волны активации на зону ремонта.
Опционально, устройство крепления может включать крепление на присоске. Это позволяет осуществить закрепление блока отверждения на лобовом стекле с помощью присоски.
Опционально, крепление на присоске может создавать меньшее напряжение в лобовом стекле, чем многие известные крепления на присоске. Например, материал этого крепления может иметь меньший показатель твердости.
В некоторых воплощениях способ может включать закрепление блока отверждения на внутренней поверхности лобового стекла. Внутреннюю поверхность определяют как поверхность, которая обращена внутрь транспортного средства (то есть сторону лобового стекла, которая обращена к водителю).
Опционально, стадия отверждения смолы может включать испускание света на зону ремонта с внутренней поверхности лобового стекла.
Способ может дополнительно включать приложение давления к смоле, введенной в зону ремонта, в ходе отверждения смолы. Другими словами, способ может включать приложение давления к зоне ремонта. Давление может способствовать эффективному заполнению смолой зоны ремонта целиком. Также оно будет сжимать любое количество воздуха, оставшегося в зоне ремонта, делая его меньше по размеру и менее заметным. Это может улучшить качество отверждения и, таким образом, процесса ремонта.
Способ может включать применение устройства, размещенного на внешней стороне лобового стекла с целью приложения давления к смоле. Таким образом, устройство, выполненное с возможностью приложения давления к смоле в зоне ремонта, и блок отверждения могут быть закреплены на противоположных сторонах лобового стекла. Это позволяет обоим устройствам взаимодействовать с зоной ремонта одновременно.
Согласно второму аспекту изобретения, предложен блок отверждения для применения при ремонте лобового стекла транспортного средства, включающий:
устройство крепления, для закрепления блока отверждения на лобовом стекле; и
источник света, выполненный с возможностью испускания света в зону ремонта; при этом устройство крепления помещено на расстоянии по меньшей мере 10 см от источника света.
В процессе использования источник света обычно располагают над или под зоной ремонта. Таким образом, расстояние по меньшей мере 10 см между источником света и устройством крепления означает, что устройство крепления закреплено на лобовом стекле на расстоянии по меньшей мере 10 см от зоны ремонта. Как было обнаружено, такое расстояние сводит к минимуму любое напряжение, создаваемое в зоне ремонта устройством крепления. Приложение напряжения или усилия к смоле, которая не отверждена или частично отверждена, может вызвать смещение смолы. Это нежелательно, так как в результате смола может не заполнить должным образом зону ремонта, что приводит к снижению качества ремонта.
Кроме того, создание напряжения в зоне ремонта может усугубить повреждение лобового стекла, чего следует избегать.
Опционально, устройство крепления может включать крепление на присоске.
Опционально, источник света может содержать один или большее количество светодиодов. Например, источник света может включать матрицу или множество светодиодов. Обычно используют светодиодный излучатель света, который имеет единственную номинальную длину волны активации в пределах конкретного диапазона. Под номинальной длиной волны активации авторы изобретения подразумевают, что номинальный параметр (или техническая характеристика) светодиода представляет собой единственную длину волны (или узкую полосу длин волн) в пределах конкретного диапазона. Конечно, могут существовать длины волн утечки, или следовые длины волн, испускаемые несколько выше или ниже номинальной длины волны активации светодиода (или узкой полосы длин волн).
В некоторых воплощениях устройство крепления и источник света присоединены к кронштейну. Кронштейн может проходить по существу в поперечном или горизонтальном направлении. При использовании кронштейн может проходить по существу параллельно лобовому стеклу.
Опционально, кронштейн может располагаться на расстоянии по меньшей мере 15 мм от основания устройства крепления, в перпендикулярном направлении. Таким образом, при использовании кронштейн может находиться по меньшей мере на 15 мм выше или ниже лобового стекла. Это может обеспечить покрытие светом, испускаемым из источника света, достаточной области лобового стекла, чтобы охватить зону ремонта.
Опционально, блок отверждения может весить менее 500 г.Предпочтительно, чтобы блок отверждения весил как можно меньше, так как это снижает напряжение, создаваемое в лобовом стекле посредством устройства крепления.
Блок отверждения может включать таймер, выполненный с возможностью определения заданного времени облучения для блока отверждения. Заданное время облучения представляет собой период времени, в течение которого блок отверждения испускает свет. Источник света может быть выполнен с возможностью автоматического отключения по истечении заданного времени облучения.
Опционально, блок отверждения может включать источник электропитания, выполненный с возможностью обеспечения энергией источника света. Источник электропитания может включать один или большее количество батарей, которые могут быть перезаряжаемыми, например, литиевыми батареями. В альтернативном случае источник электропитания может включать электропитание от сети.
Следует понимать, что любые отличительные особенности первого аспекта изобретения формируют также часть второго аспекта изобретения.
В соответствии с третьим аспектом изобретения предложен способ ремонта лобового стекла транспортного средства, включающий:
введение смолы в зону ремонта;
приложение давления к смоле, находящейся в зоне ремонта, с использованием устройства, расположенного на первой стороне лобового стекла; и
отверждение смолы путем испускания света на зону ремонта со второй стороны лобового стекла с одновременным поддержанием давления, приложенного к смоле.
Таким образом, согласно изобретению можно отверждать смолу, в то время как смолу поддерживают под давлением. Обычно устройство, которое прилагает давление или периодически изменяемое давление к смоле, удаляют с лобового стекла до начала процесса отверждения. Это может привести к попаданию воздуха в зону ремонта до того, как смола будет отверждена. Кроме того, любое напряжение или усилие, приложенное к лобовому стеклу или зоне ремонта при установке блока отверждения или в ходе отверждения, может сместить смолу и, таким образом, также привести к неполному заполнению смолой зоны ремонта. В результате изобретения большее количество испускаемого из блока отверждения света, в тех же пределах длин волн активации фотоинициатора, пропускают с целью более глубокого проникновения в лобовое стекло, пока этот свет все еще имеет достаточную энергию для отверждения смолы за короткое время облучения. Таким образом, способ по изобретению обеспечивает более эффективное отверждение и, следовательно, более высококачественный ремонт лобового стекла. Выбранная в соответствии с изобретением длина волны, превышающая обычную, проникает в смолу в основании трещины или разлома и позволяет отвердить весь объем смолы в трещине или разломе, а не преимущественно только смолу в самой верхней части трещины или разлома, как это обычно происходит в случае обычных технологий отверждения с использованием более низких длин волн УФ-излучения.
В противоположность этому, согласно изобретению поддерживают давление, приложенное к смоле, до тех пор, пока она не будет полностью отверждена (то есть не станет твердой). Это обеспечивает заполнение отвержденной смолой зоны ремонта и сжимает любые воздушные пустоты с целью сведения к минимуму их действия, что, таким образом, приводит к более высококачественному ремонту.
Опционально, первая сторона лобового стекла может быть внешней стороной лобового стекла, а вторая сторона лобового стекла - внутренней стороной лобового стекла.
Следует понимать, что любые отличительные особенности первого или второго примеров воплощения изобретения могут также формировать часть третьего аспекта изобретения.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения, предложена композиция смолы для ремонта лобового стекла, включающая:
от 30 до 80% масс. акрилатов;
от 4 до 25% масс. кислот;
от 0,5 до 10% масс. оксисиланов; и
от 1 до 10% масс. активируемого УФ-излучением фотоинициатора.
Эта композиция обеспечивает необходимую структуру и вязкость смолы, в то же время обеспечивая быстрое и эффективное отверждение при активации фотоинициатора. Опционально, композиция смолы для ремонта лобового стекла может включать:
от 40 до 70% масс. акрилатов;
от 6 до 18% масс. кислот;
от 1 до 5% масс. оксисиланов; и
от 1 до 7% масс. активируемого УФ-излучением фотоинициатора.
Указанные компоненты могут составлять 100% композиции. В альтернативном случае остаток композиции могут составлять один или большее количество приемлемых наполнителей или вспомогательных веществ/ингредиентов.
Следует понимать, что от 1 до 7% масс. УФ-активируемого инициатора могут включать более одного типа молекул или соединения. Фотоинициатор может быть существующим в природе или искусственно полученным.
Опционально, фотоинициатор может представлять собой бензилдиметилкеталь и/или 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтанон. Для полноты, бензилдиметилкеталь известен также как 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон.
Опционально, фотоинициатор может быть активирован при облучении светом с длиной волны от 370 нм до 425 нм. Фотоинициатор может быть выполнен или разработан с возможностью активации при облучении светом с конкретной длиной волны, или в конкретном диапазоне длин волн; или это может быть природным свойством молекулы или соединения.
Опционально, фотоинициатор может быть активирован при облучении светом с длиной волны от 370 нм до 400 нм, или от 380 нм до 390 нм.
Опционально, композиция смолы может включать от 15 до 20% масс. метакрилатов. Другими словами, от 30 до 80% масс. или от 40 до 70% масс. акрилатов могут содержать от 15 до 20% масс. метакрилатов.
Опционально, композиция смолы может включать от 6 до 18% масс. дикарбоновой кислоты. Другими словами, кислота может включать дикарбоновую кислоту, или состоять из нее.
Опционально, композиция смолы может включать:
от 15 до 20% масс. 2-гидроксиэтилметакрилата;
от 25 до 49% масс. изоборнилакрилата;
от 1 до 4% масс. малеиновой кислоты;
от 5 до 14% масс. декандиовой кислоты;
от 1 до 4% масс. глицидоксипропилтриметоксисилана; и
от 1 до 5% масс. бензилдиметилкеталя.
Опционально, композиция смолы может включать:
от 15 до 20% масс. 2-гидроксиэтилметакрилата;
от 25 до 49% масс. изоборнилакрилата;
от 1 до 4% масс. малеиновой кислоты;
от 5 до 14% масс. декандиовой кислоты;
от 1 до 4% масс. глицидоксипропилтриметоксисилана; и
от 1 до 5% масс. 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтанона.
Опционально, композиция смолы может включать:
от 15 до 20% масс. 2-гидроксиэтилметакрилата;
от 25 до 49% масс. изоборнилакрилата;
от 1 до 4% масс. малеиновой кислоты;
от 5 до 14% масс. декандиовой кислоты;
от 1 до 4% масс. глицидоксипропилтриметоксисилана; и
в целом от 1 до 5% масс. комбинации 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтанона и бензилдиметилкеталя.
Таким образом, композиция может включать от 1 до 5% масс. бензилдиметилкеталя, или от 1 до 5% масс. 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтанона, или от 1 до 5% масс. комбинации 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтанона и бензилдиметилкеталя. Например, композиция может включать 1% масс. 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтанона и 4% масс. бензилдиметилкеталя.
Композиция смолы может включать одно или большее количество вспомогательных веществ/ингредиентов до 100%. Другими словами, остаток композиции могут составлять приемлемые наполнители или вспомогательные вещества/ингредиенты.
Композиция смолы может не содержать каких-либо компонентов, поглощающих УФ-излучение, кроме фотоинициатора. Опционально, смола может не включать каких-либо компонентов, которые поглощают свет с длиной волны активации фотоинициатора, кроме самого фотоинициатора.
В соответствии с пятым аспектом изобретения, предложена композиция смолы для ремонта лобового стекла, содержащая фотоинициатор, который активируется при облучении светом с длиной волны активации; при этом длина волны активации составляет от 370 до 425 нм.
Эту композицию смолы можно отвердить только путем использования света, который включает свет с длиной волны активации, составляющей от 370 нм до 425 нм. Эта длина волны активации длиннее, чем таковые из диапазона длин волн активации известных смол для ремонта лобовых стекол. Это является предпочтительным, так как благодаря большей длине волны через лобовое стекло проходит большее количество света с длиной волны (длинами волн) активации, пока свет все еще обладает достаточной энергией для отверждения смолы за короткое время облучения. Таким образом, смола по изобретению отверждается более эффективно, что, следовательно, приводит к более высокому качеству ремонта лобового стекла.
Композиция смолы по пятому аспекту изобретения может включать любые признаки четвертого аспекта изобретения.
В соответствии с шестым аспектом изобретения, предложено устройство для применения при ремонте лобового стекла транспортного средства, включающее:
смолу для ремонта, содержащую фотоинициатор, который активируется при облучении светом с длиной волны активации; при этом длина волны активации составляет от 370 нм до 425 нм, и
блок отверждения, выполненный с возможностью испускания света с длиной волны активации.
Таким образом, это устройство можно применять для осуществления способа по первому аспекту изобретения и обеспечения сопутствующих ему преимуществ.
Блок отверждения может включать любую из отличительных особенностей второго аспекта изобретения.
Композиция смолы может быть такой, как это представлено в любом из воплощений четвертого или пятого аспекта изобретения.
Далее будут описаны приведенные для иллюстрации воплощения, в связи с сопровождающими чертежами, в которых:
Фиг. 1 - изображает график пропускания света через панель остекления транспортного средства в зависимости от длины волны света;
Фиг. 2 - изображает вид в перспективе блока отверждения по изобретению;
Фиг. 3 - изображает схему блока отверждения по изобретению, вид сбоку;
Фиг. 4 - изображает блок отверждения, показанный на фиг. 3, во включенном состоянии; и
Фиг. 5 - представляет схему, иллюстрирующую блоки отверждения, показанные на фиг. 2 или 3, при использовании для ремонта лобового стекла транспортного средства.
Специалисту ясно, что ни один из этих чертежей не выполнен в масштабе; это же относится и к относительным размерам любых признаков, которые точно описаны. Чертежи приведены только для иллюстративных целей.
Фиг. 1 представляет собой график, показывающий, как изменяется процент пропускания света через лобовое стекло транспортного средства в зависимости от длины волны этого света. Как продемонстрировано, чем длиннее длина волны света, тем больше света проникает через лобовое стекло. Однако по мере увеличения длины волны (λ) энергия (е) света уменьшается, в соответствии с нижеприведенным уравнением:
где h - постоянная Планка, а с - скорость света.
Чем выше энергия света, тем быстрее будет процесс отверждения. Для того чтобы получить оптимальное отверждение смолы, необходимо соблюдать баланс между тем, чтобы обеспечить пропускание достаточного количества света через лобовое стекло и тем, чтобы энергия света, используемого для отверждения, была достаточно высокой для активации смолы за приемлемое время облучения.
В одном из воплощений данного изобретения оптимальная длина волны составляет 385 нм ± 5 нм. Такой же должна быть и длина волны активации фотоинициатора, применяемого в соответствующей смоле для ремонта. Почти 90% света с этой длиной волны проходит через лобовое стекло транспортного средства, как показано на фиг. 1. Для сравнения, ртутные газоразрядные лампы, применяемые в известных блоках отверждения для процессов ремонта лобовых стекол, имеют пропускание через лобовое стекло лишь около 60-70%.
Воплощение блока отверждения по изобретению показано на фиг. 2. Блок 10 отверждения включает светодиодную матрицу 11, соединенную с нижней стороной кронштейна 13. Крепление 12 на присоске также присоединено к кронштейну 13. Крепление 12 на присоске выполнено с возможностью надежного крепления блока 10 отверждения на лобовом стекле транспортного средства.
К блоку 10 отверждения присоединена ручка 14, чтобы за нее мог держаться пользователь. Это способствует удалению крепления 12 на присоске с лобового стекла после того, как процесс отверждения завершен.
Светодиодная матрица 11 содержит множество светодиодов (не показаны), при этом каждый из светодиодов выполнен с возможностью испускания света с единственной конкретной длиной волны в диапазоне от 370 нм до 420 нм. Интенсивность испускаемого светодиодной матрицей света составляет по меньшей мере 15 мВт/см2, чтобы обеспечить освещение достаточной площади лобового стекла на необходимом расстоянии от излучателя, расположенного над лобовым стеклом. Обычно используют светодиодный излучатель, который обладает единственной номинальной длиной волны активации в пределах указанного диапазона. Под номинальной длиной волны активации авторы изобретения подразумевают, что номинальный параметр (или техническая характеристика) светодиода представляет собой единственную длину волны (или узкую полосу длин волн) в пределах конкретного диапазона. Конечно, могут быть длины волн утечки или следовые длины волн, испускаемые несколько выше или ниже номинальной длины волны активации светодиода (или узкой полосы длин волн).
В некоторых воплощениях длина волны может составлять от 370 нм до 425 нм, или от 380 нм до 390 нм.
Блок 10 отверждения выполнен с возможностью его использования для отверждения смолы, применяемой для ремонта лобовых стекол, после того, как смолу ввели в разлом в лобовом стекле. Длина волны активации для смолы должна находиться в диапазоне от 370 нм до 425 нм, чтобы обеспечить корректное отверждение светом, испускаемым из блока 10 отверждения. Как подробно описано в связи с фиг. 1, этот диапазон длин волн был выбран, так как он обеспечивает оптимальное отверждение смолы путем достижения баланса между тем, чтобы обеспечить пропускание достаточного количества света через лобовое стекло и тем, чтобы энергия света, используемого для отверждения, была достаточно высокой для активации смолы за приемлемое время облучения.
После отверждения применяемая при ремонте смола в идеале должна обладать такими же механическими и оптическими свойствами, как и само лобовое стекло. Как описано в разделе «Уровень техники», применяемая для ремонта смола включает вещество-фотоинициатор, которое запускает отверждение других компонентов применяемой при ремонте смолы из жидкости в твердое вещество. Фотоинициатор должен поглощать свет, испускаемый из блока отверждения, и активироваться им. Другие компоненты смолы выбирают так, чтобы фотоинициатор мог отвердить их после его активации, и чтобы после отверждения твердая смола для проведения ремонта обладала желаемыми механическими и оптическими свойствами.
Смола для ремонта может включать в качестве фотоинициатора (-ов) бензилдиметилкеталь и/или 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтанон. Эти фотоинициаторы активируют светом, используемым для отверждения, в диапазоне длин волн от 370 нм до 400 нм, который соответствует длине волны светодиодной матрицы 11. Специалисту понятно, что могут быть другие пригодные фотоинициаторы, которые можно использовать в смоле. Длина волны активации фотоинициатора соответствует единственной номинальной длине волны, испускаемой светодиодным излучателем.
Композиция смолы является по существу такой, что основная масса смолы не будет отверждена усовершенствованным образом при длинах волн активации не более 365 нм, но будет отверждена при длинах волн в диапазоне от 370 нм до 425 нм. Обычно по меньшей мере 80% масс. смолы не является реакционноспособной по отношению к УФ-излучению, но обычно от 1 до 5% масс. смолы (то есть фотоинициатор) активируется при облучении светом с длиной волны активации. Иначе говоря, смола не включает эффективно какие-либо компоненты, кроме фотоинициатора, которые поглощают испускаемую светодиодами длину волны. К тому же смола не включает эффективно какие-либо компоненты, которые поглощают свет с длиной волны не более 365 нм.
Композиция смолы может включать: от 40 до 70% масс. акрилатов; от 6 до 18% масс. кислот; от 1 до 5% масс. оксисиланов; и от 1 до 7% масс. фотоинициатора (-ов). Эта композиция обеспечивает необходимую структуру и вязкость смолы, в то же время обеспечивая быстрое и эффективное отверждение при активации фотоинициатора.
В некоторых воплощениях композиция смолы может включать: от 15 до 20% масс.2-гидроксиэтилметакрилата; от 25 до 49% масс. изоборнилакрилата; от 1 до 4% масс. малеиновой кислоты; от 5 до 14% масс. декандиовой кислоты; от 1 до 4% масс. глицидоксипропилтриметоксисилана; и от 1 до 5% масс. фотоинициатора (-ов), при этом фотоинициатором (-ами) является/являются бензилдиметилкеталь и/или 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтанон.
В верхней поверхности кронштейна 13, над светодиодной матрицей 11, обеспечено множество щелей или отверстий 15. Эти щели или отверстия 15 обеспечены для охлаждения светодиодной матрицы 11 в ходе работы, что позволяет удалять отходящее тепло.
Светодиодная матрица 11 помещена по меньшей мере на 15 мм выше основания крепления 13 на присоске. Это обеспечивает, что свет, испускаемый светодиодной матрицей 11, создает достаточно большую область облучения, чтобы охватить стандартную зону ремонта на лобовом стекле. В этом примере воплощения область облучения имеет диаметр 50 мм или менее.
После введения смолы для ремонта в зону ремонта на лобовом стекле применяют блок 10 отверждения. Если пользователь включает светодиодную матрицу 11, например, нажимая на кнопку запуска или включения (не показана), светодиодная матрица 11 испускает свет в течение заданного времени облучения 180 секунд. Внутреннее устройство таймера (не показано) контролирует заданное время облучения и автоматически отключает светодиодную матрицу 11 по достижении заданного времени облучения. В других воплощениях заданное время облучения может иметь любую длительность, составляющую 60 секунд или более.
Другой пример блока 20 отверждения показан на фиг. 3. Блок 20 отверждения включает источник 21 света и крепление 22 на присоске, которые оба закреплены на кронштейне 23. Кронштейн 23 жестко зафиксирован по отношению к креплению на присоске, и это важно для обеспечения неизменного и надлежащего расположения светодиодного излучателя над лобовым стеклом. Кронштейн 23 расположен по существу в поперечном, или горизонтальном, направлении. Таким образом, в ходе использования кронштейн 23 проходит по существу параллельно лобовому стеклу транспортного средства. По существу это важно для обеспечения фиксированного положения светодиодного излучателя по отношению к креплению на присоске, и оно не может быть изменено намеренно или случайно.
Источник света 21 отстоит от крепления 22 на присоске на расстояние х, вдоль кронштейна 23. В этом примере расстояние х составляет по меньшей мере 10 см. В одном из конкретных примеров расстояние х составляет 6 дюймов (15,24 см). При использовании источник 21 света располагают выше или ниже поврежденного участка лобового стекла, который должен быть отремонтирован (то есть зоны ремонта) (см. фиг. 4). Расстояние х обеспечивает, что крепление 22 на присосках не создает напряжения в зоне ремонта, что улучшает качество ремонта.
Блок 20 отверждения может быть выполнен с возможностью использования его для отверждения смолы для ремонта лобового стекла, согласно любой композиции смолы, подробно описанной выше. Например, блок 20 отверждения может быть выполнен с возможностью отверждения смолы для ремонта, имеющей следующую композицию: от 30 до 80% масс. акрилатов; от 4 до 25% масс. кислот; от 0,5 до 10% масс. оксисиланов; и от 1 до 10% масс. активируемого УФ-излучением фотоинициатора.
Фиг. 4 изображает блок 20 отверждения фиг. 3, помещенный над панелью 30 остекления, с источником 21 света, включенным так, что он испускает свет 26. Источник 21 света помещен на расстоянии y над внешней поверхностью панели 30 остекления.
Расстояние у выбирают так, чтобы обеспечить испускание света 26 на область облучения панели 30 остекления, достаточное для того, чтобы охватить зону 33 ремонта. Оптимальное расстояние у зависит от свойств источника 21 света.
Зона 33 ремонта представляет собой область лобового стекла, в которую вводят смолу для ремонта повреждения, например, трещины или разлома. Обычно она составляет менее 50 мм в диаметре. Более крупные поврежденные области или разломы обычно приводят к необходимости замены лобового стекла, а не ремонта.
В качестве альтернативы, как показано на фиг. 5, блок 10, 20 отверждения можно поместить на внутренней поверхности лобового стекла. На фиг. 5 лобовое стекло 30 имеет внешнюю поверхность 31 и внутреннюю поверхность 32. Внутренняя поверхность 32 представляет собой сторону лобового стекла 30, обращенную к водителю.
Степень кривизны лобового стекла 30 на фиг. 5 приведена только для иллюстративных целей. Лобовое стекло может быть плоским или иметь любую степень кривизны.
Устройство 40 закреплено на внешней поверхности 31 лобового стекла над зоной 33 ремонта. Устройство 40 выполнено с возможностью (или позволяет пользователю) ввести смолу в зону 33 ремонта и приложить давление или периодически изменяемое давление к смоле. Например, устройство 40 может представлять собой устройство типа, описанного в WO 2015/040073 или ЕР 1227927.
При закреплении устройства 40 и блока 10, 20 отверждения на противоположных сторонах лобового стекла оба устройства могут взаимодействовать с зоной 33 ремонта одновременно. Это позволяет отверждать смолу, которая находится под давлением.
В других воплощениях устройство 40 может быть закреплено на внутренней поверхности 32 лобового стекла, а блок 10, 20 отверждения может быть закреплен на внешней поверхности 31 лобового стекла.
1. Способ ремонта лобового стекла транспортного средства, включающий:
введение смолы для ремонта в зону ремонта, при этом смола включает фотоинициатор, который активируется при облучении светом с длиной волны активации, причем длина волны активации составляет от 370 до 425 нм; и
проведение усовершенствованного отверждения смолы путем испускания света в зону ремонта, включающего свет, длина волны которого находится в пределах диапазона длин волн активации, при этом
i) по меньшей мере 80 мас.% смолы не является реакционноспособной по отношению к УФ-излучению, и/или
ii) от 1 до 5 мас.% смолы активируется при облучении светом с длиной волны активации, и/или
iii) смола не содержит каких-либо компонентов, поглощающих УФ-излучение, кроме фотоинициатора,
при этом способ также включает приложение давления к смоле, введенной в зону ремонта, в ходе отверждения смолы и поддержание давления, приложенного к смоле, до тех пор, пока она не будет полностью отверждена.
2. Способ по п. 1, в котором смола не будет отверждена усовершенствованным образом при длинах волн активации 365 нм или менее, но будет отверждена при длинах волн в диапазоне от 370 до 425 нм.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором свет испускает светодиодное устройство, выполненное с возможностью испускать единственную номинальную длину волны; и указанное устройство способно испускать только эту номинальную длину волны, за исключением любых длин волн утечки выше и ниже номинальной длины волны светодиода.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором номинальная длина волны активации составляет от 370 до 400 нм.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором номинальная длина волны активации составляет от 380 до 390 нм.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором свет, испускаемый в зону ремонта, имеет интенсивность по меньшей мере 10 мВт/см2.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором свет подают в зону ремонта с применением по меньшей мере одного светодиода.
8. Способ по п. 7, в котором указанный по меньшей мере один светодиод помещен на расстоянии по меньшей мере 15 мм от зоны ремонта в перпендикулярном направлении.
9. Способ по п. 7 или 8, в котором указанный по меньшей мере один светодиод помещен на расстоянии менее 10 см от зоны ремонта в перпендикулярном направлении.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, включающий начальную стадию закрепления блока отверждения на лобовом стекле с применением устройства крепления, отстоящего по меньшей мере на 10 см от центра зоны ремонта.
11. Способ по п. 10, в котором устройство крепления включает крепление на присоске.
12. Способ по п. 1, включающий применение устройства, размещенного на внешней стороне лобового стекла, для приложения давления к смоле.
