CN101484512A - 聚碳酸酯玻璃窗应用的光致变色效应 - Google Patents

聚碳酸酯玻璃窗应用的光致变色效应 Download PDF

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Abstract

公开了具有光致变色性能的窗组件(14)。该窗组件(14)包括与涂层(44)相邻的基底(32)。光致变色膜(38)位于基底(32)和涂层(44)之间，其中当窗组件(14)暴露于紫外光下时，光致变色膜(38)变暗。

Description

聚碳酸酯玻璃窗应用的光致变色效应
背景技术
1.发明领域
[0001]本发明一般地涉及在机动车和其他结构中使用的透明塑料面板，和更特别地涉及用于其的窗组件。
2.已知技术的说明
[0002]塑料材料，例如聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)目前用于制备许多机动车部件和组件，例如B-柱、头灯和可开式车顶。机动车窗模件代表这些塑料材料最新出现的应用，因为在定型/设计、重量节约和安全/牢固性方面它们具有各种优点。更具体地，通过将功能组件一体化成模塑的塑料模件，以及通过添加总体设计和形状的复杂性来区分其车辆与竞争者的车辆，塑料材料将提供机动车制造者降低窗组件复杂性的能力。使用轻质塑料窗模件可有助于车辆较低的重心和改进的燃料经济性。另外，通过提高翻车事件过程中乘客的保留，塑料窗模件将增加车辆的总体安全度。
[0003]然而，塑料窗模件，例如其玻璃对应物，可允许显著大量的太阳能进入机动车的乘客室内。若在没有任何形式冷却的情况下长时间段地过去，则机动车的乘客室可能变得不舒适。此外，即使提供冷却体系来冷却乘客室，但使用冷却体系将导致车辆上增加的负载，从而可能降低机动车的燃料经济性。
[0004]限制太阳能引入到车辆的乘客室内的一种方式是使窗模件着色，从而仅仅允许一部分太阳光通过窗模件。然而，在阳光不充足的日子里，着色的窗模件的缺点是，机动车的乘客室过暗，且可妨碍乘客清楚地通过窗模件观看物体的能力。
[0005]因此，希望提供能限制引入到机动车的乘客室内的太阳能且在阳光不充足的日子里没有妨碍乘客视野的塑料窗模件。
简要概述
为了克服现有技术的缺点和局限性，本发明提供一种具有光致变色性能的窗组件。该窗组件包括具有顶(或外)侧和底(或内)侧的基底，在基底上的第一涂层，和位于基底的顶侧和第一涂层之间的光致变色膜。该光致变色膜包括聚碳酸酯(PC)膜和与PC膜相连的光致变色层。光致变色层位于PC膜和基底之间，从而在PC膜和基底之间包封光致变色层。第一涂层可包括耐候层和等离子体层。耐候层可由含丙烯酸、聚氨酯、硅氧烷或其结合物中的基础化学材料制成。另外，由与第一涂层相同的材料制成的第二涂层可施加到基底的底侧。等离子体层是沉积在耐候层上的“玻璃状”涂层。
[0006]在另一实施方案中，功能层可位于基底的顶侧和光致变色膜之间。功能层可引入特定的功能到窗组件内。此外，功能层可具有多层以实现这些功能。
[0007]在阅读下述说明之后，参考附图和附带且形成本说明书一部分的权利要求，本发明的进一步的目的、特征和优点将容易地变得显而易见。
附图简述
[0008]图1是具有窗组件的机动车的剖视图，它体现了具有光致变色性能的本发明的原理；
[0009]图2是体现本发明原理的窗组件的顶视图；
[0010]图3是体现本发明原理的窗组件的另一实施方案的顶视图；
[0011]图4A是一般地沿着图2的线4-4拍摄的一部分窗组件的截面视图；
[0012]图4B是在窗组件的两侧上具有涂层的窗组件的类似于图4A的截面视图；
[0013]图4C是引入功能层的窗组件的类似于图4A的截面视图；和
[0014]图4D是在窗组件的两侧上具有涂层的窗组件的类似于图4C的截面视图。
详细说明
[0015]参考图1，示出了引入本发明的机动车10。机动车10包括位于机动车10内部的乘客室12和借助框架16安装到机动车10上的窗组件14，例如可开式车顶或可开式车底(moon roof)。
[0016]尽管视野窗组件14作为可开式车顶或可开式车底描述了本发明，但本发明同样可应用到机动车10的其他领域上。例如，窗组件14可合适地布置且大小适合于用作司机侧窗、乘客侧窗、后窗、前挡风和/或机动车10可具有的任何其他窗。
[0017]参考图2，示出了窗组件14的更加详细的视图。正如所示的那样，窗组件14具有透明的观察区域20和光致变色区域22。在替代的方案中，光致变色区域22可以覆盖整个窗组件14。透明的观察区域20类似于常规的窗组件在于透明区域20允许光通过并进入乘客室12。光致变色区域22类似于透明区域20；然而，在不存在UV光的情况下，光致变色区域透明，且当暴露于UV光下，例如在直接的太阳光下时，变暗，从而防止UV光进入到乘客室12内。
[0018]图3示出了窗组件14的另一实施方案。在这一布局中，窗组件14具有被光致变色区域28围绕并隔开的两个透明区域24、26。类似于前一实施方案，透明区域24类似于常规的窗组件，而光致变色区域28防止光透射到乘客室12内。显然，可视需要以任何各种图案布置光致变色区域28。例如，光致变色区域28可覆盖整个窗组件14。
[0019]参考图4A，其中图2中示出了一般地沿着线4-4拍摄的截面。窗组件14包括具有顶侧34(拟朝向机动车10的外部)和底侧36(拟朝向机动车10的内部)的基底32。基底32优选是硬质透明面板，且可由聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酯共混物、玻璃和玻璃纤维及其任何结合物制成。优选地，基底32透明。
[0020]在基底32的顶侧34上方是光致变色膜38。在不存在UV光的情况下光致变色膜38透明，和当暴露于UV光下，例如在直接的太阳光下时变暗，从而限制了UV光透射到乘客室12内，如图1所示。可通过薄膜镶嵌模塑(FIM)方法或层压方法，将光致变色膜38施加到基底32上。
[0021]非硬质且被成型以便对应于基底32形状的光致变色膜38包括与光致变色层42耦合的PC膜层40，从而在PC膜层40和基底30的顶侧34之间包封光致变色层42。PC膜层40可由PC、PMMA或其任何结合物制成。光致变色层42可由金属卤化物或有机材料制成。金属卤化物可以是氯化银(AgCl)或溴化银(AgBr)或其结合物。有机材料可以是光致变色染料、立体异构体和多核芳烃或其结合物。在有机材料内的光致变色性与异裂和均裂解离、顺-反异构和互变异构有关。
[0022]位于光致变色层38上方的是涂层44。涂层44包括耐候层46和等离子体层48。耐候层52是含丙烯酸、聚氨酯、硅氧烷或这些材料的结合物的基础化学中的材料，以提供高的耐候性和长期的抗紫外性。此外，耐候层52也可包括具有离聚物化学的材料或类似材料。而且，在本发明的另一实施方案中，可将硅/纳米颗粒共混到耐候层52中的材料内，或者通过聚合，将硅氧烷共聚物形成到耐候层52内。等离子体层54是通过等离子体加强的化学气相沉积(PECVD)方法或类似方法，在耐候层52上沉积的“玻璃状”涂层。在本发明的另一实施方案中，等离子体层54是多层等离子体涂层，且可以是通过流涂、浸涂和喷涂方法之一施加的硅酮涂层。
[0023]参考图4B，示出了窗组件14的替代的实施方案。这一实施方案类似于图4A所示的实施方案。然而，这一实施方案区别在于，这一实施方案具有第二涂层50′，所述第二涂层50′具有耐候层52′和与基底32的底侧36耦合的等离子体层54′。
[0024]参考图4C，示出了窗组件14的替代的实施方案。这一实施方案类似于图4A所示的实施方案。区别在于这一实施方案具有位于光致变色层38和基底32顶侧34之间的功能层50。功能层50是可引入特定功能到窗组件14内的层。例如，功能层50可以是消隐油墨层(使部分窗组件14不透明)、电致发光层、发光层或除雾层。而且，功能层50可具有多层以实现这些和其他功能。
[0025]参考图4D，示出了窗组件14的替代的实施方案。这一实施方案类似于图4C所示的实施方案。区别在于，这一实施方案具有第二涂层50′，所述第二涂层50′具有耐候层52′和与基底32的底侧36耦合的等离子体层54′。
[0026]本领域的技术人员容易理解，上述说明意味着阐述实施本发明的原理。这一说明不打算限制本发明的范围或应用在于在没有脱离下述权利要求定义的本发明的精神的情况下，本发明对各种改性、变化和改变敏感。

Claims (16)

1.具有光致变色性能的窗组件(14)，该窗组件(14)包括：
具有第一侧(34)和第二侧(36)的基底(32)；
与基底(32)的第一侧(34)相邻布置的第一涂层(44)；
位于基底(32)的第一侧(34)和第一涂层(44)之间的光致变色膜(38)。
2.权利要求1的窗组件(14)，其中基底(32)由选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯共混物、玻璃纤维及其结合物中的材料制成。
3.权利要求1的窗组件(14)，其中基底(32)是透明的。
4.权利要求1的窗组件(14)，其中光致变色膜(38)包括聚碳酸酯膜(40)和光致变色层(42)，其中光致变色层(42)位于基底(32)的第一侧(34)和聚碳酸酯膜(42)之间。
5.权利要求4的窗组件(14)，其中聚碳酸酯膜(42)由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯及其结合物制成。
6.权利要求4的窗组件(14)，其中光致变色层(42)由金属卤化物材料、光致变色有机材料及其结合物制成。
7.权利要求6的窗组件(14)，其中金属卤化物材料由氯化银、溴化银及其结合物制成。
8.权利要求6的窗组件(14)，其中光致变色有机材料由光致变色染料、立体异构体、多核芳烃及其结合物制成。
9.权利要求1的窗组件(14)，其中第一涂层(44)进一步包括耐候层(46)和等离子体层(48)，其中耐候层(46)位于光致变色膜(38)和等离子体层(48)之间。
10.权利要求9的窗组件(14)，其中耐候层(46)由丙烯酸、聚氨酯、硅氧烷及其结合物中的至少一种制成。
11.权利要求7的窗组件(14)，进一步包括固定到耐候层上的等离子体层。
12.权利要求1的窗组件(14)，进一步包括位于光致变色膜(38)和基底(32)的第一侧之间的功能层(50)。
13.权利要求11的窗组件(14)，其中功能层(50)是除雾层、电致发光层和消隐油墨层中的至少一层。
14.权利要求1的窗组件(14)，进一步包括施加在基底(32)的第二侧(36)上的第二涂层(50′)。
15.权利要求14的窗组件(14)，其中第二涂层(50′)进一步包括耐候层(52′)和等离子体层(54′)，其中耐候层(52′)位于基底(32)的第二侧(36)和等离子体层(54)之间。
16.权利要求15的窗组件(14)，其中耐候层(52′)由丙烯酸、聚氨酯、硅氧烷及其结合物中的至少一种制成。
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