Умные стекла с регулируемой прозрачностью

Электронная тонировка: технологии производства

Видео: стекло ADVGLASS по технологии SPD-Smart

https://youtube.com/watch?v=sh4p6MDBl5A%2520

Сегодня электронную тонировку производят по трем технологиям:

• PDLC/монохромная тонировка. Данная технология производства электронной тонировки была создана в южнокорейской фирмой DM DISPLAY, патент принадлежит ей же.Каков же принцип работы монохромной пленки PDLC? Представлена она двумя слоями, между которыми расположены жидкие кристаллы. Пока напряжение нет, кристаллы между слоями расположены неравномерно, рандомно, из-за чего солнечный свет не проходит через пленку, а стекло приобретает матовый эффект. В тот момент, когда начинается подача напряжения, в пленке появляется электрическое поле. Оно в свою очередь собирает кристаллы в ряды, вследствие чего появляются пустоты, через которые свет с легкостью проходит без каких-либо проблем.Для того  чтобы подавать напряжение на пленку, необходима серебряная паста, медные контакты и блок питания с переменным напряжением на 100-120 Вольт. На пленку крепятся контакты с помощью пасты, далее все это соединяется проводами с блоком питания.По технологии PDLC выпускается два вида пленки: простая пленка (пленка серии smart) и пленка на клеевой основе (пленка серии smart glass), последнюю используют для электронной тонировки стекол. Так, например, в России просто закупают smart glass пленку, и уже на территории нашей страны производится стекло со встроенной электронной тонировкой.Стоимость такой тонировки в среднем составляет от 50 000 рублей до 80 000 рублей.Минусы этого типа электронной тонировки:
  1. Приличное напряжение в 120 вольт, а, следовательно, нужна хорошая защита от замыкания;
  2. Чтобы сделать тонировку прозрачной, нужно подать напряжение. Если отключить питание, то снаружи не видно, что происходит в салоне, но и из салона не видно, что происходит снаружи.
• Технология SPD (Suspended Particle Devices)/плавное изменение прозрачности. Данная технология дает массу преимуществ: например, вы сможете плавно регулировать освещенность внутри салона – «умная» пленка становится более и более прозрачной в зависимости от освещенности на улице, что гарантирует комфорт для ваших глаз при любых погодных условиях. Кроме того, если прекратить подачу напряжения на пленку, стекло будет максимально затемнено, и с улицы практически ничего не видно: это очень удобно, когда вы паркуете автомобиль на долгое время. Следует отметить, что SPD предполагает двойное стекло, которое сравнимо с бронированным. Цены за такое удовольствие: от 200 000 рублей до 250 000 рублей за передние стекла и блок питания. в России лицензию на производство пленки SPD имеет объединение «АДВНАНОТЕХ», лицензия получена от американских коллег, корпорации Research Frontiers Inc.
• Тонировка Vario PlusVario Plus – это прочнейший трехслойное стекло, у которого можно меняться уровень светопропускания, используя напряжение. Ну, тут все так же, как мы писали чуть выше: напряжение отсутствует – стекло максимально непрозрачное, есть напряжение – свет пропускается. Для подачи тока использует блок питания на 110 Вольт. Имеется возможность фиксировать уровень прозрачности каждого стекла в отдельности. Электронная тонировка Vario Plus – товар не для каждого автомобилиста. Это удовольствие для элиты, что называется, эксклюзивное. Тем не менее, на машине такие стекла ничем не примечательны и выглядят как стандартная тонировка.

Видео: Электронная тонировка Vario PLus Sky

Стоимость такой электронной тонировки составляет примерно 9 000 долларов США. В цену входит комплект стекол на передние двери и контроллер.

стекло Vario Plus вы получите лишь спустя один-два месяца после оплаты. Однако можете поверить, что покупка полностью оправдает ожидания.

Знакомимся с «умной» пленкой

Смарт пленка представляет собой отличный проекционный экран, который часто используется для проецирования на него изображения. Но это если говорить в общем. Под «смарт» технологией понимается наделение того или иного изделия определенными качествами, которыми оно раньше не обладало. Данная технология сегодня широко используется во многих разных областях.
Так, смарт пленка или стрейч часто используется как тонировка стекол на автомобилях. При этом многие наносят ее на стекло авто не прибегая к услугам специалистов, предпочитая все сделать своими руками.

Такая поверхность способна менять коэффициент поглощения тепла, а также матовость и светопропускание в момент изменения температуры или уровня освещенности. Этот эффект зачастую применяется для авто.
Электронная тонировка стекла машины такой пленкой позволяет добиться ряда положительных моментов:

• значительно уменьшаются потери тепла;
• сокращается количество использованной электроэнергии;
• снижаются затраты на кондиционирование салона внутри авто.

Кроме автотранспорта, «умная» пленка может наноситься и на обычное стекло, вставленное в оконный проем.

Пленка на стекле

Находясь даже в неактивном состоянии на стекле, такой стрейч предотвращает проникновение сквозь него вовнутрь помещения или салона авто ультрафиолета. А он, как известно, вреден для человеческого организма и может вызывать различные нарушения и заболевания кожи.

Разновидность данного изделия является смарт стрейч. Такой стрейч делается из растянутой при перемотке пленки.
Используя стрейч, вы получаете следующие плюсы:

• экономия продукции;
• наблюдается эффект «сжимания» после завершения обмотки;
• стрейч имеет повышенную упругость, а также устойчивость к проколам.

Поэтому в современном мире применение смарт пленки открывает огромные перспективы в плане разработки и создания более совершенных технологий будущего.

Преимущества и недостатки

Среди достоинств регулируемой тонировки является возможность её использования без опасения столкновений с инспекторами ГИБДД, хотя при нанесении на передние стекла машины, обеспечивающие обзор водителя, есть вероятность того, что ввиду некоторых условий это может стать причиной ДТП.

Например, из-за того, что при отключении напряжения кристаллы принимают хаотичное расположение, плёнка приобретает нулевую видимость.

В каждой электрической цепи есть предохранитель, защищающий элементы от повреждения из-за скачков напряжения или короткого замыкания.

Теперь легко представить такую ситуацию, когда он перегорает и стёкла внезапно теряют прозрачность, а если это случается в момент движения машины по оживленной трассе или городской улице, то аварийной ситуации с самыми печальными последствиями не избежать.

Однако, для многих автовладельцев, возможность затемнения машины превышает безопасность. Тем самым они выбирают данный метод, не задумываясь о возможных проблемах.

Они мотивируют свой выбор следующими достоинствами тонировки:

1. Способность задерживать УФ и ИК лучи, негативно влияющие на человека, обивку салона и пластик панели.
2. Тонировка, не пропускающая в салон солнечные лучи, не допускает его чрезмерного нагрева в жару, что уменьшает потребность включения кондиционера или климат контроля на полную мощность, из чего следует снижение расхода топлива.
3. Нано-плёнка увеличивает толщину стёкол, что обеспечивает лучшие показатели тепло- и звукоизоляции.
4. Дополнительный слой, нанесённый с внутренней стороны автомобиля задержит осколки разбитого стекла в случае ДТП. Это снижает вероятность дополнительного травматизма водителя и пассажиров.
5. Затемнённый салон обеспечивает защиту внутренней части машины от посторонних взглядов. За тёмными окнами можно безбоязненно оставлять личные вещи без опасения, что из-за них стекло автомобиля может быть разбито хулиганами.
6. Внешний вид ТС с тонированными стёклами существенно отличается от нетонированного, машина принимает серьёзный, презентабельный вид.

Делать выбор в отношении того или иного метода тонировки автомобиля следует только проанализировав все плюсы и минусы каждого из них. Но, что касается данного метода регулируемого затемнения, желательно пользоваться способом для задних.

В крайнем случае: для передних боковых стёкол автомобиля, так как нанесение на ветровое стекло может быть достаточно опасным для жизни водителя и окружающих.

Виды электронной тонировки

Электронная тонировка является довольно сложной разработкой. К сожалению, в России и странах СНГ еще не освоили данную технологию, поэтому такую опцию могут установить за рубежом или по заказу. Конечно, это влияет на стоимость и далеко не каждый может себе ее позволить.

Сейчас можно выделить следующие технологии производства смарт-стекла:

1. PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal Devices) или полимерный жидкокристаллический слой.
2. SPD (Suspended Particle Devices) или устройство со взвешенными частицами.
3. Электрохромный или электрохимический слой.
4. Vario Plus Sky.

Технология PDLC

Смарт-стекло по технологии PDLC или LCD основано на применении жидких кристаллов, которые взаимодействуют с жидким полимерным материалом. Эта технология была разработана Южной Кореи.

В результате воздействия напряжения, полимер может переходить из жидкого состояния в твердое. Кристаллы при этом не реагируют с полимером, образуя вкрапления или капли. Так происходит изменения свойств смарт-стекла.

В изготовлении стекол PDLC используют принцип «бутерброда» Жидкие кристаллы и полимер находятся между двух слоев стекла.

Схема подключения электронной тонировки

Напряжение подводится через прозрачный материал. При подаче напряжения между двумя электродами на стекле образуется электрическое поле. Оно заставляет жидкие кристаллы выравниваться. Свет начинает проходить через кристаллы, что делает стекло более прозрачным. Чем выше напряжение, тем больше кристаллов выравниваются. Пленка PDLC потребляет 4÷5 Вт/м2.

Существует три варианта цвета пленки:

1. молочно-голубая;
2. молочно-белая;
3. молочно-серая.

Метод изготовления пленки PDLC также называется методом триплексации. Такое стекло требует повышенного внимания и специального ухода. Нельзя применять агрессивные жидкости для очистки, а излишнее давление на стекло может вызвать эффект деламинации.

Технология SPD

Тонкая пленка содержит стержнеобразные частицы, взвешенные в жидкости. Пленка также может находиться между двух стекол или присоединяться к поверхности. Без электричества стекло темное и непрозрачное. Напряжение выравнивает частицы, пропуская солнечный свет. Смарт-стекло SPD может быстро переключаться в разный режим освещенности, обеспечивая довольно точный контроль проходящего света и тепла.

Технология SPD

Электрохромная пленка

Электрохромная тонировка также меняет прозрачность стекла после подачи напряжения, но есть несколько особенностей. В этой технологии применяется особый химический состав, который действует как катализатор. Другими словами, покрытие реагирует на изменение температуры внешней среды и на уровень освещения.

Напряжение необходимо только для изменения уровня прозрачности. После этого состояние фиксируется и не изменяется. Затемнение происходит по краям, постепенно перемещаясь на остальную часть стекла. Изменение прозрачности не происходит мгновенно.

Отличительной особенностью является то, что даже в затемненном состоянии сохраняется хорошая видимость из салона автомобиля. Такая технология применяется не только в автомобилях, но и в других областях, например, в картинных галереях и музеях. Стекло защищает ценный экспонат от солнечных лучей, а зрители могут им свободно любоваться.

Тонировка Vario Plus Sky

Vario Plus Sky – это эксклюзивная технология производства смарт-стекла от американской компании AGP. Технология многослойная, которая имеет ряд отличий.

Изменение прозрачности

Стекло Vario Plus Sky на 96% защищает от солнечного света, при этом сохраняется достаточная видимость. Повышена и прочность стекла, оно может выдержать давление в 800Дж. Обычное стекло разбивается при 200Дж. Благодаря многослойной структуре толщина и вес стекла увеличены почти в 1,5 раза. Управление происходит через брелок.

Как работает регулировка прозрачности стекол

Для изменения уровня прозрачности в таком остеклении используется умная и управляемая Smart-технология, предполагающая нанесение на одну сторону стеклянного листа покрытия на основе жидких кристаллов. Солнечный свет проходит сквозь хаотично расположенные кристаллы и рассеивается, благодаря чему создается эффект матового стекла.

При подаче напряжения на контакты пленки расположение кристаллов принимает упорядоченную структуру (они разворачиваются перпендикулярно основе). Солнечный свет проходит сквозь пленку под напряжением без искажений, благодаря чему создается эффект прозрачного стекла. Подавая и убирая напряжение, пользователь может регулировать затемнение. Переход от матового состояния к прозрачному занимает десятую долю секунды.

Уровень затемнения в окне регулируется подачей напряжения. Поэтому «включение» и «отключение» этой функции выполняется с помощью механического или сенсорного переключателя. Кроме того, некоторые производители предлагают смарт-управление — переключатель синхронизируют с фотодатчиком или модулем беспроводной связи (для управления со смартфона или пульта системы «умный дом»).

Структура и свойства умного стекла

Умное стекло – устройство многослойное. Его сердцевину составляет полимерная плёнка (Smart Film). Она имеет внутренний жидкий слой, покрытый с двух сторон слоями полимера, на которые нанесено проводящие покрытие. Smart Film, в свою очередь, ламинируют с двух сторон и покрывают стеклом.

Smart glass — технология будущего

Жидкий слой Smart Film может состоять из трёх типов частиц: полимерных рассеянных жидкокристаллических (PDLC), взвешенных (SPD) или электрохромных (ECD). От типа частиц зависят некоторые свойства умного стекла.

Без подачи электрического тока частицы внутри Smart Film расположены хаотично. В этом состоянии поверхность стекла выглядит полностью непроницаемой. Она матовая и имеет молочный оттенок. При подаче электрического тока кристаллы становятся перпендикулярно по отношению к проводящему слою. Такое положение жидких кристаллов делает умное стекло прозрачным.

Плюсы и минусы

Ввиду ужесточившихся санкций за несоблюдение нормативов тонировки данный вид затемнения может стать весомым аргументом в разговоре с сотрудниками ГИБДД. Окна, переключенные в режим максимальной прозрачности смогут пройти любую проверку.

Помимо этого, понижение прозрачности передних стекол имеет ещё целый ряд достоинств:

1. Электрические методы удобны в повседневном использовании. В отличие от обычных пленок они лишены статичности.
2. В тёмное время суток, когда тонировка напротив мешает водителю, снижая видимость, «PDLC» и «SPD» могут регулироваться как автономно, так и вручную. Что снижает вероятность нарушений ПДД в результате плохого обзора.
3. Возможность установки материала, степень затемнённости которого управляется пультом ДУ.
4. Кроме перечисленных достоинств, электротонировки имеют все преимущества обычного материала: снижают степень выгорания салона и кресел сидений, в тёмное время предохраняют глаза водителя от ослепляющего эффекта фар встречных автомобилей и так далее.

Читать дальше: Как переводится дастер с французского

Из недостатков электрохромного материала можно выделить следующие характеристики:

1. Учитывая сколько стоят данные методы, они становятся доступными не для всех слоёв населения. Ввиду того, что технологии совсем недавно появились на отечественном рынке, цены на них пока ещё очень высокие. Поэтому, многим приходится довольствоваться методом жесткой тонировки (случаем, когда в оконный проём вставляется готовый лист, изготовленный из композитных материалов).
2. Способ монтажа может оказаться доступен не для каждого автовладельца. Как говорилось ранее, нанесение материала по технологии «PDLC», требует вмешательства в электросхемы машины и установки дополнительного блока управления, реостата и инвектора.
3. Как упоминалось выше, для обеспечения работоспособности способа с использованием кристаллов, требуется высокое напряжение, что снижает срок эксплуатации некоторых электроприборов автомобиля.

Из этого можно сделать один вывод, чем ни совершеннее технология, тем больше её стоимость. Естественно на бюджетные модели машин никто не буде устанавливать такие системы.

Видео про то, как снять тонировку со стекла самостоятельно найдете здесь.

Информация про сетку как альтернативу тонировки передних стекол в этой публикации.

Для собственников автомобилей премиум класса, установка новой тонировки, которую не видит прибор, может быть неплохим вариантом ещё раз выделиться из общей массы.

Можно ли все сделать самостоятельно?

На сегодняшний день использование «умных» технологий распространено повсеместно. Электронная тонировка для автомобилей с нанесением на стекла смарт пленки может осуществляться либо в специализированном салоне, либо своими руками.
Процесс самостоятельного тонирования не предполагает сверхсложных операций. Его может сделать каждый человек, если будет следовать рекомендациям, приведенных несколько ниже. Весь процесс схож с нанесением стандартной и самой обычной пленки на стеклянную поверхность.
Чтобы все прошло быстро и аккуратно, нужно запастись следующими инструментами:

Делаем «выкройку» с рулона

• канцелярский нож;
• метр;
• губка;
• вафельное полотенце или сухие салфетки.

Процедура нанесения включает в себя следующие манипуляции:

• хорошо вымываем стекло;
• насухо его вытираем салфетками или полотенцем;
• замеряем окно. Обязательно прибавьте 1 см для запаса к полученным цифрам;
• делаем «выкройку» по сделанным замерам вдоль размотанного рулона;

Нанесение «выкройки»

аккуратно снимаем защитный слой с изделия. Избегайте резких движений;

после этого начинаем аккуратно прикреплять тонировку. Ее крепим с внутренней стороны

Разглаживать ее поверхность нужно от центра к краям с помощью полотенца или жесткого валика;
затем очень осторожно обрезаем лишние кусочки с помощью канцелярского ножа;
осталось подключить к пленке регулятор и инвертор;
все видимые контакты изолируем в обязательном порядке. Лишние провода спрячьте за обшивкой.

Готовая смарт тонировка

Для более качественно результата лучше проводить данную процедуру вместе с помощником.

Стекло, создающее комфорт

Прозрачный материал, изменяющий светопропускную способность под воздействием электрических импульсов – это уже не простое всем знакомое стекло, это – сложный композитный материал, наделённый определёнными функциями.

Данный материал может находиться в трёх рабочих состояниях:

• в прозрачном – когда отключена подача электропитания;
• в затемнённом – при работе в режиме подачи электропитания;
• в переходном – от нерабочего прозрачного к рабочему затемнённому.

Изменяемость цвета и светопропускной способности стекла может произойти под воздействием трёх внешних факторов:

• изменения температуры;
• ультрафиолетового излучения;
• электрического напряжения.

Первые два параметра действуют на подготовленную стеклянную поверхность при любых обстоятельствах. Например, хотим мы того или нет, но при выходе на улицу, где светит солнце, наши фотохромные очки затемняются в любом случае. И наоборот, даже если нам будет нужно, в помещении стёкла фотохромных очков не потемнеют, потому что там нет ультрафиолетового излучения.

Затемнение электрохромного прозрачного материала в этом отношении носит совсем другой характер, оно зависит от двух условий: нашего желания и наличия электрического напряжения. Благодаря этой зависимости сфера применения электрохромных стеклянных изделий имеет широкое распространение там, где необходимо управляемое изменение отражающих свойств стекла.

Схожесть фотохромных и электрохромных стёкол в том, что они не могут дать полную непрозрачность, то есть их нельзя использовать как экран для проецирования изображения. Оно всё равно будет поглощаться стеклянной структурой материала. Но для человеческого взгляда эта поверхность может служить определённой преградой и использоваться как занавески или шторы на окнах.

Когда электрохромные стёкла устанавливаются в автомобиле, то сидящему в нём водителю прекрасно видно, что происходит за стеклом, тогда как автоинспектору затруднительно определить, что делается внутри авто.

Та же история и с фотохромными стёклами: глаза человека в таких очках видят всё, но вот куда они смотрят – для окружающих это тайна.

К основным преимуществам электрохромного стекла можно отнести:

• возможность при возникновении необходимости управлять изменением светопропускной способности;
• экономическую целесообразность. В жару можно уменьшать тепловую нагрузку на помещение управляемым затемнением, перекрыв доступ солнечным лучам, а, следовательно, понадобится меньше средств на кондиционирование. Зимой в солнечный день, сделав стекло максимально прозрачным, можно сэкономить на отоплении помещения;
• способность не терять свои качества при нанесении антивандального покрытия;
• возвращение в исходное прозрачное состояние при аварийном отключении электроэнергии.

Принцип работы электрохромного стекла в видео:

Технические характеристики смарт-стекла

Описание

Смарт-стекло представляет собой многослойное стекло, изготовленное из одного или двух прозрачных стекол и слоя жидкокристаллической пленки (LC Film). Пленка расположена между слоями стекла или нанесена на один из слоев.

Композиция компакнтно собрана в единую конструкцию.

Смарт-стекло с изменяющейся прозрачностью способно менять свои физические свойства при подаче на него управляющего напряжения около ~100В переменного тока.

При выключенном состоянии (ВЫКЛ), кристаллы жидкористаллической пленки расположены и ориентированы хаотично, придавая стеклу матовость («молочный белый» цвет), просмотр через конструкцию невозможен.

При включенном состоянии (ВКЛ), кристаллы в пленке ориентируются в одном и том же направлении, стекло становится прозрачным, полностью просматривающимся.

Полезный совет!

Переключение между состояниями происходит практически мгновенно.

Структура смарт-пленки

Защитные внешние слои (толщина ~175 мкм):

• ITO — пленка оксидов индия и олова
• PET – полиэтилентерефталатовая пленка
• С прозрачным электропроводящим покрытием (на внутренней стороне)

Внутренний слой – жидкокристаллические капли в полимерном заполнении (толщина ~20 мкм).

Толщина пленки: около 400 мкм

Габаритные размеры

Минимальные размеры: не ограничены (нанесение пленки на стекло).

Максимальные размеры: 1500×3200 мм (триплекс).

Толщина жидкокристаллической пленки: около 400 мкм.

Стандартная толщина: 10, 12, 14 мм.

Толщина: 7,5 ÷ 100 мм (по запросу).

Цвета: молочный белый, бронзовый, серый, зеленый, голубой.

Рабочие условия:

1. Смарт-стекло предназначено для внутренних инсталляций.
2. Диапазон рабочих температур -20°C÷+60°C.
3. Модификация для наружной установки — по запросу.
4. Срок службы: более 7 лет.

Электропитание

Обратите внимание!

При отсутствии электропитания смарт-стекло матовое («НЗ версия»). При подаче электроэнергии оно становится прозрачным.. Нормально-матовое остекление (прозрачное при подаче напряжения)

Нормально-матовое остекление (прозрачное при подаче напряжения).

Внешнее питание: ~230В, 50Гц.

Управляющее напряжение: ~65 ÷ 110В, 50 ÷ 60Гц.

Энергопотребление: 5-7 Вт/м2.

Ток: 100мА/м2.

Время переключения

Время переключения менее 0,5 сек:

• Из матового в прозрачный: 100мсек
• Из прозрачного в матовый: 400мсек
• Количество переключений: не менее 3 000 000

Возможные особенности конструкций из «умного» стекла:

• Скосы
• Изгибы и скругления
• Дуги и полосы
• Треугольные конструкции с углами более 30°
• Молированное остекление
• Вырезы
• Отверстия
• Круглые, овальные или элипсоидные формы

Оптические характеристики

Характеристики стекла Saint Gobain