BR112017011348B1 - Vidraça compósita com região de comutação capacitiva, disposição de vidraça e método de produção de vidraça compósita - Google Patents
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Abstract
a presente invenção se refere a uma vidraça compósita (100) com uma região de comutação capacitiva (10) que compreende pelo menos:- um substrato (1),- pelo menos uma primeira camada intermediária (2), a qual é extensivamente unida ao substrato (1),- pelo menos uma segunda camada intermediária (3,3?), a qual é extensivamente unida à primeira camada intermediária (2), e- uma vidraça externa (4), a qual é extensivamente unida à segunda camada intermediária (3,3?),em que um filme transportador (5) que tem uma camada eletricamente condutiva (6) é disposto, pelo menos em seções, entre a primeira camada intermediária (2) e a segunda camada intermediária (3,3?),uma região de comutação capacitiva (10) é eletricamente separada da camada eletricamente condutiva (6) por pelo menos uma linha de divisão livre de revestimento (7), a região de comutação capacitiva (10) tem uma região de contato (11), uma região de alimentação (12), e uma região de conexão (13),sendo que a região de alimentação (12) conecta eletricamente a região de contato (11) à região de conexão (13) e a região de conexão (13) é eletricamente conectável aos eletrônicos de sensor (14), e a capacitância de superfície (ci) entre a região de contato (11) e a superfície externa (iv) do substrato (1) é maior que a capacitância de superfície (ca) entre a região de contato (11) e a superfície externa (i) da vidraça externa (4).
Description
[0001] A invenção refere-se a uma vidraça compósita com uma zona de comutação capacitiva, uma disposição de vidraça, um método para produzir a vidraça compósita, e seu uso.
[0002] Sabe-se que as zonas de comutação podem ser formadas por um eletrodo de superfície ou por uma disposição de dois eletrodos acoplados, por exemplo, como zonas de comutação capacitiva. Quando um objeto se aproxima da zona de comutação, a capacitância do eletrodo de superfície contra o solo ou a capacitância do capacitor formado pelos dois eletrodos acoplados muda. Tais zonas de comutação são conhecidas, por exemplo, a partir dos documentos n° US 2010/179725 A1, n° US 6 654 070 B1, e n° US 2006/275599 A1.
[0003] A mudança de capacitância é medida por uma disposição de circuito ou eletrônicos de sensor e, quando um valor de limiar é excedido, um sinal de comutação é acionado. As disposições de circuito para comutações capacitivas são conhecidas, por exemplo, a partir dos documentos n° DE 20 2006 006 192 U1, n° EP 0 899 882 A1, n° US 6.452.514 B1, e n° EP 1 515 211 A1.
[0004] O objetivo da presente invenção consiste em fornecer uma vidraça compósita melhorada, a qual tem uma zona de comutação capacitiva, a qual pode ser simples e economicamente integrada à vidraça compósita e prejudica pouco ou não prejudica a visão através da vidraça. Com a zona de comutação capacitiva, um sensor de contato pode ser formado de maneira simples.
[0005] O objetivo da presente invenção é cumprido de acordo com a invenção por uma vidraça compósita com uma zona de comutação, de acordo com a reivindicação independente 1. As modalidades preferidas emergem das sub-reivindicações.
[0006] A vidraça compósita, de acordo com a invenção, com uma zona de comutação capacitiva compreende pelo menos as características a seguir: - um substrato, - pelo menos uma primeira camada intermediária, a qual é ligada em área ao substrato, - pelo menos uma segunda camada intermediária, a qual é ligada em área à primeira camada intermediária, e - uma vidraça de cobertura, a qual é ligada em área à segunda camada intermediária, em que - um filme transportador com uma camada eletricamente condutiva é disposto, pelo menos em seções entre a primeira camada intermediária e a segunda camada intermediária, - uma zona de comutação capacitiva é eletricamente isolada da camada eletricamente condutiva por pelo menos uma linha de separação livre de revestimento, - a zona de comutação capacitiva tem uma zona de contato, uma zona de linha de alimentação, e uma zona de conexão; a zona de linha de alimentação conecta eletricamente a zona de contato à zona de conexão, e a zona de conexão é eletricamente conectável aos eletrônicos de sensor, e - a capacitância de superfície cI entre a zona de contato e a superfície externa do substrato é maior que a capacitância de superfície cA entre a zona de contato e a superfície externa da vidraça de cobertura.
[0007] A capacitância de superfície cI ou cA é definida como a capacitância de um capacitor de placa daquela zona da vidraça compósita que resulta a partir da projeção ortogonal da zona de contato entre a zona de contato e a superfície externa do substrato ou da superfície externa da vidraça de cobertura, com a capacitância resultante normalizada sobre a área da zona de contato. Aqui, o termo “superfície externa” significa a superfície da vidraça compósita voltada para o lado de fora, isto é, distante da vidraça compósita. Consequentemente, “superfície interna” significa a superfície do substrato ou da vidraça de cobertura voltada para o interior da vidraça compósita e é conectada em área a uma camada intermediária.
[0008] A capacitância de superfície é, desse modo, a capacitância da sequência de camadas inteira (revestimento) normalizada sobre a área (e, em particular, sobre a área de projeção ortogonal supracitada) entre a camada eletricamente condutiva e a respectiva superfície externa da vidraça compósita.
[0009] Em uma modalidade vantajosa da invenção, a razão entre o comprimento lZ e a largura bZ da zona de linha de alimentação é menor ou igual a 1:700 e preferencialmente de 1:1 a 1:100. No contexto da presente invenção, quando a zona de linha de alimentação não tem uma largura constante bZ, por exemplo, quando é implantada no formato de um trapezoide ou de uma gota, o termo “largura bZ” significa a largura média zona de linha de alimentação.
[0010] O comprimento lZ da zona de linha de alimentação é preferencialmente de 1 cm a 70 cm e particular e preferencialmente de 3 cm a 8 cm. A largura bZ da zona de linha de alimentação é preferencialmente de 0,5 mm a 10 mm e particular e preferencialmente de 0,5 mm a 2 mm. A zona de linha de alimentação tem preferencialmente o formato de um retângulo, uma tira ou uma linha.
[0011] Em uma modalidade vantajosa da vidraça compósita, de acordo com a invenção, a zona de conexão está disposta na borda externa da vidraça. A distância da borda externa é preferencialmente menor que 10 cm, particular e preferencialmente menor que 0,5 cm. Isso torna possível ocultar um contato elétrico da zona de conexão, por exemplo, para um condutor de folha metálica, sob uma impressão preta imperceptível de modo óptico ou com uma cobertura, por exemplo, um alojamento de câmera.
[0012] Em uma modalidade vantajosa da zona de comutação, de acordo com a invenção, a zona de contato tem uma área de 1 cm2 a 200 cm2, particular e preferencialmente de 1 cm2 a 9 cm2. O comprimento lB da zona de contato é preferencialmente de 1 cm a 14 cm e particular e preferencialmente de 1 cm a 3 cm. A largura máxima bB da zona de contato é preferencialmente de 1 cm a 14 cm e particular e preferencialmente de 1 cm a 3 cm. A zona de contato pode, em princípio, ter qualquer formato. As zonas de contato particularmente adequadas são implantadas em formato circular, elíptico ou de gota. Alternativamente, os formatos angulares são possíveis, por exemplo, triângulos, quadrados, retângulos, trapezoides ou outros tipos de quadrângulos ou polígonos de uma ordem mais alta. Geralmente, é particularmente vantajoso que quaisquer cantos sejam arredondados. Isso é verdadeiro para todas as regiões da zona de comutação, em particular, na zona de transição entre a zona de contato e a zona de linha de alimentação e/ou a zona de linha de alimentação e a zona de conexão. É particularmente vantajoso para os cantos terem um raio de curvatura de pelo menos 3 mm, preferencialmente de pelo menos 8 mm.
[0013] Em outra modalidade vantajosa da zona de comutação, de acordo com a invenção, a razão entre a largura bZ da zona de linha de alimentação e a largura máxima bB da zona de contato é de pelo menos 1:2 e, em particular, pelo menos 1:10. Desse modo, foi possível obter resultados de comutação particularmente satisfatórios.
[0014] Em uma modalidade vantajosa da vidraça, de acordo com a invenção, a largura ti das linhas de separação é de 30 μm a 200 μm e preferencialmente de 70 μm a 140 μm. Tais linhas de separação finas possibilitam isolamento elétrico confiável e adequadamente alto e, ao mesmo tempo, apenas interferem pouco ou não a visão através da vidraça compósita.
[0015] A zona de comutação é uma zona de comutação capacitiva, em outras palavras, a mesma é especialmente implantada para detecção de contato capacitiva. Em uma modalidade vantajosa, a zona de comutação forma um eletrodo de superfície. A capacitância do eletrodo de superfície é medida por meio de eletrônicos de sensor de capacitância externa. A capacitância do eletrodo de superfície muda contra o solo se um objeto (por exemplo, um corpo humano) se tornar próximo ou, por exemplo, tocar uma camada isolante acima do eletrodo de superfície. A camada isolante compreende, em particular, o substrato em si. A mudança de capacitância é medida pelos eletrônicos de sensor; e quando um valor de limiar é excedido, um sinal de comutação é acionado. A zona de comutação é definida pelo formato e tamanho do eletrodo de superfície.
[0016] A região da camada eletricamente condutiva que é disposta fora da zona de comutação capacitiva - chamada a seguir de “zona circundante” - pode ser conectável aos eletrônicos de sensor por meio de outra zona de conexão.
[0017] Em tal disposição, a zona de comutação capacitiva e a zona circundante formam dois eletrodos que são acoplados de modo capacitivo entre si. A capacitância do capacitor formado pelos eletrodos é alterada pela aproximação de um objeto, por exemplo, uma parte do corpo humano. A mudança de capacitância é medida por eletrônicos de sensor e, quando um valor de limiar é excedido, um sinal de comutação é acionado. A zona sensitiva é definida pelo formato e tamanho da zona à qual os eletrodos são acoplados de modo capacitivo.
[0018] A zona de comutação capacitiva de acordo com a invenção e, opcionalmente, a zona circundante, são integradas à vidraça compósita, de acordo com a invenção. Desse modo, nenhuma comutação ou semelhante é necessário, visto que um componente separado que precisa ser montado na vidraça compósita. A vidraça compósita não tem preferencialmente nenhum outro componente que é disposto na zona transparente em suas superfícies. Isso é particularmente vantajoso em relação à construção fina da vidraça compósita, assim como a uma interferência leve na visão através da vidraça compósita.
[0019] Um aspecto vantajoso da invenção compreende uma disposição de vidraça com uma vidraça compósita, de acordo com a invenção, e eletrônicos de sensor, os quais são eletricamente conectados à zona de comutação capacitiva por meio da zona de conexão e, opcionalmente, à superfície circundante por meio de outra zona de conexão. Os eletrônicos de sensor são eletrônicos de sensor capacitivo.
[0020] Em uma modalidade vantajosa da disposição de circuito, de acordo com a invenção, a sensibilidade dos eletrônicos de sensor é selecionada de modo que os eletrônicos de sensor emitam um sinal de comutação quando a zona de contato no substrato é tocada por um dedo humano e não emitam sinal de comutação ou um sinal de comutação diferente quando a zona de contato na vidraça de cobertura é tocada. Obviamente, o toque da zona de contato também pode ser feito com múltiplos dedos ou uma parte diferente do corpo humano. No contexto dessa invenção, “toque” significa qualquer interação com a zona de comutação que resulta em uma mudança mensurável no sinal de medição, isto é, nesse caso, a capacitância. Em particular, isso é o toque de uma superfície externa da vidraça compósita em uma zona gerada por projeção ortogonal da zona de contato na superfície externa.
[0021] Em uma modalidade vantajosa da vidraça compósita, de acordo com a invenção, a razão entre a capacitância de superfície cI e a capacitância de superfície cA é maior ou igual a 1,1:1, preferencialmente maior ou igual a 1,2:1. Para tais razões, o toque da superfície externa do substrato já pode ser prontamente distinguido do toque da superfície externa da vidraça de cobertura.
[0022] Os sinais de comutação emitidos podem ser de qualquer tipo e adaptados às exigências do respectivo uso. Desse modo, o sinal de comutação pode significar uma tensão positiva, por exemplo, 12 V, nenhum sinal de comutação pode significar, por exemplo, 0 V, e outro sinal de comutação pode significar, por exemplo, + 6 V. Os sinais de comutação também podem corresponder às tensões CAN_High e CAN_Low habituais com um Barramento CAN e mudam por um valor de tensão entre os mesmos. O sinal de comutação também pode ser pulsado e/ou convertido em código de modo digital.
[0023] A sensibilidade dos eletrônicos de sensor pode ser determinada como uma função do tamanho da zona de contato e como uma função da espessura do substrato, camadas intermediárias, e vidraça de cobertura no contexto de experimentos simples.
[0024] A vantagem particular de tal disposição de vidraça de acordo com a invenção reside no sinal de comutação poder ser acionado apenas pelo toque na vidraça compósita a partir de uma dentre as superfícies externas. No caso de um uso da disposição de vidraça em uma janela de veículo automotor e instalação da vidraça compósita com o lado de substrato na direção do interior de veículo, é possível, por exemplo, impedir de modo confiável acionamento da operação de comutação por indivíduos do lado de fora ou um acionamento não pretendido da operação de comutação por chuva ou o movimento do limpador de para-brisas, sem alterar fundamentalmente a construção de vidraça costumeira para vidro de segurança laminado. Isso foi inesperado e surpreendente para a pessoa versada na técnica.
[0025] Em combinação com a disposição de vidraça descrita ou alternativamente, a sensibilidade dos eletrônicos de sensor pode ser selecionada de modo que um sinal de comutação seja emitido quando a zona de contato no substrato e/ou na vidraça de cobertura é tocada por um dedo humano e nenhum sinal de comutação ou um sinal de comutação diferente é emitido quando a zona de linha de alimentação no substrato e/ou a vidraça de cobertura é tocada.
[0026] A sensibilidade dos eletrônicos de sensor pode ser determinada como uma função do tamanho da zona de contato e como uma função da geometria, assim como a razão de aspecto entre largura e comprimento da zona de linha de alimentação no contexto de experimentos simples. É particularmente vantajoso para a largura da zona de linha de alimentação ser selecionada como a menor possível.
[0027] A vantagem particular dessa modalidade de uma disposição de vidraça de acordo com uma invenção reside no fato de que o sinal de comutação pode ser acionado apenas tocando-se a superfície externa da vidraça compósita por meio da zona de contato ou suas adjacências imediatas e, desse modo, o controle preciso da operação de comutação é possível, e, por exemplo, a comutação inadvertida é impedida.
[0028] Em uma melhora vantajosa de uma disposição de vidraça de acordo com a invenção, a zona de conexão é conectada a um condutor plano e o condutor plano é guiado para fora da vidraça. A disposição de vidraça integrada pode, então, ser conectada particular e simplesmente, no local de uso, a uma fonte de tensão e a uma linha de sinal que avalia o sinal de comutação do circuito de sensor, por exemplo, por meio de um Barramento CAN em um veículo.
[0029] Em princípio, todos os substratos eletricamente isolantes que são estáveis de modo químico ou térmico, assim como estáveis de modo dimensionais sob as condições de produção e uso da vidraça compósita de acordo com a invenção são adequados como substrato e vidraça de cobertura.
[0030] O substrato e/ou a vidraça de cobertura contém preferencialmente vidro, particular e preferencialmente vidro plano, vidro flotado, vidro de quartzo, vidro de borossilicato, vidro sódico-cálcico, ou plásticos transparentes, preferencialmente plásticos transparentes rígidos, em particular, polietileno, polipropileno, policarbonato, polimetacrilato de metila, poliestireno, poliamida, poliésteres, cloreto de polivinila, e/ou misturas dos mesmos. O substrato e/ou a vidraça de cobertura são preferencialmente transparentes, em particular para o uso da vidraça como um para-brisas ou janela traseira de um veículo ou outros usos em que a transmitância de luz alta é desejada. No contexto da invenção, “transparente” significa uma vidraça que tem transmitância maior que 70% na faixa espectral visível. Entretanto, para vidraças que não estão situadas no campo de visão relevante ao tráfego do condutor, por exemplo, para painéis de teto, a transmitância pode ser muito mais baixa, por exemplo, maior que 5%.
[0031] A espessura do substrato e/ou a vidraça de cobertura pode variar amplamente e ser adaptada de modo ideal às exigências do caso individual. Preferencialmente, as espessuras padrão de 1,0 mm a 25 mm, preferencialmente de 1,4 mm a 2,5 mm, são usadas para vidro de veículo automotor e, preferencialmente, de 4 mm a 25 mm para móveis, dispositivos, e construções, em particular, para aquecedores elétricos. O tamanho da vidraça pode variar amplamente e é governado pelo tamanho do uso de acordo com a invenção. O substrato e, opcionalmente, a vidraça de cobertura têm, por exemplo, em engenharia de veículo automotor e no setor de arquitetura as áreas costumeiras de 200 cm2até 20 m2.
[0032] A vidraça compósita pode ter qualquer formato tridimensional. Preferencialmente, o formato tridimensional não tem zonas de sombra de modo que possa, por exemplo, ser revestido por pulverização catódica. Preferencialmente, os substratos são planos ou levemente ou grandemente curvados em uma ou uma pluralidade de direções espaciais. Em particular, os substratos planos são usados. As vidraças podem ser incolores ou coloridas.
[0033] O substrato e/ou a vidraça de cobertura tem preferencialmente a permissividade relativa εr,1/4 de 2 a 8 e particular e preferencialmente de 6 a 8. Com tais permissividades relativas, foi possível obter uma diferenciação particularmente satisfatória entre o toque da superfície de contato por meio da superfície externa do substrato em comparação à superfície externa da vidraça de cobertura.
[0034] Os substratos e/ou as vidraças de cobertura são ligados entre si por pelo menos uma primeira e uma segunda camada intermediária. A camada intermediária é preferencialmente transparente. A camada intermediária contém preferencialmente pelo menos um plástico, preferencialmente polivinil butiral (PVB), acetato de vinil etileno (EVA) e/ou polietileno tereftalato (PET). A camada intermediária também pode, entretanto, conter, por exemplo, poliuretano (PU), polipropileno (PP), poliacrilato, polietileno (PE), policarbonato (PC), polimetacrilato de metila, cloreto de polivinila, resina de poliacetato, resinas de fundição, acrilatos, propilenos de etileno fluorados, fluoreto de polivinila, e/ou etileno tetrafluoroetileno, ou copolímeros ou misturas dos mesmos. A camada intermediária pode ser formada por um ou até mesmo uma pluralidade de filmes dispostos um sobre o outro, com a espessura de um filme preferencialmente de 0,025 mm a 1 mm, tipicamente 0,38 mm ou 0,76 mm. As camadas intermediárias podem ser preferencialmente termoplásticas, e, após a laminação, ligar de modo adesivo o substrato, a vidraça de cobertura, e quaisquer outras camadas intermediárias entre si. Em uma modalidade particularmente vantajosa da vidraça compósita de acordo com uma invenção, a primeira camada intermediária é implantada como uma camada adesiva produzida a partir de um adesivo, com o qual o filme transportador é ligado de modo adesivo ao substrato. Nesse caso, a primeira camada intermediária tem preferencialmente as dimensões do filme transportador.
[0035] A camada intermediária tem preferencialmente a permissividade relativa de 2 a 4 e particular e preferencialmente de 2,1 a 2,9. Com tais permissividades relativas, foi possível obter uma diferenciação particularmente satisfatória entre o toque da superfície de contato por meio da superfície externa do substrato em comparação à superfície externa da vidraça de cobertura.
[0036] O filme transportador de acordo com uma invenção é preferencialmente transparente. O mesmo contém preferencialmente ou é produzido a partir de um filme de polietileno tereftalato (PET). A espessura do filme transportador é de preferencialmente 0,025 mm a 0,1 mm. O filme transportador tem preferencialmente uma permissividade relativa de 2 a 4 e particular e preferencialmente de 2,7 a 3,3. As vidraças compósitas particularmente satisfatórias podem ser produzidas com tais filmes transportadores devido ao fato de que tais filmes transportadores finos podem ser integrados de modo imperceptível, pronto e óptico à vidraça compósita mesmo com disposição apenas em seção. Ao mesmo tempo, os sinais de comutação satisfatórios e seletivos podem ser gerados. A camada eletricamente condutiva, de acordo com a invenção, é preferencialmente disposta em uma superfície do filme transportador, em outras palavras, em precisamente um dentre os dois lados do filme transportador (isto é, em seu lado frontal ou seu lado posterior).
[0037] Os termos “substrato” e “vidraça de cobertura” são selecionados para diferenciar as duas vidraças de uma vidraça compósita, de acordo com a invenção. Nenhuma declaração sobre a disposição geométrica é associada aos termos. Quando a vidraça compósita de acordo com a invenção é fornecida, por exemplo, em uma abertura, por exemplo, de um veículo ou uma construção, para separar o interior do ambiente externo, o substrato pode ser voltado para o interior ou o ambiente externo.
[0038] A camada eletricamente condutiva contém preferencialmente um revestimento condutor eletricamente transparente. Aqui, “transparente” significa permeável à radiação eletromagnética, preferencialmente radiação eletromagnética de um comprimento de onda de 300 nm a 1.300 nm e, em particular, à luz visível.
[0039] As camadas eletricamente condutivas de acordo com a invenção são conhecidas, por exemplo, a partir dos documentos n° DE 20 2008 017 611 U1, n° EP 0 847 965 B1, ou n° WO2012/052315 A1. Os mesmos contêm tipicamente uma ou uma pluralidade, por exemplo, duas, três, ou quatro camadas funcionais eletricamente condutivas. As camadas funcionais contêm preferencialmente pelo menos um metal, por exemplo, prata, ouro, cobre, níquel, e/ou crômio, ou uma liga de metal. As camadas funcionais contêm particular e preferencialmente pelo menos 90% em peso do metal, em particular pelo menos 99,9% em peso do metal. As camadas funcionais podem ser feitas do metal ou da liga de metal. As camadas funcionais contêm particular e preferencialmente prata ou uma liga que contém prata. Tais camadas funcionais têm uma condutividade elétrica particularmente vantajosa com, ao mesmo tempo, transmitância alta na faixa espectral visível. A espessura de uma camada funcional é preferencialmente de 5 nm a 50 nm, particular e preferencialmente de 8 nm a 25 nm. Nessa faixa para a espessura da camada funcional, a transmitância alta de modo vantajoso na faixa espectral visível e a condutividade elétrica particularmente vantajosa são obtidas.
[0040] Tipicamente, pelo menos uma camada dielétrica é disposta, em cada caso, entre duas camadas funcionais adjacentes. Preferencialmente, outra camada dielétrica é disposta abaixo da primeira e/ou acima da última camada funcional. A camada dielétrica inclui pelo menos uma camada individual produzida a partir de um material dielétrico, por exemplo, que contém um nitreto, como nitreto de silício ou um óxido, como óxido alumínio. Entretanto, a camada dielétrica também pode incluir uma pluralidade de camadas individuais, por exemplo, camadas individuais de um material dielétrico, camadas de suavização, camadas de adaptação, camadas de bloqueio, e / ou camadas antirreflexo. A espessura de uma camada dielétrica é, por exemplo, de 10 nm a 200 nm.
[0041] Essa estrutura de camada é, em geral, obtida por uma sequência de operações de deposição que são realizadas por um método a vácuo, como pulverização catódica aprimorada de modo magnético.
[0042] Outras camadas eletricamente condutivas adequadas contêm preferencialmente óxido de índio-estanho (ITO), óxido de estanho dopado com flúor (SnO2:F), ou óxido de zinco dopado com alumínio (ZnO:Al).
[0043] A camada eletricamente condutiva pode ser, em princípio, qualquer revestimento que pode fazer contato eletricamente. Se a vidraça, de acordo com a invenção, for destinada a possibilitar a visão através do mesmo, conforme é, por exemplo, o caso em vidraças no setor de janelas, a camada eletricamente condutiva é preferencialmente transparente. Em uma modalidade vantajosa, a camada eletricamente condutiva é uma camada ou uma estrutura de camada de múltiplas camadas individuais com uma espessura total menor ou igual a 2 □ , particular e preferencialmente menor ou igual a 1 □.
[0044] Uma camada eletricamente condutiva transparente vantajosa, de acordo com a invenção, tem resistência de lâmina de 0,4 ohm/quadrado a 200 ohm/quadrado. Em uma modalidade particularmente preferida, a camada eletricamente condutiva de acordo com a invenção tem resistência de lâmina de 0,5 ohm/quadrado a 20 ohm/quadrado. Os revestimentos com tais resistências de lâminas são particularmente adequados para aquecer as vidraças de veículo automotor com tensões incorporadas típicas de 12 V a 48 V ou com veículos elétricos com tensões incorporadas típicas até 500 V.
[0045] A camada eletricamente condutiva pode se estender por toda a superfície de um lado do filme transportador. Entretanto, alternativamente, a camada eletricamente condutiva também pode se estender por apenas uma parte da superfície do filme transportador. A camada eletricamente condutiva pode ter uma ou uma pluralidade de zonas não revestidas. Essas zonas podem ser permeáveis à radiação eletromagnética e são, por exemplo, conhecidas como janelas de transmissão de dados ou janelas de comunicação.
[0046] Em uma modalidade vantajosa de uma vidraça compósita de acordo com uma invenção, a camada eletricamente condutiva é disposta de modo recuado a partir da borda da vidraça compósita por uma largura de 2 mm a 50 mm, preferencialmente de 5 mm a 20 mm. A camada eletricamente condutiva, então, não tem contato com a atmosfera e é protegida de modo vantajoso, pelas camadas intermediárias no interior da vidraça compósita, contra o dano e corrosão.
[0047] A linha de alimentação elétrica é preferencialmente implantada como um condutor de folha metálica ou um condutor de folha metálica flexível (condutor plano, condutor de banda plana). O termo “condutor de folha metálica” significa um condutor elétrico cuja largura é claramente maior que sua espessura. Tal condutor de folha metálica é, por exemplo, uma tira ou uma banda que contém ou é produzida a partir de cobre, cobre estanhado, alumínio, prata, ouro, ou ligas dos mesmos. O condutor de folha metálica tem, por exemplo, uma largura de 2 mm a 16 mm e uma espessura de 0,03 mm a 0,1 mm. O condutor de folha metálica pode ter um invólucro isolante preferencialmente polimérico, por exemplo, à base de poliimida. Os condutores de folha metálica que são adequados para o contato de revestimentos eletricamente condutivos em vidraças têm uma espessura total de, por exemplo, meramente 0,3 mm. Tais condutores de folha metálica finos podem ser embutidos sem dificuldade entre as vidraças individuais na camada intermediária termoplástica. Múltiplas camadas condutivas eletricamente isoladas uma da outra podem estar situadas em uma tira de condutor de folha metálica.
[0048] Alternativamente, fios de metal finos também podem ser usados como uma linha de alimentação elétrica. Os fios de metal contêm, em particular, cobre, tungstênio, ouro, prata, ou alumínio ou ligas de pelo menos dois desses metais. As ligas também podem conter molibdênio, rênio, ósmio, irídio, paládio ou platina.
[0049] A conexão de linha elétrica entre as zonas de conexão da camada eletricamente condutiva no filme transportador e na linha de alimentação elétrica é preferencialmente feita por meio de adesivos eletricamente condutivos, os quais possibilitam uma conexão de linha elétrica confiável e durável entre a zona de conexão e a linha de alimentação. Alternativamente, a conexão de linha elétrica também pode ser feita prendendo-se, visto que a conexão por preensão é fixada de modo seguro contra o deslizamento pelo procedimento de laminação. Alternativamente, a linha de alimentação também pode ser impressa na zona de conexão, por exemplo, por meio de uma pasta de impressão eletricamente condutiva que contém metal e, em particular, que contém prata.
[0050] Em uma modalidade vantajosa da invenção, a vidraça compósita, de acordo com a invenção, tem um meio de irradiação de luz e um meio de deflexão de luz. O meio de irradiação de luz e o meio de deflexão de luz são dispostos em ou no substrato e/ou na vidraça de cobertura ou entre as camadas intermediárias ou o filme transportador.
[0051] De acordo com a invenção, o meio de irradiação de luz compreende pelo menos uma fonte de luz, preferencialmente, um LED ou OLED. A vantagem particular reside nas dimensões pequenas e no consumo de potência baixo. A faixa de comprimento de onda emitida pela fonte de luz pode ser selecionada livremente na faixa de luz visível, por exemplo, com base em considerações práticas e/ou estéticas. O meio de irradiação de luz pode incluir elementos ópticos, em particular, para guiar a luz, preferencialmente um refletor e/ou uma guia de onda, por exemplo, uma fibra de vidro ou uma fibra óptica polimérica. O meio de irradiação de luz pode ser disposto em qualquer localização no substrato ou na vidraça de cobertura, em particular, na borda lateral do substrato ou da vidraça de cobertura ou em uma reentrância pequena no meio do substrato ou da vidraça de cobertura.
[0052] O meio de deflexão de luz inclui preferencialmente partículas, grades de pontos, adesivos, depósitos, nós, incisões, grades de linhas, impressões, e/ou impressões em tela e é adequado para desacoplar a luz transportada no substrato ou na vidraça de cobertura do mesmo.
[0053] O meio de deflexão de luz pode ser disposto em qualquer posição no nível do substrato ou da vidraça de cobertura. É particularmente vantajoso para o meio de deflexão de luz ser disposto na região de ou nas adjacências imediatas da zona de contato e para habilitar, desse modo, a constatação rápida da zona de contato dificilmente visível de outro modo. Isso é particularmente vantajoso na noite ou no escuro.
[0054] Alternativamente, a luz pode ser introduzida na zona de contato através de uma guia de onda que é disposta no substrato, na camada intermediária, ou na vidraça de cobertura e pode marcar a zona de contato.
[0055] Alternativamente ou em combinação, o meio de irradiação de luz junto com o meio de deflexão de luz pode visualizar os dados na vidraça, por exemplo, relatar o estado de comutação da zona de comutação capacitiva ou indicar, por exemplo, se uma função elétrica é ligada ou desligada.
[0056] Em uma modalidade vantajosa alternativa da vidraça compósita de acordo com a invenção, a zona de contato é diretamente passível de marcação ou marcada por uma fonte de luz ativa, preferencialmente por um diodo emissor de luz (LED), um diodo emissor de luz orgânico (OLED), uma lâmpada incandescente, ou outra luminária ativa, como um material luminescente, preferencialmente um material fluorescente ou fosforescente.
[0057] Em outra modalidade vantajosa alternativa da vidraça compósita de acordo com a invenção, a zona de contato é marcada por uma impressão colorida, preferencialmente branca ou preta, por exemplo, uma impressão em tela, no substrato transparente, na camada intermediária, ou na vidraça de cobertura. Isso tem a vantagem particular de que a zona de contato é marcada de modo durável e independente de uma fonte de tensão. A impressão também pode conter um material luminescente, preferencialmente, um material fluorescente ou fosforescente e/ou ser luminescente.
[0058] Outro aspecto da invenção compreende um método para produzir uma vidraça compósita com uma zona de comutação capacitiva que compreende pelo menos: (a) Aplicação de uma camada eletricamente condutiva em uma superfície de um filme transportador, (b) Introdução de pelo menos uma linha de separação, a qual divide eletricamente a camada eletricamente condutiva em pelo menos uma zona de comutação capacitiva e forma pelo menos uma zona circundante, preferencialmente por padronização a laser ou por ablação mecânica ou química, e (c) Produção de uma sequência de pilhas que consiste em um substrato, uma primeira camada intermediária, uma segunda camada intermediária e uma vidraça de cobertura, em que o filme transportador é disposto, pelo menos em seções, entre a primeira camada intermediária e a segunda camada intermediária, e (d) Laminação da sequência de pilhas para formar uma vidraça compósita.
[0059] A aplicação da camada eletricamente condutiva na etapa de processo (a) pode ser feita por um método conhecido em si, preferencialmente pela pulverização catódica aprimorada de modo magnético. Isso é particularmente vantajoso em termos de revestimento simples, rápido, econômico e uniforme do substrato. Entretanto, a camada eletricamente condutiva também pode ser aplicada, por exemplo, por deposição de vapor, deposição de vapor químico (CVD), deposição de vapor químico aprimorada com plasma (PECVD), ou por processos químicos úmidos.
[0060] O filme transportador pode ser submetido a um tratamento de temperatura após a etapa de processo (a). O filme transportador é aquecido juntamente com a camada eletricamente condutiva até uma temperatura de pelo menos 200 °C, preferencialmente pelo menos 300 °C. O tratamento de temperatura também pode servir para aumentar a transmitância e/ou reduzir a resistência de lâmina da camada eletricamente condutiva.
[0061] A remoção de revestimento de linhas de separação individuais na camada eletricamente condutiva é preferencialmente feita por feixe de laser. Os métodos para padronizar os filmes de metal são conhecidos, por exemplo, a partir dos documentos n° EP 2 200 097 A1 ou n° EP 2 139 049 A1. A largura da remoção de revestimento é preferencialmente 10 μm a 1000 μm, particular e preferencialmente 30 μm a 200 μm, e em particular 70 μm a 140 μm. Nessa faixa, uma remoção de revestimento particularmente transparente e livre de resíduo pelo feixe de laser ocorre. A remoção de revestimento por feixe de laser é particularmente vantajosa, visto que as linhas de revestimento removido são opticamente muito imperceptíveis e impactam a aparência e a transparência apenas um pouco. A remoção de revestimento de uma linha com uma largura que é mais ampla que a largura de um corte a laser é feita por rastreamento repetido da linha com o feixe de laser. Consequentemente, a duração de processo e os custos de processo aumentam com uma largura de linha crescente. Alternativamente, a remoção de revestimento pode ser feita por ablação mecânica, assim como por gravação química ou física.
[0062] A primeira ou a segunda camada intermediária pode ser formada por um filme único ou até mesmo por dois ou mais filmes que são dispostos em área um sobre o outro.
[0063] A ligação do substrato e da vidraça de cobertura na etapa de processo (d) é preferencialmente feita sob a ação de calor, vácuo, e/ou pressão. Os métodos conhecidos em si para produzir uma vidraça compósita podem ser usados.
[0064] Por exemplo, os chamados métodos de autoclave podem ser realizados a uma pressão elevada de aproximadamente 1 MPa (10 bar) a 1,5 MPa (15 bar) e temperaturas de 130 °C a 145 °C durante aproximadamente 2 horas. Os métodos de bolsa ou anel a vácuo conhecidos em si operam, por exemplo, em aproximadamente 0,02 MPa (200 mbar) e 80 °C a 110 °C. A primeira vidraça, a camada intermediária termoplástica, e a segunda vidraça também podem ser pressionadas em uma calandra entre pelo menos um par de rolos para formar uma vidraça. Os sistemas desse tipo são conhecidos por produzir vidraças e ter normalmente pelo menos um túnel de aquecimento a montante antes de uma instalação de prensagem. A temperatura durante o procedimento de prensagem é, por exemplo, de 40 °C a 150 °C. As combinações de processos de calandra e autoclave provaram particularmente seu valor na prática. Alternativamente, os laminadores a vácuo podem ser usados. Os mesmos consistem em uma ou uma pluralidade de câmaras aquecíveis e evacuáveis, nas quais a primeira vidraça e a segunda vidraça são laminadas, por exemplo, aproximadamente 60 minutos em pressões reduzidas de 1 Pa (0,01 mbar) a 0,08 MPa (800 mbar) e temperaturas de 80 °C a 170 °C.
[0065] Outro aspecto da invenção compreende o uso da vidraça eletricamente aquecível com uma zona de comutação capacitiva, de acordo com a invenção, em construções, em particular na área de acesso, janela área, área de teto, ou área de fachada, como um componente integrado em móveis e dispositivos, em meios de transporte para viagem em terra, no ar, ou em água, em particular, em trens, barcos, e veículos automotores, por exemplo, como um para-brisas, janela traseira, janela lateral, e / ou painel de teto.
[0066] A invenção compreende adicionalmente o uso da zona de comutação capacitiva para o controle elétrico de uma função dentro ou fora da vidraça compósita, preferencialmente uma função de aquecimento, iluminação, em particular, um meio de iluminação disposto na vidraça compósita, como um LED, uma mudança na transparência óptica de uma camada intermediária funcional, em particular, uma camada de dispositivo de partícula suspensa (SPD) ou uma camada intermediária eletrocrômica.
[0067] A seguir, a invenção é explicada em detalhes com referência aos desenhos e modalidades exemplificativas. Os desenhos são uma representação esquemática e não são fiéis à escala. Os desenhos não restringem de nenhum modo a invenção.
[0068] Os mesmos representam:
[0069] Figura 1A uma vista plana de uma modalidade de uma disposição de vidraça, de acordo com a invenção, com uma vidraça compósita, de acordo com a invenção,
[0070] Figura 1B uma representação em corte transversal ao longo da linha de seção A-A‘ da Figura 1A,
[0071] Figura 1C uma representação ampliada do filme transportador, de acordo com a invenção, da Figura 1A,
[0072] Figura 1D uma representação em corte transversal ao longo da linha de seção B-B‘ da Figura 1C,
[0073] Figura 2A uma vista plana de uma modalidade alternativa da disposição de vidraça, de acordo com a invenção, com uma vidraça compósita, de acordo com a invenção,
[0074] Figura 2B uma representação em corte transversal ao longo da linha de seção A-A‘ da Figura 2A,
[0075] Figura 2C uma representação ampliada do filme transportador, de acordo com a invenção, da Figura 2A,
[0076] Figura 2D uma representação em corte transversal ao longo da linha de seção B-B‘ da Figura 2C, e
[0077] Figura 3 um fluxograma detalhado de uma modalidade do método, de acordo com a invenção.
[0078] A Figura 1A representa uma vista plana de uma modalidade exemplificativa de uma disposição de vidraça 101, de acordo com a invenção, com uma vidraça compósita 100, de acordo com a invenção.
[0079] A Figura 1B é uma representação em corte transversal ao longo da linha de seção A-A‘ da Figura 1A. A vidraça compósita 100 compreende aqui, por exemplo, um substrato 1 e uma vidraça de cobertura 4 que são ligadas entre si por meio de uma primeira camada intermediária 2 e uma segunda camada intermediária 3. A vidraça compósita 100 é, por exemplo, uma vidraça de veículo automotor e, em particular, o para-brisas de um carro de passageiro. As dimensões da vidraça compósita 100 são, por exemplo, 0,9 m x 1,5 m. O substrato 1 é, por exemplo, destinado a ser voltado para o interior na posição instalada. Em outras palavras, a superfície externa IV do substrato 1 é acessível a partir do interior; enquanto isso, em contraste, a superfície externa I da vidraça de cobertura 4 é voltada para fora em relação ao veículo interior. O substrato 1 e a vidraça de cobertura 4 são feitos, por exemplo, de vidro sódico- cálcico. A espessura d1 do substrato 1 é, por exemplo, 1,6 mm e a espessura d4 da vidraça de cobertura 4 é 2,1 mm. Obviamente, o substrato 1 e a vidraça de cobertura 4 podem ter quaisquer espessuras, e, por exemplo, também podem ser implantadas com a mesma espessura. As camadas intermediárias 2,3 são camadas intermediárias termoplásticas e são feitas de polivinil butiral (PVB). As mesmas têm, em cada caso, uma espessura d2/3 de 0,38 mm. Um filme transportador 5 com uma zona de comutação capacitiva 10 é disposto entre a primeira camada intermediária 2 e a segunda camada intermediária 3 na seção inferior central da vidraça compósita 100.
[0080] A Figura 1C representa uma representação ampliada do filme transportador 5, de acordo com a invenção, da Figura 1A. A Figura 1D representa uma representação em corte transversal correspondente ao longo da linha de seção B-B‘ da Figura 1C.
[0081] O filme transportador 5 é, nesse exemplo, um filme de polietileno tereftalato (PET) transparente com uma espessura d5 de 0,05 mm. Uma camada eletricamente condutiva transparente 6 é disposta no filme transportador 5. A camada eletricamente condutiva 6 é um sistema de camada que inclui, por exemplo, três camadas de prata eletricamente condutivas que são separadas uma da outra por camadas dielétricas.
[0082] A camada eletricamente condutiva 6 se estende, por exemplo, por um lado inteiro do filme transportador 5. Na modalidade exemplificativa representada, a camada eletricamente condutiva 6 é disposta naquele lado do filme transportador 5 que está voltado para o substrato 1. O filme transportador 5 é recuado por uma distância de aproximadamente 8 mm a partir da borda de vidraça para o interior de vidraça. Essa região é hermeticamente vedada colando-se as duas camadas intermediárias 2,3 durante a laminação de modo que a camada eletricamente condutiva 6 seja protegida contra a umidificação das adjacências da vidraça compósita 100 e, desse modo, contra a corrosão e o dano. Alternativamente, seria possível deixar o revestimento de filme transportador 5 livre em uma região de borda ou remover a camada eletricamente condutiva 6 ali.
[0083] A camada eletricamente condutiva 6 é dividida por linhas de separação livres de revestimento 7 em zonas diferentes eletricamente isoladas entre si. No exemplo representado na Figura 1C, duas zonas de comutação capacitiva 10 são eletricamente divididas por uma zona circundante comum 15. Cada zona de comutação 10 inclui uma zona de contato 11, a qual é implantada aproximadamente em quadrado e as transições em uma zona de linha de alimentação em formato de tira 12. A largura bB e o comprimento lB da zona de contato 11 é, em cada caso, por exemplo, 40 mm. A largura bZ da zona de linha de alimentação 12 é, por exemplo, 1 mm. A razão de bZ:bB é, desse modo, aproximadamente 1:40. A zona de linha de alimentação 12 é conectada a uma zona de conexão 13. A zona de conexão 13 tem um formato quadrado e um comprimento de borda bA de, por exemplo, 12 mm. O comprimento lZ da zona de linha de alimentação é aproximadamente 48 mm.
[0084] A linha de separação 7 tem apenas uma largura ti de, por exemplo, 100 μm e é introduzida na camada eletricamente condutiva 6, por exemplo, por padronização a laser. As linhas de separação 7 com tal largura baixa são dificilmente perceptíveis de modo óptico e interferem apenas um pouco a visão através da vidraça compósita 100, a qual, particularmente para uso em veículos automotores, é de importância especial para a segurança em direção e também é particularmente estética.
[0085] A zona de conexão 13 é conectada de modo eletricamente condutivo a um condutor de folha metálica 17 por meio de uma conexão de linha elétrica 20. Uma conexão condutiva eletricamente confiável é preferencialmente obtida por meio de um adesivo eletricamente condutivo. O condutor de folha metálica 17 é feito, por exemplo, a partir de uma folha metálica de cobre de 50 μm de espessura e é, por exemplo, isolado fora da zona de conexão 13 com uma camada de poliimida. Desse modo, o condutor de folha metálica 17 pode ser guiado para fora, sem um curto-circuito, além da zona circundante 15 sobre a borda de fundo da vidraça compósita 100. Obviamente, a conexão de linha elétrica da zona de conexão para o lado de fora também pode ser guiada para fora por meio de fios isolados ou por meio de uma zona na qual a camada eletricamente condutiva da zona circundante é interrompida.
[0086] Aqui, o condutor de folha metálica 17 é, por exemplo, conectado a eletrônicos de sensor capacitivo 14 fora da vidraça compósita 100. Além disso, a zona circundante 15 também é conectada aos eletrônicos de sensor 14 por meio de outra zona de conexão 16. Os eletrônicos de sensor 14 são adequados para medir precisamente as mudanças de capacitância da zona de comutação 10 em relação à zona circundante 15 e para encaminhar um sinal de comutação, por exemplo, ao Barramento CAN de um veículo automotor como uma função de um valor de limiar. Quaisquer funções no veículo automotor podem ser comutadas por meio do sinal de comutação. Por exemplo, a iluminação dentro ou na vidraça compósita 100 pode ser ligada ou desligada.
[0087] Quando a vidraça compósita 100 é usada, por exemplo, como um para- brisas em um veículo automotor, o comprimento da zona de linha de alimentação 12 pode ser selecionado de modo que o condutor do veículo ou o passageiro de assento anterior possam alcançar de modo confortável a zona de contato 11 da zona de comutação 10.
[0088] Na modalidade exemplificativa representada, a estrutura e a sintonização dos eletrônicos de sensor 14 são coordenadas de modo que, quando a superfície de vidraça externa IV do substrato 1 é tocada acima da zona de contato 11 da zona de comutação capacitiva 10, um sinal de comutação seja acionado, enquanto quando uma superfície de vidraça externa I da vidraça de cobertura 4 é tocada sobre a zona de comutação capacitiva 10, nenhum sinal de comutação seja acionado. Para essa finalidade, as espessuras e os materiais da vidraça compósita de acordo com a invenção 100 são selecionados, de acordo com a invenção, de modo que a capacitância de superfície cI entre a zona de contato 11 e a superfície externa IV do substrato 1 seja maior que a capacitância de superfície cA entre a zona de contato 11 e a superfície externa I da vidraça de cobertura 4.
[0089] A capacitância de superfície cI ou cA é, no contexto da presente invenção, definida como a capacitância de um capacitor de placa daquela zona da vidraça compósita 100 que resulta a partir da projeção ortogonal da zona de contato 11 entre a zona de contato 11 e a superfície externa IV do substrato 1 ou da superfície externa I da vidraça de cobertura 4, com a capacitância resultante normalizada para a área da zona de contato.
[0090] No exemplo representado em detalhes na Figura 1B, a capacitância de superfície cI entre a zona de contato 11 e a superfície externa IV do substrato 2 resulta na conexão em série das capacitâncias individuais (1/c1+1/c2)-1, com a capacitância individual resultando em ci=ε0*εr,i/di. Isso corresponde à capacitância Ci da respectiva camada individual com permissividade relativa εr,i e espessura di, normalizada para a área A da zona de contato 11, isto é, ci=Ci/A.
[0091] Além disso, a capacitância de superfície cI entre a zona de contato 11 e a superfície externa I da vidraça de cobertura 4 resulta na conexão em série das capacitâncias individuais (1/c3+1/c4+1/c5)-1.
[0092] A permissividade relativa do substrato 1 e da vidraça de cobertura 4 são, aqui, por exemplo, εr,1= εr,4=7; a permissividade relativa da primeira camada intermediária 2 e da segunda camada intermediária 3 são, aqui, por exemplo, εr,2= εr,3=2.6; e a permissividade relativa do filme transportador 5 é, aqui, por exemplo, εr,5=3.
[0093] Isso rende uma razão das capacitâncias de superfície cI:cA em 1.2:1.
[0094] Além disso, nesse exemplo, a área A da zona de contato 11 e, em particular, sua largura bB é coordenada com a largura bZ da zona de linha de alimentação 12, de modo que um sinal de comutação seja emitido apenas quando a superfície externa IV do substrato é tocada acima da zona de contato 11 (isto é, na região da superfície IV que resulta a partir da projeção ortogonal da zona de contato 11 na superfície IV) e não quando a superfície IV acima da zona de linha de alimentação 12 é tocada.
[0095] A Figura 2A representa uma vista plana de uma modalidade exemplificativa alternativa de uma disposição de vidraça 101, de acordo com a invenção, com a vidraça compósita 100, de acordo com a invenção.
[0096] A Figura 2B é uma representação em corte transversal ao longo da linha de seção A-A‘ da Figura 2A. A vidraça compósita 100 compreende aqui, por exemplo, um substrato 1 e uma vidraça de cobertura 4 que são ligadas entre si por meio de uma primeira camada intermediária 2 e uma segunda camada intermediária 3. A vidraça compósita 100 é, por exemplo, uma vidraça de veículo automotor e, em particular, o painel de teto de um carro de passageiro. As dimensões da vidraça compósita 100 são, por exemplo, 1,2 m x 1,2 m. O substrato 1 é, por exemplo, destinado a ser voltado para o interior na posição instalada. Em outras palavras, a superfície externa IV do substrato 1 é acessível a partir do interior; enquanto isso, em contraste, a superfície externa I da vidraça de cobertura 4 é voltada para fora. O substrato 1 e a vidraça de cobertura 4 são feitos, por exemplo, de vidro sódico-cálcico. A espessura d1 do substrato 1 é, por exemplo, 2,1 mm; e a espessura d4 da vidraça de cobertura 4 é, por exemplo, também 2,1 mm. Nessa modalidade exemplificativa, a segunda camada intermediária 3,3’ é implantada em duas camadas. As camadas intermediárias 2,3,3’ são camadas intermediárias termoplásticas e são feitas de polivinil butiral (PVB). As mesmas têm, em cada caso, uma espessura d2/3/3’ de 0,38 mm. Um filme transportador 5 com uma zona de comutação capacitiva 10 é disposto entre a primeira camada intermediária 2 e a segunda camada intermediária 3 na seção inferior central da vidraça compósita 100.
[0097] A Figura 2C representa uma representação ampliada do filme transportador 5, de acordo com a invenção, da Figura 2A. A Figura 2D representa uma representação em corte transversal correspondente ao longo da linha de seção B-B‘ da Figura 2C.
[0098] O filme transportador 5 é, nesse exemplo, um filme de polietileno tereftalato (PET) transparente com uma espessura d5 de 0,05 mm. Aqui, o filme transportador 5 tem um comprimento de, por exemplo, 250 mm e uma largura de, por exemplo, 120 mm. Uma camada eletricamente condutiva transparente 6 é disposta no filme transportador 5. A camada eletricamente condutiva 6 é um sistema de camada que inclui, por exemplo, três camadas de prata eletricamente condutivas que são separadas uma da outra por camadas dielétricas.
[0099] A camada eletricamente condutiva 6 se estende, por exemplo, por toda a superfície de um lado do filme transportador 5, menos uma tira de borda livre de revestimento 18 de 10 mm que está voltada para a borda de vidraça externa da vidraça compósita 100. Essa região é hermeticamente vedada colando-se as duas camadas intermediárias 2,3 durante a laminação de modo que a camada eletricamente condutiva 6 seja protegida contra a umidificação das adjacências da vidraça compósita 100 e, desse modo, contra a corrosão e o dano. Na modalidade exemplificativa representada, a camada eletricamente condutiva 6 é disposta no lado do filme transportador 5 que é voltado para o substrato 1.
[00100] A camada eletricamente condutiva 6 é dividida por linhas de separação livres de revestimento 7 em zonas diferentes eletricamente isoladas entre si. No exemplo representado na Figura 2C, quatro zonas de comutação capacitiva 10 são eletricamente divididas por uma zona circundante comum 15. Cada zona de comutação 10 inclui uma zona de contato 11, a qual é implantada aproximadamente em formato de gota e as transições em uma zona de linha de alimentação em formato de tira 12. A largura bB e o comprimento lB da zona de contato 11 é, em cada caso, por exemplo, 40 mm. A largura bZ da zona de linha de alimentação 12 é, por exemplo, 1 mm. A razão de bZ:bB é, desse modo, aproximadamente 1:40. A zona de linha de alimentação 12 é conectada a uma zona de conexão 13. A zona de conexão 13 tem um formato quadrado com cantos arredondados e um comprimento de borda bA de, por exemplo, 12 mm. O comprimento lZ da zona de linha de alimentação é aproximadamente 48 mm.
[00101] A linha de separação 7 tem apenas uma largura ti de, por exemplo, 100 μm e é introduzida na camada eletricamente condutiva 6, por exemplo, por padronização a laser. As linhas de separação 7 com tal largura baixa são dificilmente perceptíveis de modo óptico e interferem apenas um pouco na visão através da vidraça compósita 100, a qual, particularmente para uso em veículos automotores como um painel de teto, é particularmente estética.
[00102] A zona de conexão 13 é conectada de modo eletricamente condutivo a um condutor de folha metálica 17 por meio de uma conexão de linha elétrica 20. Uma conexão condutiva eletricamente confiável é preferencialmente obtida por meio de um adesivo eletricamente condutivo. O condutor de folha metálica 17 é feito, por exemplo, a partir de uma folha metálica de cobre de 50 μm de espessura e é, por exemplo, isolado fora da zona de conexão 13 com uma camada de poliimida. Desse modo, o condutor de folha metálica 17 pode ser guiado para fora, sem um curto-circuito, além da zona circundante 15 sobre a borda de fundo da vidraça compósita 100. Obviamente, a conexão elétrica da zona de conexão 13 ao lado de fora também pode ser guiada para fora por meio de fios isolados ou por meio de uma zona na qual a zona circundante 15 é interrompida.
[00103] Aqui, o condutor de folha metálica 17 é, por exemplo, conectado a eletrônicos de sensor capacitivo 14 fora da vidraça compósita 100. Além disso, a zona circundante 15 também é conectada aos eletrônicos de sensor 14 por meio de outra zona de conexão 16. Os eletrônicos de sensor 14 são adequados para medir precisamente as mudanças de capacitância da zona de comutação 10 em relação à zona circundante e para encaminhar um sinal de comutação, por exemplo, ao Barramento CAN de um veículo automotor como uma função de um valor de limiar. Quaisquer funções no veículo automotor podem ser comutadas por meio do sinal de comutação. Por exemplo, a vidraça compósita 100 pode ter uma camada de dispositivo de partícula suspensa (SPD), uma camada eletrocrômica ou outro tipo de camada ou filme para controlar a transparência óptica, a qual pode ser alterada em sua transparência óptica por meio do sinal de comutação, aqui, por exemplo, com quatro níveis de transparência, os quais podem, em cada caso, ser selecionados por meio das quatro zonas de comutação capacitiva. Obviamente, alternativa ou adicionalmente, outras funções elétricas, como aquecimento elétrico ou iluminação elétrica também podem ser controladas.
[00104] Quando a vidraça compósita 100 for usada, por exemplo, como um painel de teto em um veículo automotor, o comprimento da zona de linha de alimentação 12 pode ser selecionado de modo que o condutor do veículo, o passageiro do assento anterior, ou passageiros no assento posterior possam alcançar de modo confortável a zona de contato 11 da zona de comutação 10. Obviamente, para isso, múltiplos filmes transportadores 5 também podem ser dispostos na vidraça compósita 100, por exemplo, em cada caso, um filme transportador 5 para cada ocupante de veículo.
[00105] Na modalidade exemplificativa representada, a estrutura e a sintonização dos eletrônicos de sensor 14 são coordenadas de modo que, quando a superfície de vidraça externa IV do substrato 1 é tocada acima da zona de contato 11 da zona de comutação capacitiva 10, um sinal de comutação seja acionado, enquanto quando uma superfície de vidraça externa I da vidraça de cobertura 4 é tocada, nenhum sinal de comutação seja acionado. Isso tem a vantagem particular de que nenhum sinal de comutação pode ser acionado como um resultado de toque intencional ou inadvertido da vidraça compósita 100 a partir do lado de fora do veículo automotor. Além disso, o acionamento inadvertido de um sinal de comutação, por exemplo, por chuva ou lavagem de veículo, é evitado. Para essa finalidade, as espessuras e os materiais da vidraça compósita 100 de acordo com a invenção são selecionados, de acordo com a invenção, de modo que a capacitância de superfície cI entre a zona de contato 11 e a superfície externa IV do substrato 1 seja maior que a capacitância de superfície cA entre a zona de contato 11 e a superfície externa I da vidraça de cobertura 4.
[00106] No exemplo representado em detalhes na Figura 2B, a capacitância de superfície cI entre a zona de contato 11 e a superfície externa IV do substrato 2 resulta na conexão em série das capacitâncias individuais (1/c1+1/c2)-1. Além disso, a capacitância de superfície cI entre a zona de contato 11 e a superfície externa I da vidraça de cobertura 4 resultam na conexão em série das capacitâncias individuais (1/c3+1/c3’+1/c4+1/c5)-1. A permissividade relativa do substrato 1 e da vidraça de cobertura 4 aqui é, por exemplo, εr,1= εr,4=7; a permissividade relativa da primeira camada intermediária 2 e da segunda camada intermediária 3,3’ aqui é, por exemplo, εr,2=εr,3= εr,3’=2,6; e a permissividade relativa do filme transportador 5 aqui é, por exemplo, εr,5=3. Isso rende uma razão das capacitâncias de superfície cI:cA em 1.4:1.
[00107] Além disso, nesse exemplo, a área A da zona de contato 11 e, em particular, sua largura bB é coordenada com a largura bZ da zona de linha de alimentação 12, de modo que um sinal de comutação seja emitido apenas quando a superfície externa IV do substrato é tocada acima da zona de contato 11 (isto é, na região da superfície externa IV que resulta a partir da projeção ortogonal da zona de contato 11 na superfície externa IV) e não quando a superfície externa IV é tocada acima da zona de linha de alimentação 12.
[00108] A Figura 3 ilustra um fluxograma de uma modalidade exemplificativa do método de acordo com a invenção para produzir uma vidraça compósita 100 com uma zona de comutação capacitiva 10.
[00109] A Tabela 1 ilustra o cálculo das razões das capacitâncias de superfície cI:cA de cinco modalidades exemplificativas dos Exemplos 1 a 5 para várias espessuras de material e parâmetros de material. O cálculo das capacitâncias de superfície foi apresentado em detalhes acima sob a Figura 1 e a Figura 2. O Exemplo 3 corresponde à modalidade exemplificativa da Figura 1 e o Exemplo 1 corresponde à modalidade exemplificativa da Figura 2. Tabela 1
[00110] As vidraças compósitas 100, de acordo com a invenção, têm razões entre capacitâncias de superfície cI:cA maior ou igual a 1,1:1. Com tais razões, foi possível obter diferenciação particularmente satisfatória entre tocar na superfície de contato 11 acima da superfície externa IV do substrato 1 em contraste com a superfície externa I da vidraça de cobertura 4.
[00111] A vidraça compósita 100, de acordo com a invenção, de acordo com a Figura 1 e 2, tem uma zona de comutação capacitiva 10, a qual é, por exemplo, conectável a eletrônicos de sensor capacitivo 14. Além disso, devido à largura baixa das linhas de separação 7, a visão através da vidraça é apenas afetada minimamente e satisfaz, por exemplo, as exigências para vitrificação de veículo automotor.
[00112] De modo particular, vantajoso e surpreendente, uma disposição de vidraça 101 com uma vidraça compósita 100, em que a sensibilidade dos eletrônicos de sensor 14 com a razão das capacitâncias de superfície cI:cA acima das zonas de contato 11 é sintonizada de modo que o acionamento seletivo da operação de comutação seja possível apenas a partir de uma superfície externa IV da vidraça compósita 100.
[00113] Esse resultado foi inesperado e surpreendente para a pessoa versada na técnica.
[00114] Lista de Caracteres de Referência: 1 substrato 2 primeira camada intermediária 3 ,3’ segunda camada intermediária 4 vidraça de cobertura 5 filme transportador 6 camada eletricamente condutiva 7 linha de separação 10 zona de comutação capacitiva 11 zona de contato 12 zona de linha de alimentação 13 zona de conexão 14 eletrônicos de sensor capacitivo 15 zona circundante 16 zona de conexão adicional 17 condutor de folha metálica 18 tira de borda livre de revestimento 20 conexão de linha elétrica 100 vidraça compósita 101 disposição de vidraça A área da zona de contato 11 bA largura da zona de conexão 13 bB largura da zona de contato 11 bZ largura da zona de linha de alimentação 12 ci, CA,C1...5 capacitância de superfície C1...5 capacitância d1,d2,d3,d3’,d4,d5 espessura ε0 constante de campo elétrico εr,1, εr,2, εr,3, εr,3’,εr,4, εr,5 permissividade relativa lA comprimento da zona de conexão 13 lB comprimento da zona de contato 11 lZ comprimento da zona de linha de alimentação 12 t1 largura da linha de separação 7 A-A‘ linha de seção B-B‘ linha de seção i superfície externa da vidraça de cobertura 4 iV superfície externa do substrato 1
Claims (14)
1. Vidraça compósita (100) com uma zona de comutação capacitiva (10) caracterizadapelo fato de que compreende: - um substrato (1), - pelo menos uma primeira camada intermediária (2), a qual é ligada em área ao substrato (1), - pelo menos uma segunda camada intermediária (3,3’), a qual é ligada em área à primeira camada intermediária (2), e - uma vidraça de cobertura (4), a qual é ligada em área à segunda camada intermediária (3,3’), em que - um filme transportador (5) com uma camada eletricamente condutiva (6) é disposto, pelo menos em seções, entre a primeira camada intermediária (2) e a segunda camada intermediária (3,3’), - pelo menos uma zona de comutação capacitiva (10) é eletricamente isolada da camada eletricamente condutiva (6) por pelo menos uma linha de separação livre de revestimento (7), - a zona de comutação capacitiva (10) tem uma zona de contato (11), uma zona de linha de alimentação (12), e uma zona de conexão (13); a zona de linha de alimentação (12) conecta eletricamente a zona de contato (11) à zona de conexão (13), e a zona de conexão (13) é eletricamente conectável aos componentes eletrônicos de sensor (14), e - uma capacitância de superfície cI entre a zona de contato (11) e a superfície externa (IV) do substrato (1), definida como a capacitância de um capacitor de placa daquela zona da vidraça compósita (100) que resulta a partir da projeção ortogonal da zona de contato (11) entre a zona de contato (11) e a superfície externa (IV) do substrato (1), com a capacitância resultante normalizada sobre a área da zona de contato (11), é maior que uma capacitância de superfície cA entre a zona de contato (11) e a superfície externa (I) da vidraça de cobertura (4), definida como a capacitância de um capacitor de placa daquela zona da vidraça compósita (100) que resulta a partir da projeção ortogonal da zona de contato (11) entre a zona de contato (11) e a superfície externa (I) da vidraça de cobertura (4), com a capacitância resultante normalizada para a área da zona de contato (11).
2. Vidraça compósita (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a razão entre a capacitância de superfície cI e a capacitância de superfície cA é maior ou igual a 1.1:1, preferencialmente maior ou igual a 1.2:1.
3. Vidraça compósita (100), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadapelo fato de que a zona de linha de alimentação (12) tem um comprimento lZ de 1 cm a 70 cm e preferencialmente de 1 cm a 8 cm e tem uma largura bZ de 0,5 mm a 10 mm e preferencialmente de 0,5 mm a 2 mm e preferencialmente tem o formato de um retângulo, uma tira ou uma linha.
4. Vidraça compósita (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadapelo fato de que a razão entre o comprimento IZ e a largura bZ da zona de linha de alimentação (12) é menor ou igual a 1:700 e preferencialmente de 1:5 a 1:100.
5. Vidraça compósita (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizadapelo fato de que a área da zona de contato (11) é de 1 cm2a 200 cm2, particular e preferencialmente de 1 cm2a 9 cm2e/ou tem o formato de um retângulo, quadrado, trapezoide, triângulo, círculo, elipse ou gota ou tem cantos arredondados.
6. Vidraça compósita (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadapelo fato de que a região da camada eletricamente condutiva (6) fora da zona de comutação capacitiva (10) forma uma zona circundante (15), que é conectável aos componentes eletrônicos de sensor (14) por meio de outra zona de conexão (16).
7. Vidraça compósita (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizadapelo fato de que a largura t1 da linha de separação (7) é de 30 μm a 200 μm e preferencialmente de 70 μm a 140 μm.
8. Vidraça compósita (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizadapelo fato de que a primeira camada intermediária (2) e/ou a segunda camada intermediária (3,3’) é transparente, contém ou é produzida de polivinil butiral (PVB), e/ou tem uma permissividade relativa εr,2/3/3’ de 2 a 4 e particular e preferencialmente de 2,1 a 2,9.
9. Vidraça compósita (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o filme transportador (5) é transparente, contém ou é produzido a partir de polietileno tereftalato (PET), e/ou tem uma permissividade relativa εr,5 de 2 a 4 e particular e preferencialmente de 2,7 a 3,3.
10. Vidraça compósita (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que o substrato (1) e/ou a vidraça de cobertura (4) contém vidro, preferencialmente vidro plano, vidro flotado, vidro de quartzo, vidro de borossilicato, vidro sódico-cálcico, ou polímeros, preferencialmente polietileno, polipropileno, policarbonato, polimetacrilato de metila, e/ou misturas dos mesmos, e/ou tem uma permissividade relativa εr,1/4 de 2 a 8 e particular e preferencialmente de 6 a 8.
11. Vidraça compósita (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a camada eletricamente condutiva (2) é transparente e/ou tem uma resistência de lâmina de 0,4 ohm/quadrado a 200 ohm/quadrado e preferencialmente de 0,5 ohm/quadrado a 20 ohm/quadrado e/ou contém prata (Ag), óxido de índio-estanho (ITO), óxido de estanho dopado com flúor (SnO2:F), ou óxido de zinco dopado com alumínio (ZnO:Al).
12. Disposição de vidraça (101) caracterizada pelo fato de que compreende: - uma vidraça compósita (100), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, e - componentes eletrônicos de sensor capacitivo (14), que são eletricamente conectados à zona de conexão (13), em que a sensibilidade dos componentes eletrônicos de sensor (14) é selecionada de modo que um sinal de comutação seja emitido quando a zona de contato (11) na superfície (IV) do substrato (1) é tocada por um dedo humano e nenhum sinal de comutação ou um sinal de comutação diferente seja emitido quando a zona de contato (11) na superfície (I) da vidraça de cobertura (4) é tocada.
13. Disposição de vidraça (101) caracterizadapelo fato de que compreende: - uma vidraça compósita (100), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, e - componentes eletrônicos de sensor capacitivo (14), que são eletricamente conectados à zona de conexão (13), em que a sensibilidade dos componentes eletrônicos de sensor (14) é selecionada de modo que um sinal de comutação seja emitido quando a zona de contato (11) na superfície (IV) do substrato (1) e/ou na superfície (I) da vidraça de cobertura (4) é tocada por um dedo humano e nenhum sinal de comutação ou um sinal de comutação diferente seja emitido quando a zona de linha de alimentação (12) na superfície (IV) do substrato (1) e/ou na superfície (I) da vidraça de cobertura (4) é tocada.
14. Método para produzir uma vidraça compósita (100), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizadopelo fato de que compreende pelo menos: (a) aplicar uma camada eletricamente condutiva (6) sobre uma superfície de um filme transportador (5), (b) introduzir pelo menos uma linha de separação (7), a qual divide eletricamente a camada (6) em pelo menos uma zona de comutação capacitiva (10) e pelo menos uma zona circundante (15), preferencialmente por padronização a laser ou por ablação mecânica ou química, e (c) produzir uma sequência de pilhas que consiste em um substrato (1), uma primeira camada intermediária (2), uma segunda camada intermediária (3) e uma vidraça de cobertura (4), em que o filme transportador (5) é disposto, pelo menos em seções, entre a primeira camada intermediária (2) e a segunda camada intermediária (3), e (d) laminar a sequência de pilhas para formar uma vidraça compósita (100).
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