Способ модернизации остекления

Область техники.

Заявляемое техническое решение относится к стеклам, изменяющим свою прозрачность под воздействием электрического поля, а именно, к модернизации существующего остекления с целью придания ему свойств с изменяющейся прозрачностью на основе указанного эффекта.

Предшествующий уровень техники.

Изменение прозрачности многослойного стекла под воздействием электрического поля широко известно. Среди этого известны технология устройств со взвешенными частицами (SPD - Suspended Particle Devices), технология полимерного жидкокристаллического слоя (PDLC - Polymer Dispersed Liquid Crystal).

Из патента US 10807347, МПК В32В17/10, В32В37/20, 2020 известна многослойная пленка светового клапана, содержащая рабочее вещество в виде отвержденной эмульсии с несшитыми каплями жидкости с взвешенными частицами. Рабочее вещество расположено между пластиковыми листами с нанесенными на них прозрачными электропроводящими слоями. С одной стороны указанная многослойная конструкция ламинирована стеклянным листом с толщиной от 0,55 до 2 мм, с другой стороны - ламинирована пластиковым листом толщиной от 1 до 4 мм. Для получения гибкого изделия стеклянная и пластиковая подложки имеют толщину от 0,1 до 0,55 мм.

Недостатком указанного аналога является использование одной из подложек пластиковой и выполнение свободным торца изделия. Общеизвестно, что пластиковая подложка не препятствует происхождению влаги, что со временем снижает эффективность рабочего вещества. Это проявляется в осветлении многослойного изделия с изменяющейся прозрачностью по всей поверхности или пятнами. Контакт с окружающей средой по краям изделия, а именно, поглощение из окружающей среды влаги рабочим веществом в этой части, приводит к снижению эффективности работы рабочего вещества. Это проявляется в появлении светлой рамки по краям изделия.

Из патентной заявки, опубликованной под номером US 20120013969, МПК H01R4/04, В29С65/48, 2012, известна влагостойкая пленка для устройств со взвешенными частицами (SPD), содержащая рабочее вещество в виде отвержденной эмульсии с несшитыми каплями жидкости с взвешенными частицами. Рабочее вещество расположено между пластиковыми или стеклянными листами с нанесенными на них прозрачными электропроводящими слоями. Вокруг всей периферийной краевой части указанных листов с 5 размещенным между ними рабочим веществом имеется влагостойкий барьер.

Указанная многослойная конструкция может быть ламинирована с одной или обеих сторон стеклянными или пластиковыми листами. Весь ламинат может быть дополнительно окружен вдоль всей своей внешней периферийной кромки бордюром из влагостойкого материала.

>0 Недостатком указанного аналога является выполнение влагостойкого барьера охватывающим периферийную краевую часть листов с нанесенными на них электропроводящими слоями и рабочим веществом между ними. При этом размещение влагостойкого барьера не только с торца указанной конструкции, но и на поверхности (на краевой части) не позволяет обеспечить плотное прилегание 5 этой конструкции к ламинирующим слоям. В области границы влагостойкого барьера на краевой части поверхности листов с нанесенными на них электропроводящими слоями образуется воздушное пространство и изгиб указанных листов, обусловленный толщиной влагостойкого барьера. Это снижает защиту и приводит к визуальным искажениям в этой области. 0 Другим недостатком указанного аналога является выполнение влагостойкого бордюра охватывающим периферийную краевую часть всего ламината. При этом размещение влагостойкого барьера не только с торца ламината, но и на поверхности (на краевой части) не позволяет обеспечить плотное прилегание ламината к другим изделиям, например, имеющемуся остеклению, в случае 5 использования его, как предложено в настоящем техническом решении. В области границы влагостойкого барьера на краевой части поверхности листов с нанесенными на них электропроводящими слоями образуется воздушное пространство и изгиб ламината, обусловленный толщиной влагостойкого барьера. Это снижает защиту, приводит к визуальным искажениям в этой области. Это 0 также приводит к наличию механического напряжения на отрыв ламината в области края.

Известные способы модернизации остекления с целью придания им свойств с изменяющейся прозрачностью заключаются в замене установленных стекол на другие стекла, которые выполнены с возможностью изменения прозрачности. При этом прежние стекла утилизируются, что приводит к повышению материалоемкости способа.

Необходимость демонтажа имеющегося остекления, его перемещению к месту утилизации, доставке полного комплекта нового остекления и его монтажа приводит к значительному росту энергоемкости и трудоемкости процесса.

Раскрытие заявляемого технического решения.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является снижение материалоемкости, трудоемкости и энергоемкости процесса модернизации остекления при придании ему свойств с изменяющейся прозрачностью.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является решение технической задачи, то есть снижение материалоемкости, трудоемкости и энергоемкости процесса модернизации остекления при придании ему свойств с изменяющейся прозрачностью.

Дополнительно обеспечивается повышение надежности защиты средства с изменяющейся прозрачностью от влаги из внешней среды.

Сущность заявленного технического решения состоит в том, что в способе модернизации остекления вырезают из заготовки средство с изменяющейся прозрачностью размером, не превышающим часть поверхности стекла остекления, которую необходимо модернизировать, затем наклеивают средство с изменяющейся прозрачностью на поверхность стекла остекления, после чего герметизируют край средства с изменяющейся прозрачностью, накладывая герметик внахлест на край средства с изменяющейся прозрачностью и прилежащую область стекла остекления. При этом в качестве средства с изменяющейся прозрачностью применяют многослойное стекло с изменяющейся прозрачностью, содержащее первый и второй тонкие полимерные слои, снабженные, соответственно, первым и вторым прозрачными токопроводящими слоями, между которыми размещен слой твердого рабочего вещества, выполненный с возможностью изменения прозрачности под действием электрического поля. При этом первый тонкий полимерный слой соединен с тонким слоем стекла толщиной не более 0,7 мм, который при размещении средства с изменяющейся прозрачностью на остеклении располагается над другими упомянутыми слоями упомянутого средства.

Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.

Выполнение модернизации остекления для придания ему свойств с изменяющейся прозрачностью вышеуказанным способом позволяет осуществить модернизацию на месте без снятия и установки имеющегося стекла остекления, без замены остекления. Это приводит к снижению материалоемкости, трудоемкости и энергоемкости процесса модернизации остекления при придании ему свойств с изменяющейся прозрачностью. На это также направлено применение тонкого стеклянного слоя в средстве с изменяющейся прозрачностью, что позволяет снизить вес этого средства и свернуть его в рулон при транспортировке и хранении.

Герметизация края средства с изменяющейся прозрачностью после его наклеивания на остекление позволяет надежно защитить наиболее уязвимые для проникновения влаги места, обеспечив достаточный (технологически сколь угодно большой) слой герметика. При этом герметик не попадает в пространство между слоями средства с изменением прозрачности и не вызывает таким образом перегибы этих слоев. Этим достигается повышение надежности защиты средства с изменяющейся прозрачностью от влаги из внешней среды.

В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.

До подготовки средства с изменяющейся прозрачностью к наклеиванию поверхность остекления предпочтительно очищают и/или полируют.

Заготовка средства с изменяющейся прозрачностью, из которой вырезают средство с изменяющейся прозрачностью, желательно выполнена в виде рулона.

Средство с изменяющейся прозрачностью целесообразно вырезать из заготовки с помощью электростеклореза.

Перед наклеиванием средства с изменяющейся прозрачностью на поверхность остекления на краевых участках электропроводящих слоев средства с изменяющейся прозрачностью могут закреплять шины для подключения источника питания, если их там нет.

Средство с изменяющейся прозрачностью предпочтительно наклеивают на внутреннюю поверхность остекления.

Тонкий слой стекла предпочтительно имеет толщину не более 0,6 мм, еще более предпочтительно - не более 0,5 мм. На поверхность второго тонкого полимерного слоя желательно нанесен клеевой слой.

Уменьшение толщины слоя стекла в средстве с изменяющейся прозрачностью позволяет уменьшить радиус изгиба рулона заготовки этого средства и тем самым сократить объем, занимаемый такой заготовкой при транспортировке и хранении. Это в конечном счете приводит к сокращению энергоемкости процесса модернизации остекления.

Автором заявленного технического решения изготовлены опытные образцы этого решения, испытания которых подтвердили достижение указанных технических результатов.

Краткое описание чертежей.

На фигуре 1 показана общая схема средства с изменяющейся прозрачностью, на фиг. 2 - схема расположения средства с изменяющейся прозрачностью на остеклении при модернизации.

Варианты осуществления технического решения.

Способ модернизации остекления заключается в наклеивании на всю или часть поверхности стекла остекления средства с изменяющейся прозрачностью. Способ включает следующие действия:

- очищают внутреннюю поверхность остекления. При необходимости эту поверхность также полируют;

- отматывают из рулона и вырезают средство с изменяющейся прозрачностью размером, соответствующим той части поверхности стекла остекления, которую необходимо модернизировать;

- при необходимости закрепляют на краевых участках электропроводящих слоев средства с изменяющейся прозрачностью шины для подключения источника питания;

- снимают защитную пленку со средства с изменяющейся прозрачностью и наклеивают его на внутреннюю поверхность остекления;

- герметизируют край средства с изменяющейся прозрачностью, накладывая герметик внахлест на край средства с изменяющейся прозрачностью и прилежащую область остекления.

В качестве средства с изменяющейся прозрачностью применяют многослойное стекло с изменяющейся прозрачностью, содержащее по меньшей мере следующие слои в следующем порядке (фиг. 1): - тонкий слой стекла (1) толщиной не более 0,7 мм, предпочтительно, не более 0,6 мм, еще более предпочтительно, не более 0,5 мм;

- соединительный слой (2);

- первый тонкий полимерный слой (3);

- первый прозрачный токопроводящий слой (4);

- слой рабочего вещества (5),

- второй прозрачный токопроводящий слой (6);

- второй тонкий полимерный слой (7);

- клеевой слой (8). На этапе хранения и транспортировки указанный клеевой слой закрыт защитным слоем, например, пергаментной бумагой, для сохранения своих адгезионных свойств до монтажа средства с изменяющейся прозрачностью.

Между упомянутыми слоями или снаружи стеклянного слоя (1) вышеупомянутое средство с изменяющейся прозрачностью может содержать известные из уровня техники материалы (слои) для целей придания средству с изменяющейся прозрачностью дополнительной жесткости, устойчивости к царапинам, свойств защиты от ультрафиолетового излучения, свойств отражения инфракрасного излучения, электропроводности для передачи приложенного электрического или магнитного поля к активируемому материалу, диэлектрических свойств, окраски (тонировки) или свойств изменения акустических волн. Например, между вторым тонким полимерным слоем (7) и клеевым слоем (8) могут быть размещены дополнительный клеевой слой, выполненный с возможностью защиты от ультрафиолетового излучения, и слой полимерной пленки, на которой размещен клеевой слой (8).

Слой стекла (1) является защитным, влагонепроницаемым. Выполнение этого слоя из тонкого стекла позволяет хранить и транспортировать средство с изменяющейся прозрачностью в рулонах.

Соединительный слой (2) может быть выполнен из этиленвинилацетата (ЭВА) или поливинилбутираля (PVB).

Первый (3) и второй (7) тонкие полимерные слои выполнены, например, из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Эти слои представляют собой подложку для соответствующих токопроводящих слоев.

Первый (4) и второй (6) прозрачные токопроводящие слои выполнены, например, в виде слоя оксида индия и олова (ITO).

Рабочее вещество (5) выполнено с возможностью обратимого изменения прозрачности под действием приложенного электрического поля. Рабочее вещество является твердым. Рабочее вещество (5) может быть выполнено по известной технологии устройств со взвешенными частицами (SPD - Suspended Particle Devices). Рабочее вещество (5) может быть также выполнено по известной технологии полимерного жидкокристаллического слоя (PDLC - Polymer Dispersed Liquid Crystal).

Между рабочим веществом и электропроводящими слоями могут быть расположены тонкие диэлектрические слои.

Вырезание средства с изменяющейся прозрачностью целесообразно • выполнять с помощью электростеклореза, прикладывая его к стеклянной поверхности указанного средства. Затем остальные слои вдоль разреза стеклянного слоя отрезают ножом.

При практическом применении рулон имеет ширину до 60 см. Если остекление имеет большую ширину, то средство с изменяющейся прозрачностью наклеивают на него мозаикой.

Шины (11) для подключения источника питания для формирования электрического поля между электропроводящими слоями достаточно закрепить на небольшом участке на краю электропроводящих слоев любым известным способом (фиг. 2). Для этого целесообразно использовать медные ленты с) нанесенным на них электропроводящим адгезионным слоем. Снаружи шины желательно закрыть термостойкой изоляционной клейкой лентой. Эта лента предохраняет шины от замыкания или утечек. Такая лента также защищает шины при аномальном нагревании средства с изменяющейся прозрачностью во время эксплуатации. Указанная лента может быть выполнена с использованием каптона, например, в виде каптонового скотча.

Г ерметизацию (12) могут выполнять полиизобутиленовым герметиком или эпоксидной смолой. Выполнение герметизации после наложения (наклеивания) средства с изменяющейся прозрачностью на поверхность остекления позволяет:

- выполнить слой герметизации достаточно толстым для обеспечения надежной защиты торца средства с изменяющейся прозрачностью от проникновения влаги в рабочее вещество;

- не иметь утолщений, связанных с наличием герметика на поверхностях полимерных слоев (3, 7) и клеевом слое (8), как это происходит при изготовлении средства с изменяющейся прозрачностью в соответствии с аналогом US20120013969. Это приводит к отсутствию пустот и изгибов слоев средства с изменяющейся прозрачностью у его торцов, приводящему к повышению герметизирующих свойств, отсутствию оптических искажений и механических напряжений на отрыв средства от остекления (13), на которое оно наклеено.

Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами.

Порядок работы.

Рабочее вещество, выполненное по технологии SPD, содержит мелкие частицы, взвешенные в жидкой среде. В отсутствие приложенного электрического поля частицы в жидкой суспензии принимают случайные положения из-за броуновского движения. Следовательно, луч света, проходящий в ячейку, отражается, передается или поглощается в зависимости от структуры ячейки, природы и концентрации частиц и энергии света. Таким образом, рабочее вещество в выключенном состоянии относительно темное. При подаче напряжения между электропроводящими слоями формируется электрическое поле, взвешенные частицы в рабочем веществе выравниваются и большая часть света может проходить через него. Таким образом, рабочее вещество становится относительно прозрачным во включенном состоянии.

Промышленная применимость.

Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на промышленном предприятии и найдет широкое применение в области остекления и в частности, в строительстве, в области транспорта.