Полимерные листы и многослойные стеклянные панели, имеющие регулируемый тон

Полимерные листы и многослойные стеклянные панели, имеющие регулируемый тон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области техники полимерных листов и многослойных стеклянных панелей, а более конкретно настоящее изобретение относится к области техники полимерных листов и многослойных стеклянных панелей, содержащих агенты, которые вызывают изменения свойств пропускания света, когда подвергаются действию электрического поля.

Уровень техники

В течение долгого времени было желательно разрабатывать окна и продукты из стекла, имеющие свойства отражения и пропускания света, которые могут быть регулируемы пользователем продуктов. Например, регулируемая тонировка окна должна давать возможность пользователю произвольно повышать поглощение, рассеяние или отражение света в окне, тем самым уменьшая величину света, который проходит через окно. Такой продукт должен обеспечить пользователю возможность регулировать тон, чтобы соответствовать потребностям уединенности или общим потребностям в свете, например.

Традиционные попытки производства окон с регулируемым тоном, тем не менее, приводили к продуктам с неоптимальными характеристиками. Например, окна, использующие системы уменьшения электрохромного окисления или устройства на жидких кристаллах и взвешенных частицах с дисперсией полимеров, могут очень медленно переходить из нетонированного состояния в тонированное состояние после применения напряжения. Это время запаздывания, как правило, нежелательно. Дополнительно, некоторые традиционные продукты имеют недопустимо высокие уровни матовости. Помимо этого, традиционные продукты с регулируемым тоном могут требовать постоянного применения напряжения, чтобы поддерживать тонированное состояние, что увеличивает сложность применения и стоимость и ограничивает диапазон вариантов применения продукта.

Следовательно, необходимы дополнительно усовершенствованные структуры и способы, чтобы придавать способность регулирования тона полимерным листам и продуктам из многослойного стекла, и конкретно панелям из триплекса, содержащим слои поли(винилбутираля) и слои полиэтилентерефталата, с тем чтобы передавать требуемые качества регулируемого пропускания света готовой стеклянной панели.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к области техники полимерных листов и многослойных стеклянных панелей, а более конкретно настоящее изобретение относится к области полимерных листов и многослойных стеклянных панелей, содержащих агенты, которые вызывают изменения свойств пропускания света, когда подвергаются действию электрического поля.

Настоящее изобретение включает полимерный лист, содержащий: полимерный слой и множество областей, распределенных по упомянутому полимерному слою, причем упомянутые области содержат агент, который вызывает изменение в количестве видимого света, которое может проходить через упомянутый полимерный лист в ответ на наложение упомянутого электрического поля к упомянутому полимерному листу.

Настоящее изобретение включает многослойную стеклянную панель, содержащую: первый слой, содержащий полимерный слой, и множество областей, распределенных по упомянутому полимерному слою, причем упомянутые области содержат агент, который вызывает изменение в величине видимого света, который может проходить через упомянутый первый слой в ответ на наложение упомянутого электрического поля к упомянутому первому слою; второй слой, содержащий электропроводящий полимерный лист, размещенный в соприкосновении с упомянутым первым слоем; и третий слой, содержащий электропроводящий полимерный лист, размещенный в контакте с упомянутым первым слоем напротив упомянутого третьего слоя.

Настоящее изобретение включает многослойную стеклянную панель, содержащую: первый слой, содержащий электропроводящий полимерный лист; второй слой, содержащий электропроводящий полимерный лист; причем упомянутый первый слой и упомянутый второй слой связаны посредством связующего, содержащего множество областей, распределенных по упомянутому связующему, причем упомянутые области содержат агент, который вызывает изменение в количестве видимого света, который может проходить через упомянутую стеклянную панель в ответ на наложение электрического поля к упомянутому связующему.

Настоящее изобретение включает способ уменьшения пропускания света через отверстие, при этом способ содержит этапы, на которых: предоставляют многослойную стеклянную панель в упомянутое отверстие, причем упомянутая многослойная стеклянная панель содержит первый слой, содержащий полимерный слой; и множество областей, распределенных по упомянутому полимерному слою, причем упомянутые области содержат агент, который вызывает изменение в количестве видимого света, который может проходить через упомянутый первый слой в ответ на наложение упомянутого электрического поля к упомянутому первому слою; второй слой, содержащий электропроводящий полимерный лист, размещенный в контакте с упомянутым первым слоем; и третий слой, содержащий электропроводящий полимерный лист, размещенный в контакте с упомянутым первым слоем напротив упомянутого второго слоя; и подключают источник напряжения к упомянутому второму слою и упомянутому третьему слою, тем самым генерируя электрическое поле по всему упомянутому первому слою.

Настоящее изобретение включает способ реверсивного уменьшения пропускания света через отверстие, при этом способ содержит этапы, на которых: предоставляют многослойную стеклянную панель в упомянутое отверстие, причем упомянутая многослойная стеклянная панель содержит первый слой, содержащий полимерный слой; и множество областей, распределенных по упомянутому полимерному слою, причем упомянутые области содержат агент, который вызывает изменение в количестве видимого света, который может проходить через упомянутый первый слой в ответ на наложение упомянутого электрического поля к упомянутому первому слою; второй слой, содержащий электропроводящий полимерный лист, размещенный в контакте с упомянутым первым слоем; и третий слой, содержащий электропроводящий полимерный лист, размещенный в контакте с упомянутым первым слоем напротив упомянутого второго слоя; подключают источник напряжения к упомянутому второму слою и упомянутому третьему слою, тем самым генерируя электрическое поле по всему упомянутому первому слою; и меняют полярность источника напряжения к упомянутому второму слою и упомянутому третьему слою, тем самым реверсируя упомянутое электрическое поле.

Настоящее изобретение включает многослойную стеклянную панель, содержащую: первый слой стекла, имеющий электропроводящее покрытие; второй слой стекла, имеющий электропроводящее покрытие; полимерный слой, размещенный между упомянутым первым слоем стекла и упомянутым вторым слоем стекла; и множество областей, распределенных по упомянутому полимерному слою, причем упомянутые области содержат агент, который вызывает изменение в количестве видимого света, которое может проходить через упомянутый полимерный слой в ответ на наложение электрического поля к упомянутому полимерному слою.

Настоящее изобретение включает многослойную стеклянную панель, содержащую: первый слой стекла, содержащий электропроводящее покрытие; второй слой стекла, содержащий электропроводящее покрытие; причем упомянутый первый слой стекла и упомянутый второй слой стекла связаны посредством связующего, содержащего множество областей, распределенных по упомянутому связующему, причем упомянутые области содержат агент, который вызывает изменение в количестве видимого света, который может проходить через упомянутую стеклянную панель в ответ на наложение электрического поля к упомянутому связующему.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет схематичную иллюстрацию поперечного сечения области, размещенной между двумя электродами, до наложения напряжения к электродам.

Фиг.2 представляет схематичную иллюстрацию, показанную на фиг.1, после наложения источника напряжения между двумя электродами.

Фиг.3 представляет схематичное поперечное сечение полимерного слоя, имеющего области, содержащие агенты настоящего изобретения.

Фиг.4 представляет схематичное поперечное сечение полимерного слоя, показанного на фиг.3, размещенного между двумя проводящими полимерными слоями.

Фиг.5 представляет схематичное поперечное сечение различных вариантов осуществления настоящего изобретения, в которые добавляются полимерные слои.

Фиг.6 представляет варианты осуществления настоящего изобретения, в которых несколько слоев полимерных материалов размещены между двумя слоями стекла в стеклянной панели.

Фиг.7 представляет поперечное сечение различных вариантов осуществления настоящего изобретения, использующих связующее.

Фиг.8 представляет график выходного детектора в сравнении со временем для трех примерных дисперсий.

Фиг.9а и 9b - это растровые электронные микрофотографии кварцевой соли, осаждающейся на электроде оксидов индия и олова.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение влечет за собой использование различных агентов, которые допускают изменение характеристик пропускания света материала, когда эти агенты подвергаются действию электрического поля. В частности, агенты, которые имеют заряд и могут перемещаться в среде, когда подвергаются действию электрического поля, используются в настоящем изобретении в многослойных стеклянных панелях, полимерных слоях и других вариантах применения, чтобы создавать продукты, которые могут быть затонированы посредством применения напряжения. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения тонируемые продукты являются обратимо тонируемыми посредством обращения полярности электрического поля. Продукты в рамках области применения настоящего изобретения включают многослойные панели из триплекса, стеклянные стеновые панели, очки коррекции зрения и солнцезащитные очки, в которых желательно применение нереверсивной тонировки, и другие варианты применения, в которых желательна регулируемая тонировка продуктов из стекла.

Тонировка продуктов из стекла настоящего изобретения выполняется посредством подвергания одного или более различных слоев материала, которые содержат конкретные агенты, действию электрического поля, тем самым вызывая изменения в характеристиках поглощения, отражения или рассеяния света агентов. Например, до применения электрического поля агенты настоящего изобретения могут быть размещены по одному слою материала либо распределены в рамках заранее заданных областей в одном слое или распределены по всему слою материала. В этом состоянии, в котором среднее разделение агента наибольшее, например, виден максимальный уровень пропускания света через слой. Этот уровень может быть практически 100% пропусканием света или любым значением меньше этого, как требуется для конкретного варианта применения. Например, некоторые варианты применения, для которых всегда требуется заметная тонировка, могут пропускать менее 100% света, когда агент имеет максимальное среднее разделение. Применение электрического поля к агентам в данном примере инструктирует агентам поглощать, рассеивать или отражать больше света, чем в состоянии, непосредственно предшествующем применению электрического поля. Этот эффект может быть вызван, например, изменением среднего разделения агентов, которые связаны посредством полимерных молекул (привязанных агентов), или электрофоретической миграцией агентов, что может вызывать изменение пропускания света как результат агломерации или изменение расстояния среднего разделения, как видно с помощью некоторых коллоидных агентов, или выравниванием агентов, как видно с помощью анизометрических частиц, помимо прочего.

При использовании в данном документе, за исключением случаев, явно заданных как отличные в конкретных вариантах осуществления, ссылки на пропускание света, отражение света, поглощение света или рассеяние света относятся к свету в видимой области спектра. Различные варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя агенты, которые влияют на пропускание света за пределами видимой области тем не менее, конкретно в диапазоне ближней инфракрасной области спектра, и эти варианты осуществления входят в объем изобретения.

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения уменьшение пропускания света может быть изменено посредством обращения полярности налагаемого электрического поля, что инструктирует агентам настоящего изобретения вернуться в исходное состояние. В других вариантах осуществления настоящего изобретения уменьшение пропускания света происходит как один необратимый этап. Эти варианты осуществления используются для продуктов, для которых обратимое изменение нежелательно. Например, необратимое изменение из светопроницаемого к непрозрачному продукту из стекла может быть полезно, если используется, чтобы сделать продукт бесполезным после того, как происходит угон. В других вариантах осуществления тонировка является только частично обратимой, что также полезно в качестве противоугонного устройства.

Как описано выше, агенты настоящего изобретения могут быть размещены в рамках заданных областей, которые сами размещены в слое, связующем или другой подходящей среде. Альтернативно, агенты могут быть распределены по слою, связующему или другой подходящей среде без использования заданных областей.

При использовании в данном документе "областью" может быть любая зона, которая конкретно ограничивает свободное перемещение агента за пределы этой области. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения область - это микрокапсульная или многофазная система, в которой дисперсная фаза содержится в непрерывной фазе полимера. Дисперсная фаза содержит дисперсию агента.

Фиг.1 представляет схематичный чертеж поперечного сечения сферической микрокапсульной области 10. Как показано на фиг.1, покрытие 12 окружает суспендирующий материал 14, в котором распределен агент 16. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения покрытием 12 является полимерное покрытие. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения суспендирующим материалом 14 является диэлектрический материал. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения суспендирующим материалом 14 является текучая среда. В других вариантах осуществления суспендирующим материалом 14 может быть гель или сухое вещество.

Микрокапсула 10 показана размещенной между первым электродом 18 и вторым электродом 20. Показанные заряды являются номинальными и могут быть изменены на противоположные посредством обращения полярности источника напряжения. Распределение агента 16 на фиг.1 представляет состояние максимального среднего разделения агента 16. Как показано в этом примере, электрическое поле не было сгенерировано, и поэтому агент 16 не выполнил какого-либо электрофоретически индуцированного движения. В этом состоянии наблюдается максимальное пропускание света через микрокапсулу 10.

Фиг.2 представляет схематичную иллюстрацию микрокапсулы 10, показанной на фиг.1, после генерирования электрического поля посредством применения напряжения к первому электроду 18 и второму электроду 20. В этом примере положительно заряженный агент 16 мигрировал к отрицательному второму электроду 20 и агломерировался в направлении покрытия 12. В этом агломерированном состоянии, в дисперсном состоянии, тем самым вызывая результирующее уменьшение величины света, который может проходить через микрокапсулу 10. В других вариантах осуществления настоящего изобретения, где агент положительно зарядил наночастицы, соединенные или связанные посредством полимерных молекул, как описано подробнее ниже, миграция агента 16 должна произойти, чтобы осуществить изменение пропускания света через микрокапсулу 10.

Фиг.3 представляет схематичное поперечное сечение полимерного слоя 24, в котором расходуются области, содержащие агент 22. Как и на других чертежах, фиг.3 не представляет фактическое отношение размеров между областями 22 и полимерным слоем 24. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения полимерный слой 24 является прозрачным, но как указано выше, другие варианты осуществления влекут за собой использование слоев и областей, которые не являются идеально светопроницаемыми, когда они находятся в состоянии наибольшего пропускания света. Как подробнее описывается ниже, полимерный слой 24 этих вариантов осуществления может содержать полимер, такой как пластифицированный поли(винилбутираль) или аналогичный материал, который применим в продуктах из триплекса.

Как показано на фиг.3, настоящее изобретение включает многослойную стеклянную панель, содержащую: первый слой, содержащий полимерный слой; и множество областей, распределенных по упомянутому полимерному слою, причем упомянутые области содержат агент, который вызывает изменение в количестве видимого света, которое может проходить через упомянутый первый слой в ответ на наложение упомянутого электрического поля к упомянутому первому слою; второй слой, содержащий электропроводящий полимерный лист, размещенный в контакте с упомянутым первым слоем; и третий слой, содержащий электропроводящий полимерный лист, размещенный в контакте с упомянутым первым слоем, расположенный напротив упомянутого третьего слоя.

Этот полимерный лист может быть использован в любом варианте применения, в котором требуется тонируемый, прозрачный или частично прозрачный полимерный слой.

В дополнительных вариантах осуществления, как показано на фиг.4, помимо первого слоя, содержащего полимерный слой 24 и области 22, второй слой 26, содержащий электропроводящий полимерный лист, размещен в контакте с первым слоем, а третий слой 28, содержащий электропроводящий полимерный лист, размещен в контакте с первым слоем напротив второго слоя 26. Как и ранее, заряды номинально назначаются каждому электропроводящему полимерному листу, которые выступают в качестве электродов, когда они подключены к источнику напряжения.

Очевидно из конфигурации в три слоя, показанной на фиг.4, что подключение второго слоя 26 и третьего слоя 28 к источнику напряжения (переменного или постоянного тока) приводит к генерированию электрического поля между вторым слоем 26 и третьим слоем 28. После генерирования электрического поля агент, размещенный в областях 22, либо мигрирует, либо принимает другое состояние, и пропускание света через три слоя изменяется. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения полимерный слой 24, второй слой 26 и третий слой 28 могут быть составлены из прозрачных материалов, что приводит к многослойному продукту, который является прозрачным до применения электрического поля.

Как подробнее описано ниже, второй слой 26 и третий слой 28 могут содержать полимерный материал, такой как полиэтилентерефталат, который покрыт или обработан таким образом, чтобы делать слой электропроводящим. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения полимерный слой 24 содержит поли(винилбутираль), а второй слой 26 и третий слой 28 содержат полиэтилентерефталат, которые обработаны с помощью проводящего материала, такого как металлическое покрытие, покрытие оксидом индия и олова или покрытие оксидом сурьмы и олова. Базовая конструкция с тремя слоями, показанная на фиг.4, может быть использована надлежащим образом в любом подходящем варианте применения, и различные другие слои полимера, такие как поли(винилбутираль) и стекло могут быть расслоены на показанную конструкцию, чтобы выработать готовый продукт из стекла. Примеры многослойных конструкций, которые используют конструкцию с тремя слоями, показанную на фиг.4, включают в себя показанные на фиг.5 и 6. На фиг.5 четвертый слой 30 и пятый слой материала типа поли(винилбутираля) показаны размещенными в контакте со вторым слоем 26 и третьим слоем 28 соответственно. На фиг.6 два слоя стекла 34, 36 показаны размещенными в контакте с четвертым слоем 30 и пятым слоем 32 соответственно. Фиг.6 представляет схематичное поперечное сечение многослойной стеклянной панели, которая может быть затенена посредством наложения напряжения ко второму слою 26 и третьему слою 28. В различных вариантах осуществления все слои могут содержать материалы, которые являются прозрачными, что дает в результате стеклянную панель, которая является прозрачной до тех пор, пока не приложено напряжение, при этом в данный момент первый слой, содержащий полимерный слой 24, и области с агентами 22 становятся менее прозрачными, приводя к тонировке многослойной стеклянной панели.

Варианты осуществления, показанные на фиг.3-6, являются, разумеется, примерными, и различные замещения материалов и слоев могут быть использованы без отступления от духа и области применения изобретения. Например, множество сочетаний многослойной стеклянной панели, показанной на фиг.6, может быть получено посредством добавления одного или более слоев материала типа поли(винилбутираля), в которых одна или более добавок, такие как, например, и без ограничения пигменты, красители, огнезащитные составы, ИК-поглотители и т.п., были по выбору добавлены. Дополнительно, любые вариации в материалах или другие модификации и добавки, которые известны в данной области техники и совместимы с тонируемыми компонентами, включены в варианты осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 представляет схематичное поперечное сечение других вариантов осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления первый слой 40, содержащий электропроводящий полимерный лист, и второй слой 42, содержащий электропроводящий полимерный лист, связаны посредством связующего 38, которым может быть множество составов, подробнее описанных далее. Связующее 38 может содержать области, содержащие агенты, как описано ниже, и также может иметь агенты, распределенные по нему, а не расположенные в отдельных областях. Первый слой 40 и второй слой 42 могут содержать любой материал, указанный выше для слоев 26 и 28, и выполнять ту же функцию, заданную для этих слоев. Эта структура слой//связующее//слой может быть заменена для любой вышеприведенной перестановки, которая включает конструкцию, показанную на фиг.4.

В различных вариантах осуществления конструкции, показанной на фиг.7, первый слой 40 и второй слой 42 могут быть покрыты на поверхности в контакте со связующим 38 латексом из полистирола, диоксидом кремния или другого типа частиц, на которых распределенный агент может скапливаться после наложения электрического поля.

В других вариантах осуществления настоящего изобретения любой из полимерных слоев или связующих, описанных в данном документе, имеющий агенты настоящего изобретения, может быть заключен между двумя слоями стекла, имеющими электропроводящее покрытие, чтобы сформировать третий слой, имеющий конфигурацию: слой стекла с электропроводящим покрытием//полимерный слой или связующее с агентами// слой стекла с электропроводящим покрытием. Слои стекла могут иметь различную толщину и различные электрические покрытия. В этих вариантах осуществления слои из электропроводящего полиэтилентерефталата не требуются. Данное покрытие может быть применено к любой стороне слоя стекла, и в различных вариантах осуществления покрытие размещено на поверхности стекла, обращенной к связующему или полимерному слою. Электропроводящим покрытием может быть любое подходящее покрытие, в том числе, но не только, оксид индия и олова, оксид сурьмы и олова, оксид индия и цинка или другие металлические покрытия.

В конкретном варианте осуществления настоящее изобретение включает многослойную стеклянную панель, содержащую: первый слой стекла, имеющий электропроводящее покрытие; второй слой стекла, имеющий электропроводящее покрытие; полимерный слой, размещенный между упомянутым первым слоем стекла и упомянутым вторым слоем стекла; и множество областей, распределенных по упомянутому полимерному слою, причем упомянутые области содержат агент, который вызывает изменение в величине видимого света, который может проходить через упомянутый полимерный слой в ответ на наложение электрического поля к упомянутому полимерному слою.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение включает многослойную стеклянную панель, содержащую: первый слой стекла, содержащий электропроводящее покрытие; второй слой стекла, содержащий электропроводящее покрытие; причем упомянутый первый слой стекла и упомянутый второй слой стекла связаны посредством связующего, содержащего множество областей, распределенных по упомянутому связующему, причем упомянутые области содержат агент, который вызывает изменение в количестве видимого света, который может проходить через упомянутую стеклянную панель в ответ на наложение электрического поля к упомянутому связующему.

В других вариантах осуществления настоящего изобретения полимерный слой, такой как поли(винилбутираль) или другое связующее настоящего изобретения, может быть размещен между электропроводящим слоем стекла и электропроводящим полимерным слоем, например, полиэтилентерефталатом, чтобы создать электрическое поле, генерирующее часть конструкции из триплекса. Одна структура, использующая эту конструкцию, следующая: слой стекла//слой поли(винилбутираля)//слой электропроводящего полиэтилентерефталата//слой поли(винилбутираля) с агентами//слой стекла с электропроводящим покрытием.

Помимо вышеописанных различных вариантов осуществления настоящего изобретения, альтернативные варианты осуществления используют агенты, которые действуют противоположным описанному выше способу образом, когда находятся в агломерированном состоянии. Т.е. эти альтернативные агенты, когда распределены, разрешают передачу меньшей величины света, чем когда они находятся в агломерированном состоянии. Эти агенты могут быть использованы в любом варианте осуществления настоящего изобретения, описанном в любой части данного документа.

Далее после общего описания примерных вариантов осуществления настоящего изобретения подробно описываются различные компоненты.

Электрофоретические агенты и другие агенты

Агенты настоящего изобретения могут включать любой материал, известный в данной области техники, который совместим с другими компонентами изобретения, которые дают возможность требуемого пропускания света до применения электрического поля и которые вызывают изменение пропускания света, когда подвергаются действию электрического поля (увеличению или уменьшению). В различных вариантах осуществления настоящего изобретения агенты и концентрация агентов выбирается таким образом, чтобы обеспечить следующие уровни пропускания света, когда размещены в слоях или связующем настоящего изобретения, до применения электрического поля: по меньшей мере, 50%, по меньшей мере, 60%, по меньшей мере, 70%, по меньшей мере, 80%, по меньшей мере, 90%, по меньшей мере, 95% и, по меньшей мере, 99%. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения после наложения электрического поля агенты и концентрация агентов, когда размещены в слоях или связующем изобретения, выбирается таким образом, чтобы осуществить следующее общее уменьшение пропускания света относительно пропускания до наложения электрического поля: по меньшей мере, 10%, по меньшей мере, 20%, по меньшей мере, 30%, по меньшей мере, 40%, по меньшей мере, 50%, по меньшей мере, 60%, по меньшей мере, 70%, по меньшей мере, 80%, по меньшей мере, 90%, по меньшей мере, 95% и, по меньшей мере, 99%. При использовании в данном документе процент "пропускания" света измеряется как доля величины света, которая падает на одну сторону слоя или связующего, содержащего агенты настоящего изобретения, которые излучаются с противоположной стороны слоя или связующего, умноженную на 100.

В вариантах осуществления, в которых используется альтернативный агент (влияние на пропускание света обращается в агломерируемом и дисперсном состоянии), величина света, которая не пропускается до наложения электрического поля, может составлять, по меньшей мере, 50%, по меньшей мере, 60%, по меньшей мере, 70%, по меньшей мере, 80%, по меньшей мере, 90%, по меньшей мере, 95% и, по меньшей мере, 99%, а общая величина света, которая может пропускаться после наложения электрического поля и агломерации альтернативного агента, может составлять, по меньшей мере, 10%, по меньшей мере, 20%, по меньшей мере, 30%, по меньшей мере, 40%, по меньшей мере, 50%, по меньшей мере, 60%, по меньшей мере, 70%, по меньшей мере, 80%, по меньшей мере, 90%, по меньшей мере, 95% и, по меньшей мере, 99%.

Хотя различные диапазоны даны выше для величины тонировки, которую генерирует данный вариант осуществления, специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что концентрация различных агентов настоящего изобретения может быть изменена, чтобы соответствовать множеству вариантов применения.

Агенты настоящего изобретения включают, например и без ограничения, изолирующие частицы, такие как диоксид титана (анатаз или рутил), сульфат бария, диоксид кремния, силикат магния, карбонат кальция, полупроводниковые частицы, такие как оксид индия и олова, оксид сурьмы и олова, сажа, оксид цинка, гексаборид лантана, и проводящие частицы, такие как золото, серебро, медь, платина, палладий и сплавы.

Агенты настоящего изобретения могут включать, например и без ограничения, диоксид титана, диоксид кремния, оксид цинка, глину, силикат магния, золото, серебро, оксид индия и олова, оксид сурьмы и олова и гексаборид лантана.

В общем, агенты могут включать вещества, которые имеют результирующий заряд и мигрируют, когда подвергаются действию электрического поля, и вещества, которые не имеют результирующий заряд или имеют недостаточный результирующий заряд и не мигрируют, когда подвергаются действию электрического поля.

Любые агенты, которые имеют результирующий заряд и которые соответствуют указанным выше в начале данного раздела критериям, могут быть использованы в настоящем изобретении. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения используемый агент - это заряженная наночастица. Примеры наночастиц, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают благородные металлы, такие как золото и серебро, изолирующие оксиды металлов, такие как диоксид титана и диоксид кремния, полупроводники, такие как оксид индия и олова, оксид сурьмы и олова и гексаборид лантана, а также другие заряженные наночастицы, известные в данной области техники. Использование очень маленьких наночастиц золота и серебра с диаметром менее 5 нм особенно полезно, поскольку в дисперсном состоянии они не имеют сильных полос резонансного поглощения и, таким образом, имеют высокую пропускаемость света (см. например, Templeton, J. Phys. Chem. 104:565 (2000) и Kreibig and Genzel, Sur. Set, 156:681 (1985)). Тем не менее, когда агломерируются на поверхности, может возникать уменьшение пропускания вследствие появления полосы резонансного поглощения с длиной волны порядка 530 нм. В другом варианте осуществления данного изобретения пленочные сетки из более крупных золотых наночастиц (15 нм в диаметре) имеют пики поглощения, которые могут варьироваться по длине волны как функция расстояния между частицами. Для дисперсных невзаимодействующих частиц пики поглощения возникают в районе 530 нм, где для близко расположенных частиц (промежуток 0,5 нм) пик поглощения имеет красное смещение с длиной волны 690 нм. Смещение пика поглощения приводит к изменению цвета и изменению видимой пропускаемости (см. например, Liz-Marzan и Mulvaney, J. Phys. Chem. В. 107:7312-26 (2003); Mulvaney, Metier. Chem. 70:1265-1266(2000); Kim, Mat Res. Soc. Symp. Proc. 676:Y6.1.1 (2001)). Дополнительно выявлено, что золотые наночастицы формируют агломерации после того, как подвергаются действию электрического поля, и выявлено, что эти агломерации не являются необратимыми (см., например, Giersig и Mulvaney, Langmuir 9:3408-13 (1993)). Изменение пропускания множества различных металлических наночастиц при переходе от дисперсного состояния в агломерированное состояние обобщено Uwe Kreibig и Michael Vollmer, Optical Properties of Metal Clusters, Appendix 2, Springer, Berlin, 1995.

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения агенты из наночастиц имеют размер менее 200 нанометров, 175, 150, 125, 100, 75, 50, 25, 20, 15, 10,9, 8, 7, 6 или 5 нанометров. В различных вариантах осуществления частицы агентов имеют диаметр менее 100 нм, менее 50 нм, а в некоторых вариантах осуществления менее 5 нм.

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения агент выбирается из группы, состоящей из диоксида титана анатаза, диоксида титана рутила, сульфата бария, диоксида кремния, силиката магния, карбоната кальция, оксида индия и олова, оксида сурьмы и олова, сажи, оксида цинка, гексаборида лантана, золота, серебра, меди, платины, палладия и сплавов из вышеперечисленного. В различных вариантах осуществления агент выбирается из группы, состоящей из титана, диоксида кремния, сажи, золота и серебра.

Агенты могут быть покрыты полимерами или диоксидом кремния, чтобы выступать в качестве стерических стабилизаторов и контролировать расстояние между частицами в агломерированном состоянии. Применение стерических стабилизаторов в безводных дисперсиях широко распространено в коллоидной химии.

Агенты, которые приводят к увеличению света, когда переходят из агломерированного состояния в дисперсное состояние, включают в себя, без ограничения, наночастицы золота и серебра, диаметр которых составляет около 5 нм (см., например, Liz-Marzan и Mulvaney, J. Phys. Chem. В 707:7319 (2003) и Kreibig and Genzel, Surface Science, 156:694 (1985)). Агенты данного типа могут быть до 100 нм или (в зависимости от агента) иметь размер частиц, который приводит к избыточной матовости, что зависит от размера частиц и разности показателя преломления частицы и среды, в которой он диспергирован.

Другие заряженные агенты, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают в себя анизометрические агенты. Эти агенты могут мигрировать и формировать агломерации, в которых частицы или молекулы стремятся располагаться параллельно границы миграции (такой как внутренняя стенка покрытия микрокапсулы или соседний слой) таким образом, который приводит к большему рассеянию, поглощению или отражению света в сравнении с вызываемым частицами или молекулами в дисперсном состоянии. Формальный заряд может быть передан этим молекулам, например, посредством добавления агента контроля заряда в суспендирующий материал. Эти частицы могут иметь достаточную стерическую и электростатическую стабилизацию в вариантах осуществления, в которых нереверсивная агломерация нежелательна. Анизометрические агенты, которые могут быть использованы, включают в себя, без ограничения, полийодидные кристаллы, холестерические жидкие кристаллы, частицы золота и серебра и тромбоциты диоксида кремния.

Мостиковые или связывающие агенты также могут быть использованы, если они обладают требуемыми характеристиками. Эти агенты не обладают общим зарядом или общим зарядом, который достаточен, чтобы приводить к стабильности, но могут быть использованы, поскольку они переносят конформационное изменение, когда подвергаются действию электрического поля. Конформационное изменение приводит к большей величине поглощения, рассеяния или отражения света. Соединяющие агенты включают, без ограничения, политиофен (см., например. Патентную заявку (США) 2003/0096113 Al).

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения несколько агентов может быть использовано в любом данном варианте применения, чтобы достичь требуемого результата.

Агенты регулирования заряда и стабилизаторы частиц

Как известно в данной области техники, агенты регулирования заряда могут быть использованы, чтобы оказывать влияние на мобильность используемых агентов. Примеры таких агентов включают в себя приведенные в международной публикации WO 99/10767 и Патенте (США) 6120839.

Агенты регулирования заряда могут быть использованы, чтобы обеспечить оптимальную электрофоретическую мобильность для вышеописанных электрофоретических агентов изобретения. Стабилизаторы могут быть