专利名称：具有光学透明敏感场的板的制作方法
具有光学透明敏感场的板本发明涉及一种具有光学透明敏感场的板，其生产方法及其应用。许多机动车、飞机、直升机和舰船装备有各种各样光学敏感器。光学敏感器的例子是摄像机系统，例如，视频摄像机、夜视摄像机、残余光放大器或被动红外探测器，例如， FLIR(前视红外)。摄像机系统可利用紫外(UV)、可见(VIS)以及红外(IR)波长范围的光。 于是，即便在恶劣天气条件下，例如，黑暗和有雾时，物体、机动车以及人依然可被准确地探测出来。这样的摄像机系统可放在机动车乘客车厢内挡风玻璃后面。于是，甚至在交通中， 它们能提供及时探测灾害情况和障碍物的可能。光学敏感器还有电子测距(EDM)，例如，使用激光测距器的其它领域的应用。这里， 可以确定与其它机动车之间的距离。此种系统被广泛应用于军事应用领域，但在民用方面也有许多可能的应用。凭借对与前方车辆之间距离的测量，也可确定必要的安全距离并大大提高交通安全。追尾的危险，有了自动报警系统便可明显减少。然而，由于其对天气条件或机动车周围气流的敏感性，此种敏感器，无一例外必须由适当板保护起来。敏感器既可安装在机动车内部也可安装在外部，像直升机的热成像摄像机那样。在后一种情况下，敏感器被安装在直升机体外面的可转动外套内。为保证光学敏感器的最佳功能，在这两种选择中，洁净和不起雾的板都是绝对必须的。起雾和结冰显然将干扰功能的发挥，因为它们明显降低电磁射线的传输。特别是，水滴在敏感器射束路径中的形成，由于强烈的光反射，将导致敏感器功能的明显受限。DE 10 2007 001 080 Al公开一种可电加热窗板。它是利用供电母线获得电流并从而被加热的。导体被布置成仅产生小的电磁场。于是，即便在板区域内装置的运行都能是可能的，该装置对电磁场做出灵敏反应。DE 101 56 850 Al公开一种在机动车窗板中的敏感器，该敏感器的透镜借助包封而与车厢内部隔绝开来。此种结构防止了尘埃颗粒在透镜上的沉积。备有空气交换用的颗粒过滤器。DE 10 2004 054 161 Al公开一种机动车挡风玻璃内的红外探测区。该红外探测区周围是通过热传输保持其不结冰和不起雾的加热元件。EP 1 605 729 A2公开一种带有摄像机窗口的可电加热板。该摄像机窗口借助加热设备保持不起雾和不结冰。加热元件被层压到板的摄像机窗口部位。此外，还可在板表面施加附加的加热元件。附加的加热元件优选地以导电糊的形式施涂到板的表面。EP 0 747 460 Al公开一种玻璃和塑料基材用防起雾涂层。该涂层包含具有羟基基团的聚合物、铝基交联剂和表面活性剂。EP 0 233 268 Bl公开一种备有防起雾涂层的玻璃或塑料基材。该聚合物涂层包含线型亲水聚醚-聚氨酯和35 wt% 60 wt%的水。在许多具有摄像机窗口的板中，出现的雾是由加热系统除掉的。然而，这要求昂贵的电气接触，特别是在板的边缘区域。而且，控制设备对于控制加热设备是不可缺少的。此种事后的加装在许多情况下既昂贵，而且并非对所有机动车都可行。另外，额外的电气负荷将增加电能和燃料的消耗。
本发明的目的是提供一种可由制成品标准板容易生产并且不依赖附加电源和热源的具有光学透明敏感场的板。本发明的目的是，按照本发明，由按照独立权利要求1、13和15的具有光学透明敏感场的板、其生产方法及其应用达到的。优选的实施方案在从属权利要求中给出。本发明包含具有光学透明敏感场的板。该板包含至少一个板以及在表面上或作为板的一部分布置的光学透明敏感场。就本发明意义而言，术语“光学透明敏感场”包括给敏感器提供适当光和电磁信息或信号的板部分。这可以是板的任意部分或者具有对适当光和电磁信号具有高传输的使用的板部分或膜部分。特征“光学透明”，就本发明内容而言，指的是200 nm 2000 nm,优选400 nm 1300 nm之间的波长范围。平均传输在400 nm 1300 nm波长范围优选大于70 %。光学透明敏感场优选占据板表面的小于10%，特别优选小于5%。亲水涂层施涂在板表面的光学透明敏感场的区域内。亲水涂层可借助化学键或物理吸收粘结在板上。亲水涂层既包括极性有机基团也包括无机的，优选离子的化合物。亲水涂层可设计成单-或多层分子膜，或者作为极性有机和/或无机聚合物。亲水涂层还优选地包括交联剂。这些化合物支持亲水涂层内部的键合以及亲水涂层与板表面之间的粘结。在玻璃板上的适当交联剂的例子是极性硅烷，例如，3-氨丙基三甲氧基硅烷(C6H17NO3Si /CAS号13822-56-5)或N-(羟乙基)-N-甲氨基丙基三甲氧基硅烷(C9H23N04Si/CAS号 330457-46-0)。就本发明意义而言，亲水涂层还包括亲水的吸水涂层。包封和包在包封中的敏感器被固定在板表面的光学透明敏感场区域内。该包封将保护敏感器免遭异物颗粒和尘埃颗粒以及不希望的光入射的侵害。包封优选地布置在板的上部区域，优选离开上部和/或底部边界不超过板高度的30%。包封优选地包含聚合物， 特别优选聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚丁烯、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯、乙烯-乙烯基醇、聚酰亚胺、聚酯、聚酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、其混合物、嵌段共聚物和/或共聚物。敏感场优选具有不透明和/或着色的边界。边界可设计成边界条或边界区。敏感器优选包括波长范围在400 nm 800 nm的可见光和波长范围在800 nm 1300 nm的红外光的摄像机。本发明结构优选具有仅供敏感器用的电接触。敏感场和亲水涂层优选不包含电接触且不包含加热设备。对敏感场加热不是必要的，因为有亲水涂层。这也包括敏感场与亲水涂层的直接相邻区。板优选包括玻璃，特别优选平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃，或聚合物，优选聚甲基丙烯酸甲酯和/或其混合物。板优选包括单-板安全玻璃(ESG)或层合安全玻璃(VSG)。敏感场优选具有〉60 %,优选> 70 %对可见光(VIQ和/或红外线(IR)的光学透明度。亲水涂层优选包含具有COH, C00H, NH, NH2, C00NH, SO3, SO2, CN, OCN, SCN基
团的聚合物，特别优选丙烯酸酯，聚乙二醇、多糖、多肽、聚氨酯、聚醚和/或其共聚物和/或混合物。
亲水涂层优选包含亲水硅烷，例如，3-氨丙基三甲氧基硅烷(C6H17N03Si/CAS号 13822-56-5)和/或N-(羟乙基)-N-甲氨基丙基三甲氧基硅烷(C9H23NO4Si/ CAS号 330457-46-0)，含硅烷聚合物，和/或其共聚物和/或混合物。亲水涂层优选包含表面吸收的亲水颗粒，例如，Ti02。具体地说，即便板对紫外光具有低透射率，含TiO2-颗粒仍能分解板上的有机污染物。表面吸收的亲水颗粒的平均粒度介于2 nm 1 Mm,优选10 nm 300 nm。亲水涂层优选具有10 nm 50 Mm,优选100 nm 5 Mm的层厚度。亲水涂层优选具有< 25°，优选< 15°的对水的接触角。亲水涂层优选包含抗静电涂层，特别优选季铵化合物、银、铜、锡、金、铝、铁、钨、 铬，和/或其合金和/或导电有机聚合物。抗静电涂层减少了尘埃颗粒在敏感器射束路径上的沉积。尘埃颗粒及其周围的水分，通过光反射和吸收，会干扰敏感器发挥功能的能力。 抗静电涂层也可延伸到超出实际敏感场，以便分散电势。亲水涂层优选包含承载箔。于是，便可将亲水涂层容易地粘贴到必须对敏感器射束路径可透的板区域内。承载箔包含聚合物，优选聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚环氧乙烷、聚丙烯酸酯，和/或聚乙基酯酸乙烯，其混合物、嵌段共聚物和/或共聚物。承载箔优选具有〉80 %,优选> 90 %的对可见光和/或红外线的光学透明度。承载箔优选包含粘合剂，特别优选丙烯酸酯粘合剂、甲基丙烯酸甲酯粘合剂、氰基丙烯酸酯粘合剂、聚环氧乙烷、硅酮粘合剂，和/或硅烷交联聚合物粘合剂，及其混合物和/ 或共聚物。承载箔优选是自粘合的。包封优选施加在挡风玻璃的上部区域，优选在蒙面条(Abdeckstreifen)后面。包封优选包含干燥剂，特别优选硅胶、CaCl2, Na2SO4,活性炭、硅酸盐、膨润土，和
/或沸石。本发明的目的进一步由生产具有光学透明敏感场的板的方法达到，其中在第一步骤中，亲水涂层施加到板的敏感场上。该施加例如可通过涂布和/或喷涂来完成。依亲水涂层而定，可能需要对亲水涂层实施固化或交联。这优选地可利用紫外辐射、热处理或大气湿度来完成。在第二步骤中，具有敏感器的包封被施加到亲水涂层的边缘区域。包封优选施加到机动车内视场以外的板上部和/或底部区域中。亲水涂层优选施加在承载箔上面并因而可容易地粘贴在必须对敏感器射束路径可透的板区域内。传统板可容易地并以合理的花费翻新。本发明还包括具有光学透明敏感场的板在机动车、舰船、飞机和直升机中的应用， 优选作为机动车挡风玻璃和/或后窗。下面，将结合附图详细说明本发明。附图绝不构成对本发明的限制。它们包括
图1本发明板⑴的平面图，
图.2具有光学透明敏感场O)的本发明板(1)优选实施方案的断面， 图.3光学透明敏感场O)的断面， 图4光学透明敏感场O)的另一种断面，以及图5光学透明敏感场O)的另一种断面。图1显示按照本发明的板(1)的平面图。亲水涂层( 布置在光学透明敏感场 (2)上面。光学透明敏感场( 包括给图2所示敏感器( 提供适当光和电磁信息或信号的板(1)的部分。这可以是板(1)的任何一部分或者是使用的、对适当光和电磁信号具有高传输的板部分。图2显示具有光学透明敏感场(2)的本发明板⑴的优选实施方案沿图1中I I’的板高度的断面。亲水涂层C3)布置在光学透明敏感场O)区域内板(1)的内侧。朝光学透明敏感场( 取向的敏感器( 位于固定在光学透明敏感场( 上面的包封中。 干燥剂(6)布置在包封内部。干燥剂(6)优选被结合到包封(4)的表面内。图3显示光学透明敏感场O)的断面。这里，亲水涂层C3)直接施加在板表面上。图4显示光学透明敏感场O)的优选实施方案的断面。亲水涂层( 施加在承载箔(3a)上并固定在敏感场(2)上。示出的敏感场O)、亲水涂层(3)以及承载箔(3a)的结构优选不具有电接触，因为敏感场O)的加热不是必要的，因为用的是亲水涂层(3)。电接触仅对于图4中未示出的敏感器(5)来说是必要的。图5显示光学透明敏感场O)的另一种优选实施方案的断面。亲水涂层( 施加在承载箔(3a)上并靠光学透明粘合剂层(3b)固定在敏感场( 上。附图标记列表
(1)本发明板
(2)光学透明敏感场
(3)亲水涂层 (3a)承载箔 (3b)粘合剂层
(4)包封
(5)敏感器
(6)干燥剂
权利要求
1.具有光学透明敏感场的板，包含a)至少一个板(1)，b)至少一个在板(1)上的光学透明敏感场O)，c)至少一个施加在光学透明敏感场( 上的亲水涂层(3)，以及d)至少一个施加在光学透明敏感场( 上的包封(4)及至少一个施加在包封中的敏感器(5)。
2.权利要求1的板，其中敏感场(2)具有不透明和/或着色的边界。
3.权利要求1或2的板，其中敏感场( 具有>60 %,优选> 70 %的对可见光和/ 或红外线的光学透明度。
4.权利要求1 3之一的板，其中亲水涂层( 包含具有COH，C00H,NH, NH2, C00NH, SO3, SO2, CN, OCN, SCN基团的聚合物，特别优选丙烯酸酯，聚乙二醇、多糖、多肽、聚氨酯、 聚醚、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯基吡咯烷酮、硅烷、含硅烷聚合物、共聚物和/或其混合物。
5.权利要求1 4之一的板，其中亲水涂层C3)包含表面吸收的亲水颗粒，优选TiO2, 特别优选平均粒度介于2 nm 1 Mm，优选10 nm 300 nm的表面吸收的亲水颗粒。
6.权利要求1 5之一的板，其中亲水涂层(3)具有10nm 50 Mm,优选100 nm 25 Mm的层厚度。
7.权利要求1 6之一的板，其中亲水涂层(3)具有<25°，优选< 15°的对水的接触角。
8.权利要求1 7之一的板，其中亲水涂层C3)包含抗静电涂层，优选季铵化合物、银、 铜、锡、金、铝、铁、钨、铬或其合金，和/或导电有机聚合物。
9.权利要求1 8之一的板，其中亲水涂层C3)包含承载箔(3a)。
10.权利要求9的板，其中承载箔(3a)具有〉80%,优选> 90 %对可见光和/或红外线的光学透明度。
11.权利要求1 10之一的板，其中包封(4)施加在挡风玻璃的上部区域，优选在蒙面条的后面。
12.权利要求1 11之一的板，其中包封⑷包含干燥剂(6)，优选硅胶、CaCl2, Na2SO4、活性炭、硅酸盐、膨润土，和/或沸石。
13.生产具有光学透明敏感场的板的方法，其中a)将亲水涂层( 施加在板(1)的敏感场( 上，b)将具有敏感器(5)的包封固定在亲水涂层( 上。
14.权利要求13的方法，其中亲水涂层C3)通过承载箔(3a)施加。
15.按照权利要求1 12之一的具有光学透明敏感场( 的板在机动车、舰船、飞机和直升机中，优选作为机动车挡风玻璃和/或后窗的应用。
全文摘要
具有光学透明敏感场的板，包含:a)至少一个板(1),b)至少一个在板(1)上的光学透明敏感场(2),c)至少一个施加在光学透明敏感场(2)上的亲水涂层(3)，以及至少一个施加在光学透明敏感场(2)上的包封(4)以及至少一个施加在包封(4)中的敏感器(5)。
文档编号G01S17/93GK102470802SQ201080034341
公开日2012年5月23日 申请日期2010年8月2日 优先权日2009年8月4日
发明者沃尔法伊尔 D., 阿斯兰 I. 申请人:法国圣戈班玻璃厂