CN101193746A - 具有改进选择性的层压窗玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于封闭开口的层压窗玻璃，它是由外硬玻璃和内硬玻璃构成的，它们借助中间层将彼此连接起来。一个对可见光部分透明的层系统置于该层压窗玻璃内。本发明层压窗玻璃的特征在于这些玻璃被着色并吸收一部分红外光，其特征还在于该多层系统选择性地反射和/或吸收红外光。这种层压窗玻璃特别好地适合用于汽车或飞机的侧玻璃窗、后车门或车顶玻璃窗。

Description

具有改进选择性的层压窗玻璃
本发明涉及具有权利要求1前序部分特征的层压窗玻璃，以及这种层压窗玻璃的用途。
用层压窗玻璃制成的玻璃窗广泛地用于汽车和建筑物。它们在其中提供多种功能，例如封闭开口和消除它们被破坏时出现伤害危险。另外，这些玻璃窗一方面往往没有让全部入射太阳光通过，从而没有使室内空间过度变热，另一方面让足够大量的光充分照亮内部空间。遵守这两种需求，即阻止过量进入能量光与充分照亮内部空间，是一种折中。因此，还需要具有改进能量透明和光透明选择性的层压窗玻璃。
为了满足所述的需求，例如可以使用反射一部分红外光的所谓防晒层。人们还知道使用着色玻璃，或它们吸收光，它们通过滤光作用阻挡某些频率的入射光光谱。
由德国专利DE19927683C1知道用层压窗玻璃制成的透明窗玻璃，这种层压窗玻璃是由至少两块用硬质玻璃制成的窗玻璃和一层将它们彼此连接起来的透明连接层组成的，这种用玻璃制成的层压窗玻璃具有反射红外光的防晒层。这种用层压窗玻璃制成的窗玻璃的特征在于在朝向内部空间的表面上准备了基本反射热光的其它透明层。除了对外部入射短波长和中波长红外光的防晒功能外，用玻璃制成的层压窗玻璃还实现保温功能。置于该防晒层前面的用玻璃制成层压窗玻璃的这些层是透明的时，这种防晒功能是特别有效的。将来自内部空间的长波长红外光反射再送回内部空间时便能达到这种保温功能。
德国专利分卷DE10249263B4披露了具有热舒适效果的玻璃窗，它包括具有自动变暗的用玻璃制成的窗玻璃和一层低E层，该低E层置于朝向汽车内部空间的表面上。在夏天，该低E层的作用在于降低朝向汽车内部的玻璃表面光的温度。在冬天，该低E层应该具有的作用在于将汽车乘客放出的红外光通过反射再送回到汽车内。在一种实施方式中，该玻璃窗是由四层构成的，即从外面开始，第一块用玻璃制成的窗玻璃、SPD薄板(″悬浮粒子器件″)，它的作用是遮盖、第二块用玻璃制成的窗玻璃和置于后者之上的低E层，该层朝向汽车内部空间。
由文件WO2005/012200A1知道一种具有低阳光系数的透明载体，它具有一个多层系统。该多层系统构成如下：从载体开始，第一介电材料层、第一吸收层、反射红外光层、第二吸收层和用介电材料制成的封闭层。该载体是厚度6mm对热和声都透明的用玻璃制成的窗玻璃时，该涂敷载体吸收光应该高于或等于35％。
构成本发明接触的问题是提出一种易于生产的层压玻璃，这种玻璃能够达到增加热舒适感觉。
根据本发明，采用权利要求1记载的技术特征能解决这个问题。从属权利要求的技术特征给出了这个主题的有利进展。
本发明层压窗玻璃因此是由两块吸收光的单个着色玻璃构成，它们彼此通过中间层连接起来，让可见光通过确定范围的多层系统置于该层压窗玻璃内。击中多层系统而没有通过的这部分光按照这个多层系统的性质和结构而被其系统反射、吸收或反射和吸收。因此，该多层系统选择性地对入射光的光谱起作用。
另外，这些单个着色玻璃吸收其它部分的红外光，而可见光在同一范围内没有被吸收。这些单个玻璃因此也具有选择作用。事实上，借助其多重滤光作用，因这种作用红外光，特别是近红外光大部分被阻挡以可见光形式进入内部空间，本发明的层压窗玻璃的选择性高于通常使用的层压窗玻璃或高于已知单个着色玻璃。
令人惊奇地，在本发明中可沿着光入射方向无需位于该多层系统前面的透明窗玻璃，而这窗玻璃被认为是提高已知具有金属基防晒层的用玻璃制成层压窗玻璃的效率所不可缺少的。在许多情况下，甚至使用贫铁的脱色玻璃组合物，用于在朝向外部的用玻璃制成的窗玻璃中尽可能不太吸收红外光。这样应该增加该层作用。
在本发明层压窗玻璃中使用的多层系统对于光总能量TE达到8％-35％水平是透明的。光总能量在这里应该理解是在波长范围250nm-2500nm的阳光。因此反射(RE)和/或吸收(AE)的比例是92％-65％光总能量，RE与AE的比例之比是由多层系统的性质和结构决定的。通过该玻璃的总光明显地还包括在波长范围350nm-750nm范围内的可见光。根据该多薄层系统的性质，在可见光范围内的透射TL是5％-75％。
本发明层压窗玻璃的这些单个玻璃可以为达到确定效果而具有不同的色调或吸收能力，例如全部光透明或通过该窗玻璃时感觉的颜色。特别地，该外玻璃可以着色比内玻璃差些，以便利用着色更强的用玻璃制成内窗玻璃，增加阻挡红外光的多层系统作用，同时达到确定的总色调或层压窗玻璃的总吸收。
使用不同厚度的玻璃可以达到类似的作用。但是，还可使用具有不同厚度的单个玻璃，使该层压窗玻璃的机械性能适合于特定的应用。
该多层系统可以安装在外窗玻璃、内窗玻璃或中间层上，只要它放在层压窗玻璃内。作为多层系统，优选本身已知的多薄层系统，该系统有一个或多个用银制成的功能层和多个适当阻挡和干涉层。通常采用真空涂敷法(例如磁控管溅射或PVD法)在该载体上沉积这些薄层系统。可以改变这些单个层的厚度以及在特定使用的情况下，在本发明层压窗玻璃中使用的涂层材料。
在本发明层压窗玻璃中使用的这些单个窗玻璃可以由玻璃、玻璃陶瓷或合成材料，例如聚碳酸酯构成的。
本发明层压窗玻璃的这些单个窗玻璃优选地是用玻璃制成的，以便与将两块窗玻璃连接起来的中间层形成安全的用玻璃制成的层压窗玻璃。这些窗玻璃的厚度优选地是1mm-5mm。由于节省重量的原因，这些窗玻璃应能达到在厚度小与稳定性良好之间尽可能好的折中，该层压窗玻璃安装在汽车上时更是如此。使用其厚度为1.6mm-3.1mm的玻璃可以达到这样一种折中。对于安全层压窗玻璃，聚乙烯缩丁醛(PVB)显现出是一种非常适合该中间层的材料，并且大多数情况下使用其厚度0.38mm或0.76mm。具有用玻璃制成的窗玻璃和作为连接中间层的PVB的层压窗玻璃总厚度在优选范围内是约3.6mm-7mm。
除PVB外，明显地还可以使用适合于中间层的任何其它材料，例如热塑性塑料，像乙烯与乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚氨酯(PU)或聚氯乙烯(PVC)。还可以使用浇铸树脂将这些单个玻璃连接起来。
人们知道玻璃厚度、色调与颜色深浅不同的吸收红外光的用玻璃制成的着色窗玻璃。因此，本申请人例如提出具有色调深浅和厚度不同的本体着绿色或灰色的玻璃，其商品名如下：SGSTHERMOCONTROLVenus Green、SGS THERMOCONTROLVenusGrey和SGS THERMOCONTROLAbsorbing TSA3+，它们能够达到不同的透射值。在这些商品名中，SGS表示Saint-Gobain Sekurit。
当使用用玻璃制成的窗玻璃和将它们连接的PVB薄板，并且该中间层应该有多层系统时，应该使用该多层系统的附加载体薄板，因为塑性PVB薄板涂敷非常困难。为此目的，用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制成的载体薄板显然非常适合，并且在涂敷后在两个PVB薄板之间加入其载体薄板。这样，得到用三层制成的薄板，它用于将这些单个玻璃连接成层压窗玻璃的中间层。
除了具有金属(银、金、铜、合金钢等)功能层的部分透明多薄层系统外，人们还知道其它材料基，例如金属氧化物基，像掺杂铟的氧化锡基的薄层系统。这样一种多薄层系统基本上也适合用于本发明的层压窗玻璃。此外，在该市场上还存在一些反射和/或吸收多薄层系统，这些系统没有导电功能层，但它们利用多个具有不同折射指数的单个层单独地构成一种干涉多层系统。3M公司例如提供具有这样一种多层系统的薄板，其名称是3MTM Solar Reflecting Film(SRF)。
在一种优选实施方式中，通过适当选择使用的多层系统和窗玻璃，本发明的层压窗玻璃能将从外侧入射的可见光反射直到50％。从外面看，该层压窗玻璃这时具有镜子外观(局部的)。必要时，将外面玻璃的窗玻璃着色时可以改变或减弱使用多层系统的反射颜色。不期望某些着色效果时或其外观有碍于与其它相近组件组合时，这是特别有效的。
除了着色或多或少较重的玻璃外，该中间层还可能具有适当色调和/或起红外光吸收的作用。当该中间层应该增强外玻璃的红外光吸收作用时，它当然地应该置于从外面看时在该多层系统的前面。只是按照这个顺序该中间层的反射颜色还可以改变，并且可以对它们起作用。
这里应该指出，无论按照从外部和/或从内部观察时反射颜色，还是按照通过它观察时它出现的颜色，都可能对本发明的层压窗玻璃起作用。一方面使这些使用单个窗玻璃和该中间层着色时，另一方面适当选择厚度和材料顺序时就发生这种作用。
在着色窗玻璃和/或吸收红外光(随意地着色中间层和/或它吸收红外光)的窗玻璃与选择性地反射或吸收红外光的多层系统的适当组合中，本发明的层压窗玻璃总体上具有高选择性。该选择性定义为透射光TL与透射能量TE的比(TL/TE)，它高于1.8。优选地，应确定选择性高于2.4。
在某些应用情况下，特别在汽车应用中，可能需要沿着一或二维使该层压窗玻璃弯曲。该层压窗玻璃是由用玻璃制成单个窗玻璃构成的时，该多层系统优选地应是热稳定的，以便能够首先拥有多层系统的用平板玻璃制成窗玻璃，然后使它弯曲和/或在温度500℃-640℃下进行热预应变(部分地)。尽管人们也知道一些涂敷方法，采用这些方法可以涂敷以其它方式热弯曲或处理的用玻璃制成窗玻璃，这些方法需要利用更重要的数理逻辑，并只是随着增加使用而并入用玻璃制成层压窗玻璃的生产方法中。
除参入建筑物外，本发明的层压窗玻璃适合用于车辆车顶玻璃、侧窗玻璃或后窗玻璃。使用来自栏B的这些窗玻璃作为侧窗玻璃时，强制性规定在可见波长范围内最小透射为75％的法定规定事实上至少在德国没有施用。在本发明中，窗玻璃的光透射方面是次要的，其优先是该层压窗玻璃给出不断增加的热舒适感觉以及车辆内的亮度，这种不断增加的热舒适是借助在光透射与能量透射方面的高选择性达到的。
本发明主题的其它细节和优点可由下面非限制性实施例得出。
表1列出了在对比实施例与两个实施例1和2中试验层压窗玻璃所使用的多层系统结构。在表1中，还可看到使用玻璃的类型。采用真空沉积法将具有两个全为银功能层的多层系统沉积在这些层压窗玻璃的单个窗玻璃的内表面上。内窗玻璃涂层是通常的，因为使用装在外窗玻璃内表面上的不透明边缘涂层，从外面观看可以掩盖任选地防止腐蚀需要的如此边缘层。使用用玻璃制成的窗玻璃时，该边缘涂层一般由印制陶瓷颜料组成，然后焙烧。例如该压窗玻璃装在预制框架中时或该层压窗玻璃已有采用注塑或挤塑法用合成材料制成的框架时，不应该沉积边缘涂层或掩蔽物，该多层系统显然可以安装在外窗玻璃的内表面上。
表1：这些层压窗玻璃使用的多层和玻璃的结构
 内玻璃  Si3N4  ZnO  Ti  Ag  ZnO  Si3N4  ZnO  Ti  Ag  ZnO  Si3N4  透明PVB  外窗玻璃
对比实施例  PLX  22nm  10nm  0.5nm  8nm  10nm  63nm  10nm  0.5nm  10nm  10nm  25nm  0.76mm  PLX
实施例1  vv552.1mm  75nm  10nm  0.5nm  17.5nm  10nm  75nm  10nm  0.5nm  27.5nm  10nm  35nm  0.76mm  VG102.1mm
实施例2  VG403mm  135nm  10nm  0.5nm  13.5nm  10nm  72nm  10nm  0.5nm  26.5nm  10nm  150nm  0.76mm  TSA+32.1mm
在这些层压窗玻璃中使用不同类的玻璃，这些缩写具有下面给出的意义。
光和能量透射值
PLX→通常透明玻璃
TSA3+→深绿色玻璃
VG40→非常深绿色玻璃
VG10→Venus Grey，非常深灰色玻璃和
W55→Venus Green，深绿色强着色玻璃
在表2看到标准厚度3.15mm的所述玻璃。
玻璃名称 TL(％)  TE(％)
SGS THERMOCONTROLVenus Green 55(VV55) 55  3225
SGS THERMOCONTROLVenus Grey 40(VG40) 42  28
SGS THERMOCONTROLVenus Grey 10(VG10) 15  12
SGS THERMOCONTROLAbsorbing TSA3+(TSA3+) 71  49
SGS PLANILUX(PLX) 90  84
表2：厚度3.15mm玻璃的光透射与能量透射
在表3中，看到对比实施例和这些实施例层压窗玻璃的光透射TL、能量透射TE的光学性能、选择性TL/TE、光反射RL和能量反射RE。
 TL  TE  TL/TE  RL  RE
对比实施例  76.0  45.0  1.7  11.0  31.0
实施例1  9.6  4.1  2.3  5.5  7.3
实施例2  24.8  8.9  2.8  46.4  35.6
表3：层压玻璃的光学性能
由表3明显地看出，这些实施例层压窗玻璃的选择性TL/TE比对比实施例的层压窗玻璃高得多。对比实施例的层压窗玻璃主要用作汽车挡风玻璃中的防晒玻璃窗，由于这个原因，光透射值TL应该调节到75％以符合法定规定。与通常假设相反，其假设是朝向入射光的玻璃尽可能吸收不多的光时，防晒层的能力增加，在本发明的层压窗玻璃中，相反地使用吸收玻璃，它们能够利用适当多薄层将该选择性调整到比对比实施例值1.7高得多的值。由于这种光透明较低，并低于对挡风玻璃窗玻璃所规定的要求，本发明层压窗玻璃不能用作挡风玻璃窗玻璃，但是特别好地适合用作车顶窗玻璃或用作称之“暗后部”，即减少总光能量，同时让一定量的光通过的玻璃。本发明的层压窗玻璃因此特别适合用作防晒玻璃窗和/或防护和荧光屏玻璃窗。外窗玻璃使用吸收差的玻璃时，该多层系统使该层压窗玻璃变得能足够反射。但是如果将该反射多层系统与用玻璃制成的外吸收窗玻璃结合起来，这种层压窗玻璃显现出足够吸收。外部玻璃吸收光事实上能够降低这种光的反射。
在本实施例中与在对比实施例中，使用以及已经指出一种多层系统，它由两个用银制成的功能层构成，这些功能层彼此被介电材料分开。其它介电层安装在玻璃与银下层之间以及在银上层上面。利用这些介电层，一方面，这个多层系统可以特别部分地借助干涉作用保证抗反射作用，另一方面可以对反射和透射颜色起作用。
一些有两个以上功能层的多层系统提供了对反射作用和/或多层系统着色更多可能性。在这种情况下，最大量的介电中间层同样提供了产生反射层与抗反射层更多作用可能性。特别地，于是开启多层系统颜色适应于客户期望的可能性。经常地，期望反射时为中性或灰蓝色颜色。
下面这些图还同时阐明了某些使用单个窗玻璃以及对比实施例与实施例1和2的某些窗玻璃的光学性能。
在图1-3中，作为实例说明在这些层压玻璃中使用的某些单个窗玻璃，即SGS PLANILUX、SGS THERMOCONTROLAbsorbing TSA3+和SGS THERMOCONTROLVenus Grey 10(VG10)，以百分数表示的光透射随波长的变化，每次玻璃厚度为2.1mm。
图4.1和4.2表明，对比实施例的以百分数表示的光透射和光反射随波长的变化。在图5.1和5.2中，表示了实施例1的以百分数表示的透射和反射值，而图6.1和6.2是实施例2的。
在表示层压窗玻璃总系统的光学值的图4-6中，可以看出在这些实施例中，其透射比对比实施例低，在近红外光光谱中尤其如此。另外，在可见光范围内，其透射也不高，但是，如已经指出的，这对于优选应用是不重要的。相反地，所述减少荧光屏玻璃可见光透射或防止看到(所谓″暗尾″玻璃窗)同样是期望的。
与对比实施例相比，实施例1在该光谱的可见波区同时具有较低的透射和较低的反射，并因此得到具有吸收作用和深色外观的层压窗玻璃。
另一方面，实施例2的图表明，在该光谱的可见光范围内，这种反射是相对高的。在这种情况下，实施例2的层压窗玻璃具有用玻璃制成的层压窗玻璃的外观，它反射可见光范围内的光。
尽管这两个实施例似乎具有非常不同的作用，但它们仍然具有高选择性TL/TE，分别为2.3和2.8。
通过选择适当的多层系统或具有或多或少强吸收的玻璃，本发明的层压窗玻璃能够控制地对层压窗玻璃外观起作用，不以任何方式减弱期望的高选择性。

Claims (20)

1.用于封闭窗的层压窗玻璃，它由坚固外窗玻璃和坚固内窗玻璃构成，利用中间层和置于该层压窗玻璃内的可见光部分透明的多层系统将它们彼此连接起来，其特征在于这些窗玻璃被着色，吸收一部分红外光和可见光，其特征还在于该多层系统选择性地反射和/或吸收红外光。
2.根据权利要求1所述的层压窗玻璃，其特征在于这种多层系统的能量透射是8％-35％。
3.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于这些窗玻璃或多或少强着色和/或不同程度地吸收红外光。
4.根据权利要求3所述的层压窗玻璃，其特征在于外部玻璃不怎么强着色或其红外光的吸收能力比内部窗玻璃的低。
5.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于这些玻璃具有不同的厚度。
6.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于该外部玻璃有多层系统。
7.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于内部玻璃具有多层系统。
8.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于该中间层具有多层系统。
9.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于这些窗玻璃是由玻璃构成的，其厚度是1mm-5mm，优选地1.6mm-3.1mm。
10.根据权利要求9所述的层压窗玻璃，其特征在于该中间层是由两个聚乙烯缩丁醛薄板构成，它们之间放置具有该多层系统的聚对苯二甲酸乙二酯薄板。
11.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于该多层系统是一种薄的多层系统，它有一个或多个用银制成的功能层。
12.根据权利要求1-10中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于该多层系统是非金属基滤光层，特别地是干涉多层系统。
13.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于该层压窗玻璃反射直到50％来自外面的入射可见光。
14.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于外部玻璃吸收至少一部分多层系统的反射颜色。
15.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于该中间层着色和/或吸收至少部分红外光。
16.根据权利要求15所述的层压窗玻璃，其特征在于从外面观看，该多层系统置于着色中间层的后面和/或它吸收红外光，其特征还在于该中间层吸收至少一部分该多层系统的可见反射颜色。
17.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于光透射与能量透射的比，TL/TE，高于1.8，优选地高于2.4。
18.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于该层压窗玻璃被弯曲。
19.根据权利要求18所述的层压窗玻璃，其特征在于这些窗玻璃是由玻璃构成的，其特征在于对可见光部分透明的多层系统置于其中一个窗玻璃上，其特征还在于该多层系统可以施加热。
20.根据权利要求1-19中任一项权利要求所述的层压窗玻璃作为车辆或飞机的侧窗玻璃、后车门或车顶窗玻璃的用途。
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