层组件、车窗及层组件的制造方法与流程

本发明总体涉及一种层组件，特别涉及一种兼具hud(headupdisplay，平视显示)和声学隔离性能的层组件，以及包括该层组件的车窗和该层组件的制造方法。

背景技术：

车辆的前风挡通常由夹层玻璃构成，而夹层玻璃则通常包括两个玻璃板以及夹设于该两个玻璃板之间的中间树脂层。

目前已经有越来越多的车辆在前风挡上提供hud功能，这样便能够将与车辆或行驶相关的信息直接投射在前风挡上，驾驶员无需低头观察仪表板，在平视状态下便可以在前风挡上获得所需信息。

然而，若在普通的夹层玻璃上实现hud功能，由于被投射的图像会在夹层玻璃的内侧玻璃板与空气的界面处以及在外侧玻璃板与空气的界面处产生两次反射，而这两次反射所生成的虚像的位置是不重叠的，从而导致驾驶员观察到的图像产生“重影”。因而，用于hud的夹层玻璃通常会采用“楔形”的，即厚度渐变的中间树脂层，从而保证夹层玻璃的整体截面为楔形。而利用夹层玻璃的这一楔形截面，便可以使被投射的图像在夹层玻璃的内侧玻璃板与空气的界面处以及在外侧玻璃板与空气的界面处产生的两次反射所生成的虚像相互重叠，由此消除重影。

另外，目前也有部分车辆开始提供车窗的声学隔离功能，从而更好地对车内外的声音进行隔离，但其隔离效果仍然有待提高。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种层组件，该层组件不但具备hud性能，还能够提供良好的声学隔离性能。

本发明首先提供了一种层组件，该层组件在第一方向上的截面为楔形，该层组件包括多个树脂层，该多个树脂层中至少有三对相邻的树脂层的材质不同。

本发明中的“楔形”是指该层组件至少在一个方向上的厚度是渐变的，而这并不仅限于该层组件严格地沿着平面延伸的情形，该层组件也可以沿着曲面延伸，例如当将该层组件作为中间层设于两个曲面玻璃板之间时，该层组件便将适应该两个玻璃板的曲率沿着曲面延伸。

由于该层组件具有楔形截面，当将其作为中间层设于两个玻璃板之间并由此构成夹层玻璃时，该夹层玻璃便将具备良好的hud性能，因为利用该层组件的楔形截面该夹层玻璃的截面也将呈现为楔形，因此在向该夹层玻璃投射图像时，被投射的图像在夹层玻璃的内侧玻璃板与空气的界面处以及在外侧玻璃板与空气的界面处产生的两次反射所生成的虚像便可以相互重叠，由此消除重影。

至于该层组件的声学隔离性能，申请人研究发现，声波的强度不仅在单一介质的内部传播时会随着传播距离的增加而不断地减弱，其在传播通过两种不同介质的界面时会发生更加显著的减弱。而本发明的层组件，由于其内部层结构中至少有三对相邻的树脂层的材质不同，这三对相邻的树脂层之间便至少形成了3个不同介质的界面，再加上该层组件最外侧的2个表面，至此便至少对声波形成了5次显著的削弱，因此声学隔离性能优异。进一步地，由于本发明的层组件能够提供较多次发生在不同介质界面处的对声波的显著削弱，因此其能够在相同的总厚度下实现更优异的声学隔离效果，甚至在总厚度更小的条件下也能实现更优异的声学隔离效果。

较佳地，该多个树脂层中包括至少两个声学层。本发明中的“声学层”是指由相比于其它普通介质，能够对声波形成更显著的削弱效果的材质构成的层结构。而具备至少两个声学层便保证了本发明的层组件在每个声学层的单一介质内部也能够对声波形成较强的削弱效果。

较佳地，该多个树脂层中至少有四对相邻的树脂层的材质不同，且该多个树脂层中硬度最低的两个树脂层不相邻且均不暴露于该层组件的最外侧。由此，加上该层组件最外侧的2个表面，该层组件便能够对声波形成至少6次在不同介质的界面处的削弱。进一步地，在该层组件中硬度较大的树脂层将硬度较小的树脂层夹于其间，从而更好地支撑该层组件的整体结构，更有利于该层组件保持形态。进一步地，申请人还研发发现，发生于不同介质界面处的对声波的减弱效应在这两种介质的声学性质差异越大时会愈加显著，而在本发明的层组件中硬度较大的树脂层与硬度较小的树脂层间隔设置，考虑到不同介质间硬度的较大差异便意味着声学性质上的较大差异，由此本发明的层组件便能够在不同硬度的介质界面处对声波形成更显著的削弱效果。

较佳地，该层组件包括三个第一树脂层和两个第二树脂层，该两个第二树脂层不相邻且均不暴露于该层组件的最外侧，第二树脂层的硬度小于第一树脂层的硬度。

在本发明中，“第一树脂层”和“第二树脂层”中的“第一”和“第二”分别用于指代第一种和第二种树脂材料，因而无论针对第一还是第二树脂层，只要其树脂材质不发生变化，即使其截面形状发生了改变，在本发明中也仍然分别将其称为第一和第二树脂层。

较佳地，该层组件由至少两个层元件叠置后加热加压成型，每个该层元件均包括两个第一树脂层和夹在该两个第一树脂层之间的一个第二树脂层。申请人研究发现加热加压操作能够在不改变层组件和层元件内部的多层结构的情况下，实现层元件之间的熔融粘结和/或对层元件的全部或部分内部层结构的楔形截面的成型。本发明对层元件之间的热压操作的执行场合不做限制，其可以用于单纯地将层元件相互粘结的场合，也可以发生于将该至少两个层元件叠置于两个玻璃板之间，然后对整个夹层玻璃结构进行热压成型的场合。在热压之后，原本分别属于两个层元件的相接触的第一树脂层便融合为一个单一的第一树脂层，从而最终成型的层组件至少包括一个呈现为第一树脂层/第二树脂层/第一树脂层(由原本的两个第一树脂层融合而来)/第二树脂层/第一树脂层的五层结构。

较佳地，在被叠置并加热加压之前，该至少两个层元件均厚度均匀。因此无需准备已经预先具备楔形厚度的层元件，从而可以降低成本。而层组件的整体楔形厚度构形则在叠置层元件之后的热压中一并形成。

较佳地，在被叠置并加热加压之前，该至少两个层元件中的至少一个层元件在该第一方向上的截面为楔形，且在该第一方向上的截面为楔形的该层元件由厚度均匀的层元件预先加热加压成型。即，在叠置层元件之前已经有至少一个层元件预先通过热压形成了楔形厚度构形，从而可以降低叠置层元件之后的热压操作的参数控制复杂度。

较佳地，在该层组件中至少一个第一树脂层和/或至少一个第二树脂层在该第一方向上的截面为楔形。即，该层组件的整体楔形厚度构形可以通过将其内部的任意一个或多个树脂层成型为楔形截面来实现。

较佳地，该层组件在该第一方向上的截面形状的扩散角度为0.2-0.7mrad。这一角度范围能够保证较为良好的hud性能。

较佳地，第一树脂层的材质为pvb(聚乙烯醇缩丁醛)和/或pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，第二树脂层的材质为改性pvb、eva(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、pu(聚氨酯)树脂、pvc(聚乙烯)树脂和有机硅树脂中的一种或多种的组合。

本发明中的“改性pvb”可以包括物理改性pvb和化学改性pvb。物理改性pvb可以是在pvb基体中加入其它的填料，如有机材料、无机材料、橡胶品种、热塑性弹性体、其它塑料品种，或一些添加助剂，通过已知的混合、混炼等方法而制成的材料。化学改性pvb可以是通过化学反应，例如官能团修饰、缩合等已知方式，对pvb基体的化学构成进行改变得到的材料。

本发明还提供一种车窗，包括两个玻璃板，该车窗还包括如上所述的层组件，该层组件设于该两个玻璃板之间。

本发明还提供了一种层组件的制造方法，该制造方法包括：

步骤1，提供至少两个层元件，每个该层元件均包括两个第一树脂层和夹在该两个第一树脂层之间的一个第二树脂层，第二树脂层的硬度小于第一树脂层的硬度；和

步骤2，叠置该至少两个层元件后加热加压以形成该层组件，其中该层组件在第一方向上的截面为楔形。

其中，如上所述地，步骤2中对该至少两个层元件的叠置热压既可以发生于单纯地将层元件相互粘结的场合，也可以发生于将该至少两个层元件叠置于两个玻璃板之间，然后对整个夹层玻璃结构进行热压成型的场合。

较佳地，该第二树脂层为声学层。

较佳地，步骤1中的每个层元件均厚度均匀，或者，步骤1中的该至少两个层元件中的至少一个层元件在该第一方向上的截面为楔形。

较佳地，在该第一方向上的截面为楔形的该层元件由厚度均匀的层元件加热加压成型。

附图说明

附图用以辅助对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于说明本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的实施例1的层组件的截面示意图。

图2为本发明的实施例2的层组件的截面示意图。

图3为本发明的实施例1的层组件的制造方法的示意图。

图4为本发明的实施例2的层组件的制造方法的示意图。

图5为本发明的车窗在用于hud时的示意图。

应理解，附图并非是按照比例绘制的。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种层组件100，其具有楔形的厚度渐变的截面，该楔形形状的扩散角度为0.5mrad，即在1米的延伸长度下，若层组件100的楔形截面的较窄端的厚度t1为0.7mm，则该楔形截面的较宽端的厚度t2将为1.2mm。

层组件100包括三个第一树脂层101、103和105，以及两个第二树脂层102和104。因此平面(当层组件100沿平面延伸时)或曲面(当层组件100沿曲面延伸时)p1-p6均构成不同介质之间的界面，它们将能够对声波形成显著的削弱。当然，声波在每个第一或第二树脂层的内部也将会随着传播距离的增加而被不断削弱。

第一树脂层的材质为pvb，第二树脂层的材质为改性pvb。由于第二树脂层的硬度小于第一树脂层，这便意味着第一和第二树脂层在声学性质上具有较大的差异，因此在界面p2-p5处会对声波形成非常显著的削弱。

另外，由于第二树脂层比第一树脂层硬度更低，声波在第二树脂层内部的减弱速率会比在第一树脂层内部更高，因此第二树脂层本身也会对声波形成较强的削弱作用，因此在本实施例中两个第二树脂层均构成声学层。

另外，硬度较大的第一树脂层位于层组件100的外侧，并且又使得硬度较小的第二树脂层间隔设置，这样第一树脂层将能够更好地对层组件100的整体结构起到支撑和保持作用。

进一步地，在层组件100中，第一树脂层101、103和105的截面均呈楔形，而第二树脂层102和104则在该方向上厚度均匀。

虽然在本实施例种，层组件100包括5个树脂层，但其也可以包括更多或者更少的树脂层，但树脂层的材质和数量至少应当保证在层组件的内部形成三个不同介质的界面，由此保证较好的声学隔离效果。

虽然在本实施例中层101、103和105的材质相同，但它们的材质也可以不完全相同，类似地，层102和104的材质也可以不相同。

另外，第一树脂层的材质也可以选择pet，或者pvb与pet的组合，而第二树脂层的材质还可以选择eva、pu树脂、pvc树脂和有机硅树脂，或它们与改性pvb中的多种成分的组合。

实施例2

如图2所示，本实施例提供了一种层组件200，其与实施例1的层组件100的区别仅在于：在本实施例中，层201-205在图示平面内的截面均为楔形。

进一步地，实施例1中提及的各种实施方式的变型对于本实施例同样适用。

进一步地，对于类似于实施例1和2的包括5个内部层结构的层组件，甚至对于包括有更少或者更多的内部层结构的层组件而言，在这些内部层结构中厚度均匀的层结构和具有楔形截面的层结构的数量和分布位置均是可以根据具体的应用场合来进行选择的，只要保证层组件的整体截面为楔形并且层组件的内部具有至少三个不同介质之间的界面即可。

实施例3

参见图3，本实施例提供了一种实施例1的层组件100的制造方法。

步骤s1，提供两个层元件100a和100b，层元件100a包括第一树脂层101和103a以及第二树脂层102，层元件100b包括第一树脂层103b和105以及第二树脂层104。此时，层元件100a和100b均厚度均匀。

步骤s2，对层元件100a和100b分别进行加热加压处理，使层101、103a、103b和105稍微熔融，从而被改变形状，最终成型为楔形。

步骤s3，将层元件100a和100b叠置，并再次加热加压，使层103a和103b稍微熔融从而融合为一个单一的第一树脂层103。

虽然本实施例在步骤s2中对两个层元件均进行了热压处理以改变其截面形状，但也可以仅对其中一个层元件进行热压以改变其截面形状，而不对另一个层元件做任何处理，从而使其在步骤s2的前后截面形状保持不变。另外，在步骤s2中针对接受热压处理的层元件，也可以仅使其一侧的第一树脂层产生形变从而获得楔形界面，而另一侧的第一树脂层则保持形状不变，例如针对层元件100a在步骤s2中可以仅将其层101改变为楔形，而层103a则保持截面形状不变。进一步地，甚至也可以完全跳过步骤s2，在步骤s1之后便立即进入步骤s3。在这几种场合下，层组件100的那些在即将进入步骤s3时还未呈现为预期的截面形状的内部层结构以及层组件100的整体截面形状均将最终在步骤s3中通过热压而成型至预期形状。

对于步骤s3，加热加压可以是仅仅针对叠置的层元件进行，也可以是针对将层元件叠置于两个玻璃板之间后形成的整个夹层玻璃结构进行。

当层组件100包括更多的层结构时，本制造方法也可以适应性地采用更多的层元件，对它们进行/不进行个别的预先热压处理，然后将它们叠置后热压形成最终的层组件100。

实施例4

参见图4，本实施例提供了一种实施例2的层组件200的制造方法。

步骤s1’，提供两个层元件200a和200b，层元件200a包括第一树脂层201和203a以及第二树脂层202，层元件200b包括第一树脂层203b和205以及第二树脂层204。此时，层元件200a和200b均厚度均匀。

步骤s2’，对层元件200a和200b分别进行加热加压处理，使两个层元件的每个内部层结构均稍微熔融，从而被改变形状，成型为楔形。

步骤s3’，将层元件200a和200b叠置，并再次加热加压，使层203a和203b稍微熔融从而融合为一个单一的第一树脂层203。

此外，实施例3中提及的各种实施方式的变型对本实施例同样适用。

实施例5

参见图5所示，本实施例提供一种车窗300，该车窗300包括两个玻璃板，这两个玻璃板之间夹设有实施例1或2或它们提及的各种变型的层组件。由于本发明的层组件具有楔形截面，因此车窗300也具有楔形的截面。

以下将结合图5对车窗300的hud功能进行说明，其中为了清楚起见，在图5中并未绘出车窗300的内部层结构，而是仅仅绘出了车窗300的两侧外表面。当将图像a向车窗300投射时，一部分投射光线在车窗300的第一侧表面上(例如在b1点处)发生反射从而进入人眼c，使用户能够观察到虚像d1；与此同时，另一部分光线在车窗300的第一侧表面上(例如在b2点处)发生折射继而到达车窗300的第二侧表面并在其上(例如在b3点处)发生反射，然后再返回至第一侧表面并在第一侧表面上发生折射继而最终进入人眼c，使用户观察到虚像d2。在本发明中，由于整个车窗300的截面为楔形，这便使得这两路光线可以在同一点(b1点)处离开车窗300射向人眼，因而人眼观察到的虚像d1和d2实际上使重合的，这样便能够避免用户观察到投影图像的重影。

另外，虽然本实施例中层组件的楔形截面的扩散角度为0.5mrad，但0.2-0.7mrad范围内的扩散角度对于hud功能而言均是有利的。

另外，由于本实施例的车窗300中采用了上述实施例中的层组件，其也将具有优异的声学隔离性能。

本领域技术人员可以理解，可以在不偏离本发明的发明构思的情况下对上述实施例进行修改。因此，应理解的是，本发明不限于公开的特定实施例，而是覆盖所附权利要求所确定的本发明精神和范围内的所有修改。