專利名稱：生產(chǎn)曲面層壓玻璃板的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層壓玻璃板和涉及用于制造這類層壓玻璃板的方法，上述層壓玻璃板包括一種透明的功能薄膜，所述功能薄膜埋置在若干層壓的層之間。本發(fā)明在制造多層汽車窗玻璃，亦即，擋風玻璃，側(cè)窗玻璃，后窗玻璃及天窗玻璃中，或者在其它可以采用曲面窗玻璃的領(lǐng)域中，比如在建筑業(yè)中，找到具體的應用。
層壓玻璃板包括兩個或多個玻璃薄板，所述兩個或多個玻璃薄板與它們之間的一個夾層粘合在一起，上述夾層包括一層或多層粘合樹脂，所述粘合樹脂通常是聚乙烯醇縮丁醛。
玻璃通常是一種無機玻璃，但也可以使用剛性透明的有機材料如聚碳酸酯。用來粘合玻璃薄板的樹脂可以提供一些安全性能，或者與一個或多個附加層形成一種粘合，上述一個或多個附加層插在各玻璃薄板之間，以便提供一種具有改善的強度、抗碎裂等性能的終端產(chǎn)品。
通常，將一層具有厚度是在0.2mm-1.0mm范圍內(nèi)，典型的是0.38mm或0.76mm的PVB或者乙烯醋酸乙烯酯加到終端產(chǎn)品中，比如，以便提供一種具有合格安全性能的汽車擋風玻璃。
經(jīng)常，層壓玻璃板還包括一層功能薄膜作為附加層與上述夾層結(jié)合，比如一種具有獨特物理性能的熱塑性層。最普遍的是，將這層薄膜埋置在兩層或多層粘合樹脂層如PVB之間，因為PVB已知比可能的功能層更好粘附到玻璃上。也可以使用具有更復雜結(jié)構(gòu)的夾層，亦即兩個不同的功能薄膜層或者相同的功能薄膜層，它們被一個粘合樹脂內(nèi)層分開，并放在兩個粘合樹脂外層之間。
這些功能薄膜用來賦予玻璃板一些附加的性能，如太陽能控制性能，及尤其是對于眩目波長的濾光功能，以便減少太陽能傳熱，或者提供加熱機構(gòu)或增加的安全性。
用來提供一種功能薄膜的材料的一個例子是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，也許涂裝另一些分層用于達到上述附加性能。
包括用PET制成的一種功能薄膜的典型層壓玻璃板比如在美國專利No.4,799,745中已有介紹。
由于將一種功能薄膜插入層壓玻璃板中可能產(chǎn)生的困難是一種層壓制品的生產(chǎn)，上述層壓制品是透明的并且沒有任何光學缺陷。常規(guī)層壓工藝使用例如一層PVB作為粘合樹脂，所述常規(guī)層壓工藝包括在一種高壓釜內(nèi)部將層壓制品加熱到PVB樹脂的軟化溫度，同時讓樹脂流動的步驟，由此形成一種沒有顯著光學缺陷的透明薄膜。一般，功能熱塑性薄膜具有比PVB樹脂高的熔點，因此在PVB軟化溫度下它們不會軟化到同樣程度。結(jié)果可以生產(chǎn)一種具有折痕或皺折外觀的復合層壓制品。
這些層壓制品對大多數(shù)應用，尤其是對汽車窗玻璃來說是不合格的。這個問題對于曲面層壓制品如汽車擋風玻璃，尤其是具有高度十字曲率的那些層壓制品特別感覺到，此處得到一種具有皺折外觀的層壓制品的危險甚至更大。此外，現(xiàn)代化的汽車設(shè)計要求窗玻璃表面具有不斷增加的曲率。
歐洲專利申請EP 877,664A介紹了一種用于生產(chǎn)層壓玻璃板的工藝，上述層壓玻璃板包括一種PET薄膜作為夾層的一部分，其中PET在層壓工藝之前拉伸，以便賦予PET特殊的熱收縮性能。含PET的夾層放在兩個玻璃薄板之間，以便在最終層壓步驟之前將任何過量部分剪掉。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，這些操作手續(xù)減輕了但未完全消除起皺折問題，尤其是當層壓制品是一種具有高度十字曲率的曲面層壓制品時更是如此。
美國專利No.5,208,080公開了一種多層復合玻璃板，所述多層復合玻璃板具有一層功能薄膜，該功能薄膜具有比每個玻璃板都小的尺寸。圍繞功能薄膜的間隙充填有一種輔助薄膜帶，優(yōu)選的是PVB帶?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，使用這種輔助薄膜帶不利之處在于，在功能薄膜和輔助帶的邊界處，它促進形成氣泡和其它畸變。
在國際專利申請公報No.WO 00/26023中，介紹了一種經(jīng)過涂裝的多層擋風玻璃，所述多層擋風玻璃具有一個夾層，該夾層包括一種熱塑性功能薄膜，其中功能薄膜的邊緣位于周邊暗淡帶內(nèi)。
在國際專利申請公報No.WO 01/51279中所介紹的一種改進的工藝，能在不用任何輔助薄膜情況下急劇減少皺折和折痕，同時通過周邊修整減少功能薄膜的尺寸，因而消除了可能的皺折，并且夾層的外部邊緣位于玻璃板邊緣之內(nèi)。
在這種情況下，一種產(chǎn)生不透明或部分不透明輪廓的薄暗淡帶可以掩蔽未經(jīng)涂裝的減小的周邊區(qū)域。
無論怎樣，這種輪廓可以減小(盡管很輕微)窗玻璃的透明表面，并且當終端產(chǎn)品的曲率超過某些值時，這種工藝可能不太有效。
美國專利No.5,025,895介紹了一種工藝，其中通過將若干粘合樹脂用膠粘到各功能層上生產(chǎn)一種復合夾層。隨后，將這種復合夾層進行熱成形，并用來生產(chǎn)多層窗玻璃。然而，這些裝置是復雜的，并且不能總是在減小曲率半徑的情況下避免形成皺折。
美國專利No.5,264,058介紹了一種用于制造層壓制品窗玻璃的工藝，其中在高溫下將一層塑料層預成形，并且在不冷卻的情況下，用來耦合玻璃薄板，同時使用上述玻璃薄板作為散熱片來提取塑料層中的熱量。隨后將窗玻璃平板在高壓釜中進行處理，以便得到最終產(chǎn)品。然而，這些裝置也復雜，并且不能總是在減小曲率半徑的情況下避免形成皺折。
歐洲專利申請EP 0,326,015A介紹了一種用于制造夾層的工藝，其中將功能薄膜進行熱成形，而隨后耦合到粘合樹脂層上，以便粘附到玻璃薄板上，然而，在這種情況下，同樣不能總是避免在減小曲率半徑情況下的形成皺折。
最后，國際專利申請公報No.WO 91/19586公開了一種工藝，其中在所有終端層于一模具上熱成形然后令其冷卻的情況下，層壓一種復合夾層。另外，終端產(chǎn)品不完全令人滿意。
因此，從一個方面，本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)曲面層壓玻璃板的工藝，所述層壓玻璃板包括一個第一玻璃薄板和一個第二相應的玻璃薄板，所述第一和第二玻璃薄板與一夾層一起，該夾層包括至少一層雙取向的熱塑性功能層，亦即按照兩個方向進行預拉伸，上述兩個方向基本上在它們之間垂直，以便防止皺折，而相應的至少一層粘合樹脂層由于夾層的折痕而具有減少的光學缺陷范圍，這個工藝包括以下步驟將上述夾層定位在兩個玻璃薄板之間；及加壓和加熱以便形成一種多層板，所述多層板顯示一種具有一個或多個曲率的終端形狀，上述工藝其特征在于，將上述至少一層雙取向熱塑性功能層與上述至少一層粘合樹脂一起在一模具上熱成形成一種構(gòu)造，所述構(gòu)造基本上對應于上述曲面層壓玻璃板的終端形狀，然后在定位于上述玻璃薄板之間以形成上述夾層之前通過強制通風冷卻。
在一個優(yōu)選實施例中，夾層可以包括一層或多層功能層，所述功能層在熱成形之前進行冷疊加，然后通過加熱到一個足夠所有功能層軟化的溫度，放在一個模具上，和在模具與夾層之間抽真空，接著通過強制通風最后冷卻，在一個循環(huán)中進行熱成形。
按照另一個優(yōu)選實施例，功能層包括一個周邊預切割部分，所述預切割部分易于從夾層中除去。在這個實施例中，將一個粘合樹脂層粘附到上述功能層的一個表面上，隨后將該功能層冷沖壓成一種構(gòu)造，所述構(gòu)造基本上對應于上述曲面層壓玻璃板的終端形狀，放在一個模具上并加熱，然后通過強制通風進行冷卻。這個熱成形步驟能使熱塑性功能層在隨后的用強制通風冷卻之后永久定型。
將得到的夾層定位在一個玻璃薄板上，所述玻璃薄板把粘合樹脂粘附到玻璃表面上，將上述預切割部分剝離，因而功能層的外部邊緣保持距玻璃薄板邊緣一定距離。然后，在將第二玻璃薄板定位在功能層上并加壓和加熱之前，在露出的功能層表面上加另一層粘合樹脂層，以便形成顯示具有一個或多個曲率的終端形狀的多層窗玻璃。
本發(fā)明在生產(chǎn)曲面多層汽車窗用玻璃，尤其是擋風玻璃中找到特定的應用，上述擋風玻璃具有一高十字曲率度，比如說甚至超過20.0mm。它也可用于具有較小半徑的窗用玻璃；比如，至少一個曲線具有半徑為小于10,000.0mm，而在其表面上至少一個點處也許小于10.0mm。
本工藝能得到即使在其邊緣處也沒有任何光學缺陷的窗用玻璃，同時使周邊暗淡帶成為多余。
下面參照


本發(fā)明的兩個實施例，所述實施例作為例子而不是用于限制性目的，其中圖1是按照本發(fā)明一個實施例所述工藝構(gòu)成的擋風玻璃示意部件分解圖；圖2示意示出按照本發(fā)明一個實施例所述工藝中所用功能薄膜的組成；圖3示出按照本發(fā)明一個實施例所述工藝的步驟；圖4示出按照本發(fā)明所述工藝的另一個步驟；以及圖5是按照本發(fā)明第二實施例所述工藝構(gòu)成的擋風玻璃示意部件分解圖。
參見圖1-4，用于生產(chǎn)一種曲面層壓玻璃板的本發(fā)明工藝具有提供一種玻璃板1的目的，所述玻璃板1包括一對成形的玻璃薄板2，并顯示具有一個或多個曲率的形狀。
在玻璃薄板之間，如上所述，插入一個夾層3，所述夾層3實施雙重任務。實際上，按照這個實施例所述的夾層3包括3層尤其是，兩層粘合樹脂層4和一層功能層5，上述兩層粘合樹脂層4定位成與上述玻璃薄板2接觸，以便提供使它們保持接合所需的膠粘劑粘合強度。
上述粘合樹脂優(yōu)選的是聚乙烯醇縮丁醛(PVB)。
對于功能層，意思是指實施預定功能的一層，比如，一種具有特殊光學性能的濾光器，以便減少橫過玻璃板的輻射太陽能，一種彩色層以便使玻璃板著色，一種局部反射層，一種預先安排用于玻璃電熱加熱的導電層。
具有很小厚度的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜提供對功能層的足夠支承。另一些足夠的支承由其它熱塑性樹脂形成。
在材料具有熱收縮性能情況下，如在PET情況下，用于功能層的薄膜有利的是雙取向，亦即它按照兩個基本上在它們之間垂直的坐標軸伸展。
在這個實施例(圖2)中，所選定的功能層包括一種PET薄膜，所述PET薄膜用標號6表示，它具有各種不同性能的分層，所述各種不同性能的分層沉積在PET的一個表面上。尤其是，沉積了三層金屬氧化物濾光分層7和交替式在三層之間的兩層銀反射分層8。
然而，應該理解，在粘合樹脂中的性能分層數(shù)，功能層數(shù)及玻璃薄板數(shù)都可以改變，以便滿足各種可能的需要。
按照這個實施例所述的工藝包括熱成形夾層3，亦即粘合樹脂層4和功能層5。
上述各層適當?shù)仡A先層壓并卷繞在收卷機的卷筒11上。將它們開卷并插在一個頂部壓制件12和一個底部壓制件13之間，上述底部壓制件13定位在一個曲面模具14上方(圖3)。
通過一個按扣緊固系統(tǒng)將薄膜緊固到壓制件12，13上，經(jīng)受沖孔的邊緣將具有15-20mm的厚度。
在這個階段，將封閉在壓制件12，13之間的層4，5從模具中取出并經(jīng)受加熱，比方說通過帶紅外燈的輻射板加熱系統(tǒng)進行加熱。
加熱溫度設(shè)定在130℃±30℃下。
溫度檢測系統(tǒng)有利的是用一種紅外高溫計16操作，上述紅外高溫計具有一個通常是上述塑料波長的傳感器，上述傳感器檢測薄膜疊層的溫度升高情況。一旦溫度達到預設(shè)的值，則電指令信號就啟動一個中斷加熱的系統(tǒng)，亦即從薄膜中收回加熱板。
按照一個優(yōu)選方案，在加熱期間，從底部噴射一股熱空氣射流，以便在薄膜定位在模具上之前實施薄膜預張緊。
然后，在吹氣時間為1-3秒鐘之后，模具將底部壓制件升起到頂部壓制件，或是將頂部壓制件下放到底部壓制件，同時迫使通過兩個壓制件12，13保持固定的層采取上述模具的形狀。所有這些熱成形步驟都是在真空下進行，因而進一步促進形成由上述薄膜疊加所產(chǎn)生的層(圖4)。
在通過應用真空壓制若干秒之后，啟動一股冷空氣射流，所述冷空氣射流將上述層冷卻到約30-40℃的溫度，同時使功能層5的形狀凍結(jié)，并因此使粘合樹脂層4的形狀凍結(jié)。
在通過強制通風操作的這種冷卻之后，將使夾層3沿著所有這些步驟保持固定的兩個壓制件12，13重新打開，并且操作者可以回收經(jīng)過成形的夾層3，為了更好的保持壓制的形狀特點，可以將上述夾層3堆裝在一個支承件上，所述支承件具有與熱成形所用模具相同的形狀。
功能層5和各粘合樹脂層4的熱成形疊加可以用來按照常用的技術(shù)制造曲面玻璃板，上述曲面玻璃板還具有應用很小曲率半徑的選擇方案。
因此，按照這個實施例所述的工藝還包括在一合適的高壓釜中將上述夾層3定位在兩個玻璃薄板2之間的步驟，其中施加合適的壓力和熱量，以便形成一種層壓玻璃板，所述層壓玻璃板其特征在于終端形狀具有一個或多個曲率。
這個步驟由于各粘合樹脂層4粘附到相應的窗玻璃表面上而實現(xiàn)各玻璃薄板之間的接合。
夾層3的周圍邊緣未顯示出皺折或折痕，因此上述夾層3的周圍邊緣可能不需要用壓印在外部窗用玻璃(亦即，在建筑工地的汽車中，打算把窗玻璃放在外側(cè)處)內(nèi)表面上或者在內(nèi)部玻璃窗(亦即，在建筑工地的汽車中，打算把窗玻璃放在內(nèi)側(cè)處)的內(nèi)表面上的有點區(qū)掩蔽。
下面說明用于制造層壓玻璃板的本工藝第二實施例，上述層壓玻璃板包括一層透明的功能薄膜，所述功能薄膜埋置在各層壓的層之間。
按照這個實施例，夾層3′由一層如上所述的功能層5，及由一層粘合到功能層一個表面上的粘合樹脂層組成。
沿著功能層的整個邊緣，功能層包括一個預先切割的周邊部分5′(圖5)，上述周邊部分5′往往是在本工藝的隨后步驟中除去。
在上述實施例的熱成形步驟和冷卻步驟之前，將夾層3′進行冷沖壓，亦即在室溫下進行預成形。這個冷沖壓步驟包括雙取向的熱塑性功能層5和相應的粘合樹脂層，它們成形為一種構(gòu)造，所述構(gòu)造基本上與待制造的曲面層壓玻璃板的終端形狀相對應。
對熱成形步驟來說，對夾層3′抽真空，以使夾層3′粘附到一個合適的模具上，所述模具具有基本上與待制造的曲面層壓玻璃板終端形狀相對應的形狀。夾層3′與完全粘附到模具表面上的功能層5一起定位。
通過合適的加熱機構(gòu)，將夾層3′加熱到功能層熱塑性材料的軟化溫度，亦即加熱到130℃±30℃的溫度。
加熱階段可以通過一種帶紅外燈的輻射板加熱系統(tǒng)進行，所述輻射板加熱系統(tǒng)具有一個使用紅外高溫計16的溫度檢測系統(tǒng)，所述溫度檢測系統(tǒng)具有一個通常是上述熱塑性材料波長的傳感器，上述傳感器檢測薄膜疊層的溫度升高情況。一旦溫度達到預設(shè)值，則電指令信號就啟動一個使加熱中斷的系統(tǒng)，亦即從薄膜中收回加熱板。
在若干秒種之后，啟動一股冷空氣射流，所述冷空氣射流將上述各層冷卻至約30-40℃的溫度，同時使功能層的形狀凍結(jié)。這樣，通過用強制通風冷卻，使雙取向的熱塑性功能層5永久定型。
在上述熱成形步驟和冷卻步驟之后，將夾層3′定位在一個玻璃薄板上方，所述玻璃薄板預定是一種內(nèi)部窗用玻璃，亦即預定放置在最終玻璃板內(nèi)側(cè)處。將粘合樹脂層4加到玻璃表面上。
在這個階段，將上述預先切割的部分5′剝離，因而功能層5的外部邊緣保持距接收窗用玻璃的邊緣一定距離。
然后，至少在露出的功能層5表面上施加另一個粘合樹脂層4，并將一個第二玻璃薄板定位于其上，所述第二玻璃薄板的形狀完全與第一玻璃薄板和覆蓋上述附加粘合樹脂層4的夾層3′的形狀匹配。
在這方面，按照本發(fā)明所述的復合玻璃板達到它的最終組成(圖5)?，F(xiàn)在將這種半成品放在合適的用于加壓和加熱的機構(gòu)(比如高壓釜)中，以便形成一種顯示具有一個或多個曲率的終端形狀的層壓玻璃窗。
按照第二實施例，功能層5靠近邊緣顯示一種線性邊緣，所述線性邊緣幾乎是可以理解的，并且可以很容易通過壓印在內(nèi)窗用玻璃內(nèi)表面上的周邊虛線區(qū)遮掩。這種構(gòu)造比壓印在外窗用玻璃內(nèi)表面上的周邊虛線區(qū)更容易得到。
此外，因為功能層保持距最終玻璃板的外部邊緣有一定距離，所以能有效地防止由于在其邊緣處窗用玻璃之間滲入大氣介質(zhì)或類似物而引起的腐蝕。
對于上述工藝，該技術(shù)的技術(shù)人員為了滿足另一些可能的需要而可以實施一些進一步的改進和變動，然而所有的改進和變動都包括在如所附權(quán)利要求書所述的本發(fā)明保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)曲面層壓玻璃板(1)的工藝，所述曲面層壓玻璃板(1)包括一個第一玻璃薄板和一個第二玻璃薄板(2)，上述第一和第二玻璃薄板(2)與一個夾層(3；3″)在一起，所述夾層(3；3″)包括至少一層雙取向的熱塑性功能層(5)和至少一層粘合樹脂層(4)，這種工藝包括以下步驟在一個模具上將上述至少一層雙取向的熱塑性功能層(5)與至少一層粘合樹脂層(4)一起熱成形，上述粘合樹脂層(4)粘附到上述至少一層雙取向的熱塑性功能層(5)上，成一種基本上與上述曲面層壓玻璃板(1)終端形狀相對應的構(gòu)造；通過強制通風將上述至少一層功能層(5)和上述合適的粘合樹脂層(4)冷卻，因而使上述至少一層功能層(5)的形狀凍結(jié)；及將上述夾層(3；3″)定位在兩個玻璃薄板(2)之間并加壓和加熱，以便形成一種具有一個或多個曲率的終端形狀的多層窗用玻璃。
2.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，在熱成形步驟期間，從底部噴射一股熱空氣射流，以便實施預張緊上述至少一層功能層(5)。
3.按照權(quán)利要求1-2其中之一所述的工藝，其特征在于，上述夾層(3)包括兩個粘合樹脂層(4)，所述兩個粘合樹脂層(4)預定定位到與不同的玻璃薄板(2)接觸，每個粘合樹脂層都粘附到一層功能層(5)的相對邊上。
4.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，上述夾層(3′)包括一層功能層(5)，和相應的一層粘合樹脂層(4)，所述粘合樹脂層(4)粘附到功能層(5)的一個表面上，功能層(5)包括沿著其整個邊緣的一個預先切割的周邊部分(5′)，所述預先切割的周邊部分(5′)往往會在隨后的步驟中除去。
5.按照權(quán)利要求1或者4所述的工藝，其特征在于，在熱成形步驟和冷卻步驟之前，將上述夾層(3′)冷沖壓成一種構(gòu)造，所述構(gòu)造基本上與待制造的曲面層壓玻璃板的終端形狀相對應。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的工藝，其特征在于，在熱成形步驟中，將夾層(3′)抽真空，以使它與粘附到模具表面上的功能層(5)一起粘合到模具上。
7.按照權(quán)利要求4-6其中之一所述的工藝，其特征在于，在定位步驟中，將成形的夾層(3′)定位在一個玻璃薄板(2)上，同時將一層粘合樹脂層(4)加到玻璃表面上。
8.按照權(quán)利要求7所述的工藝，其特征在于，上述一個玻璃薄板(2)預定是在最終玻璃板(1)的內(nèi)側(cè)處。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的工藝，其特征在于，當夾層(3′)已定位在上述一個玻璃薄板(2)上時，將上述預先切割的部分(5′)剝離，因而功能層(5)的外邊緣保持距上述一個玻璃薄板(2)的邊緣一定距離。
10.按照權(quán)利要求7-9其中之一所述的工藝，其特征在于，在定位步驟中，將一層另外的粘合樹脂層(4)至少加在露出的功能層(5)表面上，并將一第二玻璃薄板(2)定位在上述粘合樹脂層(4)上，其形狀與上述一個玻璃薄板(2)及夾層(3′)的形狀匹配，上述夾層(3′)被上述附加的粘合樹脂層(4)覆蓋。
11.按照上述權(quán)利要求其中之一所述的工藝，其特征在于，上述粘合樹脂是聚乙烯醇縮丁醛(PVB)。
12.按照權(quán)利要求1-4其中之一所述的工藝，其特征在于，玻璃板是一種具有十字曲率為至少5.0mm的曲面玻璃板。
13.按照權(quán)利要求1-4其中之一所述的工藝，其特征在于，玻璃板是一種曲面玻璃板，其中至少一部分曲面表面具有一半徑為小于10000mm。
14.按照上述權(quán)利要求其中之一所述的工藝，其特征在于，上述功能層(5)包括一種聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(6)，所述薄膜(6)具有一層或多層粘附于其上的濾光分層(7)和/或反射分層(8)。
15.按照上述權(quán)利要求其中之一所述的工藝，其特征在于，在熱成形時，將加熱溫度設(shè)定在130℃±30℃處。
16.按照上述權(quán)利要求其中之一所述的工藝，其特征在于，在熱成形時，應用了一個利用紅外高溫計(16)的溫度檢測系統(tǒng)，所述紅外高溫計(16)具有一波長傳感器，所述波長傳感器檢測上述至少一層雙取向熱塑性功能薄膜(5)和上述合適粘合樹脂層(4)的溫度升高情況，一旦溫度達到預設(shè)值，則啟動一個使加熱中斷的系統(tǒng)。
全文摘要
供汽車用的多層窗用玻璃，其中熱成形一種熱塑性功能薄膜，然后在插入多層窗用玻璃之間之前，通過強制通風進行冷卻。
文檔編號B32B38/00GK1805849SQ200480016438
公開日2006年7月19日 申請日期2004年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者L·博洛格內(nèi)斯 申請人:皮爾金頓意大利股份公司