光致变色玻璃中国专利技术现状分析

陈思言

国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心，广东广州 510530

光致变色玻璃以其独特的光感特性，广泛地用于信息存储、建筑用窗、眼镜、传感器、国防等诸多领域。目前玻璃行业的需求结构是以房地产、汽车和出口为主，短期内不会发生改变[1]。光致变色玻璃的需求也将越来越大，光致变色玻璃也将逐渐从研究转向生产到实际应用。

1 光致变色玻璃在中国的专利申请统计分析

笔者在中国专利文摘数据库CPRSABS中，利用关键词和IPC分类号为检索入口进行了全面检索，并进行了人工筛选。截止到2015年5月，总计有235篇中国申请。如图1所示，国内光致变色玻璃申请量自1986-2014年中呈波动式上升。由于专利申请正常情况下是自申请日期满18个月才公布，所以2015年能够看到的申请量还不多。从2004年起，申请量均在10件及以上，在2009-2010年有所回落，在2012-2013年申请量迅速增长。可见，光致变色玻璃的研究还在上升阶段。

国内光致变色玻璃申请中PCT申请83件，占总申请量的35.3%。如图2所示，目前涉及光致变色玻璃的中国专利申请中，主要是中国申请人，占专利申请总量的约55.7%，与所有国外申请人的申请量相当。国外申请人中以美国、法国、韩国、日本等国为主。

从申请人类型上看，申请人分为中、高校及研究机构，企业，个人3种类型，其中企业申请量最多，为159件，中、高校及研究机构申请量为37件，个人申请量为39件。其中，申请量最多是申请人是美国的康宁公司，中国申请人中申请量最多的是中国科学院。总体上，光致变色玻璃的专利申请的主体还是企业，这与目前建筑、汽车等领域的企业快速发展相关，其次是高校及科研机构，这与目前我国还处于新型玻璃的研发为主的阶段相关。

2 光致变色玻璃的专利技术构成

光致变色玻璃主要分为玻璃本体变色和玻璃表面涂覆变色层。玻璃本体变色的玻璃的主要技术特征在于玻璃的组成，是在基础玻璃组分中添加微量着色剂，使玻璃具有光致变色的性能，其优点是耐用，不会在使用过程中发生降解、脱落等情况。玻璃表面涂覆变色层的玻璃的主要技术特征在于涂覆层的制备，是在玻璃表面通过涂覆或者附着具有光致变色的涂料或薄膜，其优点是对普通玻璃均可以通过涂覆或附着的方式使其具有光致变色的性能。

本体变色的光致变色玻璃包括添加过渡金属离子：如专利CN1796321A的玻璃组分中包含Nd2O30.05-1.00mol%；添加铜、银等金属和卤素物：如专利CN1541966A在玻璃组分中添加了变色成分Ag、CuO、Cl、Br。

涂覆变色层的光致变色玻璃包括涂覆有机层和无机层。

其中，有机层包括吡喃并喹啉类、吡喃并喹啉酮类涂层：如CN1886406A由包括至少一种用吡喃并[3，2-c]喹啉结构、吡喃并[3，2-c]喹啉酮结构或它们的混合物构成的光致变色组合物制备眼镜、玻璃窗等制品；茚稠合的萘并吡喃类涂层：如CN1761660A由包含茚并萘并吡喃类的光致变色材料的涂层制备的玻璃制品；螺噁嗪类涂层：如CN1249763A以螺噁嗪、螺吡喃和色烯中的至少一种作为光致变色性能的光致变色着色剂制备的聚合物制成的眼镜镜片、太阳眼镜镜片或车辆或建 筑物的窗玻璃；金属有机配合物涂层：如CN1719527A采用合适的溶剂将K(TCNQ)溶于适配的高分子中后涂于玻璃基片，对该薄膜的可逆光致变色光谱和光存储特性进行了研究。

无机层包括氧化钨层：如CN101386427A利用诱导剂苹果酸制备具有良好光致变色性能的WO3薄膜；过渡金属离子层：CN101024742A将掺杂的氧化锡纳米粒子的水性溶液加入到容器中，在搅拌下加入IB族过渡金属纳米粒子的水性溶液和/或加入IB族过渡金属的化合物，得到具有光致变色和阳光控制性能的水性溶液纳米涂料，该涂料用于玻璃或有机材料表面的涂层，得到具有光致变色和阳光控制性能的玻璃或有机材料。另外，还有部分申请为复合膜：如CN202529991U[2]采用WO3-TiO2组合膜层制备变色汽车玻璃；CN104120394A[3]将Ag/TiO2纳米复合变色材料用于光致变色玻璃。

3 结论

笔者认为，在中国的光致变色玻璃专利申请中，中国企业的专利申请大部分是将光致变色材料如光敏材料、光电材料等变色膜涂覆或者附着于各种玻璃表上的应用发明，而发明点在于光致变色材料本身的较少。国外企业及国内高校、研究院的专利申请大多是对光致变色材料本身的创新发明。由此可见，国内的光致变色玻璃尚处于研究阶段，在企业生产方面还有很大的进步空间，此外，中国企业还应进一步加强专利意识。

[1]中国建筑玻璃与工业玻璃协会.玻璃行业2015年一季度经济运行分析[N].中国建材报，2015.

[2]信义汽车玻璃(东莞)有限公司.变色汽车玻璃：中国，CN202529991U[P].2012-11-14.

[3]左娟.一种Ag/TiO2纳米复合变色材料制备方法：中国，CN104120394A[P].2014-10-29.