ОСТЕКЛЕНИЕ
CLADDING GLASS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к остеклению, в частности к остеклению, подходящему для использования в устройстве для обнаружения сигнала или передачи сигнала.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Устройства для обнаружения сигнала и устройства для передачи сигнала в настоящее время получают все более широкое распространение в сочетании с различными видами остекления. Они особенно необходимы для видов остекления, используемых в сложных дорогостоящих изделиях, таких как остекление, используемое в механических транспортных средствах. Устройства размещают на остеклении внутри транспортного средства для передачи или приема сигналов через остекление.
Устройство для обнаружения сигнала может быть, например, использовано для определения явлений или условий, наблюдающихся снаружи механического транспортного средства. Такой сигнал может быть, например, использован для оценки или определения изменений погодных условий (например, температура, давление, солнечный свет, дождь, туман, мгла, снег, лед), уровней шума, уровней вибрации, уровней звука, движения и т.д. Типичные датчики, используемые в механических транспортных средствах, включают чувствительные к дождю датчики (для включения стеклоочистителей ветрового стекла при влажных погодных условиях) и светочувствительные датчики (для включения передних огней при въезде в туннель).
Альтернативно, устройство может просто представлять собой камеру, обеспечивающую улучшенный задний вид из транспортного средства, либо иной датчик, используемый для наблюдения или с целью безопасности. Например, это может быть детектор для сигнала, используемого для получения доступа к транспортному средству, например, для дистанционного устройства, используемого для отпирания транспортного средства. Возможности являются очень широкими.
Устройство для передачи сигнала может быть, например, использовано для передачи сигнала, позволяющего идентифицировать или отследить транспортное средство. Оно позволяет получить изображение или визуальное воспроизведение (например, информационного, рекламного или развлекательного характера). Оно способно передавать световой луч. Опять же открываются очень широкие возможности.
В некоторых случаях может быть использовано как устройство для передачи сигнала, так и устройство для приема сигнала. Например, сигнал может быть передан от транспортного средства и отправлен назад из другого транспортного средства на приемник сигнала. Путем определения дистанции между транспортными средствами можно установить, находятся ли транспортные средства на безопасном расстоянии друг от друга на данной скорости. В противном случае может быть включена тревога. Подобная система может быть использована как вспомогательная при парковке транспортного средства.
Природа обнаруживаемого или передаваемого сигнала может варьироваться в зависимости от устройства. Сигнал может, например, представлять собой видимый свет, ультрафиолетовый свет, инфракрасный свет, электромагнитное излучение с другой длиной волны, звук, вибрацию, температуру, давление и т.д. либо изменение любого из указанных параметров. Например, детектор может быть использован для определения ультрафиолетового света за пределами данной пороговой интенсивности. После превышения такой интенсивности может быть включен элемент оборудования (например, тревога, индикатор, вентилятор или автоматическая защита от солнца). Точная конструкция устройства для обнаружения и/или передачи сигнала не имеет значения при условии, что сигнал может быть обнаружен или передан для осуществления нужной функции.
Передающие и принимающие сигналы устройства требуют минимальной оптической передачи при различных длинах волн для своей работы. Это обычно не является проблемой в том случае, если устройство установлено либо на одном прозрачном слое стекла, либо на ламинированном остеклении, включающем прозрачный промежуточный слой, ламинированный между двумя слоями прозрачного стекла. Однако ламинированные виды остекления часто включают оттененный или окрашенный промежуточный слой либо на участке затемняющей полосы, либо на всем остеклении, образуя относительно непроницаемый участок при определенных длинах волн. Такие относительно непроницаемые участки могут помешать или полностью заблокировать передачу определенных сигналов, снижая оптическую передачу ниже минимальных уровней работы устройств. По этой причине передающие/принимающие сигналы устройства обычно используют с прозрачными (неоттененными) видами остекления либо видами остекления, имеющими небольшой оттенок или цвет.
Вместо ограничения, заключающегося в использовании прозрачного остекления с передающими и принимающими сигналы устройствами, настоящее изобретение позволяет использовать альтернативный подход.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение предлагает способ модификации материала для остекления путем снижения его непроницаемости для сигнала таким образом, чтобы улучшить его пригодность для использования с принимающим сигнал устройством или передающим сигнал устройством, включающий использование лазера для получения участка со сниженной непроницаемостью для сигнала.
Путем получения участка со сниженной непроницаемостью для сигнала для устройства для приема сигнала или передачи сигнала материал для остекления становится подходящим для использования с устройством, передающим сигнал, который был ранее заблокирован непрозрачностью материала для остекления. Это позволяет использовать оттененные материалы для остекления с различными устройствами, которые раньше можно было использовать только с прозрачными материалами для остекления. Преимущество такого способа заключается в том, что снижение непроницаемости может быть достигнуто после получения материала для остекления, таким образом, что имеющееся остекление может быть модифицировано и стать совместимым с принимающим сигнал или передающим сигнал устройством. Например, имеющееся автомобильное остекление, такое как ветровое стекло с затемняющей полосой, может быть модифицировано для того, чтобы обеспечить прикрепление светочувствительного датчика к существующему остеклению. Новые автомобильные виды остекления также могут быть модифицированы подобным образом.
Для получения участка со сниженной непроницаемостью, находящегося в материале для остекления, предпочтительно используют лазер. Лазер может быть использован для удаления оттенка в материале остекления или для снижения уровня его интенсивности.
Материал остекления предпочтительно используют для формирования автомобильного остекления. Автомобильное остекление включает ветровое стекло, боковое стекло, стекло двери, задний свет, окно в крыше или внутреннюю деталь механического транспортного средства. Альтернативно, материал остекления может быть использован для формирования остекления здания или его части.
Остекление, включающее материал остекления, может быть оперативно связано с принимающим сигнал или передающим сигнал устройством после обработки лазером. Принимающее сигнал устройство может быть установлено на остеклении таким образом, чтобы сигнал проходил через обработанный лазером участок и был принят устройством; либо передающее сигнал устройство может быть установлено на остеклении таким образом, чтобы сигнал мог быть передан из устройства через обработанный лазером участок. Принимающее сигнал устройство может представлять собой чувствительный к дождю датчик или светочувствительный датчик.
Материал остекления предпочтительно представляет собой промежуточный слой. Только часть промежуточного слоя может быть непроницаемой для сигнала. Промежуточный слой предпочтительно представляет собой промежуточный слой из ПВБ (поливинилбутираль). Промежуточный слой может быть ламинирован между двумя слоями стекла, формируя ламинированное остекление. Промежуточный слой предпочтительно модифицируют внутри ламинированного остекления. Альтернативно, материал остекления может представлять собой слой стекла.
Оптическую передачу участка со сниженной непрозрачностью предпочтительно повышают по меньшей мере на 20% от оптической передачи участка до модификации материала остекления. Более предпочтительно оптическую передачу участка со сниженной непрозрачностью повышают по меньшей мере на 30% от оптической передачи участка до модификации материала остекления. В данном случае оптическую передачу предпочтительно измеряют при 1000 нм. Еще более предпочтительно оптическую передачу участка со сниженной непрозрачностью повышают по меньшей мере на 100% от оптической передачи участка до модификации материала остекления. В таком случае оптическую передачу предпочтительно измеряют при 600 нм или 850 нм.
Данное изобретение также позволяет получить остекление, модифицированное такими способами.
Данное изобретение также позволяет получить остекление, оперативно связанное с передающим сигнал или принимающим сигнал устройством, при этом получаемое остекление включает обработанный лазером участок с относительно низкой непроницаемостью для принимаемого или передаваемого сигнала, устройство расположено таким образом, что сигнал может проходить через участок с относительно низкой непроницаемостью для сигнала при использовании устройства.
Остекление предпочтительно представляет собой ламинированное остекление, включающее промежуточный слой, а для снижения непроницаемости по меньшей мере части промежуточного слоя используют лазер. Промежуточный слой предпочтительно представляет собой промежуточный слой из ПВБ (поливинилбутираль).
Альтернативно, остекление может представлять собой один слой материала, а для получения участка со сниженной непроницаемостью, проходящего через упомянутый слой, используют лазер.
Остекление предпочтительно представляет собой автомобильное остекление. Такое остекление может быть использовано для ветрового стекла, бокового стекла, заднего света, окна на крыше или внутренней детали транспортного средства.
Альтернативно, остекление может быть использовано для здания или для его части.
Также предлагаются механическое транспортное средство, здание или его часть, включающие такое остекление.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее данное изобретение описано, исключительно с иллюстративной целью, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
фиг.1 представляет фотографическое изображение, показывающее ламинированное автомобильное остекление, обработанное способом согласно настоящему изобретению;
фиг.2 представляет увеличенное изображение, показывающее следы, оставленные импульсным лазером в ламинированном автомобильном остеклении, обработанном способом согласно настоящему изобретению;
фиг.3 представляет схематический вид в поперечном разрезе ветрового стекла, обработанного способом согласно настоящему изобретению;
фиг.4 представляет график оптической передачи для каждого из образцов 1-5 до и после лазерной обработки, иллюстрируя изменение оптической передачи;
фиг.5 представляет график оптической передачи для каждого из образцов 6-13 до и после лазерной обработки, иллюстрируя изменение оптической передачи, и
фиг.6 представляет график оптической передачи для каждого из образцов 14-16 до и после лазерной обработки, иллюстрируя изменение оптической передачи.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для первичных испытаний используют остекление, содержащее 0,76-миллиметровый промежуточный слой из темно-серого ПВБ, ламинированного между двумя наружными пластинами из прозрачного стекла толщиной 2,1 мм.
Испытание осуществляют, используя импульсный лазер для твердых тел. Как описано в US 2003/0075531, такие лазеры, обычно работающие при 532 нм с наносекундной продолжительностью импульса, используют для удаления покрытий со стекла. Размер развертки, уровень мощности лазера и частота пульсации соответствуют природе обрабатываемого образца.
Образец обрабатывают путем сканирования участка остекления лазерным лучом. Ламинированное остекление может удерживаться в фиксированном положении, а лазер может двигаться; лазер может удерживаться в фиксированном положении, а остекление - двигаться, либо оба они могут двигаться. Ключевой момент заключается в том, что лазер имеет возможность двигаться относительно ламинированного остекления тщательно контролируемым образом. Осуществляют несколько параллельных проходов лазера относительно ламинированного остекления. В результате получают соответствующие параллельные следы лазера на нужном участке. Каждый след немного перекрывает предыдущий след (как описано ниже). Общая область покрытия составляет приблизительно от 4 см до 3 см. Затем лазер выключают. Обработанное лазером ламинированное остекление фотографируют и исследуют после охлаждения до комнатной температуры.
Фиг.1 представляет фотографическое изображение обработанного лазером ламинированного остекления 100. Ламинированное остекление 100 имеет форму бокового окна автомобиля. Оно слегка изогнуто и в целом имеет треугольную форму (иногда называемую «шестым светом»). Обработанный лазером участок 110 выглядит как относительно прозрачный, в целом прямоугольный участок, окруженный намного более непроницаемым участком 120. До лазерной обработки два участка 110, 120 одинаково непроницаемы и неразличимы. Виден также темный прямоугольник 130, но он не задействован в эксперименте, а является просто наклейкой, прикрепленной к ламинированному остеклению для его обозначения. Виден неправильный участок 140, но это всего лишь отражение вспышки, используемой для фотографии.
После установки линзы камеры напротив обработанного лазером участка 110 было обнаружено, что камера может легко фокусироваться через обработанный лазером участок 110 на объектах, расположенных по другую сторону ламинированного остекления. Ламинированное остекление также накладывают поверх бледного текста для визуальной оценки. Было установлено, что такой текст намного более легко различим через обработанный лазером, относительно прозрачный участок 110, чем через непроницаемый участок 120.
Учитывая тот факт, что промежуточный слой находился внутри ламинированного изделия и его обработка с целью удаления из него любого остатка после обработки была невозможна, удивительно, что был получен такой хороший результат обработки промежуточного слоя in situ. Был сделан вывод о том, что лазерная обработка существенно снизила непроницаемость промежуточного слоя и что обработанный лазером участок может быть использован для самых различных целей, включая передачу или прием сигналов.
Ряд различных оттененных промежуточных слоев от различных производителей был обработан лазером in situ в конструкциях остекления для бокового света согласно вышеописанной методике. Во всех случаях на обработанном лазером участке наблюдалось существенное снижение непроницаемости.
Фиг.2 представлена с целью иллюстрации дополнительных подробностей лазерных следов, оставленных в промежуточном слое в ламинированном остеклении в результате использования способа согласно настоящему изобретению. На фотомикрографии представлена часть обработанного лазером участка промежуточного слоя стеклянного ламинированного ПВБ остекления. На нем видны пять параллельных, слегка перекрывающих друг друга следов 200. При сравнении с относительно непроницаемым, не обработанным лазером окружающим участком 204 такие следы 200 образуют относительно прозрачный участок 202. В правом углу фотографии четко виден острый край 206, обозначающий правую границу обработанного лазером участка.
По направлению к верхней части фиг.2 видны закругленные участки 208. Они обозначают концы перекрывающихся следов 200. При желании прямой угол может быть получен во время обработки лазером путем накладывания маски на ламинированное остекление из материала, сквозь который лазер не проникает. Другой вариант включает обработку лазером закругленных участков 208 в направлении от прямых углов до показанных следов 200. Однако для большей части видов использования такие дополнительные процедуры не требуются. (Хотя при желании они могут быть использованы по эстетическим причинам).
В результате тщательного исследования обработанного лазером участка, представленного на фиг.2, обнаруживается бледный полосчатый узор. Видны очень светлые участки 212, соответствующие участкам, на которых перекрываются смежные параллельные следы 200. Также видны промежуточные полосы 210, не такие светлые (но все-таки намного светлее необработанной части промежуточного слоя), образующие бледные полосы. Это - участки, на которых происходит небольшое перекрытие лазерных следов. При желании полосчатого узора можно избежать путем повышения степени перекрытия и/или дополнительных проходов в различных направлениях (например, путем получения серии перекрывающих следов в одном направлении, а затем повторного прохождения данного участка со следами под прямыми углами к первоначальному направлению). Однако для большей части практического применения слабая полосчатость не является проблемой. В самом деле, обычно на расстоянии они не видны. Они могут быть оставлены как свидетельство того, что участок был обработан лазером.
Что касается фиг.3, то частичный поперечный разрез ветрового стекла 300 представлен в виде схемы. Ветровое стекло 300 включает внутренний 310 и наружный слой 330 из стекла и обычно непроницаемый промежуточный слой 320 из синтетического материала. Однако часть 340 промежуточного слоя 320 была обработана лазером и по существу является прозрачной. Это позволяет установить детектор или датчик 350 в нужном положении для обнаружения или отправки сигнала. Детектор или датчик 350 может быть удобно установлен на ветровом стекле при помощи клея или прикрепляющего устройства (не показано).
Были также проведены испытания по определению изменения оптической передачи после лазерной обработки различных оттененных ПВБ ламинированных образцов при 1000 нм. Каждый образец состоит из двух прозрачных стеклянных слоев с ламинированным между ними ПВБ промежуточным слоем (номинальная толщина 0,76 мм). Толщина стеклянных слоев составляет 2,1 мм. Как и ранее, параметры лазера выбирают таким образом, чтобы они могли вызвать обесцвечивание, но не снижение качества пленки. В таблице 1 указана начальная оптическая передача, оптическая передача после лазерной обработки и процентная величина повышения оптической передачи серии из 5 ПВБ образцов с зеленым оттенком. Фиг.4 представляет график оптической передачи для каждого из образцов 1-5 до и после лазерной обработки, иллюстрируя изменение оптической передачи. Среднее процентное улучшение оптической передачи составляет 32,2%, при этом достигается процентное улучшение оптической передачи до 37,9%. Минимальное процентное улучшение оптической передачи составляет 24,1%.
Таблица 1
Характеристики оптической передачи до и после лазерной обработки для пяти образцов ламинированного, окрашенного в зеленый цвет ПВБ
Образец
Начальная оптическая передача (%)
Оптическая передача после лазерной обработки (%)
% улучшения оптической передачи (100* изменение/начальное)
1
51,7
68,9
33,3
2
51,9
68,8
32,2
3
48,5
60,2
24,1
4
48,9
65,2
33,3
5
48,3
66,6
37,9
В таблице 2 представлена начальная оптическая передача, оптическая передача после лазерной обработки и процентное увеличение оптической передачи семи образцов ПВБ, оттененных серым цветом, и одного серо-голубого (образец 7). Опять же каждый образец включает слой ПВБ (номинальная толщина 0,6 мм), ламинированный между двумя слоями прозрачного стекла толщиной 2,1 мм. Параметры лазера были выбраны таким образом, чтобы вызвать обесцвечивание, но не вызвать никакого ухудшения качества пленки. Фиг.5 представляет график оптической передачи для каждого из образцов 6-13 до и после лазерной обработки, иллюстрирующий изменение оптической передачи. Среднее процентное улучшение оптической передачи составляет 41,3%, при этом достигается процентное улучшение оптической передачи до 62,3%. Минимальное процентное улучшение оптической передачи составляет 28,3%.
Таблица 2
Характеристики оптической передачи до и после лазерной обработки для восьми образцов ламинированного,окрашенного в серый/серо-голубой цвет ПВБ
Образец
Начальная оптическая передача (%)
Оптическая передача после лазерной обработки (%)
% улучшения оптической передачи (100* изменение/начальное)
6
36,7
47,1
28,3
7
36,9
59,9
62,3
8
40,6
57,1
40,6
9
39,9
61,5
54,1
10
38,5
51,8
34,5
11
47,5
64,4
35,6
12
38,7
52,5
35,5
13
16,4
21,8
32,9
Оптическую передачу трех дополнительных образцов, имеющих такое же строение и обработанных лазером таким же способом, измеряют при 600 нм и 850 нм. Образец 14 включает серый промежуточный слой ПВБ, образец 15 - прозрачный промежуточный слой ПВБ, имеющий участок с затемняющей полосой зеленого оттенка, а образец 16 - прозрачный промежуточный слой ПВБ, имеющий участок с затемняющей полосой серого оттенка. Лазерной обработке подвергали только оттененные участки в образцах 15 и 16. Фиг.6 представляет график оптической передачи для каждого из образцов 14-16 до и после лазерной обработки, иллюстрирующий, как показано ниже, изменение оптической передачи при 600 нм и 850 нм.
Таблица 3
Характеристики оптической передачи до и после лазерной обработки для трех образцов ламинированного, окрашенного ПВБ
Передача при 600 нм (%)
Образец
До лазерной обработки
После лазерной обработки
% улучшения оптической передачи (100* изменение/начальное)
14
10,8
57,2
429,6
15
18,2
38,5
111,5
16
25,0
63,5
154,0
Таблица 4
Характеристики оптической передачи до и после лазерной обработки для трех образцов ламинированного, окрашенного ПВБ
Передача при 850 нм (%)
Образец
До лазерной обработки
После лазерной обработки
% улучшения оптической передачи (100* изменение/начальное)
14
27,0
64,4
138,5
15
35,8
34,7
-3,1
16
21,5
36,8
70,4
При 600 нм достигается более чем 100% улучшение оптической передачи. Однако при 850 нм наблюдается аномальный результат. Несмотря на обесцвечивание промежуточного слоя, обработанный лазером участок остался непроницаемым, что привело к снижению уровня оптической передачи. Это подчеркивает необходимость настройки параметров лазера для каждого обрабатываемого вида промежуточного слоя и остекления.
Достигнутые выше оптические передачи подходят для использования с типичными чувствительными к дождю датчиками и светочувствительными датчиками, используемыми с автомобильным остеклением. Поэтому появляется возможность использовать лазерную обработку согласно настоящему изобретению для улучшения применимости цветного или оттененного ламинированного остекления, используемого с чувствительными к дождю датчиками и светочувствительными датчиками, путем создания чувствительного окна на окрашенном или оттененном участке ПВБ остекления.
В качестве альтернативы осуществления лазерной обработки ламинированного остекления in situ лазерная обработка может быть осуществлена перед вставкой промежуточного слоя в ламинированное остекление. Это устраняет возможность расслаивания (поскольку ламинированное остекление не формируется при осуществлении лазерной обработки). После получения обработанного лазером промежуточного слоя он может быть подвергнут хранению и упаковке. Такой весьма необходимый промежуточный слой может быть предложен производителю для дальнейшего использования при осуществлении ламинированного остекления.
Несмотря на то, что промежуточные слои в описанных выше испытаниях имеют один и тот же общий цвет на всем протяжении, в некоторых видах автомобильного остекления требуется прозрачный промежуточный слой в целом и оттененный или окрашенный с одного конца. В частности, участок промежуточного слоя может быть оттенен по направлению к верхней части остекления. Это часто необходимо для ветровых стекол и окон механических транспортных средств для устранения падающего сверху яркого солнечного света. Альтернативно, промежуточный слой может быть оттенен для получения края по периферии или вокруг нее ветрового или иного стекла. Это часто делают для улучшения эстетического вида остекления (например, матовая полоса или край могут быть использованы, чтобы спрятать клей или другую крепежную деталь) либо для функциональных целей (например, защита клея от воздействия ультрафиолетового света).
Были проведены дополнительные исследования, чтобы определить, может ли промежуточный слой из оттененного ПВБ (поливинилбутираля) быть обесцвечен, не находясь in situ в ламинированном остеклении, включающем такой прозрачный/оттененный промежуточный слой. Прозрачный промежуточный слой толщиной 0,76 мм, имеющий светло-зеленую оттеночную затемняющую полосу, успешно обрабатывают лазером в соответствии со способом согласно настоящему изобретению. Получают участок со сниженной непроницаемостью, внешне похожий на неоттененную основную часть промежуточного слоя.
Обрабатываемый промежуточный слой может быть изготовлен из любого материала при условии, что он имеет некоторую степень непроницаемости для сигнала и что такая степень непроницаемости может быть снижена путем лазерной обработки (для улучшения приема/передачи сигнала). Типичные материалы, используемые в качестве промежуточных слоев в ламинированных остеклениях, включают поливинилацетат (ПВА), поливинилхлорид (ПВХ), поливинилбутираль (ПВБ), полиуретан и акрилаты. Оттеночный материал может быть введен в промежуточный слой или нанесен на него до ламинирования (например, путем смешивания или печатания). Используемый промежуточный слой предпочтительно представляет собой ПВБ.
Поэтому настоящее изобретение применимо к различным материалам для остекления, включая отожженное, закаленное, отпущенное, полуотпущенное или полузакаленное стекло и материалы для промежуточного слоя, такие как ПВБ. Другие материалы для остекления включают нестеклянные слои, такие как поликарбонат.
Чтобы определить, подходит ли способ согласно настоящему изобретению для использования с ламинированными материалами для остекления, содержащими смесь ПВБ и не-ПВБ промежуточных слоев, исследуют ламинированный материал для остекления, включающий строительное прозрачное стекло (2,1 мм) / темно-серый ПВБ (0,76 мм) / подложку из ПЭТ с металлической пленкой (0,38 мм) / прозрачное стекло (2,1 мм), при этом металлическая пленка находится в контакте со слоем из прозрачного ПВБ. После лазерной обработки облучением со стороны оттененного ПВБ легко образуются участки со сниженной непроницаемостью. После облучения со стороны прозрачного ПВБ металлическое покрытие оказывается поврежденным. Помимо вывода о том, что способ лазерной обработки согласно настоящему изобретению является действенным при использовании ламинированных материалов для остекления, содержащих не-ПВБ промежуточные слои, результаты показывают, что данный способ также применим при использовании ламинированных материалов для остекления, в которых покрытие, например, защищающее от солнечного света, имеет один слой.
Одно из основных преимуществ способа согласно настоящему изобретению заключается в том, что материал для остекления после его получения может быть модифицирован. В частности, материал остекления может быть модифицирован после остекления. Это преимущество имеет особое значение для модификации существующих материалов остекления, в частности, автомобильных стекол, которые могут быть использованы с датчиком или другим устройством, что ранее не представлялось возможным. Например, существующая затемняющая полоса на ветровом стекле может быть модифицирована для придания ей совместимости со светочувствительным датчиком, что устраняет необходимость покупать новое ветровое стекло для установки датчика. Другие новые автомобильные стекла, которые ранее считались несовместимыми с датчиками и иными подобными устройствами, также могут быть модифицированы для придания им новой функциональности.
В любом случае настоящее изобретение может быть использовано для получения участка со сниженной непроницаемостью для сигнала в пределах окружающего участка, относительного непроницаемого для такого же сигнала, т.е. создания «окна» для сигнала. Это обеспечивает гораздо более широкие возможности по размещению передающего сигнал или получающего сигнал устройства, чем ранее. Такое устройство может быть размещено поблизости от края стекла, даже если стекло обычно является непроницаемым на данных участках. Это может улучшить прием/передачу сигнала. Оно также является полезным из соображений безопасности, поскольку устройство может быть легко размещено таким образом, чтобы не загораживать основное поле зрения водителя механического транспортного средства.
Окно может иметь любой желаемый размер и/или форму, однако предпочтительно оно имеет по существу правильную форму, такую как круг, овал или многоугольник (например, квадрат или прямоугольник). Лазерная обработка может включать серию импульсов, в таком случае форма определяется контуром участка, обрабатываемого лазерными импульсами (как показано на фиг.2).
При желании вещество, относительно стойкое к проникновению лазера (например, содержащий тяжелый металл агент), может быть использовано для нанесения защитного маскировочного покрытия во время лазерной обработки. Маскировочное покрытие может быть нанесено таким образом, чтобы оставить нужный круг, овал, многоугольник или участок другой формы, подвергаемый воздействию лазера. Затем осуществляют лазерную обработку нужного участка, которая может в некоторой степени перекрывать маскировочное покрытие. После удаления маскировочного покрытия участок желаемой формы остается. Маскировочное покрытие может представлять собой форму, покрытие, заклеенный участок или любую другую защиту.
Размер и форма окна не должны мешать работе передающего сигнал или принимающего сигнал устройства. Например, при размещении камеры в контакте с окном размер и форма окна могут соответствовать кругу и иметь такой же/несколько больший размер и форму линз камеры. Таким образом, размер и форма окна предпочтительно соответствует конкретному устройству.
Желательно, чтобы окно, получаемое путем лазерной обработки, обеспечивало улучшение, составляющее по меньшей мере 10% по интенсивности или качеству принимаемого или предаваемого сигнала (относительно состояния до лазерной обработки). Более желательно улучшение сигнала составляет по меньшей мере 20%, по меньшей мере 30%, по меньшей мере 50% или по меньшей мере 100% (при качественном или количественном измерении). Более желательно окно по существу является прозрачным или по существу пропускающим для сигнала. Таким образом, сигнал может проходить через него без существенного ухудшения.
До лазерной обработки промежуточный слой (или его часть) может либо полностью блокировать нужный сигнал, либо частично пропускать сигнал через ламинированное остекление, при этом искажая или снижая передачу до нежелательного уровня. Поэтому термин «непроницаемый» должен интерпретироваться согласно целям настоящего изобретения. В самом деле, точная степень непроницаемости обрабатываемого промежуточного слоя не имеет значения при условии, что лазерная обработка способна улучшить передачу сигнала через промежуточный слой, качественно или количественно.
Специалисты в области лазерной технологии могут выбрать лазеры, способные снизить непроницаемость данного материала для сигнала, путем испытания материала при различных длинах волн, интенсивностях и продолжительностях. В результате проверки может быть установлено, подействовала ли лазерная обработка и улучшилось ли прохождение сигнала через материал после нее. Для такой проверки может быть использован передатчик и/или приемник сигнала. Альтернативно, проверка может быть произведена путем визуального осмотра при желании просто улучшить передачу света в видимом спектре (например, при желании получить относительно прозрачный участок, позволяющий использовать камеру или иной датчик).
ПВБ промежуточные слои, обработанные согласно вышеприведенному описанию, являются оттененными обычно благодаря присутствию известного пигмента или красителя. Красители, используемые при изготовлении ПВБ промежуточных слоев, обычно являются жидкими, в то время как пигменты обычно являются твердыми. Краситель или пигмент обычно распределен по всей толщине промежуточного слоя, а не только у его поверхности. Однако автомобильные стекла могут содержать ПВБ промежуточные слои с оттененной поверхностью, в которых краситель или пигмент нанесен только на поверхность, например, печатанием. В таких случаях должен быть обесцвечен только такой поверхностный оттенок.
Без ссылки на теорию предусматривается, что непроницаемость для большей части пигментов может быть снижена путем использования лазера при длине волны от 100 нм до 10 мкм, например, от 300 нм до 3,5 мкм. Однако упомянутые диапазоны вовсе не являются ограничивающими, и специалист может легко определить подходящий диапазон, применимый для данного оттененного промежуточного слоя.
Для выбора длины волны лазерного света, который может быть поглощен пигментом или красителем, может быть использован спектрофотометр. После выбора предпочтительной длины волны интенсивность и/или продолжительность лазерной обработки могут быть оптимизированы. Это необходимо делать, учитывая тот факт, что обработка лазером не должна вызывать каких-либо существенных повреждений, перевешивающих пользу, получаемую в результате такой обработки. Так, например, предпочтительно, чтобы обработка не вызывала существенного расслоения (т.е. расслоения, серьезно ухудшающего функцию ламинированного остекления). Наличие расслоения может быть установлено путем осмотра образца ламинированного остекления после лазерной обработки (например, визуально или при помощи микроскопа). При возникновении существенного расслоения продолжительность и/или интенсивность лазерной обработки могут быть снижены. Также предпочтительно, чтобы лазерная обработка не приводила к образованию видимых пузырьков в промежуточном слое, особенно в тех случаях, когда большое значение имеет эстетический вид. Необходимо отрегулировать ширину импульса лазера, частоту импульса, мощность и размер развертки должны быть отрегулированы таким образом, чтобы обеспечить подходящую интенсивность и продолжительность обработки для обрабатываемого материала.
Действительная продолжительность обработки в большой степени зависит от площади, природы и глубины обрабатываемого материала. Однако для большей части видов применения предусматривается, чтобы продолжительность обработки лазером (на одно ламинированное остекление) составляла менее 30 минут. Предпочтительно она составляет менее 15 минут или менее 10 минут. Более предпочтительно она составляет менее 5 минут или менее 3 минут. Наиболее предпочтительно она составляет менее 1 минуты.
Лазер может быть использован в виде параллельного луча при данной длине волны. Альтернативно, лазер может быть сфокусирован на данном участке (например, на промежуточном слое). Это может быть достигнуто путем использования одной или более линз и/или зеркал.
Другим важным моментом является то, что настоящее изобретение не ограничено ламинированным остеклением. Оно может быть использовано для снижения непроницаемости неламинированного остекления для сигнала (например, для снижения непроницаемости одного листа оттененного стекла или другого оттененного материала). Поэтому термин «материал остекления» используется здесь в широком смысле. Он включает отдельные оконные стекла или листы стекла, стеклянные ламинаты и заменители для остекления стеклом или ламинированным стеклом (например, пластмассы или другие синтетические материалы, обычно используемые вместо стекла из соображений безопасности/облегчения производства и т.д.).
После описания различных способов согласно настоящему изобретению важно отметить, что различные виды остекления, получаемые в результате использования таких способов, также входят в объем настоящего изобретения.
Различные виды остекления испытывают физические изменения после лазерной обработки и поэтому могут считаться новыми изделиями в свете лазерной обработки. Обработанные лазером участки в промежуточном слое могут быть идентифицированы специалистами в данной области техники. Например, это может быть сделано путем микроскопического анализа. Для убедительности он может определить след от пути, которым следовал лазер. Он даже может определить перекрывающие круги, соответствующие лазерным импульсам. (Это наблюдается при использовании импульсного лазера, однако также может быть использован непрерывный лазер, оставляющий более длинные следы.) Другим признаком обработки лазером является то, что граница между обработанным лазером участком и необработанным лазером участком обычно является отчетливой.
Помимо покрытия обработанного лазером остекления per se, настоящее изобретение также включает виды остекления, оперативно связанные с устройством. Как описано ранее, такое устройство может представлять собой принимающее сигнал устройство или передающее сигнал устройство. Устройство предпочтительно установлено на остеклении. Это может быть сделано соответствующим образом, например путем использования клея, зажимов или других крепежных средств. Устройство желательно устанавливают с возможностью съема, например, при помощи зажима или крепежного устройства, приспособления с крючками и петлями (такого как «липучка» Velcro™) или всасывающего приспособления, изготовленного из упруго деформируемого материала. В некоторых случаях устройство даже может быть интегрировано в структуру остекления. Таким образом, небольшой детектор или передатчик может быть расположен внутри ламинированного изделия. (При желании может быть использован метод инкапсуляции.)
Однако факт размещения устройства на остеклении или в нем является несущественным. Например, принимающее сигнал устройство может быть установлено на приборной панели транспортного средства и размещено таким образом, чтобы принимать сигнал, проходящий через обработанный лазером участок ветрового стекла или бокового окна. Альтернативно, передающее сигнал устройство, установленное на приборной панели, может быть размещено таким образом, чтобы посылать сигнал через обработанный лазером участок ветрового стекла или бокового окна.
Из вышеприведенного описания следует, что предпочтительное остекление согласно настоящему изобретению представляет собой остекление, используемое в транспортном средстве, предпочтительно в механическом транспортном средстве или его части (например, дверь, окно или окно в крыше). Термин «механическое транспортное средство» используется здесь для обозначения любого самоходного вида транспорта, особенно для обозначения наземных самоходных транспортных средств (например, автомобиль, грузовик, мотоцикл, мопед, скутер, тележка, автобус, пассажирский вагон, багажный вагон, трактор, внедорожник, сельскохозяйственное транспортное средство, военное транспортное средство, обеспечивающее безопасность транспортное средство и т.д.). Таким образом, остекление может включать ветровое стекло, боковое стекло или заднее стекло, стекло для фары, стекло для индикатора, рефлектор, зеркало или любую другую застекленную часть механического транспортного средства, например деталь интерьера транспортного средства, такую как приборная панель.
Однако обработанное лазером остекление согласно настоящему изобретению не ограничивается автомобильным остеклением. Описанные здесь способы в принципе применимы к любому виду остекления. Например, они могут быть использованы для остекления локомотива, поезда или другого железнодорожного транспортного средства; лодки, корабля или другого водного транспортного средства; самолета или другого воздушного транспортного средства. Данные способы в равной степени применимы к зданию или его части (например, дверь, окно или крыша).
Сложное остекление, связанное с устройствами для обнаружения сигнала и/или передачи сигнала, получает все большее применение в строительстве. В самом деле, устройства, описанные здесь в связи с механическими транспортными средствами (включая погодные датчики, температурные датчики, датчики УФ-света, датчики движения и т.д.), используют во многих зданиях. Они могут быть использованы для контроля за работой жалюзи, штор, открывающих и закрывающих механизмов, для систем безопасности и т.д.