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CN102448750B - 具有低程度双影的窗玻璃 - Google Patents

具有低程度双影的窗玻璃 Download PDF

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CN102448750B
CN102448750B CN201080023789.2A CN201080023789A CN102448750B CN 102448750 B CN102448750 B CN 102448750B CN 201080023789 A CN201080023789 A CN 201080023789A CN 102448750 B CN102448750 B CN 102448750B
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Abstract

本发明涉及弯曲的浮法玻璃薄板(1，11，12)，其主面的面积大于1.5m2并且其两个弯曲深度(F，DB)的乘积大于3000mm2，并且这样其位于通过其重心(B)的表面法线上的点(P)在任何方向上都具有小于3m的曲率半径，其厚度在纵向浮动方向(L)上的变化在500mm上小于10μm。该薄板可组装成汽车挡风玻璃型层状窗玻璃。这种挡风玻璃即使在其装配到车辆中而接近水平时也具有很小的双影程度。

Description

具有低程度双影的窗玻璃
技术领域
本发明涉及窗玻璃的领域，尤其涉及具有低程度双影的汽车窗玻璃。
背景技术
汽车窗玻璃，尤其是挡风玻璃或后窗型窗玻璃，出于安全和美观的原因必须具有最少的光学缺陷。驾驶者的视野必须尽可能清楚，并且尤其不能容许的是他所感知的汽车的环境是双重的。驾驶者透过挡风玻璃看到的影像图形的多重化是一种源于空气/玻璃分界面处的多重反射的已知现象。它一般称为双影，即使理论上存在其它附加影像，因为这些附加影像的强度很低。附加反射事实上伴随着寄生影像的强度相对于主影像的强度以大小为100的系数的显著损失。该现象的大小随着窗玻璃的倾角增大。
人们可以通过计算机计算本领域技术人员将其表示为分数的理论双影程度。该程度取决于诸多因素，例如构成挡风玻璃的薄板的厚度、局部曲率，但还取决于透过窗玻璃的视角。人们将竖直双影(当人坐在车内时上下出现的影像)程度与水平双影(当人坐在车内时左右出现的影像)程度进行区分。挡风玻璃的通常倾斜度产生竖直双影，而一般没有水平双影问题。机动车上窗玻璃安装成越接近水平(如例如图3中那样)，竖直双影程度就越大。当前，人们认为可接受的最大双影程度(在所有方向上)是7分，因为认为这对于人眼是不可感知的。对于在使用位置高度倾斜的窗玻璃，包含最高7分的竖直双影程度是困难的。可利用如E/ECE/324、E/ECE/TRANS/505协议的第43条，附加部分42中所述的目标测试技术(英文为“Target test”)或准直仪测试技术来测量双影程度，该协议与可应用于轮式车辆、能够在轮式车辆上安装或使用的设备和构件的统一技术规定的采用以及根据这些规定赋予的许可的相互认可的条件相关。
汽车制造商，尤其法国的汽车制造商，一直在设想更加创新的外表形态。尤其是，设计的挡风玻璃可以很大，因为有时它们甚至可能通过前排乘客的头顶上方而成为顶蓬的一部分。这些挡风玻璃也越来越向水平倾斜。此外，它们的曲率必须很规则以便融合到汽车的总体外形。
在开发此类挡风玻璃的工程的背景下，已发现竖直双影程度大于理论双影程度，但理论上不知道原因。已通过重力弯曲方法生产所述挡风玻璃，该重力弯曲方法在理论上应该很适合于它们的形成。竖直双影程度比理论双影程度大大约50％。
已记载有许多弯曲方法，比方说如EP 0 448 447、EP 0 705 798和WO 2004/103922中的重力弯曲，如WO 2004/033381或WO 2005/047198中在输送辊之间通过行走弯曲，以及通过抵靠实心模具按压弯曲，所述按压或者如US 5 974 836、WO 95/01938、WO 02/06170或WO 2004/087590中利用框架实现，或者如WO 02/064519或WO 2006/072721中通过抽吸实现。
发明内容
本发明基于如下发现，即，在中心区域在所有方向上尤其弯曲的这些大型窗玻璃当通过重力实现时呈现高程度的双影，而当通过抵靠实心模具按压实现时呈现非常接近理论程度的双影程度。在这些说明不限制本发明的范围的情况下，似乎重力法在中心区域产生稍微变薄的玻璃薄板，使得该薄板的两面事实上并不严格平行，而是形成很微小的棱柱(prism)。所述的变化很小，在40到50μm左右，但这足以使双影现象以对于人眼非常易见的方式放大，尤其是当挡风玻璃高度倾斜时。该缺点源于以下因素的结合：在所有方向上的高曲率；大尺寸；尤其意味着较高弯曲温度的重力法的使用。机动车上的窗玻璃的大倾角又加重了该现象。
还需要考虑初始平板玻璃(浮法玻璃，通过浮在熔化的金属上而制造)的厚度变化对弯曲玻璃的厚度变化有影响。浮法玻璃一般在横向上比在纵向上具有更大的厚度变化。浮法玻璃的纵向与玻璃在浮法玻璃设备中传送的方向相对应。浮法玻璃的横向和纵向很容易借助于与纵向相对应的线利用阴影图技术(ombroscopie)来识别。因此，浮法玻璃可通过这些线并通过其一面富集锡的事实来完美地识别。在本发明的背景下，在弯曲之前使用横向上对于500mm而言厚度变化小于50μm并且在纵向上对于500mm而言厚度变化小于2μm的浮法玻璃。出于光学传输质量的原因，一般在机动车上将窗玻璃安放成使得玻璃的横向与水平线相对应。
借助本发明，能够在纵向上将弯曲的浮法玻璃的薄板的厚度变化减小到在500mm上小于10μm并甚至在500mm上小于7μm，从而事实上将竖直方向(或相对于浮动方向的纵向)上的双影程度减少到在20°的视角(即，水平线与通过两条横向嵌边的中点的纵向弦之间的角度)下为最多7分。
可使用千分尺或借助非接触式传感器、尤其是共焦光学传感器来测量厚度(和因此厚度变化)。这既适用于单独的玻璃薄板，又适用于组装好的窗玻璃。
根据本发明的窗玻璃沿两个互相正交的方向弯曲并因此具有两个弯曲深度。汽车窗玻璃的领域的技术人员将最大横向弯曲深度(相对于机动车)称为“挠度(flèche)”，而将最大纵向弯曲深度(相对于机动车)称为“双重弯曲(double-bombage)”。
窗玻璃，尤其是汽车挡风玻璃型窗玻璃，一般总体上包括四侧(或“边”)。
本发明所涉及的窗玻璃尺寸大，其宽度一般大于1.10m且其长度一般大于1.10m或者甚至大于1.3m。另外，它具有以下特征(构成它的每一个玻璃薄板一样)：
a)其面积(其主面之一的面积)大于1.5m2并且甚至可大于1.6m2或者甚至大于1.8m2。
b)其两个弯曲深度的乘积大于3000mm2并且甚至可超过5000mm2或甚至8000mm2；并且
c)该窗玻璃上位于通过其重心的其表面的法线上的点在任何方向上都具有小于3m并且甚至小于2.5m的曲率半径。
上述条件a)意味着该窗玻璃的宽度和长度都较大。条件b)意味着该窗玻璃在所有方向上都高度弯曲。条件c)意味着该窗玻璃在对视野很关键的中心区域中在所有方向上都高度弯曲并均匀弯曲。这是因为窗玻璃组件可具有高挠度和高抗弯度但其曲率在中心区域不会过于明显，如图2a)中所示。这种形状相当普遍并且易于通过重力形成获得。本领域的技术人员将接近边缘的区域的下垂称为“浴缸效应”(英文为“bath effect”)。中心区域仅略微弯曲。当今认为这种形状不太美观。已知通过提供内部区域支撑装置来避免重力法中的这种浴缸效应，如WO 2004/103922中教导的那样。
因此，本发明首先涉及一种弯曲的浮法玻璃薄板，其主面的面积大于1.5m2并且其两个弯曲深度的乘积大于3000mm2，并且这样其位于其表面法线上的点(所述法线通过其重心)在任何方向上都具有小于3m的曲率半径，其厚度在纵向浮动方向上的变化在500mm上小于10μm并且优选在500mm上小于7μm。
一般而言，该玻璃薄板的主面的面积小于3m2。
其两个弯曲深度的乘积可大于6000mm2且一般小于150000mm2。
该窗玻璃上位于其表面法线上的点(所述法线通过其重心)可在任何方向上具有小于2m的曲率半径并且一般大于1m。
根据本发明，通过在实心弯曲模具上成型而实现根据本发明的大型窗玻璃薄板的弯曲，将玻璃贴靠在所述模具上的力可以是机械性质或气动性质的力。如果该力是机械性质的力，则它可以由实心或框架形对模(contre-forme)施加。特别地，它可以是如WO 95/01938的图1中的附图标记(4)所示的框架或US 5 974 836的图1和2中附图标记为(9，10，11，12)的分段式框架。如果该力是气动性质的力，则可借助所述实心模具的接触表面中的孔通过经该实心模具抽吸来施加该力，如WO 2006/072721的图2中所示。气动力也可通过包围该实心模具的裙状物来施加，如WO 04/087590的图2中附图标记为16的裙状物的模型中那样。该裙状物提供产生触及薄板的薄片而包围薄板的空气流的抽吸力。然而，通过裙状物施加的气动力一般不足并优选用经实心模具的机械力或气动力加以补充。
抵靠在实心模具上的弯曲至少发生在弯曲结束时，也就是说刚好在冷却之前。因此，此抵靠在实心模具上的弯曲之后紧接着(也就是说不存在附加的弯曲步骤)冷却步骤，一般为通常安放在框架上的自然冷却。
此抵靠在实心模具上的弯曲为窗玻璃提供了两个最终弯曲深度中的每一个的至少50％，或甚至两个最终弯曲深度中的每一个的至少60％。这两个弯曲深度与如上所述的挠度和双重弯曲相对应。一般而言，这两个弯曲深度与互相正交的弯曲方向相对应并且这两个深度的其中一个是薄板的最大弯曲深度。
抵靠在实心模具上成型可先于使用另一种方法弯曲，尤其且优选使用重力弯曲。更优选地存在重力预弯曲，因为它最终使得可以增加窗玻璃的复杂性(在所有方向上更大的弯曲深度)，而不会降低光学品质。在框架或骨架型、尤其是双骨架型(参看EP 0 448 447、EP 0 705 798和WO 2004/103922)支撑装置上执行此重力弯曲。此初步弯曲(或预弯曲)赋予了窗玻璃两个最终弯曲深度中的每一个的小于50％，或甚至两个最终弯曲深度中的每一个的小于40％。
抵靠在实心模具上的弯曲优选以如下方式执行，即，在位于通过其重心的表面法线上的点上的玻璃具有介于590℃与615℃之间的温度。
可能的初步重力弯曲优选以如下方式执行，即，在位于通过其重心的表面法线上的点上的玻璃具有介于610℃与640℃之间的温度。
对于所有弯曲步骤，旨在组装到同一块最终层状的窗玻璃中(一般数量为两块薄板)的各种玻璃薄板一般被叠加并同时且一起弯曲。以如本领域的技术人员已知的方式将添加粉末置于不同的薄板之间，以便最大程度地限制使它们粘在一起的趋势。
认为层状窗玻璃上位于其表面法线上的点(所述法线通过所述窗玻璃的重心)大致处于与窗玻璃的每个薄板上位于每个薄板的表面法线(该法线通过所述薄板的重心)上的点相同的位置。
根据本发明的每个弯曲玻璃薄板在纵向浮动方向上的厚度变化在500mm上小于10μm，优选小于7μm，并且甚至小于3μm。该厚度变化是薄板在纵向上在表面上500mm的距离上的最大厚度和最小厚度之差。在弯曲之前，玻璃薄板是平的并且在纵向浮动方向上呈现出在500mm上小于2μm的厚度变化。
该玻璃薄板一般具有范围为从1至4mm且更一般而言从1.1至2.8mm的厚度。
插入层状窗玻璃内的两个玻璃薄板之间的聚合物薄板(一般为聚乙烯醇缩丁醛或PVB)一般具有从0.3至1.6mm的厚度。
将玻璃薄板组装成层状窗玻璃，使得薄板的浮动方向(或取向)互相一致。因此，本发明还涉及包括若干根据本发明的弯曲薄板(一般为两块薄板)的层状窗玻璃，所述窗玻璃具有最多7分的如下测定的双影程度：
-通过其表面上位于其通过其重心的表面法线上的点，并且
-在20°的视角下，
该窗玻璃用于装配到各种车辆且尤其是机动车中。组装在该窗玻璃中的玻璃薄板的横向浮动方向与对于车辆而言的水平方向相对应。
附图说明
图1a)示出窗玻璃1在其装配到机动车上的位置上的挠度F和宽度l的含义。挠度F，即最大横向弯曲深度，是以横向圆弧4的中点和与其相对应的弦5的中点作为端点的最长线段的长度，这里所述弦为窗玻璃的宽度l。该窗玻璃具有共计四个边(或侧)，即两个横向边21和22以及两个纵向边23和24。
图1b)示出窗玻璃1的双重弯曲DB和长度L的含义。双重弯曲DB，即最大纵向弯曲深度，是纵向圆弧2(通过两个横向边21和22的中点)上的点和与其相对应的弦3(这里，该弦也是窗玻璃的长度L)之间的最大距离的长度。横向边21和22分别具有中点25和26。
图2比较了具有相同的弯曲深度7同时分别在中心区域8和9内的曲率方面截然不同的两个窗玻璃。图2a)的窗玻璃10在中心区域8内相当平，而图2b)的窗玻璃11在中心区域9内更加弯曲，这伴随着更协调的形状、更好的擦拭质量且其更好地适应于当前汽车的总体形状。
图3用截面图示出了当装配在机动车中时的窗玻璃12，该截面穿过其通过其竖直对称平面的纵向圆弧(这是通过两个横向边21和22的中点25和26的图1b)的圆弧2)，和在其下测量竖直双影程度的20°的角α(视角)。在水平线13和通过横向边的纵向圆弧的弦14(这是图1b)中的弦3，其通过横向边21和22的中点25和26)之间的20°的角α下测量竖直双影程度。水平线13与机动车的乘客的视线方向大致对应。
具体实施方式
使用两种不同的弯曲方法从多批相同的浮法玻璃薄板制造相同的挡风玻璃。制造两种样式：一种很大(称为“TG”)而另一种具有更正常的尺寸(称为“N”)。这些挡风玻璃的尺寸如下：
很大的挡风玻璃(TG)：
-长度L：1.48m；
-宽度l：1.4m(当挡风玻璃被装配到汽车上时水平的宽度)；
-L×l：2.072m2；
-挠度F：103mm；
-双重弯曲DB：105mm；
-F×DB：10815mm2；
-在位于通过重心的表面法线上的点P处的最大曲率半径：1500mm。
正常挡风玻璃(N)：
-长度L：1.1m；
-宽度l：1.2m(当挡风玻璃被装配到汽车上时水平的宽度)；
-L×l：1.32m2；
-挠度F：80mm；
-双重弯曲DB：25mm；
-F×DB：2000mm2；
-在位于通过重心的表面法线上的点P处的最大曲率半径：3500mm。
挡风玻璃是层状的并且包括由厚度为0.76mm的PVB薄板分隔的每一个厚度均为2.1mm的两块玻璃薄板。在两种情况下，两块玻璃薄板叠加而一起弯曲。
利用WO 04/103922的图3中所述类型的双骨架通过重力以常规的方式弯曲窗玻璃N。对于比较例2，根据WO 04/103922的图9中所示的原理利用包括用以避免任何浴缸效应的内区域支撑装置的多支撑装置骨架通过重力来弯曲挡风玻璃G。对于比较例3，首先在620℃的温度下利用单个骨架通过重力来弯曲挡风玻璃TG直到获得代表最终挠度的30％的挠度，并且直到获得代表最终双重弯曲的50％的双重弯曲。然后在600℃下根据WO 04/087590的图2中所示方法的原理通过将这样预弯曲的窗玻璃压靠在实心模具上而对其进行成型。
在组装之前使用共焦光学传感器测量每块玻璃薄板的厚度变化。
然后，以本领域技术人员已知的方式通过中间PVB薄板将两块玻璃薄板结合在一起成为层状窗玻璃。
在位于通过窗玻璃的重心的表面法线上的点P处在层状窗玻璃上测量双影程度，且水平线和连接窗玻璃在两个横向边的中间距离处的两个点的纵向弦之间具有为20°的视角α。利用如ECE R43规章中所述的目标测试技术或瞄准望远镜技术来测量双影程度。
表1给出了结果。该表格中所示的温度是每块玻璃薄板在位于通过重心的表面法线上的点P处的温度。
表1

Claims (15)

1.一种弯曲的浮法玻璃的薄板，其主面的面积大于1.5 m2并且其两个弯曲深度的乘积大于3000 mm2，并且这样位于其通过其重心的表面法线上的点在任何方向上都具有小于3 m的曲率半径，在纵向浮动方向上其厚度的变化在500 mm上小于10 μm。
2.根据前一权利要求所述的薄板，其特征在于，所述薄板在所述纵向浮动方向上的厚度变化在500 mm上小于7μm。
3.根据前述权利要求中任一项所述的薄板，其特征在于，所述主面的面积大于1.8 m2。
4.根据权利要求1或2所述的薄板，其特征在于，所述薄板的两个弯曲深度的乘积大于6000 m2，位于通过所述薄板的重心的所述薄板的表面法线上的点在任何方向上都具有小于2 m的曲率半径。
5.根据权利要求1或2所述的薄板，其特征在于，所述薄板的厚度为从1.1至2.8 mm。
6.一种层状窗玻璃，包括若干根据前述权利要求中任一项所述的薄板，所述若干薄板的浮动方向互相一致。
7.根据前一项权利要求所述的窗玻璃，其特征在于，在如下条件下测定的双影程度为最多7分：
- 通过所述窗玻璃的表面上位于通过所述窗玻璃的重心的所述窗玻璃的表面法线上的点，并且
- 在20°视角下。
8.一种包括根据前一项权利要求所述的窗玻璃的挡风玻璃。
9.一种包括根据前一项权利要求所述的挡风玻璃的机动车，其中组装在窗玻璃中的玻璃薄板的横向浮动方向与对于车辆而言的水平方向相对应。
10.一种用于制造根据权利要求1到5中任一项所述的弯曲的浮法玻璃的薄板的方法，所述方法包括如下步骤：抵靠在实心模具上弯曲所述薄板，从而赋予所述窗玻璃两个最终弯曲深度中的每一个的至少50%。
11.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，在抵靠在所述实心模具上弯曲的过程中，所述玻璃在其表面上位于通过其重心的其表面法线上的点处的温度介于590°C与615°C之间。
12.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述抵靠在实心模具上弯曲所述薄板的步骤之后紧接着冷却步骤。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述抵靠在实心模具上弯曲所述薄板的步骤之前为重力弯曲步骤。
14.根据前一项权利要求所述的方法，其特征在于，在重力弯曲的过程中，所述玻璃在其表面上位于通过其重心的其表面法线上的点处的温度介于610°C与640°C之间。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，同时弯曲叠加的若干玻璃薄板。
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