СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНИРОВОЧНОЙ ПЛЕНКИ
METHOD OF MAKING TINTING FILM

Изобретение относится к оптической технике, а именно к способам изготовления тонированной пленки для прозрачных поверхностей (в т.ч. стекол), например, автомобилей, зданий и сооружений с возможностью регулирования степени их светопропускания.
Известны способы тонирования стекла с помощью тонирующей силиконовой пленки с показателем светопропускания 5-70%, наклеиваемой на стекла. Используемая при этом пленка термически неустойчива - не выдерживает морозов, сильного и постоянного солнечного света, кроме того, обладает высоким физическим износом. Возможна также тонировка с помощью распыления на стекла размельченного на микроны нержавеющего металла.
Известен также способ изготовления тонированного стеклопакета (заявка №2008110222 от 17.03.2008 г.), включающий внесение внутрь стеклопакета тонирующего вещества - окрашенной жидкости, которой заполняют внутренний объем стеклопакета.
Недостатками этих способов являются низкие функционально-технологические свойства тонированной пленки, а именно неосуществимость регулирования светопропускания в зависимости от условий эксплуатации.
Регулирование светопропускания известными из уровня техники способами осуществляют путем увеличения или уменьшения рассеяния, отражения или поглощения света под действием электрического поля, оптического излучения, изменения газовой среды, температуры внутри конструкции.
Так, известен способ регулирования светопропускания с помощью светорегулируемого термохромного устройства, включающего две светопропускающие подложки и один термохромный слой, обратимо изменяющий пропускание световых и тепловых потоков при изменении его температуры в видимой и/или ближней ИК областях спектра (PCT/RU 2011/000954 от 25.11.2011 г.).
Известен также способ изготовления полимерных листов и многослойных стеклянных панелей, имеющих регулируемый фон, с использованием в полимерных листах агентов, вызывающих изменения свойств пропускания света под воздействием электрического поля (патент RU №2363970).
Недостатком этих способов является сложный и дорогостоящий процесс изготовления тонированных конструкций.
Задачей изобретения является создание способа изготовления тонировочной пленки, снижающего трудоемкость процесса производства тонированных изделий с использованием более дешевых материалов.
Техническим результатом является возможность регулирования степени светопропускания, а значит улучшение оптических характеристик поверхностей в зависимости от эксплуатационных условий.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления тонировочной пленки, включающей соединение полимерных листов, в качестве полимерных листов используют два листа из прозрачного материала с нанесением на один из них в виде точек размером менее 30 мкм эластичного полимера, его полимеризацией, соединением с другим листом путем наложения с последующей герметизацией по контуру и введением через клапан в межпленочное пространство окрашенной оптически прозрачной рабочей жидкости для регулирования степени светопропускания путем ее ввода и вывода, причем при вводе рабочей жидкости показатель светопропускания уменьшается, а при выводе рабочей жидкости показатель светопропускания увеличивается. При этом эластичный полимер может быть окрашен в цвет рабочей жидкости.
Способ изготовления тонировочной пленки с возможностью регулирования степени светопропускания основан на оптических свойствах глаза.
Минимальный размер точки, который глаз еще может различить, составляет 40 мкм, поэтому нанесенные на полимерные листы точки полимера размером в 30 мкм не видны человеческому глазу.
Оптимальный размер точек полимера и расстояние между ними подбирались опытным путем. Если полимер более мягкий (например, с твердостью по Шору 20 А), то их размер больше, так чтобы они могли при разжимании всасывать жидкость обратно, при этом делая это равномерно. Для полимеров с твердостью по Шору 50 А и выше величина точек меньше.
Способ осуществляют в следующей последовательности. Тонировочную пленку изготавливают соединением двух полимерных листов путем нанесения на один из них в виде точек эластичного полимера (например, силикона, полиуретана, компаунда и т.д.), наложения другого листа и их герметизации. Далее, с помощью любой системы ввода и вывода жидкости в межпленочное пространство через клапан вводят окрашенную оптически прозрачную рабочую жидкость. Регулирование степени светопропускания осуществляют путем ввода или вывода рабочей жидкости соответственно для снижения или увеличения показателя светопропускания пленки. В результате, переход между просветленным и затемненным состоянием тонирования является моментальным и равномерным.
Пример конкретного выполнения. Для изготовления тонировочной пленки используют листы прозрачного монолитного поликарбоната каждый толщиной 750 мкм. На лист из прозрачного поликарбоната точками размером 30 мкм наносят силикон Clear Flex 50. Расстояние между точками при этом составляет 2 мм. Данный вид силикона является оптически прозрачным, не желтеет при воздействии ультрафиолета, является эластичным с показателем удлинения до разрыва 500% (с твердостью по Шору А 50) и не теряет своих свойств, в том числе эластичности, в диапазоне температур от -50 до +100°C.
После полимеризации силикона лист поликарбоната с нанесенными точками соединяют путем наложения со вторым прозрачным листом из монолитного поликарбоната. Затем всю конструкцию термически склеивают по контуру. Далее, с помощью системы ввода и вывода жидкости в пространство между листами через клапан вводят окрашенный спиртовой раствор (например, нигрозина) в соотношения раствор/краситель 100/1 по массе.
Второй пример конкретного выполнения. Для изготовления тонировочного изделия используют листы прозрачного стекла каждый толщиной 2 мм. На лист из прозрачного стекла наносятся силикон Clear Flex 50 путем распыления. При этом получаются микросферы размером 10-40 мкм. Данный вид силикона является оптически прозрачным, не желтеет при воздействии ультрафиолета, является эластичным с показателем удлинения до разрыва 550 и не теряет своих свойств, в том числе эластичности, в диапазоне температур от -50 до +100°C. После полимеризации силикона лист стекла с нанесенными точками соединяют путем наложения со вторым прозрачным листом стекла. Затем всю конструкцию герметично склеивают по контуру. Далее, с помощью системы ввода и вывода жидкости в пространство между листами через клапан вводят окрашенный спиртовой раствор (например, нигрозина) в соотношения раствор/краситель 100/1 по массе.
Регулирование степени светопропускания происходит следующим образом. При откачивании жидкости из межлистового пространства светопропускание поверхности увеличивается. Это происходит за счет уменьшения слоя жидкости с красителем и уменьшения толщины эластичного полимера за счет деформации при сжатии. При дальнейшем вводе жидкости в межлистовое пространство светопропускание уменьшается. Это происходит за счет того, что точки из силикона обеспечивают всасывание этой жидкости при стремлении вернуться в свое исходное состояние после сдавливающей деформации, а также дополнительно обеспечивают равномерное распределение жидкости с красителем в межпленочном пространстве.
Так, при толщине слоя рабочей жидкости в 30 мкм тонировочная пленка не пропускает свет, а после максимального откачивания рабочей жидкости она становится практически прозрачной. Это объясняется тем, что точки силикона имеют размер менее 40 мкм, при котором они становятся совсем незаметными человеческому глазу, что делает видимость однородности материала всей конструкции.
Такой способ тонирования позволяет плавно изменять степень затемнения и настраивать прозрачность поверхности, переключаясь по мере необходимости из совершенно непрозрачного в максимально прозрачное состояние.
Предложенный способ по сравнению с известными решениями в данной области является наиболее выгодным на сегодняшний день и говорит о доступности создания тонированных изделий, включающих стеклянные и полимерные поверхности, с возможностью регулирования светопропускания.