單一板玻璃窗層合體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及單一板玻璃窗層合體，所述單一板玻璃窗單元包括具有第一內(nèi)表面和第一外表面的第一玻璃基底、具有第二內(nèi)表面和第二外表面及設(shè)置在所述第二外表面上的熱解低輻射涂層的第二玻璃基底，以及層合在所述第一內(nèi)表面和所述第二內(nèi)表面之間的多層式聚合物型紅外線反射性膜，形成單一板玻璃窗單元。本發(fā)明還公開了形成所述單元的方法。
【專利說明】單一板玻璃窗層合體
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2007年12月19日、申請(qǐng)?zhí)枮?00780049224.X、發(fā)明名稱為“單一板玻璃窗層合體”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明整體涉及單一板玻璃窗層合體以及形成該單一板玻璃窗層合體的方法。

【背景技術(shù)】
[0003]對(duì)節(jié)能窗和玻璃窗系統(tǒng)的需要是已知的。特定類型的窗的選擇取決于包括紫外線、可見光和光學(xué)性能、美學(xué)和氣候條件在內(nèi)的多個(gè)因素。在降溫為主的氣候條件下，具有低陽光得熱系數(shù)和低絕緣特性的玻璃窗單元就足夠了，而在取暖為主的氣候條件下需要適度的太陽得熱以及高絕緣特性。
[0004]在位于沿海地區(qū)的住宅和商業(yè)樓宇中，需要鋼化玻璃來抵御高的風(fēng)應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。在許多這樣的區(qū)域內(nèi)，政府和本地法律要求使用夾層玻璃來提供增加的機(jī)械屬性，以防御如小型發(fā)射物和颶風(fēng)所引起的彈道沖擊和高壓沖擊。將耐刺穿和耐撕裂膜應(yīng)用于非熱強(qiáng)化玻璃以提供安全和保護(hù)。
[0005]低福射(Low-e)涂層反射中到遠(yuǎn)紅外能量并被用于中空玻璃單元。Low_e玻璃窗在以取暖為主的氣候下尤其有用。存在兩種類型的低輻射涂層。熱解低輻射涂層(通常稱為“硬涂層”)被用于玻璃制造過程中，而噴涂低輻射涂層(通常稱為“軟涂層”)被用于玻璃板制造后的真空處理。低輻射硬涂層更耐用并且可以在窗制造之前被無限期地保存。軟涂層通常包含銀或銀合金并且容易受諸如濕氣、鹽分和水分之類的大氣要素的侵蝕。此夕卜，在構(gòu)造窗口過程中，執(zhí)行被稱為“邊緣切除”的操作以減少因這樣的侵蝕而形成的涂層邊緣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明涉及單一板陽光控制玻璃窗層合體以及形成該單一板陽光控制玻璃窗層合體的方法。具體地講，本發(fā)明涉及單一板陽光控制玻璃窗層合體，其包括第一玻璃窗基底和設(shè)置在第一玻璃窗基底上的第一層合層。第二玻璃窗基底被設(shè)置在第二層合層上。多層式聚合物型紅外線反射性膜被層合在第一層合層和第二層合層之間。熱解低輻射涂層被設(shè)置在第一和/或第二玻璃窗基底的外表面上。在一些實(shí)施例中，將紅外線吸收性納米粒子層設(shè)置在多層式聚合物型紅外線反射性膜和玻璃窗基底中的至少一個(gè)之間。
[0007]在第一個(gè)實(shí)施例中，單一板玻璃窗單元包括具有第一內(nèi)表面和第一外表面的第一玻璃基底、具有第二內(nèi)表面和第二外表面及設(shè)置在第二外表面上的熱解低輻射涂層的第二玻璃基底，以及層合在第一內(nèi)表面和第二內(nèi)表面之間的多層式聚合物型紅外線反射性膜，形成單一板玻璃窗單元。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施例中，制造單一板玻璃窗單元的方法包括:提供具有第一內(nèi)表面和第一外表面的第一玻璃基板，提供具有第二內(nèi)表面和第二外表面及設(shè)置在第二外表面上的熱解低輻射涂層的第二玻璃基底，以及在第一內(nèi)表面和第二內(nèi)表面之間層合多層式聚合物型紅外線反射性膜，形成單一板玻璃窗單元。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]結(jié)合附圖并參考以下對(duì)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)說明，可以更全面地理解本發(fā)明，其中:
[0010]圖1為示例性陽光控制玻璃窗層合體的示意性剖視圖；并且
[0011]圖2為另一個(gè)示例性陽光控制玻璃窗層合體的示意性剖視圖。
[0012]附圖未必按比例繪制。圖中所使用的類似標(biāo)號(hào)代表類似的元件。然而應(yīng)當(dāng)理解，用標(biāo)號(hào)表示給定附圖中的元件并非意圖限定另一附圖中標(biāo)有同樣標(biāo)號(hào)的元件。

【具體實(shí)施方式】
[0013]在以下【具體實(shí)施方式】中，將參考構(gòu)成其部分的附圖，并且在這些附圖中，以舉例說明的方式示出了幾個(gè)具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下可以設(shè)想并構(gòu)造出其它實(shí)施例。因此，并不會(huì)局限于以下采用的【具體實(shí)施方式】。
[0014]除非另外指明，否則本文所用的所有科技術(shù)語具有本領(lǐng)域中通常使用的含義。本文所提供的定義是為了方便理解某些本文經(jīng)常使用的術(shù)語，并非旨在限定本發(fā)明的范圍。
[0015]除非另外指明，否則在所有情況下，說明書和權(quán)利要求書中用來表述特征尺寸、數(shù)量和物理特性的所有數(shù)字均應(yīng)理解為由術(shù)語“約”來修飾。因此，除非有相反的指示，否則在前述的說明書和所附權(quán)利要求中提及的數(shù)值參數(shù)均為近似值，這些近似值可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員利用本文所公開的教導(dǎo)內(nèi)容進(jìn)行查找獲得的所需特性而有所不同。
[0016]由端點(diǎn)表述的數(shù)值范圍包括歸入該范圍內(nèi)的所有數(shù)值(如，I至5包括1、1.5、2、
2.75、3、3.80、4和5)以及在此范圍內(nèi)的任何范圍。
[0017]除非所述內(nèi)容明確指出，否則本說明書和所附權(quán)利要求中使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”涵蓋了具有多個(gè)指代物的具體情況。除非本文中有明確的另外規(guī)定，否則本說明書和所附權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“或”通常在其含義中包括“和/或”。
[0018]術(shù)語“聚合物”應(yīng)被理解為包括聚合物、共聚物(例如用兩種或更多種不同單體形成的聚合物)、低聚物以及它們的組合，以及可形成可混溶的共混物的聚合物、低聚物或共聚物。
[0019]術(shù)語“單一板”玻璃窗指由至少兩個(gè)玻璃窗層形成的玻璃窗，該玻璃窗層與設(shè)置在玻璃窗層之間的一個(gè)或多個(gè)夾層層合在一起以形成實(shí)心的一體化玻璃窗單元。
[0020]本發(fā)明涉及單一板陽光控制玻璃窗層合體以及形成該單一板陽光控制玻璃窗層合體的方法。具體地講，本發(fā)明涉及單一板陽光控制玻璃窗層合體，該單一板陽光控制玻璃窗層合體包括第一玻璃窗基底和設(shè)置在第一玻璃窗基底上的第一層合層。第二玻璃窗基底設(shè)置在第二層合層上。多層式聚合物型紅外線反射性膜被層合在第一層合層和第二層合層之間。熱解低輻射涂層被設(shè)置在第一和/或第二玻璃窗基底的外表面上。在一些實(shí)施例中，將紅外線吸收性納米粒子層設(shè)置在多層式聚合物型紅外線反射性膜和玻璃窗基底中的至少一個(gè)之間。但是本發(fā)明并不局限于此，通過下面提供的實(shí)例的討論將獲得本發(fā)明的各個(gè)方面的評(píng)定。
[0021]圖1為單一板玻璃窗單元100的橫截面示意圖。單一板玻璃窗單元或?qū)雍象w100包括第一玻璃窗基底110和第二玻璃窗基底120。第一玻璃窗基底110包括內(nèi)表面111和外表面112。第二玻璃窗基底120包括內(nèi)表面121和外表面122。其中，第一和第二是任意的，并非旨在表明上或下、內(nèi)或外，或者任何其他具體可能的取向或構(gòu)造。
[0022]第一層合層130鄰近第一玻璃窗基底110的內(nèi)表面111設(shè)置,而第二層合層140鄰近第二玻璃窗基底120的內(nèi)表面121設(shè)置。多層式聚合物型紅外線反射性膜150設(shè)置在第一層合層130和第二層合層140之間。熱解低輻射涂層160設(shè)置在第二外表面122上。
[0023]弟一層合層130和弟_■層合層140可以由允許將基底110和120層合到多層式聚合物型紅外線反射性膜150的任何材料形成。在多個(gè)實(shí)施例中，第一層合層130和第二層合層140可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉的多種材料形成，這些材料包括聚乙烯醇縮丁醛(“PVB”)、聚氨酯(“TOR”)、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯以及
SURLYNr樹脂(杜邦公司)。在一些實(shí)施例中，層合層為可紫外線或電子束固化的。PVB是用于層合層的一種優(yōu)選材料。聚氨酯層合層在(例如)美國4，041，208和美國3，965，057中有所描述，其中每個(gè)專利均以與本發(fā)明不沖突的程度以引用方式并入?？勺贤饩€或電子束固化的層合層材料可以商品名CN3100或CN3105從沙多瑪公司商購獲得。層合層的厚度將取決于所需應(yīng)用，但可以是約0.3mm至約1mm。
[0024]單一板玻璃窗層合體100可以通過組裝并隨后層合單獨(dú)的元件而形成，不同的是熱解低輻射涂層160是沉積在第二外表面122上。可以沿著第一玻璃窗基底110設(shè)置第一層合層130。可以將多層式聚合物型紅外線反射性膜150設(shè)置成與第一層合層130接觸。可以將第二層合層140設(shè)置成與多層式聚合物型紅外線反射性膜150接觸，并且可以將第二玻璃窗基底120設(shè)置成與第二層合層140接觸。
[0025]可以將單一板玻璃窗層合體100配置成外觀基本上是透明的，具有小于5的霧度值或甚至小于2的霧度值。在一些情況下，可以將單一板玻璃窗層合體100配置成對(duì)于可見光而言是透明的或至少基本透明的，具有大于50%或70 %，或大于72%的可見透光率?？梢詫我话宀ＡТ皩雍象w100配置成具有小于0.6的陽光得熱系數(shù)和小于0.7的U值。確定這些值的方法在下面的實(shí)例部分中有所描述。
[0026]圖2為另一個(gè)單一板玻璃窗單元200的橫截面示意圖。單一板玻璃窗單元或?qū)雍象w200包括第一玻璃窗基底210 (如上所述)和第二玻璃窗基底220 (如上所述)。第一玻璃窗基底210包括內(nèi)表面211和外表面212。第二玻璃窗基底220包括內(nèi)表面221和外表面222。其中，第一和第二是任意的，并非旨在表明上或下、內(nèi)或外、或者任何其他具體可能的取向或構(gòu)造。第一層合層230 (如上所述)鄰近第一玻璃窗基底210的內(nèi)表面211設(shè)置，而第二層合層240 (如上所述)鄰近第二玻璃窗基底220的內(nèi)表面221設(shè)置。多層式聚合物型紅外線反射性膜250設(shè)置在第一層合層230和第二層合層240之間。熱解低輻射涂層260設(shè)置在第二外表面222上。紅外線吸收性納米粒子層270設(shè)置在第二內(nèi)表面221和多層式聚合物型紅外線反射性膜250之間。顯示紅外線光源275鄰近第一玻璃窗基底210。
[0027]可以通過組裝然后層合單獨(dú)的元件來形成單一板玻璃窗層合體200，不同的是熱解低福射涂層260被沉積于第二外表面222上?？梢匝刂谝徊ＡТ盎?10設(shè)置第一層合層230。多層式聚合物型紅外線反射性膜250可以設(shè)置成與第一層合層230接觸。第二層合層240可以設(shè)置成與多層式聚合物型紅外線反射性膜250接觸，而第二玻璃窗基底220可以設(shè)置成與第二層合層240接觸。紅外線吸收性納米粒子層270可以被涂布或設(shè)置在第二層合層240上或多層式聚合物型紅外線反射性膜250上。
[0028]紅外線吸收性納米粒子層270可以包括聚合物粘合劑層以及設(shè)置或分散在聚合物粘合劑層內(nèi)的紅外線吸收性納米粒子。在某些情況下，聚合物粘合劑層可以單獨(dú)形成，然后沿著多層式聚合物型紅外線反射性膜250設(shè)置。在一些情況下，將聚合物粘合劑層涂布到多層式聚合物型紅外線反射性膜250上。在某些情況下，多層式聚合物型紅外線反射性膜250可以經(jīng)受電暈處理，結(jié)果形成薄的表面處理層。在一些情況下，多層式聚合物型紅外線反射性膜250可以經(jīng)受大約每平方厘米I焦耳的速度的氮電暈處理。已發(fā)現(xiàn)這種電暈處理可以增加層合層的附著力，使得這些層合層不會(huì)在處理過程中分層。在一些情況下，在涂布紅外線吸收性納米粒子層之前可以將附著力促進(jìn)層涂布到多層式聚合物型紅外光反射性膜上。附著力促進(jìn)層為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。
[0029]第一玻璃窗基底和第二玻璃窗基底可以由任何合適的玻璃窗材料形成。在某些情況下，玻璃窗基底可以從在特定波長(包括可見光)處具有理想光學(xué)特性的材料中選取。在一些情況下，玻璃窗基底可以從能透射可見光譜內(nèi)大部分光量的材料中選取。在某些情況下，第一玻璃窗基底和/或第二玻璃窗基底可以各自選自(例如)玻璃、石英、蘭寶石等材料。在特定情況下，第一玻璃窗基底和第二玻璃窗基底都是玻璃。
[0030]在多個(gè)實(shí)施例中，第一玻璃窗基底和第二玻璃窗基底由相同的材料形成并擁有相同、類似或基本上類似的物理、光學(xué)或陽光控制特性。例如，第一玻璃窗基底和第二玻璃窗基底均可以由透明玻璃或綠色有色玻璃形成。在一些實(shí)施例中，第一玻璃窗基底和第二玻璃窗基底由不同材料形成并擁有不同的物理、光學(xué)或陽光控制特性。例如，第一玻璃窗基底可以由透明的玻璃形成，而第二玻璃窗基底可以由綠色有色玻璃形成。
[0031]第一玻璃窗基底和第二玻璃窗基底可以是平面的或非平面的。例如，如果陽光控制玻璃窗層合體旨在用作窗口玻璃窗單元，則可以使用平面的玻璃窗基底。諸如汽車擋風(fēng)玻璃、側(cè)車窗和后車窗之類的車用用途可建議使用非平面的玻璃窗基底?？筛鶕?jù)需要，并且根據(jù)陽光控制玻璃窗層合體的預(yù)期用途，使第一玻璃窗基底和/或第二玻璃窗基底包括附加元件，例如有色、抗亂涂的涂層等等。
[0032]熱解施加的低輻射涂層可以包括諸如氧化錫或摻雜氧化錫(如摻氟氧化錫)之類的材料并且可以稱為“硬涂層”。這些低輻射涂層提高了玻璃窗單元的U值。如上所述，噴涂的“軟涂層”更加難以煅煉。另一方面，熱解低輻射涂層可以被很容易地煅煉并且可以被施加至單一板窗口玻璃窗單元的外側(cè)玻璃窗表面上。由于與環(huán)境耐用性相關(guān)的問題，不可以將噴涂低輻射涂層用于單一板應(yīng)用。通常，噴涂低輻射涂層具有低的輻射率，而由帶噴涂涂層的玻璃構(gòu)造的窗具有低的U值。它們也可以被設(shè)計(jì)用以提供很低的太陽得熱。另一方面，熱解涂覆的低輻射涂層較便宜并且提供適度程度的U值和較高的太陽得熱。
[0033]如上文所討論，單一板玻璃窗層合體包括第一層合層和第二層合層。在一些實(shí)施例中，這些層合層至少部分地由聚乙烯醇縮丁醛形成。這些聚乙烯醇縮丁醛層中的每一個(gè)可以通過已知的水性或溶劑型縮醛化處理形成，其中聚乙烯醇在存在酸性催化劑的情況下與丁醛反應(yīng)。在某些情況下，聚乙烯醇縮丁醛層可以包括聚乙烯醇縮丁醛或由聚乙烯醇縮丁醛形成，該聚乙烯醇縮丁醛可以商品名BUTVARu樹脂從密蘇里州圣路易斯市的Solutia Incorporated 公司商購獲得。
[0034]在某些情況下，聚乙烯醇縮丁醛層可以通過使樹脂和(可任選地)增塑劑混合并通過片材模具擠出混合后的制劑來制備。如果包含增塑劑，那么聚乙烯醇縮丁醛樹脂可以包含約20份至80份、或者可能約25份至60份增塑劑/100份樹脂。適用的增塑劑的實(shí)例包括多元酸或多元醇的酯。適用的增塑劑為二(2-乙基丁酸)三乙二醇酯、二(2-乙基己酸)三乙二醇酯、三甘醇二庚酸酯、四甘醇二庚酸酯、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸己酯環(huán)己酯、己二酸庚酯和己二酸壬酯的混合物、己二酸二異壬酯、己二酸庚酯壬酯，癸二酸二丁酯、如油改性的癸二酸醇酸樹脂之類的聚合物增塑劑，以及如美國專利N0.3，841，890中所公開的磷酸酯和己二酸酯的混合物和如美國專利N0.4，144，217中所公開的磷酸酯和己二酸酯的混合物。
[0035]在多個(gè)實(shí)施例中，多層式聚合物型紅外線反射性膜為多層光學(xué)膜。這些層具有不同的折射率特性，以使得一些光在相鄰層之間的界面處被反射。這些層足夠薄，以使得在多個(gè)界面處被反射的光發(fā)生相長干涉或相消干涉，以使薄膜具有所需的反射或透射特性。對(duì)于設(shè)計(jì)用于反射在紫外、可見、近紅外或紅外波長處的光的光學(xué)膜，通常每個(gè)層的光學(xué)厚度(即，物理厚度乘以折射率)小于約I微米。然而，也可以包括較厚的層，例如薄膜外表面的表層或設(shè)置在薄膜內(nèi)用于分隔層組件的保護(hù)性邊界層。
[0036]多層式聚合物型紅外線反射性膜的反射和透射特性為各層(即，微層)的折射率的函數(shù)。至少在膜內(nèi)的局部位置處可以通過面內(nèi)折射率nx、ny和與膜厚度軸相關(guān)的折射率nz對(duì)每一層進(jìn)行表征。這些折射率分別表示受試材料對(duì)沿互相正交的X軸、y軸和z軸偏振的光的折射率。在實(shí)施過程中，折射率是通過明智的材料選擇和加工條件控制。多層式聚合物型紅外線反射性膜可以通過這樣制備:將通常數(shù)十或數(shù)百層的兩種交替層疊的聚合物A、B共擠出，隨后可選地使多層擠出物穿過一個(gè)或多個(gè)倍增模具，然后拉伸或換句話講取向擠出物以形成最終的膜。所得膜通常由數(shù)十或數(shù)百個(gè)單獨(dú)的層構(gòu)成，這些單獨(dú)的層的厚度和折射率受到調(diào)控，以在期望的光譜區(qū)域內(nèi)(例如在可見光區(qū)、近紅外光區(qū)和/或紅外光區(qū)內(nèi))提供一個(gè)或多個(gè)反射譜帶。為了用適當(dāng)?shù)膶訑?shù)來實(shí)現(xiàn)高反射率，對(duì)于沿著X軸偏振的光，鄰近層優(yōu)選顯示具有至少0.05的折射率差值。在一些實(shí)施例中，如果兩種正交偏振狀態(tài)的光需要高的反射率，則對(duì)于沿著y軸偏振的光，鄰近層也顯示具有至少0.05的折射率差值。在其它實(shí)施例中，折射率差值可以小于0.05或O以生成反射一種偏振態(tài)的垂直入射光并傳輸垂直偏振狀態(tài)的垂直入射光的多層疊堆。
[0037]如果需要，鄰近層之間的折射率差值(對(duì)于沿著z軸偏振的光)也可以受到調(diào)控，以實(shí)現(xiàn)對(duì)斜入射光P-偏振分量所期望的反射特性。為了便于解釋，在多層光學(xué)膜上的任何關(guān)注點(diǎn)處，X軸將被認(rèn)為是在膜平面內(nèi)被取向，使得Anx的量級(jí)最大。因此，Any的量級(jí)可以等于或小于(但不大于)Δηχ的量級(jí)。此外,在計(jì)算差值Δηχ、Any、Δηζ中,起始材料層的選擇由Anx為非負(fù)值這一要求決定。換句話講，形成界面的兩層之間的折射率差值為Anj = ,其中j = x、y或z,并且其中選擇層標(biāo)號(hào)1、2以使得nlx彡n2x,即Δηχ彡O。
[0038]為保持對(duì)以傾斜角度入射的P偏振光的高反射率,可以將層之間的ζ軸折射率失配Ληζ控制為基本上小于最大面內(nèi)折射率差值Δηχ，使得Ληζ < 0.5* Ληχ。更優(yōu)選地，Δηζ < 0.25*Δηχ。量級(jí)為O或接近O的ζ軸折射率失配產(chǎn)生這樣的層間界面,該界面對(duì)于P偏振光的反射率隨入射角的變化為常數(shù)或接近常數(shù)。此外，可以將ζ軸折射率失配Anz控制為與面內(nèi)折射率差值八^相比具有相對(duì)的極性，g卩Ληζ<0。此條件會(huì)產(chǎn)生這樣的界面，該界面對(duì)P偏振光的反射率隨入射角的增加而增大，如同對(duì)S偏振光的情形一樣。
[0039]多層光學(xué)膜已經(jīng)在如下專利中有所描述:例如美國專利3，610，724(羅杰斯(Rogers));美國專利 3，711，176 (小阿爾弗雷(Alfrey, Jr.)等人)，“Highly ReflectiveThermoplastic Optical Bodies For Infrared, Visible or Ultrav1let Light，，(對(duì)紅外、可見或紫外光具有高反射性的熱塑性光學(xué)本體)；美國專利4，446，305 (羅杰斯(Rogers)等人)；美國專利4，540，623 (艾姆(Im)等人)；美國專利5，448，404(史瑞克(Schrenk)等人)；美國專利 5，882，774(瓊澤(Jonza)等人)“Optical Film”(光學(xué)膜)；美國專利6，045，894(瓊澤(Jonza)等人)“Clear to Colored Security Film(透明至彩色安全膜美國專利 6，531，230(韋伯(Weber)等人)“Color Shifting Film”(色移膜)；PCT 公開 W099/39224 (奧德科克(Ouderkirk)等人)“Infrared Interference Filter”(紅外干涉濾波器)；和美國專利公開2001/0022982A1 (尼文(Neavin)等人)“Apparatus ForMaking多層Optical Films”(制備多層光學(xué)膜的設(shè)備)；這些專利均以引用方式并入本文。在這些聚合物多層光學(xué)膜中，在各個(gè)層的構(gòu)成中，主要或?qū)ｉT使用聚合物材料。此類膜可與高產(chǎn)量制造工藝兼容，并且可以制造成大型薄片和卷材。
[0040]多層式聚合物型紅外線反射性膜可以由交替的聚合物層的任何可用的組合形成。在多個(gè)實(shí)施例中，交替的聚合物層中的至少一者是雙折射的和取向的。在一些實(shí)施例中，交替的聚合物層中的一者是雙折射的和取向的，而交替的聚合物層中的另一者是各向同性的。在一個(gè)實(shí)施例中，多層光學(xué)膜由包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(coPET)的第一聚合物型和包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚甲基丙烯酸甲酯的共聚物(coPMMA)的第二聚合物型的交替層形成。在另一個(gè)實(shí)施例中，多層式聚合物型紅外線反射性膜由包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的第一聚合物型和包括聚(甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯)共聚物的第二聚合物型的交替層形成。在另一個(gè)實(shí)施例中，多層式聚合物型紅外線反射性膜由包括二醇化聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PETG-對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和第二二醇部分(例如環(huán)己烷二甲醇)的共聚物)或二醇化聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(coPETG)的第一聚合物型和包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚萘二甲酸乙二醇酯的共聚物(coPEN)的第二聚合物型的交替層形成。在另一個(gè)實(shí)施例中，多層式聚合物型紅外線反射性膜由包括聚萘二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯的共聚物的第一聚合物型和包括聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚(甲基丙烯酸甲酯)共聚物的第二聚合物型的交替層形成。交替的聚合物層的可用組合在美國專利6，352，761中有所公開，該專利以引用方式并入本文。
[0041]如上文就圖2所討論的，單一板層合體也可以包括具有分散于其中的紅外線吸收性納米粒子的聚合物粘合劑層。在多個(gè)實(shí)施例中，聚合物粘合劑層可以包括聚酯和多官能丙烯酸酯，可固化丙烯酸酯，和/或丙烯酸酯/環(huán)氧材料。
[0042]適用于形成聚合物粘合劑層的聚酯可以包括羧酸酯亞單元和二醇亞單元并且可以通過羧酸酯單體分子與二元醇單體分子反應(yīng)生成。每個(gè)羧酸酯單體分子都具有兩個(gè)或更多個(gè)羧酸官能團(tuán)或酯官能團(tuán)，并且每個(gè)二元醇單體分子都具有兩個(gè)或更多個(gè)羥基官能團(tuán)。羧酸酯單體分子可以全部相同，或者可以存在兩種或更多種不同類型的分子。上述情況同樣適用于二元醇單體分子。術(shù)語“聚酯”也包括由二元醇單體分子與碳酸酯的反應(yīng)衍生的聚碳酸酯。
[0043]適用的羧酸酯單體分子包括(例如)2，6-萘二甲酸及其異構(gòu)體；對(duì)苯二甲酸；間苯二甲酸；鄰苯二甲酸；壬二酸；己二酸；癸二酸；降冰片烯二羧酸；雙-環(huán)辛烷二羧酸；1，6-環(huán)己烷二羧酸及其異構(gòu)體；叔丁基間苯二甲酸；偏苯三酸；間苯二甲酸磺酸鈉；2，2’-聯(lián)苯二羧酸及其異構(gòu)體；以及這些酸的低級(jí)烷基(C1,直鏈或支鏈烷基)酯(例如甲酯或乙酯)。
[0044]適用的二元醇單體分子包括:乙二醇；丙二醇；1，4-丁二醇及其異構(gòu)體；1，6-己二醇；新戊二醇；聚乙二醇；二甘醇；三環(huán)癸二醇；1，4-環(huán)己烷二甲醇及其異構(gòu)體；降莰烷二醇；二環(huán)辛二醇；三羥甲基丙烷；季戊四醇；1，4-苯二甲醇及其異構(gòu)體；雙酚A ;1，8-二羥基聯(lián)苯及其異構(gòu)體；以及1，3-雙(2-輕乙氧基)苯。
[0045]可用的聚酯為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。固有粘度為0.74dL/g的PET可得自Eastman Chemical Company of Kingsport, Tennessee (田納西州金斯波特的伊士曼化學(xué)公司)。固有粘度為0.854dL/g的可用PET可得自E.1.DuPont de Nemours & C0.，Inc (杜邦公司)。
[0046]聚合物粘合劑層也可以包括多官能丙烯酸酯鏈段。具體實(shí)例包括由可自由基聚合的丙烯酸酯單體或低聚物制備的那些，如美國專利N0.5，252，694第5欄第35-68行以及美國專利N0.6，887，917第3欄第61行至第6欄第42行中所描述，這些專利均以引用方式并入本文。聚合物粘合劑層也可以包括可固化丙烯酸酯和丙烯酸酯/環(huán)氧材料，如在美國專利N0.6，887，917和美國專利N0.6，949，297中描述的那些，這些專利以引用方式并入本文。
[0047]聚合物粘合劑層包括穿透聚合物粘合劑層分散的紅外線輻射吸收性納米粒子。紅外線輻射吸收性納米粒子可以包含優(yōu)先吸收紅外線輻射的任何材料。適用材料的實(shí)例包括金屬氧化物(例如錫、銻、銦和鋅的氧化物)以及摻雜型氧化物。在某些情況下，金屬氧化物納米顆粒包含:氧化錫、氧化銻、氧化銦、摻雜銦的氧化錫、摻雜銻的氧化銦錫、氧化銻錫、摻雜銻的氧化錫或它們的混合物。在一些實(shí)施例中，金屬氧化物納米顆粒包含氧化銻(ATO)和/或氧化銦錫(ITO)。在一些情況下，紅外線輻射吸收性納米粒子可以包含六硼化鑭或LaB6或者由六硼化鑭或LaB6制成。
[0048]六硼化鑭是有效的近紅外線(NIR)吸收劑，其吸收帶的中心在900nm處?？梢哉{(diào)整紅外線輻射吸收性納米粒子的粒度，使得它們不會(huì)顯著影響聚合物粘合劑層的可見光透光率。在某些情況下，紅外線輻射吸收性納米顆?？梢跃哂腥魏慰捎玫某叽纾鏘至100納米、或30至100納米、或30至75納米。
[0049]本文所述的單一板玻璃窗可以通過這樣制備:將層合層布置在玻璃基底層之間并將多層式聚合物型紅外線反射性膜布置在層合層之間，除去接合面的空氣，然后將組件在高壓釜中經(jīng)受高溫和高壓以使該結(jié)構(gòu)熔合粘合成單一板玻璃窗單元(其為光學(xué)透明結(jié)構(gòu))。所得的單一板玻璃窗單元可以用于(例如)住宅或車輛。
[0050]SM
[0051]實(shí)例中使用以下材料，其中表明:
[0052]CM 875:2密耳(標(biāo)稱)1/4波長的多層紅外反射性膜，其包括224個(gè)PET和coPMMA的交替層，如美國專利6，797，396 (例如，參見實(shí)例5)中所述。
[0053]PR70 =Prestige系列多層紅外反射性窗戶膜，可從3M公司商購獲得。
[0054]Sungateli 500:熱解涂覆的低輻射涂層玻璃(在一個(gè)表面上帶有低輻射涂層)，可得自PPG Industries, PA(賓夕法尼亞州的PPG工業(yè)公司)。
[0055]透明的玻璃:2mm或6mm的透明玻璃，可得自PPG工業(yè)公司。
[0056]通過將膜樣品(夾層)夾在2片0.38mm Saflex RK 11 PVB (聚乙烯醇縮丁醛，可得自Solutia，St.Louis MO(密蘇里州圣路易斯市的Solutia公司))之間，然后將夾層布置在一體式透明玻璃和一體式Sungateli 500之間來制備若干層合層疊件。將具有低輻射涂層的Sungateli 500的表面鄰近PVB設(shè)置或與PVB相對(duì)地設(shè)置。隨后將層合層疊件在空氣中加熱至90°C持續(xù)10分鐘，然后將其輥壓以移除夾帶的空氣。隨后將層合層疊件進(jìn)行如下循環(huán)的熱壓處理(高壓爸可得自Lorimer公司):在25分鐘內(nèi)從Opsig和21°C (70 °F )上升至140psig和138。。(280 0F )，保持30分鐘，使用外部風(fēng)扇在40分鐘內(nèi)冷卻至38。。(100 T )，通風(fēng)使壓力減至Opsig。
[0057]利用Lambdal9分光光度計(jì)(Perkin Elmer, Boston, MA(馬薩諸塞州波士頓市的Perkin Elmer)測量光學(xué)光譜。將光譜導(dǎo)入0ptics5和Window 5.2程序(可得自LawrenceBerkeley Nat1nal Laboratories (勞倫斯伯克力國家實(shí)驗(yàn)室))用于分析玻璃窗系統(tǒng)的熱學(xué)和光學(xué)特性。用Window5.2程序確定諸如可見光透光率(Tvis)、太陽熱增益系數(shù)(SHGC)和U值之類的性能特性。程序可從http://windows, lbl.gov/software/下載。在所有情況下，Sungatew 500基底被認(rèn)為是布置在結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部，而透明的玻璃被認(rèn)為是布置在結(jié)構(gòu)體的外部。這些測量結(jié)果在表I中示出。
[0058]表I
[0059]
透光的玻璃Sungate's 500夾層TvisSHGU值 __(厚度)(低輻射涂層位置)____C (Btu/hr-ft2 F)
16mmPVB 對(duì)側(cè)30 密耳 PVB800.620.68
26mmPVB 對(duì)側(cè)CM 875700.510.66
36mmPVB 對(duì)側(cè)PR 70570.410.66
42mm鄰近 PVBCM 875730.560.72
52mmPVB 對(duì)側(cè)CM 875720.520.56
[0060]因而，公開了單一板玻璃窗層合體的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)知道，可以預(yù)想除公開的那些實(shí)施例之外的實(shí)施例。提供公開的實(shí)施例的目的是為了說明而不是限制，并且本發(fā)明僅僅受以下權(quán)利要求書的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種單一板玻璃窗單兀,包括: 第一玻璃基底，其具有第一內(nèi)表面和第一外表面； 第二玻璃基底，其具有第二內(nèi)表面和第二外表面，以及設(shè)置在所述第二外表面上的熱解低輻射涂層；和 多層式聚合物型紅外線反射性膜，其層合在所述第一內(nèi)表面和所述第二內(nèi)表面之間，形成單一板玻璃窗單元， 其中，所述熱解低輻射涂層包含氧化錫或摻雜氧化錫，所述單一板玻璃窗單元還包括層合在所述第一內(nèi)表面和所述多層式聚合物型紅外線反射性膜之間的至少第一層合層， 其中所述單一板玻璃窗單元還包括層合在所述第一內(nèi)表面和所述多層式聚合物型紅外線反射性膜之間的含聚乙烯醇縮丁醛的至少第一層合層，以及層合在所述第二內(nèi)表面和所述多層式聚合物型紅外線反射性膜之間的含聚乙烯醇縮丁醛的第二層合層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單一板玻璃窗單元，還包括層合在所述第二內(nèi)表面和所述多層式聚合物型紅外線反射性膜之間的第二層合層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單一板玻璃窗單元，其中所述單一板玻璃窗單元的可見光透射率值大于50%,陽光得熱系數(shù)小于0.6并且U值小于0.7。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單一板玻璃窗單元，還包括設(shè)置在所述第二內(nèi)表面和所述多層式聚合物型紅外線反射性膜之間的紅外線吸收性納米粒子層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單一板玻璃窗單元，其中所述紅外線吸收性納米粒子層包含六硼化鑭、氧化鋪錫或氧化銦錫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單一板玻璃窗單元，其中所述多層式聚合物型紅外線反射性膜包括第一聚合物材料和第二聚合物材料的多個(gè)交替聚合物層，并且所述交替層中的至少一者是雙折射和取向的，并且所述交替聚合物層配合以反射紅外線。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單一板玻璃窗單元，其中所述第一聚合物材料包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的共聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單一板玻璃窗單元，其中所述第一外表面面對(duì)紅外線光源。
9.一種制備單一板玻璃窗單兀的方法，包括: 提供第一玻璃基底，所述第一玻璃基底具有第一內(nèi)表面和第一外表面； 提供第二玻璃基底，所述第二玻璃基底具有第二內(nèi)表面和第二外表面以及設(shè)置在所述第二外表面上的熱解低輻射涂層；和 將多層式聚合物型紅外線反射性膜層合在所述第一內(nèi)表面和所述第二內(nèi)表面之間，形成單一板玻璃窗單元， 其中所述單一板玻璃窗單元還包括層合在所述第一內(nèi)表面和所述多層式聚合物型紅外線反射性膜之間的含聚乙烯醇縮丁醛的至少第一層合層，以及層合在所述第二內(nèi)表面和所述多層式聚合物型紅外線反射性膜之間的含聚乙烯醇縮丁醛的第二層合層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括在所述提供第二玻璃基底步驟前將低輻射涂層熱解施加至所述第二外表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括在所述提供第二玻璃基底步驟前將包含氧化錫或摻雜氧化錫的低輻射涂層熱解施加至所述第二外表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述層合步驟包括:通過對(duì)所述第一玻璃基底和所述第二玻璃基底施加熱量和壓力，將多層式聚合物型紅外線反射性膜層合在所述第一內(nèi)表面和所述第二內(nèi)表面之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括將紅外線吸收性納米粒子層設(shè)置在所述第二內(nèi)表面和所述多層式聚合物型紅外線反射性膜之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括將紅外線吸收性納米粒子層設(shè)置在所述第二內(nèi)表面和所述多層式聚合物型紅外線反射性膜之間，其中所述紅外線吸收性納米粒子層包含六硼化鑭、氧化鋪錫或氧化銦錫。
【文檔編號(hào)】C03C17/28GK104191733SQ201410286978
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2007年1月3日
【發(fā)明者】拉古納特·帕蒂亞, 杰施里·塞思 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司