CN100420571C - 层压制品及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种透明的光学膜层压制品以及制造该层压制品的方法。所述层压制品包括一个透明光学板,它包含夹在第一和第二粘结板之间的非金属多层光学膜。所述光学板和粘结板还夹在两个玻璃部件之间。光学膜的边缘的大部分位于至少一个玻璃部件的边缘内或者超出该边缘。光学膜的边缘可以有一部分位于至少一个玻璃部件的边缘内或者超出该边缘。
Description
技术领域
本发明涉及透明的层压制品及其制造方法。具体地说,本发明涉及用于建筑及车辆窗结构的层压制品。
背景技术
常规的汽车或建筑玻璃或窗结构经常包括层压制品,该层压制品通常由两块硬质玻璃或塑料板以及一个增塑聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中间层制成。玻璃窗首先是将PVB层置于两块硬质板之间来制造。通常,设定PVB层的尺寸和位置,使之伸出两块硬质板的边缘或者与该边缘齐平。然后,从啮合表面清除空气,并将组坯置于升高的温度和压力(例如置于高压釜中)下,将PVB和两块硬质板熔融粘结成适合于窗结构的层压制品。在将硬质板粘结在一起后,通常要修整除去伸出所述两块硬质板边缘的过量的PVB。这样的层压制品用于汽车和建筑的玻璃窗。
这些层压制品还包括设计用来增强最终玻璃窗性能的功能板。一种这样的功能板设计用来将来自建筑或车厢内部的红外辐射(IR)反射出去。这种IR反射板的一个例子可以在美国专利5,882,774、6,049,419、5,103,557、5,223,465、5,360,659和4,799,745中找到。在形成适合于玻璃窗或窗结构的层压制品的过程中,这种反射板通常使用两块PVB板粘结在两块玻璃之间,一块PVB板用来将一块玻璃板粘结到功能板的每一面上。
发明内容
在使用包含非金属多层光学膜(例如,IR反射膜)制造适用于窗结构的层压制品的过程中,申请人遇到了一些挑战。有用的多层光学膜可以包括100或更多光学层的叠层。根据经验,已经发现这些光学膜会显示层间的层离(即,在多层的光学层之间的层离),从而不利地影响膜的光学性能,并导致外观受损。这种层离开始于光学膜的边缘。虽然不想受到任何理论的限制,但是可以认为,这种层离是由层压过程(例如,热压处理或其它粘结操作)中施加在膜上的应力所造成的。这些在层压过程中的应力可以是,例如光学膜的收缩、光学膜的不精密切割、光学膜边缘处存在空隙以及使用相对弯曲的玻璃部件,这些一种或多种情况造成的。
上述膜层离的问题已经通过本发明获得了解决。在本发明的一个方面,提供一种层压制品,它包括作为一种中间形式的第一粘结板和一块透明光学板。所述第一粘结板适合于粘结在玻璃部件(例如,适合于用作窗的透明的塑料或玻璃板)上。所述透明光学板是一个非金属多层光学膜。首先将所述光学板的一个主表面置于所述第一粘结板的一个主表面上,随后将它们至少部分地粘结在一起。理想的是所述光学膜的边缘的至少大部分位于所述第一粘结板的边缘之内。换句话说,理想的是放置所述光学膜的边缘的至少一部分,使之与所述第一粘结板的边缘的一部分齐平,或者甚至伸出,这不会偏离本发明这一方面的实质。优选的是整个光学膜位于所述第一粘结板的边缘之内。
光学膜的尺寸要使其基本上位于所述光学板要附着上去的玻璃部件的边缘之内。换句话说,理想的是光学膜的尺寸要使其边缘的一部分伸出玻璃部件,或者甚至与所述玻璃部件的边缘的一部分齐平,同时保持所述光学膜的边缘的剩余部分位于所述玻璃部件的边缘之内。例如,可以将光学膜要附着于其上的玻璃部件的边缘的一部分或更多部分掩盖起来,或者以其它方式隐藏起来看不见。在这种情况下,在光学膜的边缘上出现层离,比如由放置光学膜的边缘的一部分使之与玻璃部件的边缘的一部分齐平所导致的层离,是可以接受的。
较佳的是,光学膜的尺寸要使其完全位于光学板要附着于其上的玻璃部件的边缘之内。还有,较佳的是,光学膜的边缘的至少大部分要放置地使其伸出一个或两个玻璃部件的边缘。在努力消除光学膜的层离过程中要避免的是,在层压过程中将光学板、粘结板和玻璃部件完全粘结在一起之前,使光学膜的边缘的一些重要部分(即,层离是不可接受的那些部分)与一个或两个玻璃部件的边缘齐平。所述粘结板用来将光学板附着在玻璃部件的一个主表面上。较佳的是,要放置光学板,使其与玻璃部件的这一个主表面至少是基本共面的。
另外,所述光学膜的边缘可以是第一边缘,所述光学膜可以包括位于第一边缘的边界内的一个或多个第二边缘(例如,一个或多个穿过光学膜形成的孔)。同样地,所述玻璃部件的边缘,如果需要的话还有粘结板的边缘,可以是第一边缘,并且所述玻璃部件,如果需要的话还有粘结板,可以包括位于第一边缘的边界内的一个或多个第二边缘(例如,一个或多个穿过玻璃部件,如果需要的话还穿过粘结板形成的孔)。理想的是,所述光学膜的各个第二边缘可基本上位于光学板要附着于其上的玻璃部件的相应的第二边缘之内。术语“基本上位于…之内”与上述用于光学膜和玻璃部件的边缘时具有相同的意思。
类似地,当有一个或多个第二边缘时,理想的是,使所述光学膜的各个第二边缘的大部分伸出相应的一个或两个玻璃部件的第二边缘。还有,理想的是,所述玻璃部件具有一个或多个边缘,并且所述光学膜直到最后的层压过程之后才具有相应的第二边缘。即,所述光学膜的第二边缘可以在玻璃部件、粘结板和光学板都层压在一起之后才形成。
作为另一种中间形式,本发明的层压制品还包括一个第二粘结板,它具有至少与所述光学板的另一个主表面相邻,或者至少部分地粘结在所述光学板的另一个主表面上的主表面,使得所述光学板位于所述第一粘结板和第二粘结板之间。较佳的是,所述光学膜完全位于所述第一粘结板和第二粘结板中至少一个的边缘之内。第一和第二粘结板中的一个或两个可由任何适宜的粘结材料制得,这些材料选自聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、离子交联聚合物材料以及它们的组合,并且可以在一开始就是透明的或者可以在后来的层压过程中变得透明。适宜的离子交联聚合物材料的例子包括商品名为Plus的DuPont层压玻璃制品中使用的离子塑料(ionoplast)中间层,以及其它离子交联聚合物类材料,如商品名为的DuPont离子交联聚合物树脂。
在中间形式的层压制品的另一个实施方式中,所述层压制品还包括一个曾形成光学板的外部边缘部分的透明的边缘带。所述边缘带包含非金属多层光学膜,并且位于所述光学板的边缘之外。所述边缘带的内部边缘和所述光学板的边缘之间形成了一个狭缝。该边缘带形成后可以留在原位或者除去。当存在两块粘结板时,理想的是所述狭缝穿过光学板以及第一或第二粘结板。
层压制品作为最后的形式还包括两个透明的玻璃部件。各个玻璃部件可以由,例如这些材料,如玻璃、塑料或者它们的组合来制得。各个玻璃部件可以呈,例如平板、弯板、复合弯板、透镜体、厚度改变(例如,具有装饰性表面形态)等的形式。所述第一粘结板和第二粘结板各自具有一个面向所述玻璃部件中一个玻璃部件的主表面的主表面,使得所述光学板位于所述第一和第二粘结板之间,并且所述第一和第二粘结板位于所述两个玻璃部件之间。进行了最后的粘结操作后,所述第一和第二粘结板各自完全粘结在对应的玻璃部件和光学板上。
较佳的是,所述第一和第二粘结板各自完全粘结在对应的玻璃部件和光学板上,并且所述第一和第二粘结板中的至少一个粘结在所述光学板的边缘上,使得所述光学板的边缘附近基本上没有空隙存在(即,存在的任何空隙不起层离开始部位的作用)。理想的是所述光学膜完全位于一个,较佳的是两个玻璃部件的边缘之内。还有,理想的是所述光学膜的边缘的一部分,较佳的是大部分或者全部,伸出一个,较佳的是两个玻璃部件的边缘。还有,理想的是所述光学板的边缘的一部分位于一个或两个玻璃部件的边缘之内,并且,同时,所述光学板的边缘的另一部分伸出一个或两个玻璃部件的边缘。
在本发明的另一方面,提供了一种制造用于窗结构,作为中间形式的层压制品的方法。该方法包括提供第一粘结板和透明光学板。所述第一粘结板适合于粘结在光学板和玻璃部件上。该方法还包括光学板和第一粘结板的尺寸要使得所述光学膜的全部或大部分边缘能位于所述第一粘结剂的边缘之内,并且使得所述光学膜完全或基本上位于第一粘结板要附着于其上的玻璃部件的边缘之内。
所述光学板和任何粘结板尺寸的设定可以在一步或多步操作中进行,这些操作可以是同时进行的或者依次进行的。该方法还包括将所述光学板的一个主表面和所还第一粘结板的一个主表面放置在一起,使所述光学板的一个主表面面向所述第一粘结板的一个主表面,使得所述光学膜的边缘的大部分位于所述第一粘结板的边缘之内。
本发明方法还包括至少部分地将所述光学板的一个主表面和所述第一粘结板的一个主表面粘结在一起,使得所述光学膜的边缘的大部分位于所述第一粘结板的边缘之内。所述形成所需的尺寸可以在该至少部分地粘结在一起之后来进行。
提供的所述光学板形成预定尺寸的透明光学板部分,形成所需的尺寸的步骤可以包括修整所述预定尺寸的透明光学板、至少非金属多层光学膜的边缘部分或边缘带,形成所述光学板的边缘。较佳的是,这是个精密的修整操作,从而基本上抑制多层光学膜沿所述光学膜的边缘随后发生层离的位点的形成。理想的是,在放置在一起的步骤之后,除去该边缘部分。术语“精密地修整”是指在对层压制品进一步加工(例如层压到玻璃部件上)后,例如使用激光器、锋利的刀片、模(例如钢模或刻度尺)、研磨机、去毛刺工具或超声喇叭中的至少一种,显著地减少,如果不是消除,多层光学膜的边缘中存在的参差不齐的边、粗切割的边、裂缝或其它缺陷(这些缺陷会产生随后膜的层离的位点)来进行修整。
理想的是边缘带设置在所述光学膜的边缘之外。理想的是在至少部分地粘结在一起之后进行所述修整。还有,理想的是所述修整操作包括形成穿过光学板的狭缝。当存在两块粘结板时,理想的是形成穿过光学板以及第一粘结板或第二粘结板的狭缝。
随着现有的层压制品制造工艺的进步,本发明方法还包括提供第二粘结板,它也适合于粘结在光学板和玻璃部件上,并将所述光学板的另一个主表面和所述第二粘结板的一个主表面放置在一起,使得所述光学膜的边缘的大部分位于所述第二粘结板的边缘之内,并且所述光学板位于所述第一和第二粘结板之间。该方法还包括至少部分地将所述光学板的另一个主表面和所述第二粘结板的一个主表面粘结在一起,使得所述光学膜的边缘的大部分位于所述第二粘结板的边缘之内,并且所述光学板位于所述第一和第二粘结板之间。
在本发明方法的后面阶段,提供两个透明的玻璃部件,该方法还包括将所述第一粘结板的另一个主表面和所述一个玻璃部件的主表面放置在一起,并且将所述第二粘结板的另一个主表面和另一个所述玻璃部件的主表面放置在一起,使得所述第一和第二粘结板位于所述两个玻璃部件之间。在一个实施方式中,该方法还包括放置所述光学板,使得所述光学膜的边缘的大部分位于至少一个或两个玻璃部件的边缘之内。理想的是所述光学板的放置还包括将所述光学膜的边缘完全设置在至少一个或两个玻璃部件的边缘之内,且与该边缘有一定距离。当存在边缘带时,该方法可以包括将各个玻璃部件的主表面和所述第一和第二粘结板中任一个的另一个主表面放置在一起,使得所述光学板和边缘带位于所述第一和第二粘结板之间,并且所述第一和第二粘结板位于所述两个玻璃部件之间。
在制造用于窗结构的层压制品的方法的另一个实施方式中,方法可以包括使得所述光学板的尺寸致使至少一个,较佳的是两个玻璃部件的边缘基本上位于所述光学膜的边缘之内。所述至少一个,或者是两个玻璃部件的边缘基本上位于所述光学膜的边缘之内表明,理想的是要使得所述光学膜的边缘的一部分或多个部分或者段的尺寸致使其位于一个或多个玻璃部件的边缘之内,乃至与之齐平。该方法还包括将所述光学板放置在所述第一和第二粘结板之间,将所述第一和第二粘结板放置在所述玻璃部件之间,并放置光学板,使得所述光学膜的全部或者至少大部分边缘位于至少一个,或两个玻璃部件的边缘之外。该方法还包括将所述粘结板的各个主表面与所述光学板和玻璃部件的各个主表面粘结在一起。
随着方法的进步,本发明还包括:至少部分地将所述光学板的一个主表面和所述第一粘结板的一个主表面粘结在一起;至少部分地将所述光学板的另一个主表面和所述第二粘结板的一个主表面粘结在一起;至少部分地将所述第一粘结板的另一个主表面和一个玻璃部件的主表面粘结在一起;并至少部分地将所述第二粘结板的另一个主表面和另一个玻璃部件的主表面粘结在一起,所述光学板粘结在所述第一和第二粘结板之间,所述第一和第二粘结板粘结在所述两个玻璃部件之间。
在层压过程的最后,较佳的是本发明方法包括至少向所述层压制品施加足够长时间的热量,或者热量和压力,使得所述第一和第二粘结板的主表面发生流动,并足以粘结在所述光学板和玻璃部件对应的主表面上。当存在边缘带时,方法可以包括至少施加足够长时间的热量,或者热量和压力,使得边缘带和光学板之间的间隙基本上被所述第一和第二粘结板中的至少一个粘结板部分的材料所填充。
在最终的粘结操作之后,该方法还包括修整光学板的至少位于一个或两个玻璃部件之外的那部分,使得所述光学膜的所得的边缘与至少一个,或两个玻璃部件的边缘至少大致齐平。理想的是,在最后的粘结操作之前,所述光学膜的尺寸要使其伸出至少一个,或两个玻璃部件的边缘至少约0.8mm,较好是约0.8-l3mm。
在本发明的另一方面,提供了用来制造层压制品的组合件。所述组合件包括所述第一粘结板和透明光学板。将所述光学板和第一粘结板的主表面放置在一起,使得所述光学膜的边缘的大部分位于所述第一粘结板的边缘之内。所述光学膜基本上位于所述光学板要附着于其上的所述玻璃部件的边缘之内。所述组合件还可以包括所述第二粘结板。将所述第二粘结板的主表面相对于所述光学板的另一个主表面放置,使得所述光学板能够位于所述第一和第二粘结板之间。所述组合件还包括两个透明的玻璃部件。放置所述第一和第二粘结板各自的另一个主表面,使其面向所述两个玻璃部件中一个的主表面,使得所述光学板能够位于所述第一和第二粘结板之间,所述第一和第二粘结板位于所述两个玻璃部件之间。
因此,理想的是在层压过程中或者之后,保护所述光学膜的边缘不受会导致所述光学膜层离的应力的影响。为此,可以用粘结板材料来吸收这种层离应力。可以直接通过所述粘结板材料将两个玻璃部件的大部分边缘区域(即,各个玻璃部件伸出所述光学膜的边缘的区域)粘结在一起来做到这一点。也可以使光学膜的大部分伸出两个玻璃部件的边缘来做到这一点。这样,施加的应力就通过所述光学膜的一部分,而不是通过所述光学膜的边缘(即,位于由所述光学膜的边缘限定的边界内的部分)。当所述光学膜位于一个玻璃部件之内并伸出其它玻璃部件时,至少有一些这种应力可能依然会从所述光学膜的边缘中转移出来。
定义
本文中使用的以下术语具有以下意思:
“透明的”是指材料允许至少一定量的光通过的特性;
“层离”是机械分离和/或失去结合的表示;
“完全粘结的”是指各个表面互相粘着接触,在仅用机械力而又不破坏所述粘结的表面中的至少一个表面的情况下是无法分离的。
附图说明
图1是本发明的层压制品的边缘的截面图;
图2A是层压制品的边缘的截面图,显示因光学板的收缩形成的空隙;
图2B是层压制品的边缘的截面图,显示另一种类型的空隙形成;
图3是在最终粘结在一起之前,本发明的层压制品的边缘的截面图;
图4是图3中层压制品粘结在一起之后的截面图;
图5是本发明的另一种层压制品的边缘的部分分解截面图;
图6是图5中层压制品粘结在一起之后的截面图;
图7是本发明的另一种层压制品的边缘的截面图;
图8是本发明层压制品的一个角的平面图,示出了位于外部边缘之内的一个内部边缘;
图9是图8中沿9-9线的层压制品的截面图;
图10是本发明的挡风玻璃的一个实施方式的平面图。
各张附图中同样的数字一般表示同样的部分。
具体实施方式
本发明提供层压制品,制造所述层压制品时需至少减小(如果不是消除的话)沿包含非金属多层光学膜(例如,IR反射膜)的光学板边缘的显著层离。还提供了制造这些用于窗结构的层压制品的方法。
在使用包含非金属多层光学膜(例如,IR反射膜)的光学板制造适用于窗结构的层压制品的过程中,申请人遇到了一些挑战。
例如,参看图1,本发明的窗层压制品99可以包括光学板15,它具有非金属多层光学膜17和一个边缘10。光学板15夹在两块粘结板19之间,两块粘结板19则夹在两个玻璃部件25之间,以成层的方式将所述光学板夹在其间。所示的光学板15的边缘10已从曾与两个玻璃部件25的边缘27齐平的初始位置缩进或收缩。这样的收缩能导致一个或多个空隙20的产生。这样的空隙形成的例子描述在图2A和2B中。除了外观上不美观以外,空隙20或者许多这样的空隙还会成为液体、颗粒、污染物和其它碎屑集中的地方,并可能渗入光学膜17的各层中(例如,参见图2A)。这种情况持续的时间太长,会减弱光学膜17各层之间的粘结,并影响玻璃窗组合件99的功能。
已经发现,使用常规的制造玻璃窗层压制品的方法也会导致光学板经受高剪切和平面外的应力,这会导致光学膜多层结构中的层离。光学膜多层结构中的层离可进一步导致其它缺陷,如“日辉纹疵点”或“虫蛀状图案”。
在玻璃窗装配所用常规层压方法的脱气、烘箱加热(定位焊)和热压处理步骤中的一步或多步中,进一步层离产生的缺陷还会在光学膜中形成。这样的加工过程中产生的问题可以包括,例如,当使用机械装置(例如,在测绘台上的刀片切割)切割光学膜时,在光学膜的边缘上形成裂缝。当光学膜受到应力时,这种裂缝会传播开来,从而导致光学膜的层间层离。裂缝可以被认为是被称为“随后层离的位点”的一大类缺陷之一。这些位点会在层压的某些步骤,如脱气、置于升高的温度和/或压力作用下等中的一步或多步之后,产生问题。
当使用常规技术将光学板制成汽车挡风玻璃时,光学板夹在两块粘结板(例如,两块PVB等)和两个玻璃部件(例如,两块玻璃和/或塑料等)之间。然后,对光学板,或者至少是光学膜进行修整,使之与两块玻璃的整个边缘齐平。在将该挡风玻璃层压制品完全粘结(即,最后的粘结步骤)在一起之后,紧接着经常是使用热压处理步骤或类似的方法。在热压处理过程中(通常在温度约140℃,压力约12巴下进行),光学膜会收缩贴合于玻璃的弯曲部位。但是,随着光学膜收缩并离开玻璃的边缘,一块或两块粘结板的一部分会随着其收缩并离开玻璃的边缘,会导致在玻璃的边缘产生可见的缺陷,如空隙。而且,这些缺陷还会导致光学膜的层离。
本发明的层压制品的各部件,其尺寸和位置使得光学膜的边缘发生的层离很少,如果说不是不发生的话。本发明的最终层压制品中包括的主要部件是两块粘结板,用来将透明光学板粘结在两个玻璃部件之间。
玻璃板是优选的玻璃部件,尤其是在车窗结构中。当然,其它基本上透明的材料也可以用作玻璃部件,只要能向光学板提供硬度和强度。这些可用的材料包括聚合物材料,如丙烯酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯。玻璃部件可以是基本上平坦的或者有些弯曲。它可以以各种形状,如拱形、圆锥形或其它构形,以及截面来提供,具有各种表面形态。本发明并不限制于使用任何具体的玻璃部件材料或结构。
具有一定程度弯曲的玻璃部件尤其有沿光学膜的边缘发生层离的倾向。这是施加在光学膜上迫使膜适应弯曲的表面的应力造成的。如果一对玻璃部件未对齐或歪曲,或者如果玻璃部件在层压过程中处理不当,也会产生引起层离的应力。
适宜的光学板包括非金属多层光学膜,例如描述在美国专利6,207,260、6,157,490、6,049,419、5,882,774、5,360,659、5,223,465、5,103,557和5,103,337(RE34,605)和PCT公报WO 99/36248和WO 01/96104,以及提交于2001年1月15日,发明名称为“在可见波长范围内具有较高和平滑传输性能的多层红外反射膜以及由其制得的层压制品”的美国专利申请60/261942中的那些,所有这些文件的内容在本文中引用作为参考。本发明的适宜的光学板可以包括,但不一定限制于,红外反射膜、偏振膜、非偏振膜、多层膜、有色膜或有色调膜、以及装饰性膜。
粘结板用来将光学板和玻璃部件粘结在一起。在较佳的层压制品和玻璃窗结构中,粘结板是聚合材料膜,如能量消散或冲击消散层。这些类型的膜能有助于将玻璃部件粘结到光学板上,并赋予保护性特征(例如,防剥落、防碎裂),该特征是车用玻璃窗(例如,挡风玻璃和旁视镜)经常需要的。适合于粘结板的材料可以包括,例如由聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、离子塑料或聚氨酯制得的膜。市售的粘结板包括,例如购自E.I.DuPont deNemours公司(Wilmington,DE)的BUTACITE(PVB)、购自Solutia公司(St.Louis,MO)的SAFLEX(PVB)、购自Sekisui化学品有限公司(日本大阪)的S-LEC(PVB)、购自H.T.Troplast公司(德国Troisdorf)的TROSIFOL(PVB)、购自E.I.DuPont deNemours公司(Wilmington,DE)的SENTRY GLAS PLUS(离子塑料)、以及购自Huntsman Polyurethanes(Morton)和比利时Brasschaat的Polymar bvba公司的KRYSTALFLEX(聚氨酯)。
其它粘结板还可以包括,例如胶粘剂的涂层或胶带。粘结板可以是基本上连续的,或者是部分不连续的。较佳的是要以足够的量提供粘结板,以便形成光学层和玻璃部件之间的粘结。本发明不一定限制于使用任何具体的粘结板材料或结构。
已经吃惊地发现,可以提供具有特定的空间构形的层压制品,通过消除,或者至少是显著地减少沿光学膜的边缘的高张应力、高剪切应力或这两者,使得各部件的特定构形及尺寸可以消除,或者至少是显著地减少光学膜的边缘层离。因此,在本发明的一个实施方式中,如图3中所示,提供的层压制品100,其光学板50的光学膜60的边缘65的尺寸,使该光学膜基本上位于,较佳的是完全位于粘结板70的边缘75之内。光学板50和粘结板70的相对的主表面51和71可以以层叠方式至少部分地互相粘结,形成一个中间形式的层压制品。在该实施方式中,光学膜60的边缘65的尺寸要使该光学膜基本上位于其要通过粘结板70附着在其上的玻璃部件80的边缘87之内。较佳的是光学膜60的边缘65的尺寸要使该光学膜完全位于玻璃部件80的边缘87之内。理想的是粘结板70的部分或全部边缘75与其要附着于其上的玻璃部件80的边缘87齐平或者超过之。在另一个中间形式的层压制品中,光学板50夹在两个粘结板之间,此时光学板50的两个主表面51和53分别至少部分地粘结到一个粘结板70和另一个粘结板90的相对的主表面71和91上。在该中间形式的层压制品的实施方式中,光学膜60的边缘65的尺寸和位置,要使该光学膜基本上位于,较佳的是完全位于粘结板70和90的两个边缘75和95之内。而且在层压制品100的一个实施方式中,光学膜60的边缘65的尺寸,要使该光学膜基本上位于,较佳的是完全位于其要通过粘结板90附着于其上的玻璃部件110的边缘117之内。理想的是粘结板90的部分或全部边缘95与其要粘结于其上的玻璃部件110的边缘117齐平或超过之。在层压制品100中,粘结板70和90的主表面73和93要粘结到玻璃部件80和110的各自相对的主表面85和115上。
因此,在层压制品100的结构中,光学板50位于第一和第二粘结板70和90之间,而第一和第二粘结板位于玻璃部件80和110之间,如上所述。如图4中所示,当寻求窗结构(例如,汽车窗框)中的层压制品100的最优性能时,较佳的是将粘结板70和90完全粘结到光学板50以及各自对应的玻璃部件80和110上。在层压制品100完全粘结在一起后,所得的粘结板材料70和90的部分或全部边缘95/75会伸出玻璃部件80和110各自边缘87和117中的一个或两个。或者,所得的粘结板材料70和90的部分或全部边缘95′/75′(如虚线所示)可以位于玻璃部件80和110各自边缘87和117中的一个或两个之内。在形成层压制品100之后,例如最终的粘结之后,可按需要对任何伸出玻璃部件80和110边缘的粘结板材料进行修整,使其与边缘87和117齐平。
参看图5-6,在本发明的另一个实施方式中,层压制品100(下文中也称为层压制品100′)包括有预定尺寸的光学板51,它包括已经过修整或以其它方式从光学板主体50分离出来的边缘部分,即边缘带52,光学板主体50和边缘带52都包含非金属多层光学膜60。边缘带52邻近光学板主体50的边缘65。边缘带52形成在光学板的一定部分上,或者较佳的是所有部分上。在一个其光学板51至少部分地粘结到粘结板70上的中间形式的层压制品中,边缘带52可以通过,例如切穿光学板51的一个边缘部分形成狭缝55来形成。理想的是边缘带52要从粘结板70除去,因为边缘带52的除去可能是制造层压制品100所需的。在其光学板51至少部分地粘结在粘结板70和90之间的另一个中间形式的层压制品中,狭缝55可以通过,例如切穿粘结板90和光学板51来形成。在这种情况下,较佳的是不除去边缘带52。
所示狭缝由光学膜边缘带52的内边缘57和光学板主体50的外边缘65形成。理想的是,狭缝55位于玻璃部件80和110的边缘87和117朝内约5-15mm的位置。添加玻璃部件80和110作为层压制品100′的一部分,并粘结到与它们邻接的粘结板70和90上,粘结板70和90则都粘结在光学板50上。通常,层压制品100′的各部件通过加热,较佳的是加热又加压完全粘结在一起。较佳的是,将层压制品100′置于足够高的温度并较佳地施压下,使得光学板50收缩,并使狭缝55张开(参见图6)且填满来自粘结板70和90中一块或两块的软化的材料。在此粘结操作中,边缘带52与边缘87和117齐平,边缘带52可能受到一定的应力,该应力高到足以导致边缘带52中的光学膜60层离。但由于狭缝55将光学板主体50的光学膜60与边缘带52隔开,光学板主体50的光学膜60就被隔离,不会产生层离。要明白的是,形成的狭缝55可以仅仅是基本上,而不是完全将光学膜60与边缘带52隔开。例如,形成的狭缝55可以仅仅穿过光学板51的光学膜60,不完全穿过光学板51。另外,不一定需要完全消除光学板主体50中光学膜60的层离。层离可能是容许的,例如,如果当层压制品100′安装在窗结构中时层离是不可见的话。因此,不一定需要形成的狭缝完全将光学板主体50的光学膜60与边缘带52隔开。即,在层压制品100′的那些不可见的部分中,边缘带52的光学膜可以仍然与在光学板主体50的光学膜60连接。
前述实施方式尤其适合于玻璃部件有一定弯曲度的层压制品中。通过将光学膜基本上置于玻璃部件的边缘之内,可以减少光学膜的弯曲量,也可以减少或消除由于温度差所导致的膜的变形(例如,起皱)。另外,如前面提到的,光学板50会在加热操作中收缩。在该操作过程中,得自粘结板70和90中的一块或两块的粘结材料可以流动,填入由缩进的光学板50的部分先前占据的区域,如图4和6中所示。允许粘结材料至少大部分地,如果不是全部的话,围绕光学板50的边缘65,有助于分散光学膜60上的力,由此减少了层离的可能。
参看图7,在本发明的另一个实施方式中,层压制品(下文中也称为层压制品200)包括两个玻璃部件80和110,两块粘结板70和90,以及包含非金属多层光学膜60的透明光学板120。层压制品200的构造,使得光学膜60的边缘65的至少大部分,较佳的是全部伸出至少一个,较佳的是两个玻璃部件80和110的边缘87和/或117足够长,从而把用来将层压制品200粘结在一起的操作过程中施加在光学膜60的边缘65上的应力减至最小。理想的是光学膜60的尺寸要使该光学膜伸出玻璃部件边缘至少约0.8mm。较佳的是,该光学膜伸出玻璃部件的边缘的长度小于约13mm。但是,考虑到一些因素,例如玻璃部件的尺寸、玻璃部件的弯曲程度、光学板会收缩多少、以及层压制品粘结时的条件,可以调整,较佳的是确定伸出的长度。
在某些情况下,理想的是层压制品200,其一个玻璃部件80由具有的边缘(如虚线87′所示)比另一个玻璃部件110的边缘117长。理想的是,该层压制品200的光学板120的尺寸,使得至少光学膜60的边缘65与一个玻璃部件80的边缘87′齐平,基本上位于或完全位于边缘87′之内,但基本上伸出,或者较佳的是完全伸出另一个玻璃部件110的边缘117。较佳的是,然后除去粘结板70和90以及光学板120伸出玻璃部件110的边缘117的那些部分,或者至少防止那些部分粘结到玻璃部件80伸出第一玻璃部件110的区域上。
参看图8-9,可以制造任何本发明的层压制品,使得玻璃部件80和110包括位于它们的外边缘,即第一边缘87和117之内的一个或多个内边缘,即第二边缘121。边缘121可以形成,例如穿过一个或两个玻璃部件80和110的孔。这些孔121可用于一些用途,例如将层压制品附着在窗结构内(例如,连接于门框的汽车旁视镜)或者便于连接某种辅助结构(例如,汽车,如大货车或小型货车的后挡风玻璃上的刮水器)。玻璃部件的第二边缘可以在将层压制品粘结在一起之前,之时或之后形成,或者在将层压制品安装在目标窗结构之后形成。在该层压制品中,光学板50或120(和光学膜60)以及粘结板70和90各自有个相应的第二边缘。例如,理想的是,在将层压制品粘结在一起之前,之时或之后,或者在将层压制品安装在目标窗结构之后,该第二边缘成为与形成在光学板50或120以及粘结板70和90中的孔121齐平的孔。理想的是,所述第二边缘基本上位于,或者较佳的是完全位于玻璃部件的第二边缘121之内,如图8中数字125所示的虚线。还有,理想的是,所述第二边缘基本上伸出,或者较佳的是完全伸出玻璃部件80和110的第二边缘121,如数字123所示的虚线。另外,光学板50或120以及粘结板70和90的第二边缘可以在所述层压制品至少夹在一起之前或之后,或者较佳的是在所述层压制品粘结在一起之后形成。
制造本发明的层压制品的方法包括:提供一个粘结板和一个透明光学板;所述光学板的尺寸要使得至少光学膜的大部分边缘,较佳的是全部边缘位于所述粘结板的边缘之内,并且设置光学板,使其大部分,较佳的是全部位于光学板将要附着于其上的玻璃部件的边缘之内;设置所述光学板,使其面向粘结板,并且较佳的是使得光学膜的至少大部分,较佳的是全部位于光学板的边缘之内。层压部件的所有相对的表面较佳的是至少部分地粘结在一起。
在本发明的另一种方法中,层压制品通过首先提供两块粘结板、一块透明光学板和两个玻璃部件来制造。所述粘结板、光学板和玻璃部件各自具有两个主表面和一个边缘。所述光学板包括一个非金属多层光学膜,还具有一个边缘。所述光学板的尺寸要使得至少一个,较佳的是两个玻璃部件的边缘基本上,较佳的是完全位于所述光学膜的边缘之内。将所述光学板设置在两块粘结板和两个玻璃部件之间,使得至少光学膜的大部分,较佳的是全部边缘位于至少一个,较佳的是两个玻璃部件的边缘之外。在升高的温度,和较佳的是在加压条件下,将所述粘结板粘结到玻璃部件的相应的邻近表面上。
或者,在对层压制品的各部件粘结之前,至少所述光学板的光学膜的尺寸要使其伸出至少一个,较佳的是两个玻璃部件的边缘至少约0.8mm。较佳的是,所述光学膜伸出玻璃部件边缘的长度小于约13mm。任选地,在层压制品完全粘结在一起之后,本发明方法还进一步包括至少修整位于一个或两个玻璃部件的边缘之外的光学板的部分,使得至少光学膜的边缘至少与一个或两个玻璃部件的边缘大致齐平。
已经发现,使用精密修整工具和/或技术形成本发明层压制品中的至少光学膜的边缘,能够制得会导致随后层离的位点的边缘缺陷减少的产品。在本发明的一个优选的方式中,切割工具,如激光器、模(例如钢模或刻度尺)、气动旋转刀片、超声喇叭等的使用,能够提供足够精密的修切,将光学膜层离的可能性减至最小。因此,较佳的是使用这些工具和/或技术对光学板进行精密的修切,以基本上限制会导致随后光学膜层离的位点的形成。优选的激光器是10.6μm CO2激光器,购自Eurolaser公司(德国Hamburg)和LMI公司(Somerset,WI)。提供适宜的超声喇叭的供应商包括Sonic and Materials公司(Newton,CT)和Dukane公司(St.Charles,IL)。测绘台,如购自Aristomat公司(德国Hamburg)或Zund公司(瑞士Altstatten)的那些,也可以用在修整操作中。
在另一种可选择的方法中,层压制品的粘结,比如在热压循环中,可用来减少粘结板材料中空隙的产生和/或光学膜中的层离。例如,如图7中所示的和上述讨论的,当光学膜的边缘的至少大部分伸出至少一个,较佳的是两个玻璃部件的边缘时,层压制品可以以较低的峰值温度(例如,对于PVB粘结板约为121-127℃的范围)进行粘结(例如,热压处理)。这样,光学膜边缘的缩进不会像在较高的温度下那么多,并且可以仅仅缩进到玻璃部件的边缘,即,使边缘齐平。作为另一种选择,可以增加装配好的层压制品处于峰值粘结(例如,热压处理)温度下的时间,以及其在升高的温度范围内和,较佳的是压力(例如,在热压处理中)下的总时间,以将粘结板材料中空隙的形成和/或光学膜中的层离减至最少。例如,在一个优选的热压循环的实施方式中,当粘结板是PVB时,与现有方法中加热层压制品约20-30分钟相比,层压制品可以处于峰值温度下一个小时。另外,对该层压制品而言,与传统方法的1-1.75小时的总热压处理时间相比,优选的是热压处理3个小时的总时间。通过延长粘结操作的时间,已经发现粘结板,例如PVB膜容易流动,从而填入光学膜或光学板的边缘已收缩或缩进留下的空间。
可以将层压部件保持在升高的温度下足够时间,使粘结板软化,由此在光学板和玻璃部件之间产生粘结。较佳的是,对粘结板施加足够的热量,使之能够流动并填入间隙,如形成在光学板中的狭缝,例如如5-6所示的狭缝55中。在使用PVB粘结板的本发明的操作过程中,可以在约121-177℃的高温下进行层压。除了高温外,还可以任选地向各部件施加压力。优选的压力范围可以是约10.3-17.2巴。
图4和6中描述了至少施加热量,较佳的是还施加压力进行粘结操作之后的层压制品的例子。从这些图中可以看出,粘结板70和90已经软化并流在一起,形成围绕边缘65至少大部分(如果不是全部的话)的类似封闭的边界,并且较佳地,密封整个光学板50。粘结板材料会填入光学板50收缩后形成的空间(例如,由狭缝55形成的空间)中。这种“填入”可以形成更引入注目的边缘,能够在光学板50上提供密封,甚至能够密封光学板50的边缘,以免与会导致光学膜60层离的部件接触。
任选地,可以在最后的层压操作之前或之后,在层压制品的边缘上施加密封剂,如聚氨酯组合物。
可以对本发明的层压制品进行切割、定形、或以其它方式确定其尺寸,以用于建筑或车辆的窗结构中。本发明的层压制品的特别有用的用途是用于车窗结构,例如背灯、旁灯和挡风玻璃。在车辆挡风玻璃中,可以任选地设计层压制品的结构,也可以使得功能性部件的边缘或者预层压制品的边缘位于称为“玻璃质”的灰暗的区域内。玻璃质通常施加在挡风玻璃的表面上。一种普通的玻璃质图案是围绕挡风玻璃边缘的连接的黑色边界。优选的一种图案是挡风玻璃的边缘先是呈连续黑色图案,随着与挡风玻璃的边缘的距离增加,逐渐变成较小的点状图案。将光学板和/或其光学膜的边缘置于玻璃质结构之内,就“隐藏”了这种边缘,从而提供美观的产品。
可以对本发明的层压制品中使用的光学板的一个或两个表面进行改性,以增强它们对粘结板的粘附。合适的工艺可以包括,例如电晕放电处理、等离子体处理、火焰处理、腐蚀、使用有机或无机底涂料、或者任何其它适合的表面改性技术。
试验方法
观察皱纹
在反射光下以约0.3-0.9m的距离观察层压制品(使用肉眼)来检查挡风玻璃上的皱纹。使用荧光灯泡作为光源。以45°角以及水平地观察挡风玻璃的外表面,如同其安装在车辆中一样。任何可见的皱纹被认为是不可接受的。
观察空隙
在透射光下(使用肉眼)以0.3-0.9m的距离观察此玻璃的边缘,来检查挡风玻璃的空隙情况。使用荧光灯泡作为光源。水平地观察挡风玻璃的外表面,如同其安装在车辆中一样。
观察层离
在透射光下(使用肉眼)以0.3-0.9m的距离观察层光学板的边缘,来检查挡风玻璃的层离。使用荧光灯泡作为光源。垂直地观察各块挡风玻璃的外表面,如同其安装在车辆中一样。各层之间任何可见的层离都被认为是不可接受的。
实施例
在各实施例中,使用以下物品,它们的说明如下:
TYZOR<sup>TM</sup> TPT | 钛酸四异丙酯(TPT)底涂料,购自E.I.DuPont deNemours公司(Wilmington,DE) |
SAFLEX AR 11 | 0.38mm的聚乙烯醇缩丁醛(PVB),购自Solutia公司(St.Louis,MO) |
SRF | 太阳光反射膜(SRF),由3M公司制造的多层光学膜* |
高压釜 | 购自Scholz Maschinenbau GmbH&Co.KG(德国Coesfeld)或Melco Steel公司(Azusa,California) |
*根据美国专利5,360,659和/或6,157,490、PCT公报WO 99/36248、WO01/96104、美国专利申请60/261942中所述。
通常,PVB在被加热到完全粘结至SRF及其相应的玻璃部件上的程度以后,才会变得充分透明。另外,用来制造挡风玻璃的各对玻璃部件由玻璃制得,并且通常大小相等(即,其中一个的边缘不会基本上伸出另一个的边缘)。
实施例1
用涂布了DuPont Tyzor TPT底涂料的SRF,制备11块挡风玻璃。在150℃,于空气中测定15分钟,测得该SRF的收缩率为1.4%MD(纵向)和1.9%TD(横向)(根据ASTM D1204-94)。
使用一个透明的玻璃部件和一个太阳眼镜玻璃(即,用氧化铁着色的玻璃)部件,它们各自厚2.3mm,通过在内玻璃部件上放置一块0.38mm的PVB板(SAFLEX AR11),然后一块SRF板,最后是一块PVB板,在清洁室中制备层压制品。将外玻璃部件固定在PVB/SRF/PVB复合物上,并使用耙状刀片(hook razerblade)修整除去伸出玻璃部件边缘的多余的PVB和SRF部分。然后,使用真空环法对层压制品进行脱气,具体是在室温下对层压制品脱气约11分钟。然后通过温度设定为约149℃的钉板干燥烘箱(由Curvlite公司改造的快速钢质烘箱)13-14分钟。经过室温脱气和钉板干燥阶段,施加0.76巴的真空。接着,将层压制品置于高压釜中(Melco Steel公司)。高压釜的峰值温度和压力为143℃和11.7巴。
将层离率(即,在总的10个试样中出现层离的挡风玻璃的数目)示于表1中。
表1
使用标准修切方法的层离率
挡风玻璃 | 伸出 | 修切方法 | 层离率 |
SUV-尺寸<sup>*</sup>w/SRF | 无 | 刀片 | 3/10 |
SUV-尺寸,仅有PVB<sup>**</sup> | 无 | 刀片 | 0/1 |
*运动型多用途车(SUV)
**含有两块0.38mm的PVB板且不含SRF的试样
实施例2
用涂布了DuPont TYZOR TPT底涂料的功能部件SRF,制备8块形状适合运动轿车用的挡风玻璃。在150℃,于空气中测定15分钟,测得该SRF的收缩率为1.4%MD和1.4%TD(根据ASTM D1204-94)。
在层压之前,使用配备了咬合辊的ProTech ORCA IV层压机,将SRF预层压到0.38mm的聚乙烯醇缩丁醛、SAFLEXTMAR11PVB的塑料中间层上。层压过程在室温下进行,辊的压力为约0.35-0.7巴,线速度为约25-30mm/秒。
然后,在ARISTOMAT 1625切割台上使用旋转刀片法将预层压制品切割成形。使用各个挡风玻璃的CAD(计算机辅助设计)文件形成切割图案。将双层层压制品上的膜切割成挡风玻璃上的玻璃质图案。通过描绘相应的车辆挡风玻璃上的玻璃质图案来形成CAD文件。在连续玻璃质的边缘进行切割,使得热压处理后的膜的边缘收缩为点状玻璃质。
将标准压头压力设定在16(无单位),使得刀片只能切穿50.8μm的SRF并且只能稍许地进入PVB下面。在将SRF切割成玻璃质图案后,除去从双层层压制品的边缘到切割点之间的膜,并且双层层压制品由卷切割为片。该双层层压制品在ARISTOMAT 1625切割台上切割,使用在标准压头上的ARISTO刀片7750。切割速度为300mm/秒。
然后,将经切割的预层压制品与另一块Saflex AR11PVB板,层压成挡风玻璃。修整掉伸出所述玻璃的PVB,使之与所述玻璃齐平。在清洁室中使用各厚2.3mm的玻璃基片制备层压制品。在室温下,使用真空环法对层压制品进行脱气约11分钟,然后通过温度设定为约149℃的烘箱(由Curvlite公司改造的快速钢质烘箱)13-14分钟。经过室温脱气和加热阶段,施加0.8巴的真空。将层压制品置于峰值温度和压力为140℃和13巴的高压釜(Scholz Maschinenbau GmbH & Co.KG)中。
下表2概括了实施例2中的挡风玻璃的层压结果:
表2:层离率
缩减 | 层离率 |
成为玻璃质 | 0/8 |
实施例3
用涂布了DuPont TYZORTM TPT底涂料的SRF制备29块SUV尺寸的挡风玻璃。在150℃,于空气中测定15分钟,测得该SRF的收缩率为1.4%MD和1.9%TD(根据ASTM D1204-94)。
将SRF预层压到0.38mm厚的PVB板(SAFLEX AR11)上。使用ProTech ORCAIV层压机(DeForest,WI)制造PVB/SRF/PVB三层层压制品。在该预层压过程中,在室温下,通过两根咬合辊将SRF和PVB咬合在一起,其中一根辊的压力为6.9巴,另一根为2.8巴;线速度为约40mm/秒。
然后,使用激光器或气动旋转刀片法将预层压制品切割成形。使用SUV尺寸的挡风玻璃的CAD文件产生切割图案。调节CAD文件,使得最终的预层压制品伸出玻璃的边缘3.2mm。
使用一个500J/s CO2激光器(Laser Machining公司,LMI,Somerset,WI),以25%功率在顶表面上进行聚焦,制得激光切割的试样。
使用ARISTO刀片7132,在ARISTOMAT 1625切割台上,制造气动旋转刀片切割的试样。
然后,将上述经切割的预层压制品置于各厚2.3mm的两个玻璃基片之间,层压成挡风玻璃。在清洁室中制备所述层压制品。使用真空环法对挡风玻璃进行脱气,在室温下脱气约11分钟,然后通过温度设定为约149℃的钉板干燥烘箱(由Curvlite公司改造的快速钢质烘箱)13-14分钟。经过室温脱气和钉板干燥阶段,施加约0.76-0.90巴的真空。接着,将层压制品(高压釜)置于高压釜中(Melco Steel公司)。高压釜的峰值温度和压力为143℃和11.7巴。
观察所有试样的层离率,结果示于表3。
表3
使用用另一些切割方法伸出的层离率
伸出 | 切割方法 | 层离率 |
+3.2mm | 激光器 | 0/12 |
+3.2mm | ARISTOMAT切割台w/刀片 | 0/17 |
实施例4
用涂布了DuPont TYZORTM TPT底涂料的SRF制备8块挡风玻璃。在150℃,于空气中测定15分钟,测得该SRF的收缩率为1.4%MD和1.4%TD(根据ASTMD1204-94)。
使用ProTech ORCA IV层压机(DeForest,WI)将SRF预层压到两块0.38mm厚的PVB板(SAFLEX AR11)上。在该预层压过程中,在室温下,通过两根咬合辊将SRF和PVB咬合在一起,其中一根辊的压力为6.9巴,另一根为2.8巴。线速度为约40mm/秒。
然后,使用气动旋转切割刀片法将预层压制品切割。调节CAD文件,使得最终的预层压制品伸出所述两个玻璃部件的边缘2.4mm。对CAD文件进行第二次修改,制得一个预层压制品,从其玻璃部件的边缘起有个10mm切口,或者从第一个切口的边缘起有个12.4mm切口。使用ARISTO刀片7132,在ARISTOMAT 1625切割台上制得试样。机器的切割速度设定为500mm/秒。第二次切割通过PVB和SRF的顶层,但是不通过PVB的底层。
然后,将经切割的三层层压制品层压成挡风玻璃。用上述三层层压材料制得8块挡风玻璃,三块对照用挡风玻璃仅用PVB制得。为了制造层压制品,使用一块透明基片和一块太阳眼镜玻璃基片,它们各厚2.3mm。然后,在清洁室中制备所述层压制品。使用真空环法对挡风玻璃进行脱气。在室温下对层压制品脱气约11分钟,然后通过温度设定为约149℃的烘箱(由Curvlite公司改造的快速钢质烘箱)约13分钟。经过室温脱气和加热阶段(烘箱中),施加0.81巴的真空。接着,将该层压制品置于高压釜(购自Scholz Maschinenbau GmbH & Co.KG)中,高压釜的峰值温度为143℃,峰值压力为11.7巴。
在从高压釜中取出挡风玻璃后,检查各块挡风玻璃的层离情况。
表4
层离率
挡风玻璃 | 切割 | 层离率 |
SUV尺寸,具有SRF | SRF中的狭缝,6.4-11.7mm,从玻璃边缘算起 | 0/8 |
SUV尺寸,仅有PVB<sup>*</sup> | 0/3 |
*含有两块0.38mm的PVB板,但不含SRF的试样
实施例5
用涂布了DuPont TYZORTMTPT底涂料的SRF制备20块SUV用,20块轿车用和20块小型货车用挡风玻璃。在150℃,于空气中测定15分钟,测得该SRF的收缩率为1.4%MD和1.9%TD(根据ASTM D1204-94)。
使用ProTech ORCA IV层压机(DeForest,WI)制造PVB/SRF/PVB三层层压制品。PVB(SAFLEX AR11)是厚度为0.38mm的板。在室温下,通过两根咬合辊将SRF和PVB咬合在一起,其中一根辊的压力为6.9巴,另一根为2.8巴;线速度为约40mm/秒。
然后,使用气动旋转刀片将预层压制品切割成形。使用各块挡风玻璃的CAD文件产生切割图案。调节CAD文件,使得最终的预层压制品伸出所述玻璃的边缘3.2mm。使用ARISTO刀片7132,在ARISTOMAT 1625切割台上制得气动旋转刀片切割的试样。
然后,使用一块透明基片和一块太阳眼镜玻璃基片(它们各厚2.3mm),将经切割的预层压制品层压成挡风玻璃。在清洁室中制备所述层压制品。使用真空环法,在室温下对挡风玻璃脱气约11分钟,然后通过温度设定为约149℃的钉板干燥烘箱(由Curvlite公司改造的快速钢质烘箱)13-14分钟。经过室温脱气和钉板干燥阶段,施加0.83巴的真空。将一组由各种图案类型的一半构成的层压制品置于高压釜(Melco Steel公司)中,使用标准热压循环:高压釜中的峰值温度和压力为143℃和11.7巴。在高压釜(Melco Steel公司)中处理另一组层压制品(各种图案类型的一半),循环中的最大温度和压力设定为127℃和11巴。到保持阶段的最后,再将温度和压力升高到132℃和11.4巴。
下表概括了使用上述热压循环所得的挡风玻璃层压制品的结果。
表5
层离率(试样w/伸出);不同的高压釜设定条件
挡风玻璃 | 伸出(mm) | 切割方法 | 热压循环 | 层离率 |
SUV | +3.2 | 刀片 | 143℃,11.7巴 | 0/10 |
SUV | +3.2 | 刀片 | 132℃,11.4巴 | 0/10 |
小型货车 | +3.2 | 刀片 | 143℃,11.7巴 | 0/10 |
小型货车 | +3.2 | 刀片 | 132℃,11.4巴 | 0/10 |
轿车 | +3.2 | 刀片 | 143℃,11.7巴 | 0/10 |
轿车 | +3.2 | 刀片 | 132℃,11.4巴 | 0/10 |
观察到,通过大约3.2mm的伸出长度以及降低高压釜的温度,限制了SRF的边缘向挡风玻璃内部的收缩,所述边缘是承受应力的。表6示出了由挡风玻璃的边缘测得的膜的缩进或伸出的量。
表6
使用用另一个热压循环的伸出的SRF缩进
挡风玻璃 | 热压循环 | SRF缩进上部&下部边缘 | SRF缩进侧面边缘 |
SUV | 143℃,11.7巴 | 2/100-1.78mm缩进 | 5/100-2.54mm缩进 |
SUV | 132℃,11.4巴 | 0/101.55-2.41mm伸出 | 0/100.94-2.24mm伸出 |
小型货车 | 143℃,11.7巴 | 4/100-1.55mm缩进 | 1/100-1.35mm缩进 |
小型货车 | 132℃,11.4巴 | 0/101.42-2.13mm伸出 | 0/101.65-2.49mm伸出 |
轿车 | 143℃,11.7巴 | 10/101.42-2.54mm缩进 | 0/100mm缩进 |
轿车 | 132℃,11.4巴 | 0/100.74-1.91mm伸出 | 0/101.12-2.74mm伸出 |
使用这些数据分析来确定热压循环、挡风玻璃的类型、以及热压循环和挡风玻璃类型的相互作用对缩进量的影响。发现进行热压循环的条件以及挡风玻璃的类型会影响在挡风玻璃两边上的SRF缩进(+)/伸出(-)量。这些变量的相互作用对挡风玻璃300的两个玻璃部件的边缘210和212上的SRF的缩进或伸出的影响并不明显。参看图10。
还观察到,热压循环和挡风玻璃类型都会影响挡风玻璃300的玻璃部件的上部边缘220和下部边缘222上的SRF的缩进(+)/伸出(-)量。热压循环和挡风玻璃类型的相互作用对挡风玻璃300的两个玻璃部件的上部和下部边缘220和222上的SRF的缩进或伸出的影响并不明显。
实施例6
用阳光反射膜制备12块SUV挡风玻璃。该SRF涂布了DuPontTyzorTPT(钛酸四异丙酯)底涂料。在150℃,于空气中测定15分钟,测得该SRF的收缩率为1.4%MD和1.9%TD(根据ASTM D1204-94)。
使用PROTECH PT45EGS层压机(DeForest,WI),由SRF和0.38mm的PVB(SAFLEX AR11)制造三层层压制品(PVB/SRF/PVB)。在该预层压过程中,在室温下,通过两根咬合辊将SRF和PVB咬合在一起,此时辊压力为0.55-0.69巴,线速度为56mm/秒。
然后,使用激光器或气动旋转匕首刀片法将预层压制品切割成形。使用车辆挡风玻璃的CAD文件产生切割图案。调节CAD文件图像,使得最终的预层压制品伸出所述玻璃部件的边缘1.6mm。使用一个500J/s CO2激光器(Laser Machining公司,LMI,Somerset,WI),以25%功率在顶表面上进行聚焦,制得激光切割的试样。在ARISTOMAT 1625台上制得气动旋转ARISTO刀片7132切割的试样。
然后,使用一个透明的玻璃部件和一个太阳眼镜玻璃部件(各厚2.3mm),将切割的预层压制品层压成挡风玻璃。在清洁室中制造所述层压制品。然后,使用真空环法对所有的层压制品进行脱气。在室温下对层压制品脱气约11分钟,然后通过温度设定为约149℃的钉板干燥烘箱(由Curvlite公司改造的快速钢质烘箱)13-14分钟。经过室温脱气和钉板干燥阶段,施加约0.73巴的真空。接着,将层压制品置于高压釜中。高压釜的峰值温度和压力为143℃和12.1巴。
表7-8概括了观察到边缘缺陷的挡风玻璃层压制品的结果。SRF缩进是指SRF缩离挡风玻璃300的玻璃部件的上部边缘220中心的距离。参看图10。PVB缩进是指PVB缩离挡风玻璃300的玻璃部件的上部边缘220中心的距离。
表7
用激光器切割的SUV挡风玻璃的SRF和PVB缩进
层压制品# | SRF缩进(mm) | PVB缩进(mm) |
1 | 1.42 | 0 |
2 | 1.91 | 0 |
3 | 1.83 | 0 |
4 | 1.98 | 0 |
5 | 1.96 | 0 |
6 | 1.63 | 0 |
表8
用气动旋转刀片切割的SUV挡风玻璃的SRF和PVB缩进
层压制品# | SRF缩进(mm) | PVB缩进(mm) |
7 | 2.11 | 0 |
8 | 2.67 | 0 |
9 | 2.59 | 0 |
10 | 1.73 | 0 |
11 | 1.70 | 0 |
12 | 1.52 | 0 |
实施例7
使用涂布了DuPont TYZOR TPT底涂料的阳光反射膜制备22块SUV尺寸的挡风玻璃。在150℃,于空气中测定15分钟,测得该SRF的收缩率为1.4%MD和1.9%TD(根据ASTM D1204-94)。
使用PROTECH ORCA IV层压机(DeForest,WI),将SRF层压到0.38mm的PVB(SAFLEX AR11)上来制造三层层压制品(PVB/SRF/PVB预层压制品)。在室温下,以6.9巴的辊压力将SRF和底部的PVB咬合在一起。然后,在室温下,以2.8巴的辊压力在第二层压台上将SRF和底部PVB层压物咬合到顶部PVB层上。
然后,使用激光器将该预层压制品切割成形。使用车辆挡风玻璃的CAD文件产生切割图案。调节CAD文件图像,使得最终的预层压制品伸出所述玻璃部件的边缘3.2mm。使用一个500J/s CO2激光器(Laser Machining公司,LMI,Somerset,WI),以25%功率在顶表面上进行聚焦,制得激光切割的试样。
然后,使用一个透明的玻璃部件和一个太阳眼镜玻璃部件(各厚2.3mm),将切割的预层压制品层压成挡风玻璃。在清洁室中制备所述层压制品。再制造一个比较的层压制品,此时不是预层压PVB/SRF/PVB。在该过程中,将一块PVB,然后是一块SRF,最后是一块PVB置于内部玻璃部件上。将外玻璃部件置于此复合物上,并使用耙状刀片修整除去多余的PVB和SRF,以所述玻璃的边缘作为基准。然后,使用真空环法对所有的层压制品进行脱气。在室温下对层压制品脱气约11分钟,然后通过温度设定为约149℃的烘箱(由Curvlite公司改造的快速钢质烘箱)13-14分钟。经过室温脱气和加热阶段,施加0.76巴的真空。接着,将挡风玻璃置于高压釜(Melco Steel公司)中。高压釜的峰值温度和压力为143℃和12.1巴。
测定SRF层和PVB的缩进量,列在表9中。SRF缩进是指SRF和玻璃部件的边缘之间的距离。
表9
用激光器切割的SUV尺寸的挡风玻璃的SRF和PVB缩进
层压制品# | 最大SRF缩进(mm) | 最大PVB缩进(mm) |
1 | 2.13 | 0 |
2 | 1.27 | 0 |
3 | 1.85 | 0 |
4 | 1.40 | 0 |
5 | 1.40 | 0 |
6 | 1.52 | 0 |
7 | 1.78 | 0 |
8 | 1.27 | 0 |
9 | 1.02 | 0 |
10 | 1.96 | 0 |
11 | 1.63 | 0 |
12 | 2.03 | 0 |
SRF缩进是指SRF从玻璃部件的边缘(最大缩进点)缩进的距离;PVB缩进是指PVB从玻璃部件的边缘(最大缩进点)缩进的距离。
实施例7的比较例
为了比较,还制备了10块SUV尺寸的挡风玻璃,但是使用传统的修整方法切割。使用该技术,用耙状刀片修整PVB/SRB/PVB复合物,以其玻璃边缘作为基准。对SRF和PVB材料的最大缩进量进行测定,列在表10中。SRF缩进是指SRF和玻璃部件的边缘之间的距离。
表10
用耙状刀片切割的SUV尺寸的挡风玻璃的SRF和PVB缩进
层压制品# | 最大SRF缩进(mm) | 最大PVB缩进(mm) |
1 | 3.18 | 3.18 |
2 | 3.18 | 3.18 |
3 | 3.68 | 3.68 |
4 | 3.18 | 3.18 |
5 | 3.43 | 3.43 |
6 | 3.35 | 3.35 |
7 | 3.45 | 3.45 |
8 | 3.10 | 3.10 |
9 | 3.56 | 3.56 |
10 | 3.63 | 3.63 |
SRF缩进是指SRF从玻璃部件的边缘(最大缩进点)缩进的距离;PVB缩进是指PVB从玻璃部件的边缘(最大缩进点)缩进的距离。
使用实施例6-7的数据,完成统计分析。观察到,预层压制品伸出长度的增加(超过玻璃部件的边缘)会减少SRF从玻璃部件边缘的缩进量。虽然不同的预层压制品伸出情况下的缩进量变化很大,但是各自是独立的数群。线性回归也示出了预层压制品伸出的长度与SRF缩进量之间的关系。为了消除SUV尺寸的挡风玻璃上的SRF缩进,可能需要将最小约4.8mm的材料加入预层压制品伸出的部分。还发现,增加预层压制品伸出玻璃部件的边缘的长度,也会减小从玻璃部件边缘的PVB缩进。1.6mm和3.2mm伸出的预层压制品,其PVB缩进互相之间没有明显的区别。线性回归显示,在SUV尺寸的挡风玻璃上增加2.4mm(3/32英寸)伸出后,在超过玻璃部件的边缘处PVB不再缩进。
表11
层离率
层压制品 | 切割方法 | 层离率 |
实施例7 | 3.2mm伸出 | 0/10 |
实施例7的比较例 | 切割到玻璃边缘 | 3/10 |
表11表明,与不显示PVB缩进的挡风玻璃相比,显示PVB缩进和SRF缩进的挡风玻璃更容易发生SRF的层离。
已经描述了本发明的一些实施方式。但是无论如何应该明白,在不偏离本发明的精神和范围的前提下,可以对本发明进行各种修改。因此,其它实施方式都落入下述权利要求书的范围之内。
Claims (28)
1. 一种层压制品,它包括:
具有一个主表面和一个边缘的第一粘结板,所述第一粘结板适合于粘结在具有一个主表面和一个边缘的玻璃部件上;
具有一个主表面和一个边缘的第二粘结板,所述第二粘结板适合于粘结在具有一个主表面和一个边缘的玻璃部件上;
包含一个聚合物多层光学膜的透明光学板,所述光学板具有一个主表面、另一个主表面和一个边缘,所述光学膜具有一个边缘,并且所述光学板的主表面与所述第一粘结板的主表面放置在一起;所述光学板的另一个主表面与所述第二粘结板的主表面放置在一起,使得所述光学板位于所述第一粘结板与所述第二粘结板之间;
其特征在于,所述光学膜的尺寸和位置要使得所述光学膜的边缘的至少大部分位于所述第一粘结板和第二粘结板中的至少一个的边缘之内。
2. 如权利要求1所述的层压制品,其特征在于,所述光学膜的尺寸和位置要使得所述光学膜的边缘完全位于所述第一粘结板的边缘之内。
3. 如权利要求1所述的层压制品,其特征在于,所述第二粘结板的主表面和所述光学板的另一个主表面至少部分地粘结在一起,所述光学膜完全位于所述第一粘结板和所述第二粘结板中至少一个的边缘之内。
4. 如权利要求1所述的层压制品,其特征在于,所述光学板、所述第一粘结板和所述第二粘结板至少部分地粘结在一起,使得所述光学膜的边缘的大部分位于所述第一粘结板和所述第二粘结板的边缘之内,所述层压制品还包含透明的边缘带,所述边缘带包含曾形成所述光学板的外部边缘部分的聚合物多层光学膜,所述边缘带具有宽度和内部边缘,所述边缘带位于所述光学板的边缘之外,并且所述边缘带的内部边缘和所述光学板的边缘之间形成了一个狭缝。
5. 如权利要求4所述的层压制品,其特征在于,所述狭缝穿过所述光学板,并且穿过所述第一粘结板和所述第二粘结板中的一个。
6. 如权利要求4所述的层压制品,其特征在于,它还包含两个透明的玻璃部件,它们各具有一个主表面和一个边缘,所述第一粘结板和所述第二粘结板各自具有另一个面向所述玻璃部件中任一个的主表面的主表面,使得所述光学板和所述边缘带位于所述第一和第二粘结板之间,并且所述第一和第二粘结板位于所述两个玻璃部件之间。
7. 如权利要求6所述的层压制品,其特征在于,所述第一和第二粘结板都完全地粘结在对应的玻璃部件和所述光学板上。
8. 如权利要求1所述的层压制品,其特征在于,所述光学膜的边缘是第一边缘,还具有一个位于所述第一边缘的边界内的第二边缘。
9. 如权利要求1所述的层压制品,其特征在于,它还包括:
两个透明的玻璃部件,它们各具有一个边缘,
其中,所述光学板夹在所述第一和第二粘结板之间,所述第一和第二粘结板夹在所述两个玻璃部件之间,在将所述层压物粘结在一起之前,所述光学膜的尺寸要使得所述光学膜的边缘基本上位于至少一个玻璃部件的边缘之内。
10. 如权利要求9所述的层压制品,其特征在于,所述光学膜完全放置在各个玻璃部件的边缘之内。
11. 如权利要求9所述的层压制品,其特征在于,所述第一和第二粘结板各自完全粘结在对应的玻璃部件和所述光学板上。
12. 如权利要求9所述的层压制品,其特征在于,所述第一和第二粘结板各自完全地粘结在对应的玻璃部件和所述光学板上,并且所述第一和第二粘结板中的至少一个粘结于所述光学板的边缘,使得所述光学板的边缘附近基本上没有空隙存在。
13. 一种层压制品,它包括:
两块粘结板,它们各具有两个主表面和一个边缘,适合于粘结在玻璃部件上;
一块透明光学板,它包含聚合物多层光学膜,所述光学板具有两个主表面,所述光学膜具有一个边缘;
两个透明的玻璃部件,它们各具有一个主表面和一个边缘,
其特征在于,所述光学板的一个主表面放置在各粘结板的一个主表面附近,使得所述光学板位于所述粘结板之间,所述两个粘结板中一个粘结板的一个主表面粘结在各玻璃部件的一个主表面上,使得所述光学膜的边缘的至少大部分伸出至少一个玻璃部件的边缘。
14. 如权利要求13所述的层压制品,其特征在于,所述光学膜的边缘的大部分伸出所述玻璃部件中至少一个的边缘。
15. 如权利要求13所述的层压制品,其特征在于,所述光学膜的边缘全部伸出所述两个玻璃部件的边缘。
16. 如权利要求13所述的层压制品,其特征在于,所述光学膜的边缘的一部分位于所述两个玻璃部件中至少一个的边缘之内。
17. 一种制造用于窗结构的层压制品的方法,它包括:
提供一个第一粘结板、一个第二粘结板和一个透明光学板,它们各具有两个主表面,还提供两个透明的玻璃部件,它们各具有一个主表面和一个边缘,所还透明光学板包含具有边缘的聚合物多层光学膜,各粘结板适合于粘结在所述光学板和玻璃部件上;
所述光学板的尺寸要使得所述光学膜的边缘的大部分至少基本上位于所述第一粘结板和第二粘结板的边缘之内;
将所述光学板的一个主表面和所述第一粘结板的一个主表面放置在一起,使所述光学板的一个主表面面向所述第一粘结板的一个主表面,并且将所述光学板的另一个主表面和所述第二粘结板的一个主表面放置在一起,使得光学板位于所述第一和第二粘结板之间,并使得所述光学膜的边缘的大部分位于所述第一粘结板和第二粘结板的边缘之内;
将所述第一粘结板的另一个主表面和所述两个玻璃部件中一个玻璃部件的主表面放置在一起,并且将所述第二粘结板的另一个主表面和所述两个玻璃部件中另一个玻璃部件的主表面的一个主表面放置在一起,使得所述第一和第二粘结板位于所述两个玻璃部件之间;
放置所述光学板,使得所述光学膜的边缘的至少大部分位于所述两个玻璃部件中至少一个的边缘之内。
18. 如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述形成所需的尺寸包括精密地修整预定尺寸的透明光学板的边缘部分,形成所述光学板的边缘,使得该光学板的边缘基本上抑制会使多层光学膜沿所述光学膜的边缘随后发生层离的位点的形成。
19. 如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述形成所需的尺寸包括令光学板的尺寸致使所述光学膜的边缘完全位于所述第一粘结板和第二粘结板的边缘之内。
20. 如权利要求17所述的方法,其特征在于,它还包括:
至少部分地将所述光学板和所述第一粘结板和第二粘结板中的至少一个粘结在一起,使得所述光学板位于所述第一和第二粘结板之间。
21. 如权利要求17所述的方法,其特征在于,它还包括:
至少部分地将所述光学板和所述第一粘结板粘结在一起;
至少部分地将所述光学板和所述第二粘结板粘结在一起;
至少部分地将所述第一粘结板和一个玻璃部件粘结在一起;
至少部分地将所述第二粘结板和另一个玻璃部件粘结在一起,
所述光学板粘结在所述第一和第二粘结板之间,所述第一和第二粘结板粘结在所述两个玻璃部件之间。
22. 如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述光学板的设置包括将所述光学膜的边缘完全设置在所述第一和第二粘结板的边缘之内。
23. 如权利要求20所述的方法,其特征在于,提供的所述光学板形成一预定尺寸的透明光学板的部分,所述形成所需的尺寸是在所述至少部分地将所述光学板的一个主表面和所述第一粘结板的一个主表面粘结在一起之后进行的,所述形成所需的尺寸包括修整所述预定尺寸的光学板的至少聚合物多层光学膜的边缘带,形成所述光学板,所述边缘带具有宽度和内部边缘,所述边缘带位于所述光学膜的边缘之外,并且所述边缘带的内部边缘和所述光学膜的边缘之间形成了一个狭缝。
24. 如权利要求23所述的方法,其特征在于,它还包括:
将所述玻璃部件和所述第一和第二粘结板放置在一起,使得所述光学板和边缘带位于所述第一个第二粘结板之间,所述第一和第二粘结板位于所述两个玻璃部件之间;
至少部分地将所述光学板和所述第二粘结板粘结在一起,至少部分地将所述第一粘结板和一个玻璃部件粘结在一起,并且至少部分地将所述第二粘结板和另一个玻璃部件粘结在一起,
所述光学板粘结在所述第一和第二粘结板之间,所述第一和第二粘结板粘结在所述两个玻璃部件之间。
25. 如权利要求23所述的方法,其特征在于,它还包括:
将所述玻璃部件和所述第一和第二粘结板放置在一起,使得所述光学板和边缘带位于所述第一个第二粘结板之间,所述第一和第二粘结板位于所述两个玻璃部件之间;
至少施加足够长时间的热量,使得边缘带和光学板之间的间隙基本上被所述第一和第二粘结板中至少一个枮结板部分的材料所填充。
26. 一种制造用于窗结构的层压制品的方法,它包括:
提供两块粘结板和一块透明光学板,它们都各具有两个主表面和一个边缘,还提供两个透明的玻璃部件,它们各具有一个主表面和一个边缘,所述光学板包含一个具有边缘的聚合物多层光学膜;
所述光学板的尺寸要使得至少一个玻璃部件的边缘基本上位于所述光学膜的边缘之内;
放置所述光学板的一个主表面和所述第一粘结板的一个主表面,并且放置所述光学板的另一个主表面和所述第二粘结板的一个主表面,使得所述光学板位于所述第一和第二粘结板之间;
放置所述第一粘结板的另一个主表面和所述玻璃部件中一个的主表面,并且放置所述第二粘结板的另一个主表面和另一个玻璃部件的主表面,使得所述第一和第二粘结板位于两个玻璃部件之间;
放置所述光学板,使得所述光学膜的边缘的大部分位于所述玻璃部件中至少一个的边缘之外;
将所述粘结板的各个主表面与所述光学板及玻璃部件对应的主表面粘结在一起。
27. 如权利要求26所述的方法,其特征在于,所述玻璃部件中至少一个的边缘放置在所述光学膜的边缘之内,该方法还包括:
修整光学板的位于至少一个玻璃部件的边缘外的至少那部分,使得所述光学膜的最终的边缘与至少一个玻璃部件的边缘至少大致齐平。
28. 如权利要求26所述的方法,其特征在于,在粘结之前,所述光学膜的尺寸要使其伸出至少一个玻璃部件的边缘至少约0.8mm的距离。
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