Патент на изобретение №2292675

(54) ИСКЛЮЧЕНИЕ МЕСТ ПЕРЕГРЕВА У КОНЦЕВЫХ ЧАСТЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ШИН НАГРЕВАЕМОГО ПРОЗРАЧНОГО ЭЛЕМЕНТА, ИМЕЮЩЕГО ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ПРОВОДЯЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

(57) Реферат:

Прозрачный элемент, например слоистое нагреваемое переднее стекло, имеет пару расположенных на расстоянии друг от друга электрических шин на электрически проводящем элементе, например напыленном электрически проводящем покрытии. Периметр покрытия находится на расстоянии от периферийной кромки листа с образованием непроводящей полосы. Электрически проводящие вводы, соединенные с электрическими шинами, обеспечивают внешний электрический доступ к электрическим шинам. Концевые части каждой электрической шины проходят за периметр покрытия в непроводящую полосу для минимизации, если не исключения, мест перегрева у концевых частей электрических шин. Для уменьшения мест перегрева включают пару электрических шин, имеющих разную длину, при этом одна из электрических шин проходит вдоль верхней стороны покрытия, а другая электрическая шина проходит вдоль нижней стороны покрытия. Части покрытия между электрическими шинами не проходят за концы более длинной электрической шины. Переднее стекло имеет обзорную зону, имеющую верхнюю кромку и нижнюю кромку, и покрытие имеет верхнюю кромку вблизи верхней кромки обзорной зоны и нижнюю кромку вблизи нижней кромки обзорной зоны. Верхняя электрическая шина находится вблизи верхней кромки покрытия, а нижняя электрическая шина находится вблизи нижней кромки покрытия, при этом обе электрические шины находятся вне обзорной зоны. Нижняя кромка покрытия находится на большем расстоянии от нижней кромки обзорной зоны, чем нижняя электрическая шина, и верхняя кромка покрытия находится на большем расстоянии от верхней кромки обзорной зоны, чем верхняя электрическая шина. Изобретение позволяет минимизировать перегрев концевых частей электрических шин. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система электрических шин, включающая признаки данного изобретения, используется на практике, и в практическом осуществлении данного изобретения используется композитный материал с промежуточным слоем, раскрытый в заявке на патент США, поданной с той же датой на имя Bruce Bartrug, Alien R.Hawk, Robert N.Pinchok и James Schwartz с названием “Герметизация кромок слоистого прозрачного элемента”, полное содержание которой включается в данное описание.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к нагреваемым прозрачным элементам, и, в частности, к расположению концов электрических шин относительно электрически проводящего элемента нагреваемого автомобильного элемента, например слоистого переднего стекла, с целью минимизации, если не исключения, мест перегрева у концевых частей электрических шин.

Уровень техники

Автомобильные нагреваемые передние стекла, например, типа, раскрытого в патенте США №4920902, включают два листа стекла, ламинированных вместе с помощью пластмассового промежуточного слоя, обычно листа поливинилбутирала (PVB). Пара расположенных на расстоянии друг от друга электрических шин находится в контакте с электрически проходящим элементом, например напыленным электрически проводящим покрытием типа, раскрытого в заявке на Европейский патент №00939699.4, или с множеством электрически проводящих нитей типа, раскрытого в патенте США №5182431. Каждая из электрических шин электрически доступна с помощью наружного ввода для пропускания электрического тока из источника электропитания через электрические шины и электрически проводящий элемент с целью нагревания проводящего элемента и тем самым нагревания внутренней и наружной поверхностей переднего стекла посредством теплопроводности. Нагреваемые поверхности переднего стекла достигают температуры, достаточной для удаления тумана и плавления снега или льда. Понятно, что нагреваемые передние стекла имеют практическое значение и являются необходимыми в некоторых географических регионах во время зимнего периода.

Проводящий элемент обычно находится на поверхности №3 переднего стекла, т.е. на наружной поверхности внутреннего стеклянного листа ламината, хотя изготавливались слоистые передние стекла с проводящим покрытием на поверхности №2, т.е. на внутренней поверхности наружного стеклянного листа. Электрические шины могут быть созданы посредством трафаретной печати керамической пастой, имеющей металлические частицы, на проводящем покрытии, например, как описано в патентах США №№4725710 и 5128513, или же посредством расположения металлической фольги между промежуточным слоем и проводящим покрытием, как описано в патентах США №№5418025, 5466911 и 5850070.

Одним ограничением доступных в настоящее время нагреваемых передних стекол являются места перегрева у концевых частей электрических шин. В зависимости от силы мест перегрева в стеклянных листах могут возникать трещины. При определенных условиях эти трещины могут распространяться в зону обзора переднего стекла, что требует ремонта или замены переднего стекла. Для исключения мест перегрева в электрических шинах и более равномерного распределения электрического тока по электрической шине применялись различные технологии. В частности, в патенте США №5128513 описано изменение ширины электрических шин и удлинение одной электрической шины в боковом направлении за соответствующий конец противоположной электрической шины.

Другие доступные системы электрических шин описаны в патентах США №№3789191, 3789192, 3790752, 3794809, 4543466, 5182431 и 5213828.

Понятно, что было бы предпочтительным создание автомобильного прозрачного элемента, например слоистого автомобильного переднего стекла, которое минимизирует, если не исключает, места перегрева в электрических шинах и, в частности, у концевых частей электрических шин.

Раскрытие изобретения

Один вариант выполнения изобретения относится к изделию, имеющему элемент, чувствительный к электрическому стимулированию, например напыленное электрически проводящее покрытие или покрытие, которое изменяет коэффициент пропускания в зависимости от подводимого электрического тока. Изделие включает подложку, имеющую главную поверхность и периферийные кромки; электрически проводящий элемент находится на главной поверхности подложки. Электрически проводящий элемент, например электрически проводящее покрытие, задается периметром, при этом периметр электрически проводящего покрытия находится на выбранном расстоянии от периферийных кромок подложки для обеспечения электрически изолированной зоны или непроводящей полосы. Пара расположенных на расстоянии друг от друга электрических шин находится в электрическом контакте с покрытием. Каждая из электрических шин имеет пару противоположных концевых частей, при этом, по меньшей мере, одна из концевых частей одной из электрических шин проходит за периметр электрически проводящего элемента в непроводящую полосу с целью минимизации, если не исключения, мест перегрева, по меньшей мере, у одной концевой части. Изделие, включающее признаки изобретения, можно использовать для выполнения множества остекленных блоков, нагреваемых прозрачных элементов для транспортных средств и нагреваемых окон для дверей холодильников, чтобы назвать некоторые изделия, выполненные с использованием изделия, включающего признаки изобретения.

В другом варианте выполнения изобретения изделие является слоистым изделием, таким как слоистый прозрачный элемент, например, автомобильным передним стеклом, имеющим пару стеклянных листов, ламинированных вместе с помощью пластмассового листа или промежуточного слоя с электрически проводящим покрытием, например, проводящей пленкой между парой диэлектрических пленок и пару электрических шин между стеклянными листами. Концы электрических шин проходят за периметр проводящего покрытия в непроводящую полосу для минимизации, если не исключения, мест перегрева у концевых частей электрических шин и предпочтительно заканчиваются вблизи периферийной кромки стеклянного листа. С каждой из электрических шин соединен ввод, который проходит от соответствующей электрической шины за периферийную кромку переднего стекла, для обеспечения электрического доступа к электрическим шинам и к проводящему покрытию.

Дополнительные признаки изобретения для минимизации, если не исключения, мест перегрева у концевых частей включают следующее. В паре электрических шин, имеющих разную длину, одна электрическая шина проходит вдоль верхней стороны проводящего покрытия, а другая электрическая шина проходит вдоль нижней стороны проводящего покрытия. Части покрытия между электрическими шинами не выходят за концы более длинной электрической шины. Согласно другому признаку изобретения переднее стекло имеет обзорную зону, имеющую верхнюю кромку и нижнюю кромку. “Обзорная зона” задается как прозрачная зона переднего стекла, доступная для водителя и/или пассажира. Покрытие имеет верхнюю кромку за или вблизи верхней кромки обзорной зоны, и нижнюю кромку ниже или вблизи нижней кромки обзорной зоны. Верхняя электрическая шина находится вблизи верхней кромки покрытия, а нижняя электрическая шина – вблизи нижней кромки покрытия, при этом электрические шины находятся вне обзорной зоны. Нижняя кромка покрытия расположена на большем расстоянии от нижней кромки обзорной зоны, чем нижняя электрическая шина, и верхняя кромка покрытия расположена на большем расстоянии от верхней кромки обзорной зоны, чем верхняя электрическая шина.

Согласно еще одному варианту выполнения изобретения электрические шины и вводы образуют продолжение друг друга и выполнены оба из металлической фольги. Электрические шины приклеены к пластмассовому промежуточному слою переднего стекла, и вводы проходят за кромку переднего стекла для обеспечения наружного электрического доступа к электрическим шинам. Система воздушных барьеров типа, раскрытого в заявке на патент США, с той же датой подачи, предусмотрена вокруг вводов для предотвращения попадания воздуха между вводом и стеклянным листом, имеющим проводящее покрытие, после стадии герметизации и во время автоклавной обработки.

Изобретение дополнительно относится к способу изготовления слоистого материала.

Краткое описание чертежей

На чертежах изображено:

фиг.1 – автомобильное слоистое переднее стекло, включающее признаки изобретения и имеющее части, удаленные для ясности на виде сверху;

фиг.2 – подсистема переднего стекла, согласно фиг.1, показывающая взаимосвязь электрических шин и покрытия, согласно изобретению, на виде сверху;

фиг.3 – композитный материал с промежуточным слоем, имеющий части, удаленные для ясности, который можно использовать при реализации на практике изобретения, на виде сверху;

фиг.4 – разрез по линиям 4-4 на фиг.3;

фиг.5 – узел ввода, показанный на фиг.3, который можно использовать при реализации на практике изобретения, на виде сбоку.

Осуществление изобретения

Используемые в описании пространственные или определяющие направление понятия, такие как “внутренний”, “наружный”, “левый”, “правый”, “верхний”, “нижний”, “горизонтальный”, “вертикальный” и т.п. относятся к изобретению, как оно показано на фигурах. Однако следует понимать, что изобретение может предполагать различные альтернативные ориентации, и в соответствии с этим данные понятия не следует понимать как имеющие ограничительный характер. Кроме того, все числа, выражающие размеры, физические характеристики и т.д., используемые в описании и формуле изобретения, следует во всех случаях понимать как модифицированные понятием “около”. В соответствии с этим, пока не указано противоположное, числовые величины, указанные в последующем описании и в формуле изобретения, могут изменяться в зависимости от желаемых свойств, получаемых с помощью данного изобретения. И, наконец, но не в качестве попытки ограничения применения доктрины эквивалентов к формуле изобретения, каждый числовой параметр необходимо толковать, по меньшей мере, в свете количества приведенных десятичных знаков и применения обычных правил округления. Кроме того, все указанные диапазоны следует понимать как включающие любые и все поддиапазоны, содержащиеся в них. Например, указанный диапазон “от 1 до 10” следует понимать как включающий в себя любые и все поддиапазоны между (и включая их) минимальной величиной 1 и максимальной величиной 10; то есть все поддиапазоны, начинающиеся с минимальной величины 1 или более, например от 1 до 6,3, и заканчивающиеся максимальной величиной 10 или менее, например от 5,5 до 10. Кроме того, используемые понятия “осажденный на”, “нанесенный на” или “предусмотренный на” означают осаждение, нанесение или предусмотрение на поверхности, но не обязательно в непосредственном контакте с поверхностью. Например, материал, осажденный на подложку, не исключает присутствия одного или более других материалов того же или другого состава, расположенных между осажденным материалом и подложкой.

В последующем описании изобретение будет представлено для использования в прозрачных элементах транспортных средств; однако следует понимать, что изобретение этим не ограничивается и его можно применять в любом элементе, чувствительным к стимуляции. Например, но, не ограничивая изобретение, элемент может быть электрически проводящим элементом, который генерирует тепло при прохождении через элемент электрического тока, или чувствительным к теплу или электричеству покрытием, которое изменяет коэффициент пропускания после нагревания или пропускания электрического тока. Типы элементов, которые можно использовать при практической реализации изобретения, но не ограничивающие изобретение, описаны в патентах США №№4401609, 5040411 и 5066111 и в заявке на патент США №09/738 306, поданной 15 декабря 2000 на имя Chia Cheng Lin и др., с названием “Система безопасности, включающая электрохроматические прозрачные элементы” и в заявке на патент США №09/591572, поданной 9 июня 2000 на имя С.В.Greenberg, с названием “Электрохроматические элементы”, полное содержание которых включается в данное описание.

Кроме того, изобретение можно применять на практике для монолитных листов и/или слоистых листов типа, используемого для прозрачных элементов транспортных средств, различных остекленных окон для жилых домов и коммерческих зданий, например типа, раскрытого в патенте США №3629554, и/или дверях холодильников, имеющих обзорную зону. Кроме того, изобретение можно применять на практике с элементом на любом типе электрически изолирующего материала, который не ухудшается при температурах, достигаемых проводящим элементом. Типы материалов, которые можно использовать при реализации изобретения, включают, но не ограничиваясь этим, древесину, пластмассу, любой тип стекла, например натриево-кальциево-силикатное стекло, боросиликатное стекло, узорчатое стекло, прозрачное стекло и окрашенные стекла, отражательные стекла и их комбинации. Например, но не ограничивая изобретения, стеклянные листы могут быть типа, раскрытого в патентах США №№5030592, 5340886 и 5593929, полное содержание которых включается в данное описание. Стеклянные листы могут быть отпущенными, закаленными или упрочненными нагревом.

В последующем описании прозрачный элемент транспортного средства является автомобильным передним стеклом; однако изобретение не ограничивается этим, и он может быть любым типом прозрачного элемента транспортного средства, таким как, но не ограничиваясь этим, автомобильное боковое окно, например, типа, раскрытого в заявке на Европейский патент №00936375.5, полное содержание которой включается в данное описание, прозрачной крышей или задним стеклом. Кроме того, прозрачный элемент может быть предназначен для любого типа транспортных средств, таки как, но не ограничиваясь этим, сухопутные автомобили, такие как, но не ограничиваясь этим, грузовые автомобили, легковые автомобили, мотоциклы, и/или поезда, воздушные и/или космические транспортные средства, или надводные, и/или подводные транспортные средства.

Описание изобретения приводится применительно к изготовлению слоистого переднего стекла с использованием композитного материала с промежуточным слоем и способа ламинирования, раскрытых в заявке на патент США, поданной с той же датой на имя Bruce Bartrug, Allen R.Hawk, Robert N.Pinchok и James Schwartz с названием “Герметизация кромок слоистого прозрачного элемента”. Следует понимать, что изобретение не ограничивается этим.

На фиг.1 показано автомобильное переднее стекло 10, включающее признаки изобретения. Переднее стекло 10 включает пару стеклянных листов или заготовок 12 и 14, и электрически проводящий элемент 16 на внутренней поверхности одного из стеклянных листов, например, на внутренней поверхности внутреннего листа 14, называемой также поверхностью №3 слоистого переднего стекла. Лист или слой 18 композитного материала 20 с промежуточным слоем типа, раскрытого в заявке на патент США, поданной с той же датой, ламинируют вместе со стеклянными листами 12 и 14. Верхняя электрическая шина 23 и нижняя электрическая шина 24, показанные на фиг.1 и включающие признаки изобретения, расположены на расстоянии друг от друга и между стеклянным листом 14 и промежуточным листом 18. Электрический ток проходит между листами 12 и 14 к электрическим шинам указанным ниже образом и через проводящий элемент 16 для нагревания наружной и внутренней поверхностей переднего стекла 10 за счет теплопроводности с целью удаления тумана, льда и/или снега. Хотя изобретение не ограничивается этим, электрический проводящий элемент 16 обычно находится на или со стороны наружной поверхности внутреннего листа (поверхность №3 слоистого переднего стекла) при установке переднего стекла в автомобиле.

Как понятно для специалистов в данной области техники, изобретение не ограничивается типом проводящего элемента 16, используемого при реализации изобретения. В частности, электрически проводящий элемент 16 может быть множеством расположенных на расстоянии друг от друга проводящих элементов, таких как провода, например, как описано в патенте США №5182431, полосами проводящего покрытия; множеством отдельных расположенных на расстоянии друг от друга зон проводящего покрытия, или же непрерывным проводящим покрытием типа, описанного в патенте США №4820902, полное содержание которых включается в данное описание. При реализации изобретения, но без ограничения изобретения, проводящий элемент является непрерывным покрытием, имеющим две металлические пленки, обычно отражающие инфракрасное излучение пленки, например, из серебра, разделенные диэлектрическими слоями, которые могут включать пленку оксида цинко-оловянного сплава и, не обязательно, пленку оксида цинка. Покрытие относится к типу, раскрытому в заявке на Европейский патент №00936909.4, полное содержание которой включается в данное описание.

Для облегчения описания и понимания изобретения на фиг.2 показано взаимодействие друг с другом электрических шин 23 и 24, проводящего покрытия 16 и поверхности стеклянного листа 14, имеющего покрытие 16. Покрытие 16 заканчивается вблизи периферийных кромок или периферии стеклянного листа, на который оно нанесено, например, вблизи периферийных кромок 25 листа 14, как показано на фиг.2, для обеспечения непокрытой зоны или непроводящей полосы 26 между периметром 27 проводящего покрытия 16 и периферийной кромкой 25 листа 14. Это может быть осуществлено посредством покрытия всей поверхности листа и снятия покрытия, например, как раскрыто в патенте США №4587769, или с использованием маски во время напыления, например, как раскрыто в патенте США №5492750, для создания непокрытой полосы 26. Содержание патентов США №№4587769 и 5492750 включается в данное описание.

Периметр 27 покрытия 16 обычно расположен на расстоянии от кромок 25 стеклянного листа 14 для создания непроводящей полосы 26 с целью обеспечения приемлемой герметизации кромки по периферии переднего стекла 10 во время процесса герметизации кромки и ламинирования. Однако, как понятно и соответствует идее изобретения, наличие непроводящей полосы обеспечивает зону, в которую проходят концевые части электрических шин.

Верхняя электрическая шина 23, нижняя электрическая шина 24 и непокрытая полоса 26 имеют взаимосвязь, которая включает признаки изобретения, с целью минимизации, если не исключения, мест перегрева на концевых частях электрических шин. Используемое понятие “места перегрева” являются зонами электрической шины, которые имеют температуру, превышающую температуру смежных частей электрической шины в результате прохождения через зону большего тока, чем через смежные части электрической шины. Хотя не ограничивая изобретения, интересующие параметры предпочтительного варианта выполнения изобретения включают: (1) положение концов электрической шины относительно периметра проводящего элемента, в данном не ограничивающем изобретения варианте выполнения проводящего покрытия 16, (2) расстояние между электрическими шинами и (3) изменение горизонтального расстояния между сторонами проводящего покрытия между электрическими шинами.

Что касается положения концов электрической шины относительно периметра проводящего покрытия, то, как показано на фиг.2, концевые части 28 и 29 верхней электрической шины 23 и концевые части 30 и 31 нижней электрической шины 24 проходят за периметр 27 проводящего покрытия 16 в непроводящую полосу 26, при этом концы электрической шины предпочтительно заканчиваются вблизи периферии 25 листа 14. Посредством изучения инфракрасных фотографий было установлено, что при концах электрической шины, заканчивающихся вблизи периметра проводящего покрытия при сохранении остальных параметров постоянными, наблюдаются места перегрева у концевых частей электрической шины. При увеличении расстояния между концом электрической шины и периметром, увеличивается размер и температура мест перегрева, и наоборот.

Прохождение концов электрических шин в непроводящую полосу 26 при одновременном сохранении остальных параметров постоянными, уменьшает температуру и/или площадь мест перегрева по сравнению с концами электрических шин, заканчивающимися вблизи периметра покрытия. Считается, что места перегрева являются результатом того, что больший электрический ток проходит через концевые части электрических шин с нагреванием окружающей зоны проводящего элемента между концевыми частями электрической шины и периметром покрытия. На основе вышесказанного можно ожидать, что точное выравнивание концов электрической шины с периметром проводящего покрытия при сохранении остальных параметров постоянными, приведет к уменьшению распределения тока у концевых частей электрических шин по сравнению с концами электрической шины, которые заканчиваются вблизи периметра покрытия.

Хотя ожидается минимизация мест перегрева при точном выравнивании концов электрических шин с периметром проводящего элемента, из-за трудностей создания условий постоянного выравнивания концов электрических шин с периметром проводящего покрытия, при реализации изобретения предпочтительно иметь концы электрических шин проходящими в непроводящую полосу 26. Длина концевых частей 28, 29, 30 и 31 электрических шин 23 и 24, проходящая в непроводящую полосу 26, не ограничивает изобретения. Пока концы электрических шин проходят за периметр покрытия, температура и площадь мест перегрева уменьшается по сравнению с местами перегрева у концевых частей электрических шин, заканчивающихся вблизи периметра проводящего элемента. При реализации изобретения предпочтительно иметь концы электрических шин заканчивающимися вблизи периферийной кромки слоистого материала для исключения короткого замыкания электрической шины при установке переднего стекла в отверстие корпуса автомобиля.

Рассмотрим расстояние между электрическими шинами 23 и 24. Как показано на фиг.2, верхняя и нижняя кромки 17 стеклянного листа 14 и переднего стекла 10, показанного на фиг.1, обычно имеют радиус закругления. Верхняя кромка заготовок или листов 12 и 14 имеет меньший радиус и меньшую длину, чем нижняя кромка листов 12 и 14, что является нормальной конфигурацией для листов, используемых для изготовления передних стекол. Конфигурация периметра проводящего элемента обычно имеет ту же или аналогичную периферийную конфигурацию, что и лист для нагревания обзорной зоны переднего стекла. При соответствии, в целом, верхней электрической шины 23 форме верхней кромки проводящего покрытия, а нижней электрической шины 24 – форме нижней кромки проводящего элемента, как показано на фиг.2, длина нижней электрической шины 24 больше длины верхней электрической шины 23. При увеличении разницы длины электрических шин площадь проводящего покрытия, подлежащая нагревания нижней электрической шиной, увеличивается. Результатом этой разницы является то, что через концевые части нижней электрической шины проходит больше электрического тока для нагревания большей площади проводящего элемента 16, что приводит к увеличению температуры у концевых частей нижней электрической шины.

Одним решением проблемы является обеспечение прямоугольной формы проводящего элемента. Однако, поскольку переднее стекло не имеет прямоугольной формы, то значительно большая часть внизу переднего стекла (где обычно собирается снег и лед) не будет нагреваться. При реализации изобретения решением этой проблемы является уменьшение пространства между электрическими шинами. Например, но не ограничивая изобретения, электрическая шина 23 находится на расстоянии от верхней кромки проводящего элемента 16, а нижняя электрическая шина 24 находится на расстоянии от нижней кромки проводящего элемента для уменьшения площади проводящего элемента между электрическими шинами. Таким образом, уменьшается площадь, подлежащая нагреванию нижней электрической шиной. Изобретение не ограничивается расстоянием между электрической шиной и смежной стороной проводящего элемента; однако при реализации изобретения предпочтительно сохранять электрические шины вне обзорной зоны переднего стекла.

Рассмотрим изменение расстояния между вертикальными сторонами или кромками проводящего покрытия 16 между электрическими шинами 23 и 24. При реализации изобретения предпочтительно, чтобы никакая часть вертикальных кромок проводящего покрытия 16, как показано на фиг.2, не проходила между электрическими шинами за один или оба конца более длинной электрической шины. Как показано на фиг.2, никакая часть покрытия 16 между электрическими шинами не проходит за нижнюю электрическую шину 24, которая является более длинной из двух электрических шин. Хотя это не ограничивает изобретения, расстояние между вертикальными кромками проводящего покрытия увеличивается с уменьшением расстояния от нижней электрической шины. Части проводящего покрытия между электрическими шинами, которые проходят за конец более длинной электрической шины, приводят к тому, что электрической шине необходимо нагревать большую площадь проводящего покрытия.

Понятно, что изобретение не ограничивается материалом электрических шин. Например, но не ограничивая изобретения, электрические шины могут быть нанесенной с помощью трафаретной печати металлокерамической пастой, нанесенной на покрытие 16, или удлиненным куском металла, например, металлической ткани. Электрические шины предпочтительно изготовлены из металлической фольги, например, золота, серебра, алюминия или меди, чтобы назвать несколько видов металлической фольги, которые можно использовать. При реализации на практике изобретения использовалась медная фольга, поскольку в отличие от золотой фольги или серебряной фольги она является дешевой и в отличие от алюминиевой фольги не вступает в реакцию с большинством современных проводящих материалов. Ширина и толщина медной фольги не ограничивают изобретения, однако она должна иметь достаточные ширину и толщину для прохождения электрического тока с целью нагревания проводящего покрытия 16 для подогрева наружной поверхности переднего стекла. Напряжение и ток, обычно проводимые электрическими шинами для нагревания автомобильного переднего стекла, составляют около 42 В и около 31 А.

В одном не ограничивающем изобретения варианте выполнения толщина медной фольги, используемой при реализации изобретения, составляла 2,8 миллидюйма (0,07 мм). Ширина медной фольги электрической шины 23, имеющей подвод электропитания в центре электрической шины, составляла 0,28 дюйма (7 мм), а ширина медной фольги электрической шины 24, имеющей подвод электропитания, расположенный на стороне электрической шины, составляла 0,56 дюйма (14 мм). Более широкая электрическая шина является предпочтительной, когда используется боковой подвод вместо центрального подвода для обеспечения равномерного прохождения электрического тока по удлиненному пути электрической шины. В частности, электрический ток, проходящий через правую часть металлической фольги электрической шины 24, как показано на фиг.1 и 2, должен проходить более длинное расстояние и имеет большую поверхность проводящего покрытия для прохождения, чем длина электрической шины 23 на каждой стороне своего соответствующего ввода. Поэтому электрическая шина 24 должна иметь большую площадь поперечного сечения, чем электрическая шина 23. Поскольку электрические шины разной толщины могут вызывать трудности при ламинировании, то предпочтительно, но не ограничивая изобретения, иметь электрические шины одинаковой толщины и увеличивать ширину электрической шины для увеличения ее площади поперечного сечения. Длина электрических шин не ограничивает изобретения; однако длина должна быть достаточной для прохождения в непроводящую полосу 26 и, как указывалось выше, предпочтительно заканчиваться вблизи периферии листа 14. Хотя это не ограничивает изобретения, при реализации изобретения ввод 40 был продолжением соответствующей электрической шины, т.е. продолжением медной фольги. Понятно, что ввод может быть нитью, проводом, или отдельными кусками фольги, не являющимися продолжением соответствующей электрической шины.

Понятно, что место выхода вводов 40 из слоистого материала не ограничивает изобретения. Например, оба ввода 40 могут выходить на одной и той же стороне переднего стекла, как раскрыто в патенте США №5213828, полное содержание которого включается в данное описание. Вводы могут выходить из противоположных сторон, как показано на фиг.1 и 2, или же вводы могут выходить в одном и том же месте на соответствующей стороне переднего стекла, или из разных мест на соответствующей стороне переднего стекла, как показано на фиг.1 и 2.

При практической реализации изобретения напыленное отражающее инфракрасное излучение покрытие было нанесено на поверхность плоского куска стекла. Маска, например, типа, описанного в патенте США №5492750, была расположена на куске стекла для обеспечения маргинальной краевой части, т.е. не проводящей полосы 26, после отрезания листа от куска. Покрытый лист имел покрытие, заканчивающееся 16 мм от периферийной кромки листа для создания непокрытой зоны 26, показанной на фиг.1. Покрытие имеет в целом форму трапеции с большей длиной внизу листа 14, как показано на фиг.1. Ширина покрытия в целом увеличивается от верхней кромки к нижней кромке, как показано на фиг.1. Поскольку процесс напыления и напыленное покрытие не ограничивают изобретения и хорошо известны в уровне техники, то описание процесса напыления и покрытия не приводится.

Покрытый лист 14 был размещен над другим стеклянным листом 12, имеющим черную ленту, нанесенную способом трафаретной печати керамической пастой на маргинальной кромке листа 12 для обеспечения защиты от ультрафиолетового излучения подстилающего клея, фиксирующего переднее стекло в корпусе автомобиля. Лист 14, имеющий проводящее покрытие 16, и лист 12, имеющий черную ленту на маргинальной кромке, были сформированы и подвергнуты отжигу. Поскольку процесс формирования и отжига заготовок для передних стекол автомобилей хорошо известен из уровня техники и не ограничивает изобретения, то описание процессов не приводится.

Как показано на фиг.3 и 4, композиционный материал 20 с промежуточным слоем типа, раскрытого в заявке на патент США, поданной с той же датой, использовался для ламинирования вместе стеклянных листов и электрических шин; однако понятно, что изобретение этим не ограничивается. Композиционный материал 20 с промежуточным слоем имеет лист 18 PVB, имеющий толщину 30 миллидюймов (0,76 мм) и площадь поверхности и конфигурацию для наложения и покрытия поверхности листа 14. Электрические шины имеют длину, достаточную для прохождения по проводящему покрытию 16, при этом каждая концевая часть электрических шин длиной 0,25 дюйма (6 мм) проходит в непроводящую полосу 26 листа 14. Верхняя электрическая шина 23 и ее соответствующий вывод 40 были расположены в продолжение друг друга и имели толщину 2,8 миллидюйма (0,07 мм). Верхняя электрическая шина имела ширину 0,28 дюйма (7 мм), а ее соответствующий ввод имел ширину 0,56 дюйма (14 мм); ввод проходит приблизительно от центральной части электрической шины 23, как показано на фиг.1 и 2. Нижняя электрическая шина 24 и ее соответствующий ввод 40 были расположены в продолжение друг друга и имели толщину 2,8 миллидюйма (0,07 мм). Нижняя электрическая шина и ее соответствующий ввод имели ширину 0,56 дюйма (14 мм), при этом ввод проходит от левой боковой части электрической шины, как показано на фиг.1 и 2.

Каждый из вводов имеет достаточную длину для прохождения на 1-1,5 дюйма (2,54-3,81 см) от кромки переднего стекла. Медная фольга была закреплена на поверхности листа 18 с помощью склеивающегося при надавливании клея 43, имеющего толщину 1 миллидюйм (0,0254 мм) и ширину, аналогичную ширине соответствующей электрической шины из медной фольги. Склеивающийся при надавливании клей 43 проходит вдоль части поверхности ввода 40, проходящего за переднее стекло 10. Электрические шины проходят в основном параллельно друг другу на расстоянии 36,5 дюймов (92,7 см). Склеивающийся при надавливании клей был типа, продаваемого фирмой 3М Corporation.

Вокруг каждого из вводов 40 был расположен рукав 42 для электрической изоляции частей ввода и защиты ввода от механических повреждений. Рукав включает два куска полиамида типа, продаваемого фирмой Dupont Chemical Co. под торговой маркой KAPTON. Каждый кусок имеет толщину 0,5 миллидюйма (0,127 мм), ширину 0,8 дюйма (20 мм) и длину 0,8 дюйма (20 мм). Один кусок полиамида был расположен вокруг нижней поверхности каждого ввода 40 и удерживался слоем 43 клея. Другой кусок полиамида был закреплен на верхней поверхности каждого ввода посредством создания слоя 46 склеивающегося при надавливании клея, аналогичного клею слоя 43. Куски прижимали друг к другу для протекания клея вокруг боковых поверхностей ввода и склеивания кусков полиамида друг с другом с образованием рукава. Слой 48 термореактивного клея №1500В100 (R/FLEX), поставляемого фирмой Roger Corporation of Connecticut и приобретенного у фирмы Fralock Company of California, был нанесен на наружную поверхность защитного рукава, противоположную листу 18, как показано на фиг.3 и 4. Термореактивный клей имел толщину 1 миллидюйм (0,025 мм) и ширину и длину, достаточные для покрытия части рукава, подлежащей расположению между стеклянными листами.

Композиционный материал 20 с промежуточным слоем был расположен на сформированном листе 14, при этом электрические шины находились в электрическом контакте с покрытием 16. Вакуумное кольцо, которое обычно используется при изготовлении слоистых передних стекол, было расположено над периферией узла (при этом композиционный материал 20 с промежуточным слоем был расположен между стеклянными заготовками 12 и 14, как указывалось выше), было создано разряжение около 20-28 дюймов (500-700 мм) ртутного столбы, и узел переднего стекла с приложенным разряжением был размещен в печи с температурой 260°F (126,7°С) на 15 минут для нагревания узла до температуры 225°F (127,2°С). Во время нахождения узла переднего стекла в печи постоянно поддерживалось разряжение для отсасывания воздуха между заготовками. Нагревание и вакуум привели к герметизации маргинальных кромок узла переднего стекла. После этого узел переднего стекла с герметизированными кромками был помещен в воздушный автоклав и ламинирован. Поскольку процесс герметизации кромок и процесс автоклавной обработки, используемые при изготовлении слоистых автомобильных передних стекол, хорошо известны из уровня техники и не ограничивают изобретения, то их подробное описание не приводится.

Как понятно для специалистов в области техники ламинирования, герметизация кромок узла и ламинирование узла с герметизированными кромками не ограничивают изобретения. Например, предварительный узел можно подвергать герметизации с использованием прижимных роликов или посредством обтачивания узла, а узел с герметизованными кромками можно ламинировать с помощью масляной автоклавной обработки.

Понятно, что наружная поверхность переднего стекла может быть снабжена фотокаталитическим покрытием для удерживания поверхности чистой, таким как раскрыто в патенте США №6027766, или гидрофобным покрытием типа, продаваемого фирмой PPG Industries, Inc. под торговой маркой AQUAPEL и раскрытого в патенте США 5523162, при этом содержание обоих патентов включается в данное описание.

Понятно, что изобретение не ограничивается приведенным выше лишь с целью иллюстрации примером. Подробно описанные частные варианты выполнения также служат лишь целям иллюстрации и не ограничивают объема изобретения, который задан во всей широте прилагаемой формулой изобретения и всеми ее эквивалентами.

Формула изобретения

1. Нагреваемое изделие, содержащее подложку с основной поверхностью и периферийными краями, расположенный на основной поверхности подложки электропроводный элемент, участки периметра которого находятся на заданном расстоянии от периферийных краев подложки с образованием, по меньшей мере, одной непроводящей полосы, и пару электрических шин, контактирующих с электропроводным элементом, отличающееся тем, что каждая из электрических шин имеет пару противоположных концов и непрерывно пролегает между ними, при этом, по меньшей мере, один конец, по меньшей мере, одной из электрических шин выходит за периметр электропроводного элемента, по меньшей мере, в одну непроводящую полосу.

2. Изделие по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна непроводящая полоса проходит вокруг периметра электропроводного элемента, а каждый из концов каждой из электрических шин выходит за периметр электропроводного элемента в непроводящую полосу и заканчивается вблизи периферийного края подложки.

3. Изделие по п.2, отличающееся тем, что электропроводный элемент представляет собой множество расположенных на расстоянии друг от друга проводящих полос, образованных проволокой, или металлической фольгой, или проводящей пленкой и проходящих между расположенными на расстоянии друг от друга электрическими шинами.

4. Изделие по п.2, отличающееся тем, что электропроводный элемент выполнен в виде электропроводного покрытия.

5. Изделие по п.4, отличающееся тем, что электрические шины имеют различную длину, а покрытие является непрерывным и имеет верхнюю, нижнюю, правую и левую стороны, при этом одна электрическая шина проходит вдоль верхней стороны покрытия, другая электрическая шина проходит вдоль нижней стороны покрытия, а участки покрытия, расположенные между электрическими шинами, не выходят за концы более длинной электрической шины.

6. Изделие по п.1, отличающееся тем, что оно является листом продукта, выбранного из группы, состоящей из окон для жилых домов, окон конструкционного типа, окон для транспортных средств, окон для дверей холодильников и их комбинаций.

7. Изделие по п.1, отличающееся тем, что проводящий элемент выполнен с возможностью изменения коэффициента пропускания в зависимости от электрического воздействия.

8. Автомобильный прозрачный нагреваемый элемент, содержащий стеклянную подложку с основной поверхностью и периферийными краями, расположенный на основной поверхности подложки электропроводный элемент, периметр которого находится на расстоянии от периферийных краев подложки, и пару электрических шин, контактирующих с электропроводным элементом, отличающийся тем, что каждая из электрических шин имеет пару противоположных концов и непрерывно пролегает между ними, при этом, по меньшей мере, один конец, по меньшей мере, одной из электрических шин выходит за периметр электропроводного элемента, по меньшей мере, в одну непроводящую полосу.

9. Нагреваемый элемент по п.8, отличающийся тем, что электропроводный элемент выполнен в виде электропроводного покрытия.

10. Нагреваемый элемент по п.9, отличающийся тем, что каждый из концов каждой из электрических шин выходит за периметр электропроводного покрытия и заканчивается вблизи периферийного края подложки.

11. Нагреваемый элемент по п.10, отличающийся тем, что электрические шины имеют различную длину, а покрытие имеет верхнюю, нижнюю, правую и левую стороны, при этом одна электрическая шина проходит вдоль верхней стороны покрытия, другая электрическая шина проходит вдоль нижней стороны покрытия, а участки покрытия, расположенные между электрическими шинами, не выходят за концы электрических шин.

12. Автомобильный многослойный прозрачный нагреваемый элемент, содержащий первый стеклянный лист с основной поверхностью и периферийными краями, расположенный на первом листе электропроводный элемент, участки периметра которого находятся на заданном расстоянии от периферийных краев первого листа с образованием непроводящей полосы, пару электрических шин, контактирующих с электропроводным элементом, второй стеклянный лист поверх электропроводного элемента и электрических шин и пластмассовый лист, размещенный между первым и вторым стеклянными листами и склеенный с частями первого и второго стеклянных листов с образованием прозрачного элемента, отличающийся тем, что каждая из электрических шин имеет пару противоположных концов, при этом, по меньшей мере, один из концов одной из электрических шин выходит за периметр электропроводного элемента и заканчивается вблизи периферийного края первого листа.

13. Нагреваемый элемент по п.12, отличающийся тем, что электропроводный элемент представляет собой множество расположенных на расстоянии друг от друга проводящих полос, образованных проволокой, или металлической фольгой, или проводящей пленкой и проходящих между расположенными на расстоянии друг от друга электрическими шинами.

14. Нагреваемый элемент по п.12, отличающийся тем, что непроводящая полоса проходит вокруг периметра электропроводного элемента, а каждый из концов каждой из электрических шин выходит за периметр электропроводного элемента в непроводящую полосу и заканчивается вблизи периферийного края подложки.

15. Нагреваемый элемент по п.14, отличающийся тем, что электропроводный элемент выполнен в виде электроводного покрытия.

16. Нагреваемый элемент по п.15, отличающийся тем, что электрические шины имеют различную длину, а покрытие имеет верхнюю, нижнюю, правую и левую стороны, при этом одна электрическая шина проходит вдоль верхней стороны покрытия, другая электрическая шина проходит вдоль нижней стороны покрытия, а участки покрытия, расположенные между электрическими шинами, не выходят за концы более длинной электрической шины.

17. Нагреваемый элемент по п.15, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пару электропроводных вводов, при этом один конец одного ввода находится в контакте с одной из электрических шин и выходит за периметр первого стеклянного листа для обеспечения внешнего электрического доступа к одной из электрических шин, а один конец другого ввода находится в контакте с другой электрической шиной и выходит за периметр первого стеклянного листа для обеспечения внешнего электрического доступа к другой электрической шине.

18. Нагреваемый элемент по п.15, отличающийся тем, что каждая из электрических шин выполнена в виде обожженной металлокерамической массы.

19. Нагреваемый элемент по п.15, отличающийся тем, что каждая из электрических шин выполнена из металлической фольги.

20. Нагреваемый элемент по п.17, отличающийся тем, что каждая из электрических шин и их соответствующий ввод являются продолжением друг друга и выполнены в виде металлической фольги.

21. Нагреваемый элемент по п.20, отличающийся тем, что толщина электрической шины и ее соответствующего ввода является, по существу, постоянной вдоль их длины.

22. Нагреваемый элемент по п.21, отличающийся тем, что металлическая фольга является медной.

23. Нагреваемый элемент по п.22, отличающийся тем, что он представляет собой автомобильное многослойное ветровое стекло.

24. Нагреваемый элемент по п.22, отличающийся тем, что он представляет собой автомобильное многослойное боковое стекло.

25. Нагреваемый элемент по п.22, отличающийся тем, что он представляет собой автомобильное многослойное заднее стекло.

26. Нагреваемый элемент по п.22, отличающийся тем, что он представляет собой автомобильное многослойное окно в крыше.

27. Нагреваемый элемент по п.20, отличающийся тем, что электрические шины имеют различную длину, а покрытие имеет верхнюю, нижнюю, правую и левую стороны, при этом одна электрическая шина проходит вдоль верхней стороны, а другая электрическая шина проходит вдоль нижней стороны, а части покрытия между электрическими шинами не выходят за концы более длинной электрической шины.

28. Нагреваемый элемент по п.27, отличающийся тем, что он представляет собой автомобильное многослойное ветровое стекло с обзорной зоной, имеющей верхнюю и нижнюю кромки, и покрытие с верхней кромкой вблизи верхней кромки обзорной зоны и нижней кромкой вблизи нижней кромки обзорной зоны, при этом одна из электрических шин находится вблизи верхней кромки покрытия, а другая электрическая шина находится вблизи нижней кромки покрытия, причем нижняя кромка покрытия находится на большем расстоянии от нижней кромки обзорной зоны, чем электрическая шина, находящаяся вблизи нижней кромки покрытия, а верхняя кромка покрытия находится на большем расстоянии от верхней кромки обзорной зоны, чем электрическая шина, находящаяся вблизи верхней кромки покрытия.

29. Способ изготовления нагреваемой подложки, включающий подготовку листа, нанесение на лист электропроводного элемента, периметр которого расположен на расстоянии от периферии листа с образованием непроводящей полосы, и нанесение на электропроводный элемент пары расположенных на расстоянии друг от друга электрических шин, отличающийся тем, что каждая из электрических шин имеет противоположные концы и непрерывно пролегает между ними, при этом концы каждой шины выходят за периметр электропроводного элемента, по меньшей мере, в одну непроводящую полосу.

30. Способ по п.29, отличающийся тем, что подложка является автомобильным прозрачным элементом, лист является первым стеклянным листом, а проводящий элемент является проводящим покрытием, при этом каждую из электрических шин снабжают вводом, выходящим за периферию первого листа, поверх проводящего покрытия и электрических шин располагают пластмассовый лист, поверх пластмассового листа располагают второй стеклянный лист и ламинируют друг с другом первый и второй стеклянные листы.

РИСУНКИ