CC BY
30
УДК 666.1/.28:621.793
Д.В. Захаров, Е.А. Чихачева, Л.А. Орлова. А.И. Захаров
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия.
ДЕКОРАТИВНЫЕ СВОЙСТВА СТЕКОЛ С ПОЛЯРИЗАЦИОННЫМИ ПОКРЫТИЯМИ
The technology of manufacturing of products is developed on the basis of sheet glasses with a polarizing coating; selection of the anisotropic polymeric film placed in a design between polarizers is carried out, dependence of color and светопропускания by nature polymeric film, its thickness, amount of layers, a corner of a relative positioning is investigated; recommendations on the color palette used at creation of decorative panels, stained-glass windows, advertising - information boards are developed.
Разработана технологическая схема изготовления изделий на основе листовых стекол с поляризационным покрытием; осуществлен подбор анизотропной полимерной пленки, помещаемой в конструкции между поляризаторами, изучена зависимость цвета и светопропускания от природы полимерной пленки, ее толщины, количества слоев, угла взаимного расположения; разработаны рекомендации по цветовой палитре, используемой при создании декоративных панно, витражей, рекламно-информационных щитов.
Использование стекол с поляризационными покрытиями для создания поляризованного света, его регулирования и фильтрации обеспечивает контрастность изображения, исключение бликов, ярких световых пятен и слепящего солнечного света. Во многих странах мира начинается использование поляризованного света для внутреннего освещения помещений (потолочные и стеновые поляризационные панели, зеркальные галогенные лампы с цветными поляризующими свет стеклами). Велики возможности использования поляризованного света для декоративных целей, при создании большого ассортимента продукции (витрины световой рекламы, витражи, анимационн-ные табло и картины), основанной на эффектах, проявляемых поляризованным светом. Так применение многослойных конструкций, состоящих из двух поляризаторов и анизотропных пленок, обеспечивает изменение окраски элементов изображения в зависимости от угла обзора или вращения одного из поляризаторов. Физические явления, происходящие в многослойной конструкции, показаны на рисунке 1.
Суть явлений сводится к следующему. При перпендикулярном расположении осей поляризаторов в отсутствии анизотропной пленки (в данном случае целлофана) свет через второй поляризатор не проходит. При помещении целлофана между двумя поляризаторами и его повороте вокруг оси пучка света некоторая его часть начнет проходить через второй поляризатор. Имеются, однако, две ориентации листка целлофана перпендикулярные друг другу, при которых свет через второй поляризатор не проходит.
Скорость света, проходящего через целлофан, различна для указанных двух направлений поляризации, но само направление поляризации при прохождении света не меняется. Если выбрать промежуточную ориентацию целлофана где-то между двумя главными направлениями, как на рисунке 1, то через второй поляризатор пройдет яркий пучок света.
Целпофан
Рис. 1. Физические явления, происходящие в многослойной системе
Толщина обычного целлофана равна почти точно половине длины волны для большинства цветов в спектральном разложении белого света. Целлофан такой толщины поворачивает направление поляризации линейно поляризованного света на 90°, если это направление в падающем пучке образует угол 45° с оптической осью целлофана. Таким образом, выходящий из целлофана луч обладает как раз такой поляризацией, что может пройти второй поляризатор.
При использовании пучка белого света только для одной компоненты его спектрального разложения толщина целлофана совпадает с половиной длины волны, и пучок, пропущенный вторым поляризатором, будет иметь цвет именно этой компоненты. Цвет пучка, прошедшего через такое устройство, будет зависеть от толщины листа целлофана, а эффективную толщину целлофана мы можем менять, наклоняя листок под некоторым углом и таким образом, заставляя свет проходить больший путь внутри целлофана. При наклоне листка целлофана цвет пропущенного пучка меняется. Используя целлофан разной толщины, можно сконструировать фильтры, пропускающие лучи вполне определенного цвета. Эти фильтры обладают тем замечательным свойством, что они пропускают один цвет, когда оси двух поляризаторов перпендикулярны, и дополнительный к нему цвет, когда их оси параллельны. Именно эти явления наиболее эффективно использовать при создании декоративных панно, витражей, рекламной информации.
Таблица 1. Рекомендации по созданию цветовой палитры
Наименование Комбинации анизотропной пленки
образцов Кол-во Вид Оптимальный угол Цвет
слоев пленки поворота
ПЭ -45
Ь 3 ПЭТФ 45 Красный
ПЭ -45
5С 1 ПЭ 45 Оранжевый
1 1 ПЭ 45
5 2 ПЭ 45
ПЭ -45 Желтый
Р 2 ПЭ 45
ПЭ 45
ПЭ 45
М 3 ПЭ -45 Зеленый
ПЭ -45
Я 2 ПЭТФ 0
ПЭТФ 0
7Е 2 ПЭ 45
ПЭ -45
2В 2 ПЭ 45 Голубой
ПЭ -45
К 2 Э -45 Синий
ПЭ -45
0 2 ПЭ 45 Фиолето-
ПЭ -45 вый
В данной работе было исследовано влияния вида полимерной пленки, ее толщины, количества слоев и угла взаимного расположения на светопропускание и получаемый цвет с целью создания цветовой палитры. В качестве анизотропной среды между двумя поляризаторами использовались различные виды полимерных пленок. Двойное лучепреломление в наибольшей степени проявилось для полимерных пленок - поли-
этилентерефталата (ПЭТФ) и полиэтилена (ПЭ). В работе исследовали пленки: ПЭТФ Владимирского химического завода толщиной 30,8мкм; ПЭТФ упаковочная с толщиной 30,8мкм; ПЭ Балашихинского опытного химического завода толщиной 130мкм.
Полученные данные позволили разработать рекомендации по созданию цветовой палитры, включающей цвета от красного до фиолетового за счет различных комбинаций анизотропных полимерных пленок, количества их слоев и взаимного расположения. Обобщенные данные представлены в таблице 1.
Была разработана технологическая схема изготовления изделий на основе стекол с поляризационным покрытием. Она включает следующие стадии: разметка и резка стекла на требуемые форматы; подготовка поверхности стекла к нанесению покрытия; нанесение тонкопленочных жидкокристаллических поляризационных покрытий нового поколения фирмы Орйуа на стекло; сушка и закрепление поляризационного покрытия.
Для создания декоративных композиций требуется проведение дополнительных стадий: подготовка прозрачных полимерных анизотропных пленок и их фигурная резка; сборка декоративных элементов согласно рисунку; сборка панно в конструкцию с источником освещения.
В работе были определены основные технологические параметры каждой стадии процесса нанесения поляризационного покрытия на поверхность стекла и рассмотрены возможные варианты основных видов оборудования, требуемых для каждой технологической стадии.
На рисунке 2 приведен пример выполненной по разработанной технологической схеме конструкция типа «Калейдоскоп» с информационным изображением, выполненным с использованием стекол с нанесенным слоем поляризационного покрытия.
Рис. 2. Конструкция типа «Калейдоскоп» с одним из информационных изображений в разные моменты движения поляризатора.
