专利名称：可电光转换系统的制作方法
可电光转换系统本发明涉及一种包括光活性器件和瞬时开关的可电光转换系统，涉及一种包含该类可电光转换系统的容器以及这类可电光转换系统在提供允许仅在控制干预期间内使进入其内部的光增加的容器中的用途。已知材料的机械、化学和/或美学性能在光的持续作用(任选与氧和/或热组合) 下通常发生不可逆的损害。这尤其适用于通常对光尤为敏感的无生命有机材料。不仅露天放置的产品，而且包装于可透光包装中的产品均暴露于光的作用下，这可导致这些包装产品的机械、化学、嗅觉、味觉和/或美学性能受到损害。取决于包装的内容物，负面变化表现为多种方式，例如外观的变化如黄变和褪色，味道和/或气味的变化和/或成分的降解。在食品、香料和化妆品的情况下，可使储存寿命大为缩短。通常存在品质如感官品质的下降、 储存寿命的缩短和/或维生素的损失。此外，暴露于光作用与大气氧的组合可导致形成自由基，其结果是发生氧化反应。光敏性表征产品的非常特定的性能。此外，光敏性通过特别敏感的成分(例如含叶绿素的成分，如草本植物)而得以提高，当包装这类材料时，必须基于具体情况加以考虑。消费品和食品尤其暴露于销售展示柜台的强光下，品质由此受到相当大的损害。 另一方面，在具有吸引力的柜台灯光下展示产品提高了购买诱惑力。透明包装使得消费者能看到产品并由此加深了品质和/或新鲜度的印象。生态方面也驱动透明单材料包装这一趋势。因此，不使用至少部分透明的容器作为包装材料是不可能的。各种类型的包装是销售领域所已知的。常规包装材料包括刚性材料，如金属或玻璃，以及柔性材料如塑料、纸板等，及其所有可能的组合。包装是透明的，从而能尽可能好地确定产品的状况(颜色、褪色、表面性质、尺寸、块形式、细度等)，或者-在光敏性产品的情况下-为不透光或深色材料。保护光敏性产品免受光影响的不透光或深色包装具有在包装打开前不能视觉评估产品的缺点。或者，取代传统包装材料例如马口铁(不透光)或玻璃 (透明)的部分透明塑料材料也用于光敏性消费品的包装系统中。在这种情况下，尽管在完全透明包装中，光敏性产品较少暴露，然而也不能充分保护光敏性产品以免受光的影响。因此，需要一方面有效地保护包装的产品免受光的有害影响，另一方面允许对产品进行视觉评估的包装。无论产品是否为光敏性的，不透明包装总是引起人们关注其内容物的好奇。这尤其适于视觉上具有一流设计的昂贵消费品和奢侈品，例如珠宝、高价值娱乐电子产品等的包装。此时，首先需要控制干预消费者而使其瞥见包装品的包装可成为有利于购买该产品的决定性理由。因此，也需要适于提高消费者购买诱惑力的包装。光活性器件在玻璃和透镜或者眼镜和窗口系统领域中是已知的。转换效应已整合至玻璃中。此处，对下述原理进行区分-热致变色由温度变化导致显色，-热致性由温度变化导致不透明性，-光致变色在光影响下显色(变暗)，
-电致变色由电流导致显色，和
-光电致变色在光的影响下的活化的电致变色转换。光致变色透镜或塑料板用于例如自显色太阳镜中。在入射日光下，这些透镜变暗但保持半透明(即在日光照射时，可见光谱范围内的透射降低)。该效应通常由紫外光或短波可见光所引起，例如掺入玻璃中的卤化银或施加于塑料板上的有机层发生可逆转变。光致变色透镜也可基于染料敏化太阳能电池原理制备。此时，光致变色透镜可基于例如包含催化钼层以及纳米孔WO3层和纳米孔TiA层的多层体系，将其施加至玻璃基板上。所述孔包含具有正锂离子和负碘离子的电解质。在二氧化钛上存在染料分子，其由入射光激发并因此将电子通过TW2注入氧化钨中。同时将锂离子自身连接至WO3上，并且碘离子释放电子至染料分子。这些过程使氧化钨显蓝色。电致变色玻璃利用了电致变色材料依赖于所施加的直流电压而改变光的通过或透射的性质。合适的电致变色材料例如为在不同氧化态下具有不同吸收性能的有机和无机材料，所述氧化态可以可逆地电化学转换。例如，聚苯胺(PANI)在还原态下为无色且在氧化态下为绿色，聚邻苯二胺(PPD)在还原态下为无色且在氧化态下为红棕色。当电荷释放至玻璃表面上的电致变色材料的微观薄涂层时，玻璃变色。一般而言，数伏特的直流电压就足以使活性层电化学电荷回复。弱电流活化改变颜色的电致变色层(约一微米厚)。取决于预期目的，可手动或自动施加电压，例如通过测量亮度的传感器控制。如果玻璃短路或电压的极性改变，则其再次变成无色或发生颜色变化。在电致变色材料的情况下，转换所必需的仅仅是能量。因此，当处于显色阶段且当产生完全透明的效果时(或处于变色阶段)，电致变色玻璃仅需要电流。如果不施加电压，则玻璃保持目前的显色状态直至再次施加电流。 电致变色材料的应用领域尤其为机动车的自动防眩后视镜和建筑的玻璃系统。尽管光致变色系统仅对光照条件被动地做出反应，光电致变色系统就其透射而言是可转换的。因为在光致变色系统的情况下，日光提供颜色变化的能量。在光电致变色层中，兼具电致变色层和电化学太阳能电池的活性机理。电荷通过玻璃基板上的透明导电层发生转移。所述层通过外部电路转换如果在照射下外电路断开，则所述层变成有色的。如果电路闭合，则所述层再次失去其颜色。该过程在光照和黑暗下进行，即透射率在照明和黑暗下可再次增大。JP051451852A描述了用于医疗目的的冷却室。该室具有通过其可观察内部的窗户。所述窗户包括两块具有液晶的基板，其可通过透明电极提供电流。启动机电传感器，电路可闭合，由此在无电流状态时为不透明乳白色的窗户变得透明。该系统的缺点在于总是绝对需要进行控制干预以改变窗户的透光性质。无法设置成自调节系统，例如不依赖外部光条件而进行控制光透射。此外，总是绝对需要常规电源。其一种效果在于其使所述系统的小型化变得更加困难，并因此使其更难以用于包装中。本发明的目的是提供一种有利地适于容器，尤其是包装，同时有效地保护产品免受过度光的影响并允许视觉评估产品的装置。本发明的另一目的是提供适于容器，尤其是包装，并诱使消费者产生购买欲望的装置。令人惊讶地已发现可电光转换系统有利地适于实现该目的，所述可电光转换系统包括基于光伏效应的瞬时开关与光活性器件的组合。专用于该目的的是在照射状态下至少部分防止可见光波长范围内的光透射和通过切换电路而使可见光波长范围内的光透射增加的光活性器件。该可电光转换系统可有利地与大量不同的包装材料组合以提供新型容器，所述新型容器有效地保护其中所含的产品免受过度光的影响，允许在无需打开容器下视觉评估产品并诱使消费者产生购买欲望。具体而言，可设置成“自转换”系统，当照射于其上的光的量超过特定极限值时，所述装置自动呈深色状态。此时无需用户进一步干涉，例如以保护包装的内容物。甚至在导致该装置内部的透射光增加以(例如)查看包装内容物之后，所述装置自动回复至安全状态。因此，本发明的第一主题为一种可电光转换系统，其包括在照射状态下至少部分防止可见光波长范围内的光透射和通过切换电路而使可见光波长范围内的光透射增加的光活性器件；以及基于光伏效应的瞬时开关，在所述瞬时开关启动期间提高光的透射，其中光的透射可通过启动瞬时开关而增加而基本上与系统外部照射状态无关。本发明的另一主题为包括这类可电光转换系统的容器。本发明又一主题为这类可电光转换系统作为在瞬时开关启动期间允许透射入其内部的光增加的容器组件的用途。本发明又一主题为这类可电光转换系统作为用于保护以免受光影响的物质的容器的组件的用途。本发明又一主题为一种容器的用途，所述容器包括作为包装以保护其中所包装的产品免受光的有害影响的这类可电光转换系统。本发明的又一主题为一种容器的用途，所述容器包括作为包装以提高消费者购买诱惑力的这类可电光转换系统。包括基于光伏效应的瞬时开关与光活性器件的组合的本发明可电光转换系统具有至少一个下述优点-对产品的最佳保护，这是因为可对可电光转换系统进行设计，从而无需转换干预就防止光透射；-可设置成“自转换”系统；当照射于其上的光量超过特定极限值时，所述装置呈变暗状态；-如果将太阳能电池用作瞬时开关，则其可同时起光活性器件的电压源作用；与常规机电传感器相比，这任选地可省去外部电压源；-如果将太阳能电池用作瞬时开关，则其可同时起照射光量的传感器作用，例如使装置自动变暗成为可能；-如果使用光电致变色系统，则可在一个组件中实现与太阳能电池和光活性器件组合相同的功能；-也适于小型容器，-也适于具有弯曲表面的容器，-如果使用例如基于液晶的合适光活性器件，则其可同时起显示器(LCD)的作用； 这可提供视觉信息，例如提供产品细节或显示促销广告，-更加有效的购买诱惑力。在本发明范围内，可见光波长范围内的光应理解为是指400-800nm的波长范围。 当然如果需要的话，本发明的可电光转换系统可额外至少部分防止其他波长范围内的光的透射。就此而言，与常规稳定剂或稳定剂组合物的组合也是可能的。这些优选包括无机颜料，优选白色颜料，尤其是二氧化钛。此外，本发明的可电光转换系统可额外具有至少一种选自抗氧化剂、光稳定剂、金属减活剂等及其混合物的其他组分。合适的抗氧化剂、光稳定剂和金属减活剂例如选自4，4_ 二芳基丁二烯、肉桂酸酯类、苯并三唑类、羟基二苯甲酮类、氰基丙烯酸二苯酯类、草酰胺类(乙二酰胺类)、2_苯基-1，3，5-三嗪类、抗氧化剂、镍化合物、位阻胺(HALS)、金属减活剂、亚磷酸酯和亚膦酸酯、羟胺、硝酮、氧化胺、苯并呋喃酮类、二氢吲哚酮类、硫代协合剂、过氧化物破坏性化合物及其混合物。合适的稳定剂和稳定剂组合可商购获得，例如以商品名Uvinul 购自BASF SE0在本发明范围内，“可电光转换”应理解为是指对可见光波长范围内的透光性可通过转换操作而改变。在这种情况下，转换操作兼具电/电子和光学效应，例如通过将光转化为电能。在本发明范围内，“光活性器件”应理解为是指具有至少两种状态的层状组件一种具有高透光性且一种具有低透光性。合适的为具有至少一种光活性材料的器件。由此， 术语“光活性材料”是指能可逆地由高透光性状态转变为低透光性状态的材料。在合适的实施方案中，所述光活性器件具有结构化的层形式，其中至少一层具有至少一种光活性材料。所述器件也可具有处于一层中的两种或多于两种彼此不同的光活性材料、处于两层或多于两层中且彼此分开设置的相同光活性材料、处于相应的彼此分开设置的一层或两层或多于两层中的彼此不同的两种或多于两种光活性材料。本发明的光活性器件的透光性是可变的。在本发明范围内，术语“透光性”不限于 “半透明性”且不应视为与“透明性”(透明性=使图像透过或可看见)区分。因此，根据本发明，可通过显色/褪色或不透明性/不透明性的消除而实现透光性的改变。通过启动/不启动瞬时开关，所述光活性器件的透光性增大/减小。这并不必然意味着当启动瞬时开关时，光活性器件具有完全的透光性，而是也包括其中不透明性或显色防止部分可见光通过的状态。类似地，当不启动瞬时开关时，所述光活性器件并不一定完全防止可见光的通过。如果不启动瞬时开关，则与当启动瞬时开关时相比，不透明或显色仅仅防止更大比例的可见光通过。在所述可电光转换系统的第一优选变型方式中，当施加电压时，所述光活性器件至少部分防止可见光波长范围内的光透射，并通过中断电路而使可见光波长范围内的光透射增加。在所述可电光转换系统的第二优选变型方式中，当不施加电压时，所述光活性器件至少部分防止可见光波长范围内的光透射，并通过闭合电路而使可见光波长范围内的光透射增加。在本发明范围内，照射状态应理解为可见光波长范围内的光照射在光活性器件上。光透射的增加理解为意指允许通过的可见光波长范围内的光透射增加。优选地， 启动瞬时开关具有使透射增加至少5%，特别优选至少10%，特别地至少15%，尤其是至少 20 %，更尤其是至少25 %的作用。当不启动瞬时开关时，相对于由外部照射至光活性器件上的整个可见光波长范围的光，所述光活性器件在照射状态下优选具有至多50%，特别优选至多40%，尤其是至多 20%的透射率。当启动瞬时开关时，相对于由外部照射至光活性器件上的整个可见光波长范围
6的光，所述光活性器件在照射状态下优选具有至少60%，特别优选至少70%，尤其是至少 80%的透射率。电路的开关例如可为电路的关闭或中断。瞬时开关应理解为操作者控制器件，其通过按压或接触启动，然后回复至初始位置。与保持相应位置的开关情况不同，从瞬时开关本身无法看出是否启动，仅由所引发的效应看出。瞬时开关仅具有两种可能的开关状态“开”和“关”。基于光伏效应的开关为其开关状态取决于其所接受的光强的开关。在这种情况下，所接受光强具有极限值(也称为阈值)，低于该值则开关状态为“关”，当达到或大于该值时，开关状态为“开”。“基本与外部照射状态无关”意指通常与由外部照射至所述光活性器件上的光强无关。只有当由外部照射至所述光活性器件上的光强低于瞬时开关的阈值时，才无需操作者干预而转换光活性器件的透射。然而，这通常并不重要，因为在这种情况下，通过光器件的光量仅仅非常少。因此，例如当将所述可电光转换系统用于待保护以免受光影响的材料的包装中时，通常可排除任何危害。在本发明可电光转换系统的优选实施方案中，所述瞬时开关包括太阳能电池或由太阳能电池构成。太阳能电池或光伏电池为将光中所包含的辐射能直接转化为电场能的电组件。如果太阳能电池变暗至低于阈值，则中断电流的产生。因此，太阳能电池具有瞬时开关的功能，因为取决于所需光强而开关是所需的。在本情况下，在光的入射量或光强低于预定的极限值或阈值时，太阳能电池断开，不再释放电流。以使得光的入射量或光强的略微减少(例如太阳能电池被阴影所遮蔽)不足以中断电流的方式选择该阈值。该电流仅由有意使电池变暗(例如通过拇指、手或物体)而中断。以此方式，通过有意干预控制所述光活性器件的透光性。根据本发明可电光转换系统的第一个上述变型方式，当施加电压时，所述光活性器件至少部分防止可见光波长范围内的光透射且通过中断电路而使可见光波长范围内的光透射增加。如果在该开关设置中，当存在入射光时电路是闭合的，则光活性器件的透光性降低，由此所述光活性器件显色。通过启动瞬时开关(例如使太阳能变暗而低于阈值)，电路中断并使所述光活性器件的透光性增大-基本与外部照射状态无关。该第一变型方式的转换状态可总结如下
权利要求
1.一种可电光转换系统，其包括-光活性器件，其在照射状态下，至少部分防止可见光波长范围内的光透射且通过切换电路而使可见光波长范围内的光透射增加，和-基于光伏效应的瞬时开关，在所述瞬时开关启动期间提高光的透射，其中可通过启动瞬时开关而基本上不依赖于所述系统的外部照射状态地使光的透射增加。
2.根据权利要求1的可电光转换系统，其中所述瞬时开关包括太阳能电池或由太阳能电池构成。
3.根据权利要求1或2的可电光转换系统，其中当施加电压时，所述光活性器件至少部分防止可见光波长范围内的光透射且通过中断电路而使可见光波长范围内的光透射增加。
4.根据权利要求3的可电光转换系统，其中所述光活性器件包括液晶。
5.根据权利要求4的可电光转换系统，其中所述光活性器件包括至少两个具有相同手性且在类似波长范围内吸收的液晶层。
6.根据权利要求5的可电光转换系统，其中所述光活性器件包括至少两个具有相同手性且在类似波长范围内吸收的手性向列层。
7.根据权利要求4的可电光转换系统，其中所述光活性器件包括聚合物-分散液晶。
8.根据权利要求1或2的可电光转换系统，其中当不施加电压时，所述光活性器件至少部分防止可见光波长范围内的光透射且通过关闭电路而使可见光波长范围内的光透射增加。
9.根据权利要求8的可电光转换系统，其中所述光活性器件为不依赖于所述系统的外部照射状态而在光照下变为深色且通过闭合电路变得基本上透明的光电致变色器件。
10.根据权利要求9的可电光转换系统，其中所述瞬时开关包括光电二极管或由光电二极管构成。
11.一种容器，其包括根据权利要求1-10中任一项的可电光转换系统。
12.根据权利要求11的容器，其中额外提供用于所述瞬时开关的光源。
13.根据权利要求11或12的容器，用于待保护以免受光影响的销售产品。
14.根据权利要求1-10中任一项所定义的可电光转换系统作为容器组件的用途，所述容器在瞬时开关启动期间允许进入其内部的透射光增加。
15.根据权利要求1-10中任一项所定义的可电光转换系统作为用于待保护以免受光影响的物质的容器组件的用途。
16.根据权利要求15的用途，用于包装待保护以免受光影响的销售产品。
17.根据权利要求15的用途，其中所述销售产品为食品、食品增补剂、药物和/或化妆品。
18.包括如权利要求1-10中任一项所定义的可电光转换系统的容器作为用于保护包装于其中的产品以免受光的有害作用的包装的用途。
19.包括如权利要求1-9中任一项所定义的可电光转换系统的容器作为用于提高消费者购买诱惑力的包装的用途。
全文摘要
本发明涉及一种可电光转换系统，其包括光活性器件(2)和按钮(41)；涉及一种包括这类可电光转换系统的容器以及这类可电光转换系统在提供仅在控制干预期间允许通过其内部的光增加的容器中的用途。
文档编号B65D65/16GK102470960SQ201080030688
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月6日 优先权日2009年7月7日
发明者B·埃瓦尔德, D·格哈德, H·希布施特 申请人:巴斯夫欧洲公司