ES2823755T3 - Cristal compuesto con estructura de antena y superficie de conmutación integrada - Google Patents
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Abstract
Cristal compuesto (11) con estructura de antena y superficie de conmutación integrada a partir de cristal exterior (1) con una superficie exterior (I) y una superficie interior (II), un cristal interior (2) con una superficie interior (III) y una superficie exterior (IV) y una capa intermedia termoplástica (3), que comprende al menos: - una primera estructura eléctricamente conductora (4), que es un conductor de antena, y - una segunda estructura eléctricamente conductora (5), que es una superficie de conmutación (6), y donde la segunda estructura eléctricamente conductora (5) sirve como conductor de antena, donde la primera estructura eléctricamente conductora (4) y la segunda estructura eléctricamente conductora (5) están dispuestas sobre el cristal exterior (1) sobre la superficie exterior (I), sobre la superficie interior (II), sobre el cristal interior (2) sobre la superficie interior (III), sobre la superficie exterior (IV) o en la capa intermedia termoplástica (3) y están configuradas como alambres, como estructuras conductoras impresas o como revestimientos conductores transparentes.
Description
DESCRIPCIÓN
Cristal compuesto con estructura de antena y superficie de conmutación integrada
La invención se refiere un cristal compuesto con estructura de antena y superficie de conmutación integrada, un procedimiento para su fabricación y su uso.
La capota de un descapotable puede estar configurada, por ejemplo, como capota de tela o como techo de metal plegable. La capota se puede abrir mediante plegado. A este respecto, la abertura de la capota se puede realizar de forma manual. No obstante, esto es incómodo para el usuario, puede conducir a lesiones, por ejemplo, magulladuras y es de difícil manejo para el usuario, en particular para las personas más débiles. Las capotas de descapotables también se pueden controlar a través de un mecanismo de abertura eléctrica, que se maneja típicamente a través de un interruptor en el salpicadero. No obstante, la integración de una pluralidad de interruptores en los modernos vehículos conduce a un salpicadero abarrotado, lo que dificulta un manejo intuitivo de la capota del descapotable.
La capota de un descapotable no se puede usar para la fijación de antenas. Por ello, las estructuras de antenas están integradas típicamente de forma invisible para el observador en el parabrisas de los descapotables. Las estructuras de antena pueden estar implementadas, por ejemplo, mediante alambres delgados, que están montados en la capa intermedia termoplástica del cristal de vidrio compuesto. Tales soluciones se conocen, por ejemplo, por los documentos EP 0004001 A1, DE 2529994 B2, DE 2440439 A1 y DE 2360672 B2. Las estructuras de antena se pueden implementar alternativamente mediante impresión y cocción de una pasta eléctricamente conductora, lo que se conoce, por ejemplo, por los documentos WO 2009038546 A1, EP 396033 B1, DE 10333620 A1, DE 10319607 B3 y DE 4237818 A1. Las estructuras de antena también se pueden implementar mediante revestimientos eléctricamente conductores pulverizados o metalizados al vacío, lo que se conoce, por ejemplo, por los documentos DE 102008027371 A1, DE 19832228 A1 o DE 19735395 A1.
También se conoce que las superficies de conmutación se puedan integrar en un acristalamiento, por ejemplo, como superficies de conmutación capacitivas. No obstante, el introducción o aplicación de los electrodos necesarios para ello está ligado con procedimientos de fabricación laboriosos e intensivos en costes. Otro estado de la técnica se puede deducir de los documentos WO 2011036010 A1, US 2005115308 A1, US 2008202912 A1 y US 6794728 B1.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un cristal compuesto con estructura de antena y superficie de conmutación integrada, que se pueda fabricar de forma sencilla y económica. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la fabricación de un cristal compuesto con estructura de antena y superficie de conmutación integrada.
El objetivo de la presente invención se consigue según la invención mediante un cristal compuesto con estructura de antena y superficie de conmutación integrada según la reivindicación independiente 1. Realizaciones preferidas se desprenden de las reivindicaciones dependientes.
El cristal compuesto según la invención con estructura de antena y superficie de conmutación integrada a partir de cristal exterior con una superficie exterior y una superficie interior, un cristal interior con una superficie interior y una superficie exterior y una capa intermedia termoplástica comprende al menos las siguientes características:
- una primera estructura eléctricamente conductora, que es un conductor de antena, y
- una segunda estructura eléctricamente conductora, que es una superficie de conmutación, y
donde la primera estructura eléctricamente conductora la segunda estructura eléctricamente conductora están dispuestas sobre la superficie exterior del cristal exterior, sobre la superficie interior del cristal exterior, sobre la superficie interior del cristal interior, sobre la superficie exterior del cristal interior o en la capa intermedia termoplástica y están configuradas como alambres, como estructuras conductoras impresas o como revestimientos conductores transparentes.
En el sentido de la invención, con superficies interiores se designan las superficies del cristal exterior y del cristal interior que están dirigidas hacia la capa intermedia termoplástica. En el sentido de la invención, con superficies exteriores se designan las superficies del cristal exterior y del cristal interior que están alejadas de la capa intermedia termoplástica.
La segunda estructura eléctricamente conductora es según la invención una superficie de conmutación, en particular una superficie de conmutación sin contacto. De este modo se configura una superficie de conmutación en al menos una superficie exterior del cristal exterior y/o del cristal interior en la zona de la segunda estructura eléctricamente conductora.
La primera estructura eléctricamente conductora y la segunda estructura eléctricamente conductora están implementadas según la invención según el mismo principio técnico. Tanto la primera estructura eléctricamente conductora, como también la segunda estructura eléctricamente conductora están implementadas como alambres delgados o como estructuras eléctricamente conductoras o como revestimientos conductores transparentes.
La primera estructura eléctricamente conductora y la segunda estructura eléctricamente conductora están dispuestas según la invención sobre la misma superficie del mismo cristal del cristal compuesto o en la capa intermedia termoplástica.
La ventaja especial de la invención consiste en la implementación de la primera y de la segunda estructura eléctricamente conductora según el mismo principio técnico y la disposición de la primera y la segunda estructura eléctricamente conductora. Durante la fabricación de un cristal con función de antena integrada, por ejemplo, un parabrisas para un descapotable se puede integrar de forma sencilla y económica una superficie de conmutación. Mediante la configuración y disposición según la invención de la segunda estructura eléctricamente conductora se minimiza el coste adicional técnico y financiero para la integración de la superficie de conmutación.
La primera estructura eléctricamente conductora con función de antena está configurada preferiblemente en forma de línea como conductor de antena. La longitud del conductor de antena se determina por la característica de la antena a obtener. Los conductores de antena pueden estar realizados como líneas con extremo abierto o cerrado, o presentar diferentes formas, disposiciones y conexiones intermedias y estar configurado, por ejemplo, de forma redonda, en forma de espiral o de meandro.
La característica de la antena se determina mediante las frecuencias recibidas o a emitir. En el caso de la radiación electromagnética recibida y/o emitida se trata preferiblemente de señales LF, MF, HF, VHF, UHF y/o SHF en el rango de frecuencia de 30 kHz a 10 GHZ, de forma especialmente preferida señales de radio, en particular onda ultracorta (30 MHz a 300 MHz, conforme a una longitud de onda de 1 m a 10 m), onda corta (3 kHz a 30 MHz, conforme a una longitud de onda de 10 m a 100 m) u onda media (300 kHz a 3000 kHz, conforme a una longitud de onda de 100 m a 1000 m), así como señales de detección del peaje, de telefonía móvil, radio digital, señales de televisión o señales de navegación. La longitud del conductor de antena es preferiblemente de un múltiplo o una fracción de la longitud de onda de las frecuencias a transmitir, en particular la mitad o un cuarto de la longitud de onda. Para el aprovechamiento de la superficie del cristal, los conductores pueden estar configurados curvados, en forma de meandro o de espiral.
Pero el conductor de antena también puede estar configurado de forma alternativa como antena plana, en particular cuando la segunda estructura eléctricamente conductora está implementada como revestimiento conductor transparente.
El conductor de antena presenta un punto de conexión, a través del que el conductor de antena está conectado con un aparato receptor por medio de un conductor, preferiblemente de un conductor plano. El conductor puede estar conectado de forma galvánica, por ejemplo, por soldadura, pegado o a través de un adhesivo eléctricamente conductor, o de forma capacitiva, por ejemplo, a través de una capa intermedia aislante, con el punto de conexión del conductor de antena.
La estructura eléctricamente conductora también puede configurar varios conductores de antena, por ejemplo, varios conductores de antena de diferente extensión para cubrir diferentes rangos de frecuencias. Los conductores de antena pueden confluir en un punto de conexión común o ponerse en contacto a través de un carril colector de corriente común, que comprende un punto de conexión. Las anchuras típicas de los carriles colectores de corriente son de 3 mm a 30 mm.
La superficie de conmutación es preferiblemente una superficie de conmutación capacitiva. En una configuración ventajosa, la segunda estructura eléctricamente conductora configura a este respecto un electrodo plano. La capacidad del electrodo plano se mide a través de una electrónica de control externa. La capacidad del electrodo plano cambia respecto a tierra, cuando un cuerpo puesto a tierra se acerca o, por ejemplo, una capa de aislamiento toca sobre el electrodo plano. El cambio de capacidad se mide a través de la electrónica de control y al sobrepasar un valor umbral se desencadena una señal de conmutación. La superficie de conmutación se fija mediante la forma y tamaño del electrodo plano
En una configuración ventajosa alternativa, la segunda estructura eléctricamente conductora configura dos electrodos, que están acoplados entre sí de forma capacitiva. Los electrodos pueden presentar, por ejemplo, formas de tipo espiral, peine o meandro. La capacidad del condensador formado por los electrodos cambia al aproximar un cuerpo. El cambio de capacidad se mide a través de la electrónica de control y al sobrepasar un valor umbral se desencadena una señal de conmutación. La superficie de conmutación se fija por la forma y tamaño de la zona en la que están acoplados los electrodos de forma capacitiva.
La conexión de cada electrodo formado por la segunda estructura eléctricamente conductora con la electrónica de control externa y suministro de tensión se realiza a través de un conductor, preferiblemente un conductor plano, que preferiblemente está conectado de forma galvánica con la segunda estructura eléctricamente conductora en la zona de borde del cristal compuesto, por ejemplo, mediante soldadura, pegado o por medio de un adhesivo eléctricamente conductor. Para ello, preferiblemente una zona de cada electrodo formado por la segunda estructura eléctricamente conductora está guiada hacia la arista de cristal. De este modo, los contactos se pueden guiar fuera del cristal compuesto de manera sencilla y apenas visible para el usuario. La zona de borde del cristal compuesto, en la que el conductor se pone en contacto con la segunda estructura eléctricamente conductora, puede estar cubierta, por ejemplo, mediante un marco, otros elementos de fijación o mediante una serigrafía cobertora. La electrónica de control
está adaptada a la respectiva finalidad de uso e inicia la acción prevista, cuando por parte del usuario se desencadena un proceso de conmutación, por ejemplo, la abertura o cierre de una puerta, la puesta en funcionamiento de un aparato eléctrico o el calentamiento del cristal.
Pero las superficies de conmutación según la invención no están limitadas a superficies de conmutación capacitivas. La superficie de conmutación también puede presentar otras funciones sensoras inductivas, térmicas o globales, que se realizan sin contacto. A este respecto, sin contacto significa que no es necesario un contacto directo con la segunda estructura eléctricamente conductora para desencadenar un proceso de conmutación. Naturalmente, la función de conmutación también es efectivo en el caso de contacto directo de la segunda estructura eléctricamente conductora, si la segunda estructura eléctricamente conductora es accesible para el usuario.
La superficie de conmutación puede presentar, por ejemplo, la forma de un ovalo, una elipse o un círculo, un triángulo, un rectángulo, un cuadrado o polígono de cuatro lados constituido de otra forma o de un polígono mayor. La superficie de conmutación presenta preferiblemente una superficie de 0,5 cm2 a 100 cm2, de forma especialmente preferible de 1 cm2 a 25 cm2. Esto es especialmente ventajoso con vistas a un fácil manejo para el usuario de la superficie de conmutación, así como a la prevención de impedimentos en la visión a través del cristal compuesto, por ejemplo, debido al marcado de la superficie de conmutación o por huellas digitales en la zona de la superficie de conmutación.
La superficie de conmutación está dispuesta preferiblemente en la zona de borde del cristal compuesto según la invención. La visión a través del cristal compuesto no se perturba por consiguiente debido a, por ejemplo, huellas digitales sobre la superficie del cristal en la zona de la superficie de conmutación o el marcado de la superficie de conmutación sobre el cristal. La distancia del centro de la superficie de conmutación respecto a una arista del cristal compuesto es de forma especialmente preferida de 2 cm a 20 cm, de forma muy especialmente preferida de 5 cm a 10 cm.
La posición de la superficie de conmutación sobre el cristal compuesto se puede caracterizar, por ejemplo, mediante una pegatina o sello laminado o por una pegatina sobre la superficie exterior de uno de los dos cristales. El marcado contiene preferiblemente una forma, que describe la función controlada a través de la superficie de conmutación, por ejemplo, un signo de “más” o “menos”, una flecha, una o varias letras y/o números o un pictograma. La posición de la superficie de conmutación también se puede caracterizar en principio por fenómenos luminosos, por ejemplo, mediante la luz acoplada a través de la arista lateral en el acristalamiento, que se dispersa en un medio deflector de la luz en la zona de la superficie de conmutación, mediante la luz proyectada sobre el cristal compuesto o mediante la emisión de pigmentos luminiscentes, embebidos en el cristal compuesto, que se excitan, por ejemplo, por un láser o fuente de radiación UV.
Según la invención, la segunda estructura eléctricamente conductora sirve como conductor de antena adicional. Al menos uno de los electrodos formados por la segunda estructura eléctricamente conductora está conectado para ello adicionalmente con un equipo receptor. Por consiguiente se puede cubrir un rango de frecuencias dependiente de la longitud del electrodo de forma ventajosa por la segunda estructura conductora y no se debe cubrir por la primera estructura eléctricamente conductora.
La primera y la segunda estructura eléctricamente conductora pueden ser opacas tomado en sí, no obstante, el cristal parece transparente en la observación macroscópica.
En una configuración preferida de la invención, la primera y la segunda estructura eléctricamente conductora están realizadas como estructuras conductoras impresas. Las estructuras conductoras están impresas preferiblemente sobre una superficie del cristal exterior o del cristal interior, de forma especialmente preferida sobre la superficie interior del cristal exterior o del cristal interior. De este modo, la primera y la segunda estructura eléctricamente conductora están protegidas preferiblemente contra los deterioros y la corrosión. Las estructuras conductoras impresas contienen al menos un metal, preferiblemente plata. La conductividad eléctrica se implementa preferiblemente a través de partículas metálicas, contenidas en la capa, de forma especialmente preferida a través de partículas de plata. Las partículas metálicas se pueden situar en una matriz orgánica y/o inorgánica, como pastas o tintas, preferiblemente como pasta de serigrafía cocida con frituras de vidrio. El espesor de capa de las estructuras conductoras impresas es preferiblemente de 5 pm a 40 pm, de forma especialmente preferida de 8 pm a 20 pm y de forma muy especialmente preferida de 10 pm a 15 pm. Por consiguiente se obtienen resultados especialmente adecuados. Si las estructuras conductoras impresas están configuradas en forma de línea, por ejemplo, como conductor de antena o electrodos acoplados de forma capacitiva, entonces las anchuras de líneas típicas son de 0,1 mm a 5 mm.
En una configuración especialmente preferida de la invención, la primera y la segunda estructura eléctricamente conductora comprenden alambres delgados, que están embebidos en la capa intermedia termoplástica. La ventaja respecto a estructuras conductoras impresas consiste en la anchura típicamente más pequeña de los alambres, de modo que la primera y la segunda estructura eléctricamente conductora son más difíciles de percibir por el observador y llaman menos la atención de forma molesta al mirar a través del cristal compuesto. Los alambres se pueden colocar, por ejemplo, antes de la conexión del cristal formado el cristal compuesto, sobre una superficie de una lámina termoplástica, que está prevista para formar la capa intermedia termoplástica del cristal compuesto. Durante el proceso de fabricación del cristal compuesto, los alambres penetran en la capa intermedia termoplástica debido a la presión y temperatura elevada. Los alambres también se pueden embeber en la lámina termoplástica antes de la conexión del
cristal exterior y del cristal interior, por ejemplo, mediante introducción a presión después del calentamiento de la lámina termoplástica. Los alambres también se pueden posicionar entre dos láminas termoplásticas durante el proceso de fabricación del cristal compuesto. Los alambres contienen preferiblemente al menos un metal, de forma especialmente preferida cobre, wolframio, oro, plata, aluminio, níquel, manganeso, cromo y/o hierro, así como mezclas y/o aleaciones de los mismos. Los alambres presentan preferiblemente un espesor de 10 pm a 300 pm, de forma especialmente preferida de 20 pm a 150 pm. Esto es especialmente ventajoso con vistas a la transparencia del cristal compuesto y las propiedades de los conductores de antena o de la superficie de conmutación. Los alambres pueden estar equipados con un revestimiento eléctricamente aislante.
Si el primer cristal y/o el segundo cristal es un cristal polimérico, entonces los alambres también se pueden embeber en principio en una superficie del cristal polimérico, por ejemplo, mediante embebido por ultrasonidos o inyección posterior de lámina.
La primera y la segunda estructura eléctricamente conductora pueden estar implementadas de forma alternativa por un revestimiento eléctricamente conductor transparente. El revestimiento eléctricamente conductor puede estar aplicado sobre una superficie del cristal exterior o del cristal interior. El revestimiento eléctricamente conductor está aplicado preferiblemente sobre la superficie interior del cristal exterior o del cristal interior y, por consiguiente, está protegido ventajosamente contra los deterioros o la corrosión. Pero el revestimiento eléctricamente conductor también puede estar aplicado sobre una superficie de una lámina de soporte delgada, que se conecta con el cristal exterior y con el cristal interior a través de respectivamente una lámina termoplástica. El revestimiento eléctricamente conductor está embebido por consiguiente en una capa intermedia termoplástica, que se forma por la lámina de soporte y las dos láminas termoplásticas, y está protegida ventajosamente contra los deterioros o la corrosión. La lámina de soporte contiene preferiblemente al menos un poliéster y/o una poliamida, de forma especialmente preferida un poliéster termoplástico, por ejemplo, polinaftalato de etileno (PEN) o politereftalato de etileno (PET) y presenta preferiblemente un espesor de 10 pm a 500 pm, de forma especialmente preferida 30 pm a 200 pm. Esto es especialmente ventajoso con vistas a la estabilidad y capacidad de procesamiento de la lámina de soporte.
El revestimiento eléctricamente conductor contiene, por ejemplo, al menos plata, óxido de zinc, óxido de indio y estaño, óxido de estaño, galio, oro, cobre, wolframio y/o mezclas de los mismos. El revestimiento eléctricamente conductor puede comprender varias capas individuales, en particular al menos una capa metálica y capas dieléctricas, que contienen por ejemplo al menos un óxido metálico. El revestimiento eléctricamente conductor presenta preferiblemente un espesor de 5 nm a 1 pm, de forma especialmente preferida de 10 nm a 500 nm. Esto es especialmente ventajoso con vistas a la transparencia del cristal compuesto y la conductividad eléctrica del revestimiento.
El revestimiento eléctricamente conductor se puede aplicar, por ejemplo, de forma plana sobre el cristal exterior o el cristal interior o una lámina de soporte, preferiblemente mediante pulverización catódica, metalización al vacío o deposición química en fase vapor (chemical vapour deposition, CVD). La segunda estructura eléctricamente conductora, que configura la superficie de conmutación, se genera mediante zonas de aislamiento en el revestimiento eléctricamente conductor. Dos electrodos acoplados de forma capacitiva presentan a este respecto preferiblemente pistas de conductor con una anchura de 5 pm a 5 mm, de forma especialmente preferida de 10 pm a 2 mm. Las zonas de aislamiento presentan preferiblemente un espesor de 5 pm a 5 mm, de forma especialmente preferida de 10 pm a 2 mm. Por consiguiente se obtienen resultados especialmente adecuados. La primera estructura eléctricamente conductora, que forma el conductor de antena, se puede generar, por ejemplo, igualmente por zonas de aislamiento en el revestimiento eléctricamente conductor. Las zonas de aislamiento se pueden introducir en el revestimiento eléctricamente conductor mediante retirada del revestimiento, por ejemplo, ablación láser, abrasión mecánica, grabado por plasma o procedimientos químicos en húmedo. Las zonas de aislamiento se pueden proporcionar alternativamente mediante técnicas de enmascarado directamente al aplicar el revestimiento eléctricamente conductor.
La ventaja de un revestimiento conductor aplicado de forma plana con zonas de aislamiento consiste en que se puede aprovechar otra funcionalidad del revestimiento, por ejemplo, propiedades de reflexión en el rango de infrarrojos o una función calefactora. Alternativamente el revestimiento conductor puede estar aplicado naturalmente exclusivamente en la zona de la primera y la segunda estructura eléctricamente conductora, por ejemplo, por tecnologías de enmascarado al aplicar el revestimiento o mediante retirada de un revestimiento aplicado en primer lugar de forma plana apartado de la primera y la segunda estructura eléctricamente conductora.
El cristal exterior y/o el cristal interior contienen preferiblemente vidrio pretensado, parcialmente pretensado o no pretensado, de forma especialmente preferida vidrio plano, vidrio flotado, vidrio de cuarzo, vidrio de silicato de boro, vidrio de sosa y cal o plásticos claros, en particular polietileno, polipropileno, policarbonato, polimetilmetacrilato, poliestireno, poliamida, poliéster, policloruro de vinilo y/o mezclas de los mismos
El espesor del cristal exterior y del cristal interior puede variar ampliamente y así adaptarse de forma sobresaliente a las exigencias en el caso individual. El cristal exterior y el cristal interior presentan preferiblemente un espesor de 0,5 mm a 10 mm y de forma especialmente preferido de 1 mm a 5 mm.
La superficie del cristal compuesto según la invención puede variar ampliamente y adaptarse a los requerimientos en el caso individual, por ejemplo de 100 cm2 a 18 m2. El cristal compuesto presenta preferiblemente una superficie habitual en la construcción de vehículos para parabrisas, cristales laterales, cristales de techo o cristales traseros de
automóviles, preferiblemente de 200 cm2 hasta 4 m2. El cristal compuesto según la invención puede presentar una forma tridimensional cualquiera. El cristal compuesto es preferiblemente plano o está curvado ligera o fuertemente en una dirección o en varias direcciones del espacio.
La capa intermedia termoplástica contiene preferiblemente al menos un plástico termoplástico, como polibutirato de vinilo (PVB), politereftalato de etileno (PET) y/o etileno-acetato de vinilo (EVA). La capa intermedia termoplástica se forma preferiblemente mediante una lámina termoplástica, a través de la que el cristal exterior y el cristal interior se conectan entre sí y que presenta preferiblemente un espesor de 0,3 mm a 0,9 mm. La capa intermedia termoplástica también se puede formar por dos o varias láminas termoplásticas semejantes, entre las que está dispuesta, por ejemplo, una lámina de soporte con las estructuras eléctricamente conductoras según la invención. El espesor de toda la capa intermedia termoplástica es preferiblemente de 0,3 mm a 2 mm, de forma especialmente preferida de 0,3 mm a 1 mm.
El cristal compuesto según la invención es preferiblemente parte de un dispositivo para la abertura y cierre de una capota de un descapotable. El dispositivo para la abertura y cierre de una capota de un descapotable comprende al menos las características siguientes:
(a) un cristal compuesto según la invención y
(b) una unidad de control, donde la unidad de control está conectada eléctricamente con la segunda estructura eléctricamente conductora del cristal compuesto e inicia la abertura o cierre de la capota del descapotable al desencadenarse una señal de conmutación a través de la superficie de conmutación.
El cristal compuesto según la invención es de forma especialmente preferida el parabrisas del descapotable. La superficie de conmutación está dispuesta preferiblemente en la zona de borde superior del cristal compuesto en la posición de montaje. La distancia del centro de la superficie de conmutación respecto al arista superior del cristal compuesto es de forma especialmente preferida de 2 cm a 20 cm, de forma muy especialmente preferible de 5 cm a 10 cm. Debido a la proximidad espacial respecto a la capota del descapotable se posibilita de este modo ventajosamente un manejo intuitivo de la superficie de conmutación por parte del usuario.
La conexión eléctrica de la segunda estructura eléctricamente conductora con la unidad de control se realiza a través de un conductor, preferiblemente un conductor plano. El conductor se conecta preferiblemente con la estructura eléctricamente conductora antes de la conexión del primer y segundo cristal formando el cristal compuesto. Después del montaje del cristal compuesto según la invención en el descapotable, el conductor se puede conectar con la unidad de control y el suministro de tensión. La primera estructura eléctricamente conductora está conectada preferiblemente con un aparato receptor a través de un conductor.
El objetivo de la invención se consigue además mediante un procedimiento para la fabricación de un cristal compuesto con estructura de antena y superficie de conmutación integrada a partir de un cristal exterior, un cristal interior y una capa intermedia termoplástica, donde al menos (a) una primera estructura eléctricamente conductora, que es un conductor de antena, y una segunda estructura eléctricamente conductora, que es una superficie de conmutación, se aplican sobre la superficie exterior del cristal exterior, sobre la superficie interior del cristal exterior, sobre la superficie interior del cristal interior, sobre la superficie exterior del cristal interior o sobre la capa intermedia termoplástica y (b) el cristal exterior y el cristal interior se conectan a través de la capa intermedia termoplástica formando el cristal compuesto.
La capa intermedia termoplástica se puede proporcionar en forma de una lámina termoplástica. Pero la capa intermedia termoplástica también se puede proporcionar en forma de varias láminas, por ejemplo, dos láminas termoplásticas y una lámina de soporte. La aplicación de la primera y la segunda estructura eléctricamente conductora sobre la capa intermedia termoplástica en la etapa del procedimiento (b) solo contiene a este respecto la aplicación de las estructuras eléctricamente conductoras sobre una de las láminas, por ejemplo, sobre la lámina de soporte, que se dispone en la etapa del procedimiento (b) entre las dos láminas termoplásticas.
La puesta en contacto de la primera y la segunda estructura eléctricamente conductora con conductores, que están provistas para conectar la primera estructura eléctricamente conductora con un aparato receptor y la segunda estructura eléctricamente conductora con una electrónica de control, se realiza preferiblemente entre la etapa del procedimiento (a) y etapa del procedimiento (b).
La conexión del primer y del segundo cristal en la etapa del procedimiento (b) se realiza preferiblemente a temperaturas de 120 °C a 170 °C, una presión de 10 bar hasta 15 bar y durante un período de tiempo de 30 min a 240 min.
La invención comprende además el uso del cristal compuesto con estructura de antena y superficie de conmutación integrada como pieza individual funcional y/o decorativa, como pieza de montaje en muebles y aparatos, como acristalamiento de edificios, en particular en la zona de acceso o de ventanas. El cristal compuesto con estructura de antena y superficie de conmutación integrada se usa preferiblemente en medios de locomoción para el tráfico sobre la tierra, en el aire o sobre el agua, de forma especialmente preferida como cristal trasero, cristal lateral, cristal de techo o parabrisas de un automóvil, de forma muy especialmente preferida como parabrisas de un descapotable, un cupé, un biplaza descapotable o de un targa.
La invención se explica más en detalle mediante un dibujo y ejemplos de realización. El dibujo es una representación esquemática y no a escala. El dibujo no limita la invención de ninguna manera. Muestran:
Fig. 1 una vista en planta de una primera configuración del cristal compuesto según la invención con estructura de antena y superficie de conmutación integrada,
Fig. 2 una vista en planta de una otra configuración del cristal compuesto según la invención con estructura de antena y superficie de conmutación integrada,
Fig. 3 una sección A-A’ a través del cristal compuesto según la figura 1,
Fig. 4 una sección B-B’ a través del cristal compuesto según la figura 2,
Fig. 5 una sección B-B’ a través de una configuración alternativa del cristal compuesto según la invención,
Fig. 6 un ejemplo de realización del procedimiento según la invención mediante un diagrama de flujo,
Fig. 7 otro ejemplo de realización del procedimiento según la invención mediante un diagrama de flujo, y
Fig. 8 otro ejemplo de realización del procedimiento según la invención mediante un diagrama de flujo.
Las fig. 1 y fig. 3 muestran cada vez un detalle de un cristal compuesto 11 según la invención con estructura de antena y superficie de conmutación integrada. El cristal compuesto 11 presenta una anchura de 150 cm y una altura de 90 cm y está provisto como parabrisas de un descapotable. El cristal compuesto 11 comprende un cristal exterior 1 y un cristal interior 2, que están conectados entre sí a través de una capa intermedia termoplástica 3. El cristal exterior 1 y el cristal interior 2 contiene vidrio de cal y sosa y presentan un espesor de 2,1 mm. La capa intermedia termoplástica 3 contiene polibutirato de vinilo (PVB) y presenta un espesor de 0,76 mm. La superficie interior (II) del cristal exterior 1 y la superficie interior (III) del cristal interior 2 están dirigidas hacia la capa intermedia termoplástica 3. La superficie exterior (I) del cristal exterior 1 y la superficie exterior (IV) del cristal interior 2 están alejadas de la capa intermedia termoplástica 3.
En la capa intermedia termoplástica 3 están embebidas una primera estructura eléctricamente conductora 4 y una segunda estructura eléctricamente conductora 5. La primera estructura eléctricamente conductora 4 y la segunda estructura eléctricamente conductora 5 están implementadas por alambres, que contienen wolframio y presentan un espesor de 80 pm. Debido al espesor ventajosamente pequeño de los alambres, las estructuras eléctricamente conductoras 4, 5 apenas se pueden percibir por el observador.
La primera estructura eléctricamente conductora 4 configura un conductor de antena. El conductor de antena se extiende hasta la zona de la arista superior del cristal compuesto, donde presenta un punto de conexión 7. El conductor de antena está conectado de forma capacitiva con un conductor no representado para el aparato receptor a través del punto de conexión 7.
La segunda estructura eléctricamente conductora 5 comprende dos alambres, donde cada alambre configura un electrodo. En una zona aproximadamente cuadrada con una longitud de arista de 5 cm, los alambres están dispuestos unos alrededor de otros en forma de meandro con una distancia de 1 mm y están acoplados entre sí de forma capacitiva. En esta zona, la segunda estructura eléctricamente conductora 5 configura una superficie de conmutación 6 capacitiva. Cada alambre de la segunda estructura eléctricamente conductora 5 discurre hasta la arista superior del cristal compuesto 11 y allí está soldado con un conductor plano o representado. La segunda estructura eléctricamente conductora 5 está conectada con una alimentación de tensión y electrónica de control externa no representada a través del conductor plano. Si un cuerpo, por ejemplo, un dedo humano, se acerca a la segunda estructura eléctricamente conductora 5 en la zona de la superficie de conmutación 6, entonces cambia la capacidad del condensador formado por la segunda estructura eléctricamente conductora 5. La electrónica de control puede medir el cambio de capacidad y desencadenar una señal de conmutación al sobrepasarse un valor umbral. En el ejemplo de realización mostrado, la superficie de conmutación 6 está prevista para iniciar la abertura o cierre de la capota del descapotable
El centro de la superficie de conmutación 6 está dispuesto a una distancia de 7 cm respecto a la arista superior del cristal compuesto 11 y a una distancia de 10 cm respecto a la arista izquierda del cristal compuesto 11. Debido a la disposición de la superficie de conmutación 6 en la zona de borde del cristal compuesto 11 no se perturba la transparencia de la zona de visión, por ejemplo, debido a una marca no representada de la superficie de conmutación 6 o mediante huellas digitales en la zona de la superficie de conmutación 6. La disposición de la superficie de conmutación 6 en la zona de la arista superior del cristal compuesto 11 y por consiguiente en la posición de montaje cerca de la capota del descapotable permite además un manejo intuitivo de la superficie de conmutación 6 para la abertura y cierre de la capota del descapotable.
Dado que una capota de un descapotable no se puede usar para la colocación de antenas, las estructuras de antena están integradas típicamente, como en el ejemplo de realización, no o apenas visibles por el observador en el parabrisas de los descapotables. La superficie de conmutación 6 se configura mediante la segunda estructura
eléctricamente conductora 5, que está embebida en la capa intermedia termoplástica 3 como la estructura de antena y está implementada según el mismo principio técnico que la estructura de antena, en el ejemplo de realización mediante alambres delgados embebidos en la capa intermedia termoplástica 3. De este modo, la estructura eléctricamente conductora 5 se puede introducir en el cristal compuesto 11 con pequeño coste adicional técnico y financiero. Esto es una gran ventaja de la presente invención. Debido a la proximidad de la superficie de conmutación 6 a la capota del descapotable es posible, comparado con un interruptor convencional en el salpicadero, un manejo más intuitivo de la superficie de conmutación 6 para la abertura y cierre de la capota del descapotable. Esto es otra gran ventaja de la presente invención.
La fig. 2 y la fig. 4 muestran cada vez un detalle de una configuración alternativa del cristal compuesto 11 según la invención. La primera estructura eléctricamente conductora 4 y la segunda estructura eléctricamente conductora 5 están impresas por medio de serigrafía sobre la superficie interior (III) del cristal interior 2, contienen plata y frituras de vidrio y presentan un espesor de 10 pm. Mediante la disposición de la impresión de plata sobre la superficie interior de un cristal, las estructuras eléctricamente conductoras 4, 5 están protegidas ventajosas contra los deterioros, por ejemplo, mediante abrasión mecánica en el caso de contacto o corrosión. La segunda estructura eléctricamente conductora 5 forma en la zona de la superficie de conmutación 6 un electrodo plano, que está conformado en forma de una superficie de círculo con un radio de 2 cm. La distancia del centro de la superficie de conmutación 6 respecto a la arista superior del cristal compuesto 11 es de 10 cm. La superficie de conmutación 6 está dispuesta de forma centrada a lo largo de la extensión horizontal del cristal compuesto 11. La ventaja especial consiste en que la superficie de conmutación 6 es igualmente accesible para el conductor, como para el copiloto del descapotable. La superficie de conmutación 6 está dispuesta fuera de la zona de visión del cristal compuesto, de modo que no se perturba la visión a través de la segunda estructura eléctricamente conductora 5 impresa. Una zona en forma de línea de la segunda estructura eléctricamente conductora 5 con una anchura de 1 mm discurre del electrodo plano hacia la arista superior del segundo cristal 2 y allí está conectada eléctricamente con un conductor plano no representado. Una electrónica de control externa, igualmente no representada, que está conectada con el conductor plano, puede medir un cambio de capacidad del electrodo plano respecto tierra, que se provoca, por ejemplo, mediante la aproximación de un dedo, y desencadenar una señal de conmutación.
La fig. 3 muestra una sección a lo largo de A-A’ a través del cristal compuesto 11 según la invención según la figura 1. Se pueden ver el cristal exterior 1, el cristal interior 2, la capa intermedia termoplástica 3 y los alambres embebidos aquí como primera estructura eléctricamente conductora 4 y segunda estructura eléctricamente conductora 5. La segunda estructura eléctricamente conductora 5 configura la superficie de conmutación 6 capacitiva.
La fig. 4 muestra una sección a lo largo de B-B’ a través del cristal compuesto 11 según la invención según la figura 2. Se pueden ver el cristal exterior 1, el cristal interior 2 y la capa intermedia termoplástica 3. Se pueden ver además las estructuras eléctricamente conductoras 4, 5 impresas sobre la superficie interior (III) del cristal interior 2. La segunda estructura eléctricamente conductora 5 configura la superficie de conmutación 6.
La fig. 5 muestra una sección a lo largo B-B’ a través de una configuración alternativa del cristal compuesto según la invención 11. La capa intermedia termoplástica 3 comprende una primera lámina termoplástica 3a y una segunda lámina termoplástica 3b, entre las que está dispuesta una lámina de soporte 8. Las láminas termoplásticas 3a, 3b contienen PVB y presentan un espesor de 0,38 mm. La lámina de soporte 8 contiene politereftalato de etileno (PET) y presenta un espesor de 0,2 mm. Sobre una superficie de la lámina de soporte 8 está aplicado un revestimiento eléctricamente conductor transparente 9 por medio de pulverización catódica. El revestimiento 9 contiene en alternancia capas de plata y capas dieléctricas y presenta un espesor de 200 nm, así como propiedades de reflexión en el rango infrarrojo. Gracias a zonas de aislamiento 10 decapadas por medio de ablación láser con una anchura de 0,1 mm dentro del revestimiento 9, la estructura eléctricamente conductora 4 y la segunda estructura eléctricamente conductora 5 están separadas del revestimiento 9 restante.
El revestimiento eléctricamente conductor transparente 9 con las zonas de aislamiento 10 puede estar aplicada en configuraciones alternativas en lugar de sobre una lámina de soporte 8 sobre una superficie, preferiblemente una superficie interior de un cristal 1, 2.
La fig. 6 muestra un diagrama de flujo de un ejemplo de realización del procedimiento según la invención para la fabricación de un cristal compuesto 11 con estructura de antena y superficie de conmutación integrada.
La fig. 7 muestra un diagrama de flujo de otro ejemplo de realización del procedimiento según la invención para la fabricación de un cristal compuesto 11 con estructura de antena y superficie de conmutación integrada.
La fig. 8 muestra un diagrama de flujo de otro ejemplo de realización del procedimiento según la invención para la fabricación de un cristal compuesto 11 con estructura de antena y superficie de conmutación integrada.
Para el experto en la materia fue inesperado y sorprendente que de manera sencilla y económica se pueda integrar una superficie de conmutación 6 en un cristal compuesto 11 con estructura de antena.
Lista de referencias
(1) Cristal exterior
(2) Cristal interior
(3) Capa intermedia termoplástica
(3a) Primera lámina termoplástica
(3b) Segunda lámina termoplástica
(4) Primera estructura eléctricamente conductora/Conductor de antena
(5) Segunda estructura eléctricamente conductora
(6) Superficie de conmutación
(7) Punto de conexión de (4)
(8) Lámina de soporte
(9) Revestimiento eléctricamente conductor transparente
(10) Zonas de aislamiento en (9)
(11) Cristal compuesto con estructura de antena y superficie de conmutación integrada (I) Superficie exterior de (1)
(II) Superficie interior de (1)
(III) Superficie interior de (2)
(IV) Superficie exterior de (2)
A-A’ Línea de corte
B-B’ Línea de corte
Claims (14)
1. Cristal compuesto (11) con estructura de antena y superficie de conmutación integrada a partir de cristal exterior (I) con una superficie exterior (I) y una superficie interior (II), un cristal interior (2) con una superficie interior (III) y una superficie exterior (IV) y una capa intermedia termoplástica (3), que comprende al menos:
- una primera estructura eléctricamente conductora (4), que es un conductor de antena, y
- una segunda estructura eléctricamente conductora (5), que es una superficie de conmutación (6), y donde la segunda estructura eléctricamente conductora (5) sirve como conductor de antena,
donde la primera estructura eléctricamente conductora (4) y la segunda estructura eléctricamente conductora (5) están dispuestas sobre el cristal exterior (1) sobre la superficie exterior (I), sobre la superficie interior (II), sobre el cristal interior (2) sobre la superficie interior (III), sobre la superficie exterior (IV) o en la capa intermedia termoplástica (3) y están configuradas como alambres, como estructuras conductoras impresas o como revestimientos conductores transparentes.
2. Cristal compuesto (11) según la reivindicación 1, donde la primera estructura eléctricamente conductora (4) y la segunda estructura eléctricamente conductora (5) están configuradas como alambres que están embebidos en la capa intermedia termoplástica (3) y que contienen preferiblemente al menos cobre, wolframio, oro, plata, aluminio, níquel, manganeso, cromo y/o hierro y/o mezclas y/o aleaciones de los mismos y que presentan preferiblemente un espesor de 10 gm a 300 gm, de forma especialmente preferida de 20 gm a 150 gm.
3. Cristal compuesto (11) según la reivindicación 1, donde la primera estructura eléctricamente conductora (4) y la segunda estructura eléctricamente conductora (5) están configuradas como estructuras conductoras impresas, que contienen al menos plata, preferiblemente partículas de plata y frituras de vidrio y que presentan preferiblemente un espesor de capa de 5 gm a 40 gm, de forma especialmente preferida de 8 gm a 20 gm, de forma muy especialmente preferida de 10 gm a 15 gm y que preferiblemente están impresas sobre el cristal exterior (1) sobre la superficie interior (II) o sobre el cristal interior (2) sobre la superficie interior (III).
4. Cristal compuesto (11) según la reivindicación 1, donde la primera estructura eléctricamente conductora (4) y la segunda estructura eléctricamente conductora (5) están configuradas como revestimientos conductores transparentes, que presentan un espesor de 5 nm a 1 gm, preferiblemente de 10 nm a 500 nm y que contienen preferiblemente al menos plata, óxido de zinc, óxido de indio y estaño, óxido de estaño, galio, oro, cobre, wolframio y/o mezclas.
5. Cristal compuesto (11) según la reivindicación 4, donde el revestimiento conductor transparente está aplicado sobre el cristal exterior (1) sobre el lado interior (II) o sobre el cristal interior (2) sobre el lado interior (III) o sobre una lámina de soporte (8) en la capa intermedia termoplástica (3).
6. Cristal compuesto (11) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde la estructura eléctricamente conductora (4) está conectada de forma galvánica o capacitiva con al menos un conductor, preferiblemente un conductor plano, y la segunda estructura eléctricamente conductora (5) está conectada de forma galvánica con al menos un conductor, preferiblemente un conductor plano.
7. Cristal compuesto (11) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde la superficie de conmutación (6) presenta una superficie de 0,5 cm2 a 100 cm2, preferiblemente de 1 cm2 a 25 cm2.
8. Cristal compuesto (11) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde el centro de la superficie de conmutación (6) presenta una distancia de 2 cm a 20 cm, preferiblemente de 5 cm a 10 cm respecto a al menos una arista del cristal compuesto (11), preferiblemente respecto a la arista superior del cristal compuesto (11).
9. Cristal compuesto (11) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde el cristal exterior (1) y/o el cristal interior (2) contienen al menos vidrio, preferiblemente vidrio plano, vidrio flotado, vidrio de cuarzo, vidrio de silicato de boro, vidrio de sosa y cal o plásticos claros, en particular polietileno, polipropileno, policarbonato, polimetilmetacrilato, poliestireno, poliamida, poliéster, policloruro de vinilo y/o mezclas de ellos.
10. Cristal compuesto (11) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde la capa intermedia termoplástica (3) contiene al menos polibutirato de vinilo (PVB), politereftalato de etileno (PET) y/o etileno-acetato de vinilo (EVA).
11. Dispositivo para la abertura y cierre de una capota de un descapotable, que comprende al menos:
- un cristal compuesto (11) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 y
- una unidad de control, donde la unidad de control está conectada eléctricamente con la segunda estructura eléctricamente conductora (5) e inicia la abertura o cierre de la capota del descapotable al desencadenarse una señal de conmutación a través de la superficie de conmutación (6).
12. Procedimiento para la fabricación de un cristal compuesto (11) con una estructura de antena y superficie de conmutación integrada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde al menos
(a) una primera estructura eléctricamente conductora (4), que es un conductor de antena, y una segunda estructura eléctricamente conductora (5), que es una superficie de conmutación (6), se aplican sobre el cristal exterior (1) sobre la superficie exterior (I), sobre la superficie interior (II) sobre el cristal interior (2) sobre la superficie interior (III), sobre la superficie exterior (IV) o sobre la capa intermedia termoplástica (3) y (b) el cristal exterior (1) y el cristal interior (2) se conectan a través de la capa intermedia termoplástica (3) formando el cristal compuesto (11).
13. Procedimiento según la reivindicación 12, donde, antes de la etapa del procedimiento (b), la primera estructura eléctricamente conductora (4) se conecta de forma galvánica o capacitiva con un conductor y la segunda estructura eléctricamente conductora (5) se conecta de forma galvánica con al menos otro conductor.
14. Uso de un cristal compuesto (11) con estructura de antena (4) y superficie de conmutación (6) integrada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 en medios de locomoción para el transporte sobre la tierra, en el aire o sobre el agua, preferiblemente como cristal trasero, cristal lateral, cristal de techo o parabrisas de un automóvil, de forma especialmente preferida como parabrisas de un descapotable o de un cupé.
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