ES2887473T3 - Luna laminada compuesta con área de conmutación capacitiva - Google Patents

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Abstract

Luna laminada compuesta (100) con un área (10) de conmutación capacitiva, que comprende: - un sustrato (1), - al menos una primera capa intermedia (2) que está unida de forma plana con el sustrato (1), - al menos una segunda capa intermedia (3, 3') que está unida de forma plana con la primera capa intermedia (2), y - una luna (4) de cubierta que está unida de forma plana con la segunda capa intermedia (3, 3'), en donde - entre la primera capa intermedia (2) y la segunda capa intermedia (3, 3') está dispuesta, al menos en algunas secciones, una lámina (5) de soporte con una capa (6) conductora de la electricidad, - al menos un área (10) de conmutación capacitiva está separada eléctricamente de la capa (6) conductora de la electricidad por medio de al menos una línea (7) de separación sin revestimiento, - el área (10) de conmutación capacitiva presenta un área (11) de contacto, un área (12) de línea de alimentación y un área (13) de conexión, el área (12) de línea de alimentación conecta eléctricamente el área (11) de contacto con el área (13) de conexión, y el área (13) de conexión se puede conectar eléctricamente con un sistema electrónico sensor (14), y - un revestimiento de capacitancia superficial cI entre el área (11) de contacto y la superficie exterior (IV) del sustrato (1), determinado por la capacitancia de un condensador de placas, normalizada con respecto a la superficie del área (11) de contacto, del área de la luna laminada compuesta (100) que resulta de la proyección ortogonal del área (11) de contacto entre el área (11) de contacto y la superficie exterior (IV) del sustrato (1), es mayor que el revestimiento de capacitancia superficial cA entre el área (11) de contacto y la superficie exterior (I) de la luna (4) de cubierta, determinado por la capacitancia de un condensador de placas, normalizada con respecto a la superficie del área (11) de contacto, del área de la luna laminada compuesta (100) que resulta de la proyección ortogonal del área (11) de contacto entre el área (11) de contacto y la superficie exterior (I) de la luna (4) de cubierta.

Description

DESCRIPCIÓN
Luna laminada compuesta con área de conmutación capacitiva
La invención se refiere a una luna laminada compuesta con área de conmutación capacitiva, a una disposición de lunas, a un método para producir la luna laminada compuesta y al uso de la misma.
Ya se sabe que se pueden configurar áreas de conmutación mediante un electrodo de superficie o mediante una disposición de dos electrodos acoplados, por ejemplo como áreas de conmutación capacitiva. Si un objeto se acerca al área de conmutación, cambia la capacitancia del electrodo de superficie con respecto a tierra o la capacitancia del condensador formado por los dos electrodos acoplados. Por ejemplo, por los documentos US 2010/179725 A1, US 6654070 B1 y US 2006/275599 A1 se conocen áreas de conmutación de este tipo. En particular, el documento US 2010/179725 A1 muestra una disposición en la que se impide un proceso de conmutación capacitiva en una cara interior de la luna por medio de una capa conductora de la electricidad.
El cambio en la capacitancia se mide a través de una disposición de circuito o sistema electrónico sensor y, cuando se supera un valor umbral, se activa una señal de conmutación. Por ejemplo, por los documentos DE 202006006 192 U1, EP 0899882 A1, US 6,452,514 B1 y EP 1515211 A1 se conocen disposiciones de circuito para conmutadores capacitivos.
El objeto de la presente invención consiste en proporcionar una luna laminada compuesta perfeccionada que presente un área de conmutación capacitiva que se pueda integrar de forma sencilla y económica en la luna laminada compuesta y que no obstaculice o apenas obstaculice la visibilidad a través de la luna. Con el área de conmutación capacitiva se puede formar fácilmente un sensor de contacto.
El objeto de la presente invención se resuelve según la invención mediante una luna laminada compuesta con un área de conmutación según la reivindicación independiente 1. De las reivindicaciones subordinadas se desprenden realizaciones preferibles.
La luna laminada compuesta según la invención con área de conmutación capacitiva presenta al menos las siguientes características:
• un sustrato,
• al menos una primera capa intermedia que está unida de forma plana con el sustrato,
• al menos una segunda capa intermedia que está unida de forma plana con la primera capa intermedia, y
• una luna de cubierta que está unida de forma plana con la segunda capa intermedia,
en donde
• entre la primera capa intermedia y la segunda capa intermedia está dispuesta, al menos en algunas secciones, una lámina de soporte con una capa conductora de la electricidad,
• un área de conmutación capacitiva está separada eléctricamente de la capa conductora de la electricidad por medio de al menos una línea de separación sin revestimiento,
• el área de conmutación capacitiva presenta un área de contacto, un área de línea de alimentación y un área de conexión, el área de línea de alimentación conecta eléctricamente el área de contacto con el área de conexión, y el área de conexión se puede conectar eléctricamente con un sistema electrónico sensor, y
• el revestimiento de capacitancia superficial ci entre el área de contacto y la superficie exterior del sustrato es mayor que el revestimiento de capacitancia superficial ca entre el área de contacto y la superficie exterior de la luna de cubierta.
El revestimiento de capacitancia superficial ci o ca se define como la capacitancia de un condensador de placas del área de la luna laminada compuesta que resulta de la proyección ortogonal del área de contacto entre el área de contacto y la superficie exterior del sustrato o la superficie exterior de la luna de cubierta, normalizándose la capacitancia resultante con respecto a la superficie del área de contacto. En este contexto, superficie exterior significa la superficie de la luna laminada compuesta orientada hacia afuera, es decir, en sentido opuesto a la luna laminada compuesta. Por lo tanto, superficie interior significa la superficie del sustrato o de la luna de cubierta que está orientada hacia el interior de la luna laminada compuesta y que está unida de forma plana con una capa intermedia.
En consecuencia, el revestimiento de capacitancia superficial es la capacitancia de todas las sucesiones de capas (revestimiento) entre la capa conductora de la electricidad y la superficie exterior respectiva de la luna laminada compuesta, normalizada con respecto a la superficie (y en particular con respecto a la superficie de proyección ortogonal arriba mencionada).
En una configuración ventajosa de la invención, la relación entre la longitud lz y la anchura bz del área de línea de alimentación es menor o igual que 1:700, y preferiblemente de 1:1 a 1:100. Si el área de línea de alimentación no presenta una anchura bZ constante, por ejemplo cuando está configurada con forma de trapecio o de gota, en el marco de la presente invención por la anchura bZ se entiende la anchura promediada del área de línea de alimentación.
El área de línea de alimentación tiene preferiblemente una longitud Iz de 1 cm a 70 cm y de forma especialmente preferible de 3 cm a 8 cm. El área de línea de alimentación tiene preferiblemente una anchura bZ de 0,5 mm a 10 mm y de forma especialmente preferible de 0,5 mm a 2 mm. El área de línea de alimentación tiene preferiblemente una forma rectangular, forma de tira o forma lineal.
En una configuración ventajosa de la luna laminada compuesta según la invención, el área de conexión está dispuesta junto al borde exterior de la luna. En este contexto, la distancia al borde exterior es preferiblemente inferior a 10 cm, de forma especialmente preferible inferior a 0,5 cm. Esto permite ocultar un contacto eléctrico del área de conexión, por ejemplo con un conductor laminar, bajo una impresión negra visualmente discreta o con una cubierta, por ejemplo una carcasa de cámara.
En una configuración ventajosa del área de conmutación según la invención, el área de contacto tiene una superficie de 1 cm2 a 200 cm2, de forma especialmente preferible de 1 cm2 a 9 cm2. El área de contacto tiene preferiblemente una longitud Ib de 1 cm a 14 cm y de forma especialmente preferible de 1 cm a 3 cm. El área de contacto tiene preferiblemente una anchura bB máxima de 1 cm a 14 cm y de forma especialmente preferible de 1 cm a 3 cm. El área de contacto puede presentar en principio cualquier forma. Algunas áreas de contacto especialmente adecuadas están configuradas con forma circular, elíptica o de gota. Alternativamente, también son posibles formas angulosas, por ejemplo triángulos, cuadrados, rectángulos, trapecios o cuadrángulos de otros tipos o polígonos de un orden superior. En general, es especialmente ventajoso que las esquinas estén redondeadas. Esto es aplicable a todas las áreas del área de conmutación, en particular en el área de transición entre el área de contacto y el área de línea de alimentación y/o entre el área de línea de alimentación y el área de conexión. Es especialmente ventajoso que las esquinas tengan un radio de curvatura de al menos 3 mm, preferiblemente de al menos 8 mm.
En otra configuración ventajosa del área de conmutación según la invención, la relación entre la anchura bZ del área de línea de alimentación y la anchura máxima bB del área de contacto es de al menos 1:2 y en particular de al menos 1:10. De este modo se han podido lograr resultados de conmutación especialmente buenos.
En una configuración ventajosa de la luna según la invención, las líneas de separación tienen una anchura ti de 30 |jm a 200 jm y preferiblemente de 70 jm a 140 jm . Estas líneas de separación delgadas permiten un aislamiento eléctrico seguro y suficientemente alto y al mismo tiempo no dificultan la visibilidad a través de la luna laminada compuesta o solo la dificultan ligeramente.
El área de conmutación es un área de conmutación capacitiva, es decir, está configurada especialmente para una detección de contacto capacitiva. En una configuración ventajosa, el área de conmutación forma un electrodo de superficie. La capacitancia del electrodo de superficie se mide a través de un sistema electrónico sensor capacitivo externo. La capacitancia del electrodo de superficie varía con respecto a tierra cuando un cuerpo (por ejemplo un cuerpo humano) se aproxima al mismo o, por ejemplo, toca una capa aislante sobre el electrodo de superficie. La capa aislante incluye en particular el propio sustrato. La variación de la capacitancia se mide a través del sistema electrónico sensor y, cuando se supera un valor umbral, se activa una señal de conmutación. El área de conmutación está determinada por la forma y el tamaño del electrodo de superficie.
El área de la capa conductora de la electricidad dispuesta fuera del área de conmutación capacitiva, en lo sucesivo denominada área circundante, se puede conectar al sistema electrónico sensor a través de un área de conexión adicional.
En una disposición de este tipo, el área de conmutación capacitiva y el área circundante forman dos electrodos que están acoplados entre sí de forma capacitiva. La capacitancia del condensador formado por los electrodos varía al acercarse un cuerpo, por ejemplo una parte de un cuerpo humano. La variación de capacitancia se mide mediante un sistema electrónico sensor y, cuando se supera un valor umbral, se activa una señal de conmutación. El área sensible se determina mediante la forma y el tamaño del área en la que están acoplados los electrodos de forma capacitiva.
El área de conmutación capacitiva y en caso dado el área circundante están integradas en la luna laminada compuesta según la invención. Por lo tanto, no es necesario ningún conmutador o similar como componente independiente que deba ser montado en la luna laminada compuesta. Preferiblemente, la luna laminada compuesta tampoco presenta ningún otro componente dispuesto sobre sus superficies en el área transparente. Esto resulta especialmente ventajoso en relación con una construcción delgada de la luna laminada compuesta y con la menor alteración posible de la visibilidad a través de la luna laminada compuesta.
Un aspecto ventajoso de la invención comprende una disposición de lunas con una luna laminada compuesta según la invención y un sistema electrónico sensor, que está conectado eléctricamente al área de conmutación capacitiva a través del área de conexión y, en caso dado, al área circundante a través de un área de conexión adicional. El sistema electrónico sensor es un sistema electrónico sensor capacitivo.
En una configuración ventajosa de la disposición de conmutación según la invención, la sensibilidad del sistema electrónico sensor se elige de tal modo que el sistema electrónico sensor emita una señal de conmutación en caso de contacto de un dedo humano con el área de contacto sobre el sustrato, y no emita ninguna señal de conmutación o emita una señal de conmutación diferente en caso de contacto con el área de contacto sobre la luna de cubierta. Es evidente que el contacto con el área de contacto también puede tener lugar con varios dedos o con otra parte del cuerpo humano. En el contexto de esta invención, por contacto se entiende cualquier interacción con el área de conmutación que conduzca a una variación mensurable de la señal de medición, es decir, en este caso de la capacitancia. En particular se trata de un contacto con una superficie exterior de la luna laminada compuesta en una zona que resulta de la proyección ortogonal del área de contacto sobre la superficie exterior.
En una configuración ventajosa de la luna laminada compuesta según la invención, la relación entre el revestimiento de capacitancia superficial ci y el revestimiento de capacitancia superficial ca es mayor o igual que 1,1:1, preferiblemente mayor o igual que 1,2:1. Con dichas relaciones ya se puede distinguir claramente entre un contacto de la superficie exterior del sustrato y un contacto de la superficie exterior de la luna de cubierta.
Las señales de conmutación emitidas pueden ser de cualquier tipo y estar adaptadas a las necesidades del uso respectivo. Así, la señal de conmutación puede significar una tensión positiva, por ejemplo 12 V, ninguna señal puede significar por ejemplo 0 V, y otra señal de conmutación puede significar por ejemplo 6 V. Las señales de conmutación también pueden corresponder a las tensiones CAN_High y CAN_Low usuales en un bus CAN y variar en un valor de tensión intermedio. La señal de conmutación también puede estar pulsada y/o codificada digitalmente.
La sensibilidad del sistema electrónico sensor se puede determinar en el contexto de experimentos sencillos en función del tamaño del área de contacto y en función del espesor del sustrato, las capas intermedias y la luna de cubierta.
La ventaja especial de una disposición de lunas de este tipo según la invención consiste en que la señal de conmutación solo se puede activar en caso de contacto de la luna laminada compuesta desde una de las superficies exteriores. Por ejemplo, si la disposición de lunas se utiliza en una luna de vehículo y la luna laminada compuesta se instala con la cara del sustrato orientada hacia el espacio interior del vehículo, se puede evitar con seguridad una activación del proceso de conmutación por personas desde el exterior o una activación involuntaria del proceso de conmutación por la lluvia o el movimiento del limpiaparabrisas, sin modificar de modo fundamental la estructura de luna generalmente usual para vidrio laminado de seguridad. Esto fue inesperado y sorprendente para el experto en la materia.
En combinación con la disposición de lunas que se acaba de describir o alternativamente a la misma, la sensibilidad del sistema electrónico sensor se puede elegir de tal modo que emita una señal de conmutación en caso de contacto de un dedo humano con el área de contacto sobre el sustrato y/o la luna de cubierta, y no emita ninguna señal de conmutación o emita una señal de conmutación diferente en caso de contacto con el área de línea de alimentación sobre el sustrato y/o la luna de cubierta.
La sensibilidad del sistema electrónico sensor se puede determinar en función del tamaño del área de contacto y en función de la geometría y la relación de aspecto entre la anchura y la longitud del área de línea de alimentación en el marco de una experimentación sencilla. En este contexto resulta especialmente ventajoso elegir la anchura más pequeña posible del área de línea de alimentación.
La ventaja especial de esta forma de realización de una disposición de lunas según la invención consiste en que la señal de conmutación solo se puede activar en caso de contacto con la superficie exterior de la luna laminada compuesta a través del área de contacto o de su entorno inmediato, de modo que se posibilita un control preciso del proceso de conmutación y, por ejemplo, se evita una conmutación accidental.
En un desarrollo ventajoso de una disposición de lunas según la invención, el área de conexión está conectada a un conductor plano y el conductor plano sale de la luna. En este caso, la disposición de lunas integrada se puede conectar de forma especialmente sencilla en el lugar de uso a una fuente de tensión y una línea de señales que evalúa la señal de conmutación del sistema electrónico sensor, por ejemplo en un vehículo a través de un bus CAN.
Como sustrato y luna de cubierta son adecuados fundamentalmente todos los sustratos aislantes eléctricos que sean térmica y químicamente estables y además presenten estabilidad dimensional bajo las condiciones de la fabricación y la utilización de la luna laminada compuesta según la invención.
El sustrato y/o la luna de cubierta preferiblemente contienen vidrio, de forma especialmente preferible vidrio plano, vidrio flotado, vidrio de sílice, vidrio de borosilicato, vidrio sódico-cálcico, o plásticos transparentes, preferiblemente plásticos transparentes rígidos, en particular polietileno, polipropileno, policarbonato, polimetilmetacrilato, poliestireno, poliamida, poliéster, cloruro de polivinilo y/o mezclas de los mismos. Preferiblemente, el sustrato y/o la luna de cubierta son transparentes, en particular para la utilización de la luna como parabrisas o luneta trasera de un vehículo o para otros usos en los que se desea una alta transmisión de la luz. Como transparente en el sentido de la invención se entiende una luna que presenta una transmisión en la región visible del espectro de más de un 70%. No obstante, en el caso de las lunas que no están situadas en el campo de visión del conductor que es importante para la circulación, por ejemplo en las lunas de techo, la transmisión puede ser mucho menor, por ejemplo superior a un 5%.
El espesor del sustrato y/o de la luna de cubierta puede variar ampliamente y, por lo tanto, se puede adaptar excelentemente a los requisitos de cada caso individual. Preferiblemente se utilizan espesores estándar de 1,0 mm a 25 mm, preferiblemente de 1,4 mm a 2,5 mm para vidrio de vehículo, y preferiblemente de 4 mm a 25 mm para muebles, aparatos y edificios, en particular para radiadores eléctricos. El tamaño de la luna puede variar ampliamente y se rige por el tamaño del uso según la invención. Por ejemplo, en la construcción de automóviles y el campo de la arquitectura, el sustrato y en caso dado la luna de cubierta presentan superficies usuales desde 200 cm2 hasta 20 m2
La luna laminada compuesta puede presentar cualquier forma tridimensional. Preferiblemente, la forma tridimensional no tiene zonas de sombra, de modo que se puede revestir, por ejemplo, mediante pulverización catódica. Los sustratos son preferiblemente planos, o ligeramente curvados o muy curvados en una dirección o en varias direcciones del espacio. Principalmente se utilizan sustratos planos. Las lunas pueden ser incoloras o coloreadas.
El sustrato y/o la luna de cubierta presentan preferiblemente una permitividad relativa sr,1/4 de 2 a 8 y de forma especialmente preferible de 6 a 8. Con estas permitividades relativas se ha podido lograr una diferenciación especialmente buena entre un contacto de la superficie de contacto a través de la superficie exterior del sustrato y a través de la superficie exterior de la luna de cubierta.
Los sustratos y/o las lunas de cubierta se unen entre sí mediante al menos una primera y una segunda capas intermedias. Preferiblemente, la capa intermedia es transparente. La capa intermedia contiene preferiblemente al menos un plástico, preferentemente polivinilbutiral (PVB), etileno-acetato de vinilo (EVA) y/o tereftalato de polietileno (PET). No obstante, la capa intermedia termoplástica también puede contener por ejemplo poliuretano (PU), polipropileno (PP), poliacrilato, polietileno (PE), policarbonato (PC), polimetilmetacrilato, cloruro de polivinilo, resina de poliacetato, resinas de colada, acrilatos, etileno-propileno fluorado, fluoruro de polivinilo y/o etileno-tetrafluoroetileno, o copolímeros o mezclas de los mismos. La capa intermedia puede estar formada por una o también por más láminas dispuestas una sobre otra, siendo el espesor de una lámina preferiblemente de 0,025 mm a 1 mm, normalmente de 0,38 mm o 0,76 mm. Preferiblemente, las capas intermedias pueden ser termoplásticas y, después de la laminación, pegar entre sí el sustrato, la luna de cubierta y otras capas intermedias eventuales. En una configuración especialmente ventajosa de la luna laminada compuesta según la invención, la primera capa intermedia está configurada como una capa adherente de un adhesivo, con la que la lámina de soporte está pegada sobre el sustrato. En este caso, la primera capa intermedia tiene preferiblemente las dimensiones de la lámina de soporte.
La capa intermedia tiene preferiblemente una permitividad relativa de 2 a 4 y de forma especialmente preferible de 2,1 a 2,9. Con estas permitividades relativas se ha podido lograr una diferenciación especialmente buena entre un contacto de la superficie de contacto a través de la superficie exterior del sustrato y a través de la superficie exterior de la luna de cubierta.
Preferiblemente, la lámina de soporte según la invención es transparente. Preferiblemente contiene o consiste en una lámina de tereftalato de polietileno (PET). La lámina de soporte tiene preferiblemente un espesor de 0,025 mm a 0,1 mm. La lámina de soporte tiene preferiblemente una permitividad relativa de 2 a 4, y de forma especialmente preferible de 2,7 a 3,3. Con láminas de soporte de este tipo se pueden producir lunas laminadas compuestas especialmente buenas, ya que estas láminas de soporte tan delgadas se pueden integrar bien y de forma visualmente discreta en la luna laminada compuesta incluso si solo están dispuestas en algunas secciones. Al mismo tiempo se pueden generar señales de conmutación buenas y selectivas. La capa conductora de la electricidad según la invención está dispuesta preferiblemente sobre una superficie de la lámina de soporte, es decir, exactamente sobre una de las dos caras de la lámina de soporte (por lo tanto, sobre su cara delantera o su cara trasera).
Los conceptos "sustrato" y "luna de cubierta" se han elegido para diferenciar las dos lunas en una luna laminada compuesta según la invención. Estos conceptos no están relacionados con ninguna afirmación sobre la disposición geométrica. Si la luna laminada compuesta según la invención está prevista, por ejemplo, para separar el espacio interior con respecto al entorno exterior en una abertura, por ejemplo de un vehículo o de un edificio, el sustrato puede estar orientado hacia el espacio interior o hacia el entorno exterior.
La capa conductora de la electricidad contiene preferiblemente un revestimiento conductor de la electricidad transparente. En este contexto, transparente significa permeable a la radiación electromagnética, preferiblemente radiación electromagnética con una longitud de onda de 300 nm a 1.300 nm, y en particular a la luz visible.
Por ejemplo, por los documentos DE 202008017611 U1, EP 0847965 B1 o WO2012/052315 A1 se conocen capas conductoras de la electricidad según la invención. Normalmente incluyen una o más, por ejemplo dos, tres o cuatro, capas funcionales conductoras de la electricidad. Las capas funcionales contienen preferiblemente al menos un metal, por ejemplo plata, oro, cobre, níquel y/o cromo, o una aleación de metal. De forma especialmente preferible, las capas funcionales contienen al menos un 90% en peso del metal, en particular al menos un 99,9% en peso del metal. Las capas funcionales pueden consistir en el metal o en la aleación metálica. De forma especialmente preferible, las capas funcionales contienen plata o una aleación con contenido de plata. Estas capas funcionales presentan una conductividad eléctrica especialmente ventajosa y al mismo tiempo una alta transmisión en la región visible del espectro. El espesor de una capa funcional es preferiblemente de 5 nm a 50 nm, de forma especialmente preferible de 8 nm a 25 nm. Dentro de este intervalo para el espesor de la capa funcional se logra una transmisión ventajosamente alta en la región visible del espectro y una conductividad eléctrica especialmente ventajosa.
Por lo general, entre cada dos capas funcionales adyacentes está dispuesta al menos una capa dieléctrica.
Preferiblemente, debajo de la primera y/o encima de la última capa funcional está dispuesta otra capa dieléctrica. Una capa dieléctrica incluye al menos una capa individual de un material dieléctrico, que contiene por ejemplo un nitruro, como nitruro de silicio, o un óxido, como óxido de aluminio. No obstante, la capa dieléctrica también puede comprender varias capas individuales, por ejemplo capas individuales de un material dieléctrico, capas de alisado, capas de adaptación, capas de bloqueo y/o capas antirreflectantes. El espesor de una capa dieléctrica es por ejemplo de 10 nm a 200 nm.
Esta estructura de capas se obtiene generalmente a través de una sucesión de procesos de depósito que se llevan a cabo utilizando un proceso de vacío tal como la pulverización catódica asistida por campo magnético.
Otras capas conductoras de la electricidad adecuadas contienen preferiblemente óxido de indio y estaño (ITO), óxido de estaño dopado con flúor (SnO2:F) u óxido de zinc dopado con aluminio (ZnO:Al).
La capa conductora de la electricidad puede consistir en principio en cualquier revestimiento que pueda ser conectado eléctricamente. Si la luna según la invención ha de permitir ver a través de la misma, como es el caso, por ejemplo, de las lunas en el campo de las ventanas, el revestimiento conductor de la electricidad preferiblemente es transparente. En una configuración ventajosa, la capa conductora de la electricidad consiste en una capa o una estructura de capas formada por varias capas individuales con un espesor total menor o igual que 2 pm, de forma especialmente preferible menor o igual que 1 pm.
Una capa conductora de la electricidad transparente según la invención ventajosa presenta una resistencia superficial de 0,4 ohmios/cuadrado a 200 ohmios/cuadrado. En una configuración especialmente preferible, la capa conductora de la electricidad según la invención presenta una resistencia superficial de 0,5 ohmios/cuadrado a 20 ohmios/cuadrado. Los revestimientos con resistencias superficiales de este tipo son especialmente adecuados para calentar lunas de vehículo con tensiones de a bordo típicas de 12 V a 48 voltios o, en caso de vehículos eléctricos, con tensiones de a bordo típicas de hasta 500 V.
La capa conductora de la electricidad se puede extender sobre toda la superficie de una cara de la lámina de soporte. No obstante, alternativamente, la capa conductora de la electricidad también se puede extender solo sobre una parte de la superficie de la lámina de soporte. La capa conductora de la electricidad puede presentar una o más zonas sin revestir. Estas zonas pueden ser permeables a la radiación electromagnética y se conocen, por ejemplo, como ventanas de transmisión de datos o ventanas de comunicación.
En una configuración ventajosa de una luna laminada compuesta según la invención, la capa conductora de la electricidad está dispuesta separada del borde de la luna laminada compuesta por una anchura de 2 mm a 50 mm, preferiblemente de 5 mm a 20 mm. De este modo, la capa conductora de la electricidad no presenta ningún contacto con la atmósfera y está dispuesta en el interior de la luna laminada compuesta protegida ventajosamente por las capas intermedias contra deterioros y corrosión.
La línea de alimentación eléctrica está configurada preferiblemente como conductor laminar o conductor laminar flexible (conductor plano, conductor de banda plana). Por un conductor laminar se entiende un conductor eléctrico cuya anchura es claramente mayor que su espesor. Un conductor laminar de este tipo consiste, por ejemplo, en una tira o banda que contiene o consiste en cobre, cobre estañado, aluminio, plata, oro o aleaciones de los mismos. El conductor laminar presenta, por ejemplo, una anchura de 2 mm a 16 mm y un espesor de 0,03 mm a 0,1 mm. El conductor laminar puede presentar una cubierta aislante, preferiblemente polimérica, por ejemplo a base de poliimida. Los conductores laminares que son adecuados para el contacto de revestimientos conductores de la electricidad en lunas solo presentan un espesor total de, por ejemplo, 0,3 mm. Los conductores laminares tan delgados se pueden embutir sin dificultades en la capa intermedia termoplástica entre las lunas individuales. Una banda conductora laminar puede presentar varias capas conductoras aisladas eléctricamente entre sí.
Alternativamente, como línea de alimentación eléctrica también se pueden utilizar hilos metálicos delgados. Los hilos metálicos contienen en particular cobre, tungsteno, oro, plata o aluminio, o aleaciones de al menos dos de estos metales. Las aleaciones también pueden contener molibdeno, renio, osmio, iridio, paladio o platino.
La conexión por línea eléctrica entre las áreas de conexión de la capa conductora de la electricidad sobre la lámina de soporte y la línea de alimentación eléctrica tiene lugar preferiblemente a través de adhesivos conductores de la electricidad, que posibilitan una conexión por línea eléctrica segura y permanente entre el área de conexión y la línea de alimentación. Alternativamente, la conexión por línea eléctrica también puede tener lugar mediante bornes, ya que el proceso de laminación fija la conexión por borne de modo que ésta no se puede deslizar. Alternativamente, la línea de alimentación también se puede imprimir sobre el área de conexión, por ejemplo mediante una pasta de impresión conductora de la electricidad que contiene metal, y en particular que contiene plata.
En una configuración ventajosa de la invención, la luna laminada compuesta según la invención presenta un medio de irradiación de luz y un medio de deflexión de luz. En este contexto, los medios de irradiación de luz y los medios de deflexión de luz están dispuestos en o sobre el sustrato y/o en la luna de cubierta o entre las capas intermedias o en la lámina de soporte.
Según la invención, el medio de irradiación de luz incluye al menos una fuente de luz, preferiblemente un LED u OLED. La ventaja particular radica en las pequeñas dimensiones y el bajo consumo de energía. El intervalo de longitudes de onda emitido por la fuente de luz se puede elegir libremente en la región de la luz visible, por ejemplo en función de aspectos prácticos y/o estéticos. El medio de irradiación de luz puede comprender elementos ópticos, en particular para dirigir la luz, preferiblemente un reflector y/o una guía de ondas óptica, por ejemplo una fibra de vidrio o una fibra óptica polimérica. El medio de irradiación de luz puede estar dispuesto en cualquier lugar del sustrato o de la luna de cubierta, en particular en el borde lateral del sustrato o de la luna de cubierta o en una pequeña escotadura en medio del sustrato o de la luna de cubierta.
El medio de deflexión de luz incluye preferiblemente partículas, matrices de puntos, adhesivos, depósitos, muescas, incisiones, matrices de líneas, estampados y/o serigrafías, y es adecuado para desacoplar del sustrato o de la luna de cubierta la luz transportada en los mismos.
El medio de deflexión de luz puede estar dispuesto en cualquier posición deseada en el plano del sustrato o de la luna de cubierta. Resulta especialmente ventajoso que el medio de deflexión de luz esté dispuesto en el área o en el entorno inmediato del área de contacto y, por lo tanto, posibilite una localización rápida del área de contacto, que de otro modo apenas sería visible. Esto resulta especialmente ventajoso sobre todo por la noche o en la oscuridad.
Alternativamente, un conductor de luz dispuesto sobre el sustrato, la capa intermedia o la luna de cubierta puede llevar luz al área de contacto y marcar la misma.
Alternativamente o en combinación con esto, el medio de irradiación de luz junto con el medio de deflexión de luz puede visualizar sobre la luna una información, por ejemplo puede reproducir el estado de conmutación del área de conmutación capacitiva o indicar, por ejemplo, si una función eléctrica está encendida o apagada.
En una configuración ventajosa alternativa de la luna laminada compuesta según la invención, el área de contacto se puede marcar o está marcada directamente mediante una fuente de luz activa, preferiblemente mediante un diodo emisor de luz (LED), un diodo emisor de luz orgánico (OLED), una bombilla u otro cuerpo luminoso activo, como un material luminiscente, preferiblemente un material fluorescente o fosforescente.
En otra configuración ventajosa alternativa de la luna laminada compuesta según la invención, el área de contacto está marcada mediante una impresión de color, preferiblemente blanca o negra, por ejemplo una serigrafía, sobre el sustrato transparente, la capa intermedia o la luna de cubierta. Esto tiene la ventaja particular de que el área de contacto está marcada de forma permanente e independiente de una fuente de tensión. La impresión también puede contener un material luminiscente, preferiblemente un material fluorescente o fosforescente, y/o ser postluminiscente.
Otro aspecto de la invención comprende un procedimiento para la producción de una luna laminada compuesta con área de conmutación capacitiva, que incluye al menos:
(a) aplicar una capa conductora de la electricidad sobre una superficie de una lámina de soporte,
(b) introducir al menos una línea de separación que divide eléctricamente la capa conductora de la electricidad en al menos un área de conmutación capacitiva y al menos un área circundante, preferiblemente mediante estructuración láser o mediante remoción mecánica o química, y
(c) producir una secuencia de apilamiento a partir de un sustrato, una primera capa intermedia, una segunda capa intermedia y una luna de cubierta, disponiéndose la lámina de soporte al menos en algunas secciones entre la primera capa intermedia y la segunda capa intermedia,
(d) laminar la secuencia de apilamiento para formar una luna laminada compuesta.
La aplicación de la capa conductora de la electricidad en la etapa de procedimiento (a) puede tener lugar mediante procedimientos conocidos en sí, preferiblemente mediante pulverización catódica asistida por campo magnético. Esto es particularmente ventajoso con vistas a un revestimiento sencillo, rápido, económico y uniforme del sustrato. No obstante, la capa conductora de la electricidad también se puede aplicar por ejemplo mediante depósito en fase de vapor, depósito químico en fase gaseosa (Chemical vapour deposition, CVD), depósito en fase de vapor asistido por plasma (PECVD) o mediante procedimientos químicos por vía húmeda.
La lámina de soporte se puede someter a un tratamiento térmico después de la etapa de procedimiento (a). En este contexto, la lámina de soporte con la capa conductora de la electricidad se calienta a una temperatura de al menos 200 °C, preferiblemente al menos 300 °C. El tratamiento térmico puede servir para aumentar la transmisión y/o para reducir la resistencia superficial de la capa conductora de la electricidad.
La eliminación de capa en líneas de separación individuales en la capa conductora de la electricidad tiene lugar preferiblemente mediante un rayo láser. Por ejemplo, por los documentos EP 2200 097 A1 o EP 2 139 049 A1 se conocen procedimientos para estructurar películas de metal delgadas. La anchura de la eliminación de capa es preferiblemente de 10 pm a 1.000 pm, de forma especialmente preferible de 30 pm a 200 pm y en particular de 70 pm a 140 pm. En este intervalo se produce una eliminación de capa especialmente limpia y sin residuos por medio del rayo láser. La eliminación de capa mediante rayo láser es especialmente ventajosa, ya que las líneas con la capa eliminada son visualmente muy discretas y solo perjudican ligeramente el aspecto y la transparencia. La eliminación de capa de una línea con una anchura mayor que la anchura de un corte por láser tiene lugar recorriendo la línea varias veces con el rayo láser. Por consiguiente, cuanto mayor es la anchura de la línea, mayores son la duración del proceso y los costes del proceso. Alternativamente, la eliminación de capa puede tener lugar mediante remoción mecánica así como mediante corrosión química o física.
La primera o la segunda capas intermedias pueden estar formadas por una sola lámina o también por dos o más láminas dispuestas de forma plana una sobre otra.
La unión del sustrato y la luna de cubierta en la etapa de procedimiento (d) tiene lugar preferiblemente bajo la acción de calor, vacío y/o presión. Para producir una luna laminada compuesta se pueden utilizar procedimientos conocidos en sí.
Por ejemplo se pueden llevar a cabo los, así llamados, procedimientos en autoclave a una presión elevada de aproximadamente 10 bar a 15 bar y a temperaturas de 130 °C a 145 °C durante aproximadamente 2 horas. Los procedimientos en saco bajo vacío o en anillo bajo vacío, conocidos en sí, trabajan por ejemplo a aproximadamente 200 mbar y de 80 °C a 110 °C. La primera luna, la capa intermedia termoplástica y la segunda luna también se pueden prensar en una calandria entre al menos un par de cilindros para formar una luna. Ya se conocen instalaciones de este tipo para la fabricación de lunas y normalmente disponen de al menos un túnel calefactor delante de una prensa. La temperatura durante el proceso de prensado es por ejemplo de 40 °C a 150 °C. Las combinaciones de procedimientos con calandria y autoclave han dado resultados especialmente buenos en la práctica. Alternativamente se pueden utilizar laminadoras de vacío. Éstas consisten en una o más cámaras calefactables y en las que se puede hacer el vacío, en las que la primera luna y la segunda luna se laminan en un plazo de por ejemplo aproximadamente 60 minutos a presiones reducidas de 0,01 mbar a 800 mbar y a temperaturas de 80 °C a 170 °C.
Otro aspecto de la invención comprende el uso de la luna calefactable eléctricamente según la invención con área de conmutación capacitiva en edificios, en particular en el área de acceso, el área de ventanas, el área de tejado o el área de fachada, como elemento de montaje en muebles y aparatos, en medios de transporte para la circulación por tierra, aire o agua, en particular en trenes, barcos y automóviles, por ejemplo como parabrisas, luneta trasera, ventanilla lateral y/o luna de techo.
La invención se explica más detalladamente a continuación por medio de un dibujo y ejemplos de realización. El dibujo es una representación esquemática y no está a escala.
Se muestran:
Figura 1A una vista en planta de una configuración de una disposición de lunas según la invención con una luna laminada compuesta según la invención;
Figura 1B una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de la Figura 1A;
Figura 1C una representación ampliada de la lámina de soporte según la invención de la Figura 1A;
Figura 1D una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección B-B' de la Figura 1C;
Figura 2A una vista en planta de una configuración alternativa de una disposición de lunas según la invención con una luna laminada compuesta según la invención;
Figura 2B una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de la Figura 2A;
Figura 2C una representación ampliada de la lámina de soporte según la invención de la Figura 2A;
Figura 2D una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección B-B' de la Figura 2C; y
Figura 3 un diagrama de flujo detallado de una forma de realización del procedimiento según la invención.
La Figura 1A muestra una vista en planta de una configuración ejemplar de una disposición 101 de lunas según la invención con una luna laminada compuesta 100 según la invención.
En la Figura 1B se muestra una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de la Figura 1A. La luna laminada compuesta 100 incluye aquí por ejemplo un sustrato 1 y una luna 4 de cubierta, que están unidos entre sí a través de una primera capa intermedia 3 y una segunda capa intermedia 2. La luna laminada compuesta 100 consiste por ejemplo en una luna de vehículo y en particular en el parabrisas de un automóvil de turismo. La luna laminada compuesta 100 tiene unas dimensiones de, por ejemplo, 0,9 m x 1,5 m. El sustrato 1 está previsto, por ejemplo, para estar orientado hacia el espacio interior en el estado montado. Esto significa que la superficie exterior IV del sustrato 1 es accesible desde el espacio interior, en cambio, la superficie exterior I de la luna 4 de cubierta está orientada hacia afuera con respecto al espacio interior del vehículo. El sustrato 1 y la luna 4 de cubierta consisten, por ejemplo, en vidrio sódico-cálcico. El sustrato 1 tiene por ejemplo un espesor d1 de 1,6 mm y la luna 4 de cubierta tiene un espesor d4 de 2,1 mm. Es evidente que el sustrato 1 y la luna 4 de cubierta pueden presentar cualquier espesor deseado y, por ejemplo, también pueden estar configurados con el mismo espesor. Las capas intermedias 2, 3 son capas intermedias termoplásticas y consisten en polivinilbutiral (PVB). Presentan en cada caso un espesor ch/3 de, por ejemplo, 0,38 mm. En la sección central inferior de la luna laminada compuesta 100, entre la primera capa intermedia 2 y la segunda capa intermedia 3, está dispuesta una lámina 5 de soporte con un área 10 de conmutación capacitiva.
La Figura 1C muestra una representación ampliada de la lámina 5 de soporte según la invención de la Figura 1A. La Figura 1D muestra una representación en sección transversal correspondiente a lo largo de la línea de sección B-B' de la Figura 1C.
En este ejemplo, la lámina 5 de soporte consiste en una lámina transparente de tereftalato de polietileno (PET) con un espesor ds de 0,05 mm. Sobre la lámina 5 de soporte está dispuesta una capa 6 transparente conductora de la electricidad. La capa 6 conductora de la electricidad consiste en un sistema de capas que incluye, por ejemplo, tres capas de plata conductoras de electricidad, que están separadas entre sí por capas dieléctricas.
La capa 6 conductora de la electricidad se extiende, por ejemplo, sobre una cara completa de la lámina 5 de soporte. En el ejemplo de realización representado, la capa 6 conductora de la electricidad está dispuesta sobre la cara de la lámina 5 de soporte que está orientada hacia el sustrato 1. La lámina 5 de soporte está desplazada una distancia de aproximadamente 8 mm desde el borde de la luna hacia el interior de la luna. Esta área se sella herméticamente pegando las dos capas intermedias 2, 3 durante la laminación, de modo que la capa 6 conductora de la electricidad está protegida contra la humedad procedente del entorno de la luna laminada compuesta 100 y, por lo tanto, contra corrosión y deterioro. Alternativamente también sería posible dejar la lámina 5 de soporte sin revestimiento en un área marginal, o eliminar la capa 6 conductora de la electricidad en dicho lugar.
La capa 6 conductora de la electricidad está dividida en diferentes áreas, aisladas eléctricamente entre sí, por medio de líneas 7 de separación sin revestimiento. En el ejemplo representado en la Figura 1C, dos áreas 10 de conmutación capacitivas están divididas eléctricamente por un área circundante 15 común. Cada área 10 de conmutación capacitiva comprende un área 11 de contacto que presenta una configuración aproximadamente cuadrada y que se transforma en un área 12 de línea de alimentación en forma de tira. La anchura bB y la longitud Ib del área 11 de contacto son en cada caso de, por ejemplo, 40 mm. La anchura bz del área 12 de línea de alimentación es de, por ejemplo, 1 mm. Por lo tanto, la relación bz :bB es de aproximadamente 1:40. El área 12 de línea de alimentación está conectada a un área 13 de conexión. El área 13 de conexión tiene una forma cuadrada y una longitud bA de borde de, por ejemplo, 12 mm. La longitud lz del área de línea de alimentación es de, por ejemplo, 48 mm.
La línea 7 de separación tiene únicamente una anchura t i de, por ejemplo, 100 pm y está integrada en la capa 6 conductora de la electricidad por ejemplo mediante estructuración por láser. Las líneas 7 de separación con una anchura tan pequeña apenas son perceptibles visualmente y solo afectan un poco a la visibilidad a través de la luna laminada compuesta 100, lo que, en particular para una utilización en vehículos, es especialmente importante para la seguridad de conducción y además es especialmente estético.
El área 13 de conexión está conectada de forma eléctricamente conductora con un conductor laminar 17 a través de una conexión 20 por línea eléctrica. En este contexto, una conexión conductora de la electricidad segura se logra preferiblemente mediante un adhesivo conductor de electricidad. El conductor laminar 17 consiste, por ejemplo, en una lámina de cobre de 50 pm de espesor y está aislada, por ejemplo, con una capa de poliimida fuera del área 13 de conexión. De este modo, el conductor laminar 17 se puede sacar sin cortocircuito eléctrico más allá del área circundante 15 y a través del borde inferior de la luna laminada compuesta 100. Es evidente que la conexión por línea eléctrica del área de conexión también se puede llevar hacia afuera por medio de hilos aislados o a través de un área en la que la capa conductora de la electricidad del área circundante está interrumpida.
El conductor laminar 17 está conectado aquí, por ejemplo, a un sistema electrónico sensor 14 capacitivo fuera de la luna laminada compuesta 100. Además, el área circundante 15 también está conectada al sistema electrónico sensor 14 a través de otra un área 16 de conexión. El sistema electrónico sensor 14 es adecuado para medir con precisión variaciones de capacitancia del área 10 de conmutación con respecto al área circundante 15 y, en función de un valor umbral, transmitir una señal de conmutación por ejemplo al bus CAN de un vehículo. A través de la señal de conmutación se puede conmutar cualquier función en el vehículo. Por ejemplo, se puede encender o apagar una iluminación en o dentro de la luna laminada compuesta 100.
Si la luna laminada compuesta 100 se utiliza, por ejemplo, como parabrisas en un automóvil, la longitud del área 12 de línea de alimentación se puede elegir de tal modo que el conductor del vehículo o el acompañante lleguen cómodamente al área 11 de contacto del área 10 de conmutación.
En el ejemplo de configuración representado, la estructura y la coordinación del sistema electrónico sensor 14 están ajustadas de tal modo que, si se toca la superficie de luna exterior IV del sustrato 1 a través del área 11 de contacto del área 10 de conmutación capacitiva, se activa una señal de conmutación y, si se toca la superficie de luna exterior I de la luna 4 de cubierta a través del área 10 de conmutación capacitiva, no se activa ninguna señal de conmutación. Para ello, los espesores y los materiales de la luna laminada compuesta 100 según la invención se eligen según la invención de tal modo que el revestimiento de capacitancia superficial ci entre el área 11 de contacto y la superficie exterior IV del sustrato 1 sea mayor que el revestimiento de capacitancia superficial ca entre el área 11 de contacto y la superficie exterior I de la luna 4 de cubierta.
En el contexto de la presente invención, el revestimiento de capacitancia superficial ci o ca se define como la capacitancia de un condensador de placas del área de la luna laminada compuesta 100 que resulta de la proyección ortogonal del área 11 de contacto entre el área 11 de contacto y la superficie exterior IV del sustrato 1 o la superficie exterior I de la luna 4 de cubierta, respectivamente, normalizándose la capacitancia resultante con respecto a la superficie del área de contacto.
En el ejemplo representado detalladamente en la Figura 1B, el revestimiento de capacitancia superficial ci entre el área 11 de contacto y la superficie exterior IV del sustrato 2 resulta como la conexión en serie de los revestimientos de capacitancia individuales (1/c1 1/c2)-1, resultando el revestimiento de capacitancia individual de ci = eü*sr,i/d i. Esto corresponde a la capacitancia Ci de la capa individual respectiva con permitividad relativa gr,i y espesor di, normalizada con respecto a la superficie A del área 11 de contacto, es decir ci = Ci/A.
Además, el revestimiento de capacitancia superficial ci entre el área 11 de contacto y la superficie exterior I de la luna 4 de cubierta resulta como la conexión en serie de los revestimientos de capacitancia individuales (1/c3 1/c4 1/c5)-1.
Las permitividades relativas del sustrato 1 y de la luna 4 de cubierta son aquí, por ejemplo, sr,1 = sr,4 = 7; las permitividades relativas de la primera capa intermedia 2 y de la segunda capa intermedia 3 son aquí de, por ejemplo, Sr,2 = sr,3 = 2,6; y la permitividad relativa de la lámina 5 de soporte es aquí, por ejemplo, gr,5 = 3.
De ello resulta una relación de los revestimientos de capacitancia superficial ci:ca de 1,2:1.
Además, en este ejemplo, la superficie A del área 11 de contacto y en particular su anchura bB están adaptadas a la anchura bz del área 12 de línea de alimentación de tal modo que solo se emite una señal de conmutación en caso de un contacto de la superficie exterior IV del sustrato a través del área 11 de contacto (es decir, en el área de la superficie IV que resulta de la proyección ortogonal del área 11 de contacto sobre la superficie IV), y no en caso de contacto de la superficie IV a través del área 12 de línea de alimentación.
La Figura 2A muestra una vista en planta de una configuración ejemplar alternativa de una disposición 101 de lunas según la invención con una luna laminada compuesta 100 según la invención.
En la Figura 2B se muestra una representación en sección transversal a lo largo de la línea de sección A-A' de la Figura 2A. La luna laminada compuesta 100 incluye en este caso, por ejemplo, un sustrato 1 y una luna 4 de cubierta, que están unidos entre sí a través de una primera capa intermedia 2 y una segunda capa intermedia 3. La luna laminada compuesta 100 consiste, por ejemplo, en una luna de vehículo y en particular en la luna de techo de un automóvil de turismo. La luna laminada compuesta 100 tiene unas dimensiones de, por ejemplo, 1,2 m x 1,2 m. El sustrato 1 está previsto, por ejemplo, para estar orientado hacia el espacio interior en el estado montado. Esto significa que la superficie exterior IV del sustrato 1 es accesible desde el espacio interior, mientras que la superficie exterior I de la luna 4 de cubierta está orientada hacia afuera. El sustrato 1 y la luna 4 de cubierta consisten, por ejemplo, en vidrio sódico-cálcico. El sustrato 1 tiene por ejemplo un espesor d1 de 2,1 mm y la luna 4 de cubierta también tiene por ejemplo un espesor d4 de 2,1 mm. En este ejemplo de configuración, la segunda capa intermedia 3, 3' está formada en dos capas. Las capas intermedias 2, 3, 3' son capas intermedias termoplásticas y consisten en polivinilbutiral (PVB). Cada una de ellas tiene un espesor d2/3/3' de 0,38 mm. En la sección media inferior de la luna laminada compuesta 100, entre la primera capa intermedia 2 y la segunda capa intermedia 3 está dispuesta una lámina 5 de soporte con un área 10 de conmutación capacitiva.
La Figura 2C muestra una representación ampliada de la lámina 5 de soporte según la invención de la Figura 2A. La Figura 2D muestra una representación en sección transversal correspondiente a lo largo de la línea de sección B-B' de la Figura 2C.
En este ejemplo, la lámina 5 de soporte consiste en una lámina transparente de tereftalato de polietileno (PET) con un espesor ds de 0,05 mm. La lámina 5 de soporte tiene aquí una longitud de, por ejemplo, 250 mm y una anchura de, por ejemplo, 120 mm. Sobre la lámina 5 de soporte está dispuesta una capa 6 transparente conductora de la electricidad. La capa 6 conductora de la electricidad consiste en un sistema de capas que incluye, por ejemplo, tres capas de plata conductoras de la electricidad, que están separadas entre sí por capas dieléctricas.
La capa 6 conductora de la electricidad se extiende, por ejemplo, sobre toda la superficie de una cara de la lámina 5 de soporte, menos una tira marginal 18 sin revestimiento de 10 mm de anchura que está orientada hacia el borde exterior de la luna laminada compuesta 100. Esta área se sella herméticamente pegando las dos capas intermedias 2, 3 durante la laminación, de modo que la capa 6 conductora de la electricidad está protegida contra la humedad procedente del entorno de la luna laminada compuesta 100 y, por lo tanto, contra corrosión y deterioro. En el ejemplo de realización mostrado, la capa 6 conductora de la electricidad está dispuesta en el lado de la lámina 5 de soporte que está orientada hacia el sustrato 1.
La capa 6 conductora de la electricidad está dividida en diferentes áreas, aisladas eléctricamente entre sí, por medio de líneas 7 de separación sin revestimiento. En el ejemplo representado en la Figura 2C, cuatro áreas 10 de conmutación capacitivas están divididas eléctricamente por un área circundante 15 común. Cada área 10 de conmutación capacitiva incluye un área 11 de contacto que presenta una configuración aproximadamente en forma de gota y que se transforma en un área 12 de línea de alimentación en forma de tira. La anchura bB y la longitud lB del área 11 de contacto son en cada caso de, por ejemplo, 40 mm. La anchura bz del área 12 de línea de alimentación es de, por ejemplo, 1 mm. Por lo tanto, la relación bZ:bB es de aproximadamente 1:40. El área 12 de línea de alimentación está conectada con un área 13 de conexión. El área 13 de conexión tiene una forma cuadrada con esquinas redondeadas y una longitud bA de borde de, por ejemplo, 12 mm. El área de línea de alimentación tiene una longitud Iz de aproximadamente 48 mm.
La línea 7 de separación tiene únicamente una anchura t1 de, por ejemplo, 100 pm y está integrada en la capa 6 conductora de la electricidad por ejemplo mediante estructuración por láser. Las líneas 7 de separación con una anchura tan pequeña apenas son perceptibles visualmente y solo afectan un poco a la visibilidad a través de la luna laminada compuesta 100, lo que es particularmente estético, especialmente para su uso como luna de techo en vehículos.
El área 13 de conexión está conectada de forma eléctricamente conductora con un conductor laminar 17 a través de una conexión 20 por línea eléctrica. En este contexto, una conexión conductora de la electricidad segura se logra preferiblemente mediante un adhesivo conductor de la electricidad. El conductor laminar 17 consiste por ejemplo en una lámina de cobre de 50 pm de espesor y está aislado por ejemplo con una capa de poliimida fuera del área 13 de conexión. De este modo, el conductor laminar 17 se puede sacar sin cortocircuito eléctrico más allá del área circundante 15 y a través del borde inferior de la luna laminada compuesta 100. Es evidente que la conexión eléctrica del área 13 de conexión también se puede llevar hacia afuera por medio de hilos aislados o a través de un área en la que el área circundante 15 está interrumpida.
El conductor laminar 17 está conectado aquí, por ejemplo, con un sistema electrónico sensor 14 fuera de la luna laminada compuesta 100. Además, el área circundante 15 también está conectada con el sistema electrónico sensor 14 a través de un área 16 de conexión adicional. El sistema electrónico sensor 14 es adecuado para medir con precisión variaciones de capacitancia del área 10 de conmutación con respecto al área circundante y, en función de un valor umbral, transmitir una señal de conmutación por ejemplo al bus c A n de un vehículo. A través de la señal de conmutación se puede conmutar cualquier función en el vehículo. Por ejemplo, la luna laminada compuesta 100 puede presentar un Dispositivo de Partículas Suspendidas (Suspended Partióle Device - SPD), una capa o lámina electrocrómica o de otro tipo para controlar la transparencia óptica, cuya transparencia óptica puede ser cambiada por la señal de conmutación, aquí por ejemplo con cuatro niveles de transparencia que se pueden seleccionar en cada caso a través de las cuatro áreas de conmutación capacitiva. Es evidente que, alternativa o adicionalmente, también se pueden controlar otras funciones eléctricas como la calefacción eléctrica o la iluminación eléctrica.
Si la luna laminada compuesta 100 se utiliza por ejemplo como luna de techo en un automóvil, la longitud del área 12 de línea de alimentación se puede elegir de tal modo que el conductor del vehículo, el acompañante o los pasajeros de los asientos traseros lleguen cómodamente al área 11 de contacto del área 10 de conmutación. Es evidente que para este fin también se pueden disponer varias láminas 5 de soporte en la luna laminada compuesta 100, por ejemplo una lámina 5 de soporte para cada ocupante del vehículo.
En el ejemplo de configuración representado, la estructura y la coordinación del sistema electrónico sensor 14 están ajustadas de tal modo que, si se toca la superficie de luna exterior IV del sustrato 1 a través del área 11 de contacto del área 10 de conmutación capacitiva, se activa una señal de conmutación y, si se toca la superficie de luna exterior I de la luna 4 de cubierta, no se activa ninguna señal de conmutación. Esto tiene la ventaja particular de que no se puede activar ninguna señal de conmutación por contacto intencional o involuntario con el cristal compuesto 100 desde el exterior del vehículo. Además se evita la activación accidental de una señal de conmutación, por ejemplo debido a la lluvia o a una instalación de lavado. Para ello, los espesores y los materiales de la luna laminada compuesta 100 según la invención se eligen según la invención de tal modo que el revestimiento de capacitancia superficial ci entre el área 11 de contacto y la superficie exterior IV del sustrato 1 sea mayor que el revestimiento de capacitancia superficial cA entre el área 11 de contacto y la superficie exterior I de la luna 4 de cubierta.
En el ejemplo representado detalladamente en la Figura 2B, el revestimiento de capacitancia superficial ci entre el área I I de contacto y la superficie exterior IV del sustrato 2 resulta como la conexión en serie de los revestimientos de capacitancia individuales (1/c1 1/c2)-1. Además, el revestimiento de capacitancia superficial ci entre el área 11 de contacto y la superficie exterior I de la luna 4 de cubierta resulta como la conexión en serie de los revestimientos de capacitancia individuales (1/c3 1/C3' 1/c4 1/cs)-1. La permitividad relativa del sustrato 1 y de la luna 4 de cubierta son aquí, por ejemplo, er,1 = £r,4 = 7; la permitividad relativa de la primera capa intermedia 2 y de la segunda capa intermedia 3, 3' son aquí, por ejemplo, £r,2 = £r,3 = £r,3 ' = 2,6 y la permitividad relativa de la lámina 5 de soporte es aquí, por ejemplo, £r,5 = 3. Esto da como resultado una relación de los revestimientos de capacitancia superficial ci:ca de 1,4:1.
Además, en este ejemplo, la superficie A del área 11 de contacto y sobre todo su anchura bB están adaptadas a la anchura bz del área 12 de línea de alimentación de tal modo que solo se emite una señal de conmutación en caso de un contacto de la superficie exterior IV del sustrato a través del área 11 de contacto (es decir, en el área de la superficie exterior IV que resulta de la proyección ortogonal del área 11 de contacto sobre la superficie exterior IV), y no en caso de contacto de la superficie IV a través del área 12 de línea de alimentación.
La Figura 3 muestra un diagrama de flujo de un ejemplo de realización del procedimiento según la invención para producir una luna laminada compuesta 100 con área 10 de conmutación capacitiva.
La tabla 1 muestra el cálculo de las relaciones de los revestimientos de capacitancia superficial ci:ca de cinco ejemplos de configuración, Ejemplos 1-5, para diferentes espesores de material y parámetros de material. El cálculo de los revestimientos de capacitancia superficial se mostró detalladamente más arriba en la Figura 1 y la Figura 2. El ejemplo 3 corresponde al ejemplo de configuración de la Figura 1 y el ejemplo 1 corresponde al ejemplo de configuración de la Figura 2.
Tabla 1
Figure imgf000012_0001
Las lunas laminadas compuestas 100 según la invención presentan relaciones entre los revestimientos de capacitancia superficial ci:ca mayores o iguales que 1,1:1. Con estas relaciones se ha podido lograr una diferenciación especialmente buena entre un contacto de la superficie 11 de contacto a través de la superficie exterior IV del sustrato 1 y a través de la superficie exterior I de la luna 4 de cubierta.
La luna laminada compuesta 100 según la invención conforme a las Figuras 1 y 2 presenta un área 10 de conmutación capacitiva que se puede conectar, por ejemplo, al sistema electrónico sensor 14. Además, gracias a la pequeña anchura de las líneas 7 de separación, la visibilidad a través del cristal solo se ve afectada mínimamente y, por ejemplo, cumple los requisitos para el acristalamiento de vehículos.
Particularmente ventajosa y sorprendente es una disposición 101 de lunas con un luna laminada compuesta 100 en la que la sensibilidad del sistema electrónico sensor 14 está adaptada a la relación de los revestimientos de capacitancia superficial ci:ca. sobre las áreas 11 de contacto, de tal modo que una activación selectiva del proceso de conmutación solo es posible desde una superficie exterior IV de la luna laminada compuesta 100.
Este resultado fue inesperado y sorprendente para el experto en la materia.
Lista de símbolos de referencia:
1 Sustrato
2 Primera capa intermedia
3, 3' Segunda capa intermedia
4 Luna de cubierta
5 Lámina de soporte
6 Capa conductora de la electricidad
7 Línea de separación
10 Área de conmutación capacitiva
11 Área de contacto
12 Área de línea de alimentación
13 Área de conexión
14 Sistema electrónico sensor capacitivo
15 Área circundante
16 Área de conexión adicional
17 Conductor laminar
18 Tira marginal sin revestimiento
20 Conexión por línea eléctrica
100 Luna laminada compuesta
101 Disposición de lunas
A Superficie del área 11 de contacto
bA Anchura del área 13 de conexión
bB Anchura del área 11 de contacto
bz Anchura del área 12 de línea de alimentación Cl, ca , C1...5 Revestimiento de capacitancia superficial C1...5 Capacitancia
d1, d2, d3, d3', d4, d5 Espesor
£0 Constante de campo eléctrico
£r,1, £r,2, £r,3, £r,3', £r,4, £r,5 Permitividad relativa
lA Longitud del área 13 de conexión
Ib Longitud del área 11 de contacto
Iz Longitud del área 12 de línea de alimentación t1 Anchura de la línea 7 de separación
A-A' Línea de sección
B-B' Línea de sección
I Superficie exterior de la luna 4 de cubierta IV Superficie exterior del sustrato 1

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Luna laminada compuesta (100) con un área (10) de conmutación capacitiva, que comprende:
- un sustrato (1),
- al menos una primera capa intermedia (2) que está unida de forma plana con el sustrato (1),
- al menos una segunda capa intermedia (3, 3') que está unida de forma plana con la primera capa intermedia (2), y
- una luna (4) de cubierta que está unida de forma plana con la segunda capa intermedia (3, 3'),
en donde
- entre la primera capa intermedia (2) y la segunda capa intermedia (3, 3') está dispuesta, al menos en algunas secciones, una lámina (5) de soporte con una capa (6) conductora de la electricidad,
- al menos un área (10) de conmutación capacitiva está separada eléctricamente de la capa (6) conductora de la electricidad por medio de al menos una línea (7) de separación sin revestimiento,
- el área (10) de conmutación capacitiva presenta un área (11) de contacto, un área (12) de línea de alimentación y un área (13) de conexión, el área (12) de línea de alimentación conecta eléctricamente el área (11) de contacto con el área (13) de conexión, y el área (13) de conexión se puede conectar eléctricamente con un sistema electrónico sensor (14), y
- un revestimiento de capacitancia superficial ci entre el área (11) de contacto y la superficie exterior (IV) del sustrato (1), determinado por la capacitancia de un condensador de placas, normalizada con respecto a la superficie del área (11) de contacto, del área de la luna laminada compuesta (100) que resulta de la proyección ortogonal del área (11) de contacto entre el área (11) de contacto y la superficie exterior (IV) del sustrato (1), es mayor que el revestimiento de capacitancia superficial ca entre el área (11) de contacto y la superficie exterior (I) de la luna (4) de cubierta, determinado por la capacitancia de un condensador de placas, normalizada con respecto a la superficie del área (11) de contacto, del área de la luna laminada compuesta (100) que resulta de la proyección ortogonal del área (11) de contacto entre el área (11) de contacto y la superficie exterior (I) de la luna (4) de cubierta.
2. Luna laminada compuesta (100) según la reivindicación 1, en la que la relación entre el revestimiento de capacitancia superficial ci y el revestimiento de capacitancia superficial ca es mayor o igual que 1,1:1, preferiblemente mayor o igual que 1,2:1.
3. Luna laminada compuesta (100) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que el área (12) de línea de alimentación tiene una longitud lz de 1 cm a 70 cm y preferiblemente de 1 cm a 8 cm, y una anchura bz de 0,5 mm a 10 mm y preferiblemente de 0,5 mm a 2 mm, y preferiblemente tiene forma rectangular, forma de tira o forma lineal.
4. Luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la relación entre la longitud lz y la anchura bz del área (12) de línea de alimentación es menor o igual que 1:700 y preferiblemente de 1:5 a 1:100.
5. Luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el área de contacto (11) tiene una superficie de 1 cm2 a 200 cm2, de forma especialmente preferible de 1 cm2 a 9 cm2, y/o presenta una forma rectangular, cuadrada, trapecial, triangular, circular, elíptica o de gota, o esquinas redondeadas.
6. Luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el área de la capa (6) conductora de la electricidad fuera del área (10) de conmutación capacitiva forma un área circundante (15) que se puede conectar al sistema electrónico sensor (14) a través de un área (16) de conexión adicional.
7. Luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la línea (7) de separación tiene una anchura t1 de 30 pm a 200 pm y preferiblemente de 70 pm a 140 pm.
8. Luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 7, en la que la primera capa intermedia (2) y/o la segunda capa intermedia (3, 3') son transparentes, contienen o consisten en polivinilbutiral (PVB), y/o presentan una permitividad relativa £r,2/3/3' de 2 a 4 y de forma especialmente preferible de 2,1 a 2,9.
9. Luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la lámina (5) de soporte es transparente, contiene o consiste en tereftalato de polietileno (PET), y/o presenta una permitividad relativa £r,5 de 2 a 4 y de forma especialmente preferible de 2,7 a 3,3.
10. Luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el sustrato (1) y/o la luna (4) de cubierta contienen vidrio, preferiblemente vidrio plano, vidrio flotado, vidrio de sílice, vidrio de borosilicato, vidrio sódico-cálcico, o polímeros, preferiblemente polietileno, polipropileno, policarbonato, polimetilmetacrilato y/o mezclas de los mismos, y/o presenta una permitividad relativa er,i/4 de 2 a 8 y de forma especialmente preferible de 6 a 8.
11. Luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la capa (2) conductora de la electricidad es transparente y/o presenta una resistencia superficial de 0,4 ohmios/cuadrado a 200 ohmios/cuadrado y preferiblemente de 0,5 ohmios/cuadrado a 20 ohmios/cuadrado, y/o contiene plata (Ag), óxido de indio y estaño (ITO), óxido de estaño dopado con flúor (SnO2 :F) u óxido de zinc dopado con aluminio (ZnO:Al).
12. Disposición (101) de lunas, que comprende:
- una luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 11 y
- un sistema electrónico sensor (14) capacitivo que está conectado eléctricamente al área (13) de conexión, en la que la sensibilidad del sistema electrónico sensor (14) se elige de tal modo que emita una señal de conmutación en caso de contacto de un dedo humano con el área (11) de contacto sobre la superficie (IV) del sustrato (1), y no emita ninguna señal de conmutación o emita una señal de conmutación diferente en caso de contacto con el área (11) de contacto sobre la superficie (I) de la luna (4) de cubierta.
13. Disposición (101) de lunas, que comprende:
- una luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 11 y
- un sistema electrónico sensor (14) capacitivo que está conectado eléctricamente al área (13) de conexión, en la que la sensibilidad del sistema electrónico sensor (14) se elige de tal modo que emita una señal de conmutación en caso de contacto de un dedo humano con el área (11) de contacto sobre la superficie (IV) del sustrato (1) y/o la superficie (I) de la luna (4) de cubierta, y no emita ninguna señal de conmutación o emita una señal de conmutación diferente en caso de contacto con el área (12) de línea de alimentación sobre la superficie (IV) del sustrato (1) y/o la superficie (I) de la luna (4) de cubierta.
14. Procedimiento para producir una luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende al menos:
(a) aplicar una capa (6) conductora de la electricidad sobre una superficie de una lámina (5) de soporte, (b) introducir al menos una línea (7) de separación que divide eléctricamente la capa (6) en al menos un área (10) de conmutación capacitiva y al menos un área circundante (15), preferiblemente mediante estructuración láser o mediante remoción mecánica o química, y
(c) producir una secuencia de apilamiento a partir de un sustrato (1), una primera capa intermedia (2), una segunda capa intermedia (3) y una luna (4) de cubierta, disponiéndose la lámina (5) de soporte al menos en algunas secciones entre la primera capa intermedia (2) y la segunda capa intermedia (3),
(d) laminar la secuencia de apilamiento para formar una luna laminada compuesta (100).
15. Uso de la luna laminada compuesta (100) según una de las reivindicaciones 1 a 11 en medios de transporte para la circulación por tierra, aire o agua, en particular en automóviles, por ejemplo como parabrisas, luneta trasera, ventanillas laterales y/o luna de techo y como pieza individual funcional, y como elemento de montaje en muebles, aparatos y edificios, en particular como radiador eléctrico.
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