3D玻璃桥:专利撑起悬空之旅

2017年11月16日13:28  来源:中国知识产权报
 
原标题:3D玻璃桥:专利撑起悬空之旅

传统玻璃桥选用的是双层钢化夹胶玻璃,其是将玻璃钢化后进行进一步安全处理,把两片或多片玻璃钢粘合在一起,并在玻璃之间添加一层或多层有机聚合物薄膜,再经高温高压处理成型,具有很高的抗冲击强度和安全性,常应用于玻璃幕墙以及玻璃桥梁领域。而视觉效果更为炫酷的3D玻璃桥采用的是双层钢化夹胶玻璃的升级版,即智能调光玻璃,其在传统双层钢化夹胶玻璃的基础上进行了光电改进,被广泛地应用于户外投影、室内隔断等领域。

应用范围广阔

20世纪80年代,美国肯特州立大学的研发团队提交了一件涉及双层玻璃中的夹层薄膜技术的专利申请,申请号为US19840590996。该专利申请公开了一种改进的液晶调光材料,构成该材料的液晶微粒是在产生基质组分时通过控制其各相同性的相分离而自然形成,基质是固态的透光合成树脂,在基质固化时产生由分散在基质内的液晶微粒组成的调光材料。智能调光玻璃正是在该技术的基础上发展而来,其将上述液晶材料形成薄膜,夹于两层玻璃中央,经高温高压胶合后一体成型,就有了如玻璃般透明并且能够呈现不同光电影像的特种玻璃。

笔者在中国专利文摘数据库和世界专利文摘数据库中检索后发现,智能调光玻璃领域的专利申请人主要集中在美国、日本、欧洲、韩国和中国等国家和地区。从全球智能调光玻璃领域的专利申请趋势来看,从21世纪开始,该领域的专利申请量稳步增长,早期专利申请多出现在美国,而后日本、韩国的专利申请人也开始在该领域一展身手,专利申请数量近年来大有超过美国之势。

智能调光玻璃于1996年进入国内市场,由于售价昂贵,并未大面积推广。近5年来,随着国内企业创新能力的不断增强,智能调光玻璃的生产成本逐渐下降,日益受到建筑及设计行业的青睐,逐渐开始规模化应用。从国内专利申请趋势来看,我国在该领域专利发展迅猛期是从2005年开始,国内的主要申请人为浙江西溪玻璃有限公司、北京科技大学、河北工业大学等。

智能调光玻璃接通电源后即可控制玻璃的透明度,具备隐私保护功能。此外,其还可替代普通幕布,作为投影屏幕在玻璃上呈现高清画面图像。目前,其已被广泛用于商务办公、家居生活、广告展览等诸多领域。我国专利申请人也加大了该领域的创新技术研发。如申请号为CN201310257881.0的专利申请,公开了一种聚合物分散液晶膜及其制备方法,该方法能够在不加电压的情形下提高聚合物分散液晶膜的对比度,降低光透过率,提高用户的使用体验。

创新技术涌现

此次备受关注的3D玻璃桥是智能调光玻璃在户外的一次创新应用,行走在桥上,逼真的3D画面给游客带来了刺激体验。关于其技术原理,在一件名为“调光玻璃层及其构成的过街天桥路面控制系统”,申请号为CN201710195020.2的专利申请中可窥一二。该专利申请文件显示,调光玻璃层包括预聚物与向列相液晶,天桥路面单元包括底层透明钢化玻璃层和顶层透明钢化玻璃层,底层透明钢化玻璃层和顶层透明钢化玻璃层之间设置有调光玻璃层,调光玻璃层与底层透明钢化玻璃层、顶层透明钢化玻璃层之间均彼此粘接固定,顶层透明钢化玻璃层上设置有振动传感器,调光玻璃层通过电磁继电器连接有供电电源,从而实现对天桥路面的调光。

近年来,智能调光玻璃技术愈发成熟,应用场景也日趋广阔。但是,由于目前的智能调光玻璃都是刚性的,不能弯曲,限制了其制作工艺与应用领域。此外,其视角具有较大的限制,在侧面方向上观察会产生明显的雾浊状态,清晰度会大打折扣。

为了解决上述难题,近年来,该领域的研究重点正逐渐向双稳态型薄膜发展。双稳态型薄膜的最大优点在于保持雾态和透明态的同时,不需要保持持续通电状态,仅在两个状态切换时通电即可,这就大大减少了能耗。申请号为CN201710522769.3的专利申请公开了一种液晶取向膜的制造方法,即为一种新型薄膜,其由具有自由基聚合性基团的聚硅氧烷和具有液晶性且感光性的基团以及自由基聚合性基团的单体进行自由基聚合而得,由此方法可得到一种兼顾光反应性和可靠性的用于光取向法的材料。申请号为CN201410797591.X的专利公开了一种多功能调光玻璃及其制作方法,通过该方法制得的调光玻璃具有遮影、遮光以及同时遮影和遮光3种功能,在调节遮光强度的基础上通过调节遮影强度,可实现对贴近调光玻璃的物体的完全遮挡,充分保护隐私。

创新是引领技术发展的驱动力,我国相关企业在加强创新技术研发的同时不能忽视专利的保护作用,应加大在新型调光材料等领域的研发力度,增强在液晶材料、投影技术方面的专利布局,促进科技成果转化,实现研发、保护、转化的协同发展。有了专利的保驾护航,智能调光玻璃的前景会越来越广阔。(王维)

(责编:杨轩(实习生)、熊旭)