CN116829410A - 可照明的装配玻璃 - Google Patents

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A·齐克纳
M·曼德拉兹
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Abstract

本发明涉及装配玻璃装置(10)，其包括：光源(2)，其用于产生可耦合输入到第一玻璃板中的光(3)；第一玻璃板(1)的表面(III、IV)之一上的边缘区域(7)，其在第一个玻璃板(1)的表面(III、IV)之一上从第一玻璃板(1)的玻璃板边缘(12)延伸至少1mm至500mm；用于吸收耦合输入到第一玻璃板(1)中的光(3)的吸收单元(8)，其布置在边缘区域(7)中；其中吸收单元(8)包括布置在中间层(5)上的第一覆盖层(9)、布置在第一玻璃板(1)的第一表面(IV)上的第二覆盖层(11)和布置在第二玻璃板(6)上的第三覆盖层(13)。

Description

可照明的装配玻璃
本发明涉及具有光源和光耦合输出单元的装配玻璃装置、其制造方法及其用途。
机动车在内部空间中具有光分布，其根据需要确保内部空间的柔和或显眼的照明。照明不仅确保运载工具中的定位，而且为乘员营造舒适的氛围。作为由两个或更多个玻璃质或聚合物玻璃板制成的装配玻璃的复合玻璃板在运载工具中用作挡风玻璃板、后玻璃板、侧玻璃板和顶玻璃板。在可照明或照明的装配玻璃的情况下，利用全反射将光源的光耦合输入到装配玻璃的玻璃板形式的扁平光导体中。
WO 2010/049638 A1、WO 2013/053629 A1、WO 2014060409 A1或WO 2015/095288A2公开了通过侧表面将光耦合输入到玻璃质玻璃板中。如果光源放置得非常靠近玻璃边缘，则由此可以非常有效且在光导体的整个宽度上将光耦合输入到光导体中。由此，可以实现非常均匀的扁平照明。从WO2013/110885 A1、WO2018178591 A1或2019/105855 A1中已知将光源布置到凹部中，并由此将光耦合输入到玻璃板中。
WO 2020/201973 A1公开了制造具有传导光的玻璃层的用于机动车的可照明且弯曲的复合玻璃板的方法。
由于在玻璃板的平行表面上的多次反射，光反射到达玻璃板的边缘区域，在那里其可以再次从玻璃板离开。这产生经照明的边缘区域。观察者可以很容易地感知玻璃板的边缘区域中的这种不希望的光效应。
本发明的目的是提供改进的装配玻璃装置，其中耦合输入到玻璃板中的光不会在玻璃板的边缘区域中被感知为散射光。
该目的通过根据权利要求1的装配玻璃装置实现。优选实施方案由从属权利要求中得出。
根据本发明的装配玻璃装置包括至少一个第一玻璃板、用于产生可耦合输入到第一玻璃板中的光的光源、以及用于将光从第一玻璃板耦合输出的光耦合输出单元，其中第一玻璃板被设置成将耦合输入的光至少部分地进一步传导。第一玻璃板具有至少一个第一表面(IV)和第二表面(III)。光输出耦合单元被设置成通过两个表面(III、IV)之一输出耦合光。第一玻璃板通过中间层与第二玻璃板接合以形成复合玻璃板。
装配玻璃装置还包括边缘区域，其在第一玻璃板的表面(III、IV)之一上从第一玻璃板的玻璃板边缘延伸至少1mm至最多500mm，以及用于吸收耦合输入到第一玻璃板中的光的吸收单元，其布置在边缘区域中。吸收单元被设计为布置在中间层上的第一覆盖层。此外，吸收单元可包括布置在第一玻璃板的第一表面(IV)上的第二覆盖层。由于不希望光在复合玻璃板的边缘处耦合输出，第一玻璃板的边缘区域具有吸收散射光的覆盖层。由此，以很少的复杂度防止复合玻璃板的边缘区域中的散射光。第一覆盖层和第二覆盖层可以从第一玻璃板的玻璃板边缘延伸1mm至500mm，优选10mm至150mm，特别优选10mm至15mm。
第二覆盖层布置在第一玻璃板的第一表面(IV)上。由此，边缘区域中的散射光在复合玻璃板的两个主表面处被吸收。第二玻璃板具有第三覆盖层。特别地，第一覆盖层、第二覆盖层和第三覆盖层可以至少部分地在复合玻璃板的透视方向上重叠。因此，复合玻璃板的两个主表面上的边缘区域中的散射光被特别有效地吸收。
在本发明的一个扩展方案中，第一覆盖层、第二覆盖层和/或第三覆盖层是不透明的，特别是不透视的。覆盖层也称为覆盖印刷物或黑色印刷物。覆盖印刷物由印刷油墨形成。第一覆盖层是印刷的不透明层。印刷的不透明层可以是通过印刷法施加到中间层上的不透光层。特别地，印刷的不透明层是黑色的。
第二覆盖层和/或第三覆盖层可以由不透明的搪瓷形成，其优选作为丝网印刷物或数字印刷物施加。所述搪瓷可以包含玻璃熔块和/或矿物熔块和任选的至少一种颜料，优选玻璃熔块和/或基于选自硼、铋、锌、硅、铝和钠的氧化物的矿物熔块。所述颜料确保覆盖层的不透明性。颜料可包含黑色颜料，例如颜料炭黑(炭黑)、苯胺黑、骨黑、氧化铁黑、尖晶石黑和/或石墨。替代地，第一、第二和/或第三覆盖层可以被设计为特别是黑色的胶粘带或基层，即所谓的底漆。底漆可包含与其它无机氧化物混合的氧化硅制成的溶胶-凝胶层。
第一覆盖层、第二覆盖层和第三覆盖层可以被设计成整面和/或框架状。
在另一个实施方案中，复合玻璃板包括环绕的玻璃板边缘，其中吸收单元至少局部地沿着环绕的玻璃板边缘布置，或吸收单元环绕地沿着整个环绕的玻璃板边缘延伸。复合玻璃板具有透视区域，在该区域中复合玻璃板没有覆盖层。复合玻璃板的透视区域占复合玻璃板面积的至少30％，优选50％。如果复合玻璃板被设计为顶玻璃板或挡风玻璃板，则透视区域可占复合玻璃板面积的至少70％或至少80％。
此外，光源可以包括一个或多个发光二极管(LED、LED模块、LED灯)。这种类型的光源特别明亮和有效。第一玻璃板具有至少一个用于容纳光源的凹部。由此可以实现散射到复合玻璃板之外的环境中的光的减少和光改进地耦合输入到第一玻璃板中。替代地，光源可以在复合玻璃板外部布置在侧表面上或第一玻璃板的第一表面(IV)上，以使得光通过该外部的侧表面或第一表面(IV)耦合输入到第一玻璃板中。
第一玻璃板和第二玻璃板优选包含玻璃，特别优选由透明玻璃制成的浮法玻璃，非常特别优选金刚石玻璃。替代地，玻璃板也可以包含平板玻璃，例如钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃或石英玻璃，或透明塑料、刚性透明塑料，特别是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或其混合物。第一玻璃板和/或第二玻璃板优选是透明的，特别是对于将玻璃板用作运载工具的顶玻璃板、挡风玻璃板或后玻璃板的用途或其中希望高透光率的其它用途而言。特别地，至少所述第一玻璃板，优选还有第二玻璃板由透明玻璃制成。
如果涂层，特别是玻璃板或物体在可见光谱范围内具有大于20％，优选50％，特别优选大于70％，尤其是大于85％的透射率，则该涂层，特别是玻璃板或物体被理解为透明的。
然而，对于不在与交通相关的驾驶员视野中的玻璃板，例如顶玻璃板而言，透射率也可以低得多，例如大于5％。此外，例如，第二玻璃板和/或中间层可以是着色或有色的。
第一玻璃板和/或第二玻璃板的厚度可以宽泛地变化，因此出色地适应个别情况的要求。优选地，对于运载工具玻璃而言使用1.0mm至25mm，优选1.4mm至2.5mm的标准厚度，优选对于家具、器具和建筑物而言4mm至25mm的标准厚度。玻璃板的尺寸可以宽泛地变化并且取决于根据本发明的用途的尺寸。第一玻璃板和第二玻璃板具有例如在运载工具建造和建筑物领域中常见的200cm2至20m2的面积。
复合玻璃板可以具有任意的三维形状。三维形状优选没有阴影区，因此其可以例如通过阴极溅射用进一步的涂层涂覆。优选地，玻璃板是平坦的或在空间的一个方向或多个方向上轻微或严重弯曲。特别地，使用平坦的基底。玻璃板可以是无色或有色的。
第一玻璃板和第二玻璃板至少通过中间层相互接合。中间层优选是透明的或着色或有色的。中间层优选包含至少一种塑料，优选聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，或由其组成。然而，中间层也可以是例如聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚丙烯酸酯、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙酸酯树脂、浇注树脂、丙烯酸酯、氟化乙烯-丙烯、聚氟乙烯和/或乙烯-四氟乙烯，或其共聚物或混合物。中间层可以由一个或多个彼此叠置的膜形成，其中膜的厚度优选为0.025mm至1mm，通常0.38mm或0.76mm。中间层可以优选地是热塑性的并且在层压之后将第一玻璃板、第二玻璃板和可能的其它中间层相互胶粘。特别有利的是所谓的声阻尼中间层，其优选由三个PVB子层组成，其中中间的子层被设计为比两个外子层软。
中间层也可以具有功能层，特别是反射红外辐射的层、吸收红外辐射的层、吸收紫外辐射的层、至少局部有色的层和/或至少局部着色的层。例如，热塑性中间层也可以是带式滤光器。
选择术语“第一玻璃板”和“第二玻璃板”以区分根据本发明的复合玻璃板中的两个玻璃板。这些术语不与几何布置的陈述相关联。例如，如果根据本发明的复合玻璃板被设置成在例如运载工具或建筑物的开口中将内部空间与外部环境隔开，则第一玻璃板可面向内部空间或外部环境。
在一个有利的实施方案中，复合玻璃板是机动车的顶玻璃板，其中第一玻璃板是内玻璃板且第二玻璃板是外玻璃板。
此外，第一玻璃板和/或第二玻璃板可以具有其它合适的涂层，例如抗反射涂层、防粘涂层、防刮涂层、光催化涂层、防晒涂层和/或低辐射涂层。
此外，装配玻璃装置可以任选地包括其它功能元件，特别是电子可控光学元件，例如PDLC元件、电致变色元件等，其通常布置在第一玻璃板和第二玻璃板之间。
第一玻璃板和第二玻璃板通过中间层相互层压，例如通过高压釜法、真空袋法、真空环法、压延法、真空层压机或其组合。玻璃板的接合在此通常在热、真空和/或压力的作用下接合。
在另一方面，本发明包括具有根据本发明的装配玻璃装置的运载工具，特别是载人机动车。
在另一方面，本发明包括制造根据本发明的装配玻璃装置的方法，其至少包括：
·提供第一玻璃板、第二玻璃板和热塑性中间层，
·在第一玻璃板的边缘区域中施加吸收单元，其中吸收单元包括布置在中间层上的第一覆盖层、布置在第一玻璃板的第一表面上的第二覆盖层和布置在第二玻璃板上的第三覆盖层，
·在第一玻璃板上布置至少一个光源，
·在第一玻璃板的第一表面和/或第二表面上布置光耦合输出单元，
·将第一玻璃板和第二玻璃板通过热塑性中间层接合，以使得第一玻璃板的第二表面面向热塑性中间层。
在制造该复合玻璃板装置时，在弯曲各个玻璃板之前通过丝网印刷施加覆盖层。
本发明还包括根据本发明的装配玻璃装置在水陆空交通运输工具中，特别是在机动车中，例如作为顶玻璃板、后玻璃板和/或侧玻璃板的用途。
在本发明的范围内，针对各个特征提到的所有实施方案也可以自由相互组合，只要它们不矛盾。
下面参考附图和实施例更详细地解释本发明。附图是示意图，并未按比例绘制。附图不以任何方式限制本发明。
其中显示了：
图1以运载工具的顶玻璃板为例的根据本发明的复合玻璃板的一个实施方案的俯视图，
图2根据本发明的装配玻璃装置的第一实施方案的示意性截面图，和
图3根据本发明的装配玻璃装置的第二实施方案的示意性截面图。
带有数值的说明通常不能被理解为精确值，而且还包括+/-1％至+/-10％的容差。
图1以运载工具的顶玻璃板为例显示了具有复合玻璃板101的根据本发明的装配玻璃装置10的一个实施方案的俯视图。替代地，复合玻璃板101可以是建筑装配玻璃或家具或电气设备的部件。装配玻璃装置10也可以是隔热装配玻璃的一部分并且例如用作建筑物窗户中的外玻璃板或内玻璃板。此外，装配玻璃装置10可安装在内部空间中并且可以例如用作会议室的装配玻璃。
装配玻璃装置10包括复合玻璃板101和两个光源2。光源2被设置成发出可见光范围内的光。替代地，其可以发射红外或紫外光。装配玻璃装置10的每个光源2可以是一个或多个发光二极管(LED、LED模块、LED灯)。光源2还可以包括有机发光二极管(OLED)。
复合玻璃板101还具有四个光耦合输出单元4。光耦合输出单元4将光从复合玻璃板101耦合输出。光耦合输出单元4布置在第一表面IV(复合玻璃板101的主表面)上。在布置光耦合输出单元4的位置处，光可以通过表面IV从复合玻璃板101射出。
光耦合输出单元4可以布置在表面IV上的任意位置处。在图1中，光耦合输出单元4包括表面IV的结构化，在该结构化处防止复合玻璃板101内的全反射并且光可以通过表面IV从复合玻璃板101射出。替代地，光耦合输出单元4可包括表面IV上的覆盖印刷物或引入到复合玻璃板101中的光散射、光折射、光衍射或光反射颗粒或空腔。
在本实施例中，光耦合输出单元4在此也作为由细的光散射颗粒制成的印刷物形成在表面IV上。通过其，中断光束在复合玻璃板101和周围空气之间的界面处的全反射，并且光通过散射从复合玻璃板101中耦合输出。
复合玻璃板101在边缘区域7中具有用于吸收耦合输入到复合玻璃板101中的光3的吸收单元8。吸收单元8被设计为布置在复合玻璃板101的中间层5上的第一覆盖层9。此外，吸收单元8包括布置在第一表面IV上的第二覆盖层11。
复合玻璃板101包括环绕的玻璃板边缘12，其中第二覆盖层11环绕地沿着整个环绕的玻璃板边缘12延伸。替代地，吸收单元8可至少局部地沿着环绕的玻璃板边缘12布置。边缘区域7的宽度从玻璃边缘12开始测量并且例如为10mm。
令人惊讶地已经表明，在复合玻璃板101的边缘区域7中的吸收单元8的布置特别有效地防止玻璃板边缘12处的散射光。这对于其边缘区域在安装状态下未被覆盖的玻璃板而言特别有利。由于吸收单元8，暴露的边缘变暗并且因此可以很好地识别由光耦合输出单元4形成的照明图案(例如星星)。
复合玻璃板101具有透视区域15，其中复合玻璃板没有覆盖层。透视区域15占复合玻璃板101的表面的至少70％。
图2显示了图1中根据本发明的装配玻璃装置10的截面图。复合玻璃板101包括第一玻璃板1，其通过中间层5与第二玻璃板6接合。第一玻璃板1、中间层5和第二玻璃板6通过层压，特别是高压釜处理相互接合。第二玻璃板6具有第一表面I和与第一表面I相反的另一第二表面II。
第一玻璃板1具有第一表面IV和与第一表面IV相反的另一第二表面III。复合玻璃板101的端面与表面III、IV正交地布置。第一玻璃板1和第二玻璃板6例如由钠钙玻璃组成。热塑性中间层3例如由0.76mm厚的PVB膜形成并且包含多个热塑性材料子层。第一玻璃板1的厚度例如为1.6mm，第二玻璃板6的厚度可以为2.1mm。第一玻璃板1和第二玻璃板6可以具有任意厚度，例如相同的厚度。复合玻璃板101由四个环绕的侧表面界定。
第一玻璃板1可以包含预加应力、部分预加应力或未预加应力的玻璃。替代地，第一玻璃板1可以由塑料，例如由聚碳酸酯组成。例如，第一玻璃板1、第二玻璃板6和中间层5是透明的(既不是着色也不是有色)。替代地，中间层5可以具有着色或有色的PVB膜。替代地或附加地，第二玻璃板6可以是深色着色的。
第一玻璃板1具有凹部14，其中嵌入有两个光源2之一。凹部14从第一玻璃板1的第一表面IV连续延伸到第一玻璃板1的第二表面III。在凹部14的区域中，没有去除中间层5。光源2完全位于复合玻璃板101内。由光源2发出的光3指向玻璃板1的方向。玻璃板1被设置成将耦合输入的光3沿着纵向进一步传导通过玻璃板1。第一玻璃板1优选是复合玻璃板101的内玻璃板且第二玻璃板6是外玻璃板。由于光源2在第一玻璃板1中的位置，这种布置特别有利，因为光耦合输出朝着(运载工具)内部空间的方向发生，这导致内部空间中的舒适氛围。替代地，第二玻璃板6也可以是内玻璃板且第一玻璃板1是外玻璃板。
吸收单元8包括第一覆盖层9、第二覆盖层11和第三覆盖层13。第一覆盖层9施加在中间层5的边缘区域中。第一覆盖层9是印刷的不透明层。所述印刷的不透明层可以是已通过印刷法施加到中间层5上的不透光层。印刷的不透明层是黑色的。替代地，该层可以是灰色和深色的。
覆盖层11和13是外周的，即框架状的覆盖印刷物。覆盖层9、11和13被设计为不透明和整面的。
另外，第二覆盖层11布置在第一玻璃板1的第一表面IV上。第三覆盖层13位于第二玻璃板6的第二表面II上。光源2在透视方向上被第三覆盖层13遮盖。第一覆盖层9和第三覆盖层13在复合玻璃板101的透视方向上重叠。由于不希望光在复合玻璃板101的边缘处耦合输出，第一玻璃板1的边缘区域7至少部分地具有吸收散射光的第一覆盖层9、第二覆盖层11和第三覆盖层13。由此，通过很低的复杂度大大减少复合玻璃板101的边缘区域7中的散射光。
第二覆盖层11和第三覆盖层13包含颜料和玻璃熔块。它可包含其它化学化合物。玻璃熔块可以部分熔化或熔化，并且覆盖层11和13由此持久地与玻璃表面接合(熔合或烧结)。颜料确保第一和第二覆盖层11、13的不透明性。这样的覆盖层作为搪瓷施加。
图3显示了根据本发明的装配玻璃装置10的第二实施方案的示意性截面图。图3中所示的装配玻璃装置10特别好地适合作为机动车的顶玻璃板。图3的装配玻璃装置10具有与图2的装配玻璃装置10相似的结构。第二玻璃板6(外玻璃板)与图2的玻璃板6相同。然而，与图2不同，第二覆盖层11施加在第一玻璃板1的第一表面IV上且框架状地围绕透视区域15。
第一玻璃板1例如被设置成在安装位置中面向运载工具的内部空间。第一玻璃板1的第一表面IV可从内部空间触及，而第二玻璃板6的第一表面I相对于运载工具内部空间而言指向外部。
附图标记列表：
1 第一玻璃板
2 光源
3 灯
4 光耦合输出单元
5 中间层
6 第二玻璃板
7 边缘区域
8 吸收单元
9 第一覆盖层
10 装配玻璃装置
11 第二覆盖层
12 玻璃板边缘
13 第三覆盖层
14 凹部
101 复合玻璃板
I 第二玻璃板6的第一表面
II 第二玻璃板6的第二表面
III 第一玻璃板1的第二表面
IV 第一玻璃板1的第一表面。

Claims (14)

1.装配玻璃装置(10)，其至少包括：
·具有第一表面(IV)和第二表面(III)的第一玻璃板(1)，其中第一玻璃板(1)被设置成将耦合输入的光至少部分地进一步传导，
·光源(2)，其用于产生可耦合输入到第一玻璃板中的光(3)，
·光耦合输出单元(4)，其用于通过两个表面(III、IV)之一从第一玻璃板(1)耦合输出光，
·其中第一玻璃板(1)通过中间层(5)与第二玻璃板(6)接合以形成复合玻璃板(101)，
·第一玻璃板(1)的表面(III、IV)之一上的边缘区域(7)，其在第一个玻璃板(1)的表面(III、IV)之一上从第一玻璃板(1)的玻璃板边缘(12)延伸至少1mm至500mm，并且
·用于吸收耦合输入到第一玻璃板(1)中的光(3)的吸收单元(8)，其布置在边缘区域(7)中，
其中吸收单元(8)包括布置在中间层(5)上的第一覆盖层(9)、布置在第一玻璃板(1)的第一表面(IV)上的第二覆盖层(11)和布置在第二玻璃板(6)上的第三覆盖层(13)。
2.根据权利要求1所述的装配玻璃装置，其中第一覆盖层(9)、第二覆盖层(11)和/或第三覆盖层(13)是不透明的。
3.根据权利要求1或2所述的装配玻璃装置，其中第一覆盖层(9)从第一玻璃板(1)的玻璃板边缘(12)延伸1mm至500mm，优选10mm至150mm，特别优选10mm至15mm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装配玻璃装置，其中复合玻璃板(101)具有环绕的玻璃板边缘(12)，并且吸收单元(8)至少局部地沿着环绕的玻璃板边缘(12)布置，或吸收单元(8)环绕地沿着整个环绕的玻璃板边缘(12)延伸。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的装配玻璃装置，其中所述第一覆盖层(9)、第二覆盖层(11)和第三覆盖层(13)被设计为框架状。
6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的装配玻璃装置，其中第一覆盖层(9)是印刷的不透明层，并且其中第二覆盖层(11)和/或第三覆盖层(13)是不透明的搪瓷，其优选作为丝网印刷物或数字印刷物施加。
7.根据权利要求6所述的装配玻璃装置，其中所述搪瓷包含玻璃熔块和/或矿物熔块和任选至少一种颜料，优选玻璃熔块和/或基于选自硼、铋、锌、硅、铝和钠的氧化物的矿物熔块。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装配玻璃装置，其中第一覆盖层(9)、第二覆盖层(11)和第三覆盖层(13)至少部分地在复合玻璃板(101)的透视方向上重叠。
9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的装配玻璃装置，其中所述光源(2)包括至少一个或多个发光二极管(LED)。
10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的装配玻璃装置，其中所述第一玻璃板(1)具有至少一个用于容纳光源(2)的凹部(14)。
11.根据前述权利要求1至10中任一项所述的装配玻璃装置，其中所述复合玻璃板(101)是机动车的顶玻璃板，并且第一玻璃板(1)是内玻璃板且第二玻璃板(6)是外玻璃板。
12.具有根据前述权利要求1至11中任一项所述的装配玻璃装置的运载工具，特别是载人机动车。
13.制造根据权利要求1至11中任一项所述的装配玻璃装置(10)的方法，其至少包括：
·提供第一玻璃板(1)、第二玻璃板(2)和热塑性中间层(5)，
·在第一玻璃板(1)上的边缘区域(7)中施加吸收单元(8)，其中吸收单元(8)包括布置在中间层(5)上的第一覆盖层(9)、布置在第一玻璃板(1)的第一表面(IV)上的第二覆盖层(11)和布置在第二玻璃板(6)上的第三覆盖层(13)，
·在第一玻璃板(1)上布置至少一个光源(2)，
·在第一玻璃板(1)的第一表面(IV)和/或第二表面(III)上布置光耦合输出单元(4)，
·将第一玻璃板(1)与第二玻璃板(6)通过热塑性中间层(5)接合，以使得第一玻璃板(6)的第二表面(III)面向热塑性中间层(5)。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的装配玻璃装置(10)在水陆空交通运输工具中，特别是在火车、轮船和机动车中，例如作为顶玻璃板、后玻璃板和/或侧玻璃板的用途。
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