Функциональный элемент с электроуправляемыми оптическими свойствами
Изобретение относится к области автомобильной промышленности и строительства, где используют многослойные стекла с электроуправляемыми функциональными элементами для защиты от солнца или для обеспечения приватности и касается функционального элемента с электроуправляемыми оптическими свойствами, многослойного стекла с функциональным элементом, в частности ветрового стекла или стекла в крыше транспортного средства с электроуправляемым солнцезащитным козырьком. Функциональный элемент с электроуправляемыми оптическими свойствами содержит многослойную систему из по меньшей мере первой несущей пленки, активного слоя и второй несущей пленки, причем по меньшей мере одна грань выхода активного слоя на по меньшей мере одной боковой поверхности многослойной системы функционального элемента по меньшей мере местами герметизирована барьерным материалом. Изобретение обеспечивает разработку улучшенного функционального элемента с электроуправляемыми оптическими свойствами, который усовершенствован в отношении его стойкости к старению. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к функциональному элементу с электроуправляемыми оптическими свойствами, к многослойному стеклу с функциональным элементом, в частности, к ветровому стеклу или стеклу в крыше транспортного средства с электроуправляемым солнцезащитным козырьком.
В автомобильной промышленности и в строительном секторе часто используются многослойные стекла с электроуправляемыми функциональными элементами для защиты от солнца или для обеспечения приватности. Так, например, известны ветровые стекла, в которые встроен солнцезащитный козырек (солнцезащитный экран) в форме функционального элемента с электроуправляемыми оптическими свойствами. При этом, в частности, пропускание или характеристики рассеяния электромагнитного излучения в видимом диапазоне спектра могут регулироваться электрически. Как правило, используются функциональные элементы в виде пленки, которые ламинируются с многослойным стеклом или приклеиваются к нему. В случае ветровых стекол водитель может, например, сам регулировать характеристики пропускания стеклом солнечного излучения. Таким образом, можно отказаться от обычных механических солнцезащитных козырьков. Благодаря этому можно снизить вес транспортного средства и освободить место в области крыши. Кроме того, электроуправление солнцезащитным козырьком является более удобным для водителя, чем вручную опускать механический солнцезащитный козырек.
Ветровые стекла с такими электроуправляемыми солнцезащитными козырьками известны, например, из документов DE 102013001334 A1, DE 102005049081 B3, DE 102005007427 A1 и DE 102007027296 A1.
Типичные электроуправляемые функциональные элементы неоднократно описывались в уровне техники, например, в документах EP 3085530 A1, WO 2014/086555 A1, WO 2007/122429 A1, WO 2007/122428 A1, WO 2011/033313 A1, WO 2014/023475 A1, WO 2007/122427 A1, WO 2012/009399 A1, WO 2010/032068 A1 и WO 2014/072137 A1, они содержат, например, электрохромные слоистые структуры или SPD-пленки (от Suspended Particle Device -устройства со взвешенными частицами). Другими возможными функциональными элементами для реализации электроуправляемой защиты от солнца являются так называемые PDLC-функциональные элементы (от polymer dispersed liquid crystal=жидкий кристалл, диспергированный в полимере). Их активный слой содержит жидкие кристаллы, введенные в полимерную матрицу. В отсутствии напряжения жидкие кристаллы расположены неупорядоченно, что приводит к сильному рассеянию света, проходящего через активный слой. Если же на плоские электроды подается напряжение, то жидкие кристаллы выстраиваются в общем направлении, и пропускание света через активный слой повышается. Действие PDLC-функционального элемента состоит не столько в снижении общего пропускания, сколько в повышении рассеяния, чтобы обеспечить защиту от слепящего действия.
Обычные ламинированные функциональные элементы, в частности, PDLC-функциональные элементы часто демонстрируют нежелательные признаки старения в области краев, такие как обесцвечивание и изменения оттенка.
Поэтому в основе настоящего изобретение стоит задача разработать улучшенный функциональный элемент с электроуправляемыми оптическими свойствами, который усовершенствован, в частности, в отношении его стойкости к старению.
Задача настоящего изобретения решена посредством функционального элемента согласно независимому пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления выявляются из зависимых пунктов.
Предлагаемый изобретением функциональный элемент с электроуправляемыми оптическими свойствами содержит по меньшей мере одну многослойную систему из по меньшей мере первой несущей пленки, активного слоя и второй несущей пленки, причем по меньшей мере одна грань выхода активного слоя на по меньшей мере одной боковой поверхности функционального элемента по меньшей мере местами заделана барьерным материалом.
Многослойная система согласно изобретению предпочтительно содержит по меньшей мере: первую несущую пленку, первый плоский электрод, активный слой, второй плоский электрод и вторую несущую пленку, расположенные в указанной последовательности друг на друге. Многослойная система представляет собой, например, предварительно собранную пленку, имеющую подходящие размер и форму.
Согласно изобретению, многослойная система из пленок типично имеет большую площадь при малой полной толщине. Далее эта большая площадь многослойной системы будет называться поверхностью верхней стороны и поверхностью нижней стороны, а ортогональные им поверхности, имеющие малую ширину (соответствующую направлению малой полной толщины), будут называться боковыми поверхностями.
Активный слой на обеих больших поверхностях ограничен несущей пленкой и, при необходимости, плоским электродом. На боковых поверхностях многослойной системы из первой несущей пленки, первого плоского электрода, активного слоя, второго плоского электрода и второй несущей пленки находятся соответственно боковые поверхности несущих пленок, плоских электродов и активного слоя. Так как активный слой на его больших поверхностях покрыт плоскими электродами и несущими пленками, он доступен для внешней среды только на боковых поверхностях многослойной системы. Соответствующие участки активного слоя на боковых поверхностях многослойной системы в контексте изобретения называются гранью выхода активного слоя.
Изобретение базируется на знаниях авторов, что старение электроуправляемого оптического функционального элемента происходит в основном в результате проникновения вредных веществ внутрь функционального элемента через грань выхода активного слоя или грани выхода плоских электродов, что нежелательным образом изменяет оптические свойства функционального элемента, например, приводит к выцветанию или изменению пропускания функционального элемента, начиная с его боковых краев. Герметизация функционального элемента подходящим барьерным материалом препятствует или предотвращает диффузию вредных веществ в функциональный элемент через его боковую поверхность. Тем самым можно значительно ослабить или предотвратить появление названных выше признаков старения.
В одном предпочтительном варианте осуществления функционального элемента согласно изобретению грани выхода активного слоя на всех боковых поверхностях полностью герметизированы барьерным материалом. Это приводит к особенно надежной герметизации активного слоя функционального элемента и позволяет достичь особенно хорошей стойкости к старению функционального элемента.
В следующем предпочтительном варианте осуществления функционального элемента согласно изобретению по меньшей мере одна из боковых поверхностей, а предпочтительно все боковые поверхности полностью герметизированы барьерным материалом. Благодаря этому достигается еще лучшая герметизация активного слоя функционального элемента и еще лучшая стойкость к старению функционального элемента.
В контексте настоящего изобретение "герметизированный" означает, что соответствующий участок поверхности полностью покрыт барьерным материалом в качестве защитного слоя и, таким образом, сделан более стойким и долговечным, в частности, в отношении диффузии вредных веществ, таких как влага, а также, в частности, в отношении диффузии пластификаторов из окружения внутрь функционального элемента и особенно в активный слой.
В одном предпочтительном варианте осуществления функционального элемента согласно изобретению барьерный материал экструдируют на боковую поверхность многослойной системы, в частности, на грань выхода, или напыляют на боковую поверхность, в частности, на грань выхода. При этом особенно выгодно, если барьерный материал образует с по меньшей мере некоторыми слоями многослойной системы функционального элемента соединение сплавлением или адгезионное соединение, такое как клеевое соединение.
При этом особенно выгодно, если барьерный материал состоит из близкого или такого же материала, что и несущая пленка. Предпочтительно, чтобы как барьерный материал, так и несущая пленка состояли из полимеров, предпочтительно из термопластичных полимеров. Особенно предпочтительно, барьерный материал и несущая пленка состоят в основном из одинакового термопластичного полимера, в частности, в основном из полиэтилентерефталата (PET). При этом особенно хорошее соединение сплавлением обеспечивает особенно хорошую герметизацию боковой поверхности.
Перед нанесением на боковые поверхности многослойной системы функционального элемента барьерный материал предпочтительно нагревают, а после нанесения на функциональный элемент охлаждают, чтобы барьерный материал содержал невытянутые полимерные цепи. Это отличает экструдированный или напыленный барьерный материал от, например, пленок из такого же материала, которые при их получении растягивают или вытягивают.
Барьерный материал предпочтительно располагается на боковой поверхности как утолщение в виде бортика. Барьерный материал предпочтительно не состоит из барьерной пленки. В частности, барьерный материал не состоит из барьерной пленки, которая наклеена, уложена на боковую поверхность или сложена вокруг боковой поверхности.
Особенно предпочтительно, если барьерный материал еще в нагретом состояние вступает в контакт с несущими пленками функционального элемента, чтобы возникло особенно хорошее соединение сплавлением в результате локального расплавления поверхности несущей пленки, находящейся в контакте с барьерным материалом, и барьерного материала. Это приводит к особенно хорошей адгезии барьерного материала к функциональному элементу и достижению особенно хорошей герметизации боковых поверхностей функционального элемента.
Барьерный материал предпочтительно находится в прямом и непосредственном контакте с функциональным элементом. Так, например, между барьерным материалом и многослойной системой функционального элемента не имеется никаких особых слоев клея или другого промежуточного слоя. Таким образом, барьерный материал расположен, помимо всего прочего, непосредственно на грани выхода, что обеспечивает особенно хорошую герметизацию.
В одном предпочтительном варианте осуществления функционального элемента согласно изобретению барьерный материал имеет над гранью выхода активного слоя толщину d (называемую также толщиной материала) по меньшей мере 0,1 мм, предпочтительно по меньшей мере 0,5 мм. Толщина d определяется ортогонально боковой поверхности над гранью выхода активного слоя.
В следующем предпочтительном варианте осуществления функционального элемента согласно изобретению барьерный материал имеет над боковой поверхностью многослойной системы функционального элемента толщину d (называемую также толщиной материала) по меньшей мере 0,1 мм, и предпочтительно по меньшей мере 0,5 мм. Толщина d определена ортогонально боковой поверхности.
Многослойное стекло согласно изобретению содержит по меньшей мере одну вторую многослойную систему, состоящую из наружного стеклянного листа, первого промежуточного слоя, второго промежуточного слоя и внутреннего стеклянного листа, причем промежуточные слои содержат по меньшей мере одну термопластичную полимерную пленку с по меньшей мере одним пластификатором, и причем между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем по меньшей мере местами расположен функциональный элемент согласно изобретению с электроуправляемыми оптическими свойствами.
Если функциональный элемент ламинирован в многослойном стекле, то, в частности, диффузия пластификатора из промежуточных слоев внутрь функционального элемента ведет при старении к выцветанию и изменению пропускания, что отрицательно влияет на прозрачность, функциональность и эстетические характеристики многослойного стекла в целом. Благодаря герметизации функционального элемента подходящим барьерным материалом, который препятствует или предотвращает диффузию пластификатора из промежуточного слоя в функциональный элемент и, в частности, в боковую поверхность функционального элемента, такие признаки старения заметно ослабляются или полностью предотвращаются.
Многослойное стекло может представлять собой, например, ветровое стекло или стекло в крыше транспортного средства или другое остекление транспортного средства, например, стеклянную перегородку в транспортном средстве, предпочтительно в рельсовом транспортном средстве или автобусе. Альтернативно, многослойное стекло может представлять собой архитектурное остекление, например, на фасаде здания, или стеклянную перегородку внутри здания.
Термины "наружный стеклянный лист" и "внутренний стеклянный лист" произвольно описывают два разных листа. В частности, наружный стеклянный лист может называться первым листом, а внутренний стеклянный лист вторым листом.
Если многослойное стекло предусмотрено для отделения в оконном проеме транспортного средства или здания внутреннего пространства от внешней среды, то внутренним стеклянным листом в контексте изобретение называется лист (второй лист), обращенный во внутреннее пространство (салон транспортного средства). Наружным стеклянным листом называется лист (первый лист), обращенный к внешней среде. Однако изобретение этим не ограничивается.
Многослойное стекло согласно изобретению содержит функциональный элемент согласно изобретению с электроуправляемыми оптическими свойствами, который расположен, по меньшей мере местами, между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем. Первый и второй промежуточный слой обычно имеют такие же размеры, что и наружный стеклянный лист и внутренний стеклянный лист. Функциональный элемент предпочтительно выполнен в виде пленки.
В одном предпочтительном варианте осуществления многослойного стекла по изобретению промежуточный слой содержит полимер, предпочтительно термопластичный полимер.
В одном особенно предпочтительном варианте осуществления многослойного стекла по изобретению промежуточный слой содержит по меньшей мере 3 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 5 вес.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 20 вес.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 вес.% и, в частности, по меньшей мере 40 вес.% пластификатора. Пластификатор содержит или предпочтительно состоит из триэтиленгликоль-бис-(2-этилгексанoата).
Пластификаторы представляют собой химические вещества, которые делают пластмассы более мягкими, более гибкими, более податливыми и/или более эластичными. Они смещают диапазон термоупругости пластмасс в сторону более низких температур, чтобы пластмассы в области температур применения имели желаемые эластичные свойства. Другими предпочтительными пластификаторами являются сложные эфиры карбоновых кислот, в частности, малолетучие сложные эфиры карбоновых кислот, жиры, масла, мягкие смолы и камфора. Другими предпочтительными пластификаторами являются алифатические диэфиры три- или тетраэтиленгликоля. Особенно предпочтительно использовать в качестве пластификатора 3G7, 3G8 или 4G7, где первая цифра означает число этиленгликолевых звеньев в соединении, а последняя цифра число атомов углерода в карбокислотной части соединения. Так, 3G8 означает триэтиленгликоль-бис-(2-этилгексанoат), т.е. соединение формулы C4H9CH(CH2CH3)CO(OCH2CH2)3O2CCH(CH2CH3)C4H9.
В следующем особенно предпочтительном варианте осуществления многослойного стекла по изобретению промежуточный слой содержит по меньшей мере 60 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 70 вес.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 90 вес.% и, в частности, по меньшей мере 97 вес.% поливинилбутираля.
Толщина каждого промежуточного 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.
В одном предпочтительном варианте осуществления функционального элемента согласно изобретению барьерный материал выполнен так, чтобы он предотвращал диффузию пластификатора из промежуточного слоя через барьерный материал.
В одном особенно предпочтительном варианте осуществления функционального элемента согласно изобретению барьерный материал обеднен пластификатором, предпочтительно имеет содержание пластификатора менее 3 вес.%, особенно предпочтительно менее 1 вес.% и, в частности, менее 0,5 вес.%. В высшей степени предпочтительно, барьерный материал совсем не содержит пластификатора, то есть в него целенаправленно не добавлялся пластификатор. Барьерный материал предпочтительно содержит полимер, предпочтительно полиэтилентерефталат (PET) или поливинилфторид (PVF), или состоит из такого полимера. Барьерный материал может также содержать обеденный пластификатором поливинилбутираль (PVB), с содержанием пластификатора менее 3 вес.%.
Управляемый функциональный элемент типично содержит тонкий активный слой между двумя плоскими электродами. Активный слой имеет управляемые оптические свойства, которые можно регулировать напряжением, приложенным к плоским электродам.
В многослойном стекле согласно изобретению плоские электроды и активный слой типично расположены по существу параллельно поверхностям наружного стеклянного листа и внутреннего стеклянного листа.
Плоские электроды известным способом связаны по току с внешним источником напряжения. Электрический контакт реализуется посредством подходящих соединительных кабелей, например, пленочных проводников, которые факультативно соединены с плоскими электродами через так называемую собирательную шину (bus bars), например, полосы электропроводящего материала или электропроводящей печати.
Плоские электроды предпочтительно выполнены как прозрачные электропроводящие слои. Плоские электроды предпочтительно содержат по меньшей мере один металл, металлический сплав или прозрачный проводящий оксид (transparent conducting oxide, TCO). Плоские электроды могут содержать, например, серебро, золото, медь, никель, хром, вольфрам, оксид индия-олова (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, в высшей степени предпочтительно от 30 нм до 500 нм.
Помимо внешнего активного слоя активного слоя и плоских электродов, функциональный элемент может также содержать и другие известные слои, например, барьерные слои, блокирующие слои, противоотражательные слои, защитные слои и/или выравнивающие слои.
Функциональный элемент предпочтительно имеет вид многослойной пленки с двумя наружными несущими пленками. В такой многослойной пленке плоские электроды и активный слой находятся между двумя несущими пленками. Здесь под наружной несущей пленкой понимается, что несущие пленки образуют обе поверхности многослойной пленки. Таким образом, функциональный элемент может быть выполнен в виде ламинированной пленки, которую предпочтительно можно обрабатывать. Несущие пленки с успехом защищают функциональный элемент от повреждений, в частности, коррозии. Многослойная пленка содержит, в указанной последовательности: по меньшей мере несущую пленку, плоский электрод, активный слой, следующий плоский электрод и следующую несущую пленку. Несущая пленка несет, в частности, плоские электроды и придает жидкому или мягкому активному слою необходимую механическую стабильность.
Несущие пленки предпочтительно содержат по меньшей мере один термопластичный полимер, особенно предпочтительно бедный пластификатором или не содержащий пластификатора полиэтилентерефталат (PET). Это особенно выгодно с точки зрения стабильности многослойной пленки. Однако несущие пленки могут также содержать и другие бедные пластификатором или не содержащие пластификатора полимеры, как, например, этиленвинилацетат (EVA), полипропилен, поликарбонат, полиметилметакрилат, полиакрилат, поливинилхлорид, полиацетатная смола, литьевые смолы, акрилаты, фторированные сополимеры этилена с пропиленом, поливинилфторид и/или этилен-тетрафторэтилен или могут состоять из таких полимеров. Толщина каждой несущей пленки предпочтительно составляет от 0,1 мм до 1 мм, особенно предпочтительно от 0,1 мм до 0,2 мм.
Как правило, несущие пленки содержат электропроводящее покрытие, которое обращено к активному слою и действует как плоский электрод.
Функциональный элемент согласно изобретению предпочтительно является PDLC-функциональным элементом (жидкий кристалл, диспергированный в полимере). Активный слой PDLC-функционального элемента содержит жидкие кристаллы, которые встроены в полимерную матрицу. Когда к плоским электродам не приложено напряжение, жидкие кристаллы выстроены неупорядоченно, что ведет к сильному рассеянию света, проходящего через активный слой. Если же на плоские электроды подается напряжение, то жидкие кристаллы выстраиваются в одном направлении, и пропускание света через активный слой повышается. Альтернативно можно использовать функциональные элементы и, в частности, PDLC-функциональные элементы, которые являются прозрачными в отсутствии напряжения (ноль вольт) и сильно рассеивают, когда прикладывается напряжение.
Однако в принципе можно использовать и другие виды управляемых функциональных элементов, например, электрохромные функциональные элементы или SPD-функциональные элементы (suspended particle device). Упомянутые управляемые функциональные элементы и способ их дейстия специалисту известны, поэтому здесь можно обойтись без подробного описания.
Функциональные элементы в виде многослойных пленок имеются в продаже. Функциональный элемент типично вырезают желаемой формы и размера из многослойной пленки большего размера. Это можно осуществить механически, например, с помощью ножа. В одном предпочтительном варианте осуществления резка проводится с помощью лазера. Оказалось, что в этом случае боковая поверхность является более стабильной, чем при механической резке. В случае механически вырезанных боковых поверхностей может возникнуть риск, что материал будет, так сказать, оттягиваться назад, что бросается в глаза и отрицательно влияет на эстетические характеристики стекла.
В многослойном стекле согласно изобретению функциональный элемент через часть первого промежуточного слоя соединен с наружным стеклянным листом, а через часть второго промежуточного слоя с внутренним стеклянным листом. Промежуточные слои предпочтительно расположены друг на друге по всей поверхности и ламинированы друг с другом, причем функциональный элемент вложен между этими двумя слоями. Перекрываемые функциональным элементом области промежуточных слоев образуют в таком случае зоны, которые соединяют функциональный элемент со стеклянными листами. В других зонах листа, где промежуточные слои находятся в прямом контакте друг с другом, они при ламинировании могут сплавиться таким образом, что эти два исходных слоя при известных условиях больше нельзя различить, и вместо них имеется один однородный промежуточный слой. Функциональный элемент согласно изобретению с барьерным материалом предпочтительно целиком находится внутри многослойного стекла и окружен сплавленными друг с другом промежуточными слоями, предпочтительно с одной стороны, с трех сторон или со всех сторон.
Промежуточный слой может быть образован, например, из единственной термопластичной пленки. Промежуточный слой может быть также образован в виде двухслойной, трехслойной или многослойной пленочной системы, причем отдельные пленки могут иметь одинаковые или разные свойства. Промежуточный слой может быть также образован из отрезков разных термопластичных пленок, боковые поверхности которых граничат друг с другом.
В одном предпочтительном усовершенствованном варианте многослойного стекла по изобретению зона первого или второго промежуточного слоя, через которую функциональный элемент соединен с наружным стеклянным листом или внутренним стеклянным листом, является тонированной или окрашенной. Поэтому пропускание в видимом диапазоне спектра этой зоной снижено по сравнению с нетонированным или неокрашеным слоем. Таким образом, тонированная/окрашенная зона промежуточного слоя снижает светопропускание ветрового стекла в области солнцезащитного козырька. Улучшается, в частности, эстетическое впечатление от функционального элемента, так как тонирование приводит к более нейтральному внешнему виду, что является более приятным для наблюдателя.
Под электроуправляемыми оптическими свойствами в контексте изобретения понимаются такие свойства, которые можно регулировать плавно, а также те, какие можно переключать между двумя или более дискретными состояниями.
Электроуправление солнцезащитным козырьком реализуется, например, с помощью переключателей, поворотных или скользящих регуляторов, которые встроены в приборную доску транспортного средства. Однако в лобовое стекло можно также встроить кнопку регулировки солнцезащитного козырька, например, емкостную кнопку. В качестве альтернативы или в дополнение к этому солнцезащитный козырек может управляться бесконтактными способами, например, путем распознавания жестов, или в зависимости от состояния зрачка или века, устанавливаемого камерой и подходящим блоком обработки данных. Альтернативно или дополнительно, солнцезащитный козырек может управляться датчиками, которые обнаруживают попадание света на стеклянный лист.
Тонированная или цветная зона промежуточного слоя предпочтительно имеет пропускание в видимом диапазоне спектра от 10% до 50%, особенно предпочтительно от 20% до 40%. Благодаря этому достигаются особенно хорошие результаты в отношении защиты от ослепляющего света и внешнего вида.
Промежуточный слой может быть образован из единственной термопластичной пленки, в которой с помощью локального тонирования или окрашивания создана тонированная или цветная зона. Такие пленки получают, например, путем соэкструзии. Альтернативно можно соединить кусок нетонированной пленки и кусок тонированной или цветной пленки с получением термопластичного слоя.
Тонированная или цветная зона может быть окрашена или тонирована однородно, то есть ее светопропускание не зависит от места. Однако тонировка или окраска могут быть и неоднородными, в частности, можно реализовать профиль пропускания. В одном варианте осуществления коэффициент пропускания уменьшается в тонированной или цветной зоне, по меньшей мере местами, с увеличением расстоянии до верхней кромки. В результате можно избежать острых границ тонированной или цветной зоны, чтобы переход от солнцезащитного козырька в прозрачную зону ветрового стекла происходил постепенно, что выглядит более эстетично.
В одном предпочтительном варианте осуществления область первого промежуточного слоя, то есть область между функциональным элементом и наружным стеклянным листом, является тонированной. Это создает особенно приятное эстетическое впечатление, если смотреть сверху на наружный стеклянный лист. Область второго промежуточного слоя между функциональным элементом и внутренним стеклянным листом факультативно может быть также окрашена или тонирована.
Многослойное стекло с электроуправляемым функциональным элементом предпочтительно может быть образовано как ветровое стекло с электроуправляемым солнцезащитным козырьком. Такое ветровое стекло имеет верхнюю кромку и нижнюю кромку, а также две боковые кромки, проходящие между верхней кромкой и нижней кромкой. Верхней кромкой называется кромка, которая в смонтированном состоянии обращена вверх. Нижней кромкой называется кромка, которая в смонтированном состоянии обращена вниз. Верхнюю кромку часто называют также кромкой крыши, а нижнюю кромку моторной кромкой.
Ветровые стекла имеют центральное поле обзора, к оптическому качеству которому предъявляются высокие требования. Центральное поле обзора должно иметь высокое светопропускание (обычно выше 70%). Указанное центральное поле обзора является, в частности, полем обзора, известным специалисту как поле обзора B, зона обзора B или зона B. Поле обзора B и его технические требования определены в контрольном документе № 43 Экономической комиссии ООН для Европы (ЕЭК ООН) (ECE-R43, "Единые предписания, касающиеся безопасных материалов для остекления и их установки на транспортных средствах"). Поле обзора B определено там в приложении 18.
В этом случае функциональный элемент предпочтительно располагается выше центрального поля обзора (поле обзора B). Это означает, что функциональный элемент находится в области между центральным полем обзора и верхней кромкой ветрового стекла. Функциональный элемент не должен охватывать всю эту область, но он полностью расположен внутри этой области и не выступает за ее пределы в центральное поле обзора. Другими словами, функциональный элемент имеет меньшее расстояние до верхней кромки ветрового стекла, чем центральная зона обзора. Таким образом, пропускание в центральном поле обзора не нарушается функциональным элементом, который позиционирован в месте, аналогичном месту классического механического солнцезащитного козырька в откинутом состоянии.
Ветровое стекло предпочтительно предназначено для автомобиля, особенно предпочтительно для легкового автомобиля.
В одном предпочтительном варианте осуществления функциональный элемент, точнее боковые поверхности функционального элемента с барьерным материалом окружены по периметру третьим промежуточным слоем. Третий промежуточный слой образован в виде рамки с выемкой, в которую вставлен функциональный элемент. Третий промежуточный слой также может быть образован из термопластичной пленки, в которой были сделаны выемки путем вырезания. Альтернативно, третий промежуточный слой может быть также собран из нескольких кусков пленки вокруг функционального элемента. Промежуточный слой предпочтительно образован из по меньшей мере трех термопластичных слоев, расположенных плоскостно друг на друге, причем средний слой имеет выемку, в которой находится функциональный элемент. При изготовлении третий промежуточный слой располагают между первым и вторым промежуточными слоями, причем боковые поверхности всех промежуточных слоев предпочтительно находятся под укрытием. Третий промежуточный слой предпочтительно имеет примерно такую же толщину, что и функциональный элемент. Это компенсирует локальную разницу толщины ветрового стекла, обусловленную локализованным функциональным элементом, так что можно предотвратить бой стекла по время ламинирования.
Боковые поверхности функционального элемента, видные сквозь ветровое стекло, предпочтительно расположены заподлицо с третьим промежуточным слоем, так что между боковой поверхностью функционального элемента и обращенной к ней боковой поверхностью промежуточного слоя не имеется зазора. Это справедливо, в частности, для нижней поверхности функционального элемента, которая типично видна. Таким образом, граница между третьим промежуточным слоем и функциональным элементом не бросается в глаза.
В одном предпочтительном варианте осуществления нижние кромки функционального элемента и тонированной области промежуточного слоя(ев) подогнаны к форме верхней кромки ветрового стекла, что приводит к оптически привлекательному внешнему виду. Так как верхняя кромка ветрового стекла обычно является изогнутой, в частности, вогнутой, нижняя кромка функционального элемента и тонированная область предпочтительно также выполнены изогнутыми. Особенно предпочтительно, нижние кромки функционального элемента выполнены по существу параллельными верхней кромке ветрового стекла. Однако возможна также конструкция солнцезащитного козырька из двух прямых половинок, которые расположены под углом друг к другу, и форма верхней кромки в этом случае близка к v-образной.
В одном варианте осуществления изобретения функциональный элемент разделен изоляционными линиями на сегменты. Изоляционные линии вводят, в частности, в плоские электроды, чтобы электрически изолировать сегменты плоского электрода друг от друга. Отдельные сегменты соединены с источником напряжения независимо друг от друга, чтобы их можно было регулировать по отдельности. Так, можно независимо переключать разные зоны солнцезащитного козырька. Особенно предпочтительно, в смонтированном состоянии изоляционные линии и сегменты располагаются горизонтально. Это позволяет пользователю регулировать высоту солнцезащитного козырька. Термин "горизонтальный" здесь следует понимать в широком смысле, он обозначает направление, которое в случае ветрового стекла проходит между боковыми кромками ветрового стекла. Изоляционные линии не обязательно должны быть прямолинейными, они могут быть также слегка изогнутыми, предпочтительно они соответствуют возможному изгибу верхней кромки ветрового стекла, в частности, по существу параллельны верхней кромки ветрового стекла. Естественно, возможны также вертикальные изоляционные линии.
Изоляционные линии имеют, например, ширину от 5 мкм до 500 мкм, в частности, от 20 мкм до 200 мкм. Ширину сегментов, то есть расстояние между соседними изоляционными линиями специалист может подходящим образом выбрать в соответствии с требованиями конкретного случая.
Изоляционные линии могут быть реализованы путем лазерной абляции, механической резки или травлением при изготовлении функционального элемента. Уже ламинированные многослойные пленки можно также сегментировать позднее путем лазерной абляции.
При рассматривании на просвет через многослойное стекло верхняя кромка и соседняя боковая поверхность или все боковые поверхности функционального элемента предпочтительно покрыты непрозрачной маскирующей печатью или наружной рамкой. Ветровые стекла типично имеют по всему периметру периферическую маскирующую печать из непрозрачной эмали, которая используется, в частности, чтобы защитить от УФ-излучения и визуально скрыть клей, применявшийся для установки ветрового стекла. Эта периферическая маскирующая печать предпочтительно используется также для того, чтобы скрыть верхнюю кромку и боковую поверхность функционального элемента, а также необходимые электрические подсоединения. В таком случае солнцезащитный козырек предпочтительно сливается с общим видом ветрового стекла, и наблюдатель потенциально может разглядеть только нижнюю кромку. Предпочтительно, как наружный стеклянный лист, так и внутренний стеклянный лист имеют маскирующую печать, чтобы предотвратить обзор с обеих сторон.
Функциональный элемент может также иметь вырезы или отверстия, например, в так называемой зоне окошка для датчика или окошка для камеры. Эти зоны предусматриваются для оснащения датчиками или камерами, например, датчиками дождя, функция которых из-за регулируемого функционального элемента нарушалась бы в направлении траектории лучей. Можно также реализовать солнцезащитный козырек с по меньшей мере двумя раздельными функциональными элементами, причем между этими функциональными элементами имеется расстояние, которое обеспечивает место для окошка датчика или камеры.
Функциональный элемент (или все функциональные элементы в вышеописанном случае нескольких функциональных элементов) предпочтительно размещается по всей ширине многослойного стекла, соответственно ветрового стекла, за исключением краевой зоны с обеих сторон шириной, например, от 2 мм до 20 мм. Кроме того, функциональный элемент предпочтительно находится от верхней кромки на расстоянии, например, от 2 мм до 20 мм. Таким образом, функциональный элемент заключен внутри промежуточного слоя и защищен от контакта с окружающей атмосферой и от коррозии.
Наружный стеклянный лист и внутренний стеклянный лист предпочтительно изготовлены из стекла, особенно предпочтительно из кальциево-натриевого стекла, обычного для оконных стекол. Однако листы могут быть изготовлены и из других сортов стекла, как, например, кварцевое стекло, боросиликатное стекло или алюмосиликатное стекло, или из жестких прозрачных пластмасс, например, поликарбоната или полиметилметакрилата. Листы могут быть бесцветными или же тонированными или цветными. При этом ветровые стекла должны в центральной зоне обзора иметь достаточное светопропускание, предпочтительно по меньшей мере 70% в основной зоне обзора A, согласно ECE-R43.
Наружный стеклянный лист, внутренний стеклянный лист и/или промежуточный слой могут содержать дополнительные подходящие покрытия, сами по себе известные, такие, например, как противоотражательные покрытия, антиадгезионные покрытия, покрытия, устойчивые к царапинам, фотокаталитические покрытия или солнцезащитные (Low-E) покрытия.
Толщину наружного стеклянного листа и внутреннего стеклянного листа можно варьировать в широких пределах и, таким образом, адаптировать к требованиям конкретного случая. Наружный стеклянный лист и внутренний стеклянный лист предпочтительно имеют толщины от 0,5 мм до 5 мм, особенно предпочтительно от 1 мм до 3 мм.
Кроме того, изобретение относится к способу получения функционального элемента с электроуправляемыми оптическими свойствами, в соответствии с которым по меньшей мере
a) готовят многослойную систему, состоящую из по меньшей мере первой несущей пленки, активного слоя и второй несущей пленки, и
b) грань выхода активного слоя на по меньшей мере одной боковой поверхности функционального элемента по меньшей мере местами, а предпочтительно полностью герметизируют барьерным материалом, причем барьерный материал предпочтительно экструдируют на грань выхода или распыляют на грань выхода.
Многослойная система предпочтительно изготовлена из по меньшей мере первой несущей пленки, первого плоского электрода, активного слоя, второго плоского электрода и второй несущей пленки.
Многослойная система представляет собой, например, предварительно собранную пленку, которой приданы подходящие размер и форма.
При экструзии барьерный материал, который, например, в основном или полностью состоит из полиэтилентерефталата (PET), непрерывно расплавляют или размягчают, проводят через придающую форму фильеру и наносят на функциональный элемент. Затем барьерный материал охлаждается на функциональном элементе. При этом подходящий барьерный материал предпочтительно вступает с функциональным элементом в адгезионное соединение или соединение сплавлением. Подходящие барьерные материалы указаны выше.
Типичные температуры для нанесения барьерного материала специалисту известны или могут быть установлены простыми экспериментами. Барьерный материал из PET типично нагревают до температур от 70°C до 300°C. Для экструзии PET должен быть не полностью жидким, а только размягченным. Слишком высокие температуры экструзии могут привести к разложению молекул PET и к ухудшению свойств барьерного материала.
В одном предпочтительном варианте осуществления способа по изобретению многослойная система, состоящая из по меньшей мере первой несущей пленки, первого плоского электрода, активного слоя, второго плоского электрода и второй несущей пленки, во время экструдирования может полностью располагаться на рабочей поверхности, т.е. многослойная система лежит на рабочей поверхности, например, первой несущей пленкой, обращенной от многослойной системы.
Альтернативно, многослойная система может выступать из рабочей поверхности с одной или со всех сторон, чтобы барьерный материал можно было особенно равномерно экструдировать на боковые поверхности.
При экструдировании многослойная система функционального элемента перемещается относительно экструзионной фильеры. Это можно реализовать, используя неподвижную экструзионную фильеру и движущуюся многослойную систему, неподвижную многослойную систему и движущуюся экструзионную фильеру или комбинацию движущейся многослойной системы и движущейся экструзионной фильеры.
Толщину d барьерного материала над гранью выхода специалист может легко регулировать путем подходящего выбора скорости экструдера, температуры экструзии и скорости, с которой экструзионная фильера проводится относительно функционального элемента.
При распылении барьерного материала в соответствии с изобретением нагретый и сжиженный барьерный материал предпочтительно распыляется потоком сжатого воздуха в распылительной головке. Образованный в результате этого аэрозольный туман опускается на боковые поверхности функционального элемента в виде снова затвердевшего барьерного материала и герметизирует боковые поверхности, например, полностью.
Во время распыления многослойная система может полностью располагаться на рабочей поверхности, т.е. многослойная система лежит, например, первой несущей пленкой на рабочей поверхности. Альтернативно, функциональный элемент может выступать из рабочей поверхности со всех сторон, чтобы барьерный материал можно было особенно равномерно напылить на боковые поверхности многослойной системы.
Во время распыления функциональный элемент предпочтительно перемещается относительно распылительной головки. Это можно реализовать путем использования неподвижной распылительной головки и движущегося функционального элемента, использования неподвижного функционального элемента и движущейся распылительной головки или комбинацией движущейся распылительной головки и движущегося функционального элемента.
В одном предпочтительном варианте осуществления способа по изобретению барьерный материал напыляют на все боковые поверхности функционального элемента. В одном усовершенствованном варианте способа по изобретению барьерный материал напыляют также на поверхность верхней стороны или поверхность нижней стороны или на обе, местами или полностью.
Поток сжатого воздуха содержит или, предпочтительно, состоит из воздуха, азота, аргона или другого защитного газа. Барьерный материал перед распылением размягчают путем нагрева выше точки размягчения, в случае PET нагрева до 200°C-300°C, например, до 250°C
В следующем аспекте изобретение относится к способу получения многослойного стекла согласно изобретению, причем на следующем этапе способа
c) размещают друг над другом в указанном порядке: наружный стеклянный лист, первый промежуточный слой, функциональный элемент согласно изобретению с электроуправляемыми оптическими свойствами, второй промежуточный слой и внутренний стеклянный лист, и
d) наружный стеклянный лист и внутренний стеклянный лист соединяют путем ламинирования, причем из первого промежуточного слоя и второго промежуточного слоя образуется один промежуточный слой со встроенным функциональным элементом.
В одном предпочтительном усовершенствованном варианте способа согласно изобретению на этапе c) между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем находится третий промежуточный слой, который окаймляет функциональный элемент.
Электрический контакт плоских электродов функционального элемента реализуют предпочтительно перед ламинированием многослойного стекла.
Любые отпечатки, например, непрозрачную маскирующую печать или печатные сборные шины для электрического контакта функционального элемента предпочтительно наносят способом трафаретной печати.
Ламинирование предпочтительно осуществляют под действием тепла, вакуума и/или давления. Можно применять известные способы ламинирования, например, способы автоклавирования, вакуумного мешка, вакуумного кольца, каландрирования, вакуумного ламинирования или их комбинацию.
Изобретение относится также к применению содержащего электроуправляемый функциональный элемент многослойного стекла по изобретению в качестве внутреннего или наружного остекления в транспортном средстве или здании, причем электроуправляемый функциональный элемент используется для защиты от солнца или для обеспечения приватности.
Далее, изобретение относится к применению функционального элемента по изобретению в ветровом стекле или стекле в крыше транспортного средства, причем функциональный элемент используется в качестве солнцезащитного козырька.
Далее, изобретение относится к применению функционального элемента по изобретению во внутреннем или наружном остеклении в транспортном средстве или здании, причем электроуправляемый функциональный элемент используется для защиты от солнца или для обеспечения приватности.
Кроме того, изобретение относится к применению многослойного стекла по изобретению в качестве ветрового стекла или стекла в крыше транспортного средства, причем электроуправляемый функциональный элемент используется в качестве солнцезащитного козырька.
Большим преимуществом изобретения в случае многослойных стекол, использующихся в качестве ветрового стекла, является то, что можно обойтись без механически откидываемого солнцезащитного козырька, классически устанавливаемого у потолка транспортного средства. Поэтому изобретение относится также к транспортному средству, предпочтительно автомобилю, в частности, легковому автомобилю, который не имеет такого классического солнцезащитного козырька.
Кроме того, изобретение относится к применению тонированной или цветной зоны промежуточного слоя для соединения функционального элемента с электроуправляемыми оптическими свойствами с наружным стеклянным листом или внутренним стеклянным листом ветрового стекла, причем посредством тонированной или цветной зоны промежуточного слоя и функционального элемента получают электроуправляемый солнцезащитный козырек.
Изобретение подробнее поясняется на чертежах и примерах осуществления. Чертежи представляют собой схематическое изображение и выполнены не в масштабе. Чертежи никоим образом не ограничивают изобретение. Показано:
| фигура 1A: | вид сверху первого варианта осуществления многослойного стекла согласно изобретению с функциональным элементом согласно изобретению, |
| фигура 1B: | вид многослойного стекла с фигуры 1A в сечении по линии разреза Χ-Χ', |
| фигура 1C: | увеличенное изображение зоны Z с фигуры 1B, |
| фигура 2A: | увеличенное изображение фрагмента функционального элемента согласно изобретению во время экструзии барьерного материала, |
| фигура 2B: | увеличенное изображение фрагмента другого примера функционального элемента согласно изобретению во время экструзии барьерного материала, |
| фигура 2C: | увеличенное изображение фрагмента другого примера функционального элемента согласно изобретению во время экструзии барьерного материала, |
| фигура 3: | увеличенное изображение фрагмента другого примера функционального элемента согласно изобретению во время напыления барьерного материала, |
| фигура 4A: | вид сверху другого варианта осуществления многослойного стекла согласно изобретению на примере ветрового стекла с солнцезащитным козырьком, |
| фигура 4B: | сечение многослойного стекла с фигуры 4A вдоль линии сечения X-X'. |
Фигура 1A, фигура 1B и фигура 1C показывают деталь многослойного стекла 100 согласно изобретению. Многослойное стекло 100 содержит наружный стеклянный лист 1 и внутренний стеклянный лист 2, которые соединены друг с другом посредством первого промежуточного слоя 3a и второго промежуточного слоя 3b. Наружный стеклянный лист 1 имеет толщину 2,1 мм и состоит, например, из бесцветного кальциево-натриевого стекла. Внутренний стеклянный лист 2 имеет толщину 1,6 мм и также состоит, например, из бесцветного кальциево-натриевого стекла. Многослойное стекло 100 имеет первую кромку, обозначенную D, далее называемую верхней кромкой. Многослойное стекло 100 имеет вторую кромку, обозначенную M, противоположную верхней кромке D и далее называемую нижней кромкой. Многослойное стекло 100 может, например, в качестве архитектурного остекления находиться в оконной раме с другими стеклами для изоляционного остекления.
Между первым промежуточным слоем 3a и вторым промежуточным слоем 3b находится функциональный элемент 5 согласно изобретению, оптические свойства которого можно регулировать через электрическое напряжение. Линии электропитания для простоты не показаны.
Регулируемый функциональный элемент 5 представляет собой, например, многослойную PDLC-пленку, состоящую из многослойной системы с активным слоем 11 между двумя плоскими электродами 12, 13 и двумя несущими пленками 14, 15. Активный слой 11 содержит полимерную матрицу с диспергированными в ней жидкими кристаллами, которые выстраиваются в зависимости от электрического напряжения, приложенного к плоским электродам, благодаря чему можно регулировать оптические свойства. Несущие пленки 14, 15 состоят из полиэтилентерефталата (PET) и имеют толщину, например, 0,125 мм. Несущие пленки 14, 15 снабжены обращенным к активному слою 11 покрытием из ITO толщиной около 100 нм, который образует плоские электроды 12, 13. Плоские электроды 12, 13 могут соединяться с бортовой электроникой через непоказанную собирательную шину (например, выполненную из содержащей серебро трафаретной печати) и непоказанный соединительный кабель.
Каждый промежуточный слой 3a, 3b содержит термопластичную пленку толщиной 0,38 мм. Промежуточные слои 3a, 3b состоят, например, из 78 вес.% поливинилбутираля (PVB) и 20 вес.% триэтиленгликоль-бис(2-этилгексанoата) как пластификатора.
Функциональный элемент 5 имеет на всех боковых поверхностях 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 барьерный материал 4, который покрывает, например, всю боковую поверхность 5.1, 5.2, 5.3, 5.4. Барьерный материал 4 содержит PET с малым содержанием пластификатора и герметизирует, в частности, всю грань выхода 8 активного слоя 11.
В данном примере барьерный материал 4 по существу состоит, например, из PET, то есть содержит по меньшей мере 97 вес.% PET. Барьерная пленка 4a, 4b содержит менее 0,5 вес.% пластификатора и подходит для того, чтобы уменьшать или предотвращать диффузию пластификатора из промежуточных слоев 3a, 3b через боковые поверхности 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 в функциональный слой 5.
Барьерный материал 4 снижает или предотвращает диффузию пластификатора в активный слой 11, что повышает срок службы функционального элемента 5. Толщина (или, другими словами, толщина материала) d барьерного материала 4 над (т.е. ортогонально к) гранью выхода 8 составляет по меньшей мере 0,3 мм.
Такое многослойное стекло 100 демонстрирует в испытании на старение заметно сниженное обесцвечивание в краевой зоне функционального элемента 5, так как предотвращается диффузия пластификатора из промежуточных слоев 3a, 3b в функциональный элемент 5 и, тем самым, связанная с этим деградация функционального элемента 5.
Фигуры 2A, 2B и 2C показывают в увеличении фрагменты функциональных элементов 5 согласно изобретению во время экструзии барьерного материала 4.
При экструзии барьерный материал 24 размягчают или переводят в жидкое состояние путем нагрева выше его температуры размягчения, в случае PET путем нагрева до 250°C. Затем сжиженный или размягченный барьерный материал 24 выдавливают через экструзионную фильеру 20 и экструдат приводят в контакт с боковой поверхностью 5.1 функционального элемента 5. Там барьерный материал 4 охлаждается и герметизирует боковую поверхность 5.1 с разными слоями функционального элемента 5, в частности, с активным слоем 11.
При этом барьерный материал 4 можно экструдировать так, чтобы он выступал за боковую поверхность 5.1 и покрывал краевую зону верхней стороны второй несущей пленки 14 и нижней стороны первой несущей пленки 15, как это показано, например, на фигуре 2B.
Как детально показано на фигуре 2C, функциональный элемент 5 во время экструдирования может полностью располагаться на рабочей поверхности 25, т.е. функциональный элемент 5 лежит, например, первой несущей пленкой 15 на рабочей поверхности 25.
Альтернативно, функциональный элемент 5 может выступать за пределы рабочей поверхности с одной стороны или со всех сторон (смотри, например, фигуру 2A или 2B), чтобы барьерный материал 4 можно было особенно равномерно экструдировать на боковые поверхности.
Во время экструзии функциональный элемент 5 перемещается относительно экструзионной фильеры 20. Это может быть достигнуто посредством стационарной экструзионной фильеры 20 и подвижного функционального элемента 5, с помощью стационарного функционального элемента 5 и движущейся экструзионной фильеры 20 или комбинацией этих вариантов.
Фигура 3 показывает в увеличении фрагмент функционального элемента 5 согласно изобретению во время напыления барьерного материала 4. Для этого нагретый и сжиженный барьерный материал 4 распыляется в распылительной головке 30 потоком сжатого воздуха 32. Полученный аэрозольный туман 31 осаждается в виде снова затвердевшего барьерного материала 4 на боковую поверхность 5.1 функционального элемента 5 и в показанном здесь примере полностью герметизирует боковую поверхность 5.1.
Во время распыления функциональный элемент 5 может быть расположен полностью на рабочей поверхности, т.е. функциональный элемент 5 лежит первой несущей пленкой 15 на рабочей поверхности. Альтернативно, функциональный элемент 5 может со всех сторон выступать за пределы рабочую поверхности, так что барьерный материал 4 может распыляться на боковые поверхности особенно равномерно. Во время распыления функциональный элемент 5 перемещается относительно распылительной головки 30. Это может быть достигнуто посредством неподвижной распылительной головки 30 и подвижного функционального элемента 5, посредством неподвижного функционального элемента 5 и подвижной распылительной головки 30 или комбинацией этих вариантов.
Поток сжатого воздуха 32 содержит или, предпочтительно, состоит из воздуха, азота или другого защитного газа. Барьерный материал 34 в результате нагрева выше точки размягчения, в случае PET нагрева до 250°C, размягчается.
Фигура 4A и фигура 4B показывают фрагмент типичного многослойного стекла 100 согласно изобретению в качестве ветрового стекла с электроуправляемым солнцезащитным козырьком. Многослойное стекло 100 на фигурах 4A и 4B в основном соответствует многослойному стеклу 100 с фигур 1A-C, так что далее обсуждаются только различия.
Ветровое стекло представляет собой трапециевидное многослойное стекло 100 с наружным стеклянным листом 1 и внутренним стеклянным листом 2, которые соединены друг с другом через два промежуточных слоя 3a, 3b. Наружный стеклянный лист 1 имеет толщину 2,1 мм и состоит из зеленого кальциево-натриевого стекла. Внутренний стеклянный лист 2 имеет толщину 1,6 мм и состоит из бесцветного кальциево-натриевого стекла. В смонтированном состоянии ветровое стекло имеет обращенную к крыше верхнюю кромку D и обращенную к моторному отсеку нижнюю кромку M.
Ветровое стекло выполнено с электрорегулируемым функциональным элементом 5 согласно изобретению в качестве солнцезащитного козырька, который находится в области выше центральной зоны обзора B (как определено в ECE-R43). Солнцезащитный козырек образован из промышленно выпускаемой многослойной PDLC-пленки в качестве функционального элемента 5, который вставлен между промежуточными слоями 3a, 3b. Высота солнцезащитного козырька составляет, например, 21 см. Первый промежуточный слой 3a соединен с наружным стеклянным листом 1, а второй промежуточный слой 3b соединен с внутренним стеклянным листом 2. Находящийся между ними третий промежуточный слой 3c имеет вырез, в который с соблюдением точности посадки, то есть заподлицо на всех сторонах, вложена раскроенная многослойная PDLC-пленка. Таким образом, третий промежуточный слой 3c образует своего рода паспарту для функционального элемента 5, который со всех сторон окружен термопластичным материалом и, таким образом, защищен.
Первый промежуточный слой 3a содержит тонированную зону 6, которая расположена между функциональным элементом 5 и наружным стеклянным листом 1. Таким образом, светопропускание ветрового стекла в области функционального элемента 5 дополнительно снижается, и белесоватость PDLC-функционального элемента 5 в диффузном состоянии смягчается. Тем самым, внешний вид ветрового стекла становится заметно более привлекательным. Первый промежуточный слой 3a имеет в зоне 6, например, среднее светопропускание 30%, при этом достигаются хорошие результаты.
Зона 6 может быть тонированной однородно. Однако часто визуально более привлекательно, если тонировка слабее в направление нижней кромки функционального элемента 5, чтобы тонированная и нетонированная области плавно переходили друг в друга.
В показанном случае нижняя кромка тонированной зоны 6 и нижняя кромка PDLC-функционального элемента 5 (здесь его боковая поверхность 5.1) расположены заподлицо с барьерным материалом 4. Однако это может быть и не так. Можно также, чтобы тонированная зона 6 выступала за функциональный элемент 5 или, наоборот, чтобы функциональный элемент 5 выступал за тонированную зону 6. В последнем случае не весь функциональный элемент 5 был бы соединен с наружным стеклянным листом 1 через тонированную зону 6.
Как обычно, ветровое стекло имеет проходящую по периферии маскирующую печать 9, которая образована из непрозрачной эмали на внутренних поверхностях (в смонтированном состоянии обращенных в салон транспортного средства) наружного стеклянного листа 1 и внутреннего стеклянного листа 2. Расстояние от функционального элемента 5 до верхней кромки D и боковых кромок ветрового стекла меньше ширины маскирующей печати 9, так что боковые поверхности функционального элемента 5, за исключением боковой кромки, обращенной к центральной зоне обзора B, закрыты маскирующей печатью 9. Кроме того, электрические подсоединения (не показаны) целесообразно наносить в зоне маскирующей печати 9, тем самым их не видно.
Регулируемый функциональный элемент 5 представляет собой многослойную пленку, состоящую из активного слоя 11 между двумя плоскими электродами 12, 13 и двумя несущими пленками 14, 15. Активный слой 11 содержит полимерную матрицу с диспергированными в ней жидкими кристаллами, которые выстраиваются в зависимости от приложенного к плоским электродам электрического напряжения, благодаря чему можно регулировать оптические свойства. Несущие пленки 14, 15 состоят из PET и имеют толщину, например, 0,125 мм. Несущие пленки 14, 15 снабжены обращенным к активному слою 11 покрытием из ITO толщиной около 100 нм, которое образует электроды 12, 13. Электроды 12, 13 могут соединяться с бортовой электроникой через непоказанную собирательную шину (например, выполненную из содержащей серебро трафаретной печати) и непоказанный соединительный кабель.
На боковых поверхностях 5.1, 5.2, 5.3 и 5.4 функционального элемента 5 экструдирован, например, барьерный материал 4, аналогично фигуре 2C. В показанном примере все боковые поверхности 5.1, 5.2, 5.3 и 5.4 полностью герметизированы барьерным материалом 4 из PET с низким содержанием пластификатора. Это особенно хорошо защищает функциональный элемент 5 от старения.
Для промежуточных слоев 3a, 3b, 3c предпочтительно можно использовать так называемый "High Flow PVB", который по сравнению со стандартными PVB-пленками имеет более сильную текучесть. Таким образом, слои сильнее расплываются вокруг барьерного материала 4 и функционального элемента 5, в результате чего возникает более однородное визуальное впечатление, и переход функционального элемента 5 в промежуточный слой 3c меньше бросается в глаза. "High Flow PVB" можно использовать для всех или только для одного или нескольких промежуточных слоев 3a, 3b, 3c.
В следующем, не показанном здесь примере ветровое стекло и функциональный элемент 5 с барьерным материалом 4 по существу соответствуют варианту с фигур 4A и 4B. Однако PDLC-функциональный элемент 5 разделен горизонтальными изоляционными линиями, например, на шесть полосообразных сегментов. Изоляционные линии имеют, например, ширину от 40 мкм до 50 мкм и отстоят друг от друга на 3,5 см. Они были нанесены лазером на заранее изготовленную многослойную пленку. Изоляционные линии разделяют, в частности, плоские электроды на изолированные полосы, которые имеют отдельное электрическое подсоединение. Таким образом, сегменты могут переключаться независимо друг от друга. Чем тоньше сделаны изоляционные линии, тем менее они заметны. Способом травления можно получить еще более тонкие изоляционные линии.
Высоту затемненного функционального элемента 5 можно устанавливать путем сегментации. Так, в зависимости от положения солнца водитель может затемнить весь солнцезащитный козырек или только его часть.
В одном особенно удобном варианте осуществления функциональный элемент 5 регулируется через находящуюся в области функционального элемента емкостную кнопку управления, при этом водитель устанавливает степень затемнения по месту, в котором он касается стекла. Альтернативно, функциональный элемент 5 можно регулировать также бесконтактным способом, например, через распознавание жестов, или в зависимости от состояния зрачка или века, устанавливаемого камерой и подходящим блоком обработки данных.
Список позиций
| 1 | наружный стеклянный лист |
| 2 | внутренний стеклянный лист |
| 3a | первый промежуточный слой |
| 3b | второй промежуточный слой |
| 3c | третий промежуточный слой |
| 4 | барьерный материал |
| 5 | функциональный элемент с электроуправляемыми оптическими свойствами |
| 5.1,5.2,5.3,5.4 | боковая поверхность функционального элемента 5 |
| 6 | тонированная зона первого промежуточного слоя 3a |
| 8 | грань выхода активного слоя 11 |
| 9 | маскирующая печать |
| 11 | активный слой функционального элемента 5 |
| 12 | плоский электрод функционального элемента 5 |
| 13 | плоский электрод функционального элемента 5 |
| 14 | несущая пленка |
| 15 | несущая пленка |
| 20 | экструзионная фильера |
| 24,34 | нагретый барьерный материал |
| 30 | распылительная насадка |
| 31 | распыленная струя, аэрозольный туман |
| 32 | сжатый воздух |
| 100 | многослойное стекло |
| B | центральное поле обзора ветрового стекла |
| D | верхняя кромка ветрового стекла, кромка крыши |
| M | нижняя кромка ветрового стекла, моторная кромка |
| d | толщина, толщина материала |
| X-X' | линия разреза |
| Z | увеличенная зона |
1. Функциональный элемент (5) с электроуправляемыми оптическими свойствами, содержащий многослойную систему из по меньшей мере:
- первой несущей пленки (15),
- активного слоя (11) и
- второй несущей пленки (14),
причем по меньшей мере одна грань выхода (8) активного слоя (11) на по меньшей мере одной боковой поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) многослойной системы функционального элемента (5) по меньшей мере местами герметизирована барьерным материалом (4), и барьерный материал (4) эктрудирован на грань выхода (8) или напылен на грань выхода (8).
2. Функциональный элемент (5) по п. 1, в котором барьерный материал (4) находится в непосредственном контакте с гранью выхода (8).
3. Функциональный элемент (5) по п. 1 или 2, в котором грани выхода (8) на всех боковых поверхностях (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) полностью заделаны барьерным материалом (4), или в котором по меньшей мере одна из боковых поверхностей (5.1, 5.2, 5.3, 5.4), а предпочтительно все боковые поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) полностью заделаны барьерным материалом (4).
4. Функциональный элемент (5) по одному из пп. 1-3, причем функциональный элемент (5) представляет собой пленку жидкого кристалла, диспергированного в полимере (PDLC-пленка).
5. Функциональный элемент (5) по одному из пп. 1-4, в котором барьерный материал (4) выполнен так, чтобы он предотвращал диффузию пластификатора через барьерный материал (4).
6. Функциональный элемент (5) по одному из пп. 1-5, в котором барьерный материал (4) обеднен пластификатором или не содержит пластификатора и предпочтительно содержит полиэтилентерефталат (PET) или поливинилфторид (PVF) или состоит из него.
7. Функциональный элемент (5) по одному из пп. 1-6, в котором барьерный материал (4) над гранью выхода (8) имеет толщину d по меньшей мере 0,1 мм, предпочтительно по меньшей мере 0,5 мм.
8. Функциональный элемент (5) по одному из пп. 1-7, в котором барьерный материал (4) образует с многослойной системой функционального элемента (5) и предпочтительно с несущими пленками (14,15) соединение сплавлением или адгезионное соединение.
9. Функциональный элемент (5) по одному из пп. 1-8, в котором барьерный материал (4) находится непосредственно на боковой поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) многослойной системы функционального элемента (5), в частности, непосредственно на грани выхода (8) активного слоя (11) и/или боковых поверхностях несущих пленок (14,15).
10. Функциональный элемент (5) по одному из пп. 1-9, в котором барьерный материал (4) находится на боковой поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) как утолщение в виде бортика и/или образован не как пленка, в частности, не наклеен или не уложен как пленка на боковую поверхность (5.1, 5.2, 5.3, 5.4), или не обернут вокруг боковой поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4).
11. Многослойное стекло (100) с функциональным элементом (5), содержащее: вторую многослойную систему, содержащую наружный стеклянный лист (1), первый промежуточный слой (3a), второй промежуточный слой (3b) и внутренний стеклянный лист (2), причем промежуточные слои (3a, 3b) содержат по меньшей мере одну термопластичную полимерную пленку с по меньшей мере одним пластификатором, причем между первым промежуточным слоем (3a) и вторым промежуточным слоем (3b) по меньшей мере местами расположен функциональный элемент (5) с электроуправляемыми оптическими свойствами по одному из пп.1-10.
12. Многослойное стекло (100) по п. 11, в котором промежуточный слой (3a, 3b) содержит по меньшей мере 3 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 5 вес.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 20 вес.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 вес.% и, в частности, по меньшей мере 40 вес.% пластификатора, и пластификатор предпочтительно содержит алифатический сложный диэфир три- или тетраэтиленгликоля, особенно предпочтительно триэтиленгликоль-бис-(2-этилгексанoат), или состоит из него.
13. Многослойное стекло (100) по п. 11 или 12, в котором промежуточный слой (3a, 3b) содержит по меньшей мере 60 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 70 вес.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 90 вес.%, в частности, по меньшей мере 97 вес.% поливинилбутираля (PVB).
14. Способ получения функционального элемента (5) с электроуправляемыми оптическими свойствами, в соответствии с которым по меньшей мере
a) готовят многослойную систему из по меньшей мере
- первой несущей пленки (15),
- активного слоя (11) и
- второй несущей пленки (14)
и
b) грань выхода (8) активного слоя (11) на по меньшей мере одной боковой поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) функционального элемента (5) по меньшей мере местами герметизируют барьерным материалом (4), причем барьерный материал (4) экструдируют непосредственно на грань выхода или распыляют непосредственно на грань выхода.
15. Способ по п. 14, в котором на следующем этапе
c) располагают друг над другом в указанном порядке: наружный стеклянный лист (1), первый промежуточный слой (3a), функциональный элемент (5) с электроуправляемыми оптическими свойствами, второй промежуточный слой (3b) и внутренний стеклянный лист (2), и
d) наружный стеклянный лист (1) и внутренний стеклянный лист (2) соединяют путем ламинирования, причем из первого промежуточного слоя (3a) и второго промежуточного слоя (3b) образуется один промежуточный слой с вложенным функциональным элементом (5).
16. Применение функционального элемента (5) по одному из пп. 1-10 в ветровом стекле или стекле в крыше транспортного средства, причем функциональный элемент (5) применяется в качестве солнцезащитного козырька.
17. Применение функционального элемента (5) по одному из пп. 1-10 для внутреннего остекления или наружного остекления в транспортном средстве или здании, причем электроуправляемый функциональный элемент (5) применяется в качестве защитного экрана от солнца или экрана для обеспечения приватности.
