在其表面的一部分上加热的用于轻型飞行器的层压窗玻璃的制作方法

在其表面的一部分上加热的用于轻型飞行器的层压窗玻璃
1.本发明涉及一种用于加热基于塑料的大型直升机窗玻璃的视区的解决方案。
2.直升机窗玻璃可以配备有集成加热解决方案，以防止在恶劣的飞行条件下出现冰或雾。加热解决方案是在窗玻璃内部通过焦耳效应提供的。因此，这些窗玻璃必须由数种材料组成，以便在后者中插入电阻元件，这些电阻元件由足够细的丝材构成，以允许良好的光传输，或者由透明或半透明的导电层构成。
3.此外，直升机窗玻璃的目标是提供最小质量，其尺寸由使用条件包络(envelope des conditions)中的刚度要求(应变或振动的控制)或抗鸟冲击性的要求确定。
4.最后，直升机窗玻璃特别容易受到小石子的冲击，例如，这些小石子会因叶片引起的空气动力湍流而悬浮在空中，然后在被叶片撞击后以高速投射到窗玻璃上。
5.直升机上抵御鸟击的首选材料是塑料(有机聚合物材料)，例如聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)或热塑性聚氨酯(tpu)。
6.对于非加热窗玻璃，可以使用非层压解决方案。这时可以考虑使用如pc的材料，它可以提供优异的抗鸟击性，或者如pmma，它更好地老化并且更硬。
7.这些塑料还与具有复杂形状(低曲率半径、不可展开形状)的大尺寸窗玻璃兼容。
8.然而，这些具有单个塑料片材的设计不允许集成加热系统。
9.通过层压两个塑料片材，可以集成加热丝网络。然而，对于塑料窗玻璃而言，加热丝技术会导致严重的光学问题，因为在每根丝周围会产生温度梯度，因此会产生光学指数梯度，从而产生光学透镜。
10.此外，细丝经受降低其寿命的机械疲劳。
11.最后，细丝网络会导致光的衍射和反射，给飞行员带来麻烦。
12.直升机防冰功能所需的比功率很难与导电层兼容。最耐用的解决方案可能是基于黄金的。然而，对于40w/dm
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的比功率，这些解决方案的可靠性仍然很低。此外，金层是彩色的。在加热区的复杂形状的情况下，这可能会导致在窗玻璃上的光透射变化，这对飞行员来说很麻烦。
13.玻璃片材的使用这时有助于与沉积更有效的ito类型导电层(颜色中性，与高比功率兼容，高透光率，与复杂的加热区形状兼容)兼容。在使用丝系统的情况下，通过将它们与玻璃接触，也可以减少光学缺陷。
14.然而，玻璃易被小石头损坏，这要求很大的厚度，这对玻璃的质量不利。此外，由具有小曲率半径和高度不可展形状的玻璃制成的大窗玻璃的生产是工业上未解决的问题。
15.为了克服这些缺点，本发明的主题是一种轻型飞行器层压窗玻璃，其至少由以下材料构成：-覆盖整个窗玻璃表面的结构性透明塑料片材，-覆盖整个窗玻璃表面的保护用透明塑料片材，-粘合所述结构性片材和保护用片材的“中间层”粘合剂，-用具有加热功能的导电层覆盖的玻璃，该玻璃被包含在粘合剂中，并覆盖最多等于66%的窗玻璃表面的一部分，包括主视区。
16.提出生产一种层压窗玻璃，在其整个表面上由“结构”塑料片和保护用塑料片材组成，它们通过“中间”柔性塑料材料粘合在一起。这时，加热功能由覆盖有透明导电层的薄玻璃提供，该薄玻璃位于覆盖该优先视区的在窗玻璃的缩小区域中的中间层材料内。
17.加热玻璃的表面积的减小(相对于窗玻璃的表面积)这时允许简化其制造。此外，由于仅限于主视区，避免覆盖具有高曲率的顶部和底部区域。
18.主视区被理解为是指必须除冰以允许在结冰飞行条件下使用该设备的区域。
19.通过本发明：-可以对玻璃进行加热，这允许使用具有良好光学性能的透明导电层；-由于玻璃不暴露于小石子，它可以是薄的，这允许获得合理的玻璃重量；-由玻璃覆盖的区域受到限制，这允许大大降低玻璃制造的复杂性；这也限制了窗玻璃的重量；-加热系统被封装在塑料窗玻璃中，这降低了与水分渗透和周边发生分层相关的风险。
20.优选地，结构性和保护用塑料片材由聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、聚氨酯(pu)、聚酯、单独的或它们中的几种的组合、混合物、合金或共聚物构成。
21.优选地，粘合剂由热塑性聚氨酯(tpu)、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)或乙烯-醋酸乙烯酯(eva)单独的或它们中的几种的组合、混合物、合金或共聚物构成。
22.优选地，结构性塑料片材的厚度在4-9mm之间。
23.根据本发明的一个实施方案，结构性塑料片材是相同或不同材料的层压体。
24.优选地，保护用片材的厚度为0.5-4mm，优选1-1.5mm。
25.优选地，粘合剂中间粘合层的厚度为1.5-4mm。
26.优选地，结构性和保护用塑料片材的总厚度为4-9mm。这时层压窗玻璃的重量被控制并足以满足对于直升机窗玻璃所要求的机械要求。
27.优选地，层压窗玻璃的两个外部面中的至少一个具有至少一种疏水(例如氟硅烷)、亲水、耐磨(例如聚硅氧烷)或电耗散器类型的功能化。
28.优选地，玻璃的厚度为0.5-1.2mm，优选为0.5-0.7mm。
29.优选地，玻璃是经过化学增强的钠钙、硼硅酸盐或铝硅酸盐的类型。
30.根据本发明的两种变型，导电层位于玻璃朝向保护用塑料片材或朝向结构性塑料片材的面上。
31.优选地，导电层为透明掺杂金属氧化物(优选锡掺杂氧化铟或ito(铟锡氧化物))、金属(优选银或金)或干涉金属(优选银)类型。
32.优选地，玻璃的表面被限于主视区(增加至少等于10mm的宽度)，优选地，在其周边增加10-200mm的主视区。
33.优选地，层压窗玻璃适用于直接用螺栓固定到车辆上或粘接到用螺栓固定到车辆上的框架上或粘接到车辆上。
34.优选地，车辆/窗玻璃的机械连接仅在结构性塑料片材上或在结构性塑料片材+保护用塑料片材层压体上进行。
35.本发明的另一个主题是如上所述的层压窗玻璃作为防冰窗玻璃的第一应用，其中保护用塑料片材旨在朝向外部大气定向。本技术的第一个目的是管理能够在与外部大气接
触的窗玻璃表面上形成的冰。
36.本发明的最后一个主题包括如上所述的层压窗玻璃作为防雾窗玻璃的第二应用，其中保护用塑料片材旨在朝向车辆内部定向。本技术的第一个目的是管理能够在与车辆内部接触的窗玻璃表面上形成的雾。
37.在本发明的层压窗玻璃的一些用途中，在一些气候条件下，冰也能够在与车辆内部接触的层压窗玻璃的面上形成。适当地调整导电层的加热功率，以便在上述第一或第二应用之外根据具体情况执行这种冰的管理。
38.尽管这不是本发明的优选变型，但该变型绝不排除将保护用塑料片材粘合在结构性塑料片材的任一侧上，将覆盖有具有加热功能的导电层的玻璃结合在两个中间粘合剂层中的每一个中。
39.本发明现在通过以下对唯一附图的描述来说明：图1示意性地表示根据本发明的直升机加热窗玻璃的截面图。
40.参考图1，直升机窗玻璃在顶部和底部具有最明显的曲率、双曲率和不可展开的几何形状。它由厚度为6mm的pmma结构性片材1与厚度为1.25mm的pmma保护用片材3通过厚度为2.25mm的tpu中间粘合层2进行层压而成。
41.在层压窗玻璃表面的中央部分中，将厚度为0.7mm的化学增强铝硅酸盐玻璃片材4结合到粘合层2中。玻璃片材4在其朝向结构性片材1的面上承载ito加热层。后者允许防止在与外部大气接触的保护用片材3的自由表面上形成冰。注意到玻璃片材4是相对平坦的至非常轻微弯曲，被限制在层压窗玻璃的主视区中，该主要观察区域包括在玻璃片材4上方和分别下方具有不可展开表面的复杂曲率区域。