"VIDRAÇA COM UMA DISPOSIÇÃO DE SENSOR AQUECÍVEL, OPTICAMENTE TRANSPARENTE, MÉTODO PARA PRODUZIR UMA VIDRAÇA, E, USO DE UMA VIDRAÇA A invenção diz respeito a uma vidraça com uma disposição de 5 sensor aquecível, opticamente transparente, a um método para sua produção, e ao seu uso. Muitos veículos a motor, aviões, helicópteros e navios são equipados vários sensores ópticos. Exemplos de sensores ópticos são os sistemas de câmara, tais como as câmaras de vídeo, as câmaras de visão notuma, os ampjificadores de luz residual, ou os detectores de infravermelho passivos tais como o FLIR (infravermelho de aparência avançada). Os sistemas de câmara podem usar luz na uttravioleta (UV) visível ÇVIS), e na faixa de comprimento de onda inhavermelha (IR). Assim, eles tomam possível, mesmo sob condições meteorológicas Kacas, tais como escuridão e nevoeiro, detectar objetos eom precisão, veículos motorizados, bem como pessoas. Nos veículos motorizados, estes sistemas de câmara podem ser colocados atrás do pára-brisa dentro do compartimento dos passageiros.
Assim, eles oferecem a capacidade de detectar situações perigosas e obstáculos de uma maneira conveniente, mesmo no tráfego de estradas.
Outras áreas que usam os sensores ópticos incluem as medições de distância eletrÔnicas (EDM), por exemplo com o uso de medidores de distância a laser. ,A distância a outros veículos motorizados pode ser determinada. Tais sistemas são comuns na área militar de aplicação, mas existem também muitas possibilidades para uso entre os civis. Pelas medições da distância ao veículo precedente, é possível determinar a distância necessária de segurança e significativamente aumentar a segurança no tráfego.
Com sistemas automáticos de advertência, o perigo de uma colisão traseira é signincativamente reduzido.
Por causa de sua sensibilidade às influências do tempo ou às correntes de ar, tais sensores devem, em todos os casos, ser protegidos por placas apropriadas.
O sensor pode ou ser instalado dentro de um veículo a motor ou fora como no caso das câmaras de imagem térmica de helicópteros.
Nesse caso, o sensor é instalado em um alojamento articulável do lado de fora
5 do helicóptero.
De modo a garantir o füncionamento Ótimo do sensor óptico, 0 com ambas as opções, os painéis limpos, livres de condensação, são q absolutamente essenciais.
A condensação e a formação de gelo interferem significativamente com o Nncionamento, uma vez que elas significativamente reduzem a transmissão de radiação eletromagnética.
Considerando que os
10 sistemas corrediços podem ser usados para gotas de água e partículas sujas, estes são usualmente inadequados com a formação de gelo.
Os sistemas que aquecem o segmento da vidraça associados com o sensor, pelo menos brevemente, quando necessário e, assim, capazes de uso ininterrupto, são essenciais.
De modo a manter o consumo de energia e a voltagem necessária 15 baixa, apenas o campo de visão da vidraça necessário para o sensor deve ser aquecido desta maneira.
Além da superfície extema da vidraça, a vidraça intema deve, acima de tudo, ser mantida livre da condensação.
De modo a não sujar nem turvar de partículas de pó os sensores, as disposições dos sensores e dos 20 painéis são usualmente encapsuladas.
Se a umidade penetrar neste espaço encapsulado, esta umidade pode, especialmente com as temperaturas exteriores hias, condensar-se sobre o lado intemo da vidraça e restringir a fúncionalidade do sensor.
A DE 10 2007 001 080 AI descreve uma vidraça de janela
25 eletricamente aquecível.
Este é suprido com corrente com o uso de barras coletoras elétricas e assim aquecido.
A disposição das barras coletoras é tal que apenas pequenos campos eletromagnéticos são desenvolvidos.
Assim, a operação dos dispositivos que reagem sensivelmente aos campos eletromagnéticos é possível, mesmo na região dos painéis.
A DE 101 56 850 Al apresenta um sensor em uma vidraça de jmela de um veículo a motor. Esta configuração impede a deposição de partículas de pó sobre as lentes. Um filtro de partículas é provido para a troca de ar. A DE lO 2004 054 161 Al apresenta uma área de detecção de 5 luz infravermelha no pára-brisa de um veículo a motor. A área de detecção de . luz infravermelha é circ.undada por elementos de aquecimento que a mantêm . livre de gelo e de condensação pela condução de calor. A EP 1 605 729 A2 apresenta uma vidraça eletricamente . aquecível com uma válvula de imagem. Esta válvula de imagem é mantida 10 livre de condensação e de gelo por meio de um dispositivo de aquecimento. O elemento de aquecimento é laminado na vidraça na posição da válvula de imagem. Além disso, outro elemento de aquecimento adicional pode ser aplicado sobre a superfície da vidraça. O elemento de aquecimento adicional é preferivdmente impresso sobre a superfície da vidraça como uma pasta 15 condutora. O objeto da invenção é prover uma vidraça com uma disposição de sensor aquecível opticamente transparente que possa ser facilmente produzido de painéis padronizados acabados sem grandes modificações. 20 O objeto da presente invenção é realizado de acordo com a invenção por uma vidraça com uma disposição de sensor aquecível, opticamente transparente, um método para a sua produção, e o seu uso de acordo com as reivindicações independentes 1, 14 e 15. As fomas de realização preferíveis se desenvolvem das sub-reivindicações.
25 A vidraça com uma disposição de sensor aquecível , opticamente transparente compreende pelo menos uma vidraça e pelo menos uma disposição de sensor opticamente transparente. No contexto da invenção a expressão "disposição de sensor opticamente transparente" refere-se à parte da vidraça que fomece o sensor com os dados ou sinais ópticos e eletromagnéticos pertinentes.
Esta pode ser qualquer parte da vidraça ou um segmento de vidraça introduzido que tenha eievada transmissão para os sinais ópticos e eletromagnéticos pertinentes.
A característica "opticamente transparente" refere-se, no contexto da invenção, a faixa de comprimento de onda de 200 nm a 2000 nm, de preferência de 400 nm a 1300 nm.
A transmissão é preferivelmente de mais do que 70 °/) na faixa de comprimento de onda de 400 nm a 1300 nm.
A disposição de sensor opticamente transparente preferivelmente ocupa menos do que 1 0 °4, panicularmente preferível menos lO do que 5 °/), da superfície da vidraça.
A película aquecível disposta sobre a disposição de sensor opticamente transparente compreende pelo menos uma película de apoio, um revestimento aquecível, condutores impressos (por exemplo, impressão de tela ou impressão de jato de tinta), malhas (por exemplo, um revestimento de cobre estruturado por cauterização), e/ou fios de aquecimento, bem como um meio de contato elétrico afixado sobre o revestimento aquecível, condutores impressos, malhas e/ou fios de aquecimento.
No contexto da invenção, o revestimento aquecível, os condutores impressos, as inalhas e/ou os fios de aquecimento, podem ser afixados tanto sobre o lado da película de apoio que faceia a vidraça, quanto sobre o lado da película de apoio afastada da vidraça.
A película de apoio preferivelmente tem uma espessura de 20 µm a 500 µm, particularmente preferível de 30 µm a 200 µm.
O revestimento aquecível, os condutores ' impressos, as malhas e/ou os fios de aquecimento fúncionam como resistores elétricos e são afixados diretamente sobre a película.
A espessura da camada ou a espessura dos fios são definidas com base na saída necessária de calor.
Os fios de aquecimento preferivelmente têm uma espessura de lO µm a 100 µm, o revestimento elétrico preferivelmente tem uma resistência de folha de 0,5 ohms por quadrado a 3 ohms por quadrado, com uma voltagem de 12 V a 15 V.
A transmissão média da disposição inteira do arranjo de sensor e da película aquecível é preferivelmente de mais do que 70 °/,. Uma encapsulação e um sensor afixado na encapsulação são montados sobre a disposição do sensor opticamente transparente e a película aquecível. A encapsulação protege o sensor contra a sujeira e as partículas de pó, bem como contra a incidência indesejável de luz. A encapsulação é preferivelmente disposta na região superior da vidraça, preferivehnente não mais do que 30 °/) da altura da vidraça a partir de cima e/ou da borda de baixo. A encapsulação preferivelmente contém um polímero, particularmente preferível o terefíalato de polibutileno, poIiamidas, policarbonato, poliuretanos, polibutileno, polipropileno, polietileno, tereftalato de polietileno, cloreto de polivinila, poliestireno, butadieno estireno de acrilonitrila, vinil acetato de etileno, álcool vinílico de etileno, poliimidas, poiiéster, policetonas, cetonas éter de poIiéter, e/ou metacrilato de poIimetila, bem como misturas, polímeros em bloco, e seus copolímeros.
O sensor preferivelmente compreende câmaras para luz visível de comprimentos de onda de 400 nm a 800 nm, e luz inhavermelha de comprimentos de onda de 800 nm a 1300 nm. A vidraça preferivelmente contém vidro e/ou pdímeros, preferivelmente vidro plano, vidro ondeado, vidro de quartzo, vidro de borossilicato, vidro de cal de soda, metacrilato de polimetila, e/ou misturas destes. A vidraça preferivelmente compreende um único vidro de segurança plano (SPSG) ou um vidro de segurànça laminado (LSG). A disposição de sensor preferivelmente tem uma transparência Óptica quanto à luz visível (VIS) e/ou à radiação infravermelha (IR) de > 60 °/,, preferivelmente de > 70 °/). A disposição de sensor preferivelmente tem uma borda opaca e/ou colorida. A borda pode ser configurada tanto como tiras de borda quanto como uma região de borda. A película de apoio preferivelmente contém tereftajato de polibutileno (PBT), policarbonato (PC), tereftalato de polietileno (PET), nahalato de polietileno (PEN), polivinil butiral (PVB) e/ou polietilvinil- acetato (EVA), e/ou suas misturas e/ou seus copolímeros.
A película de apoio preferivelmente tem uma transparência
5 Óptica tanto quanto à luz visível (VIS) e/ou quanto à irradiação infravermelha . (IR) de > 80 °/), particulamente preferível de > 90 °/,. O revestimento aquecível e/ou os fios de aquecimento preferivelmente contêm dióxido de estanho dopado com flúor (F:SnO2), óxido de índio dopado com estanho (ITO), prata, cobre, estanho, ouro, alumínio,
lO ferro, tungstênio, cromo, ou ligas destes e/ou pelo menos um polímero orgânico eletricamente condutor.
O revestimento aquecível preferivelmente tem uma espessura de camada de 0,1 µm a 50 µm, particularmente preferível de 1 µm a 10 µm.
O meio de contato elétrico preferivelmente contém prata,
15 cobre, estanho, ouro, alumínio, ferro, tungstênio, cromo, ou ligas destes e/ou pelo menos um polímero orgânico eletricamente condutor.
A película aquecível preferivelmente contém um absorvente de água anti-estático opticamente transparente, hidrofílico, hidrofóbico ou lipofóbico, e revestimento hidrofóbico.
Exemplos de revestimentos 20 hidrofilicos de películas de poIiéster são encontrados na EP 1 777 251 Al.
As soluções de revestimento para revestimentos hidrofilicos contêm, por exemplo, sulfopoliéster de ácido isoftálico de 90 °/) mol e ácido sulfoisoftálico de sódio de 10 °/) mol, bem como um agente tensoativo tal como o sulfossuccinato de dietilexila-sal sódico (AOT), em cada caso com l °/) em 25 peso a 5 °4 em peso.
Os revestimentos com hidrocarbonetos halogenados, em particular com grupos de -CHF-, -CF2- e -CF3 tomam possível a um revestimento que seja tanto lipofóbico, repelindo gordura ou hidrocarbonetos não polares, quanto também hidrofÓbico, repelindo água.
Os revestimentos que absorvem água incluem, por exemplo, os polímeros hidrofílicos intumescíveis tais como polissacarídeos, derivados de celulose e óxidos de poIietileno.
A película aquecível preferivelmente contém um adesivo, de preferência adesivos de acrilato, adesivos de metacrilato de metila, adesivos de cianoacrilato, poliepóxis, adesivos de silicona e/ou adesivos de polímeros de ligação cruzada com silano, bem como misturas e/ou copolímeros destes.
A película aquecível preferivelmente contém uma película auto-adesiva.
A eneapsulação é preferivelmente afixada na região superior do pára-brisa e/ou da janela traseira, preferivelmente atrás de uina tira de cobertura, uma viseira de proteção soIar, e/ou um filtro da faixa de sintonização.
Nesta configuração, um recesso é preferivelmente disposto para a disposição do sensor opticamente transparente.
A encapsulação de preferência contém materiais absorventes de água ou dessecantes, particularmente preferível sílica gel, CaCl2, carvão vegetal ativado, silicatos, bentonitas, zeólitos, e/ou misturas destes.
Os dessecantes podem ser incorporados na superncie da encapsulação e/ou dispostos em receptáculos abertos na encapsulação.
Os dessecantes são preferivehnente dispostos de tal modo que a troca do ar e da umidade com o ar no interior da encapsulação é possível, mas os inateriais não podem ir de um lado para o outro e são afixados.
Isto pode preferivelmente ocorrer pela inclusão dos dessecantes em uma película de polímero pemeável ao ar e à umidade ou em uma rede de malha fina.
A invenção ainda inclui um método para produzir urna vidraça com urria disposição de sensor opticamente transparente aquecível.
Em uma primeira etapa, a película de apoio é fomecida com um revestimento aquecível, condutores impressos, malhas e/ou fios de aquecimento.
A película aquecível obtida é montada sobre uma disposição de sensor de uma vidraça.
A ligação da película aquecível preferivelmente ocorre como película autoadesiva ou com o uso de um adesivo opticamente transparente.
Uma camada de cobertura feita de uma película de polímero é preferivelmente aplicada sobre a película aquecível.
A camada de cobertura preferivelmente contém PVB, EVA, PET, e/ou misturas destes.
A camada de cobertura é preferivelmente disposta em suspensão, de tal modo que a película de apoio e o revestimento aquecível fiquem laminados sobre a superficie da vidraça com o uso da camada de cobertura.
A invenção ainda inclui o uso da vidraça com uma disposição de sensor aquecível opticamente transparente de acordo com a invenção em veículos motorizados, navios, aviões e helicópteros.
A vidraça com uma disposição de sensor aquecível opticamente transparente é preferivelmente usado como um pára-brisa e/ou janela traseira de um veículo a motor.
No seguinte, a invenção é explanada em detalhes com referência a um desenho.
O desenho de forma alguma limita a invenção.
As Figuras descrevem: Figura 1 uma vista plana da vidraça (1) de acordo com a invenção, Figura 2 uma seção transversal de uma modalidade preferida da vidraça (1) com uma disposição de sensor aquecível opticamente transparente (2) de acordo com a invenção, Figura 3 uma seção transversal da disposição de sensor aquecível opticamente transparente (2), Figura 4 outra seção transversal da disposição de sensor aquecível opticamente transparente (2), e Figura 5 uma seção transversal de uma modalidade preferida da disposição do sensor aquecível opticamente transparente (2). A Figura 1 apresenta uma vista plana da vidraça (1) de acordo com a invenção.
Uma película aquecível (3) é disposta sobre uma disposição (2) de sensor opticamente transparente.
A disposição (2) de sensor opticamente transparente compreende a parte da vidraça (1) que supre o sensor (7) apresentado na Figura 2 com os dados ou sinais ópticos e eletromagnéticos pertinentes.
Esta pode ser qualquer parte da vidraça (1) ou um segmento de vidraça introduzido que tenha alta transmissão quanto aos sinais ópticos e eletroinagnéticos pertinentes.
A película aquecível (3) é
5 conectada a um meio de contato elétrico (4) que é conectado a uma fonte de . força, por exemplo, uma bateria de automóvel.
A Figura 2 apresenta uma seção transversal ao longo da altura da vidraça I a I' na Figura 1 de uma modalidade preferida da vidraça (I) de acordo com a invenção com uma disposição de sensor (2) aquecível 10 opticamente transparente.
Na região da disposição (2) de sensor opticamente transparente, uma película aquecível (3) é disposta sobre o lado intemo da vidraça (1). O sensor (7) orientado em direção da disposição de sensor (2) opticamente transparente é localizado dentro de uma encapsulação (6) montada sobre a disposição de sensor (2) opticamente transparente.
Os 15 dessecantes (8) são dispostos dentro da encapsulação (6). Os dessecantes (8) são preferivelmente incorporados na superfície da encapsulação (6). A Figura 3 apresenta uma seção transversal da disposição de sensor (2) aquecível, opticamente transparente.
A película aquecível (3) é disposta com o meio de contato elétrico (4) sobre o arranjo de sensor (2) 20 opticamente transparente.
A película aquecível (3) compreende uma película de apoio (3a) e, sobre o lado da película de apoio (3a) afastada da disposição de sensor (2) opticamente transparente, um revestimento aquecível (3b) e/ou fios de aquecimento (3c). Estes podem ser aplicados com técnicas convencionais tais como a deposição de vapor químico (CVD) ou a deposição 25 de vapor físico (PVD), tal como a sublimação catódica (sublimação). A Figura 4 apresenta uma seção transversat de outra modalidade da disposição de sensor (2) aquecível, opticamente transparente.
A película aquecível (3) com meio de contato elétrico (4) é disposta sobre a disposição de sensor (2) opticamente transparente.
A película aquecível (3)
compreende uma película de apoio (3a) e, sobre o lado da película de apoio (3a) faceando a disposição de sensor (2) opticamente transparente, um revestimento aquecível (3b) e/ou fios de aquecimento (3c). Estes podem ser aplicados com técnicas convencionais tais como a deposição química/de
5 vapor (CVD) ou a deposição fisica de vapor (PVD), tal como a sublimação . catódica (sublimação). A Figura 5 apresenta uma seção transversal de uma modalidade preferida da disposição de sensor (2) aquecível, opticamente transparente.
A película aquecível (3) com o meio de contato elétrico (4) é
10 disposta sobre o segmento de vidraça óptico.
A película aquecível (3) compreende uma película de apoio (3a) e um revestimento aquecível (3b) e/ou fios de aquecimento (3c). Uma camada de cobertura (3d) feita de uma película de polímero é disposta sobre o revestimento aquecível (3b) e/ou os fios de aquecimento (3c). A camada de cobertura (3d) é de preferência
15 disposta em suspensão, de tal modo que a película de apoio (3a) e o revestimento aquecível (3b) fiquem laminados e afixados sobre a camada de cobertura (3d) sobre a superfície da vidraça (1, 2). A camada de cobertura (3d) contém um revestimento (3e) anti-estático, hidrofilico, hidrofóbico ou lipofóbico e hidrofóbico.