СВЕТОРЕГУЛИРУЮЩАЯ МЕМБРАНА Российский патент 2013 года по МПК G02F1/1335 

Уровень техники

1. Область применения изобретения:

Настоящее изобретение касается светорегулирующей технологии, а более конкретно - светорегулирующей мембраны, которая содержит два слоя из полимерного композита в качестве подложек для пленки из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл и адгезионный слой для периодически повторяющегося наклеивания мембраны на светопроницаемую пластину, например, на прозрачное стекло или тому подобное. Упомянутая пленка предназначена для регулирования освещения.

2. Описание аналогов и прототипа:

Условно говоря, чтобы замаскировать окно или стекло перегородки или изолироваться от излучаемого солнцем тепла, можно установить жалюзи, стекло с низкой пропускной способностью или теплоизолирующую пленку. Если теплоизолирующую пленку нанести на оконное стекло, цвет теплоизолирующей пленки будет до определенной степени производить светозапорный эффект. Однако стационарная теплоизолирующая пленка просто уменьшает степень яркости солнечного излучения. Она не может эффективно задерживать ультрафиолетовое излучение. Кроме того, теплоизолирующий эффект обычной теплоизолирующей пленки является все же не безупречным. Обычные теплоизолирующие пленки имеют тенденцию окисляться и после длительного использования могут легко сморщиться или поблекнуть. Далее, если покрыть стеклянную стену из легких навесных панелей, стекло окна транспортного средства, комнатную перегородку или тому подобное теплоизолирующей пленкой темного цвета, темный цвет теплоизолирующей пленки может задерживать свет и изолировать тепло. Однако в темное время суток или в дождливую погоду цветная теплоизолирующая пленка помешает прохождению света сквозь остекление. При использовании теплоизолирующей пленки внутри помещения или в автомобиле она станет помехой видимости. Далее, если теплоизолирующая пленка нанесена на стекло, пользователь больше не сможет регулировать прозрачность этого стекла. Далее, если сориентироваться на жалюзи, то процесс их установки слишком сложен. Кроме того, поскольку оконные жалюзи устанавливаются с внутренней стороны окна, они занимают много внутреннего пространства. Далее, при наличии жалюзи также усложняется мытье окна.

В последнее время для регулировки освещения интенсивно используется поливизионное интимное стекло. Поливизионное интимное стекло может видоизменяться от мутно-полупрозрачного до оптически прозрачного состояния путем пощелкивания переключателем. Оно изготавливается путем целлофанирования пленки из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл конструкционным высококачественным поливинилбутиралем между двумя слоями стекла. При отключенном электропитании молекулы жидкого кристалла ориентированы беспорядочно, так что падающий свет рассеивается и поливизионное интимное стекло непрозрачно. При подаче электропитания молекулы жидкого кристалла выстраиваются в линию, падающий свет проходит сквозь стекло, и поливизионное интимное стекло выглядит прозрачным. Хотя поливизионное интимное стекло может менять свое трансмиссивное состояние в зависимости от применения электрического тока, его установка сложна, а исходная внутренняя структура может разрушиться. Кроме того, поливизионное интимное стекло имеет тенденцию покрываться пылью и должно регулярно очищаться. Для защиты от ультрафиолетового излучения и теплоизоляции требуется специальный уход за поверхностью. Следовательно, поливизионное интимное стекло имеет отрицательные стороны в отношении сложности конструкции, сложности работ по обслуживанию и очистке.

Далее, стекло, изготовленное посредством нанесения полиэтилентерефталата на две противоположные стороны пленки из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл, имеет преимущества малого веса, ударостойкости, высокой пропускаемости и высокой обрабатываемости. Оно практично в большинстве случаев применения. Однако полиэтилентерефталат распадется на составные части и подвергнется быстрому старению, если его не защитить от солнечной радиации. Кроме того, поверхность такого рода остекления имеет тенденцию вскоре быть поцарапанной или поврежденной каким-либо растворителем.

Следовательно, желательно создать светорегулирующую мембрану, которая устранит вышеназванные проблемы.

Сущность изобретения

Данное изобретение было создано с учетом изложенных обстоятельств. Согласно одному из аспектов настоящего изобретения светорегулирующая мембрана включает поверхностную структуру, адгезионный слой для наклеивания мембраны на светопроницаемую пластину, два слоя из полимерного композита, расположенные между слоем твердого покрытия указанной поверхностной структуры и указанным адгезионным слоем, и пленку из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл, расположенную между указанными двумя слоями из полимерного композита. Указанная пленка из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл включает два проводящих слоя и жидкокристаллический слой, расположенный между двумя проводящими слоями. Адгезионный слой наклеивается на светопроницаемую пластину, например, на прозрачное стекло или тому подобное. Состояние прозрачности светорегулирующей мембраны контролируется, пока пленка из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл подсоединена к источнику электроэнергии, и тогда контролируется и регулируется световой поток, проходящий сквозь светопроницаемую пластину. Наоборот, если электроэнергия отключена от пленки из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл, световой поток быстро блокируется данной светорегулирующей мембраной.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения указанный адгезионный слой сделан из смеси силикона и акрилового контактного клея и может быть наклеен непосредственно на светопроницаемую пластину, такую, как прозрачное стекло, полиметилметкрилатные и поликарбонатные панели. Во время установки светорегулирующей мембраны нет необходимости разрушать исходную конструкцию или внутренний дизайн. Благодаря пригодности адгезионного слоя для многократного использования установка, ремонт и снятие светорегулирующей мембраны не составляют труда.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения указанная поверхностная структура включает антикоррозийный слой, изготовленный из термореактивной органосилоксановой (organosiloxane) смолы, включающей коллоидный кремнезем и гидролизно-конденсационный триалкоксисилан (trialkoxysilane), слой твердого покрытия и противоотражающий слой, расположенный между указанным антикоррозийным слоем и слоем твердого покрытия. Антикоррозийный слой облегчает очистку. Слой твердого покрытия защищает прозрачное стекло от растрескивания, имея повышенную износостойкость и устойчивость против воздействия растворителей.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения слои из полимерного композита изготовлены из пластического химического материала, например, из полиэтилентерефталата, полиметилметкрилата, которые служат подложками для пленки из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл, не влияя на функцию пленки. Благодаря такому эффекту слоев из полимерного композита светорегулирующая мембрана применима для стеклянных стен из легких навесных панелей, для сдвижного прозрачного люка в крыше транспортного средства, для внутренних перегородок и т.д. Когда светорегулирующая мембрана находится в светонепроницаемом состоянии, стекло, к которому приклеена светорегулирующая мембрана, может быть использовано как экран для рирпроекций. В целом данная светорегулирующая мембрана создает превосходный вспомогательный эффект и дополнительную функцию, имеющую превосходную применяемость.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения данная светорегулирующая мембрана включает дополнительно противорадиационный слой, обладающий антиультрафиолетовыми и антиинфракрасными характеристиками. Противорадиационный слой может иметь различную окраску. Если светорегулирующая мембрана наклеена на остекление здания, противорадиационный слой также задерживает инфракрасное световое излучение солнечной радиации, производя эффект теплоизоляции, с тем чтобы содержать внутреннее помещение зимой в тепле, а летом в прохладном состоянии, значительно снижая расход потребляемой энергии. Следовательно, данное изобретение является экологически приемлемым проектом.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - внешний вид светорегулирующей мембраны в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - трехмерный поперечный разрез светорегулирующей мембраны в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 - поперечный разрез, вид сбоку, светорегулирующей мембраны в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.4 - схематическое изображение, иллюстрирующее один из вариантов применения настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительного конструктивного исполнения

Как показано на фиг.1-3, светорегулирующая мембрана в соответствии с настоящим изобретением включает пленку 1 из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл, два слоя 2 из полимерного композита, несколько слоев 3 самоклеящейся пленки, поверхностную структуру 4, противорадиационный слой 5, адгезионный слой 6 и две защитные пленки 7.

Пленка 1 из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл включает жидкокристаллический слой 11 и два проводящих слоя 12. Жидкокристаллический слой 11 расположен между двумя проводящими слоями 12. Жидкокристаллический слой 11 может быть изготовлен из смеси гидроксильных полифункциональных (мет) акрилатов и нематического жидкого кристалла, вулканизированного полиизоцианатным композиционным реагентом с перекрестной связью. Проводящие слои 12 получены посредством укладки индий-оловянного окисла на базовый слой из полиэтилентерефталата путем осаждения напылением.

Слои 2 из полимерного композита образованны соответственно на проводящих слоях 12. Далее, слои 2 из полимерного композита изготовлены из пластического химического материала, например, из полиэтилентерефталата, полиметилметакрилата, поликарбоната, полипропилена, полиэтилена или поливинилиденхлорида.

Каждый из слоев 3 самоклеящейся пленки как связующее звено расположен между слоем 2 из полимерного композита и проводящим слоем 12.

Поверхностная структура 4 образована на поверхности одного слоя 2 из полимерного композита, противоположной по отношению к слоям 3 самоклеящейся пленки и пленке 1 из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл, причем поверхностная структура 4 включает антикоррозийный слой 41, противоотражающий слой 42 и слой 43 твердого покрытия. Слой 43 твердого покрытия соединен со слоем 2 из полимерного композита. Противоотражающий слой 42 находится между антикоррозийным слоем 41 и слоем 43 твердого покрытия. Антикоррозийный слой 41 для защиты от грязи и пятен изготовлен из термореактивной органосилоксановой (organosiloxane) смолы, включающей коллоидный кремнезем и гидролизно-конденсационный триалкоксисилан (trialkoxysilane). Противоотражающий слой 42 расположен между антикоррозийным слоем 41 и слоем 43 твердого покрытия. Слой 43 твердого покрытия находится между противоотражающим слоем 42 и слоем 2 из полимерного композита. Слой 43 твердого покрытия может быть выполнен из сополимерных акрилатов с перекрестной связью и ультрафиолетового абсорбента, имеющего специфическую повторяющуюся структурную часть и содержащего определенное количество карбаматного связующего. Слой 43 твердого покрытия может быть ультрафиолетовым отверждаемым органическим покрытием, приготовленным из смеси многофункциональных акрилатов, силиконового акрилата как предохранительного реагента, активатора склеивания с поперечной связью и фотосенсибилизаторов, или из смеси многофункциональных акрилатов, силиконового акрилата как предохранительного реагента, (мет) акрилатного согласованного упрочнителя, нанокремнезема как неорганического наполнителя, силанового связующего агента и фотосенсибилизаторов.

Противорадиационный слой 5 образован на одной стороне слоя 2 полимерного композита, противоположной по отношению к поверхностной структуре 4, и обладает антиультрафиолетовыми и антиинфракрасными характеристиками. Далее, противорадиационный слой 5 может иметь различную окраску.

Адгезионный слой 6 образован на одной стороне противорадиационного слоя 5, противоположной по отношению к слою 2 из полимерного композита, для периодически повторяющегося приклеивания к прозрачному стеклу 9. Адгезионный слой 6 может быть сделан из смеси органического силикона и акрилового контактного клея.

Две защитные пленки 7 нанесены соответственно на адгезионный слой 6 и антикоррозийный слой 41 поверхностной структуры 4. Защитные пленки 7 являются съемными пленками, изготовленными из полиэтилентерефталата. До начала использования данной светорегулирующей мембраны защитные пленки 7 нанесены соответственно на обе противоположные стороны светорегулирующей мембраны для предохранения поверхности.

Как показано на фиг.4, а также на фиг.1-3, во время использования защитная пленка 7 снимается с адгезионного слоя 6, а затем адгезионный слой 6 приклеивается к поверхности прозрачного стекла 9; потом другая защитная пленка 7 снимается с антикоррозийного слоя 41 поверхностной структуры 4, а затем положительная и отрицательная клеммы источника питания 8 подсоединяются соответственно к двум проводящим слоям 12 серебряной проводящей пастой. Когда источник питания 8 отключен, жидкокристаллический слой 11 пленки 1 из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл выключен, молекулы расположены в хаотичном состоянии и коэффициент преломления жидкокристаллического слоя 11 ниже, чем у наружных полимеров, так что падающий свет рассеивается в полимерах светорегулирующей мембраны, заставляя светорегулирующую мембрану показывать цвет серовато-белого оттенка, который не пропускает света. При этом светорегулирующая мембрана вызывает на стекле 9 эффект инеевидного стекла. Когда источник питания 8 включен, электричество проходит через два проводящих слоя 12, чтобы управлять жидкокристаллическим слоем 11, заставляя молекулы быть в жидкости упорядоченными или ориентированными кристалловидным образом. При этом коэффициент преломления жидкокристаллического слоя 11 такой же, как и у наружных полимеров, так что падающий свет проходит беспрепятственно. При этом стекло 9 видится в его исходном прозрачном состоянии.

Далее, светорегулирующая мембрана согласно настоящему изобретению может быть приклеена к любой разновидности иной светопроницаемой пластины, например, к пластине из полиметилметакрилата или к поликарбонатной пластине. Далее, противорадиационный слой 5 может быть сделан в любом желаемом светопроницаемом цвете, так что цветовой эффект светорегулирующей мембраны обнаруживается, когда она светонепроницаема.

Таким образом, данное изобретение направлено на создание светорегулирующей мембраны, обладающей следующими характеристиками и преимуществами:

1. Два проводящих слоя 12 пленки 1 из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл подключены с помощью электрического соединения к источнику питания 8, так что пользователь может, включая или выключая источник питания 8, изменять коэффициент пропускания светорегулирующей мембраны, с тем чтобы блокировать световой поток либо пропускать его сквозь стекло 9, к которому приклеена светорегулирующая мембрана. С помощью адгезионного слоя 6 светорегулирующая мембрана может быть приклеена непосредственно к любому оконному стеклу здания без разрушения конструкции. Далее, адгезионный слой 6 позволяет использовать светорегулирующую мембрану повторно, упрощая текущий ремонт и значительно снижая стоимость монтажа.

2. Антикоррозийный слой 41 поверхностной структуры 4 изготовлен из термореактивной органосилоксановой (organosiloxane) смолы, включающей коллоидный кремнезем и гидролизно-конденсационный триалкоксисилан (trialkoxysilane). Антикоррозийный слой 41 поверхностной структуры 4 облегчает очистку. После того как светорегулирующая мембрана приклеена к стеклу 9, очистка становится совсем легкой. Следовательно, светорегулирующая мембрана согласно настоящему изобретению является удобной и практичной в использовании.

3. Слой 43 твердого покрытия поверхностной структуры 4 изготовлен из сополимерных акрилатов с перекрестной связью и ультрафиолетового абсорбента, содержащего определенное количество карбаматного связующего. Это защищает стекло 9 от растрескивания, повышая износостойкость и устойчивость против воздействия растворителей.

4. Пленка 1 из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл расположена между слоями 2 из полимерного композита, изготовленными из пластического химического материала, например, из полиэтилентерефталата, полиметилметакрилата, поликарбоната, полипропилена, полиэтилена или поливинилиденхлорида. Следовательно, слои 2 из полимерного композита служат превосходными подложками для пленки 1 из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл, не влияя на светорегулирующую функцию пленки. Следовательно, светорегулирующая мембрана применима для стеклянных стен из легких навесных панелей, для сдвижного прозрачного люка в крыше транспортного средства, для внутренних перегородок и т.д. Когда светорегулирующая мембрана находится в светонепроницаемом состоянии, стекло 9, к которому приклеена светорегулирующая мембрана, может быть использовано как экран для рирпроекций.

5. Противорадиационный слой 5 обладает антиультрафиолетовыми и антиинфракрасными характеристиками. Нанесенная на стеклянную стену из легких навесных панелей в каком-либо здании, данная светорегулирующая мембрана задерживает ультрафиолетовое излучение солнечной радиации, защищая кожу человеческого тела и внутреннюю фурнитуру от воздействия солнечной радиации. Противорадиационный слой 5 также задерживает инфракрасное световое излучение солнечной радиации, производя эффект теплоизоляции, с тем чтобы содержать внутреннее помещение зимой в тепле, а летом в прохладном состоянии, значительно снижая расход потребляемой энергии. Следовательно, данное изобретение является экологически приемлемым проектом. Далее, благодаря противоотражающему слою 42 поверхностной структуры 4 светорегулирующая мембрана обладает низкой отражательной характеристикой и высоким коэффициентом пропускания. Нанесенная на стеклянную стену из легких навесных панелей в каком-либо здании, данная светорегулирующая мембрана обеспечивает хороший эффект освещения, снижая расход потребляемой энергии.

Хотя для иллюстративных целей здесь детально описаны специфические варианты воплощения настоящего изобретения, возможны различные модификации и средства, расширяющие технические возможности, без отклонения от сущности и сферы применения изобретения.

Заявленное изобретение относится к светорегулирующей технологии. Заявленная светорегулирующая мембрана включает поверхностную структуру, имеющую антикоррозийный слой для обеспечения чистоты поверхности, слой твердого покрытия для защиты поверхности и противоотражающий слой, расположенный между антикоррозийным слоем и слоем твердого покрытия, уменьшения блескости и ультрафиолетового излучения; адгезионный слой для непосредственного и периодически повторяющегося наклеивания на светопроницаемую пластину даже после снятия; два слоя из полимерного композита, расположенные между слоем твердого покрытия и адгезионным слоем; и пленку из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл, расположенную между двумя слоями из полимерного композита и включающую два проводящих слоя и жидкокристаллический слой, расположенный между упомянутыми двумя проводящими слоями. Оба проводящие слои могут быть подсоединены к источнику электроэнергии. Технический результат - упрощение конструкции, повышение износостойкости и устойчивости против воздействия растворителей. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Светорегулирующая мембрана, включающая: поверхностную структуру, причем указанная поверхностная структура включает антикоррозийный слой и слой твердого покрытия; адгезионный слой для периодически повторяющегося наклеивания на светопроницаемую пластину; два слоя из полимерного композита, расположенные между слоем твердого покрытия указанной поверхностной структуры и указанным адгезионным слоем; и пленку из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл, между указанными двумя слоями из полимерного композита, причем указанная из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл включает два проводящих слоя и жидкокристаллический слой, расположенный между указанными двумя проводящими слоями.

2. Светорегулирующая мембрана по п.1, в которой указанный антикоррозийный слой изготовлен из органосилоксана с перекрестной связью или из термореактивной органосилоксановой смолы, которая включает коллоидный кремнезем и гидролизно-конденсационный триалкоксисилан; указанный слой твердого покрытия сделан из композиционного материала, изготовленного из сополимерных акрилатов с перекрестной связью и ультрафиолетового абсорбента, указанный композиционный материал указанного слоя твердого покрытия имеет специфическую повторяющуюся структурную часть и содержит заданное количество карбаматного связующего.

3. Светорегулирующая мембрана по п.1, в которой указанный слой твердого покрытия является ультрафиолетовым отверждаемым органическим покрытием, изготовленным из смеси многофункциональных акрилатов, силиконового акрилата как предохранительного реагента, активатора склеивания с перекрестной связью и фотосенсибилизаторов.

4. Светорегулирующая мембрана по п.1, в которой указанный слой твердого покрытия является ультрафиолетовым отверждаемым органическим покрытием, изготовленным из смеси многофункциональных акрилатов, силиконового акрилата как предохранительного реагента, активатора склеивания с перекрестной связью, (мет) акрилатного согласованного упрочнителя, нанокремнезема как неорганического наполнителя, силанового связующего агента и фотосенсибилизаторов.

5. Светорегулирующая мембрана по п.1, в которой указанный слой твердого покрытия является ультрафиолетовым отверждаемым органическим покрытием, изготовленным из смеси многофункциональных акрилатов, силиконового акрилата как предохранительного реагента, (мет) акрилатного согласованного упрочнителя, нанокремнезема как неорганического наполнителя, силанового связующего агента и фотосенсибилизаторов; указанные слои из полимерного композита изготовлены из пластического химического материала; указанный пластический химический материал выбран из группы полиэтилентерефталата, полиметилметакрилата, поликарбоната, полипропилена, полиэтилена или поливинилиденхлорида.

6. Светорегулирующая мембрана по п.5, включающая также два слоя самоклеящейся пленки, соответственно связывающие указанные слои из полимерного композита с двумя проводящими слоями указанной пленки из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл;
указанный жидкокристаллический слой изготовлен из смеси гидроксильных полифункциональных (мет) акрилатов и нематического жидкого кристалла, вулканизированного полиизоцианатным композиционным реагентом с перекрестной связью; каждый из указанных проводящих слоев включает базовый слой из полиэтилентерефталата и слой индий-оловянного окисла, уложенного на указанный базовый слой из полиэтилентерефталата путем осаждения напылением, указанная поверхностная структура включает противоотражающий слой, расположенный между указанным антикоррозийным слоем и указанным слоем твердого покрытия.

7. Светорегулирующая мембрана по п.1, включающая также противорадиационный слой, расположенный между указанным адгезионным слоем и указанной пленкой из дисперсной матрицы типа полимер - жидкий кристалл и предназначенный для задержки ультрафиолетового излучения и инфракрасного светового излучения.

8. Светорегулирующая мембрана по п.1, в которой указанный адгезионный слой сделан из смеси органического силикона и акрилового контактного клея.

9. Светорегулирующая мембрана по п.1, включающая также две съемные защитные пленки, изготовленные из полиэтилентерефталата и нанесенные соответственно на указанный адгезионный слой и на антикоррозийный слой указанной поверхностной структуры.