專(zhuān)利名稱(chēng)：玻璃夾層制品和多層制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及夾層制品和多層制品，更具體地，涉及應(yīng)用于例如電致變 色(electrochromic)裝置的低堿玻璃夾層制品和多層制品。
背景技術(shù)：
自然光線(xiàn)的控制是建筑設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題，例如，怎樣最大化室外視野同時(shí)確 保建筑室內(nèi)對(duì)于居住者的舒適感。例如，光線(xiàn)太足會(huì)升高室內(nèi)的溫度和/或亮度。因此， 正在開(kāi)發(fā)能夠從透明變?yōu)榫哂胁煌潭鹊纳{(diào)并能再次變?yōu)橥该鞯拇皯?hù)，例如電致變色窗 戶(hù)，以最小化與玻璃的使用相關(guān)的一種或多種缺陷，例如吸熱和眩光。應(yīng)用于例如汽車(chē)和建筑上的窗戶(hù)必須符合多項(xiàng)安全標(biāo)準(zhǔn)并且通過(guò)機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試， 例如碎片碰撞試驗(yàn)和破壞后風(fēng)力循環(huán)測(cè)試。機(jī)械強(qiáng)度的提升對(duì)窗戶(hù)有利，例如，有利于抵抗 外界環(huán)境。電致變色、光致變色、熱致變色以及低輻射等類(lèi)型的功能材料通常涂覆在厚的鈉 鈣玻璃基體上，所述鈉鈣玻璃基體與第二厚鈉鈣玻璃基體夾層以符合前述的安全指標(biāo)。所 述的基體通常覆蓋有阻擋層以最小化堿金屬含量，例如從基體擴(kuò)散到功能材料中的鈉。然 而，阻擋層任何形式的破損，例如刮痕，都可以讓鈉或堿金屬進(jìn)入功能材料，危及功能材料 的應(yīng)用。鈉鈣玻璃內(nèi)部的缺陷，例如氣泡、刮痕和雜質(zhì)也會(huì)危及功能材料的應(yīng)用。玻璃強(qiáng)度取決于外界溫度、縱橫比、玻璃尺寸、硬度以及載荷時(shí)間。夾層玻璃可以 通過(guò)退火、熱增強(qiáng)和/或充分回火得到額外的性能，例如較好的抗風(fēng)載荷性能、抗碰撞性能 和抵抗熱應(yīng)力性能。對(duì)于制備夾層制品和多層制品而言，最小化堿例如鈉的擴(kuò)散并最大化機(jī)械強(qiáng)度和 透明度是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的夾層制品和多層制品克服上述常規(guī)夾層制品和多層制品的一種或者多 種缺點(diǎn)，并具有如下的一種或者多種優(yōu)點(diǎn)最小化堿擴(kuò)散、例如鈉由玻璃擴(kuò)散到功能材料 中；減少玻璃的缺陷；提高透明度；重量最小化。一個(gè)實(shí)施方式為一種制品，包括熱膨脹系數(shù)為50X10_7°C或更小的玻璃層；置 于玻璃層上的功能材料；基體，包括玻璃、聚合物或其組合，并且基體的厚度大于玻璃層的 厚度；置于基體與玻璃層或功能材料之間的夾層。另一種實(shí)施方式為一種制品，包括氧化鈉含量為10重量％或更少的玻璃層；置 于玻璃層上的電致變色材料、熱致變色材料、光致變色材料、低輻射材料、有效除霧材料、透明導(dǎo)電氧化物材料或其組合；基體，包括玻璃、聚合物或其組合，并且基體的厚度大于玻璃 層的厚度，設(shè)置于基體與玻璃層或功能材料之間的夾層。另一種實(shí)施方式為一種制品，包括，熱膨脹系數(shù)為50X10_7°C或更小的玻璃層； 置于玻璃層上的電致變色材料；以及置于電致變色材料表面上并且不接觸玻璃層的保護(hù)層。本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將在下文中詳細(xì)說(shuō)明，根據(jù)本申請(qǐng)的描述或根據(jù)說(shuō)明書(shū) 及其權(quán)利要求以及附圖內(nèi)容實(shí)施本發(fā)明，部分上述內(nèi)容對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易 見(jiàn)。應(yīng)當(dāng)理解，前述的概述或者下面的詳細(xì)描述僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋?zhuān)⑶覟槔斫?要求保護(hù)的本發(fā)明的本質(zhì)和特性提供一種總體看法或框架。附圖進(jìn)一步解釋了本發(fā)明，并且組成說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖舉例說(shuō)明本發(fā)明的一 個(gè)或者多個(gè)實(shí)施方式，并且與說(shuō)明書(shū)部分一起解釋本發(fā)明的原理和實(shí)施。


通過(guò)如下的詳細(xì)說(shuō)明，或者結(jié)合附圖可以理解本發(fā)明。圖1是一個(gè)實(shí)施方式中的制品示意圖。圖2是一個(gè)實(shí)施方式中的制品示意圖。圖3是一個(gè)實(shí)施方式中的制品示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式將被作出詳細(xì)的介紹，附圖舉例說(shuō)明了所述實(shí)施方式。無(wú) 論在何種情況下，相同的附圖標(biāo)記在圖中指代相同或者相似的部分。一個(gè)實(shí)施方式為分別如圖1和2所示的制品100和200，包括熱膨脹系數(shù)為 50X10_7°C或更小的玻璃層12 ；置于玻璃層上的功能材料10 ；基體16，包括玻璃、聚合物 或其組合，并且基體的厚度大于玻璃層的厚度；置于基體與玻璃層或功能材料之間的夾層 14。另一個(gè)實(shí)施方式為一種制品，包括堿氧化物含量為10重量％或更少的玻璃層； 置于玻璃層上的電致變色材料、熱致變色材料、光致變色材料、低輻射材料、有效除霧材料、 透明導(dǎo)電氧化物材料或其組合；基體可以是玻璃、聚合物或者其組合，并且基體的厚度大于 上述玻璃層的厚度；夾層設(shè)置于基體與玻璃層或功能材料之間。另一個(gè)實(shí)施方式為一種制品，包括氧化鈉含量為10重量％或更少的玻璃層；置 于玻璃層上的電致變色材料、熱致變色材料、光致變色材料、低輻射材料、有效除霧材料、透 明導(dǎo)電氧化物材料或其組合；基體，包括玻璃、聚合物或其組合，并且基體的厚度大于玻璃 層的厚度；以及置于基體與玻璃層或功能材料之間的夾層。另一個(gè)實(shí)施方式為一種制品，包括熱膨脹系數(shù)為50X10_7°C或更小的玻璃層； 置于玻璃層上的電致變色材料；基體，包括玻璃、聚合物或其組合，并且基體的厚度大于玻 璃層的厚度；置于基體與玻璃層或功能材料之間的夾層。另一個(gè)實(shí)施方式為一種制品，包括堿金屬氧化物含量為10重量％或更少的透明 玻璃層，其中透明玻璃層的厚度在0. 5mm和4mm之間；置于透明玻璃層上的電致變色材料；基體，包括玻璃、聚合物或其組合，并且基體的厚度大于透明玻璃層的厚度；以及置于基體 與透明玻璃層或功能材料之間的夾層，所述夾層包括選自聚乙烯醇縮丁醛、UV可固化的樹(shù) 脂、熱塑性塑料、離子性熱塑塑料(thermoplastic ionoplast)、聚碳酸酯、聚氨酯、UV可固 化的聚合物、硅樹(shù)脂或其混合物的材料。根據(jù)一些實(shí)施方式，玻璃層的厚度為4. Omm或更小，優(yōu)選3. 5mm或更小，優(yōu)選3. 2mm 或更小，優(yōu)選3. Omm或更小，優(yōu)選2. 5mm或更小，優(yōu)選2. Omm或更小,優(yōu)選1. 9mm或更小，優(yōu) 選1. 8mm或更小，優(yōu)選1. 5mm或更小，優(yōu)選1. Imm或更小，優(yōu)選在0. 5mm到2. Omm之間，優(yōu)選 在0. 5mm到1. Imm之間，優(yōu)選在0. 7mm到1. Imm之間。盡管以上為示例性的厚度，但是玻璃 層的厚度可以在0. 1到4. Omm之間任意取值，包括小數(shù)位。玻璃層可具有較低的熱膨脹系數(shù)(CTE)，例如50X10_7°C或更小，或者 35 X 10—7°C或更小。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，玻璃層的熱膨脹系數(shù)在20 X 10—7°C到50 X 10—7°C 之間，例如在20X 10_7°c至Ij 35X 10_7°c之間·在某些實(shí)施方式中，玻璃層是透明的。在一個(gè)實(shí)施方式中，夾層包括選自聚乙烯醇縮丁醛、UV可固化的樹(shù)脂、熱塑性塑 料、離子性熱塑塑料、聚碳酸酯、聚氨酯、UV可固化的聚合物、硅樹(shù)脂或其混合物的材料。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，基體包括玻璃、聚合物或其組合。例如，基體可以包括選自浮 法玻璃，可熔融成型的玻璃，鈉鈣玻璃，塑料，聚碳酸酯或其組合的材料。電致變色材料、熱致變色材料、光致變色材料、低輻射材料、有效除霧材料或透明 導(dǎo)電氧化物材料可為單層多層。電致變色功能材料可以包含多層，例如一層或多層電極層， 一層或多層反電極層，一層或多層離子導(dǎo)電層。在一些實(shí)施方式中，所述層包括固體無(wú)機(jī)材 料。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述玻璃層中的堿氧化物含量為10重量％或更少，例如9重 量％或更少，8重量％或更少，5重量％或更少，0. 5重量％或更少。在一個(gè)實(shí)施方式中，堿金 屬氧化物含量在0. 1重量％到10重量％之間。雖然以上為示例性的堿氧化物含量，但是玻 璃層中的堿金屬氧化物的含量可以在0到10重量％范圍內(nèi)任意取值，包括小數(shù)位。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述玻璃層中氧化鈉含量為10重量％或更少，例如9重量％ 或更少，8重量％或更少，5重量％或更少，0. 5重量％或更少。在一個(gè)實(shí)施方式中，氧化鈉含 量在0. 1重量％到10重量％之間。雖然以上為示例性的氧化鈉含量，但是玻璃層中的氧化 鈉含量可以在0到10重量％范圍內(nèi)任意取值，包括小數(shù)位。根據(jù)一些實(shí)施方式，所述制品的結(jié)構(gòu)可以是圖1和2所示結(jié)構(gòu)，但是其他結(jié)構(gòu)也可 以被應(yīng)用于本發(fā)明。例如，夾層可以設(shè)置于基體與玻璃層或功能材料之間。如圖3所示的另一個(gè)實(shí)施方式為制品300，包括熱膨脹系數(shù)為50X10_7°C或更小 的玻璃層18 ；置于玻璃層上的電致變色材料20 ；以及置于電致變色材料層表面并且不與玻 璃層接觸的保護(hù)層22。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，該制品進(jìn)一步包括連接保護(hù)層和玻璃層的密封 材料M，使得保護(hù)層、玻璃層和密封材料一起封套電致變色材料。密封材料可以選自玻璃釉 料、平板玻璃和濺射玻璃。密封材料和保護(hù)層以及玻璃層一起使暴露在環(huán)境中的電致變色 材料的有害影響降到最小，例如在搬運(yùn)和制造窗戶(hù)過(guò)程中，和/或最終產(chǎn)品例如窗戶(hù)在建 筑物或者汽車(chē)上使用時(shí)。在該實(shí)施方式中，電致變色材料可以為多層，例如一層或多層電極層，一層或多層反電極層，一層或多層離子導(dǎo)電層。在一些實(shí)施方式中，所述層可以包括固體無(wú)機(jī)材料。在該實(shí)施方式中，所述玻璃層的厚度可以為4. Omm或更小，例如3. 5mm或更小， 3. 2mm或更小，3. Omm或更小，2. 5mm或更小，2. Omm或更小，1. 9mm或更小，1. 8mm或更小， 1. 5mm或更小，1. Imm或更小，例如在0. 5mm到2. Omm之間，0. 5mm到1. Imm之間，0. 7mm到 1. Imm之間。雖然以上為示例性的厚度，但是玻璃層的厚度可以在0. 1到4. Omm之間任意取 值，包括小數(shù)位。玻璃層可具有較低的熱膨脹系數(shù)(CTE)，例如50 X 10_7 °C或更小，或者 35 X10—7°C或更小。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，玻璃層的熱膨脹系數(shù)在20 X10—7°C到50 X10—7°c 之間，例如在20X 10_7°c至Ij 35X 10_7°c之間·在某些實(shí)施方式中，玻璃層是透明的。保護(hù)層能夠提供化學(xué)或機(jī)械耐久性。保護(hù)層可以是濺射玻璃層或者是玻璃片，例 如，透明的玻璃層或者片。根據(jù)一些實(shí)施方式，保護(hù)層的厚度為4. Omm或更小，例如3. 5mm 或更小，3. 2mm或更小，3. Omm或更小，2. 5mm或更小，2. Omm或更小，1. 9mm或更小，1. 8mm或 更小，1. 5mm或更小，1. Imm或更小，例如在0. 5mm到2. Omm之間，0. 5mm到1. Imm之間，0. 7mm 到1. Imm之間。雖然以上為示例性的厚度，但是保護(hù)層的厚度可以在0. 1到4. Omm之間任 意取值，包括小數(shù)位。保護(hù)層具有較低的熱膨脹系數(shù)(CTE)，例如50X 10_7°C或更小，或35X 10_7°C或 更小。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，保護(hù)層的熱膨脹系數(shù)在20X10_7°C到50X10_7°C之間，或者在 20X1(T7,C至Ij 35X10_7/°C之間。在一些實(shí)施方式中，保護(hù)層是透明的。在一些實(shí)施方式中，電致變色材料可以為多層，例如一層或多層電極層，一層或多 層反電極層，一層或多層離子導(dǎo)電層。在一些實(shí)施方式中，所述層可以包括固體無(wú)機(jī)材料。涂覆功能材料并具有低熱膨脹系數(shù)和低堿玻璃含量的薄玻璃與厚的鈣鈉玻璃進(jìn) 行夾層能夠改善工藝并降低成本。具有低熱膨脹系數(shù)和低堿玻璃含量的玻璃相對(duì)于鈣鈉玻 璃更加耐久，透明度更高，而且制作過(guò)程中缺陷最小化，例如，應(yīng)用于電視顯示器的玻璃。在建筑窗戶(hù)中，商購(gòu)的窗玻璃厚度通常為6mm。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)數(shù)個(gè)夾層工藝中 的一個(gè)使用聚乙烯醇縮丁醛夾層使0. 7mm-l. Imm厚的具有低熱膨脹系數(shù)和低堿玻璃含量 的玻璃與厚度低于6mm的鈣鈉玻璃形成夾層。根據(jù)滿(mǎn)足相應(yīng)運(yùn)輸或建筑標(biāo)準(zhǔn)所需的強(qiáng)度， 可以對(duì)鈣鈉玻璃進(jìn)行退火、熱增強(qiáng)0B)和/或充分回火(FT)。在該實(shí)施例中，鈣鈉玻璃由于可進(jìn)行退火、熱增強(qiáng)(一般強(qiáng)度為退火玻璃的兩倍) 和/或充分回火(一般強(qiáng)度為退火玻璃的四倍)而具有強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)，從而提供運(yùn)輸或建筑標(biāo) 準(zhǔn)所需的額外的機(jī)械強(qiáng)度。由于具有低熱膨脹系數(shù)和低堿玻璃含量的玻璃一般只做退火處 理，因此基體，在本實(shí)施例中為鈣鈉玻璃，使夾層制品的強(qiáng)度得到提高。在本發(fā)明中，玻璃層具有一個(gè)或多個(gè)下述優(yōu)點(diǎn)低堿含量的玻璃降低了為了最小 化鈉/堿的擴(kuò)散而在鈣鈉玻璃上設(shè)置阻隔層的必要性；低堿含量的玻璃增強(qiáng)有機(jī)或無(wú)機(jī)涂 層的性能，例如電致變色涂層，熱致變色涂層、光致變色涂層和低輻射涂層；低堿含量的玻 璃可在高溫下進(jìn)行加工；低堿含量的玻璃在涂覆后可以被切割。薄的低堿含量的玻璃重量 輕并且可以降低與低熱膨脹系數(shù)和低堿含量制品相關(guān)的成本。夾層結(jié)構(gòu)可具有一個(gè)或多個(gè)下述優(yōu)點(diǎn)安全、可靠、隔音、紫外光控制、天氣/自然災(zāi)害下的保護(hù)、耐久性、設(shè)計(jì)的多功能性、安裝便易性和低的視覺(jué)扭曲。夾層結(jié)構(gòu)可以用于 使薄的低堿含量的玻璃與多種基體進(jìn)行夾層。這一步驟也有利于滿(mǎn)足其它性能，例如顏色 或自潔凈功能。本發(fā)明的夾層制品和多層制品可以應(yīng)用于例如用在交通運(yùn)輸(汽車(chē)，火車(chē)，輕軌， 飛機(jī)、公交)和建筑(商業(yè)和住宅)中的電致變色玻璃窗中，以及應(yīng)用于用在建筑(商業(yè)和 住宅)和并網(wǎng)系統(tǒng)中的光伏電池中。本發(fā)明的夾層制品和多層制品可以作為單層窗戶(hù)、雙層窗戶(hù)或三層窗戶(hù)中的最 外、中間或者最內(nèi)層。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該了解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì) 有各種變化和改進(jìn)。因此，本發(fā)明意欲覆蓋落入所附權(quán)利要求書(shū)及其等效物保護(hù)范圍之內(nèi) 的變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種制品，包括熱膨脹系數(shù)為50X10_7°C或更小的玻璃層；置于玻璃層上的功能 材料；基體，包括玻璃、聚合物或其組合，并且基體的厚度大于玻璃層的厚度；以及置于基 體與玻璃層或功能材料之間的夾層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述功能材料選自電致變色材料、熱致變色材 料、光致變色材料、低輻射材料、有效除霧材料、透明導(dǎo)電氧化物材料或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制品，其中，所述電致變色材料、熱致變色材料、光致變色材 料、低輻射材料、有效除霧材料或透明導(dǎo)電氧化物材料包括多層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制品，其中，所述功能材料是電致變色功能材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述玻璃層中氧化鈉的含量為10重量％或更少。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述玻璃層中堿氧化物的含量為10重量％或更少。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制品，其中，所述堿氧化物含量為5重量％或更少。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述玻璃層的厚度為4.Omm或更小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制品，其中，所述玻璃層的厚度為2.Omm或更小。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述夾層包括選自聚乙烯醇縮丁醛、UV可固化 的樹(shù)脂、熱塑性塑料、離子性熱塑塑料、聚碳酸酯、聚氨酯、UV可固化的聚合物、硅樹(shù)脂及其 組合的材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述基體包括選自浮法玻璃，可熔融成型的玻 璃，鈉鈣玻璃，塑料，聚碳酸酯及其組合的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述玻璃層是透明的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中，所述玻璃層是可熔融成型的。
14.一種制品，包括氧化鈉含量為10重量％或更少的玻璃層；置于玻璃層上的電致變 色材料、熱致變色材料、光致變色材料、低輻射材料、有效除霧材料、透明導(dǎo)電氧化物材料或 其組合；基體，包括玻璃、聚合物或其組合，并且基體的厚度大于玻璃層的厚度；以及置于 基體與玻璃層或功能材料之間的夾層。
15.一種制品，包括熱膨脹系數(shù)為50X10_7°C或更小的玻璃層；置于玻璃層上的電致 變色材料；以及置于電致變色材料表面并且不與玻璃層接觸的保護(hù)層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制品，其中，所述玻璃層的厚度為4.Omm或更小。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制品，其中，所述玻璃層的厚度為2.Omm或更小。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制品，其中，所述保護(hù)層提供化學(xué)或機(jī)械耐久性。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制品，其中，所述保護(hù)層是氧化鈉含量為10重量％或更少 的透明玻璃層。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制品，其中，所述保護(hù)層是濺射玻璃層。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制品，其進(jìn)一步包括連接保護(hù)層和玻璃層的密封材料，使 得保護(hù)層、玻璃層和密封材料一起封套電致變色材料。
全文摘要
描述了夾層制品和多層制品，例如應(yīng)用于電致變色裝置的低堿玻璃夾層制品和多層制品。
文檔編號(hào)C03C27/12GK102046372SQ200980119937
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者D·道森-埃利, L·L·赫路克, S·E·德馬蒂諾 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司