ВЕТРОВОЕ СТЕКЛО С ЭЛЕКТРИЧЕСКИ РЕГУЛИРУЕМЫМ СОЛНЦЕЗАЩИТНЫМ ЭКРАНОМ
WINDSHIELD WITH ELECTRICALLY ADJUSTABLE SUN SCREEN

Изобретение относится к ветровому стеклу с электрически регулируемым солнцезащитным экраном, к способу его изготовления и к применению тонированного термопластичного слоя в таком ветровом стекле.
Для защиты от ослепления водителя или пассажиров обычные транспортные средства имеют механические солнцезащитные козырьки. Они монтируются с возможностью поворота на крыше транспортного средства, и их можно при необходимости поворачивать вниз, с целью предотвращения или по меньшей мере ослабления ослепления водителя или сидящего впереди пассажира, например, низко стоящим солнцем.
Известны также ветровые стекла, в которые интегрирован солнцезащитный экран в виде функционального элемента с электрически регулируемыми оптическими свойствами, в частности с электрически регулируемым пропусканием, или с управляемыми характеристиками. Таким образом, водитель может сам управлять характеристиками пропускания ветрового стекла относительно солнечного излучения, при этом отпадает необходимость в обычном солнцезащитном козырьке. За счет этого может быть уменьшен вес транспортного средства и освобождается конструктивное пространство в зоне крыши. Дополнительно к этому, электрическое регулирование солнцезащитного экрана является для водителя более комфортным, чем поворот вниз вручную механического солнцезащитного козырька.
Ветровые стекла с электрически регулируемыми солнцезащитными экранами известны, например, из DE 102013001334 А1, DE 102005049081 В3, DE 102005007427 А1 и DE 102007027296 А1.
Возможным регулируемым функциональным элементом для реализации регулируемого солнцезащитного экрана является так называемый функциональный элемент PDLC (polymer dispersed liquid crystal - полимерный дисперсный жидкий кристалл). При этом активный слой содержит жидкие кристаллы, которые размещены в полимерной матрице. Если не приложено напряжение, то жидкие кристаллы ориентированы беспорядочно, что приводит к сильному рассеянию проходящего через активный слой света. При приложении к плоским электродам напряжения, жидкие кристаллы ориентируются в одном общем направлении, и увеличивается пропускание света через активный слой. Функциональный элемент PDLC действует в меньшей степени за счет уменьшения общего пропускания, а в основном за счет увеличения рассеяния для обеспечения защиты от ослепления.
Функциональные элементы PDLC имеют в состоянии без напряжения белый, молочный внешний вид, который часто воспринимается как не эстетичный. Поэтому такие регулируемые солнцезащитные экраны не популярны в автомобильной промышленности и у потребителей.
В US 4 749 261 А1 раскрыто композитное стекло транспортного средства, содержащее заламинированный в него электрически регулируемый функциональный элемент, который может иметь тонированный или окрашенный плоский электрод. За счет этого функциональный элемент может закрываться, однако свобода выполнения ограничена тем, что тонирование распространяется лишь на собственно функциональный элемент.
В US 2014/192286 А1 раскрыто композитное стекло, содержащее заламинированный в него электрически регулируемый функциональный элемент. Термопластичные промежуточные слои, через которые функциональный элемент соединен со стеклами, могут быть полностью тонированы или окрашены.
В US 2015/331296 А1 раскрыто композитное стекло, содержащее заламинированный в него электрически регулируемый функциональный элемент, при этом стекла могут быть полностью тонированы или окрашены.
В основу данного изобретения положена задача создания ветрового стекла, содержащего электрически регулируемый солнцезащитный экран, который улучшен, в частности, в отношении его эстетического эффекта.
Задача данного изобретения решается с помощью ветрового стекла, содержащего электрически регулируемый солнцезащитный экран, согласно независимому пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.
Ветровое стекло, согласно изобретению, с электрически регулируемым солнцезащитным экраном содержит по меньшей мере наружное стекло и внутреннее стекло, которые соединены друг с другом с помощью промежуточного слоя. В оконном проеме транспортного средства ветровое стекло предназначено для отделения внутреннего пространства от наружного окружения. Под внутренним стеклом в смысле изобретения понимается обращенное к внутреннему пространству (внутреннему пространству транспортного средства) стекло ветрового стекла. Под наружным стеклом понимается обращенное к наружному окружению стекло.
Ветровое стекло имеет верхнюю кромку и нижнюю кромку, а также две проходящие между верхней кромкой и нижней кромкой боковые кромки. Под верхней кромкой понимается та кромка, которая предназначена для расположения в установленном положении вверху. Под нижней кромкой понимается та кромка, которая предназначена для расположения в установленном положении внизу. Верхняя кромка часто называется обращенной к крыше кромкой, а нижняя кромка - обращенной к двигателю кромкой.
Ветровые стекла имеют центральное поле зрения, к оптическим качествам которого предъявляются высокие требования. Центральное поле зрения должно иметь высокое пропускание света (обычно более 70%). Указанное центральное поле зрения является, в частности, тем полем зрения, которое называется специалистами в данной области техники полем В зрения, областью В зрения или зоной В. Поле В зрения и технические требования к нему заданы в Положении 43 Экономической комиссии ООН для Европы (ООН/ЕСЕ) (ЕСЕ-43 «Единые условия для допуска безопасных стекольных материалов и их установки в транспортных средствах). Поле В зрения определено в Приложении 18.
Ветровое стекло, согласно изобретению, содержит функциональный элемент с электрически регулируемыми оптическими свойствами, который заделан в промежуточный слой. При этом функциональный элемент расположен над центральным полем зрения (полем В зрения). Это означает, что функциональный элемент расположен в зоне между центральным полем зрения и верхней кромкой ветрового стекла. Функциональный элемент не должен покрывать всю зону, однако должен быть расположен полностью в этой зоне и не выступает в центральное поле зрения. Другими словами, функциональный элемент имеет меньшее расстояние до верхней кромки ветрового стекла, чем центральное поле зрения. Таким образом, пропускание центрального поля зрения не ухудшается за счет функционального элемента, который расположен в месте, аналогичном месту расположения классического механического солнцезащитного козырька в повернутом вниз состоянии.
Функциональный элемент соединен через зону первого термопластичного слоя с наружным стеклом и через зону второго термопластичного слоя - с внутренним стеклом. Обычно промежуточный слой образован с помощью по меньшей мере первого и второго термопластичного слоя, которые расположены по поверхности друг над другом и ламинированы друг с другом, при этом функциональный элемент вкладывается между обоими слоями. Перекрывающиеся с функциональным элементом зоны слоев образуют в этом случае зоны, которые соединяют функциональный элемент со стеклами. В других зонах стекла, в которых термопластичные слои имеют непосредственный контакт друг с другом, они могут при ламинировании сплавляться так, что оба первоначальных слоя возможно больше не различимы, а вместо этого имеется гомогенный промежуточный слой.
Термопластичный слой может быть образован, например, единой термопластичной пленкой. Термопластичный слой может быть образован также из участков различных термопластичных пленок, боковые кромки которых прилегают друг к другу.
Согласно изобретению, указанная зона первого или второго термопластичного слоя, через которую функциональный элемент соединен с наружным стеклом, или, соответственно внутренним стеклом, тонирована или окрашена. Таким образом, пропускание света этой зоной в видимом спектральном диапазоне уменьшено по сравнению с не тонированным или окрашенным слоем. Таким образом, тонированная/окрашенная зона термопластичного слоя уменьшает пропускание ветрового стекла в зоне солнцезащитного экрана. В частности, улучшается эстетическое впечатление от функционального элемента, поскольку тонирование приводит к нейтральному внешнему виду, который более приятен для наблюдателя. Это является преимуществом изобретения.
Ветровое стекло предпочтительно предназначено для транспортного средства, особенно предпочтительно для легкового автомобиля.
Под электрически регулируемыми оптическими свойствами понимаются в смысле изобретения такие свойства, которые регулируются бесступенчато, но одновременно также такие свойства, которые можно переключать между двумя или более дискретными состояниями.
Электрическое регулирование солнцезащитного экрана осуществляется, например, с помощью кнопок, поворотных или сдвигаемых регуляторов, которые интегрированы в приборную панель транспортного средства. Однако переключательная поверхность для регулирования солнцезащитного экрана может быть также интегрирована в ветровое стекло, например, в виде емкостной переключательной поверхности. В качестве альтернативы, солнцезащитным экраном можно управлять бесконтактным способом, например, посредством распознавания жестов или в зависимости от определяемого с помощью камеры и подходящей электроники состояния зрачка или века глаза.
Тонированная или окрашенная зона термопластичного слоя имеет предпочтительно пропускание в видимом спектральном диапазоне от 10% до 50%, особенно предпочтительно от 20% до 40%. Тем самым достигаются особенно хорошие результаты относительно солнцезащиты и оптического внешнего вида.
Промежуточный слой, т.е. первый и второй термопластичный слой и возможные другие полимерные слои, в центральном поле зрения не тонирован и не окрашен, а является светлым и прозрачным. За счет этого обеспечивается, что обозрение через центральное поле зрения не ограничивается, так что стекло можно применять в качестве ветрового стекла. Под прозрачным термопластичным слоем понимается слой с пропусканием света в видимом диапазоне спектра по меньшей мере 70%, предпочтительно по меньшей мере 80%. Прозрачный промежуточный слой имеется по меньшей мере в поле А зрения, предпочтительно также в поле В зрения, согласно ECE-R43.
Термопластичный слой может быть образован с помощью одной единственной термопластичной пленки, в которой создается тонированная или окрашенная зона посредством локального тонирования или окрашивания. Такие пленки можно получать, например, посредством коэкструзии. В качестве альтернативы, можно составлять вместе не тонированный участок пленки и тонированный или окрашенный участок пленки с образованием термопластичного слоя.
Тонированная или окрашенная зона может быть окрашена или тонирована гомогенно, т.е. иметь независимое от места пропускание. Однако тонирование или окрашивание может быть также не гомогенным, в частности, может быть реализовано изменение пропускания. В одном варианте выполнения коэффициент пропускания в тонированной или окрашенной зоне по меньшей мере на некоторых участках уменьшается с увеличением расстояния до верхней кромки. Таким образом, может устраняться резкие кромки тонированной или окрашенной зоны, так что переход от солнцезащитного экрана в прозрачную зону ветрового стекла происходит постепенно, что выглядит лучше с точки зрения эстетики.
В одном варианте выполнения изобретения тонированная или окрашенная зона первого или второго термопластичного слоя выступает за нижнюю кромку функционального элемента, т.е. проходит дальше в направлении центрального поля зрения, чем функциональный элемент.
За счет этого создается особенно приятный внешний вид. Выступающая зона имеет предпочтительно изменение пропускания, при этом пропускание увеличивается в направлении центрального поля зрения, а тонирование одновременно постепенно уменьшается в направлении центрального поля зрения.
В одном предпочтительном варианте выполнения зона первого термопластичного слоя, т.е. зона между функциональным элементом и наружным стеклом, тонирована. Это приводит к особенно эстетичному виду транспортного средства, при рассматривании снаружи. Зона второго термопластичного слоя между функциональным элементом и внутренним стеклом может быть, не обязательно, дополнительно тонирована или окрашена.
В одном предпочтительном варианте выполнения функциональный элемент является функциональным элементом PDLC (полимерный рассеянный жидкий кристалл). Как указывалось выше, такие функциональные элементы PDLC имеют в состоянии без напряжения не эстетичный, молочный внешний вид. Поэтому предпочтительный эффект изобретения, а именно, улучшение оптического впечатления, особенно проявляется в связи с функциональными элементами PDLC.
Активный слой функционального элемента PDLC содержит жидкие кристаллы, которые заделаны в полимерную матрицу. Если к плоским электродам не прикладывается напряжение, то жидкие кристаллы ориентированы беспорядочно, что приводит к сильному рассеянию падающего на активный слой света. Если к плоским электродам прикладывается напряжение, то жидкие кристаллы ориентируются в одном общем направлении, и увеличивается пропускание света через активный слой.
Однако в принципе возможно также использование других видов регулируемых функциональных элементов, например, электрохромных функциональных элементов или функциональных элементов SPD (устройство с взвешенными твердыми частицами). Упомянутые функциональные элементы PDLC и их принцип действия известны специалистам в данной области техники, так что здесь можно отказаться от их подробного описания.
Регулируемый функциональный элемент содержит обычно активный слой между двумя плоскими электродами. Активный слой имеет регулируемые оптические свойства, которыми можно управлять с помощью прикладываемого к плоским электродам напряжения. Плоские электроды и активный слой обычно расположены по существу параллельно поверхностям наружного стекла и внутреннего стекла. Плоские электроды соединены само по себе известным образом с источником напряжения. Электрическое контактирование реализовано с помощью подходящих соединительных кабелей, например, с помощью пленочных проводников, которые, не обязательно, через так называемые коллекторные проводники, например, полосы электрически проводящего материала или электрически проводящей печати, соединены с плоскими электродами.
Плоские электроды предпочтительно выполнены в виде прозрачных, электрически проводящих слоев. Плоские электроды предпочтительно содержат по меньшей мере один металл, металлический сплав или прозрачный проводящий оксид (ТСО). Плоские электроды могут содержать, например, серебро, золото, медь, никель, хром, вольфрам, индий-олово оксид (ITO), легированный галлием или алюминием оксид цинка и/или легированный фтором или сурьмой оксид олова. Плоские электроды предпочтительно имеют толщину от 10 нм до 2 мкм, особенно предпочтительно от 20 нм до 1 мкм, совсем предпочтительно от 30 нм до 500 нм.
Функциональный элемент может, естественно, иметь, кроме активного слоя и плоских электродов, другие, само по себе известные слои, например, барьерные слои, блокировочные слои, противоотражательные слои, защитные слои и/или сглаживающие слои.
Функциональный элемент предпочтительно выполнен в виде многослойной пленки с двумя наружными опорными пленками. В такой многослойной пленке плоские электроды и активный слой расположены между обеими опорными пленками. Под наружными опорными пленками здесь понимается, что опорные пленки образуют обе поверхности многослойной пленки. За счет этого функциональный элемент может быть выполнен в виде ламинированной пленки, которая предпочтительно подвергается обработке. Функциональный элемент предпочтительно защищен с помощью опорных пленок от повреждения, в частности от коррозии. Многослойная пленка содержит в указанной последовательности по меньшей мере одну опорную пленку, один плоский электрод, один активный слой, один другой плоский электрод и одну другую опорную пленку.
Опорные пленки содержат предпочтительно по меньшей мере один термопластичный полимер, особенно предпочтительно полиэтилентерефталат (РЕТ). Это особенно предпочтительно относительно стабильности многослойной пленки. Однако опорные пленки могут содержать также, например, этиленвинилацетат (EVA), и/или поливинилбутираль (PVB), полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полиакрилат, поливинилхлорид, полиацетатную смолу, литьевые смолы, акрилаты, фторированные этиленпропилены, поливинилфторид и/или этилентетрафторэтилен. Толщина каждой опорной пленки составляет предпочтительно от 0,1 мм до 1 мм, особенно предпочтительно от 0,1 мм до 0,2 мм.
Обычно, опорные пленки имеют соответствующее электрически проводящее покрытие, которое выполняет функцию плоских электродов и предпочтительно обращено к активному слою.
Функциональные элементы в виде многослойных пленок коммерчески доступны. Подлежащий интегрированию функциональный элемент обычно вырезается из многослойной пленки большего размера с желаемой формой и размером. Это может осуществляться механически, например, с помощью ножа. В другом предпочтительном варианте выполнения вырезание осуществляется с помощью лазера. Было установлено, что боковые кромки в этом случае более стабильны, чем при механическом вырезании. При механически вырезаемых боковых кромках существует опасность того, что материал как бы оттягивается назад, что заметно оптически и отрицательно влияет на внешний вид стекла.
В одном предпочтительном варианте выполнения функциональный элемент имеет краевое уплотнение. Краевое уплотнение покрывает в окружном направлении боковую кромку функционального элемента и предотвращает, в частности, диффузию химических составляющих термопластичных слоев, например размягчителей, в активный слой. По меньшей мере вдоль видимых на просвет через ветровое стекло боковых кромок, в частности нижней кромки, функционального элемента и предпочтительно вдоль всех боковых кромок, краевое уплотнение образовано с помощью прозрачного бесцветного клея или прозрачной бесцветной клейкой ленты. Например, могут применяться клейкие ленты на основе акрила или силикона в качестве краевого уплотнения. Прозрачное бесцветное краевое уплотнение имеет то преимущество, что кромка функционального элемента не бросается в глаза при рассматривании ветрового стекла.
Кромки функционального элемента называются в соответствии с положением установки ветрового стекла. Таким образом, нижняя кромка функционального элемента является той из его боковых кромок, которая противоположна верхней кромке ветрового стекла и обращена к центральному полю зрения. Верхняя кромка функционального элемента обращена к верхней кромке ветрового стекла. Боковые кромки функционального элемента проходят между верхней кромкой и нижней кромкой.
В одном предпочтительном варианте выполнения функциональный элемент, точнее боковые кромки функционального элемента, окружены в окружном направлении третьим термопластичным слоем. Третий термопластичный слой выполнен в виде рамки с выемкой, в которую укладывается функциональный элемент. Третий термопластичный слой может быть образован с помощью термопластичной пленки, в которой выполняется выемка посредством вырезания. В качестве альтернативы, третий термопластичный слой может быть составлен из нескольких пленочных участков вокруг функционального элемента. Промежуточный слой образован по меньшей мере в целом из трех плоско расположенных друг на друге термопластичных слоев, при этом средний слой имеет выемку, в которой расположен функциональный элемент. При изготовлении третий термопластичный слой располагается между первым и вторым термопластичным слоем, при этом боковые кромки всех термопластичных слоев предпочтительно совпадают. Третий термопластичный слой имеет предпочтительно примерно ту же толщину, что и функциональный элемент. За счет этого компенсируется локальное различие толщины ветрового стекла, которое возникает за счет локально ограниченного функционального элемента, так что может предотвращаться поломка стекла при ламинировании.
Видимые на просвет через ветровое стекло боковые кромки функционального элемента предпочтительно расположены заподлицо с третьим термопластичным слоем, так что между боковой кромкой функционального элемента и согласованной боковой кромкой термопластичного слоя нет зазора. Это относится, в частности, к нижней кромке функционального элемента, которая обычно видна. Таким образом, граница между термопластичным слоем и функциональным элементом оптически менее заметна.
В одном предпочтительном варианте выполнения нижние кромки функционального элемента и тонированной зоны термопластичного слоя согласованы с формой верхней кромки ветрового стекла, что обеспечивает оптически более привлекательный внешний вид. Поскольку верхняя кромка ветрового стекла обычно изогнута, в частности изогнута вогнуто, то также нижняя кромка функционального элемента и тонированной зоны выполнены предпочтительно изогнутыми. Особенно предпочтительно, нижние кромки функционального элемента выполнены по существу параллельно верхней кромке ветрового стекла. Однако возможно также создание солнцезащитного экрана из двух прямых половин, которые расположены под углом друг к другу, и форма верхней кромки которых имеет приблизительно V-образную форму.
В одном варианте выполнения функциональный элемент разделен с помощью изолирующих линий на сегменты. Изолирующие линии выполнены, в частности, в плоских электродах, так что сегменты плоских электродов электрически изолированы друг от друга. Отдельные сегменты соединены независимо друг от друга с источником напряжения, так что ими можно управлять по отдельности. Таким образом, можно включать независимо различные зоны солнцезащитного экрана. Особенно предпочтительно, изолирующие линии и сегменты в смонтированном положении расположены горизонтально. Тем самым пользователь может регулировать высоту солнцезащитного экрана. Понятие горизонтально следует понимать в данном случае широко, и оно обозначает направление расширения, которое проходит между боковыми кромками ветрового стекла. Изолирующие линии не должны быть обязательно прямыми, а могут быть слегка изогнутыми, предпочтительно согласованно с возможным изгибом верхней кромки ветрового стекла, в частности, параллельно верхней кромке ветрового стекла. Возможны также, естественно, вертикальные изолирующие линии.
Изолирующие линии имеют, например, ширину от 5 мкм до 500 мкм, в частности от 20 мкм до 200 мкм. Ширина сегментов, т.е. расстояние между соседними изолирующими линями можно выбирать в соответствии с требованиями в каждом отдельном случае.
Изолирующие линии могут быть выполнены с помощью лазерной абляции, механического вырезания или травления во время изготовления функционального элемента. Уже ламинированные многослойные пленки можно затем разделять на сегменты посредством лазерной абляции.
Верхняя кромка и боковые кромки функционального элемента предпочтительно покрываются предпочтительно непрозрачной маскирующей печатью. Ветровые стекла обычно имеют проходящий в окружном направлении периферийную маскирующую печать из непрозрачной эмали, которая служит, в частности, для защиты применяемого для установки ветрового стекла клея от ультрафиолетового излучения и для оптического закрывания. Эта периферийная маскирующая печать предпочтительно применяется также для закрывания верхней кромки и боковой кромки функционального элемента, а также требуемых электрических соединительных выводов. В этом случае солнцезащитный экран предпочтительно интегрирован в ветровое стекло, и лишь нижняя кромка может быть видна, но не обязательно, наблюдателю. Предпочтительно, как наружное стекло, так и внутреннее стекло имеют маскирующую печать, так что предотвращается просматривание с обеих сторон.
Функциональный элемент может иметь также выемки и отверстия, например, в зоне так называемых сенсорных окон или окон для камеры. Эти зоны предусмотрены для снабжения их датчиками или камерами, например, датчиков дождя, действие которых могло бы ухудшаться, если бы регулируемый функциональный элемент находился на пути прохождения лучей. Возможна также реализация солнцезащитного экрана с помощью двух отдельных функциональных элементов, при этом между функциональными элементами имеется расстояние, которое обеспечивает пространство для расположения окон для датчиков или камер.
Функциональный элемент (или совокупность функциональных элементов в указанном выше случае с несколькими функциональными элементами) предпочтительно расположен по всей ширине ветрового стекла, за исключением обеих боковых краевых зон с шириной, например, от 2 мм до 20 мм. Функциональный элемент предпочтительно имеет также расстояние до верхней кромки, например, от 2 мм до 20 мм. Таким образом, функциональный элемент герметично закрыт внутри промежуточного слоя и защищен от контакта с окружающей атмосферой и коррозии.
Первый термопластичный слой и второй термопластичный слой, и, возможно, также третий термопластичный слой предпочтительно содержат по меньшей мере поливинилбутираль (PVB), этиленвинилацетат (EVA) и/или полиуретан (PU), особенно предпочтительно PVB.
Толщина каждого термопластичного слоя предпочтительно составляет от 0,2 мм до 2 мм, особенно предпочтительно от 0,3 мм до 1 мм, в частности, от 0,3 мм до 0,5 мм, например, 0,38 мм.
Наружное стекло и внутреннее стекло изготовлены предпочтительно из стекла, особенно предпочтительно из натриево-кальциевого стекла, обычно применяемого для оконных стекол. Однако стекла могут быть изготовлены также из других сортов стекла, например, кварцевого стекла, боросиликатного стекла или алюмосиликатного стекла, или из жесткой прозрачной пластмассы, например, поликарбоната или полиметилметакрилата. Стекла могут быть прозрачными, или же тонированными, или окрашенными при условии, что ветровое стекло в центральной зоне зрения имеет достаточное пропускание света, предпочтительно 70% в основной зоне А зрения, согласно ECE-R43.
Наружное стекло, внутреннее стекло и/или промежуточный слой могут иметь другие подходящие, сами по себе известные покрытия, например, противоотражательные покрытия, антиадгезионные покрытия, стойкие к царапанью покрытия, фотокаталитические покрытия, или солнцезащитные покрытия, или покрытия с низкой излучательной способностью.
Толщина наружного стекла или внутреннего стекла может изменяться в широких пределах и тем самым согласовываться с требованиями в каждом отдельном случае. Наружное стекло и внутреннее стекло имеют предпочтительно толщину от 0,5 мм до 5 мм, особенно предпочтительно от 1 мм до 3 мм.
Большое преимущество изобретения состоит в том, что можно отказаться от классического, монтируемого на крыше транспортного средства, механически поворачиваемого солнцезащитного козырька. Поэтому изобретение охватывает также транспортное средство, которое не имеет такого классического солнцезащитного козырька.
Кроме того, изобретение охватывает способ изготовления ветрового стекла, согласно изобретению, при этом по меньшей мере
а) наружное стекло, первый термопластичный слой, функциональный элемент с электрически регулируемыми оптическими свойствами, второй термопластичный слой и внутреннее стекло располагаются друг на друге в этой последовательности, при этом функциональный элемент располагается в зоне над центральным полем зрения, и при этом первый термопластичный слой и/или второй термопластичный слой имеет тонированную или окрашенную зону, которая располагается между функциональным элементом и наружным стеклом или внутренним стеклом,
b) наружное стекло и внутреннее стекло соединяются друг с другом посредством ламинирования, при этом из первого термопластичного слоя и второго термопластичного слоя образуется промежуточный слой с заделанным функциональным элементом.
Электрическое контактирование плоских электродов функционального элемента осуществляется предпочтительно перед ламинированием ветрового стекла.
Возможно имеющиеся печатные слои, например, непрозрачная маскирующая печать или напечатанные коллекторы для электрического контактирования функционального элемента, предпочтительно наносятся способом трафаретной печати.
Ламинирование осуществляется предпочтительно под действием нагревания, вакуума и/или давления. Можно применять для ламинирования само по себе известные способы, в частности, автоклавный способ, способ формования в вакуумном мешке, способ формования вакуумным кольцом, способ обработки на каландре, вакуумное ламинирование или их комбинации.
Кроме того, изобретение относится к применению тонированной или окрашенной зоны термопластичного слоя для соединения функционального элемента с электрически регулируемыми оптическими свойствами с наружным стеклом или внутренним стеклом ветрового стекла, при этом с помощью тонированной или окрашенной зоны термопластичного слоя и функционального элемента реализуется электрически регулируемый солнцезащитный экран.
Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основе примера выполнения и со ссылками на прилагаемые чертежи. Чертежи выполнены чисто схематично и без соблюдения масштаба. Чертежи ни в коей мере не ограничивают изобретение. На чертежах изображено:
фиг. 1 - первый вариант выполнения ветрового стекла согласно изобретению на виде сверху;
фиг. 2 - поперечный разрез ветрового стекла на фиг. 1;
фиг. 3 - деталь Z на фиг. 2, в увеличенном масштабе;
фиг. 4 - поперечный разрез другого варианта выполнения ветрового стекла согласно изобретению;
фиг. 5 - другой вариант выполнения ветрового стекла согласно изобретению на виде сверху;
фиг. 6 - блок-схема примера выполнения способа согласно изобретению.
На фиг. 1, 2 и 3 показано детально ветровое стекло согласно изобретению. Ветровое стекло содержит наружное стекло 1, внутреннее стекло 2, которые соединены друг с другом с помощью промежуточного слоя 3. Наружное стекло 1 и внутреннее стекло 2 имеют толщину 2,1 мм и выполнены из натриево-кальциевого стекла. Ветровое стекло имеет обращенную в положении установки к крыше верхнюю кромку D и обращенную в положении установки к двигателю нижнюю кромку М.
Ветровое стекло снабжено электрически регулируемым солнцезащитным экраном 4 в зоне над центральной зоной В зрения (как определено в ECE-R43). Солнцезащитный экран 4 образован с помощью коммерчески доступной многослойной пленки PDLC в качестве функционального элемента 5, который заделан в промежуточный слой 3. Высота солнцезащитного экрана составляет, например, 21 см. Промежуточный слой 3 содержит в целом три термопластичных слоя 6, 7, 8, каждый из которых образован  термопластичной пленкой из PVB толщиной 0,38 мм. Первый термопластичный слой 6 соединен с наружным стеклом 1, второй термопластичный слой 7 - с внутренним стеклом 2. Лежащий между ними третий термопластичный слой 6 имеет вырез, в который вложена выкроенная многослойная пленка PDLC с точной посадкой, т.е. со всех сторон заподлицо. Таким образом, третий термопластичный слой образует одновременно своего рода рамку для функционального элемента 5, который тем самым со всех сторон заделан в термопластичный материал и за счет этого защищен.
Первый термопластичный слой 6 имеет тонированную зону 6а, которая расположена между функциональным элементом 5 и наружным стеклом 1. Пропускание света ветрового стекла за счет этого дополнительно уменьшается в зоне солнцезащитного экрана 4 и смягчается молочный внешний вид функционального элемента 5 PDLC в диффузном состоянии. За счет этого значительно улучшается внешний вид ветрового стекла. Первый термопластичный слой 6 имеет в зоне 6а среднее пропускание света, например, 30%, за счет чего достигаются хорошие результаты.
Зона 6а может быть тонирована гомогенно. Однако часто оптически благоприятней, когда тонирование уменьшается в направлении нижней кромки функционального элемента 5, так что тонированная и не тонированная зоны плавно переходят друг в друга.
В показанном случае нижние кромки тонированной зоны 6а и функционального элемента 5 PDLC расположены заподлицо. Однако это не обязательно необходимо. Возможно также, что тонированная зона 6а выступает за функциональный элемент 5 или, наоборот, функциональный элемент 5 выступает за тонированную зону 6а. В последнем случае не весь функциональный элемент 5 соединен через тонированную зону 6а с наружным стеклом 1.
Регулируемый функциональный элемент 5 является многослойной пленкой, состоящей из активного слоя 11 между двумя плоскими электродами 12 и 13 и двух опорных пленок 14, 15. Активный слой 11 содержит полимерную матрицу с диспергированными жидкими кристаллами, которые ориентируются в зависимости от прикладываемого к плоским электродам электрического напряжения, за счет чего могут регулироваться оптические свойства. Опорные пленки 14, 15 состоят из РЕТ и имеют толщину, например, 0,125 мм. Опорные пленки 14, 15 снабжены обращенным к активному слою 11 покрытием из ITO с толщиной примерно 100 нм, который образует плоские электроды 12, 13. Электроды 12, 13 предназначены для соединения через не изображенный коллекторный проводник (например, образованный с помощью трафаретной печати) и не изображенный соединительный кабель с бортовой электрической сетью.
Ветровое стекло имеет, как обычно, окружную периферийную маскирующую печать 9, которая образована с помощью непрозрачной эмали на внутренних поверхностях (обращенных к внутреннему пространству транспортного средства в положения установки) наружного стекла 1 и внутреннего стекла 2. Расстояние от функционального элемента 5 до верхней кромки D и боковых кромок ветрового стекла меньше ширины маскирующей печати 9, так что боковые кромки функционального элемента 5, за исключением боковой кромки, обращенной к центральному полю В зрения, закрыты маскирующей печатью 9. Также целесообразно, чтобы электрические соединительные выводы (не показаны) были расположены в зоне маскирующей печати 9 и тем самым спрятаны.
Боковые кромки функционального элемента 5 снабжены в окружном направлении краевым уплотнением 10, которое образовано с помощью прозрачной клейкой ленты. За счет этого предотвращается диффузия в активный слой 1 или из него. Поскольку краевое уплотнение 10 является прозрачным, то также нижняя боковая кромка, которая не закрыта маскирующей печатью 9, не портит общий вид. Краевое уплотнение 10 проходит по периферии вокруг боковых кромок многослойной пленки и выступает, исходя их боковых кромок, на несколько миллиметров за обращенные к активному слою поверхности опорных пленок 14, 15. Краевое уплотнение 10 предотвращает, в частности, диффузию размягчителей и других компонентов клея термопластичного слоя 8 в активный слой 11, за счет чего уменьшается старение функционального элемента 5.
Для термопластичных слоев 6, 7, 8 можно применять предпочтительно так называемый поливинилбутираль высокой текучести, который по сравнению со стандартными пленками PVB имеет более высокие характеристики текучести. Таким образом, слои сильнее растекаются вокруг функционального элемента 5, за счет чего возникает более гомогенное оптическое впечатление, и не так сильно заметен переход от функционального элемента 5 к слою 8. Поливинилбутираль высокой текучести можно применять для всех или же для одного или нескольких термопластичных слоев 6, 7, 8 с непосредственным контактом с функциональным элементом 5.
На фиг. 4 показан в поперечном разрезе другой вариант выполнения ветрового стекла, согласно изобретению. Тонированная зона 6а первого термопластичного слоя 6 выступает за нижнюю кромку функционального элемента 5. Выступающая часть тонированной зоны 6а может иметь изменение пропускания, так что тонирование также уменьшается к центральному полю зрения.
На фиг. 5 показан на виде сверху другой вариант выполнения ветрового стекла, согласно изобретению. Ветровое стекло и регулируемый солнцезащитный экран 4 соответствуют по существу варианту выполнения на фиг. 1. Однако функциональный элемент 5 PDLC разделен горизонтальными изолирующими линиями 16 на шесть полосовых сегментов. Изолирующие линии 16 имеют, например, ширину от 40 мкм до 50 мкм и расстояние друг от друга 3,5 мм. Они выполнены с помощью лазера в предварительно изготовленной многослойной пленке. Изолирующие линии 16 разделяют, в частности, электроды 12, 13 на изолированные друг от друга полосы, которые имеют каждая отдельный соединительный вывод. Таким образом, обеспечивается возможность переключения сегментов независимо друг от друга. Чем тоньше изолирующие линии 16, тем меньше они заметны. С помощью способа травления могут быть реализованы еще более тонкие изолирующие линии 16.
За счет разделения на сегменты можно устанавливать высоту затемненного солнцезащитного экрана 4. Так, водитель может в зависимости от высоты стояния солнца затемнять весь солнцезащитный экран 4 или же лишь часть его. На фигуре показано, что верхняя половина солнцезащитного экрана 4 затемнена, а нижняя половина прозрачна.
В особенно комфортабельном варианте выполнения управление сегментированным солнцезащитным экраном 4 осуществляется с помощью расположенной в зоне солнцезащитного экрана 4 емкостной переключательной поверхности, при этом водитель за счет места соприкосновения со стеклом задает степень затемнения. В качестве альтернативы, управление солнцезащитным экраном 4 может осуществляться также бесконтактным способом, например, посредством распознавания жестов, или в зависимости от определяемого с помощью камеры и подходящего электронного блока состояния зрачка или века.
На фиг. 6 показан в виде блок-схемы пример выполнения способа изготовления, согласно изобретению.
Перечень позиций
1 Наружное стекло
2 Внутреннее стекло
3 Промежуточный слой
4 Электрически регулируемый солнцезащитный экран
5 Функциональный элемент с электрически регулируемыми оптическими свойствами
6 Первый термопластичный слой
6а Тонированная зона первого термопластичного слоя
7 Второй термопластичный слой
8 Третий термопластичный слой
9 Маскирующая печать
10 Краевое уплотнение
11 Активный слой функционального элемента 5
12 Плоский электрод функционального элемента 5
13 Плоский электрод функционального элемента 5
14 Опорная пленка
15 Опорная пленка
16 Изолирующие линии
B Центральное поле зрение ветрового стекла
D Верхняя кромка ветрового стекла, кромка со стороны крыши
M Нижняя кромка ветрового стекла, кромка со стороны двигателя
X-X' Линия разреза
Z Увеличенная зона.