Элемент с изменяющейся прозрачностью и покрытие с изменяющейся прозрачностью.

Область техники.

Заявляемые технические решения относятся к оптической технике и предназначены для изготовления светопрозрачных конструкций.

Предшествующий уровень техники.

Известна группа тонированных изделий (патент на изобретение RU2538205, МПК В32В 33/00 (2006.01), G02F 1/00 (2006.01), СОЗС 17/00 (2006.01), 2015, патент на изобретение RU2569517, В29С 65/54 (2006.01), В32В 27/18 (2006.01), В32В 17/10 (2006.01), 2015), каждое из которых содержит прозрачные полимерные листы, герметизированные по контуру. В пространство между листами вводится рабочая жидкость. При этом для изменения светопропускания изделия окрашенную рабочую жидкость вводят и выводят через клапан с помощью насоса. Между листами для выдерживания расстояния между ними размещаются участки (точки) эластичного полимера.

Недостатком указанных аналогов является необходимость изменять количество жидкости между листами для регулирования светопропускания. Это приводит к усложнению конструкции, связанному с необходимостью применения насоса для откачивания рабочей жидкости.

Раскрытие заявляемых технических решений.

Технической задачей, на решение которой направлены заявляемые технические решения, является исключение необходимости перекачивания рабочей жидкости.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемыми элементом и покрытием с изменяющейся прозрачностью, является упрощение конструкции при обеспечении восстанавливаемого изменения прозрачности при изменении температуры.

Дополнительным техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым покрытием с изменяющейся прозрачностью, является обеспечение возможности покрытия больших поверхностей.

Другим дополнительным техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым покрытием с изменяющейся прозрачностью, является отсутствие необходимости демонтажа имеющегося прозрачного покрытия при его преобразовании в покрытие с изменяющейся прозрачностью. То есть при монтаже заявляемого покрытия с изменяющейся прозрачностью прежнее покрытие не демонтируется.

Сущность заявленного элемента с изменяющейся прозрачностью состоит в том, что он содержит основу, выполненную из оптически пропускающего материала, в которой выполнена герметичная полость, заполненная рабочим веществом. Рабочее вещество выполнено в виде жидкости или геля. Отличается тем, что материал основы химически стойкий к рабочему веществу. Рабочее вещество выполнено с возможностью обратимого изменения прозрачности при изменении его температуры.

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

В частных случаях допустимо выполнять элемент с изменяющейся прозрачностью следующим образом.

Предпочтительно, чтобы рабочее вещество имело вязкость не менее 5 мПа*с. Основа может быть выполнена в форме листа с множеством герметичных полостей, заполненных рабочим веществом.

Основу допустимо выполнять в виде геля, в котором равномерно распределены герметичные полости. При этом основу целесообразно размещать между двух жестких армирующих листов из оптически пропускающего материала.

Основа может представлять собой капсулу, заполненную рабочим веществом. Множество таких капсул может быть размещено в связующем веществе, выполненном из оптически пропускающего материала. Связующее вещество, основа и рабочее вещество выполнены из материала с близкими значениями показателя преломления.

Основа предпочтительно представляет собой два наложенных друг на друга листа, по крайней мере часть пространства между которыми герметизирована и образует герметичную полость. В пространстве между листами упорядоченно и равномерно могут быть установлены опоры, химически стойкие к рабочему веществу. На поверхности одного из листов целесообразно выполнять бортики в форме решетки, верхние части которых соединены с другим листом. Ячейки решетки образуют герметичные полости, которые заполнены рабочим веществом. Бортики, выполненные на одном листе, могут входить в канавки, выполненные на поверхности другого листа, при этом высота бортиков больше глубины канавок.

Листы могут быть прижаты друг к другу и на поверхности одного из них выполнены криволинейные углубления. Набор углублений представляет собой герметичную полость. Материал листа с углублениями и рабочее вещество имеют близкие значения показателя преломления.

Углубления могут быть размещены вплотную друг к другу или на некотором расстоянии, в зоне которого лист с углублениями герметично соединен со смежным с ним листом. В последнем случае на противоположной стороне листа с углублениями выполнены дополнительные углубления, которые расположены со смещением относительно углублений на другой стороне. Дополнительные углубления заполнены рабочим веществом, а поверхность листа с дополнительными углублениями прижата к третьему листу, выполненному из оптически пропускающего материала, химически стойкого к рабочему веществу.

Если основа выполнена в виде полимерных листов, а рабочее вещество - в виде жидкости, то в состав жидкости могут быть добавлены поверхностно активные вещества.

Листы могут быть выполнены в виде жестких полос.

Один из листов может быть закреплен на гибкой подложке из оптически пропускающего материала. Подложка может быть соединена с расположенной параллельно длинной стороне листов элемента декоративной планкой. Если листы снабжены нагревателями, то систему управления этими нагревателями желательно размещать в декоративной планке.

Листы могут быть соединены с декоративной планкой с короткого торца. При этом планка снабжена креплением, позволяющим закрепить элемент вертикально с возможностью поворота вокруг оси, параллельной длинной стороне листов.

На внешней стороне один из листов может быть снабжен оптически пропускающим клеевым слоем или покрыт антиабразивным составом.

Барьер, герметизирующий пространство между листами, может быть выполнен окрашенным. Окрашенным может быть выполнены рабочее вещество и/или основа. Рабочее вещество может содержать добавки с высокой поглощающей способностью в ближнем инфракрасном диапазоне. На основу снаружи может быть наклеена окрашенная пленка.

На поверхности или в объеме основы может проходить нагревательная проволока из нихрома. На поверхность герметичной полости могут быть нанесены оптически прозрачные тепловыделяющие проводники из оксида индия-олова или на поверхность герметичной полости может быть наклеена пленка с такими проводниками.

Рабочее вещество целесообразно выполнять на основе изопропилакриламида), или

метилакриламида), или поли(Г\1-пирролидинакриламида), или гидрогеля из метилцеллюлозы, или полоксамера 407, или полоксамера 188, или карбопола

940, или хитозана, или полиэтиленгликоля.

Сущность заявленного покрытия с изменяющейся прозрачностью состоит в том, что оно содержит выполненные в виде листов элементы с изменяющейся прозрачностью. Каждый элемент содержит основу, выполненную из оптически пропускающего материала, в которой выполнена герметичная полость, заполненная рабочим веществом, выполненным в виде жидкости или геля.

Элементы расположены рядом друг с другом. Материал основы химически стойкий к рабочему веществу. Рабочее вещество выполнено с возможностью обратимого изменения прозрачности при изменении его температуры.

Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного покрытия, обеспечивающих достижение заявленных технических результатов.

В частных случаях допустимо выполнять покрытие с изменяющейся прозрачностью следующим образом.

Предпочтительно, чтобы рабочее вещество имело вязкость не менее 5 мПа*с. Основа предпочтительно представляет собой два наложенных друг на друга листа, по крайней мере часть пространства между которыми герметизирована и образует герметичную полость. В пространстве между листами упорядоченно и равномерно могут быть установлены опоры, химически стойкие к рабочему веществу. На поверхности одного из листов целесообразно выполнять бортики в форме решетки, верхние части которых соединены с другим листом. Ячейки решетки образуют герметичные полости, которые заполнены рабочим веществом.

Элементы могут иметь форму прямоугольников размером от 200x200 мм до 5 350x350 мм или прямоугольных полос шириной от 50 до 250 мм. При этом элементы размещены встык. С одной стороны по периметру или его части элементы снабжены клеевой полосой, а с другой стороны стыки элементов закрыты декором, выполненным в виде самоклеящейся пленки. Клеевая полоса и самоклеящеяся пленка могут быть выполнены темного цвета.

10 Элементы могут иметь шестиугольную форму и быть размещены встык. С одной стороны по периметру или его части элементы соединены двусторонней клейкой лентой, а с другой стороны стыки элементов закрыты декором, выполненным в виде окрашенной самоклеящейся ленты. Двусторонняя клейкая лента и самоклеящеяся лента могут быть выполнены черного цвета.

15 Элементы могут иметь прямоугольную форму и быть размещены в ячейках несущей решетки из двутаврового профиля. С одной стороны двутавровый профиль по всей длине или на ее части может быть снабжен двусторонней клейкой лентой. Профиль может быть металлическим.

Барьер, герметизирующий пространство между листами, может быть выполнен

20 окрашенным. Окрашенным может быть выполнены рабочее вещество и/или основа. Рабочее вещество может содержать добавки с высокой поглощающей способностью в ближнем инфракрасном диапазоне.

На поверхность герметичной полости могут быть нанесены оптически прозрачные тепловыделяющие проводники из оксида индия-олова или на

25 поверхность герметичной полости может быть наклеена пленка с такими проводниками.

Рабочее вещество целесообразно выполнять на основе поли(1Ч- изопропилакриламида), или

метилакриламида), или поли(1М-пирролидинакриламида), или гидрогеля из з о метилцеллюлозы, или полоксамера 407, или полоксамера 188, или карбопола 940, или хитозана, или полиэтиленгликоля. Автором заявленных технических решений изготовлены опытные образцы этих решений, испытания которых подтвердили достижение всех указанных технических результатов.

Краткое описание чертежей.

На фигуре 1 показана принципиальная схема элемента с изменяющейся прозрачностью, на фиг. 2— схема элемента по примеру 1, на фиг. 3 - схема элемента по примеру 2, на фиг. 4 - схема элемента по примеру 3, на фиг. 5 - схема элемента по примеру 4, на фиг. 6, 7 - схема элемента по примеру 5, на фиг. 8, 9 - схема элемента по примеру 6, на фиг. 10 - схема элемента по примеру 7, на фиг. 11 - схема элемента по примеру 8, на фиг. 12 - схема элемента по примеру 9, на фиг. 13 - схема элемента по примеру 10, на фиг. 14, 15 - схема элемента по примеру 11, на фиг. 16, 17 - схема элемента по примеру 12; на фиг. 18 - схема элемента по примеру 13; на фиг. 19 - схема элемента по примеру 16, на фиг. 20— внешний вид покрытия с изменяющейся прозрачностью, на фиг. 21 — схема покрытия по примеру 1, на фиг. 22— схема покрытия по примеру 2, на фиг. 23— схема покрытия по примеру 3, на фиг. 24— схема покрытия по примеру 4.

Осуществление технических решений.

Осуществление элемента с изменяющейся прозрачностью.

Элемент с изменяющейся прозрачностью содержит основу (1) (фиг. 1). На пути (2) прохождения оптического излучения через основу в ней выполнена герметичная полость (3), заполненная рабочим веществом (4) с терморегулируемой прозрачностью. На вышеупомянутом пути (2) основа (1) выполнена из материала, оптически пропускающего по крайней мере в части спектра, например:

- прозрачного в области видимого ¹ излучения и непрозрачного в области ультрафиолетового излучения;

- прозрачного в красной части видимого излучения (светофильтр);

- полупрозрачного в области инфракрасного излучения.

Рабочее вещество (4) представляет собой жидкость или гель. Рабочее вещество (4) выполнено с возможностью обратимого изменения прозрачности при изменении его температуры.

Рабочее вещество (4) может быть выполнено на основе следующих полимеров, обладающих обратимым фазовым переходом:

- поли(М, Ν'-диэтидакриламид);

- поли(г\1-этил, \1-метилакриламид);

- поли(М-пирролидинакриламид);

- гидрогель из метилцеллюлозы;

- полоксамер 407;

- полоксамер 188;

- карбопол 940;

- хитозан;

- полиэтиленгликоль.

В качестве рабочей жидкости (4) может использоваться раствор альфа- циклодекстрина и 4-метилпиридина в воде в молярных соотношениях 1:30-100:6. Возможно применение других комбинаций циклодекстринов и пиридинов. Например, раствор бета-циклодекстрина и пиридина в воде в молярных соотношениях 1:8:3. В качестве рабочей жидкости возможно применение раствора йода и крахмала в воде.

Рабочее вещество (4) может быть смесью дифениламина с бета- циклодекстрином и хлоридом лития в Ν,Ν-диметилформамиде. В зависимости от концентрации дифениламина и бета-циклодекстрином это вещество представляет собой жидкость или гель.

Рабочий гель (4) может представлять собой термочувствительный гидрогель в виде смеси бета-циклодекстрина, Ν-изопропилакриламида и Ν,Ν- диметилакриламида.

Рабочий гель (4) может представлять собой надмолекулярно структурированный гидрогель в виде смеси в водной среде двух компонентов:

- привитого сополимера декстрина и полиэтиленгликоля;

- альфа-циклодекстрина.

При малой вязкости рабочего вещества (4) неравномерное нагревание или охлаждение элемента с изменяющейся прозрачностью сопровождается конвекцией рабочего вещества (4) (жидкости или геля). При малой толщине слоя рабочего вещества (4) в элементе это приводит к визуальным эффектам, когда во время переходных процессов при вертикальной ориентации слоя рабочего вещества в поле тяготения участки с разной прозрачностью движутся, образуя потоки и вихри. Когда элемент с изменяющейся прозрачностью имеет декоративное назначение это может быть востребовано. Но в случае применения элемента там, где он не должен отвлекать внимание наблюдателя, это является нежелательным.

Для значительного замедления конвекции опытным путем было установлено, что рабочее вещество должно иметь вязкость не менее 5 мПа*с. При этом происходит практическое устранение нежелательных последствий, связанных с отвлечением внимания наблюдателя переходным процессом изменения прозрачности заявляемого элемента. Предпочтительно, чтобы вязкость рабочего вещества была не менее 25 мПа*с. Обеспечение требуемого значения вязкости обеспечивается добавлением загустителя в рабочую жидкость или рабочий гель. В качестве загустителя может применяться, например, гидроксиэтилцеллюлоза, карбопол, гидроэтилцеллюлоза.

Основа (1) выполнена из материала, химически стойкого к рабочему веществу (4). Основа (1) может быть выполнена из жесткого или эластичного материала. Основа (1) может быть выполнена из стекла, полипропилена, полиамида или полиэтилена с низкой плотностью.

Если поверхности раздела сред «основа — рабочее вещество» не параллельны друг другу, то основу и рабочее вещество целесообразно выполнять с близкими значениями показателя преломления.

Примеры конкретного выполнения элемента с изменяющейся прозрачностью. Пример 1. Основа (1) выполнена в форме листа, две грани которого (стороны листа) имеют большую площадь, а остальные грани имеют гораздо меньшую площадь (торцы листа) (фиг. 2). При этом преимущественный путь распространения оптического излучения лежит между сторонами листа.

В толще листа выполнено множество герметичных полостей (3), заполненных рабочим веществом (4) так, что эти полости перекрывают любой поток оптического излучения, проходящий от одной стороны листа к другой его стороне. Предпочтительно полости (3) располагать равномерно в пределах некоторого слоя основы (1). Предпочтительно полости (3) выполнять не сообщающимися друг с другом.

Пример 2. Основа (1) выполнена в форме листа (фиг. 3) и представляет собой гель. В толще листа выполнено множество равномерно распределенных герметичных полостей (3), заполненных рабочим веществом (4). Основа (1) размещена на жестком прозрачном армирующем листе или между двух жестких прозрачных армирующих листов (16).

Пример 3. Основа (1) представляет собой тонкостенную капсулу, в которой размещена рабочая жидкость или рабочий гель (4). Эти капсулы равномерно распределены в объеме листа, заполненного связующим веществом (5) (фиг. 4). Связующее вещество (5), основа (1) и рабочее вещество (4) выполнены из материала с близкими значениями показателя преломления. Однако при таком исполнении элемента с изменяющейся прозрачностью связующее вещество (5) может не быть химически стойким к рабочему веществу (4).

Пример 4. Основа представляет собой два наложенных друг на друга листа (6), по крайней мере часть пространства между которыми герметизирована и образует герметичную полость (3) (фиг. 5). Эта герметичная полость имеет барьер (7), уложенный между листами (6) с образованием контура. В герметичной полости (3) размещено рабочее вещество (4). Если листы (6) герметизированы по периметру, то рабочее вещество (4) занимает весь объем пространства между листами. Герметичный контур может не совпадать с периметром листов и может быть выполнен в виде надписей или рисунков. Тогда рабочее вещество расположено в пределах этих герметичных контуров.

Для целей удаления излишков рабочего вещества, выполненного в виде жидкости, при изготовлении элемента выполняют следующее. Предварительно в одном из листов в зоне герметичной полости выполняют одно или несколько технологических отверстий. На другом листе формируют барьер (7) и заполняют полученную емкость рабочей жидкостью. Затем накладывают лист с технологическими отверстиями на эту емкость поверх барьера. Прижимая листы друг к другу, излишки жидкости удаляют через технологические отверстия. Затем эти отверстия герметизируют. Целесообразно технологические отверстия выполнять вблизи барьеров.

Пример 5. Аналогичен примеру 4. С целью выдерживания конструктивно заданного расстояние между листами (6) в пространстве между ними упорядоченно и равномерно установлены опоры (8) (фиг. 6, 7). Опоры (8) могут быть выполнены из жесткого или эластичного материала. Опоры (8) должны быть химически стойкими к рабочему веществу (4). Применение опор делает возможным использование листов меньшей толщины.

Опоры могут быть выполнены заодно с одним из листов. В этом случае другой лист может быть снабжен отверстиями для вставки опор первого листа в эти отверстия.

Пример 6. В состав рабочей жидкости могут входить токсичные вещества, вещества с резким запахом, например, пиридин. С целью повышения безопасности изделия по примеру 4 в пространстве между листами (6) размещена защитная решетка (9) из жесткого или эластичного материала, соединенная с поверхностью обоих листов (6), например, спайкой (фиг. 8, 9). Рабочая жидкость (4) при этом размещена внутри герметичных ячеек, образованных листами (6) и решеткой (9). Материал решетки (9) также, как и материал листов (6), прозрачный и химически стойкий к рабочей жидкости (4). Полосы решетки (9) выполнены тонкими для снижения остаточной прозрачности всего изделия. Толщина полос решетки намного меньше линейного размера ячейки решетки.

Решетка (9) может быть непрозрачной. В этом случае прозрачность элемента изначально снижается. Однако ввиду того, что полосы или прутья решетки выполнены тонкими, такое снижение прозрачности незначительное.

При частичном разрушении элемента в результате, например, механического воздействия теряется только та рабочая жидкость, которая находилась в разрушенных ячейках. Остальная остается в ячейках, оставшихся целыми.

Дополнительно такое выполнение заявляемого элемента позволяет выполнять раскрой элемента без применения оборудования для заполнения пространства между листами рабочей жидкостью и его герметизации.

Также выполнение элемента с упомянутой решеткой (9) позволяет выдерживать конструктивно заданное расстояние между листами, что делает возможным снижение толщины листов.

Пример 7. Аналогичен примеру 6. С целью повышения технологичности решетка (9) выполнена заодно с одним из листов (6) (фиг. 10) и представляет собой бортики на поверхности листа (6) в форме решетки. Крайние бортики выполняют функцию барьеров (7).

Пример 8. Как и в примере 7, решетка (9) выполнена заодно с первым листом (6). Для конструктивного задания толщины слоя рабочей жидкости (4) между листами (6) без изменения толщины решетки на втором листе выполнены канавки (10), соответствующие решетке (9) первого листа (фиг. 11). При этом глубина канавок (10) меньше толщины решетки (9) на толщину слоя рабочей жидкости (4).

Пример 9. Аналогичен примеру 4. Листы (6) прижаты друг к другу. На поверхности одного из листов выполнены углубления (11) (фиг. 12). При этом углубления (11) выполнены так, что их длина и ширина одного порядка с их глубиной. Рабочее вещество (4) занимает только объем углублений (11). Для снижения остаточной прозрачности углубления (11) целесообразно размещать на поверхности листа (6) вплотную друг к другу. Ввиду того, что углубления выполнены криволинейными материал листов с углублениями должен иметь значение показателя преломления, близкое к значению показателя преломления рабочего вещества.

Пример 10. Аналогичен примеру 9. С целью повышения безопасности углубления (11) на листе (6) выполнены так, что на листе (6) остаются нетронутые гладкие области (12) в форме решетки (фиг. 13). В этих областях (12) лист (6) с углублениями соединен с поверхностью другого листа, например, спайкой. Полосы решетки выполнены тонкими для снижения остаточной прозрачности всего изделия.

При частичном разрушении элемента в результате, например, механического воздействия теряется только то рабочее вещество, которое находилось в разрушенных ячейках, образованных полосами решетки. В ячейках, оставшихся целыми, рабочее вещество остается работоспособным.

Дополнительно такое выполнение заявляемого элемента позволяет выполнять раскрой элемента без применения оборудования для заполнения пространства между листами рабочим веществом и его герметизации.

Пример 11. Для еще большего повышения безопасности использования изделия по примеру 10 углубления (11) имеют цилиндрическую форму или форму сферических сегментов и расположены друг от друга на листе (6) на некотором расстоянии (фиг. 14). Поверхность листа (6) между углублениями (11) выполняет функцию решетки изделия по примеру 10. Таким образом, каждое углубление (11) оказывается изолированным от других. Увеличенное расстояние между углублениями (11) повышает остаточную прозрачность всего заявляемого элемента, которая устранена следующим образом.

На другой стороне листа (6) с углублениями (11) выполнены аналогичные дополнительные углубления (13), но выполнены они со смещением (фиг. 15). При этом центр дополнительных углублений (13) расположен напротив центра участка поверхности между углублениями (11) на другой стороне листа (6). Таким образом, дополнительные углубления (13) перекрывают области без углублений на другой стороне этого листа (6).

Поверхность листа (6) с дополнительными углублениями (13) прижата к третьему листу (14), дополнительные углубления заполнены рабочим веществом (4), а участки поверхности вне дополнительных углублений (13) соединены с поверхностью третьего листа (14) спайкой.

Пример 12. Листы (6) элемента по примеру 4 выполнены в виде жестких полос шириной 2 см. Закрепив такие элементы в ряд на гибкой прозрачной подложке (15) возможно изготовление гибкого изделия с изменяющейся прозрачностью (фиг. 16). Подложка (15) может представлять собой лист по размеру всего гибкого изделия, а может быть выполнена в виде нескольких полос, например, прозрачной клейкой ленты (фиг. 17).

Подложка (15) соединена с расположенной параллельно элементам декоративной планкой (17), выполненной в виде бруса. Планка (17) содержит крепления и предназначена для закрепления гибкого изделия с изменяющейся прозрачностью на чем-либо, например, на оконном стекле.

Если листы снабжены электронагревателями для регулирования температуры рабочего вещества, то внутри планки (17) может быть размещена система управления нагревателями.

Для увеличения способности поглощения тепла элементом барьеры (7) выполнены окрашенными (фиг. 16).

Пример 13. Как и в примере 12, листы элемента выполнены в виде жестких полос шириной 2 см. Такие элементы попарно скреплены в цепочку с образованием гибкого изделия с изменяющейся прозрачностью (фиг. 18).

Пример 14. Как и в примере 12, листы элемента выполнены в виде жестких полос шириной 2 см. На внешней стороне один из листов снабжен прозрачным клеевым слоем, закрытым транспортировочной предохранительной пленкой. Такое выполнение элемента позволяет наклеить готовое изделие на любую поверхность по желанию пользователя. Транспортировочная предохранительная пленка сохраняет клеевой слой во время транспортировки, хранения и реализации в магазине.

Пример 15. Как и в примере 12, листы элемента выполнены в виде жестких полос шириной 2 см. С целью повышения износостойкости внешняя сторона одного из листов покрыта антиабразивным составом.

Пример 16. Как и в примере 12, листы (6) элемента выполнены в виде жестких полос шириной 2 см (фиг. 19). Со стороны короткого торца листы (6) соединены с декоративной планкой (17), снабженной креплением, позволяющим несколько элементов закрепить вертикально в ряд с возможностью их синхронного поворота вокруг оси, параллельной длинной стороне листов. Таким образом возможно изготовление вертикальных жалюзи из элементов с изменяющейся прозрачностью.

Пример 17. Для увеличения способности поглощения тепла элементом рабочее вещество (4) и/или основа (1) выполнены окрашенными.

Пример 17.1. Для увеличения поглощающей способности рабочего вещества в ближнем инфракрасном диапазоне в его состав введены добавки, например, оксиды графена, водорастворимые органические вещества, содержащие гидроксильные (ОН-) группы или иминогруппы (NH-).

Пример 18. Для увеличения способности поглощения тепла элементом на основу (1) снаружи наклеена окрашенная пленка (не показано).

Пример 19. С целью снижения температуры замерзания рабочее вещество (4) дополнительно содержит этиловый спирт.

Пример 20. Аналогичен примеру 4. Основа выполнена в виде полимерных листов. С целью повышения смачиваемости этих листов рабочей жидкостью в последнюю добавлены поверхностно активные вещества.

Пример 21. Для регулирования температуры рабочей жидкости заявляемый элемент снабжен электронагревателем. Для этого на поверхности или в объеме основы (1) проходит нагревательная проволока из нихрома (не показано). Проволока может проходить через полость с рабочим веществом (4). Проводники нагревателя могут быть выполнены так, что образуют защитную решетку (9), описанную в примере 6 (фиг. 8, 9).

Пример 22. Для регулирования температуры рабочего вещества на внешнюю поверхность основы (1) или на поверхность герметичной полости (3) нанесены оптически прозрачные проводники из оксида индия-олова (не показано). Пропускание электрического тока через проводники позволяет изменять температуру рабочего вещества (4) и, следовательно, изменять прозрачность элемента независимо от внешних условий.

Пример 23. Аналогичен примеру 22, но вместо непосредственного нанесения тепловыделяющих проводников на поверхность основы или герметичной полости на основу (1) или на поверхность герметичной полости (3) наклеена прозрачная пленка с такими проводниками.

Пример 24. Аналогичен примеру 22 или 23. При этом схема управления нагрева рабочего вещества проводниками из оксида индия-олова предусматривает периодическую работу.

При низкой температуре окружающей среды рабочее вещество прозрачное, а с ним прозрачен и весь элемент.

Для перевода элемента в непрозрачное состояние рабочее вещество требуется нагреть сверх некоторой температуры Ти, точное значение которой зависит от конкретного выбора рабочего вещества. Для такого нагрева схема управления пропускает электрический ток по упомянутым проводникам. По достижении заданной температуры, большей Ти, нагрев прекращается.

Под действием окружающей среды элемент, а вместе с ним и рабочее вещество, охлаждается. При достижении некоторой температуры Td рабочее вещество становится достаточно прозрачным.

Вновь схема управления включает нагрев до температуры, большей Ти. И так процесс повторяется.

Для увеличения периода срабатывания системы управления и экономии электроэнергии на поддержание элемента в непрозрачном состоянии в качестве рабочего вещества применяют полимерные гидрогели со сложной молекулой полимера. Примером такого рабочего вещества может быть полимерный гидрогель привитых сополимеров гиалуроновой кислоты с хитозаном и изопропилакриламидом) (при концентрации полимера 10%). Для указанных целей возможны и другие реализации рабочего вещества привитых сополимеров хитозана.

Повышение сложности молекул сополимера и повышение их концентрации увеличивают время разжижения при остывании рабочего вещества, в результате 5 чего рабочее вещество становится прозрачным. Это объясняется тем, что при гелеобразовании (во время нагревания) более сложные молекулы физически больше запутываются. В последующем требуется больше времени на их разжижение — перестановку и перестройку межмолекулярных и внутримолекулярных связей. Например, при одной и той же концентрации и •—Ю других условиях просветление гидрогеля поли(М-изопропилакриламида) происходит за 3 минуты, а просветление гидрогеля привитых сополимеров гиалуроновой кислоты с хитозаном и поли(1Ч-изопропилакриламидом) — за 9 минут.

Реализация заявляемого технического решения не ограничивается 15 приведенными выше примерами.

Описание работы элемента с изменяющейся прозрачностью.

При некоторой известной температуре и известном давлении (например, атмосферном) элемент с изменяющейся прозрачностью является прозрачным в интересующей части спектра. В зависимости от состава рабочего вещества (4) 20 прозрачность обеспечивается для разных значений температуры, например:

- для рабочей жидкости в виде раствора альфа-циклодекстрина и 4- метилпиридина в воде прозрачность обеспечивается при комнатной температуре;

- для рабочей жидкости в виде раствора йода и крахмала в воде прозрачность обеспечивается при температуре 90 градусов Цельсия;

25 - для рабочего геля в виде смеси бета-циклодекстрина, N- изопропилакриламида и Ν,Ν-диметилакриламида прозрачность обеспечивается при температуре 20 градусов Цельсия.

При изменении температуры рабочее вещество (4), а с ней и весь элемент становятся непрозрачными. Причем в зависимости от состава рабочего вещества 30 непрозрачность появляется при уменьшении или при увеличении температуры.

Рабочая жидкость в виде раствора альфа-циклодекстрина и 4-метилпиридина в воде становится молочно-белой при нагреве до 45-75 градусов Цельсия. Точная температура перехода зависит от пропорций компонентов, в частности от содержания альфа-циклодекстрина. Температура перехода понижается по мере роста концентрации альфа-циклодекстрина. При этом одновременно рабочая жидкость становится золь-гелем. Если продолжить нагревание до 95 градусов или охладить элемент ниже 45 градусов, смесь снова становится прозрачной.

Для рабочей жидкости в виде раствора йода и крахмала в воде происходит окрашивание при понижении температуры до комнатной.

Рабочий гель в виде смеси бета-циклодекстрина, Ν-изопропилакриламида и Ν,Ν-диметилакриламида становится матовым при температуре 37 градусов Цельсия.

Изменение температуры рабочего вещества происходит под воздействием внешних условий или под управлением системы контроля, которая подает электропитание на нагревательные элементы, вмонтированные в элемент. Ввиду того, что и рабочая жидкость, и рабочий гель имеют высокую теплоемкость, изменение прозрачности происходит постепенно. В таких условиях подачу электропитания на нагревательные элементы целесообразно производить импульсно.

Осуществление покрытия с изменяющейся прозрачностью.

Изготовление элементов с изменяющейся прозрачностью в виде листов больших размеров и без дефектов является проблематичным. Это вызвано сложностью заполнения пространства между листами рабочим веществом без попадания пузырьков воздуха, а также невозможностью удаления этих пузырьков после этого заполнения.

В связи с этим заявляемое покрытие с изменяющейся прозрачностью составлено из вышеописанных элементов (100) с изменяющейся прозрачностью, выполненных в форме листов (фиг. 20). Элементы (100) располагают рядом друг с другом, покрывая некую поверхность мозаикой в один слой. Между элементами (100) могут быть выполнены зазоры. Стыки элементов закрыты декором (101). Поверхность может быть воображаемой, а может представлять собой плоский или выгнутый лист прозрачного материала, например, оконное или витринное стекло, межкомнатная перегородка, купол и стенки теплицы.

Примеры конкретного выполнения покрытия с изменяющейся прозрачностью.

Пример 1. Покрытие с изменяющейся прозрачностью представляет собой несколько размещенных встык элементов (100) с изменяющейся прозрачностью в форме прямоугольников размером от 200x200 мм до 350x350 мм (фиг. 21) или горизонтальных полос шириной от 50 до 250 мм.

С одной стороны по всему периметру или на его части каждый элемент (100) снабжен клеевой полосой (102), которой он закреплен на несущей поверхности (103), например, на стеклопакете окна.

С другой стороны стыки элементов (100) закрыты декором (101), выполненным в виде окрашенной самоклеящейся пленки.

Для увеличения способности поглощать падающий свет используют клей и самоклеящуюся пленку темного (черного) цвета,

Пример 2. Покрытие с изменяющейся прозрачностью представляет собой несколько размещенных мозаикой шестиугольных элементов (100) с изменяющейся прозрачностью со стороной 220 мм (фиг. 22).

С одной стороны по всему периметру или на его части каждый элемент (100) закреплен на несущей поверхности (103) с помощью двусторонней клейкой ленты (102).

С другой стороны стыки элементов (100) закрыты декором (101), выполненным в виде окрашенной самоклеящейся ленты.

Для увеличения способности поглощать падающий свет используют клейкую ленту и самоклеящуюся ленту черного цвета.

Пример 3. Покрытие с изменяющейся прозрачностью представляет собой несколько размещенных встык прямоугольных элементов (100) с изменяющейся прозрачностью размером 200x300 мм (фиг. 23).

Элементы (100) размещены в ячейках несущей решетки из двутаврового профиля, который также является декором (101).

Для увеличения способности поглощать падающий свет используют профиль из материала с высоким значением коэффициента поглощения и большой теплопроводностью (например, из металла).

Пример 4. Аналогичен примеру 3. С целью фиксации на имеющемся покрытии профиль (101) с одной стороны по всей длине или на ее части закреплен на несущей поверхности (103) с помощью двусторонней клейкой ленты (102) (фиг. 24).

Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами. Описание порядка использования покрытия с изменяющейся прозрачностью.

Если на месте установки покрытия с изменяющейся прозрачностью уже имеется какое-либо прозрачное покрытие (например, стеклопакет на окне), то его можно не демонтировать, а использовать в качестве несущей конструкции для монтажа элементов покрытия с изменяющейся прозрачностью.

Если на месте установки покрытия с изменяющейся прозрачностью нет ничего, то необходимо обустроить несущую конструкцию для монтажа элементов этого покрытия. Эта конструкция может быть выполнена как описано выше в примере 3 выполнения покрытия, а может быть выполнена в виде рамы любым известным способом.

На подготовленной несущей конструкции монтируют элементы с изменяющейся прозрачностью. При этом элементы либо вставляют в несущую конструкцию, либо закрепляют на ней с помощью клея или клейкой ленты.

После монтажа стыки элементов с изменяющейся прозрачностью при необходимости закрывают декором.

После этого покрытие готово к использованию. При изменении температуры элементов они меняют прозрачность. При этом нагрев и охлаждение элементов происходит за счет:

- поглощения падающего на элементы солнечного и другого излучения;

- контакта с окружающей средой, в том числе с элементами декора и несущей конструкции;

- действия встроенных в элементы нагревателей или охладителей.

Промышленная применимость.

Заявляемые технические решения реализованы с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, могут быть изготовлены на промышленном предприятии и найдут широкое применение в области светопрозрачных конструкций.

Элемент и покрытие с изменяющейся прозрачностью могут использоваться для изготовления экспозиционных витрин и выгородок, трансформирующихся в мультимедийные экраны.

Выполнение задней стенки выходящей на улицу витрины из заявленного элемента или покрытия позволяет либо акцентировать внимание прохожих на находящихся в витрине образцах (например, одежды, автомобилей), либо показывать интерьер торгового помещения. Для указанной цели заявленный элемент или покрытие также могут быть закреплены в нескольких точках на задней стенке витрины.

Элемент или покрытие могут использоваться для внутренних и внешних установок контроля приватности (например, переговорных комнат, медицинских комнат интенсивной терапии, ванных комнат, душа).

Элемент или покрытие могут использоваться в качестве временного проекционного экрана.

Элемент или покрытие могут использоваться как замена электрохромного стекла в архитектуре:

- для контроля количества света и тепла, проходящего через окна;

- для изготовления светопрозрачных конструкций (окон, перегородок, дверей и т. п.), для организации конфиденциальных пространств— как обычное стекло;

- как замена шторам и жалюзи;

- для офисных перегородок, конференц-залов и переговорных, интерьерных решений ресторанов и кафе;

- в бассейнах (не боится влажности), зимних садах, оранжереях.