專利名稱：已改進(jìn)在無阻擋的玻璃制品應(yīng)用中承受大的應(yīng)力的結(jié)構(gòu)整體性的玻璃層疊制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層壓的玻璃結(jié)構(gòu)。具體地說，本發(fā)明涉及層壓(或?qū)盈B起來)的玻璃結(jié)構(gòu)，即使把它支承在圍繞玻璃制品件的周邊的局部位置或者在玻璃制品件的本體內(nèi)，該結(jié)構(gòu)仍然能夠經(jīng)受大的沖擊和/或大的壓力載荷。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的玻璃安裝結(jié)構(gòu)包括安裝在一個支承結(jié)構(gòu)比如一個框架中或者安裝在支承結(jié)構(gòu)上的玻璃制品件。這樣的玻璃制品件可以包括一個層壓件窗，比如一個玻璃/夾層/玻璃的層壓件窗。已知多種玻璃制品制造方法，并且對于構(gòu)造出商業(yè)和/或居民建筑物的窗，門，或者其它的玻璃制品件來說這些方法是傳統(tǒng)的。例如，這樣的玻璃制品制造方法是外部壓力平板玻璃制品安裝，齊平玻璃制品安裝；海上玻璃制品安裝；可以去掉的止擋件玻璃制品安裝；以及硅樹脂結(jié)構(gòu)玻璃制品安裝(也被稱為無阻擋的玻璃制品安裝)。
例如，美國專利No.4406105描述了一種結(jié)構(gòu)上的玻璃制品系統(tǒng)，從而穿過玻璃制品件可以產(chǎn)生孔，還描述了一種平板件系統(tǒng)，它有穿過孔形成的連接。
已知可以經(jīng)受威脅的窗和玻璃結(jié)構(gòu)，可以采用傳統(tǒng)的玻璃安裝方法構(gòu)造出這些窗和結(jié)構(gòu)。美國專利No.5960606(’606)和美國專利No.4799376(’376)都描述了層壓件窗，把它們制作成可以經(jīng)受大的作用力。在國際公開號WO 98/28515(IPN’515)中，把玻璃層壓件放置在剛硬的通道中，其中鄰近玻璃的彈性材料使得彈性材料與剛硬的通道之間可以做撓曲運(yùn)動。也存在有把玻璃制品面板保持在一起的其它裝置，比如結(jié)合膠帶，襯墊，膩?zhàn)樱约邦愃莆?，可以使用它們把面板緊固到框架上。例如WO 93/002269描述了使用一種變硬的件，圍繞著玻璃層壓件的周邊把它層壓到聚合物夾層上，使該夾層變硬，該變硬的件可以越過玻璃/夾層層壓件的邊緣延伸。在另一個實(shí)施例中，’269描述了使用一個剛硬的件，把該件插進(jìn)在整體的透明體的表面下面的一個通道中，并且穿過該透明體伸展。
然而，能夠經(jīng)受颶風(fēng)作用力和大作用力沖擊的窗和玻璃結(jié)構(gòu)不是沒有問題的。傳統(tǒng)的玻璃制品安裝方法可能要求玻璃制品件在框架中有某些額外的空間，使得間置或者移開玻璃制品件變得容易。盡管附加的空間使得安裝變得容易，但是它們使得玻璃制品件在框架內(nèi)擺動，滾動或者轉(zhuǎn)動。取決于施加到玻璃制品件上的作用力的大小和方向，玻璃制品件可能在框架中由一側(cè)運(yùn)動到另一側(cè)(即，在橫向上運(yùn)動)。在嚴(yán)重的重復(fù)沖擊的條件下和/或在連續(xù)或者不連續(xù)的壓力條件下，玻璃層壓件可能在框架或者結(jié)構(gòu)支承件中以下述方式運(yùn)動可能會形成足夠大的應(yīng)力，逐漸地?fù)p壞窗、并且會把層壓件由框架中拉出。例如，當(dāng)經(jīng)受嚴(yán)重的颶風(fēng)作用力時，在IPN’515的窗中的撓曲運(yùn)動，其中玻璃在剛硬的通道中撓曲，可能逐漸地把層壓件由通道中拉出，從而失去結(jié)構(gòu)的整體性。在’376中，被保持在框架上的玻璃可能破裂或者破碎，失去窗/框架的結(jié)構(gòu)整體性。在WO’269中，如在那里描述的那樣，把硬的外部物體插進(jìn)夾層中可能造成結(jié)構(gòu)在夾層處損壞，當(dāng)經(jīng)受大的應(yīng)力時，在夾層處聚合物會與外部物體接觸。
專利文件WO 00/64670描述了玻璃層壓件，它們利用夾層作為玻璃安裝結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)件，從而在受到應(yīng)力的過程中或者在玻璃的初始破裂之后使得層壓件有更大的結(jié)構(gòu)整體性。
最近的事態(tài)使人們越來越認(rèn)識到在辦公室和居民建筑中抵御炸彈爆炸的安全的重要性。傳統(tǒng)的抗颶風(fēng)玻璃可能不能經(jīng)受在建筑物內(nèi)或者建筑物外面發(fā)生的爆炸的作用力。可能希望有安全措施，這些措施使得玻璃制品單元可以經(jīng)受近處或者在有所述玻璃制品件的建筑物或結(jié)構(gòu)附近的爆炸作用力。進(jìn)而，可能希望實(shí)現(xiàn)這種安全的玻璃安裝，而不損壞建筑物的美觀、或者使得建筑物有一種堡壘狀的外觀。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本發(fā)明涉及一種用于硅樹脂結(jié)構(gòu)玻璃制品(后面把這稱為無阻擋的玻璃制品)的一種玻璃制品件，它包括在支承結(jié)構(gòu)中的透明層壓件，其中，該層壓件包括至少一個安裝裝置，用來把層壓件裝接到支承結(jié)構(gòu)上，其中(1)層壓件包括至少一層玻璃，在玻璃的至少一個表面上把該玻璃直接結(jié)合到一層熱塑性聚合物夾層上；(2)夾層越過層壓件的至少一個邊緣延伸；(3)夾層的延長部分的一個表面結(jié)合到安裝裝置的至少一個表面上；(4)夾層的延長部分的另一個表面結(jié)合到玻璃上；(5)安裝裝置是一個夾子，用來將層壓件在支承結(jié)構(gòu)的保持通道內(nèi)準(zhǔn)直，并且把層壓件保持在該通道內(nèi)；(6)夾子可選地包括至少一個互鎖的延長部分，用來限制層壓件在通道內(nèi)的轉(zhuǎn)動和/或橫向運(yùn)動和/或限制層壓件離開通道的運(yùn)動，其中，玻璃制品不需要用來裝接到支承結(jié)構(gòu)上的外部壓力板。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種玻璃層壓件，它包括一層熱塑性夾層和至少一個在層壓件的周邊定位于一個或多個位置處的安裝裝置，其中，該安裝裝置包括一個保持組件，該保持組件直接結(jié)合到第二熱塑性聚合物上，其中，(a)在玻璃與聚合物直接接觸的交界處第二熱塑性聚合物被結(jié)合到夾層上，(b)在玻璃與聚合物直接接觸的另一個交界處第二種熱塑性聚合物被結(jié)合到玻璃上，且其中，第二熱塑性聚合物可以是與熱塑性聚合物夾層相同的材料，或者可以是與熱塑性聚合物夾層不同的材料。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種采用無阻擋的玻璃制品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)的玻璃幕墻，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括被纜索，繩，掛鉤，或者其它機(jī)械裝置以機(jī)械方式保持在一起的多個玻璃層壓件的安裝單元，還包括沿著層壓件的頂點(diǎn)的周邊在不是頂點(diǎn)的一個或多個位置處的多個保持組件單元，且其中，層壓件還包括角部組件帽蓋，其中帽蓋通過把相鄰的保持組件互鎖在一起把多個玻璃制品單元連接在一起。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種使用無阻擋的玻璃安裝建筑設(shè)計(jì)制作出的玻璃幕墻，這種建筑設(shè)計(jì)包括被纜索，繩，掛鉤，或者其它機(jī)械裝置以機(jī)械方式保持在一起的多個玻璃層壓件的安裝單元，還包括在層壓件的頂點(diǎn)的一個或多個位置處的多個保持組件單元，且其中，幕墻還包括角部組件帽蓋，其中帽蓋通過相鄰的保持組件組的互鎖在一起把多個玻璃制品單元連接在一起，并且其中，(1)層壓件包括至少一層玻璃，在玻璃的至少一個表面上把至少一層玻璃直接結(jié)合到做為夾層的一種乙烯酸共聚物或者它的離子交聯(lián)聚合物上；(2)夾層越過層壓件的至少一個邊緣延伸；(3)夾層的延長部分的一個表面結(jié)合到安裝裝置的至少一個表面上；(4)夾層的延長部分的另一個表面結(jié)合到玻璃上；(5)安裝裝置是位于層壓件的頂點(diǎn)中的一個或多個頂點(diǎn)的至少一個保持組件，其中，該至少一個保持組件直接結(jié)合到第二熱塑性聚合物上，其中，進(jìn)而在一個交界處第二熱塑性聚合物結(jié)合到層壓件的熱塑性夾層上，并且在另一個交界處第二熱塑性聚合物結(jié)合到玻璃上，且其中，第二熱塑性聚合物是一種酸共聚物或者它的離子交聯(lián)聚合物。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種適宜于在無阻擋的玻璃安裝建筑設(shè)計(jì)中使用的玻璃層壓件，它包括透明的層壓件和至少一個用來把層壓件裝接到用于該層壓件的支承結(jié)構(gòu)上的安裝裝置，其中(1)層壓件包括至少一層玻璃，在玻璃的至少一個表面上把玻璃直接結(jié)合到一層熱塑性聚合物夾層上；(2)夾層越過層壓件的至少一個邊緣延伸；(3)夾層的延長部分的一個表面結(jié)合到安裝裝置的至少一個表面上；(4)夾層的延長部分的另一個表面結(jié)合到玻璃上；(5)(a)安裝裝置是一個夾子，用來將層壓件在支承結(jié)構(gòu)的保持通道內(nèi)準(zhǔn)直，并且把層壓件保持在該通道內(nèi)，(b)夾子還包括至少一個互鎖的延長部分，用來限制層壓件在通道內(nèi)的轉(zhuǎn)動和/或橫向運(yùn)動和/或限制層壓件離開通道的運(yùn)動。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種在層疊之后把玻璃層壓件的夾層裝接到安裝裝置上的過程，它包括以下步驟使層壓件的邊緣與一種適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合材料接觸，用來把夾層結(jié)合到安裝裝置上；使安裝裝置與結(jié)合材料的另一個表面接觸，從而使夾層間接地與安裝裝置接觸，形成預(yù)結(jié)合的保持組件；將足夠的熱量或能量加到預(yù)結(jié)合的組件上，使得結(jié)合材料和夾層一起流動；中斷加熱，并且用壓力將組件保持在一起，直到夾層和結(jié)合材料都被冷卻到它們的軟化點(diǎn)以下為止。


圖1是傳統(tǒng)的在框架中的玻璃層壓件；圖2是本發(fā)明的包括玻璃/塑料/玻璃層壓件的玻璃制品件，它包括一個熱塑性的夾層。其中，一個包括成一定角度的豎框(或直欞)(mullion)的框架結(jié)構(gòu)和一個保持組件保持著該層壓件，該保持組件包括一個緊固件和一個成一定角度的兩件的不對稱保持夾緊裝置，層壓件還包括一個由框架結(jié)構(gòu)保持的夾子；圖3是本發(fā)明的包括玻璃/塑料/玻璃層壓件的玻璃制品件，它包括一個熱塑性的夾層。其中，一個包括內(nèi)部保持組件的框架結(jié)構(gòu)保持著該層壓件，該內(nèi)部保持組件包括一個緊固件和一個保持帽蓋，層壓件包括一個由框架結(jié)構(gòu)保持的安裝夾子；圖4示出了本發(fā)明的包括玻璃/塑料/玻璃層壓件的玻璃制品件，它帶有一個安裝夾子和一個成一定角度的豎框，豎框包括一個外部保持組件，以通過安裝夾子保持該層壓件；圖5示出了一個玻璃/塑料/玻璃層壓件，它有四個角部安裝裝置，其中把角部安裝裝置結(jié)合到層壓件的塑料夾層上；圖6示出了圖5的層壓件和安裝裝置的部件分解圖；圖7是本發(fā)明的層壓件的幾個單元和一個保持組件帽蓋的圖；圖8為圖7的部件分解圖；以及圖9示出了角部單元組件的數(shù)碼照片。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了一個傳統(tǒng)的層壓件，它包括玻璃(1)，熱塑性夾層(2)和玻璃(3)，通過中間的結(jié)合層(5)把玻璃裝接到框架(4)上，該結(jié)合層典型地是襯墊、膩?zhàn)?、密封膠帶或者硅樹脂密封劑。
本發(fā)明涉及玻璃制品件，這些玻璃制品件構(gòu)造成用于硅樹脂結(jié)構(gòu)玻璃制品應(yīng)用。在傳統(tǒng)的硅樹脂結(jié)構(gòu)玻璃制品(無阻擋的玻璃制品)應(yīng)用中，為了美觀的原因，把支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成沒有玻璃制品的邊緣被框架夾緊，或者將這種夾緊減到最少，使得人們由外面看窗時不容易看到框架。一個結(jié)果可能是可能不希望有外部壓力板，在玻璃制品技術(shù)中使用這樣的板夾住玻璃制品單元，并且將可以變化的壓力施加在該玻璃制品單元上，把它保持在支承結(jié)構(gòu)中。在許多無阻擋的玻璃制品應(yīng)用中，消除外部壓力板可能是希望的。
本發(fā)明是一種玻璃層壓系統(tǒng)，在無阻擋的玻璃制品建筑應(yīng)用中它采用夾層，用于把層壓件裝接到支承結(jié)構(gòu)上的目的，如在專利文件WO00/64670中所描述的那樣，在這里把該專利結(jié)合進(jìn)來作為參考。在生產(chǎn)用于建筑應(yīng)用的玻璃制品單元的過程中，這些單元包括作為玻璃制品的結(jié)構(gòu)件的夾層，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，把玻璃層壓件的夾層裝接到用于該層壓件的支承結(jié)構(gòu)上可以使無阻擋的玻璃制品單元抵抗嚴(yán)重威脅的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)整體性得到改進(jìn)。
在一個實(shí)施例中，本發(fā)明的玻璃制品單元包括一個安裝裝置，這種安裝裝置使得可以使用一種無阻擋的玻璃安裝設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括一個層壓件，該層壓件具有至少一層玻璃和至少一層熱塑性聚合物夾層，可選地可以將該夾層直接地自結(jié)合到玻璃的至少一個表面上。自結(jié)合指的是，夾層/玻璃的交界面不需要、因此可以不包括任何粘接劑的間置層和/或?yàn)榱双@得適宜于作為一種安全玻璃使用的結(jié)合對玻璃表面作預(yù)先處理。在某些應(yīng)用中，最好沒有任何間置的薄膜或者結(jié)合層。
可在本發(fā)明實(shí)踐中使用的熱塑性聚合物應(yīng)該有如下的性質(zhì)，使得夾層可以對玻璃制品提供傳統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，比如透光，結(jié)合到玻璃上，以及夾層材料的其它已知的和希望的性質(zhì)。在這一方面，傳統(tǒng)的夾層材料對于這里的應(yīng)用可能是適用的。傳統(tǒng)的夾層材料包括熱塑性的聚合物。適用的聚合物包括例如聚乙烯醇縮丁醛(PVB)；聚氯乙烯(PVC)；聚氨酯(PUR)；聚乙酸乙烯酯；乙烯酸共聚物以及它們的離子交聯(lián)聚合物；聚酯；共聚酯；聚醛樹脂；以及在制造玻璃層壓件技術(shù)中已知的其它材料。使用這些材料的兼容的組合的混合材料也可能是適宜的。此外，在本發(fā)明實(shí)踐中使用的一種適當(dāng)?shù)膴A層材料應(yīng)該能夠抵御在極大的應(yīng)力下由支承結(jié)構(gòu)撕開。在本發(fā)明實(shí)踐中使用的適當(dāng)?shù)木酆衔锏谋∑懈叩哪Ａ?，極高的撕裂強(qiáng)度，以及極好的直接結(jié)合到玻璃上的結(jié)合能力。這樣，適用的夾層材料或者材料混合物在高達(dá)大約40℃的溫度下應(yīng)該有至少50MPa儲存楊氏模量(Storage Young’sModulus)。例如，為了提高撕裂強(qiáng)度改變夾層的厚度可能是有用的。盡管許多傳統(tǒng)的熱塑性聚合物用于本發(fā)明的實(shí)際中可能是適用的，但是聚合物最好是一種乙烯酸的共聚物。更可取地，熱塑性聚合物是通過把乙烯和α，β-不飽和的羧酸共聚合得到的一種乙烯酸共聚物，或者它的衍生物。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知在本發(fā)明實(shí)踐中有用的酸的適用的衍生物，并且這些衍生物包括酯，鹽，酸酐，酰胺，腈，以及類似物?？梢园阉岬墓簿畚锿耆蛘卟糠值刂泻统甥}(或者部分鹽)。完全或者部分地中和的酸的共聚物在傳統(tǒng)上被稱為離子交聯(lián)聚合物。適用的共聚物可能包括可選的第三種單體成分，它可以是乙烯基的不飽和羧酸的一種酯。在市場上例如由E.I.DuPont de Nemours & Company例如以Surlyn和Nucrel的商標(biāo)可以買到本發(fā)明實(shí)踐中適用的酸的共聚物。
在本發(fā)明的實(shí)踐過程中，可以通過一種安裝裝置把夾層的邊緣或者直接地裝接到支承結(jié)構(gòu)上，或者間接地裝接到支承結(jié)構(gòu)上。如本發(fā)明實(shí)踐的過程中設(shè)想的那樣，支承結(jié)構(gòu)可以是任何的結(jié)構(gòu)件，或者是結(jié)構(gòu)件的任何組合，它們把玻璃制品件保持在建筑物中的位置，或者支承著玻璃制品件的重量。支承結(jié)構(gòu)可能包括框架，螺栓，螺絲，細(xì)線，纜繩，釘子，卡釘，和/或用來固定或支承玻璃制品件的任何傳統(tǒng)的裝置，或者它們的組合。在本發(fā)明中，“支承結(jié)構(gòu)”可以意味著整個或全部支承結(jié)構(gòu)，或者它可以指的是整個支承結(jié)構(gòu)的一個特定的結(jié)構(gòu)部件或結(jié)構(gòu)件。玻璃制品件方面的本領(lǐng)域技術(shù)人員將由本文中的內(nèi)容知道使用的是哪個具體的含義。如在這里設(shè)想的那樣，夾層的直接安裝意味著把層壓件直接裝接到支承結(jié)構(gòu)或者它的任何件上，其中夾層與支承結(jié)構(gòu)處于直接的和相容的接觸狀態(tài)?？梢杂身敳浚瑐?cè)面，底部，或者通過夾層材料直接把夾層裝接到支承結(jié)構(gòu)上。間接的安裝意味著任何安裝模式，其中夾層與支承結(jié)構(gòu)沒有直接的接觸，而是通過玻璃制品件的至少一個間置結(jié)構(gòu)部件與支承結(jié)構(gòu)接觸。通過一種安裝裝置把夾層間接地裝接到支承結(jié)構(gòu)上在本發(fā)明實(shí)踐中是最可取的。此安裝裝置可以是用來把玻璃層壓件固定到或者限制在框架或其它的支承結(jié)構(gòu)中的任何裝置。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，安裝裝置是一個安裝夾子，可以通過一個結(jié)合過程把該夾子結(jié)合到夾層的一個延長部分上。在本發(fā)明實(shí)踐的過程中，不希望在夾子與層壓件的玻璃層的任何部分之間有任何直接的接觸，且任何這樣的接觸是偶然發(fā)生的。在任何情況下，使夾子與玻璃之間的接觸減到最小可能是優(yōu)選的，為的是減少在應(yīng)力作用下或者在層壓件在支承結(jié)構(gòu)中移動的過程中玻璃的破裂。為了這一目的，夾層由層壓件的邊緣延伸的部分最好形成一個在夾子與玻璃層之間的間置層，從而使得夾子與玻璃不接觸。夾子與夾層接觸的表面可以是平滑的，但是，夾子的表面最好至少有一個突出部和/或一個凹進(jìn)區(qū)域，并且更可取地，有幾個突出部和/或凹進(jìn)區(qū)域，這些部分和區(qū)域可以為結(jié)合提供附加的表面區(qū)域，并且提供與夾層互鎖的機(jī)構(gòu)，以提高夾子與夾層之間粘接結(jié)合，從而使得層壓件/夾子組件有更高的結(jié)構(gòu)整體性。
在另一個實(shí)施例中，可以使用傳統(tǒng)的玻璃層壓件單元產(chǎn)生本發(fā)明的層壓件玻璃制品單元。為了獲得與在其它實(shí)施例中相同或類似的效果，可以把夾層材料結(jié)合到熱塑性材料上，而不必要實(shí)際上使夾層越過層壓件的邊緣延伸。在這個實(shí)施例中，可以把適用于結(jié)合到熱塑性夾層上的熱塑性聚合物材料的窄條定位在層壓件的周邊上，并且對它們加熱，以促進(jìn)層壓件的周邊上的夾層和熱塑性聚合物熔化或者流動，從而使得兩種材料直接接觸，并且混合。當(dāng)冷卻到聚合物的熔點(diǎn)以下時，兩種材料將彼此結(jié)合起來，并因此可有效的實(shí)現(xiàn)玻璃與安裝裝置之間的結(jié)合?？梢栽O(shè)想把夾層結(jié)合到安裝裝置上的其它過程，并且如果通過該過程可以有效地使夾層延伸到層壓件的邊緣以外，這些過程也在本發(fā)明的范圍以內(nèi)。熱塑性聚合物可以是與用作夾層的相同的聚合物，或者它可以是一種不同的材料，該材料在所采用的加工條件下與夾層材料形成足夠強(qiáng)的結(jié)合。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，可以同時實(shí)施把熱塑性窄條結(jié)合到層壓件的玻璃上以及把這些窄條結(jié)合到安裝裝置上。
適宜于在本發(fā)明實(shí)踐過程中使用的結(jié)合過程是可以把夾層結(jié)合到安裝裝置上的任何過程。在本發(fā)明中，“結(jié)合(或粘接)”意味著夾層與安裝裝置之間形成物理的化學(xué)的，和/或機(jī)械的結(jié)合，這種結(jié)合導(dǎo)致安裝裝置與夾層之間的連接(或粘接)?？梢酝ㄟ^物理方式，或者通過化學(xué)方式，或者通過兩者的結(jié)合實(shí)現(xiàn)連接。為了本發(fā)明的目的，物理連接是由夾層與安裝裝置的相互作用形成的連接，其中夾層和/或安裝裝置的化學(xué)性質(zhì)在發(fā)生連接的表面沒有改變。例如，由分子之間的作用力形成的連接是物理連接的一個例子，其中共價的化學(xué)鍵既沒有產(chǎn)生、也沒有被破壞。按照本發(fā)明，為了形成結(jié)合，化學(xué)連接可能要求在夾層與安裝裝置之間的交界面形成和/或斷開共價的化學(xué)鍵。
本發(fā)明的結(jié)合過程最好包括當(dāng)夾子與夾層直接接觸時對夾子加熱的步驟，即，將能量施加到夾子/夾層組件上，從而把聚合物夾層與夾子在夾子與夾層接觸的交界面結(jié)合起來。無需堅(jiān)持這樣的理論，相信這將導(dǎo)致物理結(jié)合，而不是化學(xué)結(jié)合?？梢酝ㄟ^多種方法實(shí)現(xiàn)結(jié)合過程中的加熱，包括使用被加熱的工具；微波能量；或者超聲波加熱夾層和/或安裝夾子，以促進(jìn)結(jié)合。最好在小于大約175℃的溫度下結(jié)合夾子/夾層組件，更可取地在小于大約165℃的溫度下進(jìn)行結(jié)合。最可取地，在由大約125℃到大約150℃的溫度下把夾子/夾層組件結(jié)合起來。一旦結(jié)合起來，夾子/夾層/層壓件形成一個層壓件/夾子組件，可以把該組件配裝到或者裝接到框架或其它的支承結(jié)構(gòu)上。
適宜于在本發(fā)明實(shí)踐中使用的夾子可選地具有機(jī)械互鎖的延長部分，通過與支承結(jié)構(gòu)互鎖，此延長部分可以減少層壓件在框架的通道中或者對著任何剛硬的支承結(jié)構(gòu)件可能出現(xiàn)的運(yùn)動。從而，夾子的延長件可以減小剛硬的支承結(jié)構(gòu)對層壓件作用力，也幫助把層壓件保持在支承結(jié)構(gòu)中或者保持在支承結(jié)構(gòu)上。延長件可以有多種形式和/或形狀，以實(shí)現(xiàn)它的功能。例如，延長件可以形成一個球和座的一部分；它可以形成“C”形，“L”形，或者“T”形形狀，以將它保持在支承結(jié)構(gòu)中，或者它可以是任何種類的延長臂，比如一個掛鉤或者一個夾子。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以設(shè)想延長件的任何設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)使得由支承結(jié)構(gòu)容易固定住層壓件的功能。
為了本發(fā)明的目的，將本發(fā)明的層壓件/夾子組件裝接到一個支承結(jié)構(gòu)上，把該組件用釘子，螺絲，螺栓，膠粘，繩系，或者其它方法限制住，使它不能與該結(jié)構(gòu)脫開。最好，以幾何的方式和/或物理的方式把本發(fā)明的層壓件/夾子組件限制在由框架結(jié)構(gòu)的部件形成的通道內(nèi)。在本發(fā)明實(shí)踐過程中，傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)包括一個豎框，它的功能例如是把玻璃制品件裝接到建筑物上，并且把玻璃制品件保持在建筑物上。
在本發(fā)明實(shí)踐中有用的框架結(jié)構(gòu)包括一個保持組件，該組件的功能是把玻璃制品件抵靠豎框保持在其位置。外部壓力板是結(jié)構(gòu)支承裝置的一個機(jī)械結(jié)構(gòu)件，它抓住玻璃層壓件的邊緣，并把玻璃層壓件保持在通道內(nèi)，并且可以將可變的壓力施加到玻璃邊緣上，以防止在框架通道內(nèi)滑動或移動。在無阻擋的玻璃制品應(yīng)用中，為了美觀的原因最好使由視線看到外部壓力板減到最少，或者完全消除。本發(fā)明的保持組件設(shè)計(jì)成通過層壓件的安裝裝置保持住本發(fā)明的層壓件。本發(fā)明的保持組件對于豎框來說可以是內(nèi)部的或者對于豎框來說可以是外部的。本發(fā)明的保持組件可以是一個夾緊組件，一個帽蓋組件，或者其它類型的組件，它提供了一種方法，將本發(fā)明的玻璃制品件保持在框架結(jié)構(gòu)中，帶有一個附加條件當(dāng)把玻璃制品件完全組裝好時，觀察者不容易看到該保持組件。保持組件還可以包括一個緊固件，該緊固件的功能是將保持組件固定到豎框上。
在另一個實(shí)施例中，本發(fā)明是用于由本發(fā)明的玻璃制品件組裝玻璃幕墻(下面簡稱為“幕墻”)的過程。已經(jīng)知道用于由傳統(tǒng)的玻璃層壓件組裝幕墻的過程。然而，采用在這里描述的層壓件的幕墻不是傳統(tǒng)的，在這里，夾層延伸到層壓件的邊緣的外面，為的是在把層壓件裝接到支承結(jié)構(gòu)上時使用。幕墻結(jié)構(gòu)可能要求使用如在這里描述的無阻擋的玻璃制品。把層壓件裝接到支承結(jié)構(gòu)上同時減少或者消除傳統(tǒng)框架的視覺上的混亂在本發(fā)明實(shí)踐的過程中可能造成一個問題。使得保持本發(fā)明的玻璃制品件所需要的框架的數(shù)量減到最小可能要求一個過程，從而在特定的位置把夾層錨固或者裝接到支承結(jié)構(gòu)上。在一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明是一個過程，它包括通過設(shè)置在層壓件的頂點(diǎn)處的安裝裝置把夾層裝接到支承結(jié)構(gòu)上的步驟。如果層壓件沒有頂點(diǎn)，可以通過使層壓件的形狀內(nèi)接于一個多邊形的內(nèi)側(cè)，延長夾層，并且將安裝裝置定位在假想的多邊形所選定的頂點(diǎn)上來選定安裝裝置的位置。
可以設(shè)計(jì)多種類型的保持裝置抓住暴露的夾層，并且把夾層裝接到支承結(jié)構(gòu)上。例如，可以將保持組件的結(jié)構(gòu)做成通過暴露的夾層抓住層壓件的前面和后面，并且包括一個結(jié)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)件使得可以連接到其它的玻璃制品單元上和/或連接到支承結(jié)構(gòu)上。
替代地，在另一個實(shí)施例中，可以將保持裝置設(shè)計(jì)成使得保持組件僅只抓住玻璃制品件的前面，由此使得支承結(jié)構(gòu)內(nèi)的層壓件可以有更大的運(yùn)動自由度，以響應(yīng)于極端的應(yīng)力比如來自颶風(fēng)的作用力或者來自爆炸的氣浪。這樣增加的運(yùn)動自由度也可以幫助減少脫層，這種脫層可能來自層壓件經(jīng)受的溫度起伏波動。
在圖2所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之一中，玻璃制品件包括玻璃6/夾層7/玻璃8的層壓件；以及一個安裝夾子9。安裝夾子包括一個互鎖的延長部分10，把此延長部分結(jié)合到一種聚合物材料11上，該聚合物材料適宜于進(jìn)行結(jié)合，并且把它與夾層7結(jié)合起來。一個帶一定角度的框架結(jié)構(gòu)12保持并支承著玻璃制品件，該框架結(jié)構(gòu)包括一個帶一定角度的框架結(jié)構(gòu)件13和一個帶一定角度的內(nèi)部的保持夾緊組件14，該夾緊組件進(jìn)而包括不對稱的兩件夾緊裝置15和一個緊固件16。安裝夾子可選地包括一個襯墊17，對著框架為安裝夾子9加上軟墊?？梢允褂妹芊馕?8填滿由玻璃制品件形成的通道。
在圖3所示的另一個實(shí)施例中，玻璃制品件包括玻璃19/夾層20/玻璃21的層壓件；以及一個安裝夾子22。安裝夾子包括一個互鎖的延長部分23，把此延長部分結(jié)合到一種聚合物材料24上，該聚合物材料適宜于進(jìn)行結(jié)合，并且把它與夾層20結(jié)合起來。一個帶一定角度的框架結(jié)構(gòu)25保持并支承著玻璃制品件，該框架結(jié)構(gòu)包括一個框架結(jié)構(gòu)件26和一個內(nèi)部的保持帽蓋組件27，該帽蓋組件進(jìn)而包括一個帽蓋28和一個緊固件29。安裝夾子可選地包括一個襯墊30，對著框架為安裝夾子22加上軟墊?？梢允褂妹芊馕?1填滿由玻璃制品件形成的通道。
在圖4所示的優(yōu)選實(shí)施例中的另一個實(shí)施例中，外部的保持組件33把本發(fā)明的玻璃制品件固定到支承結(jié)構(gòu)32上，把該保持組件緊固到帶一定角度的豎框34的外表面上。該保持組件有一個開口的通道35，可以將玻璃制品件配裝到該通道中，并且固定在該通道中。
在又一個實(shí)施例中，本發(fā)明可以包括如在圖5中示出的角部保持組件36。該角部組件包括至少一個后部件37和至少一個前部件38，該后部件是可選的，如果存在，它在層壓件的至少一個角部定位于層壓件的后面，而前部件在層壓件的一個或多個角部定位于層壓件的前面，但是至少在如后部件的每個角部，如在圖6中所示出的那樣。將聚合物材料的窄條39，40設(shè)置在后部件與玻璃的后表面之間，并且設(shè)置在前部件與玻璃的前表面之間。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，聚合物材料是與用于夾層的材料相同的材料。后部件和前部件的功能是一起抓住層壓件，并且通過熱塑性的夾層把層壓件結(jié)合起來。后部件和前部件設(shè)計(jì)成使用把各件連接在一起的任何裝置把它們裝配在一起。
在一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中，層壓件的角部是鈍的，從而有一個變平的表面，可以把角部組件的各件安裝在那里，如在圖6中所示出的那樣。將第三個聚合物窄條41用做在層壓件的邊緣與角部組件之間的一個間置層。第三個聚合物窄條最好與其它的聚合物窄條相同。以上述方式把聚合物窄條與角部組件結(jié)合在一起，并且結(jié)合到層壓件上。在組件的任何一個部件中，與聚合物接觸的表面可選地可以有不規(guī)則的部位，和/或凹槽，和/或突出部，和/或凹進(jìn)部分，和/或任何這樣的表面強(qiáng)化，它們可以提供增大的表面積，和/或?qū)崿F(xiàn)與聚合物的機(jī)械方式的互鎖，以在組件與聚合物之間提高連接水平。
可以以這樣的方式構(gòu)造出任何數(shù)量的層壓件，從而形成層壓件的墻壁。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，可以設(shè)置角部組件的帽蓋42，將四個分開的層壓件單元的四個角部蓋起來，如在圖7中所示出的那樣。角部組件的帽蓋包括角部帽蓋43和一個緊固件44。角部組件的帽蓋可以幫助提供由玻璃層壓件構(gòu)成的墻壁中的分開的層壓件單元的穩(wěn)定。
圖8示出了在圖7中示出的四件的層壓件單元的部件分解圖。
圖9示出了角部組件36的圖，已經(jīng)使用一種熱塑性聚合物材料把該角部組件結(jié)合到玻璃層壓件上，那種熱塑性聚合物材料也被用做夾層材料。
本發(fā)明的層壓件有極好的耐久性，承受沖擊的能力，粗糙度，以及一旦玻璃被打破時夾層承受玻璃所產(chǎn)生的裂口的能力。本發(fā)明的層壓件在經(jīng)受颶風(fēng)和風(fēng)暴的建筑物以及在其中希望保護(hù)它們承受例如由爆炸產(chǎn)生的高壓沖擊波的全部作用力的一些結(jié)構(gòu)的建筑應(yīng)用中特別有用。通過夾層裝接到一個框架中的本發(fā)明的層壓件對于在這樣的應(yīng)力作用或攻擊之后由框架被撕開有更大的抵御能力。本發(fā)明的層壓件的起霧很少，并且有極好的透明度。這些性質(zhì)使得本發(fā)明的玻璃制品件作為建筑玻璃很有用，并且可以包括例如用于降低太陽光線，控制聲音，安全和保安有用的部件。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，將夾層設(shè)置在玻璃板之間，從而以下述方式暴露出夾層可以將夾層裝接到周圍的支承結(jié)構(gòu)上?？梢砸匝刂鴮訅杭闹苓呥B續(xù)的方式把夾層裝接到支承結(jié)構(gòu)上。替代地，可以在圍繞層壓件的周邊在不同的點(diǎn)以不連續(xù)的方式把夾層裝接到結(jié)構(gòu)支承件上?？紤]通過夾層以任何方式把層壓件裝接到框架上都在本發(fā)明的范圍以內(nèi)。例如，圍繞層壓件的框架可以包含夾層材料，這種材料可以與層壓件結(jié)合，并且也與框架結(jié)合；可以以機(jī)械的方法例如用螺絲，掛鉤，釘子，或者夾緊裝置把層壓件錨固到框架上。機(jī)械安裝包括對于層壓件任何的物理限制手段，可以通過開縫，裝配，或者模塑一個支承件把夾層保持在結(jié)構(gòu)支承件內(nèi)的位置實(shí)現(xiàn)。
可以通過傳統(tǒng)的方式把夾層結(jié)合到玻璃板上，這包括對結(jié)構(gòu)加熱和加壓。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，不用施加高壓就可以把夾層結(jié)合到結(jié)構(gòu)上。
本發(fā)明的一個優(yōu)選的層壓件是透明的層壓件，它包括兩層玻璃和一層中間的熱塑性聚合物夾層，該夾層可以自結(jié)合到玻璃表面的至少一個表面上。該夾層最好在0.3Hz和25℃下有50-1000MPa(兆帕)的儲存楊氏模量，最好為由大約100到大約500MPa，如按照ASTM D5026-95a確定的那樣。在高達(dá)40℃的溫度下，夾層的儲存楊氏模量應(yīng)該保持在50-1000MPa的范圍內(nèi)。
可以按照在本技術(shù)中已知的傳統(tǒng)過程制備層壓件。例如，在一種典型的過程中，將夾層放置在兩片尺寸為12寸×12寸(305毫米×305毫米)并且標(biāo)稱厚度為2.5毫米的韌化的浮法玻璃之間，這些玻璃已經(jīng)在軟化水中洗滌并漂洗過。隨后將玻璃/夾層/玻璃組件在一個設(shè)定在90-100℃的烘箱中加熱30分鐘。然后，使它通過一組軋輪(進(jìn)行滾壓)，從而可以把玻璃與夾層之間的空隙中的大部分空氣擠壓出去，并且將組件的邊緣密封起來。在這一階段的組件被稱為預(yù)壓件。隨后把預(yù)壓件放置在一個空氣壓熱爐中，在那里溫度升高到135℃，且壓力升高到200psig(14.3巴)。維持這樣的條件20分鐘，然后，使空氣冷卻，同時不向壓熱爐添加任何更多的空氣。在冷卻20分鐘之后壓熱爐中的空氣溫度低于50℃時，抽空多余的空氣壓力。玻璃層壓件領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會知道這一過程的明顯改型，設(shè)想這些明顯的改型適宜于在本發(fā)明實(shí)踐的過程中使用。
最好，層壓件的夾層是一種離子交聯(lián)聚合物樹脂的薄片，其中離子交聯(lián)聚合物樹脂是乙烯和甲基丙烯酸或者丙烯酸的聚合物的一種不溶于水的鹽，它按重量包含大約14-24％的酸，并且包含大約76-86％的乙烯。該離子交聯(lián)聚合物的特征還在于具有用一種金屬離子最好為鈉離子中和的約10-80％的酸，并且，該離子交聯(lián)聚合物的熔化指數(shù)大約為0.5-50。按照ASTM D1238在190℃下確定熔化指數(shù)。在美國專利No.3404134中公開了離子交聯(lián)聚合物樹脂的制備?？梢允褂靡阎姆椒ǐ@得有適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)性質(zhì)的離子交聯(lián)聚合物樹脂。然而，當(dāng)前市場上可以得到的酸的共聚物的酸含量都沒有大于大約20％。如果當(dāng)前市場上可以得到的酸的共聚物和離子交聯(lián)聚合物樹脂的行為可以預(yù)計(jì)出酸含量更高的樹脂的行為，那么，酸含量高的樹脂應(yīng)該適宜于在這里使用。
按照ASTM D-1003-61使用Hazeguard XL211混濁度測量計(jì)或者Hazeguard Plus混濁度測量計(jì)(BYK Gardner-USA)測量本發(fā)明的層壓件的起霧度和透明度。百分起霧度是散射光的傳輸量與總的光傳輸量的百分比?？紤]到適宜于建筑和運(yùn)輸?shù)膽?yīng)用，要求層壓件的夾層有至少90％的透明度，并且起霧度要小于5％。
在本發(fā)明實(shí)踐過程中，使用底層或者結(jié)合層是可選的。去掉使用底層可以去掉一個加工步驟，并且降低加工成本，這可能是優(yōu)選的。
可以使用標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)形成樹脂夾層薄片。例如，可以使用加壓模塑，注塑，擠壓和/或砑光。最好使用傳統(tǒng)的擠壓技術(shù)。在一種典型的過程中，適宜于在本發(fā)明中使用的離子交聯(lián)聚合物樹脂可以包括再生的離子交聯(lián)聚合物樹脂，也包括新鮮的(從來沒有使用過的)離子交聯(lián)聚合物樹脂。可以把添加劑比如著色劑，抗氧化劑以及紫外穩(wěn)定劑加進(jìn)傳統(tǒng)的擠壓機(jī)中，并進(jìn)行熔化混合，并且為了除去污染物使它們通過一個料筒類型的熔化過濾器?？梢詫θ刍镞M(jìn)行擠壓使它們通過一個模具，并把它們通過砑光滾輪拉出，以形成大約0.38-4.6毫米厚的薄片。可以在離子交聯(lián)聚合物樹脂薄片中使用的典型著色劑例如為減少黃色的發(fā)藍(lán)劑，或者增白劑，或者添加后可以對玻璃著色或者控制太陽光的著色劑。
擠壓之后的聚合物薄片可以有光滑的表面，但是最好有變粗糙的表面，以有效地在進(jìn)行層疊的過程中將大部分空氣由層壓件的表面之間除去。這可以例如通過在擠壓之后對薄片進(jìn)行機(jī)械壓紋或者通過在擠壓薄片或類似物的過程中進(jìn)行熔體破壞來實(shí)現(xiàn)?？梢酝ㄟ^任何傳統(tǒng)的方法比如對于預(yù)層疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行滾輪加壓，真空裝袋(vacuumbagging)，或者進(jìn)行高壓加熱將空氣由層壓件的層之間除去。
附圖并不代表被認(rèn)為是在本發(fā)明范圍內(nèi)的所有變型。對于玻璃制品件制造領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會知道如何將本發(fā)明內(nèi)容結(jié)合進(jìn)傳統(tǒng)的工藝中，而不偏離在這里描述的本發(fā)明的范圍。相信玻璃/夾層/玻璃層疊組件的任何改型都在本發(fā)明的范圍以內(nèi)，在這些改型中可以將框架裝接到夾層上，或者直接裝接到夾層上、或者間接地通過一個中間層例如一個結(jié)合層裝接到夾層上。
對于建筑應(yīng)用，層壓件可以有兩層玻璃和一層熱塑性聚合物夾層。多層的夾層是傳統(tǒng)的，并且可能適宜于這里的應(yīng)用，只要可以將這些層中至少一層裝接到支承結(jié)構(gòu)上即可，如在這里描述過的那樣。本發(fā)明的層壓件可以有大約3-30毫米的總厚度。夾層可以有大約0.38-4.6毫米的厚度，并且每層玻璃至少為1毫米厚。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，可以直接將夾層自結(jié)合到玻璃上，即，在玻璃與夾層之間不使用中間結(jié)合層或涂層。也可以使用其它的層疊結(jié)構(gòu)，比如多層玻璃和熱塑性夾層；或者帶有一層熱塑性夾層的單層玻璃，已經(jīng)把一層耐用的透明塑料膜結(jié)合到該夾層上?？梢杂脗鹘y(tǒng)的耐磨損的涂層涂布任何上述的層壓件，在領(lǐng)域內(nèi)已知這樣的涂層。
可以由各種材料比如木材；金屬，比如鋁或者鋼；以及多種高強(qiáng)度的塑料包括聚氯乙烯和尼龍制造框架和/或安裝裝置。取決于所使用的材料和安裝的類型，可能要求也可能不要求框架覆蓋層壓件，以便在框架與層壓件的夾層之間獲得相當(dāng)剛硬的結(jié)合。
可以由在玻璃制品技術(shù)中可供使用的對于無阻擋的玻璃制品系統(tǒng)有用的設(shè)計(jì)中選擇結(jié)構(gòu)支承件?？梢允褂没蛘卟皇褂媒Y(jié)合材料把層壓件裝接到或者固定到框架上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由離子交聯(lián)聚合物樹脂制成的夾層可以牢固地自結(jié)合到大多數(shù)框架材料比如木材，鋼，鋁和塑料上。在某些應(yīng)用中，沿著框架的邊緣可能希望使用附加的緊固件，比如螺絲，螺栓，以及夾緊裝置。把安裝裝置固定到框架上的任何裝置適宜于在本發(fā)明中使用。
在制備本發(fā)明的玻璃制品件的過程中，高壓加熱是可選的?？梢允褂迷诒炯夹g(shù)中已經(jīng)很好知道的步驟比如滾壓；真空環(huán)或袋預(yù)加壓；或者真空環(huán)或裝袋；制備本發(fā)明的層壓件。在任何情況下，使組分層緊密地接觸，并且把它們加工成最后的層壓件，該最后的層壓件沒有氣泡，并且有好的光學(xué)性質(zhì)和足以在應(yīng)用的使用壽命期間確保層壓件的性能。在這些過程中，目的是將大部分空氣由玻璃與塑料層之間擠壓出去，或者迫使大部分空氣由玻璃與塑料層之間出去。在一個實(shí)施例中，框架可以用作一個真空環(huán)。施加外部壓力除了把空氣驅(qū)除出去以外，還使得玻璃和塑料層直接接觸，并且促進(jìn)結(jié)合。
為了在沿海岸區(qū)域的建筑應(yīng)用，玻璃/夾層/玻璃的層壓件必須通過一種模擬的颶風(fēng)沖擊和循環(huán)檢驗(yàn)，這種檢驗(yàn)測量層壓件承受碎片沖擊和風(fēng)壓循環(huán)的承受能力。一種當(dāng)前可以接受的檢驗(yàn)按照SouthFlorida Building Code Chapter 23，section 2315用于風(fēng)產(chǎn)生的碎片的沖擊試驗(yàn)。按照1994年注冊的Table 23-F of section 2314.5確定疲勞載荷試驗(yàn)。這個試驗(yàn)?zāi)M了在惡劣氣候中例如在颶風(fēng)中風(fēng)加上空氣產(chǎn)生的碎片沖擊的作用力。對一個層壓件的35英寸×50英寸(88.9×127厘米)樣品進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)包括在層壓件上的兩次沖擊(一次在層壓件樣品的中心，接著第二次沖擊在層壓件的角部)。通過以50英尺/秒(15.2米/秒)的速度由一個空氣壓力炮筒發(fā)射標(biāo)稱尺寸為2英寸(5厘米)乘以4英寸(10厘米)和8英尺(2.43米)長的9磅(4.1公斤)重的板實(shí)現(xiàn)這些沖擊。如果層壓件能夠經(jīng)受住上述的沖擊序列，它就是經(jīng)受住了空氣壓力循環(huán)檢驗(yàn)。在這個檢驗(yàn)中，把層壓件牢固地固定到一個腔室上。在正壓檢驗(yàn)中，以沖擊側(cè)朝外把層壓件緊固到腔室上，并且將真空加到腔室上，隨后按照表1中所述的循環(huán)次序改變。在表1中示出的壓力循環(huán)步驟，以最大壓力(P)的分?jǐn)?shù)給出。在這種檢驗(yàn)中，P等于70PSF(磅每平方英尺)，或者3360帕。前3500個循環(huán)和接續(xù)的循環(huán)中的每個循環(huán)在大約1-3秒鐘內(nèi)完成。在完成正壓檢驗(yàn)序列之后，將層壓件倒轉(zhuǎn)，使沖擊側(cè)朝里面對著腔室，進(jìn)行檢驗(yàn)的負(fù)壓部分，且并且按照下面的循環(huán)次序施加真空。數(shù)值以負(fù)值(-)表示。
表1

*絕對壓力水平，其中P為每平方英尺70磅(3360帕)。
當(dāng)沒有撕裂或者沒有長度超過5英寸(12.7厘米)并且寬度超過1/16英寸(0.16厘米)的開口時，層壓件就通過了沖擊和循環(huán)檢驗(yàn)。
其它的應(yīng)用可能要求另外的檢驗(yàn)，以便確定玻璃制品件是否適宜于那個具體的應(yīng)用。玻璃制品膜和相應(yīng)的支承結(jié)構(gòu)可以以三種損壞模式之一損壞1.由于施加到玻璃制品件或者圍繞的結(jié)構(gòu)上的作用力，玻璃制品膜破損(撕裂或者形成洞)。
2.將玻璃制品膜由支承結(jié)構(gòu)拉開，失去了結(jié)構(gòu)整體性，使得玻璃制品膜不再能提供所要求的功能，一般是遮擋功能。
3.由于在它的構(gòu)造內(nèi)失去整體性或者在支承結(jié)構(gòu)與圍繞的結(jié)構(gòu)之間失去了整體性，支承結(jié)構(gòu)損壞。
上面定義的中只有損壞模式1和/或2是本發(fā)明的目的。
在這里將最佳化的系統(tǒng)定義為當(dāng)把最大的預(yù)期‘成脅’加到玻璃安裝系統(tǒng)上時玻璃安裝系統(tǒng)的任何部件/子部件中不出現(xiàn)任何損壞的系統(tǒng)。當(dāng)超過某個閾值時，理想的損壞模式是在上面的損壞模式1與2之間實(shí)現(xiàn)平衡的模式。如果玻璃制品膜自身能夠經(jīng)受的被施加的作用力或能量比支承結(jié)構(gòu)保持玻璃制品件的能力明顯地更大，就是玻璃制品件的‘填充’設(shè)計(jì)過度了，或者說玻璃制品支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不足。反過來也是對的。
示例這些示例僅只是為了說明的目的，不希望它們限制本發(fā)明的范圍。
示例1到3和比較例C1到C3通過下述的方法制備出傳統(tǒng)的玻璃層壓件。用去離子水洗滌尺寸為300毫米×300毫米(12英寸見方)的兩片韌化的玻璃，并且把它們干燥。把一片(2.3毫米厚)的離子交聯(lián)聚合物樹脂放置在兩片玻璃之間，該離子交聯(lián)聚合物樹脂由81％的乙烯和19％的甲基丙烯酸構(gòu)成，37％的酸被中和并且用鈉離子作為替換離子，離子交聯(lián)聚合物樹脂的熔化指數(shù)為2。圍繞著預(yù)層疊組件設(shè)置一個尼龍真空袋，從而可以由它們之間基本上將空氣抽走(將袋內(nèi)的空氣壓力降低到低于100毫巴的絕對壓力)。在一個對流空氣烘箱中把被裝袋的預(yù)層壓件加熱到120℃，并且保持30分鐘。使用一個冷卻風(fēng)扇將層壓件冷卻到環(huán)境溫度，并且使層壓件與真空源脫開連接，并將袋移開，獲得玻璃與夾層充分結(jié)合起來的層壓件。
以與上述的相同的方式制備本發(fā)明的層壓件，只是有下面的區(qū)別。在某些示例中，在把離子交聯(lián)聚合物薄片(2.3毫米厚)裝配在盒子內(nèi)部從而將里面‘加上襯墊’之后，把本申請的如在圖6和9中所示的三角形的‘角部盒子’保持組件放置在層壓件的每個角部上，該保持組件的壁厚為0.2毫米，尺寸為50毫米×50毫米×71毫米(內(nèi)部開口10毫米)。把組件放進(jìn)真空袋中，并進(jìn)行上面的過程，直接結(jié)合到夾層上。為了更好地確保層壓件沒有空隙區(qū)，即，夾帶的氣泡和在離子交聯(lián)聚合物與玻璃表面之間沒有接觸的區(qū)域，并且使離子交聯(lián)聚合物與‘角部盒子’的內(nèi)側(cè)之間實(shí)現(xiàn)好的流動性能和接觸，隨后將所有的層壓件放進(jìn)空氣壓熱器中，作進(jìn)一步的處理。在15分鐘內(nèi)將在壓熱器中的壓力和溫度由環(huán)境條件升高到135℃和200psi。將這個溫度和壓力保持30分鐘，隨后在20分鐘內(nèi)將溫度降低到40℃，從而使壓力降低到周圍的大氣壓力，并且將單元移開。
組裝一個檢驗(yàn)裝置以測量膜的整體程度，該檢驗(yàn)裝置與在SAERecommended Practice J-2568(作為附錄附在后面)中描述的裝置類似。該裝置由一個液壓缸體構(gòu)成，帶有把半球形的金屬錘頭(直徑為200毫米)以垂直的方式驅(qū)動進(jìn)入每個玻璃制品件樣品的中心的集成負(fù)載池，測量作用力/偏轉(zhuǎn)特性。用裝接到錘頭上的一個細(xì)線電位計(jì)(a string-potentiometer)測量偏轉(zhuǎn)?；蛘哂脟@周邊僅只在角部抓住樣品的一個金屬框架或者用想要獲得性能信息的任何構(gòu)形支承玻璃制品件樣品。通過到有適當(dāng)?shù)男Ｕ蜃拥挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)的接口獲取數(shù)據(jù)。隨后可以對數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的處理，計(jì)算出以牛頓(N)為單位的所施加的最大作用力(F最大)和偏轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)的積分可以導(dǎo)出在達(dá)到玻璃制品或者支承結(jié)構(gòu)的損壞點(diǎn)所消耗的總能量。在層壓件破裂之后對層壓件進(jìn)行檢驗(yàn)為的是更精確地測量夾層安裝系統(tǒng)的承受負(fù)載的能力。
示例C1是韌化的玻璃板(10毫米)，對它施加應(yīng)力直到破裂。試驗(yàn)玻璃制品有標(biāo)準(zhǔn)的安裝，在所有四個側(cè)面都采用典型的邊緣抓住量(即，框架與玻璃重疊)的框架將玻璃制品抓住，并且用一種彈性的襯墊加墊。
示例C2為一種預(yù)先破裂的90-mil的聚乙烯醇縮丁醛(PVB)層壓件。該層壓件的結(jié)構(gòu)是一種典型的夾板設(shè)計(jì)。
示例C3為一種預(yù)先破裂的90-mil的SentryGlasPlus(SGP)層壓件，它的結(jié)構(gòu)是一種典型的夾板設(shè)計(jì)。
示例1是本發(fā)明的層壓件，它采用90-mil的SentryGlasPlus夾層，將夾層預(yù)先破裂，并且將夾層的結(jié)構(gòu)做成有整個周邊的安裝設(shè)計(jì)(即，圍繞層壓件的整個周邊把夾層裝接到框架上)。
示例2與示例1相同，區(qū)別是它的結(jié)構(gòu)為角部安裝設(shè)計(jì)。
示例3與示例2相同，區(qū)別是它采用了180-mil的SentryGlasPlus層壓件。
為了測量玻璃制品膜抵抗所施加的作用力/能量的能力與玻璃制品件支承結(jié)構(gòu)(或裝置)保持玻璃制品的能力的相對性能，進(jìn)行下面的檢驗(yàn)。測量位移(D)，把位移定義為錘頭由使層壓件接合到層壓件損壞的位置所行進(jìn)的距離。測量膜的強(qiáng)度與整體性的比(S/R)。將S/R比定義為在給定的層壓件中造成損壞所要求的施加能量與破碎C1所需要的施加能量之比。將在層壓件中造成損壞所要求的施加能量除以損壞C3所需要的施加能量計(jì)算出超過傳統(tǒng)的夾板設(shè)計(jì)的性能利益(B)。在表2中提供了得到的數(shù)據(jù)。
表2

示例4到10和比較例C4采用與0.090英寸厚的(可以由E.I.DuPont de Nemours &Company(DuPont)公司得到D SentryGlasPlus結(jié)合起來的9/16英寸厚的層壓玻璃和1/4英寸的熱強(qiáng)化玻璃制備出層壓件。在除了一方面的所有方面，這是在大的彈射體沖擊承受能力的商業(yè)玻璃安裝應(yīng)用中使用的一種普通的玻璃制品件替代品。在現(xiàn)有的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上的改進(jìn)是所使用的安裝裝置，即，用一種接觸加熱裝置把鋁的輪廓件結(jié)合到層壓的玻璃夾層邊緣上。鋁的輪廓件為“u”形通道的形狀，帶有由“u”形基底伸展的腿，與在常規(guī)擠壓的壓力板中的互鎖輪廓設(shè)計(jì)接合。在關(guān)鍵位置圍繞著玻璃邊緣設(shè)置12英寸長的鋁的輪廓件，以確定用于玻璃制品系統(tǒng)內(nèi)載荷轉(zhuǎn)移的最佳的位置。把用于設(shè)計(jì)有效性的安裝裝置的形狀有目的地設(shè)計(jì)成對安裝裝置將裝接在其中的框架系統(tǒng)有最小的沖擊。因?yàn)檫@個原因，關(guān)于向內(nèi)起作用的空氣壓力循環(huán)載荷的結(jié)構(gòu)性能與向外起作用的空氣壓力載荷的系統(tǒng)內(nèi)不同。這得出了本發(fā)明的安裝裝置確實(shí)比傳統(tǒng)的干燥玻璃安裝系統(tǒng)有明顯的改進(jìn)的事實(shí)。
使八個不同的單個試樣經(jīng)受大的彈射體沖擊承受能力所要求的檢驗(yàn)步驟，本發(fā)明的安裝裝置的位置隨著每個試樣改變。檢驗(yàn)沒有任何本發(fā)明的安裝裝置的示例C4，確定對于有1/2英寸的玻璃夾住的干燥玻璃安裝應(yīng)用的基礎(chǔ)性能標(biāo)準(zhǔn)。每個試樣為63英寸寬，120英寸高，并且把它們安裝在一個鋼的實(shí)驗(yàn)框架中，模擬在建筑物中的沖壓出來的開孔安裝。
所有被檢驗(yàn)的試樣通過了所要求的對重量為9#并以50英尺/秒的速度發(fā)射的2英寸×4英寸木制的彈射體的沖擊承受能力。對于各種試樣的循環(huán)檢驗(yàn)的結(jié)果在表3中列出。按照表1所示的加壓步驟進(jìn)行壓力循環(huán)。如果層壓件在正壓載荷方向的4500個循環(huán)仍保持在支承結(jié)構(gòu)中，就給本發(fā)明的層壓件一個用于(+)載荷的通過記號，并且，如果層壓件在負(fù)壓載荷方向的4500個循環(huán)仍保持在支承結(jié)構(gòu)中，就給本發(fā)明的層壓件一個用于(-)載荷的通過記號。試驗(yàn)層壓件(除了比較例以外)設(shè)計(jì)成使得本發(fā)明的安裝裝置僅只在(+)載荷方向上接合，而在負(fù)載荷下的保持幾乎與傳統(tǒng)的層壓件相同。
在負(fù)載荷方向上失效的單元嚴(yán)格地證明安裝裝置給安裝提供多么大的改進(jìn)。假定，沒有安裝裝置，對于這種l/2英寸玻璃夾住的帶有干燥玻璃制品安裝的框架的限制是大約50PSF設(shè)計(jì)壓力差。整個檢驗(yàn)表明有效設(shè)計(jì)壓力差的兩倍至少達(dá)到100PSF?？梢哉J(rèn)識到，有可能獲得高壓載荷，也可將內(nèi)部擠壓鋁輪廓設(shè)計(jì)成接受安裝夾子。
表3

示例11幕墻框架設(shè)計(jì)可以由管狀的擠壓鋁輪廓主件構(gòu)成，當(dāng)看它的截面時，這些主件大約為6英寸深和2-1/2英寸寬。輪廓件的壁厚可以大約為0.100英寸。將輪廓的形狀設(shè)計(jì)成使得可以把玻璃保持在朝向系統(tǒng)外面的位置，并且輪廓件可以有一個擠壓件，以使得外部壓力板，實(shí)心的擠壓鋁輪廓件可以通過沿著形狀的長度每9英寸一個的自鉆孔的緊固件以機(jī)械方式緊固到主件上。這個具體的系統(tǒng)通常以直線的備料長度銷售，隨后在工作現(xiàn)場把它們切割成要求的尺寸，并且進(jìn)行加工。當(dāng)把該系統(tǒng)安裝到一個建筑物上時，將加過工的框架件定位，以提供長方形的開口，把平的玻璃面板安裝到該開口中。一旦把玻璃定位在框架中，將外部壓力板安裝上，圍繞著玻璃安裝開口的周邊連續(xù)地抓住玻璃制品的邊緣大約1/2英寸。彈性的輪廓件位于玻璃面板與鋁框架系統(tǒng)之間，這些彈性的輪廓件在玻璃與框架之間實(shí)現(xiàn)對空氣和水的密封，并且提供減震，以防止在使用壽命過程中當(dāng)經(jīng)受結(jié)構(gòu)載荷時對玻璃的損壞。
權(quán)利要求
1.一種用于硅樹脂結(jié)構(gòu)玻璃制品(后面把這稱為無阻擋的玻璃制品)的玻璃制品件，它包括在支承結(jié)構(gòu)中的透明層壓件，其中，所述層壓件包括至少一個安裝裝置，用來把所述層壓件裝接到所述支承結(jié)構(gòu)上，其中，(1)所述層壓件包括至少一層玻璃，在玻璃的至少一個表面上把玻璃直接結(jié)合到熱塑性聚合物夾層上；(2)所述夾層越過所述層壓件的至少一個邊緣延伸；(3)所述夾層的延長部分的一個表面結(jié)合到所述安裝裝置的至少一個表面上；(4)所述夾層的延長部分的另一個表面結(jié)合到所述玻璃上；(5)所述安裝裝置是夾子，用來將所述層壓件在所述支承結(jié)構(gòu)的保持通道內(nèi)準(zhǔn)直，并且把所述層壓件保持在所述通道內(nèi)；(6)所述夾子可選地包括至少一個互鎖的延長部分，用來限制所述層壓件在所述通道內(nèi)的轉(zhuǎn)動和/或橫向運(yùn)動和/或限制所述層壓件離開所述通道的運(yùn)動，其中，所述玻璃安裝不需要用來安裝到所述支承結(jié)構(gòu)上的外部壓力板。
2.按照權(quán)利要求1所述的玻璃制品件，其特征在于，所述夾子包括至少一個延長部分。
3.按照權(quán)利要求2所述的玻璃制品件，其特征在于，所述夾子包括至少兩個延長部分。
4.按照權(quán)利要求3所述的玻璃制品件，其特征在于，所述支承結(jié)構(gòu)包括纜索，繩，鏈，掛鉤，或者任何這些件的組合。
5.按照權(quán)利要求1所述的玻璃制品件，其特征在于，所述熱塑性聚合物從包括下面的聚合物的組中挑選，所述組包括聚乙烯醇縮丁醛(PVB)；聚氯乙烯(PVC)；聚氨酯(PUR)；聚乙酸乙烯酯；乙烯酸共聚物以及它們的衍生物；聚酯；共聚酯；聚醛樹脂，以及它們的混合物。
6.按照權(quán)利要求1所述的玻璃制品件，其特征在于，所述熱塑性聚合物是一種丙烯酸共聚物，或者是它們的完全或部分地被中和的鹽(離子交聯(lián)聚合物)。
7.按照權(quán)利要求6所述的玻璃制品件，其特征在于，所述熱塑性聚合物是一種離子交聯(lián)聚合物。
8.一種用于無阻擋的玻璃制品應(yīng)用中的玻璃層壓件，它包括至少兩層玻璃，它們有定位于所述玻璃層之間的至少一層熱塑性聚合物夾層；至少一個在所述層壓件的周邊的一個或多個位置處定位的安裝裝置，其中，所述安裝裝置包括保持組件，所述保持組件直接結(jié)合到第二熱塑性聚合物上；其中，(a)在所述玻璃與所述聚合物直接接觸的交界處所述第二熱塑性聚合物結(jié)合到所述夾層上，(b)在所述玻璃與所述聚合物直接接觸的另一個交界處所述第二熱塑性聚合物結(jié)合到所述玻璃上，且其中，所述第二熱塑性聚合物可以是與所述熱塑性聚合物夾層相同的材料，或者可以是與所述熱塑性聚合物夾層不同的材料。
9.按照權(quán)利要求8所述的層壓件，其特征在于，所述保持組件是在它的頂點(diǎn)中的至少一個頂點(diǎn)結(jié)合到所述層壓件上的角部組件。
10.按照權(quán)利要求9所述的層壓件，其特征在于，所述夾層由包括下面的聚合物的組中挑選，所述組包括聚乙烯醇縮丁醛(PVB)；聚氯乙烯(PVC)；聚氨酯(PUR)；聚乙酸乙烯酯；乙烯酸共聚物以及它們的衍生物；聚酯；共聚酯；聚醛樹脂，以及它們的混合物。
11.按照權(quán)利要求10所述的層壓件，其特征在于，所述夾層是一種丙烯酸共聚物，或者是它們的一種離子交聯(lián)聚合物。
12.按照權(quán)利要求8所述的層壓件，其特征在于，所述第二聚合物由包括下面的聚合物的組中挑選，所述組包括PVB；PVC；PUR；聚乙酸乙烯酯；乙烯酸共聚物以及它們的衍生物；聚酯；共聚酯；聚醛樹脂，以及它們的混合物。
13.按照權(quán)利要求12所述的層壓件，其特征在于，所述第二聚合物是一種丙烯酸共聚物，或者是它們的一種離子交聯(lián)聚合物。
14.一種玻璃層壓件，它包括透明的層壓件和至少一個用來把層壓件裝接到支承結(jié)構(gòu)上的安裝裝置，其中(1)所述層壓件包括至少一層玻璃，在所述玻璃的至少一個表面上所述玻璃直接結(jié)合到一層熱塑性聚合物夾層上；(2)所述夾層越過層壓件的至少一個邊緣延伸；(3)所述夾層的延長部分的一個表面結(jié)合到所述安裝裝置的至少一個表面上；(4)所述夾層的延長部分的另一個表面結(jié)合到所述玻璃上；(5)所述安裝裝置是定位于所述層壓件的頂點(diǎn)中的一個或多個頂點(diǎn)處的至少一個保持組件，其中，所述至少一個保持組件直接結(jié)合到第二熱塑性聚合物上，其中，進(jìn)而在一個交界處所述第二熱塑性聚合物結(jié)合到所述層壓件的所述熱塑性夾層上，并且在另一個交界處所述第二熱塑性聚合物結(jié)合到所述玻璃上，且其中，所述第二熱塑性聚合物可以是與所述熱塑性聚合物夾層相同的材料，或者可以是與所述第一熱塑性聚合物夾層不同的材料。
15.按照權(quán)利要求14所述的層壓件，其特征在于，所述保持組件包括后部和前部。
16.按照權(quán)利要求15所述的層壓件，其特征在于，所述層壓件在它的頂點(diǎn)包括至少兩個保持組件。
17.按照權(quán)利要求16所述的層壓件，其特征在于，所述熱塑性聚合物由包括下面的聚合物的組挑選，所述組包括聚乙烯醇縮丁醛(PVB)；聚氯乙烯(PVC)；聚氨酯(PUR)；聚乙酸乙烯酯；乙烯酸共聚物以及它們的衍生物；聚酯；共聚酯；聚醛樹脂，以及它們的混合物。
18.按照權(quán)利要求17所述的層壓件，其特征在于，所述熱塑性聚合物是一種丙烯酸共聚物，或者是它們的完全或部分地被中和的鹽(離子交聯(lián)聚合物)。
19.按照權(quán)利要求18所述的層壓件，其特征在于，所述熱塑性聚合物是一種離子交聯(lián)聚合物。
20.按照權(quán)利要求14所述的層壓件，其特征在于，所述第二聚合物由包括下面的聚合物的組挑選，所述組包括PVB；PVC；PUR；聚乙酸乙烯酯；乙烯酸共聚物以及它們的衍生物；聚酯；共聚酯；聚醛樹脂，以及它們的混合物。
21.按照權(quán)利要求20所述的層壓件，其特征在于，所述第二聚合物是一種丙烯酸共聚物，或者是它們的一種離子交聯(lián)聚合物。
22.按照權(quán)利要求14所述的層壓件，其特征在于，所述夾層和所述第二聚合物是相同的聚合物材料。
23.按照權(quán)利要求14所述的層壓件，其特征在于，所述保持組件不包括后部。
24.一種適于在無阻擋的玻璃制品建筑設(shè)計(jì)中使用的玻璃層壓件，它包括透明的層壓件和至少一個用來把層壓件裝接到用于所述層壓件的支承結(jié)構(gòu)上的安裝裝置，其中(1)所述層壓件包括至少一層玻璃，在所述玻璃的至少一個表面上所述玻璃直接結(jié)合到一層熱塑性聚合物夾層上；(2)所述夾層越過所述層壓件的至少一個邊緣延伸；(3)所述夾層的延長部分的一個表面結(jié)合到所述安裝裝置的至少一個表面上；(4)所述夾層的延長部分的另一個表面結(jié)合到所述玻璃上；(5)(a)安所述裝裝置是夾子，用來將所述層壓件在所述支承結(jié)構(gòu)的保持通道內(nèi)準(zhǔn)直，并且把所述層壓件保持在所述通道內(nèi)，(b)所述夾子還包括至少一個互鎖的延長部分，用來限制所述層壓件在所述通道內(nèi)的轉(zhuǎn)動和/或橫向運(yùn)動和/或限制所述層壓件離開所述通道的運(yùn)動。
25.按照權(quán)利要求24所述的層壓件，其特征在于，所述熱塑性聚合物由包括下面的聚合物的組中挑選，所述組包括聚乙烯醇縮丁醛(PVB)；聚氯乙烯(PVC)；聚氨酯(PUR)；聚乙酸乙烯酯；乙烯酸共聚物以及它們的衍生物；聚酯；共聚酯；聚醛樹脂，以及它們的混合物。
26.按照權(quán)利要求25所述的層壓件，其特征在于，所述熱塑性聚合物是一種丙烯酸共聚物，或者是它們的完全或部分地被中和的鹽(離子交聯(lián)聚合物)。
27.按照權(quán)利要求26所述的層壓件，其特征在于，所述熱塑性聚合物是一種離子交聯(lián)聚合物。
28.一種包括權(quán)利要求24所述的至少一個層壓件的幕墻。
29.一種用于在層疊之后把玻璃層壓件的夾層裝接到安裝裝置上的過程，它包括以下步驟使所述層壓件的邊緣與一種適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合材料接觸，用來把所述夾層結(jié)合到所述安裝裝置上；使所述安裝裝置與所述結(jié)合材料的另一個表面接觸，從而使所述夾層間接地與所述安裝裝置接觸，形成預(yù)結(jié)合的保持組件；將足夠的熱量或能量加到預(yù)結(jié)合的組件上，以使所述結(jié)合材料和所述夾層一起流動；中斷加熱，并且用壓力將所述組件保持在一起，直到所述夾層和所述結(jié)合材料都被冷卻到它們的軟化點(diǎn)以下為止。
全文摘要
一種制備玻璃制品結(jié)構(gòu)的過程，該玻璃制品結(jié)構(gòu)是一種玻璃層壓件，它對于在經(jīng)受大的正壓和/或負(fù)壓載荷時具有由一個框架中拉出而增強(qiáng)的抵御能力。其特別適用于采用硅樹脂的結(jié)構(gòu)玻璃制品設(shè)計(jì)的有窗戶的建筑結(jié)構(gòu)，它能夠經(jīng)受颶風(fēng)，爆炸，或者被放置在來自重復(fù)的強(qiáng)風(fēng)加到層壓件上的應(yīng)力作用下普遍存在的極端條件。
文檔編號E06B3/54GK1798650SQ200480015537
公開日2006年7月5日 申請日期2004年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者D·M·林哈特, C·A·史密斯 申請人:納幕爾杜邦公司