膜的制作方法

本发明涉及一种用于容纳液体的膜，特别是在电场影响下具有可变光学不透明度的膜；涉及一种制备用于容纳液体的单元的方法，所述液体特别是在电场影响下具有可变光学不透明度的液体；以及涉及一种包含膜(特别是光控制膜)的层叠窗玻璃。

背景技术：

1、众所周知，层叠窗玻璃包括通过中间层结构连接的两个玻璃片，所述中间层结构包括一个粘合剂中间层材料片，例如聚乙烯醇缩丁醛(pvb)片。

2、为了将玻璃板接合在一起，制备未层叠的堆叠层，然后使其经历适当高的温度和压力，使粘合剂中间层材料片流动从而与玻璃片接触。由于这个原因，这种粘合剂中间层材料片在本领域中有时被称为热熔粘合剂。

3、已知某些材料在受热时会收缩。一种这样的材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。这种材料在加热到超过50℃的温度时，例如在约90℃至150℃时，有收缩的趋势。

4、pet膜的使用在层叠领域是众所周知的。pet膜经常用作红外辐射反射涂层的载体片材，并且通常通过如下方式将所述涂覆的pet膜纳入到层叠窗玻璃(例如车辆挡风玻璃)中：在所述涂覆的pet膜的两个相对侧面上具有粘合剂中间层材料(例如pvb)片，以及两侧的玻璃片。

5、pet膜也用于其它领域，作为电致动材料的基材。例如，已知的是在两个pet片之间具有一层液晶材料，参见例如us4505546和wo2019209029a1。这种膜可以用作光控制膜。

6、在这种膜中，已知的是使用诸如玻璃球之类的间隔件来实现用于液晶材料的所需单元间隙。

7、然而，在将这种包含液体(例如液晶材料)的膜纳入到上述类型的层叠窗玻璃中时，会有问题。

8、us2018/0157072a1描述了一种具有密封材料的液晶单元，所述密封材料即使在塑料基材被拉伸或收缩时发生很大变形的情况下也不会丧失密封性。

9、us2019/0107742a1描述了一种具有膨胀控制层的液晶膜单元，所述膨胀控制层具有与液晶膜单元的基膜不同的高温膨胀系数。

10、us2021/0208445a1描述了一种用于制造层叠玻璃的方法，通过所述方法，在包含夹着其中的液晶膜并具有三维曲面形状的层叠玻璃中，可以抑制液晶膜中的皱褶形成。

11、us2021/146660a1描述了一种具有板状窗格玻璃主体的车辆窗格玻璃，所述板状窗格玻璃主体具有面向车辆环境的外侧和背对外侧的内侧，而复合结构连接至所述板状窗玻璃主体，所述复合结构具有层结构，所述层结构可以具有彼此叠置的多个层，所述多个层中的一个具有液晶装置，所述液晶装置具有两个膜和设置在所述两个膜之间的液晶单元，所述多个层的另一个是偏振层。所述层结构的至少一个层可以是补偿层，所述补偿层的面积小于所述液晶装置的面积，由此所述液晶单元的边缘部分比被补偿层覆盖的中心部分厚。

12、使用通常高的温度(和压力)来形成所述层叠窗玻璃，膜的pet基材受热收缩。这种收缩引起容纳液晶材料的单元容积减小，使得所述单元内的压力增加。这种压力增加可足以导致单元壁破裂，从而液体可能逸出。本发明解决了上述问题。

技术实现思路

1、相应地，本发明的第一方面提供了一种包含液体的膜，所述膜包括接合至第二基材的第一基材，所述第一基材与所述第二基材间隔开以限定第一空腔，所述液体的至少一部分被容纳在所述第一空腔中，其中在第一基材和第二基材之间施加合适的电场时，膜从第一光学不透明度改变为第二光学不透明度,特征在于所述膜包括液体捕集体，所述液体捕集体被构造成经由至少第一开口与所述第一空腔流体连通，所述液体捕集体被布置成容纳从所述第一空腔经过所述第一开口流出的液体。

2、这样的膜可以用作光控制膜，因为取决于在膜的第一基材和第二基材之间施加的电场，第一空腔中的液体具有可变光学不透明度。

3、光控制可以通过可见光的散射和/或吸收和/或偏振来实现。

4、光学不透明度可以通过测量垂直入射到第一基材或第二基材的光束通过所述膜的衰减来确定。

5、随着第一空腔内部的压力增加(所述增加可能是由于加热所致的第一空腔容积减小和/或由于在层叠工艺过程中为在层叠窗玻璃中包括膜而对一个或两个基材的主表面施加压力)，一些液体能够被液体捕集体所容纳，从而防止膜破裂。液体捕集体还帮助保持所述第一基材和第二基材之间的均匀间距，使得第一空腔中的液体跨所述第一空腔具有恒定的厚度或基本上恒定的厚度,使得在特定的施加电场下，单元的光学不透明度的均匀性得到改善。

6、优选地，第一基材和第二基材的至少一者在其主表面的至少一部分上具有导电的、优选光学透明的涂层。所述导电涂层可用于在第一基材和第二基材之间施加电场。

7、优选地，所述第一基材和第二基材都在其主表面的至少一部分上具有导电的、优选光学透明的涂层。

8、优选地，所述膜包含第一偏振层，所述第一偏振层被布置为调节通过所述膜的光束的偏振状态。优选地，所述液体捕集体包含第二空腔，并且通过第一开口的液体可容纳在所述第二空腔中。

9、优选地，所述液体捕集体包括液体吸收器，用于在其中容纳通过所述第一开口的液体。也就是说，流过或通过第一开口的液体被容纳在液体吸收器中。合适的液体吸收器是海绵。

10、优选地，第一基材和/或第二基材包括热收缩性材料，特别是塑料或聚酯。用于所述第一基材和/或第二基材的合适的热收缩性材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚碳酸酯(pc)和氰脲酸三烯丙酯(tac)。

11、优选地，所述液体包含液晶材料，特别是宾主液晶材料。

12、优选地，第一基材通过第一密封件接合至第二基材。所述第一密封件可以界定所述第一空腔。优选地，所述第一密封件是粘合密封件，特别是热固化性的粘合密封件和/或紫外线辐射固化性的粘合密封件。用于第一密封件的合适材料包括环氧树脂体系。

13、优选地，根据前述权利要求中任一项所述的膜，其中所述第一基材通过所述第一基材和第二基材之间的一个或多个间隔件与所述第二基材间隔开。

14、合适的间隔件包括玻璃球或类似物。

15、在一些实施方案中，所述液体捕集体包含海绵和第二空腔，并且所述海绵被封闭在所述第二空腔内。

16、在其中液体捕集体包括第二空腔的一些实施方案中，优选第二空腔包含流体，优选气体或液体，例如一些所述液体。

17、在其中液体捕集体包括第二空腔的一些实施方案中，优选第二空腔内的内部压力小于大气压。

18、优选地，第二空腔可以处于真空状态。

19、在其中液体捕集体包括第二空腔的一些实施方案中，优选所述第二空腔被配置为具有长度、宽度和高度的通道，所述通道的高度由所述膜的第一基材和第二基材的间距确定。优选地，所述通道的宽度小于第一空腔的宽度和/或长度，更优选地，所述通道的宽度比第一空腔的宽度和/或长度小十倍或小二十倍或小三十倍。

20、优选地，所述通道包括至少第一直线部分。

21、优选地，所述通道包括弯曲部分。

22、在其中液体捕集体包括第二空腔的一些实施方案中，优选第二空腔被配置为膨胀容器，以补偿所述第一空腔内的压力变化。

23、所述膨胀容器具有至少第一壁部分，并且优选所述膨胀容器的第一壁部分是可移动的和/或柔性的。

24、优选地，所述膨胀容器的第一壁部分位于所述第二空腔内。

25、所述第一壁部分可以限定所述第二空腔并且可以是柔性的和/或可移动的，使得所述第二空腔是所述膨胀容器并且像气囊一样起作用。

26、当所述第一壁部分是可移动的和/或柔性的并且在所述第二空腔内时，第一壁部分充当膨胀容器的隔膜。

27、在一些实施方案中，所述第一开口被配置为使得对于第一空腔内的预定压力，液体被禁止从第一空腔流到液体捕集体。所述预定压力可以通过常规实验来确定。

28、优选地，超过所述第一空腔内的预定压力时，液体通过第一开口流到液体捕集体。

29、优选地，所述开口具有被配置为对于预定压力液体不流过所述开口的尺寸。

30、优选地，阻挡体覆盖所述第一开口，所述阻挡体被配置为当第一空腔内的压力超过预定压力时破裂或从所述第一开口移除。当所述阻挡体不再覆盖第一开口时，液体通过第一开口流到液体捕集体。

31、在实施方案中，当第一基材通过第一密封件接合至第二基材时，优选所述第一开口是所述第一密封件中的开口。

32、在实施方案中，当液体捕集体包括第二空腔并且通过第一开口的液体可容纳在所述第二空腔中时，优选第二空腔在所述第一基材和第二基材之间。

33、优选地，所述第二空腔由第二密封件界定。优选地，第一密封件的至少一部分界定第二空腔。

34、在一些实施方案中，第一基材和/或第二基材的厚度小于1mm，优选在10μm和900μm之间，更优选在50μm和500μm之间。

35、在一些实施方案中，第一基材与第二基材间隔开小于500μm，优选小于400μm或小于300μm或小于200μm或小于100μm或小于50μm。

36、在一些实施方案中，第一基材与第二基材间隔开大于5μm，优选大于10μm或大于20μm或大于30μm或大于40μm或大于50μm。

37、在一些实施方案中，膜的厚度小于1000μm，优选在50μm和500μm之间。

38、在一些实施方案中，所述第一基材接合至第一粘合剂中间层材料片，所述第一粘合剂中间层材料片布置为使得第一粘合剂中间层材料片背向所述第一空腔。合适的粘合剂中间层材料包括聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、声学改性的pvb、乙烯共聚物如乙烯-乙酸乙烯酯(eva)、聚氨酯(pu)、聚氯乙烯(pvc)、乙烯和甲基丙烯酸的共聚物(ema)或液体固化性树脂如uvekol。

39、在一些实施方案中，所述第二基材接合至第二粘合剂中间层材料片，所述第二粘合剂中间层材料片布置为使得第二片粘合剂中间层材料片背向所述第一空腔。合适的粘合剂中间层材料包括聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、声学改性的pvb、乙烯共聚物如乙烯-乙酸乙烯酯(eva)、聚氨酯(pu)、聚氯乙烯(pvc)、乙烯和甲基丙烯酸的共聚物(ema)或液体固化性树脂如uvekol。

40、在一些实施方案中，所述第一基材接合至所述第一粘合剂中间层材料片且所述第二基材接合至第二粘合剂中间层材料片，使得所述第一空腔处于所述第一粘合剂中间层材料片和第二粘合剂中间层材料片之间。合适的粘合剂中间层材料包括聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、声学改性的pvb、乙烯共聚物如乙烯-乙酸乙烯酯(eva)、聚氨酯(pu)、聚氯乙烯(pvc)、乙烯和甲基丙烯酸的共聚物(ema)或液体固化性树脂如uvekol。所述第一粘合剂中间层材料片和第二粘合剂中间层材料片的材料可以相同或不同。

41、在其中所述第一基材和第二基材中的至少一个在其主表面的至少一部分上具有导电涂层的一些实施方案中，优选各自的导电涂层面向所述第一空腔。

42、优选地，所述第一基材在面向所述第一空腔的主表面的至少一部分上具有导电涂层。

43、优选地，所述第二基材在面向所述第一空腔的主表面的至少一部分上具有导电涂层。

44、优选地，所述第一基材在面向所述第一空腔的主表面的至少一部分上具有导电涂层，并且所述第二基材在面向该第一空腔的主表面的至少一部分上具有导电涂层。

45、优选地，所述导电涂层或每个导电涂层是光学透明的。

46、在一些实施方案中，所述膜通过第一粘合剂层或第一粘合剂中间层材料片接合至第一窗玻璃材料片。合适的粘合剂中间层材料包括聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、声学改性的pvb、乙烯共聚物如乙烯-乙酸乙烯酯(eva)、聚氨酯(pu)、聚氯乙烯(pvc)、乙烯和甲基丙烯酸的共聚物(ema)或液体固化性树脂如uvekol。粘合剂层可以是压敏粘合剂或胶层例如聚氨酯、聚丙烯、聚乙酸乙烯酯等。在这样的实施方案中，优选所述膜是层叠窗玻璃的一部分。

47、在一些实施方案中，所述膜在一侧通过第一粘合剂层或第一粘合剂中间层材料片接合至第一窗玻璃材料片，并且在相对侧通过第二粘合剂层或第二粘合剂中间层材料片接合至第二窗玻璃材料片。合适的粘合剂中间层材料包括聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、声学改性的pvb、乙烯共聚物如乙烯-乙酸乙烯酯(eva)、聚氨酯(pu)、聚氯乙烯(pvc)、乙烯和甲基丙烯酸的共聚物(ema)或液体固化性树脂如uvekol。所述粘合剂层可以是压敏粘合剂或胶层例如聚氨酯、聚丙烯、聚乙酸乙烯酯等。在这样的实施方案中，优选所述膜是层叠窗玻璃的一部分。

48、在其中膜包括偏振层的实施方案中，优选所述偏振层通过粘合剂层或粘合剂中间层材料片接合至所述膜。在这样的实施方案中，优选所述偏振层处于在一侧上的第一粘合剂层或第一粘合剂中间层材料片与在相对侧上的第二粘合剂层或第二粘合剂中间层材料片之间。

49、在一些实施方案中，光学不透明度涉及在垂直入射到第一基材或第二基材时通过所述膜的可见光透射率(照明d65 10°观察体)。

50、本发明的第二方面提供了一种制备用于液体的单元的方法，所述单元包括接合至第二基材的第一基材，所述第一基材和/或第二基材包括热收缩性材料；所述方法包括以下步骤：(i)提供所述第一基材；(ii)将所述第二基材定位在所述第一基材上，使得第一基材与第二基材间隔开；(iii)通过将所述第二基材接合到所述第一基材以形成具有第一容积的空腔来形成所述单元；以及(iv)加热在步骤(iii)形成的单元，以使所述空腔的第一容积减小到第二容积。

51、所述第一容积和第二容积可以使用标准容积技术来测量。

52、所述单元适于容纳电致动液体，所述电致动液体在电场影响下具有可变的光学不透明度。

53、优选地，在步骤(i)之后且在步骤(ii)之前，将一个或多个间隔件定位在所述第一基材上，使得在步骤(ii)之后，通过所述一个或更多个间隔件中的至少一个使第一基材与第二基材间隔开。优选地，在步骤(iii)之后，所述一个或多个间隔件中的至少一个被包含在所述空腔中。

54、优选地，在步骤(iii)形成的单元在其中具有与所述空腔流体连通的至少一个孔，并且在步骤(iv)之后，经由所述孔将液体引入空腔中，之后将孔密封，从而将液体密封在单元的空腔中。所述孔可以在第一基材和/或第二基材的主表面中。所述孔可以在界定所述空腔的密封件中。优选的是，经由所述孔引入到空腔中的液体完全填充所述空腔。

55、优选地，液体被选择为使得当液体在空腔中时，一经在第一基材和第二基材之间施加适当的电场，所述膜从第一光学不透明度改变为第二光学不透明度。

56、在一些实施方案中，所述液体包括液晶材料，特别是宾主液晶材料。

57、在其他实施方案中，在步骤(i)之后，将第一量的液体定位在第一基材上，所述第一量的液体的体积小于所述空腔的第一容积。

58、优选地，在步骤(iv)之后，第一量的液体填充具有第二容积的所述空腔。

59、在一些实施方案中，所述第一基材和/或第二基材包括塑料或聚酯，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚碳酸酯(pc)或氰脲酸三烯丙酯(tac)。

60、在一些实施方案中，步骤(iv)期间的加热是层叠工艺的一部分，由此通过至少一个粘合剂中间层材料片将所述单元层叠到至少一个窗玻璃材料片上。

61、在一些实施方案中，在步骤(iv)期间的加热是预处理步骤的一部分，使得在步骤(iv)之后，经过热处理的单元被用作包含至少一个窗玻璃材料片和至少一个粘合剂中间层材料片的层叠窗玻璃的组成部分，所述单元通过所述至少一个粘合剂中间层材料片接合至所述至少一个窗玻璃材料片。

62、合适的窗玻璃材料包括玻璃，特别是钠钙硅酸盐玻璃。典型的钠钙硅酸盐玻璃组合物是(按重量计)：sio2 69–74％、al2o3 0–3％、na2o 10–16％、k2o 0–5％、mgo 0–6％、cao5–14％、so3 0–2％、fe2o3 0.005–2％。玻璃组合物还可以含有其他添加剂，例如精炼助剂，其通常以最多2％的量存在。钠钙硅酸盐玻璃组合物可以含有其他着色剂，如co3o4、nio和se，以便在透射光中观察时赋予玻璃所需的颜色。透射的玻璃颜色可以根据公认的标准(如bs en410)进行测量。

63、合适的粘合剂中间层材料包括聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、声学改性的pvb、乙烯共聚物如乙烯-乙酸乙烯酯(eva)、聚氨酯(pu)、聚氯乙烯(pvc)、乙烯和甲基丙烯酸的共聚物(ema)或液体固化性树脂如uvekol。

64、在本发明的第二方面的一些实施方案中，所述单元是根据本发明的第一方面配置的膜的一部分。

65、本发明的第三方面提供了一种层叠窗玻璃，所述层叠窗玻璃包含含有液体的膜、第一窗玻璃材料片和至少第一粘合剂中间层材料片；所述膜包括接合至第二基材的第一基材，所述第一基材与所述第二基材间隔开以限定在其中含至少一部分液体的第一空腔；所述膜通过所述第一粘合剂中间层材料片接合至所述第一窗玻璃材料片；其中所述第一粘合剂中间层材料片在其中具有至少第一空隙，所述第一空隙被布置成将所述膜的至少一部分容纳到所述第一空隙中。

66、通过具有其中具有第一空隙的第一粘合剂中间层材料片，如果膜收缩，则膜中过量的液体可导致膜膨胀到所述第一空隙中。优选地，第一空隙被布置为通过膜膨胀到第一空隙中而将膜的至少一部分容纳在所述第一空隙中。

67、优选地，一经在第一基材和第二基材之间施加适当的电场，膜从第一光学不透明度改变为第二光学不透明度。

68、优选地，所述膜的一部分在所述第一粘合剂中间层材料片中的所述第一空隙中。

69、优选地，在第一粘合剂中间层材料片的第一空隙中包含弹性材料，所述弹性材料位于膜和第一窗玻璃材料片之间。弹性材料起到阻挡体的作用，并且被布置为使得如果膜内部的压力变得太大，则弹性材料压缩以允许膜膨胀到第一空隙中。

70、所述弹性材料可以包含弹性体材料，例如橡胶，更优选硅橡胶。

71、在一些实施方案中，所述液体包含液晶材料。

72、在一些实施方案中，所述膜包括至少一个薄弱区域，所述薄弱区域被布置成与第一空隙连通，使得在膜内的压力一经增加，薄弱区域破裂并且液体流入所述第一空隙。

73、在一些实施方案中，阻挡体界定了第一空隙。使用阻挡体来界定所述第一空隙对于在适当高的温度和/或压力下层叠所述膜、第一窗玻璃材料片和第一粘合剂中间层材料片期间防止材料从第一粘合剂中间层材料片流入第一空隙是特别有用的。

74、在一些实施方案中，所述第一窗玻璃材料片包括玻璃，优选钠钙硅酸盐玻璃。

75、在一些实施方案中，所述第一粘合剂中间层材料片包括聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、声学改性的pvb、乙烯共聚物如乙烯-乙酸乙烯酯(eva)、聚氨酯(pu)、聚氯乙烯(pvc)、乙烯和甲基丙烯酸的共聚物(ema)或液体固化性树脂如uvekol。

76、在一些实施方案中，所述层叠窗玻璃包括第二窗玻璃材料片，并且所述膜位于第一窗玻璃材料片和第二窗玻璃材料片之间。

77、在一些实施方案中，所述层叠窗玻璃包括第二粘合剂中间层材料片，并且所述膜位于第一粘合剂中间层材料和第二粘合剂中间层材料之间。

78、在一些实施方案中，所述膜被定位在所述粘合剂中间层材料片的切口区域中。在这样的实施方案中，定位于所述粘合剂中间层材料片的切口区域中的膜优选处于所述第一粘合剂中间层材料片和第二粘合剂中间层材料片之间。

79、在一些实施方案中，所述膜被配置为根据本发明的第一方面的膜，其中液体捕集体至少部分地在所述第一空隙中。

80、在一些实施方案中，所述膜包括偏振层。

81、在一些实施方案中，所述第一窗玻璃材料片的厚度在1mm和5mm之间，优选在1.3mm和3mm之间。

82、在具有第二窗玻璃材料片的实施方案中，优选第二窗玻璃材料片的厚度在1mm和5mm之间，优选在1.3mm和3mm之间。

83、在一些实施方案中，所述层叠窗玻璃在一个或多个方向上弯曲。在一个或多个方向中的一个方向上的曲率半径可以在1000mm和8000mm之间。

84、在一些实施方案中，所述第一粘合剂中间层材料片的厚度在0.3mm和2.3mm之间，更优选在0.3mm到1.6mm之间，最优选在0.3mm到0.8mm之间。

85、清楚的是，根据本发明的第一方面的膜可以纳入到根据本发明的第三方面的层叠窗玻璃中。