BR112012013466B1

BR112012013466B1 - Painel de vidro com fios condutores integrados de forma ultra-sônica

Info

Publication number: BR112012013466B1
Application number: BR112012013466-3A
Authority: BR
Inventors: Laetitia Laurencot; Adèle Verrat-Debailleul; Andreas Schlarb; Mitja Rateiczak; Christoph Degen
Original assignee: Saint-Gobain Glass France
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2019-09-17
Also published as: CA2782703A1; PL2508042T3; FR2953677A1; CA2782703C; BR112012013466A2; EP2508042B1; CN102687587B; ES2836098T3; JP5925691B2; CN102687587A; US20130056246A1; WO2011067541A1; FR2953677B1; US9107244B2; KR20120099753A; JP2013512847A; EP2508042A1

Abstract

painel de vidro com fios condutores integrados de forma ultra-sônica. a invenção refere-se a: - um vidro integrando um fio condutor, caracterizado pelo fato de que uma superfície do vidro compreende um substrato feito de um material de polímero em que o fio condutor é parcialmente afundado e no máximo nivelado com a superfície do material de polímero, ou um substrato feito de vidro mineral ou feito de um material de polímero no qual o fio condutor é adesivamente ligado; - o processo para fabricar tal vidro; e - aplicação do mesmo, para um veículo de transporte, para os negócios de construção, equipamentos de rua, acessórios de interior, artigos elétricos ou eletrônicos.

Description

“PAINEL DE VIDRO COM FIOS CONDUTORES INTEGRADOS DE FORMA ULTRA-SÔNICA” [0001] A invenção refere-se a vidraças compreendendo fios condutores, fios de aquecimento para desembaciar/degelar, ou fios capazes de constituir uma antena, ou de fornecer um motor de limpador, uma luz de parar, LEDs, um sensor de chuva, etc. A vidraça consiste então, em particular, de uma janela traseira ou um pára-brisa de veículo a motor.

[0002] O termo vidraça é essencialmente entendido como significando a realização de desempenhos de segurança e óptica elevadas, atendendo aos vários padrões em vigor em todo o mundo.

[0003] A vidraça é orgânica, constituída de um polímero como policarbonato (PC), acrílico com metacrilato de polimetila (PMMA), poliéster como tereftalato de polietileno (PET), poliolefina como polietileno (PE), cloreto de polivinil (PVC), poliuretano (PU), acetato de polivinil e em particular butiral de polivinil (PVB) - como uma camada adesiva intermediária em um laminado - resina de ionômero, etc., ou feita de vidro mineral, por exemplo, vidro de soda-cal-sílica.

[0004] A vidraça é monolítica ou laminada, isto quer dizer constituída de várias folhas unidas entre si por camadas adesivas intermediárias como o PVB ou PU acima mencionado.

[0005] Pode ser vidraça única ou múltipla, isto quer dizer compreendendo aberturas isolantes de gás seco.

[0006] Vários processos são conhecidos para produzir linhas ou outros padrões de condução em uma vidraça.

[0007] Linhas impressas em tela são conhecidas.

[0008] A inserção de fios condutores na camada adesiva intermediária de PVB de uma vidraça laminada, por aplicar certo calor combinado com pressão, também é conhecida. Os fios condutores são retidos entre as duas folhas de vidro. Essa técnica é descrita nos documentos EP 553 025 e EP 613 769.

[0009] Também é conhecido do documento WO 2003/026 869 um processo no qual fios condutores são inseridos em um filme de um primeiro material de plástico,

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2/7 sobre o qual um segundo material de plástico, compatível com ou idêntico ao primeiro, é moldado por injeção de modo que os fios sejam totalmente encapsulados, incorporados no produto final.

[0010] Essas técnicas são implementações complexas, os processos compreendendo inúmeras etapas. Dificuldades de produção permanecem, em particular para vidraças de geometrias cada vez mais complexas, tendo curvaturas muito acentuadas e/ou que são esféricas, especialmente com relação aos desempenhos ópticos elevados alvo.

[0011] Além disso, o documento US 7 410 267 descreve a inserção de fios de aquecimento em uma cobertura de farol feita de plástico transparente por meio de ondas ultra-sônicas. Entretanto, desempenhos ópticos elevados não são exigidos, uma vez que tal cobertura é, inversamente, projetada com uma conformação de tal modo que não seja possível ver através da mesma sem deformação.

[0012] O objetivo da invenção é, portanto, a provisão de um processo simples e seguro para fabricar uma vidraça com fios condutores e desempenhos ópticos elevados.

[0013] Para essa finalidade, um tema da invenção é uma vidraça integrando um fio condutor, que é distinguida pelo fato de que uma superfície da vidraça compreende um substrato feito de um material de polímero em que o fio condutor é parcialmente afundado e no máximo nivelado com a superfície do material de polímero ou um substrato feito de vidro mineral ou feito de um material de polímero sobre o qual o fio condutor é adesivamente ligado.

[0014] Pelo fato de que o fio condutor é no máximo nivelado com a superfície do material de polímero, é excluído, de acordo com a invenção, que seja totalmente embutido no último, quer dizer, coberto em todos os lados com certa espessura mensurável do mesmo.

[0015] Verificou-se que um arranjo do fio condutor na superfície da vidraça e como tal uma protuberância ou sendo nivelado desse modo, é perfeitamente e simplesmente obtenível mesmo com formatos de vidraças complexos, e é capaz de assegurar desempenhos ópticos elevados.

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3/7 [0016] No caso do fio condutor parcialmente afundado em um substrato feito de um material de polímero, esse afundamento é, por exemplo, pelo menos 40%, preferivelmente 50% do diâmetro do fio, e no máximo 90% preferivelmente 85% do diâmetro do fio.

[0017] Como indicação, um fio de tungstênio com um diâmetro de 35 gm se projeta por 7 a 13 gm a partir de um substrato de policarbonato, e um fio de cobre tendo um diâmetro de 71 gm se projeta por 19 a 34 gm.

[0018] Preferivelmente, o fio condutor forma na superfície da vidraça, uma espessura em excesso de pelo menos 3 gm, particularmente preferivelmente 5 gm.

[0019] Em uma primeira variante preferida, o fio condutor é coberto com um revestimento para proteção da vidraça, tendo uma espessura no máximo igual a 18 gm. esse revestimento de proteção pode consistir em uma camada que melhora a resistência mecânica do substrato de material de polímero, feito de um verniz antiarranhão do tipo polissiloxano e sua camada de base associada. A espessura do verniz anti-arranhão pode ser de 3,5 - 12 gm, aquela de base de 1,5 - 6 gm, especialmente em torno de 5 gm.

[0020] A protuberância do fio condutor em relação ao substrato de material de polímero, tendo um valor de pelo menos 10% do diâmetro do fio como visto acima, é, portanto vantajosamente encontrada na superfície do produto final, constituído, por exemplo, do verniz anti-arranhão, na forma de uma espessura em excesso de pelo menos 3 gm, como também já mencionado.

[0021] Entretanto, se o fio condutor for nivelado com a superfície do material de polímero, o verniz anti-arranhão/revestimento protetor que cobre não tem nenhuma espessura em excesso, enquanto também permanece compreendido no escopo da invenção.

[0022] Em uma segunda variante, o fio condutor é exposto ao ambiente da vidraça. Pode ser especialmente pelo menos parcialmente afundado em um substrato de material de polímero através do revestimento anti-arranhão do mesmo.

Essa modalidade não elimina que o fio condutor possa ser revestido com um resíduo de revestimento como adesivo de fusão a calor transparente. O fio condutor pode

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4/7 ser adicionalmente nivelado com a superfície do revestimento anti-arranhão de modo que a superfície do mesmo não tenha praticamente espessura em excesso ou irregularidade.

[0023] Em uma terceira variante, o fio condutor é adesivamente ligado a um substrato feito de vidro mineral ou feito de um material de polímero. É possível imaginar um fio tendo uma seção transversal retangular ou equivalente, da qual somente a face em contato com o substrato seja inicialmente revestida com adesivo de fusão a calor transparente, de modo que no produto final o fio condutor seja realmente exposto ao ambiente da vidraça. No caso de um fio condutor cilíndrico inicialmente totalmente revestido com adesivo de fusão a calor, resíduos do último podem permanecer em qualquer ponto da superfície do fio na vidraça final.

[0024] Para formar o fio condutor, pode-se fazer uso de alumínio, cobre coberto de alumínio, fios com elevada resistência a delaminação, ligas de níquel-cobre, latão, prata, ouro, ligas de estanho-cobre, ligas de magnésio-alumínio, fios cobertos com outro material, por exemplo, fios de cobre cobertos com níquel ou fios pintados de preto, aço inoxidável. É possível utilizar um fio de seção transversal circular, ou um condutor de seção transversal retangular.

[0025] Exemplos preferidos para o fio condutor são:

- um fio de tungstênio tendo um diâmetro entre 15 e 150 pm;

- um fio de cobre tendo um diâmetro entre 25 e 250 pm.

[0026] Outro tema da invenção é um processo para fabricar uma vidraça descrita acima, em que o fio condutor é integrado na vidraça por submeter o fio condutor e um material termoplástico que forma um substrato e/ou um revestimento do fio condutor à ação combinada de ondas ultra-sônicas e pressão. O fio condutor é aplicado com pressão ao substrato utilizando a cabeça de um sonotrodo.

[0027] Quando o substrato é feito de um material termoplástico de policarbonato ou tipo equivalente, esse material funde via ação das ondas ultra-sônicas, e o fio é afundado no substrato por aplicar uma pressão.

[0028] Quando o substrato é feito de vidro mineral ou de um material de polímero, especialmente também material termoplástico do tipo de policarbonato, o

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5/7 fio pode ser revestido com um adesivo de fusão a calor transparente que funde sob a ação das ondas ultra-sônicas, e pode ser adesivamente ligado ao substrato via a ação de uma pressão.

[0029] Esse processo utilizando ondas ultra-sônicas é apropriado para integrar fios condutores sobre superfícies complexas, mesmo aquelas tendo curvaturas acentuadas, que são esféricas, etc.

[0030] Um sonotrodo pode ser carregado para essa finalidade por um robô apropriado para integrar o fio sobre uma superfície tridimensional complexa por controlar a pressão aplicada pelo sonotrodo a essa superfície.

[0031] Uma vez que esse processo pode ser aplicado para acabar partes com controle de qualidade intermediárias, as rendas de rendimento são mínimas.

[0032] O número de etapas do processo é reduzido em comparação com outros processos conhecidos.

[0033] Outro tema da invenção é a aplicação de uma vidraça descrito anteriormente para um veículo de transporte terrestre, aéreo ou aquático, em particular como vidraça de veículo a motor, especialmente vidraça de janela traseira tendo uma função de desembaciar/degelar e/ou função de antena, para os negócios de construção, equipamentos de rua (abrigo de ônibus, Painel de display, etc.), acessórios interiores (móveis, parede vitrificada, revestimento de parede, etc.), artigos eletrônicos ou eletrônicos.

[0034] A invenção é ilustrada com referência às figuras apensas, nas quais:

- as figuras 1 e 2 respectivamente 3 e 4 representam esquematicamente uma primeira, respectivamente uma segunda variante da vidraça da invenção, vista em seção transversal,

- as figuras 5a, respectivamente 5b, representam esquematicamente um fio condutor visto em seção transversal antes de ser combinado com a vidraça, respectivamente, uma terceira variante da vidraça da invenção, também vista em seção transversal.

[0035] A figura 1 representa, portanto, um fio condutor 1 de tungstênio tendo um diâmetro de 35 mm, respectivamente de cobre tendo um diâmetro de 71 mm,

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6/7 afundado até uma profundidade de 25 pm, respectivamente 46 pm, em uma vidraça 2 feita de policarbonato.

[0036] Em outras palavras, o fio de tungstênio emerge 10 pm da folha de policarbonato e o fio de cobre 25 pm.

[0037] Esse afundamento do fio é obtido por ondas ultra-sônicas e aplicação de pressão.

[0038] A curvatura da extremidade ativa arredondada do sonotrodo utilizado é escolhida dependendo da curvatura do substrato tratado. O sonotrodo é montado em uma cabeça mencionada como um módulo que é ele próprio montado em um robô. O módulo compreende uma mola, cuja rigidez determina a pressão aplicada pelo sonotrodo ao substrato.

[0039] O gerador tem uma freqüência de 30 kHz e uma potência de 1000 W que pode ser adaptada dependendo da exigência que fornece ao sonotrodo certa amplitude, preferivelmente 80 pm.

[0040] Um revestimento anti-arranhão 3 compreendendo uma camada de base tendo uma espessura de 5 pm e o próprio revestimento tendo uma espessura de 10 pm, consistindo em polissiloxano, é então aplicado.

[0041] A altura de protuberância do fio mencionado acima (10 pm, 25 pm) pode ser reduzida na superfície da vidraça, após formação do verniz anti-arranhão; é 6 pm para o fio de tungstênio e 17 pm para o fio de cobre.

[0042] A vidraça da figura 2 difere daquela da figura 1 somente pelo fato de que o fio 1 é nivelado com a superfície do policarbonato 2.

[0043] Na vidraça da figura 3, o fio 1 é inserido na vidraça 2 após aplicação do verniz anti-arranhão 3.

[0044] O fio 1 emerge 10 pm da vidraça no caso do fio de tungstênio e 25 pm no caso do fio de cobre.

[0045] A vidraça da figura 4 difere daquela da figura 3 somente pelo fato de que o fio 1 é nivelado com a superfície do verniz anti-arranhão 3.

[0046] O fio 1 da figura 5a é dotado de um revestimento adesivo de fusão a calor transparente 4 para ser adesivamente ligado a uma vidraça 2 feita de vidro ou feita

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7/7 de um material de polímero, de acordo com o mesmo processo como descrito com referência à figura 1.

[0047] A vidraça representada esquematicamente na figura 5b é obtida. Aqui não há inserção do fio no substrato.

[0048] A ausência de defeito óptico é qualitativamente observada para as cinco vidraças representadas nas figuras 1, 2, 3, 4 e 5b, atestado pela ausência de distorção óptica em transição que pode ser observado pela técnica de gráfico de sombra na forma de marcas brancas e que pode ser quantificado por medição de Labscan® (máquina vendida por ISRA Vision).

[0049] A ausência de defeito óptico para as cinco vidraças tendo fios condutores integrados é confirmada por projetar através dos mesmos um padrão de teste luminoso 4 m distante da vidraça, e por observar a sombra em uma tela também localizada 4 m de distância. O padrão de teste luminoso compreende linhas e/ou pontos alinhados que são paralelos a seguir perpendiculares aos fios condutores. Esses testes são realizados de acordo com Regulamento n° 43 (Anexo 3, § 9), aditivo 42, de E/ECE/324, acordo de E/ECE/TRANS/505 em relação à adoção de prescrições técnicas uniformes para veículos com rodas, equipamentos e partes que podem ser encaixadas e/ou ser utilizadas nos veículos com rodas e as condições para reconhecimento recíproco de aprovações concedidas com base nessas prescrições.

[0050] O padrão de teste não é deformado por passar através das vidraças.

[0051] Desse modo, uma vidraça equipada com fios condutores e tendo elevados desempenhos ópticos é obtida por um processo simples.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor compreendendo uma vidraça que integra um fio condutor, caracterizada pelo fato de que uma superfície da vidraça compreende um substrato feito de um material de polímero, o substrato tendo uma superfície principal que define uma superfície externa da janela traseira ou para-brisa, em que o fio condutor é parcialmente afundado e no máximo nivelado com a superfície principal do substrato de forma que mais de 50% de um diâmetro do fio condutor é afundado no material de polímero.
2. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o fio condutor forma na superfície de vidraça uma espessura em excesso de pelo menos 3 pm.
3. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a espessura em excesso é de pelo menos 5 pm
4. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a superfície externa da janela traseira ou para-brisa é coberto com um revestimento para proteção da vidraça de forma que o fio condutor é coberto com o revestimento, o revestimento tendo uma espessura no máximo igual a 18 pm.
5. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o fio condutor é exposto ao ambiente da vidraça.
6. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o fio condutor é feito de tungstênio e tem um diâmetro entre 15 e 150 pm.
7. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o fio condutor é feito de cobre e tem um diâmetro entre 25 e 250 pm.
8. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que mais de 60% do diâmetro do fio

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2/3 condutor é afundado no substrato.
9. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que no máximo 90% do diâmetro do fio condutor é afundado no substrato.
10. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que no máximo 85% do diâmetro do fio condutor é afundado no substrato.
11. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o veículo a motor é um veículo de transporte terrestre, aéreo ou aquático.
12. Processo para fabricar uma janela traseira ou para-brisa como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fio condutor é integrado na vidraça por submeter o fio condutor e um material termoplástico que forma um substrato e/ou um revestimento do fio condutor à ação combinada de ondas ultrasônicas e pressão.
13. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor compreendendo uma vidraça que integra um fio condutor, caracterizada pelo fato de que a vidraça compreende um substrato feito de um material de polímero, o substrato tendo uma superfície principal que define uma superfície externa da janela traseira ou parabrisa, em que o fio condutor é parcialmente afundado e no máximo nivelado com a superfície principal do substrato de forma que mais de 50% de um diâmetro do fio condutor é afundado no material de polímero, em que a superfície externa da janela traseira ou para-brisa é coberta com um revestimento anti-arranhão e o fio condutor é parcialmente afundado no revestimento anti-arranhão de forma que o fio condutor é no máximo nivelado com uma superfície superior do revestimento anti-arranhão.
14. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o fio condutor é feito de tungstênio e tem um diâmetro entre 15 e 150 pm.
15. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o fio condutor é feito de cobre e tem

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3/3 um diâmetro entre 25 e 250 mm.
16. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o revestimento anti-arranhão inclui uma camada de base e um verniz anti-arranhão.
17. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que o verniz anti-arranhão tem uma espessura de 3,5 mm a 12 mm.
18. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que a camada de base possui uma espessura de 1,5 mm a 6 mm.
19. Janela traseira ou para-brisa de um veículo a motor, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o fio condutor é parcialmente afundado no revestimento anti-arranhão depois de formar o revestimento antiarranhão de forma que uma espessura do revestimento anti-arranhão em um topo do fio condutor seja inferior a espessura do revestimento anti-arranhão na superfície externa.