[0001] A invenção diz respeito a um painel com uma disposição de sensor aquecível, opticamente transparente, a um método para sua produção, e ao seu uso.
[0002] Muitos veículos motorizados, aviões, helicópteros e navios são equipados vários sensores ópticos. Exemplos de sensores ópticos são os sistemas de câmara, tais como as câmaras de vídeo, as câmaras de visão noturna, os amplificadores de luz residual, ou os detectores de infravermelho passivos tais como o FLIR (infravermelho de aparência avançada). Os sistemas de câmara podem usar luz na ultravioleta (UV) visível (VIS), e na faixa de comprimento de onda infravermelha (IR). Assim, eles tornam possível, mesmo sob condições meteorológicas fracas, tais como escuridão e nevoeiro, detectar objetos com precisão, veículos motorizados, bem como pessoas. Nos veículos motorizados, estes sistemas de câmara podem ser colocados atrás do pára-brisa dentro do compartimento dos passageiros. Assim, eles oferecem a capacidade de detectar situações perigosas e obstáculos de uma maneira conveniente, mesmo no tráfego de estradas.
[0003] Outras áreas que usam os sensores ópticos incluem as medições de distância eletrônicas (EDM), por exemplo com o uso de medidores de distância a laser. A distância a outros veículos motorizados pode ser determinada. Tais sistemas são comuns na área militar de aplicação, mas existem também muitas possibilidades para uso entre os civis. Pelas medições da distância ao veículo precedente, é possível determinar a distância necessária de segurança e significativamente aumentar a segurança no tráfego. Com sistemas automáticos de advertência, o perigo de uma colisão traseira é significativamente reduzido.
[0004] Por causa de sua sensibilidade às influências do tempo ou às correntes de ar, tais sensores devem, em todos os casos, ser protegidos por painéis apropriados. O sensor pode ou ser instalado dentro de um veículo motorizado ou fora como no caso das câmaras de imagem térmica de helicópteros. Nesse caso, o sensor é instalado em um alojamento articulável do lado de fora do helicóptero. De modo a garantir o funcionamento ótimo do sensor óptico, com ambas as opções, os painéis limpos, livres de condensação, são absolutamente essenciais. A condensação e a formação de gelo interferem significativamente com o funcionamento, uma vez que elas significativamente reduzem a transmissão de radiação eletromagnética. Considerando que os sistemas corrediços podem ser usados para gotas de água e partículas sujas, estes são usualmente inadequados com a formação de gelo. Os sistemas que aquecem o segmento do painel associados com o sensor, pelo menos brevemente, quando necessário e, assim, capazes de uso ininterrupto, são essenciais. De modo a manter o consumo de energia e a voltagem necessária baixa, apenas o campo de visão do painel necessário para o sensor deve ser aquecido desta maneira.
[0005] Além da superfície externa do painel, o painel interno deve, acima de tudo, ser mantido livre da condensação. De modo a não sujar nem turvar de partículas de pó os sensores, as disposições dos sensores e dos painéis são usualmente encapsuladas. Se a umidade penetrar neste espaço encapsulado, esta umidade pode, especialmente com as temperaturas exteriores frias, condensar-se sobre o lado interno do painel e restringir a funcionalidade do sensor.
[0006] A DE 10 2007 001 080 A1 descreve um painel de janela eletricamente aquecível. Este é suprido com corrente com o uso de barras coletoras elétricas e assim aquecido. A disposição das barras coletoras é tal que apenas pequenos campos eletromagnéticos são desenvolvidos. Assim, a operação dos dispositivos que reagem sensivelmente aos campos eletromagnéticos é possível, mesmo na região dos painéis.
[0007] A DE 101 56 850 A1 apresenta um sensor em um painel de janela de um veículo motorizado. Esta configuração impede a deposição de partículas de pó sobre as lentes. Um filtro de partículas é provido para a troca de ar.
[0008] A DE 10 2004 054 161 A1 apresenta uma área de detecção de luz infravermelha no pára-brisa de um veículo motorizado. A área de detecção de luz infravermelha é circundada por elementos de aquecimento que a mantêm livre de gelo e de condensação pela condução de calor. EP 1 605 729 A2 apresenta um painel eletricamente aquecível com uma válvula de imagem. Esta válvula de imagem é mantida livre de condensação e de gelo por meio de um dispositivo de aquecimento. O elemento de aquecimento é laminado no painel na posição da válvula de imagem. Além disso, outro elemento de aquecimento adicional pode ser aplicado sobre a superfície do painel. O elemento de aquecimento adicional é preferivelmente impresso sobre a superfície do painel como uma pasta condutora.
[0009] O objeto da invenção é prover um painel com uma disposição de sensor aquecível opticamente transparente que possa ser facilmente produzido de painéis padronizados acabados sem grandes modificações.
[00010] O objeto da presente invenção é realizado de acordo com a invenção por um painel com uma disposição de sensor aquecível, opticamente transparente, um método para a sua produção, e o seu uso de acordo com as reivindicações independentes 1, 14 e 15. As formas de realização preferíveis se desenvolvem das sub-reivindicações.
[00011] O painel com uma disposição de sensor aquecível opticamente transparente compreende pelo menos um painel e pelo menos uma disposição de sensor opticamente transparente. No contexto da invenção a expressão “disposição de sensor opticamente transparente” refere-se à parte do painel que fornece o sensor com os dados ou sinais ópticos e eletromagnéticos pertinentes. Esta pode ser qualquer parte do painel ou um segmento de painel introduzido que tenha elevada transmissão para os sinais ópticos e eletromagnéticos pertinentes. A característica “opticamente transparente” refere-se, no contexto da invenção, a faixa de comprimento de onda de 200 nm a 2000 nm, de preferência de 400 nm a 1300 nm. A transmissão é preferivelmente de mais do que 70 % na faixa de comprimento de onda de 400 nm a 1300 nm.
[00012] A disposição de sensor opticamente transparente preferivelmente ocupa menos do que 10 %, particularmente preferível menos do que 5 %, da superfície do painel. A película aquecível disposta sobre a disposição de sensor opticamente transparente compreende pelo menos uma película de apoio, um revestimento aquecível, condutores impressos (por exemplo, impressão de tela ou impressão de jato de tinta), malhas (por exemplo, um revestimento de cobre estruturado por cauterização), e/ou fios de aquecimento, bem como um meio de contato elétrico afixado sobre o revestimento aquecível, condutores impressos, malhas e/ou fios de aquecimento. No contexto da invenção, o revestimento aquecível, os condutores impressos, as malhas e/ou os fios de aquecimento, podem ser afixados tanto sobre o lado da película de apoio que faceia o painel, quanto sobre o lado da película de apoio afastada do painel. A película de apoio preferivelmente tem uma espessura de 20 μm a 500 μm, particularmente preferível de 30 μm a 200 μm. O revestimento aquecível, os condutores impressos, as malhas e/ou os fios de aquecimento funcionam como resistores elétricos e são afixados diretamente sobre a película. A espessura da camada ou a espessura dos fios são definidas com base na saída necessária de calor. Os fios de aquecimento preferivelmente têm uma espessura de 10 μm a 100 μm, o revestimento elétrico preferivelmente tem uma resistência de folha de 0,5 ohms por quadrado a 3 ohms por quadrado, com uma voltagem de 12 V a 15 V. A transmissão média da disposição inteira do arranjo de sensor e da película aquecível é preferivelmente de mais do que 70 %.
[00013] Uma encapsulação e um sensor afixado na encapsulação são montados sobre a disposição do sensor opticamente transparente e a película aquecível. A encapsulação protege o sensor contra a sujeira e as partículas de pó, bem como contra a incidência indesejável de luz. A encapsulação é preferivelmente disposta na região superior do painel, preferivelmente não mais do que 30 % da altura do painel a partir de cima e/ou da borda de baixo. A encapsulação preferivelmente contém um polímero, particularmente preferível o tereftalato de polibutileno, poliamidas, policarbonato, poliuretanos, polibutileno, polipropileno, polietileno, tereftalato de polietileno, cloreto de polivinila, poliestireno, butadieno estireno de acrilonitrila, vinil acetato de etileno, álcool vinílico de etileno, poliimidas, poliéster, policetonas, cetonas éter de poliéter, e/ou metacrilato de polimetila, bem como misturas, polímeros em bloco, e seus copolímeros.
[00014] O sensor preferivelmente compreende câmaras para luz visível de comprimentos de onda de 400 nm a 800 nm, e luz infravermelha de comprimentos de onda de 800 nm a 1300 nm.
[00015] O painel preferivelmente contém vidro e/ou polímeros, preferivelmente vidro plano, vidro ondeado, vidro de quartzo, vidro de borossilicato, vidro de soda-cal, metacrilato de polimetila, e/ou misturas destes. O painel preferivelmente compreende um único vidro de segurança plano (SPSG) ou um vidro de segurança laminado (LSG).
[00016] A disposição de sensor preferivelmente tem uma transparência óptica quanto à luz visível (VIS) e/ou à radiação infravermelha (IR) de > 60 %, preferivelmente de > 70 %.
[00017] A disposição de sensor preferivelmente tem uma borda opaca e/ou colorida. A borda pode ser configurada tanto como tiras de borda quanto como uma região de borda.
[00018] A película de apoio preferivelmente contém tereftalato de polibutileno (PBT), policarbonato (PC), tereftalato de polietileno (PET), naftalato de polietileno (PEN), polivinil butiral (PVB) e/ou polietilvinil-acetato (EVA), e/ou suas misturas e/ou seus copolímeros.
[00019] A película de apoio preferivelmente tem uma transparência óptica tanto quanto à luz visível (VIS) e/ou quanto à irradiação infravermelha (IR) de > 80 %, particularmente preferível de > 90 %.
[00020] O revestimento aquecível e/ou os fios de aquecimento preferivelmente contêm dióxido de estanho dopado com flúor (F:SnO2), óxido de índio dopado com estanho (ITO), prata, cobre, estanho, ouro, alumínio, ferro, tungstênio, cromo, ou ligas destes e/ou pelo menos um polímero orgânico eletricamente condutor.
[00021] O revestimento aquecível preferivelmente tem uma espessura de camada de 0,1 μm a 50 μm, particularmente preferível de 1 μm a 10 μm.
[00022] O meio de contato elétrico preferivelmente contém prata, cobre, estanho, ouro, alumínio, ferro, tungstênio, cromo, ou ligas destes e/ou pelo menos um polímero orgânico eletricamente condutor.
[00023] A película aquecível preferivelmente contém um absorvente de água anti- estático opticamente transparente, hidrofílico, hidrofóbico ou lipofóbico, e revestimento hidrofóbico. Exemplos de revestimentos hidrofílicos de películas de poliéster são encontrados na EP 1 777 251 A1. As soluções de revestimento para revestimentos hidrofílicos contêm, por exemplo, sulfopoliéster de ácido isoftálico de 90 % mol e ácido sulfoisoftálico de sódio de 10 % mol, bem como um agente tensoativo tal como o sulfossuccinato de dietilexila-sal sódico (AOT), em cada caso com 1 % em peso a 5 % em peso. Os revestimentos com hidrocarbonetos halogenados, em particular com grupos de -CHF-, -CF2- e -CF3 tornam possível a um revestimento que seja tanto lipofóbico, repelindo gordura ou hidrocarbonetos não polares, quanto também hidrofóbico, repelindo água. Os revestimentos que absorvem água incluem, por exemplo, os polímeros hidrofílicos intumescíveis tais como polissacarídeos, derivados de celulose e óxidos de polietileno.
[00024] A película aquecível preferivelmente contém um adesivo, de preferência adesivos de acrilato, adesivos de metacrilato de metila, adesivos de cianoacrilato, poliepóxis, adesivos de silicone e/ou adesivos de polímeros de ligação cruzada com silano, bem como misturas e/ou copolímeros destes. A película aquecível preferivelmente contém uma película auto-adesiva.
[00025] A encapsulação é preferivelmente afixada na região superior do pára-brisa e/ou da janela traseira, preferivelmente atrás de uma tira de cobertura, uma viseira de proteção solar, e/ou um filtro da faixa de sintonização. Nesta configuração, um recesso é preferivelmente disposto para a disposição do sensor opticamente transparente.
[00026] A encapsulação de preferência contém materiais absorventes de água ou dessecantes, particularmente preferível sílica gel, CaCl2, carvão vegetal ativado, silicatos, bentonitas, zeólitos, e/ou misturas destes. Os dessecantes podem ser incorporados na superfície da encapsulação e/ou dispostos em receptáculos abertos na encapsulação. Os dessecantes são preferivelmente dispostos de tal modo que a troca do ar e da umidade com o ar no interior da encapsulação é possível, mas os materiais não podem ir de um lado para o outro e são afixados. Isto pode preferivelmente ocorrer pela inclusão dos dessecantes em uma película de polímero permeável ao ar e à umidade ou em uma rede de malha fina. A invenção ainda inclui um método para produzir um painel com uma disposição de sensor opticamente transparente aquecível. Em uma primeira etapa, a película de apoio é fornecida com um revestimento aquecível, condutores impressos, malhas e/ou fios de aquecimento. A película aquecível obtida é montada sobre uma disposição de sensor de um painel. A ligação da película aquecível preferivelmente ocorre como película autoadesiva ou com o uso de um adesivo opticamente transparente. Uma camada de cobertura feita de uma película de polímero é preferivelmente aplicada sobre a película aquecível. A camada de cobertura preferivelmente contém PVB, EVA, PET, e/ou misturas destes. A camada de cobertura é preferivelmente disposta em suspensão, de tal modo que a película de apoio e o revestimento aquecível fiquem laminados sobre a superfície do painel com o uso da camada de cobertura.
[00027] A invenção ainda inclui o uso do painel com uma disposição de sensor aquecível opticamente transparente de acordo com a invenção em veículos motorizados, navios, aviões e helicópteros.
[00028] O painel com uma disposição de sensor aquecível opticamente transparente é preferivelmente usado como um pára-brisa e/ou janela traseira de um veículo motorizado.
[00029] No seguinte, a invenção é explanada em detalhes com referência a um desenho. O desenho de forma alguma limita a invenção.
[00030] As Figuras descrevem: Figura 1 uma vista plana do painel (1) de acordo com a invenção, Figura 2 uma seção transversal de uma modalidade preferida do painel (1) com uma disposição de sensor aquecível opticamente transparente (2) de acordo com a invenção, Figura 3 uma seção transversal da disposição de sensor aquecível opticamente transparente (2), Figura 4 outra seção transversal da disposição de sensor aquecível opticamente transparente (2), e Figura 5 uma seção transversal de uma modalidade preferida da disposição do sensor aquecível opticamente transparente (2).
[00031] A Figura 1 apresenta uma vista plana do painel (1) de acordo com a invenção. Uma película aquecível (3) é disposta sobre uma disposição (2) de sensor opticamente transparente. A disposição (2) de sensor opticamente transparente compreende a parte do painel (1) que supre o sensor (7) apresentado na Figura 2 com os dados ou sinais ópticos e eletromagnéticos pertinentes. Esta pode ser qualquer parte do painel (1) ou um segmento de painel introduzido que tenha alta transmissão quanto aos sinais ópticos e eletromagnéticos pertinentes. A película aquecível (3) é conectada a um meio de contato elétrico (4) que é conectado a uma fonte de força, por exemplo, uma bateria de automóvel.
[00032] A Figura 2 apresenta uma seção transversal ao longo da altura do painel I a I’ na Figura 1 de uma modalidade preferida do painel (1) de acordo com a invenção com uma disposição de sensor (2) aquecível opticamente transparente. Na região da disposição (2) de sensor opticamente transparente, uma película aquecível (3) é disposta sobre o lado interno do painel (1). O sensor (7) orientado em direção da disposição de sensor (2) opticamente transparente é localizado dentro de uma encapsulação (6) montada sobre a disposição de sensor (2) opticamente transparente. Os dessecantes (8) são dispostos dentro da encapsulação (6). Os dessecantes (8) são preferivelmente incorporados na superfície da encapsulação (6).
[00033] A Figura 3 apresenta uma seção transversal da disposição de sensor (2) aquecível, opticamente transparente. A película aquecível (3) é disposta com o meio de contato elétrico (4) sobre a disposição de sensor (2) opticamente transparente. A película aquecível (3) compreende uma película de apoio (3a) e, sobre o lado da película de apoio (3a) afastada da disposição de sensor (2) opticamente transparente, um revestimento aquecível (3b) e/ou fios de aquecimento (3c). Estes podem ser aplicados com técnicas convencionais tais como a deposição de vapor químico (CVD) ou a deposição de vapor físico (PVD), tal como a sublimação catódica (sublimação).
[00034] A Figura 4 apresenta uma seção transversal de outra modalidade da disposição de sensor (2) aquecível, opticamente transparente. A película aquecível (3) com meio de contato elétrico (4) é disposta sobre a disposição de sensor (2) opticamente transparente. A película aquecível (3) compreende uma película de apoio (3a) e, sobre o lado da película de apoio (3a) faceando a disposição de sensor (2) opticamente transparente, um revestimento aquecível (3b) e/ou fios de aquecimento (3c). Estes podem ser aplicados com técnicas convencionais tais como a deposição química/de vapor (CVD) ou a deposição física de vapor (PVD), tal como a sublimação catódica (sublimação).
[00035] A Figura 5 apresenta uma seção transversal de uma modalidade preferida da disposição de sensor (2) aquecível, opticamente transparente. A película aquecível (3) com o meio de contato elétrico (4) é disposta sobre o segmento de painel óptico. A película aquecível (3) compreende uma película de apoio (3a) e um revestimento aquecível (3b) e/ou fios de aquecimento (3c). Uma camada de cobertura (3d) feita de uma película de polímero é disposta sobre o revestimento aquecível (3b) e/ou os fios de aquecimento (3c). A camada de cobertura (3d) é de preferência disposta em suspensão, de tal modo que a película de apoio (3a) e o revestimento aquecível (3b) fiquem laminados e afixados sobre a camada de cobertura (3d) sobre a superfície de painel (1, 2). A camada de cobertura (3d) contém um revestimento (3e) anti-estático, hidrofílico, hidrofóbico ou lipofóbico e hidrofóbico.