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CN104781061A - 具有齐平安装的不透明边缘带的聚合物交通工具玻璃 - Google Patents

具有齐平安装的不透明边缘带的聚合物交通工具玻璃 Download PDF

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CN104781061A
CN104781061A CN201380057282.2A CN201380057282A CN104781061A CN 104781061 A CN104781061 A CN 104781061A CN 201380057282 A CN201380057282 A CN 201380057282A CN 104781061 A CN104781061 A CN 104781061A
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Abstract

聚合物交通工具玻璃(1),其至少包括外面(I)和内面(IV)、位于外面(I)和内面(IV)的透明聚合物组件(2)、在透明聚合物组件(2)的至少一个部分中齐平安装在内面(IV)上的不透明聚合物组件(3)。

Description

具有齐平安装的不透明边缘带的聚合物交通工具玻璃
本发明涉及一种具有齐平安装的不透明边缘带的聚合物交通工具玻璃、其制造方法及使用。
在降低交通工具重量的不断尝试中产生了对于机动车玻璃的新要求:机动车玻璃应设计轻巧并保持功能水平不变。聚合物交通工具玻璃常被用作后窗、侧窗、天窗或交通工具用灯具。
机动车玻璃常配备有针对加热器功能或天线功能的导电结构。导电结构可通过将含银浆料印刷于玻璃表面以及随后的浆料熔接施加在玻璃片材上。这些导电结构通过焊在汇流条上的电连接器连接至机载电子设备。
有机玻璃由于其重量轻而同样适用于电动车。电动车的发动机无法产生足够的废热用于加热,因此就必须采用电加热的方法确保交通工具玻璃不结冰、不起雾。此外,实现在聚合玻璃中的天线功能可能是用户所期望的。
印刷在聚合玻璃上的导电结构已公开在US 5,525,401 A中。导电结构在聚合玻璃上的另一形成方法是将细导线施加在表面上。导线和汇流条(必要时)由此被施加在聚合薄膜上,而聚合薄膜随后连接至玻璃。聚合膜既可粘接至玻璃,也可通过膜嵌入成型工艺相接。在膜嵌入成型工艺中,无需使用单独的胶粘。此类解决方案在DE 35 06011 A1、EP 7 857 B1和DE 101 47 537 A1中予以说明。导线固定在聚合膜和玻璃之间并采取保护措施防止损坏。
WO 2011/067541和US 2006/0278803公开用于将导线超声波融合入聚合玻璃表面的方法。聚合玻璃包含聚合材料,导线部分上没入材料中。
US 7,220,471 B1公开一种包括位于玻璃周边范围内且覆盖有支持膜的不透明印花的聚合窗。
WO 2011/092420 A2公开一种发光交通工具玻璃,其中光源被玻璃主体内的不透明带所掩盖。在一特别实施例中,不透明带与玻璃主体齐平。
DE 196 42 648 A1公开一种聚合物交通工具玻璃,其中窗凸起被施加在玻璃外侧或内侧上的第二聚合物组件遮住。
玻璃的安装主要是通过将玻璃边缘粘接至车体来实现的。出于该原因,玻璃边缘配备有其上施加有黏合剂的边框。通常该边框包括隐藏粘合表面的不透明聚合物组件。不透明聚合物组件也可用于隐藏具有加热功能或天线功能的聚合玻璃的电连接。在这种情况下,导线不仅必须嵌入玻璃的透明聚合物组件中,而且必须嵌入不透明聚合物组件中。根据当前技术发展水平,不透明聚合物组件被施加在透明聚合物组件的内表面,而朝向玻璃中央的不透明聚合物组件的侧边缘呈倒角。因此导线的嵌入必须在不透明聚合物组件的斜率上完成,由此可建立与不透明聚合物组件较高的平面状表面上的电连接器的连接。然而不透明聚合物组件的倒棱缘对于导线的超声波融合来说仍是障碍,因为超声焊极无法伸入角中且导线的嵌入效果不理想。因此在斜率处和在透明材料与不透明材料之间的会合点嵌入是不够的,导线意外移除和损坏的风险很高。
此外,驾驶员的视觉也可能受到施加在玻璃内、外表面的保护涂层的影响。表面上的保护涂层通过避免表面缺陷和刮划保证玻璃的耐久性。根据当前技术发展水平、包括两个聚合物组件的有机玻璃的涂层为次优质量的保护涂层。在流涂过程中,涂层积聚在不透明组件安装在透明组件上的那点处的玻璃的角中。在根据当前技术发展水平构造的聚合玻璃中,该点位于可视范围内并且产生的光学畸变会妨碍驾驶员的视觉。涂层积聚引起光学畸变并且降低窗透明范围的质量。
本发明的目的在于提供一个聚合物交通工具玻璃的新设计,其在边缘带中具有透明聚合物组件和不透明聚合物组件,其中驾驶员的视觉得以改善、玻璃的重量降低并且导线的超声波嵌入增强。
实现本发明目的的解决方案是一种具有齐平的不透明边缘带的聚合物交通工具玻璃、该类玻璃的制造方法及其使用(根据独立权利要求1、13和15所述)。
聚合物交通工具玻璃包括具有外面和内面的透明聚合物组件及齐平安装在内面的不透明聚合物组件。外面被定义为安装后与环境直接接触的表面,而内面则朝向交通工具内部。不透明聚合物组件被安装在内面的至少一个部分中,优选仅装在边缘范围中。透明聚合物组件、不透明聚合物组件以及环境空气直接接触的线被定义为会合点。由于不透明聚合物组件齐平安装在透明聚合物组件上,因此两个组件之间会合点处的内面平坦且无任何斜率。该齐平设计实现了两个组件之间的平面转变。
此外,聚合物交通工具玻璃包括第一内部面和第二内部面,它们与外面平行。第一内部面被定义为距离外面最近的平行面,其穿过透明聚合物组件和不透明聚合物组件。第二内部面被定义为距离外面最远的平行面,其穿过透明聚合物组件和不透明聚合物组件。玻璃常呈弧形,以满足对视觉上引入注目的交通工具玻璃的要求。如果玻璃的表面呈弧形,则所有表面的切线平面被使用。透明聚合物组件和不透明聚合物组件的齐平会合点位于第二内部阶段处,其与内面可能完全或部分相同。两个组件直接接触的平面被定义为交界面。交界面总在第二内部面和第一内部面之间。在会合点处,交界面偏离第二内部面并偏向第一内部面20°至100°(角α)。
交界面改变其斜率至少一次,其中不同斜率之间的一次转变位于第二内部面下0.1mm至1mm处。在会合点处,交界面偏离第二内部面并偏向第一内部面20°至100°(角α)。在进一步延续中,交界面在其至少一个部分中改变其斜率并偏离第二内部面且偏向第一内部面10°至60°(角α1)。因此,交界面在会合点处呈现较陡的斜率,而在至少一个其他部分中呈现较浅的斜率。会合点处的初始较陡斜率后跟随较浅斜率,从而形成小壁,壁高等于斜率之间的第一转变点与第二内部面的间距。由此可避免不透明聚合材料溢出,所以在制造过程中可能是有利的。同时通过避免交界面垂直于第二内部面的范围,脱模工艺得以最佳化。
具有齐平设计的交通工具玻璃的最简单实施例由具有齐平安装的不透明组件的透明组件构成,其中内面和第二内部面在会合点处朝第一内部面的方向形成90°角并且之后交界面沿第一内部面横穿。因此该实施例的透明组件提供长方形的凹口,不透明组件齐平放入其中。这样的布置形式可满足对于易于导线嵌入的几何形状的需要,因为在透明和不透明材料之间的会合点处无斜率。该简单实施例在制造过程中可能会造成困难,原因是尖锐的角在成型过程中可能会是问题。模腔充料常常不正确并且脱模困难。交界面的较大范围垂直于第二内部面的几何形状应当避免。因此,该概念几何形状必须通过改变交界面斜率(如上所述)而做进一步调整,从而达到制造过程的改善和简化。
齐平设计提供两个组件之间的平面转变。在转变处,涂层在流涂过程中可无干扰流动。由于两个组件之间会合点处的表面齐平,玻璃的可视范围内不存在涂层或涂层中的气泡可能积聚的角。角中增加的涂层厚度以及角中的气泡积聚会导致工件在视觉上的不规则性。组件因此不合格。所以根据本发明构造的交通工具玻璃可减少涂敷过程中的不合格品,并由此降低成本。
在本发明的一优选实施例中,交界面改变其斜率至少一次,其中不同斜率之间的一次转变位于第二内部面下的0.3mm至0.6mm处。在会合点处,交界面偏离第二内部面并偏向第一内部面50°至90°(角α)。在进一步延续中,交界面在其至少一个部分中改变其斜率并偏离第二内部面且偏向第一内部面25°至45°(角α1)。因此,交界面在会合点处呈现较陡的斜率,而在至少一个其他部分中呈现较浅的斜率。这些优选角在制造过程和脱模过程中特别有利。
在本发明的一优选实施例中,内面在不透明聚合物组件的至少一个部分中偏离第二内部面并偏向外围10°至100°(角β),优选20°至60°。因此聚合物交通工具玻璃的厚度朝边缘范围增加。优选聚合物交通工具玻璃的内面在透明聚合物组件和不透明聚合物组件之间的会合点范围中仍为平面状。与会合点直接相邻的不透明聚合物组件部分与第二内部面相同,而会合点与不透明聚合物组件斜率之间的距离在5mm到30mm之间,优选10mm至20mm。
在聚合物交通工具玻璃的另一优选实施例中,粘合表面(VI)与内面相同且角β为β=0°。因此不需要不透明聚合物组件的倾斜部分。与根据当前技术发展水平构造的玻璃相比,该设计通过不透明聚合物组件长度的减小实现透明表面的扩大。此外,该设计对降低重量和包装空间均有利。
聚合物交通工具玻璃的边缘范围假定为平坦且近似无曲率。对于在其边缘范围显示出强曲率的玻璃,切线平面被使用。如果内面和外面的曲率不同,则第一内部面和第二内部面参考内面。
在本发明的一优选实施例中,内面包括粘合表面,其与第二内部面平行或相同。优选粘合表面偏移第二内部面0.5mm至10mm,优选1mm至5mm。粘合表面可用于安装聚合物交通工具玻璃,具体方式为将粘合表面粘接至车体。优选粘合表面与第二内部面不相同,由此不透明聚合物组件较低的表面为电连接器提供足够的空间。这样的设计是特别有利的,因为电连接器和黏合剂被不透明聚合物组件隐藏。
优选在聚合物交通工具玻璃的内面上包括至少一条导线,而不透明聚合物组件的内面提供至少两个电连接器。对电连接器施加电势可使电流通过导线,导线因此加热。
电连接器包括上汇流条和下汇流条。至少一条导线与汇流条电连接。优选两条或多条导线嵌入聚合物交通工具玻璃的内面。一个或多个汇流条通过软钎焊附接至导线。优选仅上汇流条被软钎焊至导线上,上汇流条软钎焊的压力足够保证下汇流条和导线之间的粘合。下汇流条被粘接至不透明聚合物组件的内面,优选通过使用胶带。
汇流条优选包含钨、铜、镍、锰、铝、银、铬和/或铁和/或它们的混合物或合金,更优选钨和/或铜。汇流条具有10μm至200μm、优选50μm至100μm的厚度,而汇流条的宽度优选2mm至100mm,更优选5mm至20mm。汇流条的长度可广泛地变化,因为其必须与具体玻璃的要求相匹配。汇流条的最小长度取决于导线(应连接至同一汇流条)两个最远端的最大间距。汇流条的长度例如可在5cm和1m之间变化。汇流条连接至外部电源并且玻璃两个不同边缘上的汇流条之间产生电势,这使得电流通过一个电连接器和另一电连接器之间的导线。
不透明聚合物组件形成将透明聚合物组件围起来的四方环形边框。如果加热功能或天线功能应实现在聚合物交通工具玻璃中,则一条或多条导线嵌入透明聚合物组件和部分不透明聚合物组件中。优选玻璃两个相对的边缘在不透明聚合物组件的内面上承载汇流条,其连接至导线。玻璃的其他边缘仅配备有不透明聚合物组件。可替代地,汇流条可被施加在玻璃的同一边缘上,彼此相邻。这样的设计例如与U型导线结合使用。通过将黏合剂施加在四方环形粘合表面并将其粘接至车体来装配聚合物交通工具玻璃。
每条导线在其至少一个部分上嵌入聚合物交通工具玻璃的表面。优选导线在透明聚合物组件的全部长度上以及不透明聚合物组件的第一部分中嵌入。由此可实现导线与玻璃之间的机械稳定连接,其对导线起到防止受损的保护作用。导线从玻璃内面上不透明聚合物组件的一个范围内的聚合材料中伸出,在该范围导线连接至汇流条。优选导线的外端再次嵌入至聚合材料。该设计是有利的,因为其可实现被不透明聚合物组件隐藏、并且在玻璃安装后看不出的稳定的电接触。此外,导线被固定而不会意外移除,由此可提高玻璃寿命并同时有利于乘客安全。
导线的走向可以是任何方向,优选与玻璃边缘呈水平或垂直状。导线优选采用承载汇流条的相对边缘之间的直线走向。可替代地,导线可采用波浪形走向(曲折图案或Z字形图案)。在一优选实施例中,两条相邻导电通路之间的距离在玻璃的长度上恒定。可替代地,两条相邻导电通路之间的距离可在玻璃的长度上改变。
导线包含至少一种金属,优选钨、铜、镍、锰、铝、银、铬和/或铁以及它们的混合物和/或合金。更优选使用钨和/或铜,因为采用这些材料时,热输出量特别高。导线厚度优选在15μm和200μm之间,更优选在25μm和90μm之间。导线厚度应相对较小,因为增加导线厚度会削弱玻璃透明度并增大短路风险。在本发明的一优选实施例中,使用了含钨且具有15μm至100μm、优选25μm至70μm的厚度的导线。可替代地,可使用含铜且具有25μm和200μm之间、优选60μm和90μm之间的厚度的导线。
两条相邻导线之间的距离优选3mm至30mm,更优选6mm至20mm,这对于玻璃透明度以及所产生的热输出的分布有利。尽管如此,相邻导线之间的距离可广泛地变化,因为其必须与具体玻璃的要求相匹配。
导线嵌入其厚度的50%至90%,优选60%至75%。
透明聚合物组件的厚度在整个玻璃上有变化,其中透明聚合物组件在玻璃边缘范围的厚度小于在玻璃中央的厚度。透明聚合物组件的最大厚度在1mm和20mm之间,优选在2mm和8mm之间,更优选在4mm和7mm之间。基于玻璃的机械强度及其进一步加工处理,这一值范围特别有利。玻璃厚度通常可广泛地变化并取决于所需的应用领域。优选不透明聚合物组件的厚度在整个玻璃上变化,但是也可保持恒定。在一优选实施例中,不透明聚合物组件的粘合表面相对于第二内部面显示出高度偏移,因此不透明聚合物组件的厚度朝玻璃边缘范围增加。不透明聚合物组件的最大厚度在0.5mm和15mm之间,优选在2mm和8mm之间,更优选在3mm和5mm之间。不透明聚合物组件没入透明聚合物组件中,相对于第二内部面0.2mm至5mm(最大范围),优选0.3mm至3mm,更优选1.5mm至2.5mm。
透明聚合物组件包含聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯(ABS/PC)、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)和/或它们的混合物或共聚物。优选透明聚合物组件包含聚碳酸酯(PC)和/或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。就透明聚合物组件的透明度、处理、机械强度、耐气候性以及耐化学性而言,这些材料特别有利。
透明聚合物组件在至少一个部分中是透明的。透明聚合物组件可为无色、彩色、有色、清澈或浑浊。
不透明聚合物组件包含聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯(ABS/PC)、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)、聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PC/PET)和/或它们的混合物或共聚物。优选聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包含在不透明聚合物组件中,更优选包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯(ABS/PC)或聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PC/PET)。
优选不透明聚合物组件包含至少一种制造其不透明效果的着色剂。着色剂包含无机着色剂、有机着色剂、色素和/或它们的混合物。适合于这一应用的着色剂为所属技术领域的专业人员所熟知并且可从英国漂染师及印染师学会和美国纺织化学师与印染师协会的色素索引中获得。着色剂可容纳多种不同的颜色。通常需要的是黑色不透明组件,黑色素被优选使用。适合用作黑色组件着色剂的黑色素例如有炭黑、阿尼林黑染料、骨炭、黑铁氧化物、黑尖晶石、石墨和/或它们的混合物。可替代地,用户可能期望选择与交通工具颜色相匹配的着色剂。
此外,不透明组件可包含无机或有机填料,优选SiO2、Al2O3、TiO2、粘土矿物、硅酸盐、碳酸钙、滑石、沸石、玻璃纤维、碳纤维、玻璃球、碎玻璃、有机纤维和/或它们的混合物。填料的使用可增强不透明组件的稳定性并且由于可降低价格较高的聚合材料的百分比,因此对于减少制造成本可能有利。
聚合物交通工具玻璃优选至少在玻璃的一侧、更优选在玻璃的内面和外面上配备有保护涂层。保护涂层保护聚合物交通工具玻璃免受环境的影响并防止玻璃表面刮划。优选使用包含聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和/或聚氨酯的热硬或紫外线固化漆。保护涂层可包含其它成分,如着色剂、紫外线不透明组分、防腐剂以及可增强耐刮划性的组分(如纳米颗粒)。合适的涂层可从迈图(Momenive)公司购买,产品名称为AS4000、AS4700、PHC587和UVHC300。保护涂层具有1μm至50μm、优选2μm至25μm的厚度。
此外,本发明包括制造聚合物交通工具玻璃的方法。在第一步骤中,不透明聚合物组件在双组分注射成型工艺中被齐平包覆成型在透明聚合物组件上。优选采用双组分注射技术,其中透明聚合物组件首选被注射入模腔并且不透明聚合物组件被包覆成型在透明组件上。在本发明方法的第二步骤中,玻璃至少在其一侧配备有保护涂层。在方法的第三步骤中,至少一个下汇流条被施加在不透明组件的内面上。方法的第四步骤包括导线在聚合物交通工具玻璃内面上的超声波融合。超声波融合是通过在聚合物交通工具玻璃的内面上驱动超声焊极来进行的,其中超声焊极传输超声波振动至导线和聚合物交通工具玻璃上。这些高频率机械振动产生使聚合材料表面层熔化的热能。超声焊极在其顶端有导线,该导线从顶端融合至熔化材料中。超声焊极由机器人系统操作,其控制程序与聚合物交通工具玻璃的三维几何形状相匹配。导线部分上嵌入透明和不透明聚合物组件并且在汇流条范围完全从聚合物交通工具玻璃中伸出。此后,导线优选再次嵌入不透明聚合物组件。因此超声焊极在透明聚合物组件、会合点以及部分不透明聚合物组件的表面上被驱动,在下汇流条范围升高并且之后再次降下至不透明聚合物组件的表面。这之后,上汇流条被附接至承载导线的下汇流条的顶部上并且汇流条和导线之间的电连接被建立。汇流条和导线之间的电连接可通过施加导电胶、通过软钎焊或通过焊接来获得。优选上汇流条被软钎焊至导线上,上汇流条软钎焊的压力足够保证下汇流条的粘合并且不需要焊料。可替代地,两个汇流条可通过软钎焊附接至导线。下汇流条被附接至不透明组件的内面,优选通过施加黏合剂,更优选通过双面胶带。
聚合物交通工具玻璃在外面和/或内面上、优选在两侧上配备有保护涂层。保护涂层优选在嵌入导线及安装汇流条之前施加。保护涂层通过浸涂、流涂、辊涂、喷涂、旋涂或模内涂、优选流涂的方式施加并且通过加热或暴露于紫外线波固化。
此外,根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃的涂敷方法与当前技术发展水平相比更为经济,原因是由于气泡、显微裂纹、变形流线或流动波线等缺陷被剔除的不合格品较少。在符合当前技术发展水平的设计中,这些缺陷是由于涂层流动中的干扰以及涂层因此在不透明聚合物组件端处(涂层在此处连接至透明聚合物组件)的积聚而造成的。该连接在符合当前技术发展水平的设计中形成斜率,而不是如同在根据本发明构造的新设计中保持齐平。在本发明的这一设计中,涂层可从玻璃的透明范围流动至不透明范围并且没有明显的干扰,反之亦然。
本发明的另一目的是聚合物交通工具玻璃作为机动车玻璃、飞行器玻璃、铁路交通工具玻璃、船玻璃,优选作为机动车中的后窗玻璃、侧窗玻璃或挡风玻璃,或作为灯罩、优选作为前灯灯罩的用途。
本发明的其它有利之处和细节可参见几个示范性实施例关于附图的说明。
图1a显示根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃的第一实施例,其中不透明聚合物组件齐平安装在透明聚合物组件上。
图1b显示根据图1a的聚合物交通工具玻璃会合范围的放大视图。
图1c显示配备有导线和电连接器的本发明聚合物交通工具玻璃的第一实施例。
图2显示根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃的另一实施例,其中不透明聚合物组件齐平安装在透明聚合物组件上。
图3显示根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃的另一实施例,其中不透明聚合物组件齐平安装在透明聚合物组件上并且设计针对降低重量进行了最佳化处理。
图4显示根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃的另一实施例,其中不透明聚合物组件齐平安装在透明聚合物组件上并且设计针对降低重量和脱模工艺进行了最佳化处理。
图5a显示根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃的另一实施例,其中不透明聚合物组件齐平安装在透明聚合物组件上并且设计针对不透明聚合物组件的较高比例位于边缘范围的玻璃进行了最佳化处理。
图5b显示图5a中所示的聚合物交通工具玻璃的实施例,其中粘合表面与内面相同并且角β为β=0°。
图6a显示根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃的另一实施例,其中不透明聚合物组件齐平安装在透明聚合物组件上并且两个组件之间的交界面呈弧形。
图6b显示图6a中所示的聚合物交通工具玻璃的实施例,其中粘合表面与内面相同并且角β为β=0°。
图7显示安装在车体中、配备有保护涂层和导线的图1a的聚合物交通工具玻璃的实施例。
图8显示配备有导线和两个电连接器的本发明聚合物交通工具玻璃的俯视图。
图9显示配备有导线和两个电连接器的本发明聚合物交通工具玻璃的横截面视图。
图10显示根据当前技术发展水平构造的聚合物交通工具玻璃。
图11显示制造本发明聚合物交通工具玻璃的方法的流程图。
图1a显示所示本发明聚合物交通工具玻璃(1)的第一实施例,其中不透明聚合物组件(3)齐平安装在透明聚合物组件(2)上。仅示出玻璃的边缘范围。聚合物交通工具玻璃(1)的外面(I)朝向外界,而玻璃内面(IV)指向交通工具内部。不透明聚合物组件(3)齐平安装至透明聚合物组件(2)的内面(IV)上。不透明聚合物组件(3)的齐平安装使透明聚合物组件(2)和不透明聚合物组件(3)之间形成平面状的会合点(9)。透明聚合物组件(2)的最大厚度为5.5mm,而厚度在玻璃的边缘范围减少至3.5mm。不透明聚合物组件(3)具有5mm的最大厚度,该厚度在玻璃的边缘范围取得并且相对于第二内部面(III)没入透明聚合物组件(2)2mm。透明聚合物组件(2)和不透明聚合物组件(3)在交界面(V)直接接触。不透明聚合物组件(3)、透明聚合物组件(2)以及环境直接接触的线称为会合点(9)。第一内部面(II)被定义为距离外面(I)最近的平行面,其穿过不透明聚合物组件(3)和透明聚合物组件(2)。第二内部面(III)被定义为距离外面(I)最远的平行面,其穿过不透明聚合物组件(3)和透明聚合物组件(2)。交界面(V)在其全长上在第一内部面(II)和第二内部面(III)之间延续。最初,交界面(V)和第一内部面(II)在会合点(9)处形成90°的角α。之后交界面(V)的斜率改变,其中第二内部面(III)和交界面(V)之间的角α1为35°。这两个斜率之间的转变位于内面(IV)表面下0.4mm处。交界面(V)在会合点(9)处的初始较陡斜率后跟随较浅斜率,从而形成具有0.4mm高度的壁。该设计避免在双组分注射成型工艺中不透明聚合物组件(3)溢出。交界面朝第一内部面(II)延续并且随后与第一内部面(II)相同。因此交界面(V)尖锐的角被避免,从而可改善透明聚合物组件(2)的脱模及不透明聚合物组件(3)的充料。角α被定义为会合点(9)处交界面(V)和第二内部面(III)之间的角。最初,交界面(V)偏离会合点(9)并偏向第一内部面(II)90°(角α)。之后交界面(V)的斜率改变,其中这第一次斜率转变后第二内部面(III)和交界面(V)之间的角被定义为α1。这两个斜率之间的转变位于内面(IV)表面下0.4mm处。交界面(V)偏离第二内部面(III)并偏向第一内部面(II)35°(角α1)。内面(IV)在不透明聚合物组件(3)的一个部分中偏离第二内部面(III)并偏向外围50°(角β)。因此不透明聚合物组件(3)的厚度朝玻璃的边缘增加。会合点(9)与内面(IV)的该斜率之间的距离为15mm。与玻璃边缘直接相邻的内面(IV)部分与第二内部面(III)平行并且被定义为粘合表面(VI)。粘合表面(VI)用于通过施加黏合剂于粘合表面(VI)上将聚合物交通工具玻璃(1)集成至交通工具本体中。粘合表面(VI)相对于第二内部面(III)具有3mm的高度偏移。
图1b显示根据图1a的聚合物交通工具玻璃的会合范围的放大视图。仅示出玻璃的边缘范围。会合点(9)被定义为不透明聚合物组件(3)、透明聚合物组件(2)以及环境空气接触的点。会合点(9)位于第二内部面(III)处并且在本横截面视图中示为单点,而在俯视图(见图8)中它形成四方环形线。交界面(V)和第二内部面(III)在该会合点(9)处形成角α,其中交界面(V)朝第一内部面(II)延续。在本实施例中,角α为α=90°,交界面(V)由此与第二内部面(III)垂直并且在其再次改变其斜率之前形成小壁以及之后与第二内部面(III)形成角α1。角α1通过使用平行于第二内部面(III)的线来确定,该线穿过交界面(V)的斜率首次改变的点。交界面(V)的斜率在其进一步延续中可改变数次。在本实施例中,交界面延续至第一内部面(II)并沿第一内部面(II)向前。
图1c显示图1a中所示的配备有导线(4)和电连接器(8)的聚合物交通工具玻璃(1)的第一实施例。仅示出玻璃的边缘范围。根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃(1)的齐平设计实现了导线(4)通过超声波融合在内面(IV)上的轻松嵌入,原因是可在整个齐平表面上驱动超声焊极、无斜率妨碍。电连接器(8)在其被不透明聚合物组件(3)特别有利遮盖的不透明聚合物组件(3)的范围中被施加在内面(IV)上。导线(4)嵌入透明聚合物组件(2)和不透明聚合物组件(3)中,它们从不透明聚合物组件中伸出并连接至电连接器(8)。之后导线(4)端再次嵌入至不透明聚合物组件(3)上。电连接器(8)包括通过焊料(6)附接至导线(4)的上汇流条(5.1)和通过上汇流条软钎焊的压力附接至导线(4)的下汇流条(5.2)。导线(4)被汇流条(5)围起来,而下汇流条(5.2)通过双面胶带(7)附接至不透明聚合物组件(3)的内面(IV)。透明聚合物组件(2)的内面(IV)、会合点(9)以及电连接器(8)所在的不透明聚合物组件(3)的内面(IV)与第二内部面(III)相同。不透明聚合物组件(3)的厚度在电连接器(8)与玻璃边缘之间的范围中增加,其中内面(IV)在一个部分中偏离第二内部面(III)并偏向外围50°(角β=50°)。与玻璃边缘直接相邻的内面(IV)部分与第二内部面(III)平行并且被定义为粘合表面(VI)。粘合表面(VI)用于通过施加黏合剂于粘合表面(VI)上将聚合物交通工具玻璃(1)集成至交通工具本体中。粘合表面相对于第二内部面(III)具有3mm的高度偏移。
图2显示根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃(1)的另一实施例,其中不透明聚合物组件(3)齐平安装在透明聚合物组件上(2)。仅示出玻璃的边缘范围。会合点(9)处交界面(V)和第二内部面(III)之间的角α为α=35°。之后交界面(V)的斜率改变,其中交界面(V)和第二内部面(III)之间的角α1为α1=0°,因为交界面(V)在该部分与第一内部面(II)相同。内面(IV)在不透明聚合物组件(3)的一个部分中偏离第二内部面(III)并偏向外围50°(角β=50°)。透明聚合物组件(2)的最大厚度为5.5mm,而厚度在玻璃的边缘范围减少至3.5mm。不透明聚合物组件(3)具有5mm的最大厚度,该厚度在玻璃的边缘范围取得并且相对于第二内部面(III)没入透明聚合物组件(2)2mm。粘合表面相对于第二内部面(III)具有3mm的高度偏移。
图3显示根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃(1)的另一实施例,其中不透明聚合物组件(3)齐平安装在透明聚合物组件(2)上并且设计针对降低重量进行了最佳化处理。仅示出玻璃的边缘范围。会合点(9)处交界面(V)和第二内部面(III)之间的角为α=90°。交界面在其进一步延续中改变其斜率,其中两个斜率之间的转变位于内面(IV)表面下0.6mm处。在该部分,交界面(V)偏离第二内部面(III)并偏向第一内部面(II)10°(角α1=10°)。交界面(V)仅在一个点上接触第一内部面(II)并且朝第二内部面(III)的方向延续,在透明聚合物组件(2)和不透明聚合物组件(3)之间形成长方形角。因此在不透明聚合物组件(3)中形成填充有透明聚合物组件(2)的凹口。透明聚合物组件(2)相对于不透明聚合物组件(3)的比例由此上升。由于透明聚合物组件(2)的密度低于不透明聚合物组件的密度,聚合物交通工具玻璃(1)的重量可有利降低。内面(IV)在不透明聚合物组件(3)的一个部分中偏离第二内部面(III)并偏向外围50°(角β=50°)。粘合表面相对于第二内部面(III)具有3mm的高度偏移。
图4显示根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃的另一实施例,其中不透明聚合物组件(3)齐平安装在透明聚合物组件(2)上并且设计针对降低重量和脱模工艺进行了最佳化处理。仅示出玻璃的边缘范围。对图3的实施例进行了进一步最佳化处理,以便改进脱模工艺。会合点(9)处交界面(V)和第二内部面(III)之间的角为α=90°。交界面在其进一步延续中改变其斜率,其中两个斜率之间的转变位于内面(IV)表面下0.6mm处。在该部分,交界面(V)偏离第二内部面(III)并偏向第一内部面(II)10°(角α1=10°)。交界面(V)仅在一个点上接触第一内部面(II)并且朝第二内部面(III)的方向延续。因此在不透明聚合物组件(3)中形成填充有透明聚合物组件(2)的凹口。透明聚合物组件(2)相对于不透明聚合物组件(3)的比例由此上升。由于透明聚合物组件(2)的密度低于不透明聚合物组件的密度,聚合物交通工具玻璃(1)的重量可有利降低。此外,如同图3中所示的交界面较大的垂直表面被避免,由此脱模得到简化。内面(IV)在不透明聚合物组件(3)的一个部分中偏离第二内部面(III)并偏向外围50°(角β=50°)。粘合表面相对于第二内部面(III)具有3mm的高度偏移。
图5a显示根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃(1)的另一实施例,其中不透明聚合物组件(3)齐平安装在透明聚合物组件(2)上并且设计针对不透明聚合物组件(3)的较高比例位于边缘范围的玻璃进行了最佳化处理。仅示出玻璃的该边缘范围。会合点(9)处交界面(V)和第二内部面(III)之间的角为α=90°。交界面在其进一步延续中改变其斜率,其中两个斜率之间的转变位于内面(IV)表面下0.6mm处。在该部分,交界面(V)偏离第二内部面(III)并偏向第一内部面(II)10°(角α1=10°)并且在接触第一内部面后与第一内部面(II)相同。与到目前为止所述的实施例相比,不透明聚合物组件(3)相对于透明聚合物组件(2)的比例上升。这样的设计对于注射成型工艺的最佳化特别有利,因为模腔以更佳的方式充料。内面(IV)在不透明聚合物组件(3)的一个部分中偏离第二内部面(III)并偏向外围50°(角β=50°)。粘合表面相对于第二内部面(III)具有3mm的高度偏移。
图5b显示图5a中所示的聚合物交通工具玻璃(1)的实施例,其中粘合表面(VI)与内面(IV)相同并且角β为β=0°。聚合物交通工具玻璃(1)的齐平设计实现了透明表面的扩大,因为与根据当前技术发展水平构造的玻璃相比,不透明聚合物组件的长度减小。根据当前技术发展水平,不透明聚合物组件在内面(IV)上的斜率在车体内部装饰条后立即开始,以便通过不透明聚合物组件(3)完全隐藏内部装饰条。由于在本实施例中,β为0,所以玻璃的内面(IV)上无斜率。因此,该倾斜转变表面的宽度可以保留,不透明聚合物组件(3)的宽度由此减小并且透明聚合物组件(2)的宽度增大。因此,聚合物交通工具玻璃(1)的透明表面有利扩大。与根据当前技术发展水平构造的玻璃相比,根据图5b的聚合物交通工具玻璃(1)的透明表面的宽度可增大4mm。此外,聚合物交通工具玻璃(1)的包装空间更为紧凑,这对机动车设计和分配有利。
图6a显示根据本发明构造的聚合物交通工具玻璃(1)的另一实施例,其中不透明聚合物组件(3)齐平安装在透明聚合物组件(2)上,其中透明聚合物组件(2)和不透明聚合物组件(3)之间的交界面(V)呈弧形。仅示出玻璃的边缘范围。交界面(V)偏离第二内部面(III)的角通过使用切线来确定。确定角α的第一条切线与会合点(9)相交。最初,交界面(V)偏离会合点(9)并偏向第一内部面(II)60°(角α=60°)。之后,交界面(V)的斜率改变并且说明交界面的进一步延续的下一切线与第二内部面(III)形成角α11=35°)。这两条切线的交叉点位于内面(IV)表面下0.4mm处。角β也通过使用切线来说明,该切线与内面(IV)首次偏离第二内部面的那个点相交。内面(IV)偏离第二内部面(III)并偏向外围35°(角β=35°)。
图6b显示图6a中所示的聚合物交通工具玻璃(1)的实施例,其中粘合表面(VI)与内面(IV)相同并且角β为β=0°。如已在图5b中说明的那样,聚合物交通工具玻璃(1)的透明表面被有利扩大。与根据当前技术发展水平构造的玻璃相比,根据图6b的聚合物交通工具玻璃(1)的透明表面的宽度可增大4mm。此外,聚合物交通工具玻璃(1)的包装空间更为紧凑,这对机动车设计和分配有利。
图7显示安装在车体中、配备有保护涂层(10)和导线(4)的图1a的聚合物交通工具玻璃(1)的实施例。仅示出玻璃的边缘范围。保护涂层(10)被施加在聚合物交通工具玻璃(1)的内面(IV)和外面(I)。内部装饰条(11)位于电连接器(8)的范围附近,在该处内部装饰条被不透明聚合物组件(3)有利遮盖。玻璃通过用黏合剂(13)将外部装饰条(12)粘接至粘合表面(VI)来安装。
图8显示配备有导线(4)和两个电连接器(8)的本发明聚合物交通工具玻璃(1)的俯视图。聚合物交通工具玻璃(1)包括被不透明聚合物组件(3)框起来的透明聚合物组件(2),不透明聚合物组件齐平安装在透明聚合物组件(2)上。透明聚合物组件(2)、不透明聚合物组件(3)以及环境空气在四方环形会合点(9)处接触。电连接器(8)被附接至玻璃两个相对侧不透明聚合物组件(3)的范围中,在该范围电连接器被不透明聚合物组件(3)有利隐藏。导线(4)与电连接器(8)近似垂直并且嵌入透明聚合物组件(2)和部分不透明聚合物组件(3)。导线(4)在不透明聚合物组件(3)的范围伸出,在该范围它们与电连接器(8)电连接。导线端再次嵌入不透明聚合物组件(3)上。为实现这一点,超声焊极在下汇流条(5.2)之上的范围升高并且之后再次降下至不透明聚合物组件(3)的表面。超声焊极采用半圆形的路径以改变其方向,导线(4)沿所示路径嵌入不透明聚合物组件(3)上。上汇流条(5.1)之后被附接至具有导线(4)的下汇流条(5.2)的顶部上。
图9显示配备有导线(4)和两个电连接器(8)的本发明聚合物交通工具玻璃(1)的横截面视图。聚合物交通工具玻璃(1)包括透明聚合物组件(2)和齐平安装在透明聚合物组件(2)的边缘范围的不透明聚合物组件(3)。该玻璃边缘范围齐平设计的一些例子在图1至6中示出。该新设计为导线(4)嵌入提供平滑的表面,因为应进行嵌入的范围中没有斜率。导线(4)嵌入透明聚合物组件(2)和部分不透明聚合物组件(3)上,它们在不透明聚合物组件的部分从聚合材料中伸出、与电连接器(8)电连接并且之后再次嵌入。电连接器被附接至不透明聚合物组件(3)并且在玻璃装配至交通工具本体后被不透明材料有利隐藏。不透明聚合物组件(3)在电连接器(8)和玻璃的边缘之间配备有凹口。与承载电连接器(8)的表面相比,不透明聚合物组件(3)的表面在边缘范围具有3mm的偏移。不透明组件(3)的这一较高的范围用于通过使用黏合剂将聚合物交通工具玻璃(1)黏附至交通工具本体。透明聚合物组件(2)和不透明聚合物组件(3)的外表面配备有保护涂层(10)。
图10显示根据当前技术发展水平构造的聚合物交通工具玻璃(1)。不透明聚合物组件(3)不是齐平安装进透明聚合物组件(2),而是被施加在内面(IV)上。朝向玻璃中央的不透明聚合物组件(3)的侧边缘呈倒角。不透明聚合物组件(3)的内面(IV)和第二内部面(III)之间的角为β=35°。应被不透明聚合物组件(3)隐藏的电连接器必须安装在粘合表面(VI)上,在粘合表面上它们妨碍玻璃在车身上的装配。导线的嵌入必须在不透明聚合物组件(3)的该斜率上完成,以建立与不透明聚合物组件(3)较高的平面状粘合表面(VI)上的电连接器的连接。然而不透明聚合物组件(3)的倒棱缘对于导线的超声波融合来说仍是障碍,因为超声焊极无法伸入角中且导线的嵌入效果不理想。此外,透明聚合物组件(2)和不透明聚合物组件(3)之间的会合点(9)不齐平,这在涂敷过程中会造成困难。在玻璃的会合点(9)处,不透明聚合物组件(3)和透明聚合物组件(2)形成涂层或涂层中的气泡可能积聚其中的角。由于该角位于玻璃的可视范围内,造成的缺陷导致组件不合格。与此相比,根据本发明构造的玻璃的会合点是齐平的并且角(如果β≠0°)被不透明聚合物组件隐藏。
图11显示制造本发明聚合物交通工具玻璃(1)的方法的流程图。在第一步骤中,不透明聚合物组件(3)在双组分注射成型工艺中被齐平包覆成型在透明聚合物组件上(2)。方法的第二步骤包括将保护涂层(10)施加在聚合物交通工具玻璃(1)的外面(I)和/或内面(IV)上,优选施加在外面(I)和内面(IV)上。在方法的第三步骤中,电连接器(8)的下汇流条(5.2)被施加在不透明聚合物组件(3)的内面(IV)上。方法的第四步骤包括导线(4)在聚合物交通工具玻璃(1)的内面(IV)上的超声波融合。超声波融合是通过在聚合物交通工具玻璃(1)的内面(IV)上驱动超声焊极来进行的。导线(4)嵌入透明聚合物组件(2)和部分不透明聚合物组件(3)上并且在汇流条(5)范围从聚合物交通工具玻璃(1)中伸出。在方法的最后一步中,上汇流条(5.1)被放置在承载导线(4)的下汇流条(5.2)的顶部并且汇流条(5)和导线(4)之间的电连接通过施加导电胶、通过软钎焊或通过焊接建立。
参考符号列表
1    聚合物交通工具玻璃
2    透明聚合物组件
3    不透明聚合物组件
4    导线
5    汇流条
5.1  上汇流条
5.2  下汇流条
6    焊料
7    双面胶带
8    电连接器
9    会合点
10   保护涂层
11   内部装饰条
12   外部装饰条
13   黏合剂
I    外面
II   第一内部面
III  第二内部面
IV   内面
V    交界面
VI   粘合表面
α    会合点处第二内部面和交界面之间的角
α1   第二内部面和交界面之间的角
β    第二内部面和内面之间的角
AA’ 横截面

Claims (15)

1.聚合物交通工具玻璃(1),其至少包括:
a)外面(I)和内面(IV),
b)位于外面(I)和内面(IV)的透明聚合物组件(2),
c)在透明聚合物组件(2)的至少一个部分中齐平安装在内面(IV)上的不透明聚合物组件(3),
d)连接透明聚合物组件(2)和不透明聚合物组件(3)的交界面(V)以及透明聚合物组件(2)、不透明聚合物组件(3)和环境空气接触的会合点(9),
e)被定义为距离外面(I)最近的平行面的第一内部面(II),其穿过透明聚合物组件(2)和不透明聚合物组件(3),以及
f)被定义为距离外面(I)最远的平行面的第二内部面(III),其穿过透明聚合物组件(2)和不透明聚合物组件(3),其中
-在会合点(9)处交界面(V)和第二内部面(III)形成角α,其中α在朝第一内部面(II)的方向上为20°至100°,
-交界面(V)在其进一步延续中至少一次改变其斜率并且与第二内部面(III)在至少一个部分中形成角α1,其中α1为10°至60°,以及
-不同斜率之间的转变位于内面(IV)下0.1mm至1mm处。
2.根据权利要求1所述的聚合物交通工具玻璃(1),其中交界面(V)
-和第二内部面(III)在会合点(9)处形成角α,其中α为50°至90°,朝第一内部面(II)的方向,
-在其进一步延续中至少一次改变其斜率并且与第二内部面(III)在至少一个部分中形成角α1,其中α1为25°至45°并且不同斜率之间的转变位于内面(IV)下0.3mm至0.6mm处。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物交通工具玻璃(1),其中内面(IV)与第二内部面(III)在不透明聚合物组件(3)的至少一个部分内形成角β,其中β为10°至100°,优选20°至60°,朝外围的方向。
4.根据权利要求1至3任一项所述的聚合物交通工具玻璃(1),其中内面(IV)包括粘合表面(VI),其与第二内部面(III)平行或相同并且优选高于第二内部面(III)0.5mm至10mm,更优选1mm至5mm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的聚合物交通工具玻璃(1),其中内面(IV)包括至少两个电连接器(8)和至少一条导线(4)并且电连接器(8)位于不透明聚合物组件(3)上。
6.根据权利要求5所述的聚合物交通工具玻璃(1),其中电连接器(8)包括上汇流条(5.1)和下汇流条(5.2)。
7.根据权利要求6所述的聚合物交通工具玻璃(1),其中导线(4)与上汇流条(5.1)和下汇流条(5.2)电连接并且下汇流条(5.2)被粘接至不透明聚合物组件(3)。
8.根据权利要求1至7任一项所述的聚合物交通工具玻璃(1),其中不透明聚合物组件(3)形成将透明聚合物组件(2)围起来的四方环形边框。
9.根据权利要求1至8任一项所述的聚合物交通工具玻璃(1),其中透明聚合物组件(2)的最大厚度在1mm和20mm之间,优选在2mm和8mm之间,更优选在4mm和7mm之间,和不透明聚合物组件(3)的最大厚度在0.5mm和15mm之间,优选在2mm和8mm之间,更优选在3mm和5mm之间。
10.根据权利要求1至9任一项所述的聚合物交通工具玻璃(1),其中透明聚合物组件(2)包含聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、它们的混合物和/或共聚物,优选聚碳酸酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯。
11.根据权利要求1至10任一项所述的聚合物交通工具玻璃(1),其中不透明聚合物组件(3)包含聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚腈、聚酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和/或它们的混合物或共聚物,优选聚碳酸酯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),更优选丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯,以及至少一种着色剂。
12.根据权利要求1至11任一项所述的聚合物交通工具玻璃(1),其中聚合物交通工具玻璃(1)涂敷有保护涂层(10),其至少包含一种聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯和/或聚氨酯并且具有优选1μm和50μm之间、更优选2μm和25μm之间的厚度。
13.根据权利要求1至12任一项所述的聚合物交通工具玻璃(1)的制造方法,其包括:
a)将透明聚合物组件(2)和不透明聚合物组件(3)的双组分注射成型,其中不透明聚合物组件(3)被齐平包覆成型在透明聚合物组件(2)上,
b)将保护涂层(10)施加在外面(I)和/或内面(IV)上,
c)将至少一个下汇流条(5.2)施加在不透明聚合物组件(3)的内面(IV)上,
d)将导线(4)在聚合物交通工具玻璃(1)的内面(IV)上超声波融合,
e)将上汇流条(5.1)施加在承载导线(4)的下汇流条(5.2)上以及将汇流条(5)与导线(4)电连接。
14.根据权利要求13所述的聚合物交通工具玻璃(1)的制造方法,其中保护涂层(10)被施加在聚合物交通工具玻璃(1)的外面(I)和内面(IV)上。
15.根据权利要求1至12任一项所述的聚合物交通工具玻璃(1)作为机动车玻璃、飞行器玻璃、铁路交通工具玻璃、船玻璃,优选作为机动车中的后窗玻璃、侧窗玻璃或挡风玻璃,或作为灯罩、优选作为前灯灯罩的用途。
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