CN215813629U - 一种具有光选择性的调光薄膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有光选择性的调光薄膜，该调光薄膜包括依次设置的隔热膜层、第一基材层、第一导电层、PDLC层、第二导电层、第二基材层和防蓝光膜层；隔热膜层包括依次设置的第一介质层、第一保护层、防辐射功能层、第二保护层和第二介质层；防蓝光膜层包括依次设置的第一折射层和第二折射层，第一折射层和第二折射层的折射率不同；第一基材层和第二基材层中的至少一个是防紫外线基材层。该薄膜能够阻隔紫外线、有害蓝光并隔热，适用于建筑和汽车行业。
Description
技术领域
本实用新型涉及调光膜技术领域，具体涉及一种具有光选择性的调光薄膜及其制备方法。
背景技术
随着技术的进步，人们生活水平逐渐提高，人们对于生活品质也有了更高的追求，希望能过上更舒适的生活，无论是在家里、办公室，还是乘坐的交通工具上，都希望能阻隔紫外线和对人体有害的蓝光，保护皮肤和眼睛，并且防眩光。
气候变化是人类面临的全球性问题，为尽早实现碳达峰和碳中和的目标，需要各行业节能减排。建筑材料行业是碳排放较大的行业之一，因此需采取切实有力措施，全力推进碳减排工作，提前实现碳达峰，这也要求建筑材料和汽车材料具备一定的节能指标，例如建筑玻璃和汽车车窗用玻璃需具有一定的隔热性能，即阻隔掉部分红外光，减少对室内空调的依赖，达到节能的目的。
随着调光膜的性能逐渐提升，调光膜应用越来越广泛，已经被应用于窗户，但是普通调光膜也不具备阻隔紫外、红外的性能，也不具有对可见光的可选择性。因此有必要提供一种的可选择性调光膜，有效的过滤掉400纳米到450纳米的有害蓝光，在防有害蓝光的基础上还需要有效地防止紫外线并隔热，为人们提供舒适的生活环境。此外，当调光膜应用于汽车、建筑幕墙和门窗时，会长时间暴露在阳光下，为确保调光膜产品性能的稳定性，应进一步提高PDLC的耐辐照性。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种具有光选择性的调光薄膜，该薄膜能够以阻隔紫外线、有害蓝光并隔热，有助于节能减排。本实用新型的进一步目的是提高调光薄膜的耐辐照性能，克服现有PDLC薄膜在日照下长时间使用性能变差，比如发黄，关态遮蔽性变差，通电态透明度下降的技术缺陷。
为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种具有光选择性的调光薄膜，其包括依次设置的隔热膜层、第一基材层、第一导电层、PDLC层、第二导电层、第二基材层和防蓝光膜层；隔热膜层包括依次设置的第一介质层、第一保护层、防辐射功能层、第二保护层和第二介质层；防蓝光膜层包括依次设置的第一折射层和第二折射层，第一折射层和第二折射层的折射率不同；第一基材层和第二基材层中的至少一个是防紫外线基材层。
由上可见，本实用新型的调光薄膜具有七层结构，其中隔热膜层、第一基材层和第一导电层构成了透明隔热导电膜，第二导电层、第二基材层和防蓝光膜层构成了透明蓝光选择性吸收导电膜，PDLC层即聚合物分散液晶层夹在该透明隔热导电膜和该透明蓝光选择性吸收导电膜的两个导电层之间，形成三明治结构。其中，透明隔热导电膜能够起到很好的隔热效果，透明蓝光选择性吸收导电膜利用两种不同折射率的材料，折射率高低搭，配通过光学干涉的方式，能够实现对高能力蓝光的部分阻隔效果，第一基材层和第二基材层中的至少一个为抗紫外的基材，从而实现薄膜的阻隔紫外线性能。本实用新型能够拓宽调光膜的应用范围，使得调光膜能够广泛应用于节能建筑窗户和建筑幕墙，为人们提供舒适的环境。
其中，隔热膜层可以包括一组或多于一组的第一介质层、第一保护层、防辐射功能层、第二保护层和第二介质层，还可以包括设置在第一介质层、第一保护层、防辐射功能层、第二保护层、第二介质层的任意一层上或者任意两层之间的其他材料层。隔热膜层可以通过第一介质层或第二介质层与第一基材层连接。防蓝光膜层可以包括至少一组第一折射层和第二折射层，还可以包括设置在第一折射层、第二折射层的任意一层上或者任意两层之间的其他材料层。防蓝光膜层可以通过第一折射层或第二折射层与第二基材层连接。
进一步的技术方案是，PDLC层包括PDLC材料和UV吸收剂，UV吸收剂相对于PDLC材料的添加量为0.5wt％～1wt％。
由上可见，本实用新型在PDLC层中添加UV吸收剂从而保护液晶和胶水在长时间日照下性能不下降，从而提高薄膜的耐辐照性能，克服现有PDLC薄膜在日照下长时间使用性能变差的问题，克服了例如发黄、关态遮蔽性变差、通电态透明度下降的技术缺陷。其中，PDLC材料为常规PDLC材料，例如可以是珠海兴业新材料科技有限公司的专利CN106353911B公开的低驱动电压调光膜用的PDLC材料，或者CN110964542B公开的防断电变透的PDLC组合物材料等。UV吸收剂优选地选自UV-400、UV-384-2、UVl600的至少一种，这些吸收剂具有稳定性好、耐久性好的优点。
进一步的技术方案是，第一介质层和第二介质层分别独立地选自SiNx、TiOx、ZnSnOx、SnOx、AZO、ZnAlOx中的至少一种；第一保护层和第二保护层分别独立地选自NiCr或其氧化物、Cr或其氧化物、Ti或其氧化物中的至少一种；防辐射功能层为银或金属氧化物。
由上可见，本实用新型通过两个保护层保护防辐射功能层，避免氧化，并且通过两个介质层调整薄膜的透光特性。其中化合物中的x表示化合物中元素可以具有多种价态。优选地，第一介质层、第一保护层、防辐射功能层、第二保护层和第二介质层均具有纳米级厚度，减少对透光率的影响。
进一步的技术方案是，第一折射层含有稀土、稀土氧化物中的至少一种；第二折射层为SiO2。
由上可见，本实用新型采用高折射率的含稀土或稀土氧化物的介质膜层和低折射率的二氧化硅膜层，通过折射率的高低搭配，实现对高能量蓝光的部分阻隔的同时，也达到其它波长上透光量的增透效果。优选地，防蓝光膜层最外侧由一层第二折射层即二氧化硅层构成，有助于起到保护作用。其中第一折射层和第二折射层组成的防蓝光薄膜例如可以是Ce掺杂TiO2/SiO2薄膜、Ho2O3/SiO2薄膜等。优选地，第一折射层和第二折射层的厚度均在纳米级，减少对透光率的影响。
进一步的技术方案是，第一基材层和第二基材层分别为PET基材层；第一基材层是防紫外线PET基材层，防紫外线PET基材层的紫外线阻隔率为97％～99.5％；第一导电层和第二导电层分别为ITO导电层。
由上可知，本实用新型的基材可以选自PET基材，PET基材具有强度高、韧性好、原料易得等优点。其中，防紫外线PET基材层可以是现有的市售的防紫外线PET基材，例如型号为UV400-PET23、UV400-PET36的防紫外PET薄膜。第一导电层和第二导电层可以选自ITO导电层，ITO导电层具有导电性好、可见光透过率高等优点。
本实用新型的具有光选择性的调光薄膜的制备方法可以包括以下步骤：步骤一：制备透明隔热导电膜和透明蓝光选择性吸收导电膜；透明隔热导电膜的制备方法包括在第一基材层的第一表面镀上第一导电层，在第一基材层的与第一表面相对的第二表面依次镀上第一介质层、第一保护层、防辐射功能层、第二保护层和第二介质层从而形成隔热膜层；透明蓝光选择性吸收导电膜的制备方法包括在第二基材层的第三表面镀上第二导电层，在第二基材层的与第三表面对应的第四表面依次镀上第一折射层和第二折射层从而形成防蓝光膜层；步骤二：将透明隔热导电膜、PDLC层和透明蓝光选择性吸收导电膜叠合，固化后得到具有光选择性的调光薄膜。
由上可见，在本实用新型的调光薄膜的制备方法中，先在一个基板上镀上隔热膜层从而时现隔热，在另一个基板上镀上防蓝光膜层从而实现蓝光阻隔功能，然后再制备夹有PDLC层的三明治结构的调光薄膜，制造方法简单。
进一步的技术方案是，透明隔热导电膜的方块电阻为50Ω/□～150Ω/□，可见光透过率为20％～70％，雾度为0.2％～2％，紫外光透过率为0.5％～3％，红外热能总透射比为10％～40％。明蓝光选择性吸收导电膜的方块电阻为50Ω/□～150Ω/□，400nm～450nm蓝光透过率为30％～50％，可见光透过率为70％～90％，雾度为0.2％～2％。
由上可见，本实用新型可以通过选择合适的基材的种类和厚度，选择合适的导电层、隔热膜层、防蓝光膜层的材料种类以及镀层厚度，可以获得具有上述性能参数的透明隔热导电膜和明蓝光选择性吸收导电膜，从而更好地实现阻调光薄膜的隔紫外线、有害蓝光并隔热的功能。
进一步的技术方案是，在步骤一中，采用真空磁控溅射法分别在第一表面、第二表面、第三表面和第四表面镀上相应的材料。
由上可见，本实用新型利用真空磁控溅射法在基材上沉积多层光学纳米薄膜和导电层，便于控制材料的厚度。
进一步的技术方案是，在步骤二中，采用卷对卷的方式将透明隔热导电膜、PDLC层和透明蓝光选择性吸收导电膜叠合；固化为紫外线固化，固化温度为22℃～28℃，固化光强为12mW/cm2～40mW/cm2。
由上可见，本实用新型的调光薄膜可以通过卷对卷的方式连续生产，生产效力高。固化方式为紫外线固化，无需加热，避免影响薄膜的性能。
进一步的技术方案是，制得的具有光选择性的调光薄膜耐辐照调光薄膜在关态和开态下紫外光透过率为0.5％～3％；红外热能总透射比为8％～35％；400nm～450nm蓝光透过率为25％～45％；480h氙灯照射实验后，可见光透射比变化率＜10％，色差变化率ΔE＜1％。
由上可见，本实用新型可以制得对紫外线和蓝光阻隔性能好、隔热性能好的薄膜，并且可以提高薄膜耐辐照性能，耐日光老化性能好，不易变色，对可见光透过率影响少。
附图说明
图1是本实用新型调光薄膜实施例的结构示意图。图中1为隔热膜层，2为第一基材层，3为第一导电层，4为PDLC层，5为第二导电层，6为第二基材层，7为防蓝光膜层。
图2是本实用新型调光薄膜实施例中隔热膜层的结构示意图。图中11为第一介质层、12为第一保护层、13为防辐射功能层、14为第二保护层，15为第二介质层。
图3是本实用新型调光薄膜实施例中防蓝光膜层的结构示意图。图中71为第一折射层，72为第二折射层。
以下结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
具体实施方式
本实施例的调光薄膜的制备方法如下：
步骤一：选用厚度为188μm，可见光透过率为89％，UV透过率为1％，雾度为0.8％的防UV的PET透明膜。该防UV的PET透明膜在调光薄膜中作为第一基材层2。
步骤二：在防UV的PET透明膜的一面用真空磁控溅射方式先后镀上SnO2/NiCr/Ag/NiCr/Si3N4，另一面用真空磁控溅射方式镀上ITO，得到隔热导电膜。其中SnO2为第一介质层11、SnO2和Ag之间的NiCr为第一保护层12、Ag为防辐射功能层13、Si3N4和Ag之间的NiCr为第二保护层14，Si3N4为第二介质层15，SnO2/NiCr/Ag/NiCr/Si3N4构成隔热膜层1。ITO构成第一导电层3。所得隔热导电膜的ITO方阻为100Ω/□，可见光透过率为65％，红外热能总透射比为36％，紫外线阻隔率为99％。
步骤三：选用厚度为188μm，可见光透过率为89％，雾度为0.8％的PET透明膜。该PET透明膜在调光薄膜中作为第二基材层6。
步骤四：在PET透明膜的一面用真空磁控溅射方式先后镀上Ce掺杂二氧化钛/SiO2，另一面用真空磁控溅射方式镀上ITO，得到透明蓝光选择性吸收导电膜。其中Ce掺杂二氧化钛为第一折射层71，SiO2为第二折射层72，Ce掺杂二氧化钛/SiO2构成防蓝光膜层7。ITO构成第二导电层5。所得隔热导电膜的ITO方阻为100Ω/□，可见光透过率为75％，400nm～450nm蓝光透过率为35％。
步骤五：配制聚合物分散液晶，聚合物分散液晶搅拌充分后加入0.5wt％的UV吸收剂UV-400。
步骤六：将隔热导电膜、聚合物分散液晶和透明蓝光选择性吸收导电膜采用卷对卷连续式贴合，并经固化设备，使得聚合物分散液晶中的聚合物固化，其中固化温度为26℃，固化光强为15mw/cm2，固化时间为5min，将其生产为光选择性的耐辐照调光膜。聚合物分散液晶夹在隔热导电膜和透明蓝光选择性吸收导电膜之间，形成聚合物分散液晶层即PDLC层4。
步骤六：制作电极，进行光电性能测试。0V关态下：可见光透过率为61.8％，红外热能总透射比为31％，紫外线阻隔率为99.6％，400nm～450nm蓝光透过率为31％，雾度为92％；36V通电状态下，可见光透过率为65％，红外热能总透射比为35％，紫外线阻隔率为99.2％，400nm～450nm蓝光透过率为37％，雾度为4％。上述调光薄膜进行480h氙灯照射实验后，可见光透射比变化率为3％，色差变化率ΔE为0.8，调光性能正常，因此耐辐照性能强。
最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种具有光选择性的调光薄膜，其特征在于包括依次设置的隔热膜层、第一基材层、第一导电层、PDLC层、第二导电层、第二基材层和防蓝光膜层；所述隔热膜层包括依次设置的第一介质层、第一保护层、防辐射功能层、第二保护层和第二介质层；所述防蓝光膜层包括依次设置的第一折射层和第二折射层，所述第一折射层和所述第二折射层的折射率不同；所述第一基材层和所述第二基材层中的至少一个是防紫外线基材层。
2.根据权利要求1所述的一种具有光选择性的调光薄膜，其特征在于：
所述第一基材层和所述第二基材层分别为PET基材层；所述第一基材层是防紫外线PET基材层，所述防紫外线PET基材层的紫外线阻隔率为97%~99.5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有光选择性的调光薄膜，其特征在于：
所述第一导电层和所述第二导电层分别为ITO导电层。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有光选择性的调光薄膜，其特征在于：
所述第一介质层、所述第一保护层、所述防辐射功能层、所述第二保护层和所述第二介质层分别具有纳米级厚度。
5.根据权利要求1或2所述的一种具有光选择性的调光薄膜，其特征在于：
所述第一折射层和所述第二折射层分别具有纳米级厚度。
6.根据权利要求1或2所述的一种具有光选择性的调光薄膜，其特征在于：
所述第一导电层镀在所述第一基材层的第一表面上，所述隔热膜层是在第一基材层的与所述第一表面相对的第二表面依次镀上第一介质层、第一保护层、防辐射功能层、第二保护层和第二介质层而形成；
所述第二导电层镀在所述第二基材层的第三表面上，所述防蓝光膜层是在第二基材层的与所述第三表面对应的第四表面依次镀上第一折射层和第二折射层而形成。
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| CN (1) | CN215813629U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114740649A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-07-12 | 深圳市美丽加科技有限公司 | 局部分块响应的复合拼接液晶调光膜车窗 |
-
2021
- 2021-07-21 CN CN202121673389.8U patent/CN215813629U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
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