BR112012002000B1 - Vidraça na forma de um para-brisa ou janela traseira de um veículo a motor com campo de sensor opticamente transparente, método para fabricação de uma vidraça com campo de sensor opticamente transparente, e, uso da vidraça com campo de sensor opticamente transparente - Google Patents
Vidraça na forma de um para-brisa ou janela traseira de um veículo a motor com campo de sensor opticamente transparente, método para fabricação de uma vidraça com campo de sensor opticamente transparente, e, uso da vidraça com campo de sensor opticamente transparente Download PDFInfo
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Abstract
“vidraça na forma de um para-brisa ou janela traseira de um veículo a motor com campo de sensor opticamente transparente, método para fabricação de uma vidraça com campo de sensor opticamente transparente, e, uso da vidraça com campo de sensor opticamente transparente” a invenção refere-se a uma vidraça tendo um campo de sensor opticamente transparente, compreendendo: a) pelo menos uma vidraça (1), b) pelo menos um campo de sensor opticamente transparente (2) na vidraça (1), c) pelo menos um revestimento hidrofílico (3) aplicado ao campo de sensor opticamente transparente (2), e d) pelo menos um encapsulamento (4) aplicado no campo de sensor opticamente transparente (2) e pelo menos um sensor (5) aplicado no encapsulamento (4).
Description
[0001] A invenção refere-se a uma vidraça com campo de sensor opticamente transparente, um método para sua preparação e seu uso.
[0002] Muitos veículos a motor, aviões, helicópteros e navios estão equipados com vários sensores ópticos. Exemplos de sensores ópticos são sistemas de câmera, tais como câmeras de vídeo, câmeras de visão noturna, amplificadores de luz residual, ou detectores infravermelhos passivos, tais como FLIR (Prospectiva Infravermelho). Os sistemas de câmara podem usar a luz no ultravioleta (UV), visível (VIS) e variações no comprimento de onda infravermelho (IR). Assim, mesmo que em más condições atmosféricas, tais como a escuridão e nevoeiro, objetos, veículos com motor, e pessoas podem ser identificados com precisão. Esses sistemas de câmera podem ser colocados nos veículos a motor atrás do para-brisa no compartimento do passageiro. Assim, mesmo no tráfego, eles oferecem a possibilidade de detectar situações perigosas e obstáculos em tempo hábil.
[0003] Outras áreas de aplicação adicionais para sensores ópticos estão na medição eletrônica da distância (EDM), por exemplo, por meio de telêmetros a laser. A distância de outros veículos pode ser determinada. Tais sistemas são amplamente utilizados em setores militares, mas bem como há muitas aplicações possíveis no setor civil. Medindo a distância do veículo da frente, é possível determinar a distância necessária de segurança e melhorar de forma significativa a segurança no tráfego. O risco de uma colisão traseira é claramente reduzido com sistemas de alerta automático.
[0004] Devido à sua sensibilidade às condições do tempo ou da movimentação do ar em torno do veículo, tais sensores devem, em todos os casos, ser protegido por vidraças apropriadas. O sensor pode ou ser montado dentro de um veículo ou fora como por câmeras de imagem térmica a partir de helicópteros. No último caso,
Petição 870180169287, de 31/12/2018, pág. 6/44
2/9 o sensor é instalado externamente no helicóptero em um alojamento pivotável. A fim de garantir o funcionamento ideal dos sensores ópticos, com as duas possibilidades, vidraças limpas e livres de condensação são absolutamente essenciais. Condensação e gelo significativamente interferem com a funcionalidade, pois reduzem a transmissão da radiação eletromagnética de forma significativa. Em particular, a formação de gotículas de água no caminho do feixe do sensor resulta, por causa dos reflexos de uma luz forte, em uma severa redução da funcionalidade do sensor.
[0005] DE 10 2007 001 080 Al revela uma vidraça eletricamente aquecida. Esta é fornecida com condutores elétricos abastecidos com corrente e assim aquecida. Os condutores são dispostos de modo que apenas campos eletromagnéticos limitados desenvolvem. Assim, para uma operação de dispositivos que reagem com sensibilidade aos campos eletromagnéticos é possível mesmo na área da vidraça.
[0006] DE 101 56 850 Al divulga um sensor em uma vidraça de janela do veículo a motor, a lente é selada para do interior do veículo por um encapsulamento. Esta estrutura evita a deposição de partículas de poeira na lente. Um filtro de partículas é fornecido para a troca de ar.
[0007] DE 10 2004 054 161 Al revela uma área de detecção de infravermelho em um para-brisa do veículo. A área sensível ao infravermelho é cercada por elementos de aquecimento que os mantém livre de gelo e de condensação.
[0008] EP 1605729 A2 divulga uma vidraça eletricamente aquecida com uma janela de câmera. Esta janela de câmera é mantida livre de condensação e gelo por um dispositivo de aquecimento. O elemento de aquecimento é laminado na vidraça na posição da janela da câmera. Além disso, é um elemento de aquecimento adicional pode ser aplicado à superfície da vidraça. O elemento de aquecimento adicional é de preferência impresso na superfície da vidraça como pasta condutiva.
[0009] EP 0747460 Al revela um revestimento anti-condensação para substratos de vidro e plástico. O revestimento compreende um polímero tendo grupos hidroxila, um reticulador à base de alumínio e um tensoativo.
[0010] EP 0233268 B1 divulga um substrato de vidro ou plástico que é fornecido
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3/9 com um revestimento anti-condensação. O revestimento de polímero compreende um poliéter-poliuretano hidrofílico, linear e entre 35% e 60% em peso de água.
[0011] Em muitas vidraças com janelas de câmara, condensação que aparece é removida por sistemas de aquecimento. No entanto, isto requer, contato elétrico caro especialmente na região de borda da vidraça. Além disso, dispositivos de controle são necessário para o controle do dispositivo de aquecimento. Estas instalações adicionais são em muitos casos caros e não são possíveis em todos os veículos a motor. Além disso, cargas elétricas adicionais aumentam o consumo elétrico e de combustível.
[0012] O objeto da invenção é fornecer uma vidraça com um campo de sensor opticamente transparente que pode ser produzida de vidraças padrão, acabadas e não dependente de eletricidade adicional e uma fonte de calor.
[0013] O objeto da presente invenção é realizado de acordo com a invenção por uma vidraça com um campo de sensor opticamente transparente, um processo para sua preparação e seu uso de acordo com as reivindicações independentes 1, 13 e 15. Modalidades preferidas serão expressas pelas reivindicações dependentes.
[0014] A invenção compreende uma vidraça com um campo de sensor opticamente transparente. A vidraça inclui pelo menos uma vidraça e um campo de sensor opticamente transparente disposto na superfície ou como uma parte da janela. No contexto da invenção, o termo “campo de sensor opticamente transparente” inclui a parte da vidraça que fornece o sensor com dados ou sinais ópticos e eletromagnéticos apropriados. Isto pode ser de qualquer parte da vidraça ou um segmento de vidraça inserido ou segmento de película que tem alta transmissão para os sinais ópticos e eletromagnéticos apropriados. O termo “opticamente transparente” refere-se, ao âmbito da invenção, a variação de comprimento de onda é de 200 nm até 2000 nm, de preferência 400 nm a 1300 nm. A transmissão mediana está, na faixa de comprimento de onda de 400 nm para 1300 nm, de preferência mais de 70%. A vidraça opticamente transparente de preferência menos de 10%, mais preferivelmente menos do que 5% da superfície da vidraça.
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4/9 [0015] Um revestimento hidrofóbico é aplicado na superfície na área do campo de sensor opticamente transparente. O revestimento hidrofílico pode ser ligado à vidraça ou pelas ligações químicas ou por absorção física. O revestimento hidrofílico inclui ambos os grupos orgânicos e inorgânicos, de preferência compostos iônicos. O revestimento hidrofílico pode ser projetado como uma película molecular mono ou multicamada ou como um polímero inorgânico e/ou orgânico polar. O revestimento hidrofílico também, de preferência inclui reticuladores. Estes compostos suportam a ligação dentro do revestimento hidrofílico e a ligação do revestimento hidrofílico com a superfície da vidraça. Exemplos de reticuladores adequados sobre as vidraças de vidro são silanos polares, por exemplo, 3-aminopropiltrimetoxisilano (ΟΰΗΐϊΝΟδδί/ΟΑδ n°13822-56-5) ou N-(hidroxietil)-N-metilaminopropiltrimetoxisilano (C9H23NO4Si/CAS n° 330457-46-0). No contexto da invenção, o revestimento hidrofílico também inclui um revestimento hidrofílico absorvedor de água.
[0016] Um encapsulamento e um sensor aplicado na encapsulação são afixados na superfície da vidraça na área do campo de sensor opticamente transparente. O encapsulamento protege o sensor das partículas de sujeira e das partículas contaminantes bem como da incidência de luz indesejada. O encapsulamento é de preferência disposto na parte superior da vidraça, preferivelmente não mais que 30% da altura da vidraça a partir da parte superior e/ou borda inferior. O encapsulamento contém de preferência um polímero, particularmente de preferência de tereftalato de polibutileno, poliamidas, policarbonato, poliuretanos, polibutileno, polipropileno, polietileno, tereftalato de polietileno, cloreto de polivinila, poliestireno, acrilonitrilabutadieno-estireno, acetato de vinila etileno, álcool vinílico etileno, poliimidas, poliésteres, policetonas, poliéter éter cetonas, polimetilmetacrilato, misturas, polímeros em bloco e/ou copolímeros dos mesmos.
[0017] O campo de sensor de preferência tem uma borda opaca e/ou colorida. A borda pode ser construída, ou como as tiras da borda ou área da borda.
[0018] O sensor de preferência inclui câmeras de luz visível de comprimentos de onda de 400 nm até 800 nm e luz infravermelha dos comprimentos de onda de 800 nm até 1300 nm.
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5/9 [0019] A estrutura de acordo com a invenção de preferência tem apenas um contato elétrico para o sensor. O campo de sensor e o revestimento hidrofílico de preferência não contêm contato elétrico e sem dispositivo de aquecimento. Aquecimento do campo de sensor não é necessário por causa do revestimento hidrofílico. Isso inclui também as áreas diretamente adjacente do campo de sensor e o revestimento hidrofílico.
[0020] A vidraça contém de preferência vidro, particularmente de preferência vidro plano, vidro float, vidro de quartzo, vidro de borossilicato, vidro de soda cal, ou polímeros, de preferência polimetilmetacrilato e/ou misturas dos mesmos.
[0021] A vidraça de preferência compreende vidro de segurança temperado de vidraça única (ESG) ou vidro de segurança laminado (LSG).
[0022] O campo de sensor de preferência tem uma transparência óptica à luz visível (VIS) e/ou radiação infravermelha (IR) de > 60%, de preferência > 70%.
[0023] O revestimento hidrofílico de preferência contém polímeros com grupos COH, COOH, NH, NH2, COONH, SO3, SO2, CN, OCN, SCN, particularmente de preferência ésteres de ácido acrílico, polietileno glicóis, polissacarídeos, polipeptídeos, poliuretanos, poliéteres e/ou copolímeros e/ou suas misturas.
[0024] O revestimento hidrofílico de preferência contém silanos hidrofílicos, por exemplo, 3-aminopropiltrimetoxsilano (CüHi7NO3Si/CAS n°13822-56-5) ou N(hidroxietil)-N-metilaminopropiltrimetoxisilano (C9H23NO4Si/CAS n° 330457-46-0), polímeros contendo silano, e/ou copolímeros e/ou suas misturas.
[0025] O revestimento hidrofílico de preferência contém partículas hidrofílicas absorvedoras de superfície, tais como TiO2. Em particular, mesmo com baixa permeabilidade da vidraça à luz, partículas contendo TiO2 podem decompor contaminantes orgânicos na vidraça.
[0026] As partículas hidrofílicas absorvedoras de superfície têm um tamanho médio de partícula de 2 nm a 1 pm, preferivelmente 10 nm a 300 nm.
[0027] A camada de revestimento hidrofílico tem uma espessura de camada de 10 nm a 50 pm, preferencialmente 100 nm a 5 pm.
[0028] O revestimento hidrofílico de preferência tem um ângulo de contato com a
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6/9 água de <25°, de preferência <15°.
[0029] O revestimento hidrofílico de preferência contém um revestimento antiestático, particularmente de preferência compostos de amônio quaternário, prata, cobre, estanho, ouro, alumínio, ferro, tungstênio, cromo e/ou ligas dos mesmos e/ou um polímero condutor orgânico. O revestimento antiestético reduz o acúmulo de partículas de poeira no caminho do feixe do sensor. Partículas de poeira e umidade ligadas aos mesmos interferem, pela reflexão da luz e absorção, com a capacidade funcional do sensor. O revestimento antiestático pode se expandir muito além do campo do sensor real para dissipar os potenciais elétricos.
[0030] O revestimento hidrofílico de preferência contém uma película de suporte. O revestimento hidrofílico pode assim ser facilmente aderido na área da vidraça que deve ser permeável para ao caminho do feixe do sensor.
[0031] O suporte contém polímeros, de preferência tereftalato de polibutileno, policarbonato, tereftalato de polietileno, naftalato de polietileno, polivinil butiral, polietileno, polipropileno, poliuretano, poliepóxidos, poliacrilatos e/ou polietilvinilacetato, misturas, copolímeros em bloco e/ou copolímeros dos mesmos.
[0032] A película de suporte de preferência tem uma transparência óptica à luz visível e/ou radiação infravermelha de >80%, de preferência >90%.
[0033] A película de suporte de preferência contém adesivos de acrilato, adesivos de metacrilato de metila, adesivos de cianoacrilato, poliepóxidos, adesivos de silicone e/ou adesivos de polímero de reticulação de silano, misturas e/ou copolímeros dos mesmos. A película de suporte é de preferência autoadesiva.
[0034] O encapsulamento é preferencialmente aplicado na área superior do para-brisas, de preferência atrás de uma tira de cobertura.
[0035] O encapsulamento de preferência contém dessecantes, particularmente sílica gel, CaCl2, Na2SO4, carvão ativado, silicatos, bentonitas e/ou zeólitas.
[0036] O objeto da invenção é ainda realizado por um método para produzir uma vidraça com um campo de sensor opticamente transparente, em que, em uma primeira etapa, um revestimento hidrofílico é aplicado em um campo de sensor de uma vidraça. A aplicação pode ser feita, por exemplo, por espalhamento e/ou
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7/9 pulverização. Dependendo do revestimento hidrofílico, uma cura ou reticulação do revestimento hidrofílico pode ser necessária. Isso pode ser feito de preferência por radiação UV, tratamento térmico ou umidade atmosférica. Em uma segunda etapa, um encapsulamento com um sensor é aplicado na área da borda do revestimento hidrofílico. O encapsulamento é preferencialmente aplicado em veículos a motor na parte superior e/ou inferior da vidraça fora do campo de visão.
[0037] O revestimento hidrofílico é preferencialmente aplicado em uma película de suporte e, portanto, pode ser aderido facilmente na área da vidraça, que deve ser permeável ao caminho do feixe do sensor. Vidraças convencionais podem ser adaptadas de forma fácil e a um custo razoável.
[0038] A invenção inclui ainda o uso da vidraça com um campo de sensor opticamente transparente em veículos a motor, barcos, aviões e helicópteros, de preferência como um para-brisa e/ou janela traseira de um veículo a motor.
[0039] A seguir, a invenção é explicada em detalhes com referência aos desenhos. Os desenhos de alguma forma limitam a invenção.
[0040] Nos desenhos:
Figura 1 mostra uma vista plana da vidraça (1) de acordo com a invenção,
Figura 2 mostra uma seção transversal de uma modalidade preferida da vidraça (1) de acordo com a invenção com um campo de sensor opticamente transparente (2),
Figura 3 mostra uma seção transversal do campo de sensor opticamente transparente (2),
Figura 4 mostra outra seção transversal do campo de sensor opticamente transparente (2), e
Figura 5 mostra outra seção transversal do campo de sensor opticamente transparente (2).
[0041] A Figura 1 mostra uma vista plana da vidraça (1) de acordo com a invenção. Um revestimento hidrofílico (3) é disposto em um campo de sensor opticamente transparente (2). O campo de sensor opticamente transparente (2)
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8/9 inclui a parte da vidraça (1) que fornece o sensor (5) mostrado na figura 2 com dados ou sinais ópticos e eletromagnéticos apropriados. Isto pode ser qualquer parte vidraça (1) ou um segmento inserido na vidraça que tem alta transmissão para os sinais ópticos e eletromagnéticos apropriados.
[0042] A Figura 2 mostra uma seção transversal tomada ao longo da altura da vidraça I para I' na figura 1 de uma modalidade preferida da vidraça (1) de acordo com a invenção com um campo de sensor opticamente transparente (2). Um revestimento hidrofílico (3) é disposto no lado interno da vidraça (1) na área do campo de sensor opticamente transparente (2). O sensor (5) orientado em direção ao campo de sensor opticamente transparente (2) está localizado em um encapsulamento (4) afixado no campo de sensor opticamente transparente (2). Dessecantes (6) estão dispostos dentro do encapsulamento (4). Os dessecantes (6) são preferencialmente incorporados na superfície do encapsulamento (4).
[0043] A Figura 3 mostra uma seção transversal do campo de sensor opticamente transparente (2). Neste caso, o revestimento hidrofílico (3) é aplicado diretamente sobre a superfície da vidraça.
[0044] A Figura 4 mostra uma seção transversal de uma modalidade preferida do campo de sensor opticamente transparente (2). O revestimento hidrofílico (3) é disposto em uma película de suporte (3a) e aplicado ao campo de sensor (2). A estrutura mostrada no campo de sensor (2), revestimento hidrofílico (3) e película de suporte (3a), de preferência não tem contato elétrico, uma vez que o aquecimento do campo de sensor (2) não é necessário por causa do revestimento hidrofílico (3). Um contato elétrico é necessário somente para o sensor (5) não mostrado na figura
4.
[0045] A Figura 5 mostra outra seção transversal de uma modalidade preferida do campo de sensor opticamente transparente (2). O revestimento hidrofílico (3) é disposto em uma película de suporte (3a) e aplicado ao campo de sensor (2) por uma camada adesiva opticamente transparente (3b).
LISTA DE CARACTERES DE REFERÊNCIA (1) vidraça de acordo com a invenção
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9/9 (2) campo de sensor opticamente transparente (3) revestimento hidrofílico (3a) película de suporte (3b) camada adesiva (4) encapsulamento (5) sensor (6) dessecantes
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Claims (15)
1. Vidraça na forma de um para-brisa ou janela traseira de um veículo a motor com campo de sensor opticamente transparente, caracterizada pelo fato de que compreende:
a) pelo menos uma vidraça (1),
b) pelo menos um campo de sensor opticamente transparente (2) na vidraça (1),
c) pelo menos um revestimento hidrofílico (3) aplicado ao campo de sensor opticamente transparente (2), revestimento esse que está disposto no lado interno da vidraça, e
d) pelo menos um encapsulamento (4) aplicado no campo de sensor opticamente transparente (2) e pelo menos um sensor (5) aplicado no encapsulamento (4), em que o revestimento hidrofílico (3) possui uma espessura de camada de 10 nm a 50 pm.
2. Vidraça de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o campo de sensor (2) tem uma borda opaca e/ou colorida.
3. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o campo de sensor (2) tem uma transparência óptica à luz visível e/ou radiação infravermelha de > 60%, de preferência >70%.
4. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o revestimento hidrofílico (3) contém polímeros com grupos COH, COOH, NH, NH2, COONH, SO3, SO2, CN, OCN, SCN, particularmente preferivelmente ésteres de ácido acrílico, polietileno glicóis, polissacarídeos, polipeptídeos, poliuretanos, poliéteres, polivinil butiral, polivinil pirrolidona, silanos, polímeros contendo silano, copolímeros e/ou misturas dos mesmos.
5. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o revestimento hidrofílico (3) contém partículas hidrofílicas absorvidas pela superfície, de preferência TiO2, particularmente de preferência partículas hidrofílicas absorvidas pela superfície tendo um tamanho
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2/3 médio de partícula de 2 nm a 1 pm, preferivelmente de 10 nm a 300 nm.
6. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o revestimento hidrofílico (3) tem uma espessura de camada de 100 nm a 25 pm.
7. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o revestimento hidrofílico (3) tem um ângulo de contato com a água de <25°, de preferência <15°.
8. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o revestimento hidrofílico (3) contém um revestimento antiestático, de preferência compostos de amônio quaternário, prata, cobre, estanho, ouro, alumínio, ferro, tungstênio, cromo, ou ligas dos mesmos e/ou um polímero condutor orgânico.
9. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o revestimento hidrofílico (3) contém uma película de suporte (3a).
10. Vidraça de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a película de suporte (3a) tem uma transparência óptica à luz visível e/ou radiação infravermelha de > 80%, de preferência > 90%.
11. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que o encapsulamento (4) é aplicado na área superior do para-brisa, de preferência atrás de uma tira de cobertura.
12. Vidraça de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que o encapsulamento (4) contém dessecantes (6), de preferência sílica gel, CaCl2, Na2SO4, carvão ativado, silicatos, bentonitas e/ou zeólitas.
13. Método para fabricação de uma vidraça com campo de sensor opticamente transparente como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que
a) um revestimento hidrofílico (3) é aplicado em um campo de sensor (2) de uma vidraça (1),
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3/3
b) um encapsulamento (4) com um sensor (5) é afixado no revestimento hidrofílico (3).
14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o revestimento hidrofílico (3) é aplicado via uma película de suporte (3a).
15. Uso da vidraça com campo de sensor opticamente transparente (2) como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de ser em veículos a motor, embarcações, aviões e helicópteros.
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