CN101900908B

CN101900908B - 一种节能调光玻璃

Info

Publication number: CN101900908B
Application number: CN2009101077550A
Authority: CN
Inventors: 毛元燕
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: CN101900908A

Abstract

本发明公开了一种节能调光玻璃，包括依次层叠的第一基体、第一粘合层、第二基体、聚合物分散液晶层以及第三基体，其中，所述第二基体为透明玻璃层或硬质膜层的一种与低辐射玻璃层的组合，所述低辐射玻璃层与所述聚合物分散液晶层接触贴合。该节能调光玻璃采用一层低辐射玻璃兼做聚合物分散液晶层的一层电极，由此避免了现有技术中需要采用两层导电玻璃层作为聚合物分散液晶层的电极，以及需要增加一层密封空气膜层进行密封从而造成的节能调光玻璃的透过率较低，且由于空气膜层的厚度很难控制均匀从而容易造成图像变形的缺陷。

Description

一种节能调光玻璃

【技术领域】

本发明涉及玻璃制造领域，尤其涉及一种节能调光玻璃。

【背景技术】

聚合物分散液晶(Polymer dispersed liquid crystal，PDLC)膜是一种光电复合材料，为含有聚合物单体和液晶材料的混合物。通过外加电场可以使PDLC膜在不透明到透明之间变化，人们将PDLC膜夹在两片玻璃之间，制成调光玻璃。

目前，大部分调光玻璃用于建筑物上，以及使用在一些玻璃相关器件上，也有将节能玻璃与调光玻璃结合的使用案例出现，例如中国专利CN201226062Y中公开了一种LOW-E调光玻璃，它包含了一层LOW-E玻璃和一层调光玻璃，LOW-E玻璃通过调光玻璃和铝条边框或者橡胶条边框进行密封，中间形成一个封闭空间，但封闭空间的空气对光线的折射和反射等，使这种结构的调光玻璃透过率低下，同时，铝条或橡胶条的厚度不均匀性易造成空气层厚度不均，容易造成像差以致产生图像变形，并且其制作工艺难度较大。

同时，中国专利CN 201226062Y中提供的该LOW-E调光玻璃的LOW-E玻璃和调光玻璃的结构，当制作曲面玻璃时，其工艺难度会比较困难，对玻璃的吻合度要求也相当高，故而其成本相对会较高，从而其广泛应用必然会受到限制。

【发明内容】

针对上述现有技术中的调光玻璃其透过率较低且容易造成图像变形的缺点，本发明的目的是提供一种改善了该缺点的节能调光玻璃。

该节能调光玻璃的技术方案为：

一种节能调光玻璃，包括依次层叠的第一基体、第一粘合层、第二基体、聚合物分散液晶层以及第三基体，其中，所述第二基体为透明玻璃层或硬质膜层的一种与低辐射玻璃层的组合，所述低辐射玻璃层与所述聚合物分散液晶层接触贴合。

该节能调光玻璃采用一层低辐射玻璃兼做聚合物分散液晶层的一层电极，由此避免了现有技术中需要采用两层导电玻璃层作为聚合物分散液晶层的电极，以及有些时候需要增加一层密封空气膜层进行密封从而造成的节能调光玻璃的透过率较低，且由于空气膜层的厚度很难控制均匀从而容易造成图像变形的缺陷。

本发明的特征及优点将通过实施例结合说明书附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明提供的节能调光玻璃的一种实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的节能调光玻璃的一种实施例的低辐射玻璃层的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供的一种节能调光玻璃，包括依次层叠的第一基体1、第一粘合层2、第二基体、聚合物分散液晶层5以及第三基体6，其中，所述第二基体为透明玻璃层3或硬质膜层3的一种与低辐射玻璃层4的组合，所述低辐射玻璃层4与所述聚合物分散液晶层5接触贴合。

优选情况下，所述第一基体1为透明玻璃。所述第三基体6为导电薄膜或导电玻璃。当所述第三基体6为导电玻璃时，在所述第三基体6的下表面不需要另外设置保护层8，但是当所述第三基体6为导电薄膜时，在所述第三基体6的下表面需要另外设置一层保护层8，所述保护层8为透明玻璃或硬质膜层3，且通过一第二粘合层7将所述保护层8附着于所述第三基体6的下表面，且所述第一粘合层2的厚度优选为0.1～0.4mm。所述粘合层主要起到粘合作用，优选情况下，所述粘合层和第一基体1的周边密闭连接。按照该优选实施方式，可以将聚合物分散液晶层5和相关导电层封闭在其中，防止水气进入，避免破坏第二基体和第三基体6上的导电性。所述粘合层可以为各种透明的能够起到粘合作用的材料，优选为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯和聚乙烯醇缩丁醛中的一种或几种。当选用这些材料时，粘合层具有良好的韧性和弹性，在受到外力撞击破碎时，粘合层会产生较大的缓冲作用，能将玻璃碎片黏附在膜片上，从而不会造成玻璃碎片飞散伤人。粘合层还具有降低噪音、隔离紫外线等功能，有效地保护聚合物分散液晶层5。

下面就硬质膜层3、导电薄膜、低辐射玻璃层4(LOW-E层)进行简单的概述，其中，为了更方便地调节调光玻璃的透明度，所述第一粘合层2以及第二粘合层7、透明玻璃、导电玻璃、导电薄膜和硬质膜层3都是透明的，各层的透光率各自优选为88％以上，对于透光率的范围也可以由本技术领域的技术人员按照生产或其他需要的要求进行相应的调节，这里并不作绝对的限定。其概括如下；

上述硬质膜层3包括基底和附着于基底上表面的硬涂层。

其中，所述基底的材料为聚酯树脂、乙酸酯树脂、聚醚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚烯丙基化树脂、聚苯硫醚树脂或丙烯酸树脂中的至少一种。另外，所述基底的厚度可以优选为150-300微米。

所述硬涂层的材料为氨基甲酸酯树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、环氧树脂、砜类树脂、酰胺类树脂、酰亚胺类树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、乙烯基吡咯烷酮树脂、纤维素类树脂、丙烯腈树脂中的至少一种。形成硬涂层的方法可以包括将硬涂层的材料涂覆在基底上，然后固化。所述涂覆的方法可以为湿法涂覆，例如帘涂、模涂、旋涂、喷涂、凹版印刷涂、辊涂、棒涂等；涂覆的量可以根据所要形成的硬涂层的厚度来合适地选择。一般情况下，所述硬涂层的厚度可以优选为15-50微米。所述固化的方法可以为电离放射线、紫外光照射和热处理中的一种或几种。其中优选紫外光固化硬涂层，固化辐射能量在300-800mJ/cm2。

所述导电薄膜依次包括基底、附着于基底上表面的硬涂层和附着在硬涂层上表面的导电膜，其中，所述导电膜与所述聚合物分散液晶层5接触贴合。一般情况下，可以通过如下常规的方法形成导电薄膜，例如通过真空蒸镀、溅射法、离子镀膜法或涂覆法在所述硬涂层上形成导电薄膜。

其中，所述基底以及附着于基底上表面的硬涂层的材料上面已经提到，这里不再一一重复，而所述的导电膜可以为氧化铟锡膜、锌铝氧化物膜或铟锌氧化物膜的其中一种，这里并没有穷举所有可以替代为导电膜的所有材料，对于该领域内技术人员所熟知的导电膜的替代物相对于本发明来说都是属于显而易见的。

如图2所示，上述低辐射玻璃层4依次包括介质层4a、附着于介质层4a下表面的银膜层4b以及附着于银膜层4b下表面的电极接入端4c，其中，所述电极接入端4c与所述聚合物分散液晶层5接触贴合。

其中，所述介质层4a的材料为氧化锡、氧化钛、氧化锌、氮化硅的至少一种。按照该理解，所述介质层4a的材料可以为所述氧化锡、氧化钛、氧化锌、氮化硅的单种材料，也可以为其中任意几种的组合材料，其具体的材料选择视具体情况而定，这里不穷举各种组合形式。

所述的第二基体上的低辐射玻璃层4(LOW-E层)可以布置有单层银膜层4b，例如以银为基底的“介质层/Ag/介质层”镀层，或者为双层银膜层4b，例如为“介质层/Ag/介质层/Ag/介质层”镀层。优选地，所述银膜层4b为单层银膜层4b，其透过率可达84％以上，而遮阳系数可达40％左右。本文所述的遮阳系数为在给定条件下，太阳辐射透过窗玻璃所形成的室内的热量与相同条件下的标准窗玻璃所形成的太阳辐射的热量之比。优选情况下，所述银膜层4b的厚度为5～20nm，更为优选的是，所述银膜层4b的厚度为10nm。上述介质层4a和银膜层4b可以通过常规的方法形成，例如通过真空蒸镀、溅射法、离子镀膜法或涂覆法在所述硬涂层上形成LOW-E层。

由上述内容可得到，所述的银膜层4b在本发明中作为反射红外波长光线的主要功能层，同时，也作为聚合物分散液晶层5的驱动电极之一而存在。

该节能调光玻璃采用一层低辐射玻璃兼做聚合物分散液晶层5的一层电极，由此避免了现有技术中需要采用两层导电玻璃层作为聚合物分散液晶层5的电极，以及有的时候需要增加一层密封空气膜层进行密封从而造成的节能调光玻璃的透过率较低，且由于空气膜层的厚度很难控制均匀从而容易造成图像变形的缺陷。且聚合物分散液晶层5夹装在两层导电薄膜之间，与第一基体1导电玻璃贴合时，对玻璃的表面平整度要求不高，从而可以较为简单的应用在大面积曲面玻璃上。在层压过程中低辐射玻璃层变得与第一集体1的导电玻璃吻合，而与使用两片导电玻璃以及聚合物分散液晶层5制成的调光玻璃相比，降低了工艺操作难度，有利于进一步降低调光玻璃的成本。而且在层合过程中可以避免产生气泡、分层等外观缺陷。

在本发明中，所述聚合物分散液晶层5的导电层为第二基体上的LOW-E层和第三基体6上的导电玻璃(ITO)或导电薄膜层，主要起导电作用，在使用过程中，导电的第二基材和第三基体6可以通过导线与控制电路相连接，将外部电场施加到聚合物分散液晶层5上，从而可以根据需要使聚合物分散液晶层5在透明和不透明之间转换，以调节亮度。优选情况下，该节能调光玻璃还包括第一金属箔和第二金属箔，所述第一金属箔和第二金属箔分别与第二基体和第三基体6电连接，优选地，通过导电银浆分别将第一金属箔和第二金属箔附着在第二基体和第三基体6一端端面上。按照该优选实施方式，在使用过程中，第一金属箔和第二金属箔可以通过引线分别与控制电路电连接，从而便于将外部电场施加到聚合物分散液晶层5上。

所述聚合物分散液晶层5可以为常规的各种用于调光玻璃的聚合物分散液晶，例如，所述聚合物分散液晶层5含有聚合物和液晶材料，液晶材料分散在聚合物中。所述聚合物的种类包括但不限于聚(甲基)丙烯酸和聚(甲基)丙烯酸酯，聚(甲基)丙烯酸酯的种类包括但不限于聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸羟乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸异丙酯、聚丙烯酸羟丙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸羟丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸异丙酯、聚甲基丙烯酸羟丙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸羟丁酯。所述液晶材料的种类包括但不限于正性液晶，例如三联苯类液晶、乙炔桥键类液晶、双环己烷类液晶、苯基环己烷类液晶的单晶或混晶等等。

本发明提供的所述调光玻璃的制作方法包括，在第二基体和第三基体6之间形成聚合物分散液晶层5，从而得到第二基体、聚合物分散液晶层5与第三基体6的一体结构，并将该一体结构、第一粘合层2和第一基体1依次叠放并层合，得到该发明所涉及的节能调光玻璃。其中，第一基体1为透明玻璃，第二基体为附有LOW-E层的玻璃或者硬质膜层3，第三基体6为导电薄膜或者导电玻璃。

所述的透明玻璃为一般常规使用的各种玻璃，优选为曲面玻璃。

当所述第三基体6为导电薄膜时，在所述第三基体6的下表面还附着有保护层8，所述的保护层8为一般的玻璃或者硬质膜层，优选硬质膜层；该保护层8通过第二粘合层7粘结在所述第三基体6上。

在第二基体和第三基体6之间形成聚合物分散液晶层5的过程可以包括在第二基体表面涂覆含有有聚合物单体和液晶的混合物，将第三基体6覆合在该混合物上，并固化。

其中，所述聚合物单体和液晶的重量比可以为1∶(1～20)，优选为1∶(2～15)。

所述混合物的制作、涂覆和固化方法可以为常规的方法，例如，可以参考中国专利CN101017304A和CN1096592A中所公开的方法。优选情况下，所述混合物中还含有光引发剂，所述固化方法为光固化，优选紫外光固化。所述光引发剂可以为安息香双甲醚、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和1-羟基环己烷苯基酮中的一种或几种。所述聚合物单体和光引发剂的重量比可以为1∶(0.05-0.5)。所述紫外光固化的时间可以为2-60秒。

所述混合物还可以含有衬垫料，衬垫料可以为玻璃珠。所述衬垫料在混合物的重量百分比可以为0.5％-5％。

所述层合的温度可以为80-200℃，优选为100-130℃。所述层合优选在真空条件下进行，该真空条件的绝对压力为0.06-0.09MPa。

该方法还可以包括将第一金属箔和第二金属箔分别与第二基体和第三基体6电连接。可以通过导电银浆将第一金属箔和第二金属箔分别附着在第二基体和第三基体6的一端端面上。按照该优选实施方式，在使用过程中，第一金属箔和第二金属箔可以通过引线分别与控制电路电连接，从而便于将外部电场施加到聚合物分散液晶层5上。

该方法还包括将第二基体上的银膜层4b与第一金属箔电连接。银膜层4b是LOW-E层中的一层功能层，外层有一层介质层4a，须在镀膜时进行遮蔽，显露银膜层4b作为电极的连入点，与第一金属箔连接。

在一种实施例中，该方法还可以包括将第一基体1、第一粘合层2、第二粘合层7和保护层8的周边进行密闭连接。按照该优选实施方式，可以将聚合物分散液晶层5、第二基体和第三基体6封闭在其中，防止水气进入，避免破坏相关电极和LOW-E层。

下面通过一种实施例更详细地描述本发明，该实施例详细描述了制作本发明的调光玻璃的具体步骤。

(1)提供一片尺寸为60厘米×50的平板钢化玻璃作为第一基体1；提供一片50厘米×40厘米的聚碳酸酯膜，依次在聚碳酸酯膜表面镀制一层TiO2/Ag/TiO2膜层，在镀制第二层TiO2时，先在Ag膜边缘的表面遮蔽一块2.0×5.0cm区域，镀完第二层TiO2后，去掉遮蔽区，即为第二基体。

(2)将100克甲基丙烯酸甲酯、400克双环己烷类液晶、10克2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮和20克平均离子直径为15微米的玻璃珠在80℃下混合35分钟，得到混合物。将该混合物均匀地涂覆在上述第二基体上，涂覆厚度是20微米。将第三基体6覆盖在涂覆的混合物上，然后在800mJ/cm2的紫外光下固化10秒，即为聚合物分散液晶层5叠体。其中，第三基体6是表面具有氧化铟锡导电膜的聚碳酸酯。

(3)将一片粘合层(EVA)裁切成第一基体1同样大小的两片；将一片保护层8裁切成粘合层同样大小；按照第一基体1、第一粘合层26、第二基体、聚合物分散液晶层5、第三基体、第二粘合层7、保护层8的顺序，依次叠好，然后套上抽真空硅胶条，完成合片。其中，所述保护层8为表面具有氧化钛膜层的聚碳酸酯树脂。

(4)将步骤(3)中合片的夹层放入夹胶炉内加压，在0.08MPa、120℃下加温30分钟，然后从夹胶炉中取出样品并冷却至室温，即是所需的调光玻璃。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种节能调光玻璃，包括依次层叠的第一基体、第一粘合层、第二基体、聚合物分散液晶层以及第三基体，其特征在于，所述第二基体为硬质膜层与低辐射玻璃层的组合，所述低辐射玻璃层与所述聚合物分散液晶层接触贴合，所述硬质膜层包括基底和附着于基底上表面的硬涂层。

2.根据权利要求1所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述第一基体为透明玻璃。

3.根据权利要求1或2所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述第三基体为导电薄膜或导电玻璃。

4.根据权利要求3所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述导电薄膜依次包括基底、附着于基底上表面的硬涂层和附着在硬涂层上表面的导电膜，其中，所述导电膜与所述聚合物分散液晶层接触贴合。

5.根据权利要求1或4所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述基底的材料为聚酯树脂、乙酸酯树脂、聚醚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚烯丙基化树脂、聚苯硫醚树脂或丙烯酸树脂中的至少一种。

6.根据权利要求1或4所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述硬涂层的材料为氨基甲酸酯树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、环氧树脂、砜类树脂、酰胺类树脂、酰亚胺类树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、乙烯基吡咯烷酮树脂、纤维素类树脂、丙烯腈树脂中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述导电膜为氧化铟锡膜、锌铝氧化物膜或铟锌氧化物膜的其中一种。

8.根据权利要求1所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述低辐射玻璃层依次包括介质层、附着于介质层下表面的银膜层以及附着于银膜层下表面的电极接入端，其中，所述电极接入端与所述聚合物分散液晶层接触贴合。

9.根据权利要求8所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述介质层的材料为氧化锡、氧化钛、氧化锌、氮化硅的至少一种。

10.根据权利要求8所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述银膜层的厚度为5～20nm。

11.根据权利要求10所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述银膜层的厚度为10nm。

12.根据权利要求1所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述第一粘合层的厚度为0.1～0.4mm。

13.根据权利要求1所述的节能调光玻璃，其特征在于，还包括保护层8，所述保护层8为透明玻璃或硬质膜层，且通过一第二粘合层7将所述保护层8附着于所述第三基体的下表面。

14.根据权利要求13所述的节能调光玻璃，其特征在于，所述第一粘合层以及第二粘合层7的材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氯乙烯或聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。