在複製模製的塑料部件中可以結合有剛性元件的窗玻璃的製作方法

2023-05-27 18:11:51 1

專利名稱：在複製模製的塑料部件中可以結合有剛性元件的窗玻璃的製作方法
技術領域：
本發明涉及的領域是窗玻璃領域，涉及了特別是用於建築物或者汽車或者休閒車輛的窗玻璃，所述的窗玻璃在玻璃構成的元件上裝備了複製模製的並且結合了一個剛性元件的塑料材料部件。
通過活動的或者固定的玻璃頂給出在陸地車輛領域中的上述類型的窗玻璃的一個實例，該玻璃頂佔據了車身頂棚的接近整個表面。這些窗玻璃包括一個玻璃元件，特別是鋼化玻璃，多層玻璃或者透明塑料玻璃元件，該玻璃元件裝備了一個在其上複製模製的塑料材料框架，該塑料材料框架可以將固定的剛性元件接合到活動車頂的控制機構中。為了使玻璃元件硬化，目前提供了一個複製模製有金屬的通常是鋼的杆形式的加強元件的框架，因為該玻璃元件在車輛運行時，受到了與行駛速度相關的壓力導致的變形。
在目前使用的技術中，直接在複製模製操作過程中，將所述的加強杆接合到塑料材料的框架中，該操作是這樣進行的將一個或者多個作為插入件的杆與玻璃元件一起放置在生產模具中，然後注射塑料材料，以便結合所述插入件。
由於為此通常使用的所述熱塑性材料的注射溫度，或者為此通常使用的RIM(反應注射模製)方法聚合雙組分聚氨酯所排出的熱量，因此所述的技術具有導致加強機械元件變形的下述缺點首先由於熱量而在模具中膨脹，然後在模具出口受冷收縮，所述的加強機械元件導致玻璃元件具有應力和變形，而這對於在車身中進行安裝來說從機械和美學觀點看是不允許的。
為了補償這些變形，可以在所述生產之後通過擠壓使窗玻璃再成形，但是這樣導致了模製複合件的變形，所述的變形對於不同界面的結合因此對窗玻璃的整體性具有有害的作用。
當車輛過長時間暴露於熱量時，特別是當在太陽下長時間停放時，還存在類似的膨脹問題。加熱/冷卻交替的循環傾向於不可避免地逐漸改變窗玻璃的外形，這破壞了車輛的外形。
本發明避免了上述的缺點。
在這方面，本發明提出一種包括了玻璃元件的窗玻璃，該玻璃元件具有至少一個結合或者不結合到複製模製的塑料材料部件中的剛性元件，其特徵在於，所述剛性元件具有的線性熱膨脹係數等於所述玻璃元件的熱膨脹係數。
對於本發明的剛性元件來說，通過選擇線性熱膨脹係數接近玻璃元件的熱膨脹係數的材料，可以避免在由玻璃元件、塑料材料和所述的剛性元件構成的組件中出現不同的膨脹應力。因此，所述的窗玻璃的構思和生產是簡單的，因為不再必須進行該窗玻璃成形的附加步驟。
另外，所述的生產總體上更加可靠，因為，比使用金屬元件的情況，窗玻璃的最終尺寸更加接近許可公差範圍的中間值。
在本發明的範圍中，玻璃元件不僅表示需要時通過中間粘結片材彼此連接的玻璃板構成的一個或者多個玻璃元件，而且還表示有機材料，特別是聚碳酸鹽材料的透明或者半透明的元件。
在本發明的所述剛性元件並不結合到複製模製的塑料材料的部件中，這樣的替代情況中，這些剛性元件可以通過合適的方法例如粘結，任何固定方法，夾持，鉤掛，與玻璃元件相連，因為該玻璃元件可能具有彼此相對滑動的可能性。在這方面可以參考在具有相對高的成形溫度的玻璃元件周圍設置剛性框架，剛性框架在冷卻過程中收縮，同時在玻璃元件周邊上鉤掛。
所述的剛性元件的線性熱膨脹係數與該玻璃元件的熱膨脹係數相差最多10-60C-1。
根據本發明的一個特別的實施例，所述的線性熱膨脹係數為8-10×10-60C-1。
可以選擇一種滿足實施本發明的剛性元件的材料，該材料選自多種不同的材料中的一種，特別是金屬，陶瓷或者其它的無機材料，以及複合物。
出於成本的原因，最好實施以玻璃為基的剛性元件，特別是玻璃或者塑料材料的複合形式，例如玻璃纖維。所述剛性元件具有有利的機械性能，尤其是當複合物佔據了玻璃體積的至少60％，優選是至少75％，特別是至少80％，尤其是90％。在玻璃元件是玻璃製成的時，首選上述的最高的值，而當玻璃元件是聚合碳酸鹽或者等同物構成時，則體積比至少是60％，最好體積比至少是75％的玻璃是更加合適的。
所述的玻璃是常用的材料，因為它不會帶來對於可用於構成複製模製的部件的有機材料的親和性問題，所述的有機材料已經選擇為其可以與玻璃兼容。例如，在複製模製的聚氨酯部件中結合剛性元件，並不會帶來複合製品的任何整體性問題。
因為剛性元件和複製模製的塑料材料之間的連接品質，可以獲得完工窗玻璃的可以與由機械元件加強的窗玻璃的機械性能相比的機械性能，並且即使玻璃構成的剛性元件的內在機械性能小於金屬元件。
本發明的剛性元件因此最好具有如下特徵抗變形的強度，該強度根據元件的幾何形狀可變，並且足夠大。
以玻璃為基的元件還具有下述的優勢其重量比金屬剛性元件減小了30-50％。在複製模製的塑料材料比剛性元件的構成材料昂貴時，這是有利的，剛性元件體積的增加導致了與待覆制模製的材料相應的經濟性。
最後，通過以玻璃為基的剛性元件容易進行複製模製的窗玻璃的生產，可以允許其一部分接觸模具中的玻璃元件，而對於一個金屬剛性元件，則必須採取特別的措施來避免任何玻璃-金屬的接觸。事實上，以玻璃為基的剛性元件和玻璃構成的玻璃元件表面的接觸，或者與需要時具有的覆蓋油漆的接觸，比與金屬剛性元件的接觸更小地損害相接觸部分。
根據一個有利的特徵，所述的剛性元件是塑料材料和玻璃纖維的複合件。這樣的複合件可以通過本身已知的任何複合件生產技術而獲得，例如通過預浸漬件的熱成形(特別是熱擠壓)。
最好通過玻璃和熱塑性材料的共同混合的絲構成的產品實現所述的元件，所述的產品可以在Vetrotex Saint-Gobain的商標Twintex下獲得。這些共同混合的絲的結構和生產描述在文件FR2516441，FR2638467，EP0599695中。
本發明的剛性元件的生產可以使用一些自由的共同混合的絲或者使用一些帶或者墊子形狀的半成品，這些半成品是由完全織造的或者非織造的共同混合的絲構成，人們可以將它們與熱塑性有機材料或者熱硬性材料結合。可以以公知的方式選擇在一個或者多個優選的方向中進行絲的織造和/或者取向，以便獲得在預定方向中期望的機械性能。
對於用於構成本發明的複合剛性元件的有機材料來說，可以參考諸如聚乙烯或者聚丙烯的聚烯烴，以及諸如聚對苯甲酸乙二醇酯或者聚對苯甲酸丁二醇酯的聚酯。
這些同樣的塑料材料能夠進行共同混合的絲的複合。當將以共同混合的絲為基的製品與塑料材料組合時，最好使用與在所述絲中存在的材料族相同的材料，最好是完全相同的材料。這些塑料材料在需要時選擇為，其與玻璃元件兼容，此時玻璃元件本身是塑料材料構成的，因此塑料材料包括相同的塑料材料或者相對玻璃元件的材料來說惰性的材料(一般在例如聚丙烯時)。
考慮到通過使用以玻璃為基的剛性元件而允許了重量的減輕，這個剛性元件可以通過至少一個尺寸例如厚度進行生產，該尺寸足以允許所有類型的不同元件固定在窗玻璃上，特別是通過簡單的孔進行，這些簡單的孔沒有螺紋，能夠接納一個螺絲或者一種強力、鉤掛或者其它的連接裝置...所述的插入到或者未插入到複製模製的塑料材料中的剛性元件可以以任何適於固定或者其它功能在Twintex類型的材料中實施。
因此，本發明特別用於將集成到固定支架固定窗玻璃，將封閉機械支架集成到固定窗玻璃中，以及用於將導向裝置或者窗玻璃的導向支架集成到活動窗玻璃中。本發明還允許電導體或者電傳感器集成到支架中，而不用擔心短路，同時總是可以具有一個金屬支撐元件。
本發明還用於將加強元件連接到任何類型的特別是活動的窗玻璃上，諸如玻璃車頂或者汽車的鋼化玻璃或者多層玻璃的活動的後部窗，或者不可打開的窗玻璃上，例如粘合在車身上的車頂蓬，其跨度要求在中央部分特別加強。可能通過與複製模製的塑料材料相連，所述的剛性元件構成了一個縱向加強梁或者橫向加強拱弧，在該複製模製塑性材料中結合了所述的剛性元件。
根據本發明另一個變形，特別用於玻璃構成的、多層的或者非硬化的玻璃構成的、或者塑料構成的可打開的玻璃頂或者後窗，所述的玻璃頂或者後窗用於車輛或者建築物的應用中。
當然，這個變形還可以用於硬化的鋼化玻璃基體上。
這些不同的玻璃或者塑料的基體在其一個表面上裝備或者連接到至少一個電化學裝置，特別是具有光學和/或者可變能量的電子控制系統，這個電化學裝置通常稱作電鉻裝置，這樣的描述在屬於共同的申請人的WO0071777或者WO0057243中。
窗玻璃或者基體的使用最好屬於電鉻窗玻璃，用於建築物尤其是外部窗玻璃或者內部隔牆或者玻璃門或者屋頂，或者用於或者牽引裝置，航空(舷窗)，汽車(車頂，窗...)。
本發明還用於在複製模製附件中，特別是在與車輛後窗相連的後車頂梁中集成一個加強元件。
根據本發明裝備的窗玻璃還可以是建築物窗玻璃，陸地車輛或者牽引機如房車的窗玻璃，以及用於特別是船的不同休閒運載工具。
本發明的剛性元件的連接最好在複製模製元件的模製過程中實施，但是也可以用簡單的粘結在複製模製元件上實現。
其它的細節和特徵將參照附圖在後面詳細描述，附圖包括-

圖1示出了本發明的窗玻璃的透視圖；和-圖2和3示出了分別沿軸II-II和III-III的圖1的窗玻璃的截面視圖。
為了清楚起見，示出的物體的不同的元件並不是按比例複製的。
圖1的窗玻璃是活動玻璃頂1，其包括一個玻璃元件2，特別是鋼化玻璃元件2，裝備有用任何合適的塑料材料，特別是聚氨酯構成的複製模製框架3。
框架3設置在一個不透明的搪瓷層4上，該層4在玻璃元件的外周，該層4的功能是阻擋從外部看到與窗玻璃相連的設備。
框架3在設立為玻璃元件2的整個輪廓，但是，根據需要，僅僅在玻璃元件2的外周的一部分上延伸。
框架3與玻璃元件的側緣和玻璃元件的面向車輛內部的表面接觸。從而與周圍車身齊平地設置活動頂1。
另外，框架3能夠僅僅與玻璃元件2的內表面接觸，或者橫跨地設置在玻璃元件2的邊緣上與玻璃元件2的內部和外部表面接觸。
如圖2，可以看到框架3沿大的側面被一個結合到框架材料3中的加強件5加強。
該加強件是玻璃纖維和塑料材料複合件。其一方面包括作為玻璃和熱塑料材料共同混合的絲(體積比至少等於60/40，最好為75/25，最多等於90/10)的Twintex絲的墊子6，織造或者非織造的，厚度為3-20毫米，另一方面熱塑料材料7與共同混合的絲中存在的熱塑料材料相同或者不同，該熱塑料材料7與墊子6接觸模製。可以通過在將材料7注射到模具中之前的熱成形成形墊子6。
墊子6和塑料材料7的比例為使得複合加強件5的玻璃纖維的體積含量在60-90％之間。熱塑料材料7的加入是隨意的。所加入的數量在需要時根據期望獲得的體積和截面而調整。
可以調節本發明的剛性元件的線性熱膨脹係數，並且對於剛性元件的可變的幾何形狀來說，通過調整形狀，調整共同混合的絲的比例和其中的玻璃纖維的比例，或者通過堆積多層Twintex...，獲得的機械性能與機械剛性元件的機械性能相同，而該金屬剛性元件的重量多出30-50％。
如圖3，可以看到其它的剛性元件8沿一個小側面集成到框架3上。所述的元件8一方面用來加強窗玻璃，另一方面用來固定未示出的頂蓬的驅動機構。
元件8類似於元件5，包括墊子9，該墊子9包括玻璃和熱塑料材料的共同混合的絲，所述絲集成到熱塑料材料或者熱硬性材料中，所述材料與提到的用於元件5的材料相同。
沒有螺紋的孔10加工在元件8的翼部，以便容納頂蓬1的驅動機構的固定部分。
剛性元件5，8在框架3複製模製在玻璃元件2上的情況下被集成到框架3中，實現方式為使剛性元件5，8插入到模具內部，然後注射框架3的塑料材料。
在這個模製過程中，插入到模具中的剛性元件在模製溫度下，受到與玻璃元件2一樣的熱膨脹，從而在冷卻時沒有出現不同的膨脹應力。
另外，至少一個元件5，8能夠粘結或者固定在框架3上，有利地導致消除了由於窗玻璃在整個壽命期間受到加熱/冷卻的循環導致的不同的膨脹應力。
本發明在剛剛的描述中描述了用於車輛的活動窗玻璃，但是並不限定於這個實施例，並且，特別是對於應用的材料，窗玻璃的元件的結構和窗玻璃的安裝系統來說，本發明包括變體中的任何一種。
權利要求
1.包括玻璃元件(2)的窗玻璃(1)，該玻璃元件(2)具有至少一個結合到或者不結合到複製模製的塑料材料部件(3)中的剛性元件(5，8)，其特徵在於，所述的剛性元件(5，8)具有的線性熱膨脹係數與玻璃元件(2)的線性熱膨脹係數大小相同。
2.根據權利要求1的窗玻璃，其特徵在於，所述的剛性元件(5，8)具有的線性熱膨脹係數與玻璃元件(2)的線性熱膨脹係數相差至多10-60C-1。
3.根據權利要求1或者2的窗玻璃，其特徵在於，至少一個剛性元件(5，8)具有的線性熱膨脹係數為8-10×10-60C-1。
4.根據上述權利要求中任一項所述的窗玻璃，其特徵在於，所述的剛性元件(5，8)是以玻璃為基的。
5.根據權利要求4所述的窗玻璃，其特徵在於，所述剛性元件包括至少60％體積的玻璃。
6.根據上述權利要求中任一項所述的窗玻璃，其特徵在於，所述的剛性窗玻璃包括至少90％體積的玻璃。
7.根據權利要求4-6中任一項所述的窗玻璃，其特徵在於，所述的剛性元件(5，8)是塑料材料(7)和玻璃纖維(6，9)的複合件。
8.根據權利要求7所述的窗玻璃，其特徵在於，所述的複合剛性元件通過由玻璃和熱塑料有機材料共同混合的絲構成的產品(6，9)實施。
9.根據權利要求8所述的窗玻璃，其特徵在於，所述的複合剛性元件通過自由的共同混合的絲或半成品進行實施，所述半成品包括織造或者非織造的絲構成，可能與熱塑料或者熱硬性有機材料(7)相連，具有帶或墊子(6，9)的形狀。
10.根據權利要求7-9中任一項所述的窗玻璃，其特徵在於，所述的複合剛性元件包括選自聚烯烴和聚酯中的塑料材料(7)。
11.根據上述權利要求中任一項所述的窗玻璃，其特徵在於，所述的剛性元件(8)是不同元件的固定支架，通過特別是一個沒有螺紋的開在剛性元件中的孔(10)固定不同元件。
12.根據上述權利要求中任一項所述的窗玻璃，其特徵在於，所述的剛性元件(5)是一個加強元件。
13.根據上述權利要求中任一項所述的窗玻璃，其特徵在於，其結合了一個電化學裝置，特別是具有光學和/或者可變能量的電子控制系統。
14.根據權利要求13所述的窗玻璃的應用，用作電鉻窗玻璃的一部分，特別是用於建築物或者火車的牽引裝置，太空飛行器，汽車。
全文摘要
本發明的窗玻璃包括一個玻璃構成的元件，該玻璃構成的元件具有至少一個剛性元件，該剛性元件可以插入或者沒有插入到複製模製的塑料材料構成的部件中，其特徵在於，所述的剛性元件具有的線性熱膨脹係數與玻璃構成的元件的熱膨脹係數大小相同。固定支架或者加強元件用於連接到建築物、汽車或者牽引車輛、陸地車輛和水上車輛的窗玻璃上。
文檔編號B29C45/14GK1620373SQ02828259
公開日2005年5月25日 申請日期2002年2月20日 優先權日2002年2月20日
發明者G·於歇 申請人:法國聖戈班玻璃廠