CN102116958A

CN102116958A - 一种调光夹层玻璃的制作方法

Info

Publication number: CN102116958A
Application number: CN 201110051552
Authority: CN
Inventors: 福原康太; 林军; 曾东; 张小荣; 张朋辉; 陈雪萍
Original assignee: Fuyao Glass Industry Group Co Ltd
Current assignee: Fuyao Glass Industry Group Co Ltd
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2031-03-03
Also published as: CN102116958B

Abstract

一种汽车调光夹层玻璃的制作方法，涉及夹层玻璃领域，由内到外排列的顺序是弧形玻璃、PVB膜、调光模块、PVB膜、弧形玻璃，调光模块为若干个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体纵横向紧密排列形成，对应于两弧型夹层空间的拼接弧形组合体，每个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体空间几何位置对应于该方位的夹层玻璃内两层PVB膜可容纳的最小夹层几何空间，每个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体引出线与电控器线路连接，该汽车调光夹层玻璃利用先进的SLC液晶硬质(玻璃)基材平板调光模块，实现带曲率的弧形调光玻璃产品制作方法，简单明了且切实可行的，而且由电控器对若干个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体以相应的频率和电压脉冲，实现对汽车玻璃上各区域透光度的分区控制或统一控制。

Description

一种调光夹层玻璃的制作方法

技术领域：

本发明涉及玻璃领域，特别是一种调光夹层玻璃的制作方法。

背景技术：

现有的调光玻璃产品，基本使用PDLC(Polymer Dispersed Liquid Cristal)聚合物分散液晶，基于PDLC材料本身已与聚合物形成液晶微滴或称小球，为后续的液晶调光模块的制作提供了很大的方便，无需特殊的封装处理，PDLC可与其他的高分子聚合物混合作为胶合层，用于制作质量满足使用要求、大面积的硬质/柔性基材的调光模块，再与玻璃进行夹层处理制作调光玻璃产品，或直接作为夹层玻璃的胶合层制作调光玻璃产品。但是，PDLC本身的制作成本较高，原始状态是不透明的磨砂态，需要保持通电才能维持透明度调节后的调光状态，而且保持通电也无法达到完全透明状态，因此该项技术的产品投入市场后，一直没有得到广泛的支持。

SLC(Smectic Liquid Cristal)近晶态液晶，是一种具有多稳态的新型液晶材料，在材料本身的制作成本，特别是其透明度调节，只需要相应的电压和频率的脉冲，而且调节后状态无需通电保持，能够达到接近完全透明状态等PDLC液晶无法比拟的优点。但是由于材料本身的使用状态，需要用硬质或柔性基材进行特殊封装成调光模块后，再与玻璃进行夹层处理制作调光玻璃产品。目前，柔性基材封装的调光模块还处于实验室试制阶段，硬质基材封装的调光模块还无法实现大面积的制作。

对于性能优于PDLC的近晶态液晶，必须用PET塑料薄膜等柔性基材或玻璃的硬质基材进行封装，形成调光模块后再与玻璃进行夹层处理，一般两片平板玻璃基材内封装近晶态液晶作为平板调光模块较为容易，平板调光模块再与两片平板玻璃再行贴合组成大平面幕墙式调光透明体技术上也可行，但是汽车玻璃调光产品，由于其形面多为拱高或球面较大的双曲曲面形状，无法使用硬质(玻璃)基材的调光模块，因为汽车夹层玻璃面积较大，曲率不大，在平板调光模块夹在两片弧形玻璃板中无法贴合，即使在空隙中填上填充物，但在压合时由于玻璃的机械强度很容易破碎，因此无法应用。

车辆使用的玻璃，由于其形面多为拱高或球面较大的双曲曲面形状，而且面积较大，夹层处理时，夹在两片弧形玻璃板中的调光模块，PET的柔性基材的调光模块勉强承受；硬质(玻璃)基材的平板调光模块，由于玻璃的机械强度，在压合过程中断裂破碎，根本无法使用硬质(玻璃)基材的调光模块，因此，目前极少可调光汽车玻璃产品使用的是PDLC柔性基材的调光模块。

现有普通的汽车夹层玻璃由两片弧形玻璃板中夹层PVB膜，防止破碎时散射，若要叠加调光功能，只能简单的使用调光膜片夹入其中作为调光基材，调光性能有限。

发明内容：

本发明基于技术背景所述现状，利用硬质(玻璃)基材的材料抗弯曲能力，根据包括汽车玻璃在内弧形玻璃产品的几何形状的曲面要求，及硬质(玻璃)基材调光玻璃模块的厚度，计算拼接调光面的硬质(玻璃)基材调光玻璃模块的大小和数量，提供一种汽车调光夹层玻璃的制作方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种汽车调光夹层玻璃的制作方法，由内到外排列的顺序是弧形玻璃、PVB膜、调光模块、PVB膜、弧形玻璃，其特征在于：调光模块为若干个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体纵横向紧密排列形成，对应于两弧型夹层空间的拼接弧形组合体，每个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体空间几何位置对应于该方位的夹层玻璃内两层PVB膜可容纳的最小夹层几何空间；两层PVB膜把弧形玻璃与近晶态液晶平板调光模块矩形单元体组合体实施粘接，两层PVB膜间隔空间中除调光模块外其余间隙的填充物为PVB，每个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体引出线与电控器线路连接。

本发明的优点在于：利用先进的SLC液晶硬质(玻璃)基材平板调光模块，实现带曲率的弧形调光玻璃产品制作方法简单明了且切实可行的，而且由电控器对若干个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体以相应的频率和电压脉冲，来实现对汽车玻璃上各区域透光度的分区控制或统一控制。

附图说明：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为图1的B-B向剖视图；

图中：1、玻璃；2、调光模块；3、连接导线；4、引出导线；5、电控器；6、PVB膜。

图4为实验验证使用的夹层玻璃一

图5为实验验证使用的夹层玻璃二

图6为实验验证使用的夹层玻璃三

具体实施方式：

本发明的结构由内到外排列的顺序是弧形玻璃1、PVB膜6、调光模块2、PVB膜6、弧形玻璃1，其特征在于：调光模块2为若干个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体纵向紧密排列形成，对应于两弧型夹层空间的拼接弧形组合体，每个近晶态液晶平板调光模块2矩形单元体空间几何位置对应于该方位的夹层玻璃内PVB膜可容纳的最小夹层几何空间；两层PVB膜6把弧形玻璃1与近晶态液晶平板调光模块2矩形单元体组合体实施粘接，每个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体通过连接导线3和引出导线4与电控器5连接，近晶态液晶平板调光模块矩形单元体被两片弧形玻璃压制时会顺着弧形玻璃产生些微弹性变形。

其特征在于：每个近晶态液晶平板调光模块2矩形单元体的几何尺寸应满足下述公式：

\{\begin{matrix} K = W / L &Element; [0.5,1] \\ L < 500 mm \\ tL e^{- 0.000866 L + 731.5 / R_{1} + 0.198 K - 0.228 t} - 0.055 R_{1} (1 + (0.0155 + {23.67 e}^{- 0.00114 R_{1}}) (1 - e^{0.01 (R_{1} / R_{2} - 1)})) < 0 \end{matrix}

其中，W：近晶态液晶平板调光模块矩形单元体宽度

L：近晶态液晶平板调光模块矩形单元体长度

K：近晶态液晶平板调光模块矩形单元体宽长比

R1，R2：近晶态液晶平板调光模块矩形单元体所在汽车玻璃对应位置处最小曲率半径和最大曲率半径

t：近晶态液晶平板调光模块矩形单元体厚度

e：自然对数的底数。

其中，公式

中主要确定了W、L、K、R1对调光模块中的最大等效主应力贡献(呈指数规律)，公式

tL e^{- 0.000866 L + 731.5 / R_{1} + 0.198 K - 0.228 t} - 0.055 R_{1} (1 + (0.0155 + 23.67 e^{- 0.00114 R_{1}}) (1 - e^{0.01 (R_{1} / R_{2} - 1)})) < 0

为临界等效破坏应力，其中公式

tL e^{- 0.000866 L + 731.5 / R_{1} + 0.198 K - 0.228 t} - 0.055 R_{1} (1 + (0.0155 + 23.67 e^{- 0.00114 R_{1}}) (1 - e^{0.01 (R_{1} / R_{2} - 1)})) < 0

分两部分，0.055R₁确定了最小曲率半径决定的临界等效破坏应力，第二部分给出了最大曲率半径对临界等效破坏应力的影响。

其中，硬质(玻璃)基材调光模块由两片玻璃基板叠合并在一个方向上错开一定距离，玻璃板间填充多稳态的液晶材料，在两片玻璃基板靠液晶材料一边镀有透明导电膜，在两玻璃基板错开区域上设置有导电母线，在需要调光的区域布置调光模块，每一个调光模块，通过调光玻璃模块上的母线用细导线，其中一面并联引出，作为控制信号的负电平端接入信号控制器中，另外一面单独引出，分别接入到控制器相应的信号通道，弧形玻璃对应于拼接弧形组合体周边对应位置到弧形周边处的弧形面上有黑色油墨边，黑色油墨边还可以根据客户需求单边印、双边印或者三边印，使外观更美观。

本发明提供一种利用硬质(玻璃)基材调光玻璃模块制作可调光玻璃的制作方法，利用硬质(玻璃)基材的抗弯曲能力，根据汽车玻璃产品的几何形状的曲面要求，计算单元体拼接调光面的硬质(玻璃)基材调光玻璃模块的大小和数量，该方法在某些建筑玻璃上也适用。

硬质(玻璃)基材调光玻璃模块的长宽大小由调光玻璃要求调光面的大小和硬质(玻璃)基材调光模块安放位置处汽车玻璃的曲率确定，以保证调光模块在合片工艺中不发生破坏。采用结构有限元分析方法，对不同厚度、长度、长宽比的调光模块在不同玻璃曲率条件下进行受压分析，并结合最小二乘法得到最大主应力值随调光模块厚度、长度、长宽比及玻璃曲率弯化的函数，最后通过试验确定调光模块的实际破坏应力，得出调光模块几何尺寸需满足的K公式。

任意选取三种型号汽车玻璃(图4，图5，图6)，进行夹层合片验证测试，调光模块采用1.6mm白玻替代，模型均左右对称，测试点A为对称线中点。图4中A块对称中心点到B块对称中心点、A块对称中心点到C块对称中心点距离L1和L2都为380，E块对称中心点和F块对称中心点到对称线的距离L6和L7都为480，A块对称中心点到D块对称中心点的距离L5是168，B块和C块对称中心点连线和E块和F块对称中心点连线之间的垂直距离L3和L4为100.

图5中A块对称中心点到B块对称中心点、A块对称中心点到C块对称中心点距离L8和L9都为380，E块对称中心点到A块对称中心点的距离L10为285，A块对称中心点到D块对称中心点的距离L11为168.

图6中A块对称中心点到B块对称中心点、A块对称中心点到C块对称中心点距离L12和L13都为390，A块对称中心点到D块对称中心点的距离L14为290.

三种型号汽车玻璃的实验结果如下表一所示，实验结果与上述公式基本符合。

表1不同尺寸调光模块失效测试参数与结果

实验结果与公式基本符合。

Claims

1.一种汽车调光夹层玻璃的制作方法，由内到外排列的顺序是弧形玻璃、PVB膜、调光模块、PVB膜、弧形玻璃，其特征在于：调光模块为若干个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体纵横向紧密排列形成的对应于两弧型夹层空间的拼接弧形组合体，每个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体空间几何位置对应于该方位的夹层玻璃内两层PVB膜可容纳的最小夹层几何空间；两层PVB膜把弧形玻璃与近晶态液晶平板调光模块矩形单元体组合体实施粘接，两层PVB膜间隔空间中除调光模块外其余间隙的填充物为PVB，每个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体引出线与电控器线路连接。

2.如权利要求1所述的一种汽车调光夹层玻璃的制作方法，其特征在于每个近晶态液晶平板调光模块矩形单元体的几何尺寸应满足下述公式：

\{\begin{matrix} K = W / L &Element; [0.5,1] \\ L < 500 mm \\ tL e^{- 0.000866 L + 731.5 / R_{1} + 0.198 K - 0.228 t} - 0.055 R_{1} (1 + (0.0155 + {23.67 e}^{- 0.00114 R_{1}}) (1 - e^{0.01 (R_{1} / R_{2} - 1)})) < 0 \end{matrix}

其中，W：近晶态液晶平板调光模块矩形单元体宽度

L：近晶态液晶平板调光模块矩形单元体长度

K：近晶态液晶平板调光模块矩形单元体宽长比

t：近晶态液晶平板调光模块矩形单元体厚度

e：自然对数的底数。

3.如权利要求1或2所述的一种汽车调光夹层玻璃的制作方法，其特征在于弧形玻璃对应于拼接弧形组合体周边对应位置到弧形周边处的弧形面上有黑色油墨边。