CN108247991B - 用于hud的pvb膜的成型方法及用该方法制得的pvb膜 - Google Patents

用于hud的pvb膜的成型方法及用该方法制得的pvb膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于HUD的PVB膜的成型方法，包括以下步骤：a)将PVB原料夹置于两保护膜之间后放入预热的模具中；或者，将两保护膜中的第一保护膜先放置于预热的模具中，再将PVB原料放置于该第一保护膜上，最后将两保护膜中的第二保护膜放置于PVB原料上；b)将所述模具进行合模；c)对所述模具进行加压并加热直至达到所需温度；d)将成型的PVB膜连同两保护膜一起取出；e)对成型的PVB膜进行冷却；f)揭下两保护膜，获得用于HUD的PVB膜。本发明还涉及一种根据该方法成型的PVB膜。

Description

用于HUD的PVB膜的成型方法及用该方法制得的PVB膜
技术领域
本发明涉及玻璃技术领域，特别涉及一种基于热压成型工艺的利用PVB原料，例如普通PVB膜，来制造用于HUD的PVB膜的方法。
背景技术
平视显示器(head up display，简称HUD)，其可以使驾驶员不需要低头就能够看到他需要的重要资讯，由此降低了飞行员需要低头查看仪表的频率，避免注意力中断以及丧失对状态意识(Situation Awareness)的掌握。因此被普遍运用于航空器、车辆的高端车型上作为行驶辅助仪器。
目前，由于HUD一般是利用飞行器或车辆的前挡风玻璃进行显示，而这些前挡风玻璃普遍是夹层玻璃，也就是说这些前挡风玻璃具有内外两个界面会成两个位置不同的像，而且亮度很接近，因此驾驶员看起来就是很糟糕的重影。解决该问题目前很普遍的做法是：在夹层玻璃中使用有楔角的楔形截面的PVB膜来调整外面成像的位置，达到消除重影的目的。
然而，目前市面上销售的楔形截面的PVB膜价格非常昂贵，通常楔形截面的PVB膜的价格是普通厚度均匀的PVB膜的数倍。而且，目前市面上销售的楔形截面的PVB膜普遍是通过挤出成型得方式形成的，虽然挤出成型的PVB膜的精度基本上符合标准，其所实现的HUD的精度误差大约为±0.15mrad，但是对于成像清晰度要求特别高的需求，所形成的HUD的精度期望是越高越好的。
此外，由于目前市场上销售的楔形截面的PVB膜普遍是通过挤出成型工艺形成的，基于挤出成型工艺的局限性，所形成的楔形截面的PVB膜最多在一个方向上的截面形状是楔形的，另一个方向上的截面形状始终是均匀不变的。而仅在一个方向上的截面形状为楔形对于大面积的HUD而言，会导致从不同的角度看HUD时，HUD的成像的清晰度会发生变化。例如：在某一个角度看HUD时，成像是清晰的，但从另外的角度看HUD时，成像会由于PVB膜在该角度上的截面形状是均匀不变的，导致在该角度上HUD成像仍会有重影，从而导致驾驶员无法看清HUD上所显示的数据而需调整观看角度，从而会分散注意力，因此存在一定的安全驾驶隐患。
发明内容
因此，为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种新的基于热压成型工艺制造用于HUD的PVB膜的工艺方法，该方法中由于使用了热压成型工艺，因此可以使用市场上所售的价格较低的普通PVB膜作为PVB原料，从而使得根据该方法所生产出的PVB膜造价低廉，且HUD的成像精度得以进一步提高。此外，使用本发明所提供的方法还能形成在不同方向上具有曲面或其他的截面形状的PVB膜，从而可以满足大面积的HUD装置也能获得清晰的成像需求。
根据本发明的一个方面，提供一种用于HUD的PVB膜的成型方法，该方法包括以下步骤：
a)将PVB原料夹置于两保护膜之间后放入预热的模具中；或者，将两保护膜中的第一保护膜先放置于预热的模具中，再将PVB原料放置于该第一保护膜上，最后将两保护膜中的第二保护膜放置于PVB原料上；
b)将所述模具进行合模；
c)对所述模具进行加压并加热直至达到所需温度；
d)将成型的PVB膜连同两保护膜一起取出；
e)对成型的PVB膜进行冷却；
f)揭下两保护膜，获得用于HUD的PVB膜。
根据本发明的一个方面，所述步骤c)是在120～200℃的温度下进行的。根据本发明的一个方面，优选地，所述步骤c)是在160～170℃的温度下进行的。
根据本发明的一个方面，所述步骤c)的压力范围为10～100MPa。
根据本发明的一个方面，优选地，所述步骤c)的压力范围为20～30MPa。
根据本发明的一个方面，所述两层保护膜的材质为耐高温基材和不粘涂层。
根据本发明的一个方面，优选地，所述两层保护膜的材质均为玻璃纤维基材和特氟龙涂层。
根据本发明的一个方面，所述两层保护膜的厚度分别是0.1～1mm。
根据本发明的一个方面，优选地，所述两层保护膜的厚度分别是0.1～0.25mm。
根据本发明的一个方面，步骤c)中加热的时间为20～180秒。
根据本发明的一个方面，优选地，步骤c)中加热的时间为60～120秒。
根据本发明的一个方面，还提供一种根据上述成型方法制出的用于HUD的PVB膜，其中，所述用于HUD的PVB膜的一个方向上的截面形状为楔形。
根据本发明的一个方面，其中，所述用于HUD的PVB膜在一个方向上的截面形状为楔形，在另一个方向上的截面形状为曲面。
根据本发明的一个方面，其中，所述用于HUD的PVB膜在两个方向上的截面形状均为曲面。
根据本发明的一个方面，其中，所述曲面能根据HUD成像所用的玻璃的曲面进行成像精度补偿。
根据本发明的一个方面，其中，所述用于HUD的PVB膜所能实现的HUD的误差为±0.1rmad。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和具体实施方式的描述而变得更加清晰，其中：
图1示意性地示出了现有技术中普通的挡风玻璃的截面图，其中包括有厚度均匀的普通PVB膜；
图2示意性地示出了根据本发明的基于热压成型工艺用图1中的普通PVB膜制造用于HUD的PVB膜的方法的流程图；
图3示意性地示出了挡风玻璃的主视图；
图4(A)是根据现有技术中的普通PVB膜沿图3中A-A方向截取的截面示意图；
图4(B)是根据现有技术中的普通PVB膜沿图3中B-B方向截取的截面示意图；
图5(A)是根据现有技术中的挤出成型工艺所形成的PVB膜沿图3中A-A方向截取的截面示意图；
图5(B)是根据现有技术中的挤出成型工艺所形成的PVB膜沿图3中B-B方向截取的截面示意图；
图6(A)是根据本发明的热压成型工艺所形成的PVB膜沿图3中A-A方向截取的截面形状为楔形的示意图；
图6(B)是根据本发明的热压成型工艺所形成的PVB膜沿图3中B-B方向截取的截面形状为曲面的示意图；
图7(A)是根据本发明的热压成型工艺所形成的PVB膜沿图3中A-A方向截取的截面形状为曲面的示意图；
图7(B)是根据本发明的热压成型工艺所形成的PVB膜沿图3中B-B方向截取的截面形状为曲面的示意图。
具体实施方式
图1为现有技术中普通挡风玻璃的截面图，参考图1可知，普通挡风玻璃包括有外层玻璃1、内层玻璃2以及厚度均匀的普通PVB膜3。该普通PVB膜3具有良好的粘结性、韧性和弹性，在挡风玻璃受到外力猛烈撞击时，该普通PVB膜3会吸收大量能量，玻璃碎片会牢牢粘附在该普通PVB膜上，玻璃碎片不会飞散，从而使可能产生的伤害减少到最低程度。但是现有技术中的普通PVB膜3不适用于HUD成像，原因在于：普通挡风玻璃一般为夹层玻璃的形式，且普通挡风玻璃存在倾斜角度，而在PVB膜厚度均匀的情况下，整个普通挡风玻璃的厚度一般也是均匀的，因此在HUD成像时会形成两个彼此错开的反射图像，从而用肉眼就可以看到两个重叠的影像，这样会让驾驶者感觉很不舒服，影响驾驶安全。
图2为根据本发明的、基于热压成型工艺用图1中的普通PVB膜3制造用于HUD的PVB膜的方法的流程图。如图2所示，本发明提供了一种新型的用于HUD的PVB膜的制造方法，该方法采用热压成型工艺，包括以下步骤：S1将PVB原料夹置于两保护膜之间后放入预热的模具中；或者，将两保护膜中的第一保护膜先放置于预热的模具中，再将PVB原料放置于该第一保护膜上，最后将两保护膜中的第二保护膜放置于PVB原料上；其中，两层保护膜的材质可以为相对于软化的PVB膜而言有一定硬度的材料，该材料可以是在耐高温的基材上涂覆或喷涂有不粘涂层。优选地，该材料可以是玻璃纤维基材和特氟龙涂层。所述两层保护膜的厚度分别可以为0.1～1mm，且所述两层保护膜的厚度可优选分别为0.1～0.25mm。S2将所述模具进行合模；S3对所述模具进行加压并加热直至达到所需温度。该步骤的压力范围可以是10～100MPa，且该压力范围可优选为20～30MPa。所述加热至所需温度的时间为20～180秒，且该所需时间优选为60～120秒。S4将成型的PVB膜连同两保护膜一起取出；S5对成型的PVB膜进行冷却；S6揭下两保护膜，获得用于HUD的PVB膜。
其中，所获得的用于HUD的PVB膜可以在一个方向上的截面形状是楔形。即，所获得的PVB膜可以与通过挤出成型工艺所获得PVB膜那样在一个方向上的截面形状是楔形。优选地，获得的用于HUD的PVB膜的一个方向的截面形状为楔形，另一个方向上的截面形状为曲面。此外，获得的用于HUD的PVB膜在两个方向上的截面形状还可以均为曲面。下面将结合图3-图7(B)来进一步详细地阐述根据本发明的热压成型工艺所形成的用于HUD的PVB膜与现有技术中的普通PVB膜以及根据现有技术中挤出成型工艺所形成的PVB膜之间的区别。
图3示出了PVB膜所普遍运用于其上的挡风玻璃的示意图。
图4(A)是根据现有技术中的普通PVB膜沿图3中A-A方向截取的截面示意图。图4(B)是根据现有技术中的普通PVB膜沿图3中B-B方向截取的截面示意图。根据图4(A)和图4(B)可知，普通PVB膜的截面形状在A-A方向上和B-B方向上均是没有变化的。因此，普通PVB膜在HUD成像时，由于膜的上下表面是平行的，因此膜无法具有调节外层玻璃和内层玻璃所各自形成的HUD成像的位置，因此内、外层玻璃会分别形成两个位置不同的成像，从而会导致重影。因此，图4(A)和图4(B)中的普通PVB膜无法用于HUD的清晰成像。
图5(A)是根据现有技术中的挤出成型工艺所形成的PVB膜沿图3中A-A方向截取的截面示意图。图5(B)是根据现有技术中的挤出成型工艺所形成的PVB膜沿图3中B-B方向截取的截面示意图。从图5(A)可知，在A-A方向上的PVB膜的截面形状是楔形的，其有利于HUD的清晰成像。但是从图5(B)可知，在B-B方向上的PVB膜的截面形状是没有变化的。因此，如果在需要大面积的HUD成像的情形中，通过挤出成型工艺所形成的PVB膜只能在一个小区域上形成清晰的成像，但当使用者在不同的位置观看时，由于B-B方向的截面形状与普通PVB膜一样，因此无法形成清晰的HUD成像，使用者所观察到的仍然是重影，这是不期望的，且存在安全驾驶的隐患。
因此，本申请的发明人为了克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供了根据本发明的热压成型工艺所形成的PVB膜。现将参照图6(A)和图6(B)阐述通过本发明的上述工艺所形成的PVB膜的具体结构。从图6(A)可知，如图5(A)中一样，根据本发明的方法所获得的PVB膜在A-A方向上的截面形状是楔形的。但与挤出成型工艺所形成的PVB膜不同的是，如图6(B)可知，根据本发明的方法所获得的PVB膜在B-B方向上的截面形状是曲面。由于本发明所获得的PVB膜的上述结构，使用者可以在较大范围内获得清晰的HUD成像，因此根据本发明的方法所获得的本实施方式的PVB膜可以运用于较大尺寸的HUD成像。
图7(A)和图7(B)为根据本发明的方法所获得的PVB膜的另一实施方式。其中，从图7(A)可以看出根据本发明的热压成型工艺所形成的PVB膜沿图3中A-A方向截取的截面形状为曲面。从图7(B)可见，根据本发明的热压成型工艺所形成的PVB膜沿图3中B-B方向截取的截面形状也为曲面。由于本发明所获得的PVB膜的上述结构，可以进一步通过PVB膜的曲面去补偿玻璃曲面来获得更好的HUD成像质量，因此根据本发明的方法所获得的本实施方式的PVB膜特别适用于需要大面积的HUD成像的情形。
当然，由于本发明的方法是基于热压成型，因此，可以根据不同的HUD成像要求来改变热压成型模具的模腔的形状，从而制造出在不同的方向上具有任何所需截面的PVB膜，以实现HUD的清晰成像。
此外，本发明还提供一种由上述热压成型方法制出的用于HUD的PVB膜，其中，所述用于HUD的PVB膜所能实现的HUD的精度误差为±0.1rmad。而现在市场上所销售的通过挤压成型所形成的PVB膜的所能实现的HUD的精度误差为±0.15rmad。
综上，虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种用于HUD的PVB膜的成型方法，包括以下步骤：
a)将PVB原料夹置于两保护膜之间后放入预热的模具中；或者，将两保护膜中的第一保护膜先放置于预热的模具中，再将PVB原料放置于该第一保护膜上，最后将两保护膜中的第二保护膜放置于PVB原料上；其中，所述模具的模腔的形状被配置为使得PVB膜在一个方向上的截面形状为楔形，在另一个方向上的截面形状为曲面；
b) 将所述模具进行合模；
c)对所述模具进行加压并加热直至达到所需温度；
d) 将成型的PVB膜连同两保护膜一起取出；
e)对成型的PVB膜进行冷却；
f) 揭下两保护膜，获得用于HUD的PVB膜。
2.根据权利要求1所述的成型方法，其中，所述步骤c）是在120~200℃的温度下进行的。
3.根据权利要求2所述的成型方法，其中，所述步骤c）是在160~170℃的温度下进行的。
4.根据权利要求1所述的成型方法，其中，所述步骤c）的压力范围为10~100MPa。
5.根据权利要求4所述的成型方法，其中，所述步骤c）的压力范围为20~30MPa。
6.根据权利要求1所述的成型方法，其中，所述两保护膜的材质为耐高温基材和不粘涂层。
7.根据权利要求6所述的成型方法，其中，所述两保护膜的材质为玻璃纤维基材和特氟龙涂层。
8.根据权利要求1所述的成型方法，其中，所述两保护膜的厚度分别是0.1~1mm。
9.根据权利要求8所述的成型方法，其中，所述两保护膜的厚度分别是0.1~0.25mm。
10.根据权利要求1所述的成型方法，其中，步骤c）中加热的时间为20~180秒。
11.根据权利要求10所述的成型方法，其中，步骤c）中加热的时间为60~120秒。
12.一种根据权利要求1-11中的任一项所述的成型方法制出的用于HUD的PVB膜，其中，所述用于HUD的PVB膜在一个方向上的截面形状为楔形，在另一个方向上的截面形状为曲面。
13.根据权利要求12所述的用于HUD的PVB膜，其中，所述曲面能根据HUD成像所用的玻璃的曲面进行成像精度补偿。
14.根据权利要求12所述的用于HUD的PVB膜，其中，所述用于HUD的PVB膜所能实现的HUD的误差为±0.1rmad。
15.根据权利要求13所述的用于HUD的PVB膜，其中，所述用于HUD的PVB膜所能实现的HUD的误差为±0.1rmad。
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