CN109414909B - 具增强抗热性及抗湿性的层压玻璃结构 - Google Patents
具增强抗热性及抗湿性的层压玻璃结构 Download PDFInfo
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Abstract
现提供层压玻璃结构，结构包括：基板、柔性玻璃片、缓冲层、第一粘合剂和第二粘合剂。基板具有约2.5毫米至约50毫米的厚度和主表面。缓冲层具有约0.1毫米至约2.5毫米的厚度，并用第一粘合剂层压于基板。柔性玻璃片具有不大于0.3毫米的厚度，并用第二粘合剂层压于缓冲层。另外，缓冲层的特征在于至少70吉帕的弹性模数和约4至25ppm×℃‑1的热膨胀系数。
Description
技术领域
本申请案主张公元2016年6月2日申请的美国临时专利申请案第62/344,580号的优先权权益，本申请案依赖所述临时申请案全文内容且所述临时申请案全文内容以引用方式并入本文中。
本发明涉及层压玻璃结构，更特别涉及配置以获得机械可靠度、耐缺陷性、水分不敏性、温度不敏性、美感和低制造成本的层压玻璃结构和设计。
背景技术
层压玻璃结构可用作各种电器、汽车部件、建筑结构和电子装置等制造的部件。例如，层压玻璃结构可并入做为各种最终产品的盖玻璃，例如冰箱、后挡板、装饰镶嵌玻璃或电视。层压玻璃结构亦可迭层堆栈用于不同建筑应用、装饰墙板、设计成便于清洗的面板和其他有用薄玻璃表面的层板应用。
层压玻璃结构通常采用薄玻璃做为优质表面，此表面既美观、耐刮又容易清洗。由于许多薄玻璃呈光学澄清，各种美化特征亦可用于玻璃底下的层压结构。在层压玻璃结构中，上面放置薄玻璃的基板提供结构刚性、装饰及安装于其他结构(例如壁面)用机构。
不幸地，习知层压玻璃结构在装运和在应用环境中使用期间易有一些问题。通常，层压玻璃结构使用的基板材料对温度与水分变化特别敏感，二者都会造成基板相对粘合剂和用于层压玻璃结构的玻璃膨胀。另外，出于温度及/或水分变化的相对基板膨胀会在玻璃中产生额外拉伸应力。一些额外拉伸应力位于玻璃边缘，此特别容易受拉伸应力影响。另外，所述作用在具较大表面积的习知层压玻璃结构中会加剧，例如表面积大于或等于1平方公尺(m2)。故习知层压玻璃结构易在装运及/或使用期间因温度及/或水分相关变化而过早破损(failure)。
因此，层压玻璃结构和设计需具有下列一或更多属性：机械可靠度、耐缺陷性、水分不敏性、温度不敏性、美感和低制造成本。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供层压玻璃结构，结构包括基板、柔性玻璃片、缓冲层、第一粘合剂和第二粘合剂。基板具有约2.5毫米(mm)至约50mm的厚度和主表面。缓冲层具有约0.1mm至约2.5mm的厚度，并用第一粘合剂层压于基板。柔性玻璃片具有不大于0.3mm的厚度，并用第二粘合剂层压于缓冲层。另外，缓冲层的特征在于至少70吉帕(GPa)的弹性模数和约4至25ppm(百万分之一)×℃-1的热膨胀系数。
根据第二方面，提供方面1的结构，其中基板的特征在于环境应变比玻璃片的环境应变大至少两倍，环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
根据第三方面，提供方面1或2的结构，其中缓冲层的特征进一步在于在+20℃下接触20％至80％相对湿度时为约零膨胀。
根据第四方面，提供方面1-3中任一方面的结构，其中缓冲层的特征进一步在于至少150吉帕的弹性模数、约0.5mm至约1.5mm的厚度和约10至20ppm×℃-1的热膨胀系数。
根据第五方面，提供方面1-4中任一方面的结构，其中缓冲层包含金属合金。
根据第六方面，提供方面1-5中任一方面的结构，其中基板的特征在于环境应变为至少0.2％，环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
根据第七方面，提供方面1-6中任一方面的结构，其中基板包含选自由聚合物、木材、低压层板(LPL)、高压层板(HPL)、含三聚氰胺的层板、粒片加固板、纤维强化板和中密度纤维板(MDF)所组成群组的材料。
根据第八方面，提供方面1-7中任一方面的结构，其中缓冲层包含上缓冲层和下缓冲层。
根据本发明的第九方面，提供层压玻璃结构，结构包括：基板、柔性玻璃片、缓冲层、第一粘合剂和第二粘合剂。基板具有约2.5mm至约50mm的厚度和主表面。缓冲层具有约0.1mm至约2.5mm的厚度，并用第一粘合剂层压于基板。柔性玻璃片具有不大于0.3mm的厚度，并用第二粘合剂层压于基板。另外，缓冲层的特征在于至少70吉帕的弹性模数和约4至25ppm×℃-1的热膨胀系数。
根据第十方面，提供方面9的结构，其中基板的特征在于环境应变比玻璃片的环境应变大至少两倍，环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
根据第十一方面，提供方面9或10的结构，其中缓冲层的特征进一步在于在+20℃下接触20％至80％相对湿度时为约零膨胀。
根据第十二方面，提供方面9-11中任一方面的结构，其中缓冲层的特征进一步在于至少150吉帕的弹性模数、约0.5mm至约1.5mm的厚度和约10至20ppm×℃-1的热膨胀系数。
根据第十三方面，提供方面9-12中任一方面的结构，其中缓冲层包含金属合金。
根据第十四方面，提供方面9-13中任一方面的结构，其中基板的特征在于环境应变为至少0.2％，环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
根据第十五方面，提供方面9-14中任一方面的结构，其中基板包含选自由聚合物、木材、低压层板(LPL)、高压层板(HPL)、含三聚氰胺的层板、粒片加固板、纤维强化板和中密度纤维板(MDF)所组成群组的材料。
根据本发明的第十六方面，提供层压玻璃结构，结构包括：基板、柔性玻璃片、上缓冲层、下缓冲层、第一粘合剂、第二粘合剂和第三粘合剂。基板具有约2.5mm至约50mm的厚度、上主表面和下主表面。上缓冲层用第一粘合剂层压于基板的上主表面。柔性玻璃片具有不大于0.3mm的厚度，并用第二粘合剂层压于上缓冲层。下缓冲层用第三粘合剂层压于基板的下主表面。另外，缓冲层的总厚度为约0.1mm至约2.5mm，各缓冲层的特征进一步在于至少70吉帕的弹性模数和约4至25ppm×℃-1的热膨胀系数。
根据第十七方面，提供方面16的结构，其中基板的特征在于环境应变比玻璃片的环境应变大至少两倍，环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
根据第十八方面，提供方面16或17的结构，其中每一缓冲层的特征进一步在于在+20℃下接触20％至80％相对湿度时为约零膨胀。
根据第十九方面，提供方面16-18中任一方面的结构，其中每一缓冲层的特征进一步在于至少150吉帕的弹性模数和约10至20ppm×℃-1的热膨胀系数，又其中缓冲层的总厚度为约0.5mm至约1.5mm。
根据第二十方面，提供方面16-19中任一方面的结构，其中每一缓冲层包含金属合金。
根据第二十一方面，提供方面16-20中任一方面的结构，其中缓冲层具有实质相同的组成和厚度。
根据第二十二方面，提供方面16-20中任一方面的结构，其中缓冲层具有不同组成与不同厚度的至少一者。
根据第二十三方面，提供方面16-22中任一方面的结构，其中基板的特征在于环境应变为至少0.2％，环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
根据第二十四方面，提供方面16-23中任一方面的结构，其中基板包含选自由聚合物、木材、低压层板(LPL)、高压层板(HPL)、含三聚氰胺的层板、粒片加固板、纤维强化板和中密度纤维板(MDF)所组成群组的材料。
根据本发明的第二十五方面，提供层压玻璃结构，结构包括：基板、柔性玻璃片、多个缓冲箔和第一粘合剂。基板具有约2.5mm至约50mm的厚度和主表面。多个缓冲箔在基板内及具有约0.1mm至约2.5mm的总厚度。柔性玻璃片具有不大于0.3mm的厚度，并用第一粘合剂层压于基板。另外，多个缓冲箔的特征在于至少70吉帕的弹性模数和约4至25ppm×℃-1的热膨胀系数。
根据第二十六方面，提供方面25的结构，其中基板的特征在于环境应变比玻璃片的环境应变大至少两倍，环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
根据第二十七方面，提供方面25或方面26的结构，其中多个缓冲箔各自包含金属合金。
根据第二十八方面，提供方面25-27中任一方面的结构，其中基板的特征在于环境应变为至少0.2％，环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
根据第二十九方面，提供方面25-28中任一方面的结构，其中基板包含选自由聚合物、木材、低压层板(LPL)、高压层板(HPL)、含三聚氰胺的层板、粒片加固板、纤维强化板和中密度纤维板(MDF)所组成群组的材料。
根据第三十方面，提供方面25-29中任一方面的结构，其中多个缓冲箔各自具有约0.01mm至约0.25mm的厚度。
本发明的附加特征和优点将详述于后，本领域技术人员在参阅或实行示例性上下文和附图后，在某种程度上将变得更清楚易懂。应理解以上概要说明和下述详细说明仅为举例说明本发明，及拟提供概观或架构以对本发明主张本质和特性有所了解。
所含附图提供以进一步了解本发明的原理，故当并入及构成说明书的一部分。图式描绘一或更多实施例，并连同实施方式说明来解释如本发明的原理和操作。应理解说明书和图式所述各种特征结构可以任何和所有结合方式使用。非限定举例来说，本发明的不同特征结构可根据以下方面相互结合。
附图说明
本发明的上述和其他特征、方面和优点在配合参阅以下详细实施方式说明与附图后，将变得更清楚易懂，其中：
图1图示习知层压玻璃结构的截面图；
图1A图示图1所示层压玻璃结构的上视图；
图1B图示图1所示层压玻璃结构的基板膨胀后，在玻璃的y方向上沿着短轴并通过中心的应力；
图1C图示图1所示层压玻璃结构的基板膨胀后，在玻璃的x方向上沿着短轴并通过中心的应力；
图2图示根据本发明方面，层压玻璃结构实施例的截面图，结构具有层压于基板的缓冲层和层压于缓冲层的柔性玻璃片；
图3图示根据本发明方面，层压玻璃结构实施例的截面图，结构具有层压于基板的缓冲层和层压于基板的柔性玻璃片；
图4图示根据本发明方面，层压玻璃结构实施例的截面图，结构具有层压于基板的缓冲层和层压于缓冲层之一的柔性玻璃片；
图5图示根据本发明方面，层压玻璃结构实施例的截面图，结构包括层压于高压层板(HPL)的柔性玻璃片和多个缓冲箔；及
图6图示根据本发明方面的有限元素仿真结果，并显示在层压玻璃结构的柔性玻璃片中的应力随缓冲层厚度和弹性模数变化。
具体实施方式
以下详细说明提及揭示特定细节的示例性实施例，以对本发明的各种原理有更彻底的了解，但本发明不以此为限。然一般技术人士将明白，利用本发明的优势，本发明当可以脱离本文所揭示特定细节的其他实施例实行。再者，在此将省略已知装置、方法和材料的叙述，以免本发明的各种原理变得晦涩难懂。最后，尽可能以相同的组件符号表示相仿的组件。
范围在此表示成从“约”一特定值及/或到“约”另一特定值。依此表示范围时，另一实施例将包括从一特定值及/或到另一特定值。同样地，数值以先行词“约”表示成近似值时，当理解特定值可构成另一实施例。更应理解各范围的终点相对另一终点是有意义的，并且独立于另一终点。
在此所用方向用语仅参考绘图使用，例如上、下、右、左、前、后、顶部、底部，而无意隐射绝对位向。
除非明确指出，否则在此提及的任何方法不拟解释成需按特定顺序进行方法步骤。因此当方法权利要求未实际叙述步骤依循顺序，或权利要求书或实施方式未具体指出步骤限于特定顺序时，不拟推断任何相关顺序。此适用任何可能的非明示解释基础，包括：步骤或操作流程安排相关逻辑事态；从语法组织或标点得出的显然意义；及说明书所述实施例数量或类型。
除非上下文清楚指明，否则本文所用单数形式“一”和“所述”包括复数意涵。故除非上下文清楚指明，否则如指称“一”部件包括具二或更多部件的方面。
现揭示各种具机械可靠度、耐缺陷性、水分不敏性、温度不敏性、美感及/或低制造成本的层压玻璃结构和设计。所述结构和设计中之一些具有所有或某些此类属性。通常，层压玻璃结构包括柔性玻璃片、基板、一或更多缓冲层或箔和粘合剂。藉由修改一或更多缓冲层或箔的厚度及/或弹性模数乃至材料性质和玻璃片与基板的厚度，在基板出于热及/或水分相关环境变化而膨胀后，层压玻璃结构的玻璃片明显遭受较小拉伸应力。因此，特别是相较于习知玻璃层板，本发明的层压玻璃结构和设计具备高机械可靠度、耐缺陷性、水分不敏性、温度不敏性、美感和低制造成本。
所述层压玻璃结构、设计和设计方式提供数个优于习知玻璃层板的优点。例如，本发明的层压玻璃结构提供加强机械可靠度，特别是玻璃片，以防止玻璃片断裂及/或因各种温度与水分相关环境条件而过早破损。层压玻璃结构亦因接触温度与水分相关变化而受到面外挠曲。由于尺度对所述条件较不敏感，层压玻璃结构可用于更多应用，其中许多在接触各种环境条件后要求严格尺度容限。层压玻璃结构和设计的另一优点为有助于使用低成本基板材料，不然接触温度与水分变化后会产生过度拉伸应力。层压玻璃结构和设计的又一优点为有助于使用某些高膨胀基板材料(例如低抗湿性低成本基板材料)，并提供其他优点，包括重量轻及/或提高结构并入某些应用环境的灵活度，例如建筑应用。层压玻璃结构的附加优点为能使用薄玻璃，此厚度不行用于习知层板。玻璃片厚度趋薄的关键益处为使用薄玻璃可更灵活地现场(on site)处理层压玻璃结构并利用适合低弹性模数建造与建筑材料的工具和技术，例如木材，纤维板等。再者，层压玻璃结构的一或更多缓冲层或箔的厚度可调整使特征结构破损变明显或几乎看不见，此视特定层压玻璃结构的拟定应用所期美感而定。最后，一或更多缓冲层或箔的厚度可调整而容许以较低成本来制造层压玻璃结构，特别是在结构中机械加工及形成边缘相关的制程。
参照图1，习知层压玻璃结构乃绘示以说明因温度及/或水分变化致使基板膨胀而于玻璃片形成较高拉伸应力。然本发明的层压玻璃结构(参见如图2、图3及图4所示层压玻璃结构100a、100b、100c)可降低在相同温度及/或水分变化下的应力。如图1所示，习知层压玻璃结构200包括玻璃片212、粘合剂222和基板216，通常是非玻璃基板。玻璃片212具有上主表面206和下主表面204。玻璃片212的下主表面204由粘合剂222层压于非玻璃基板216的上主表面226。另外，所示非玻璃基板216于习知层压玻璃结构200的非玻璃侧具有下主表面228。
再次参照图1，玻璃片212由粘合剂222层压于非玻璃基板216的上主表面226时，层压玻璃结构200的玻璃片遭受零应力，这是因为组件间无膨胀失配。当温度与水分随时间变化时，因玻璃片212和基板216由粘合剂222相互连接，故应力将形成于玻璃片212和基板216。基板膨胀后(例如因温度改变及/或水分进入)，拉伸应力便形成于玻璃片212。反之，基板216因温度及/或水分相关变化收缩会在玻璃片212产生压缩应力。玻璃片212内的拉伸及/或压缩应力本质为平面，且可视位置和位向而异。
现参照图1及图1A，图1及图1A分别图示习知层压玻璃结构200的截面图和上视图。特别地，所示玻璃结构200具有长边214和短边213。此外，中心线绘于层压玻璃结构200内，且结构的长、短轴分别定向平行x、y方向。另外，如图1A所示，中心线202绘于玻璃片212的中心，并平分片长轴及通过厚度中心(亦参见图1)。当基板216因水分进入及/或温度相关变化而膨胀时，粘合剂222在应力如何分布遍及玻璃片212方面扮演重要的角色。在玻璃片212的各边缘213、214，由于边缘为空边(free edge)，故垂直边缘的应力为零。当从边缘213、214之一朝玻璃片212的中心移动时，因粘合剂222施加剪切应力至各组件，玻璃片212和基板216中的应力量值将提高。
参照图1、图1A及图1B，用粘合剂222层压于玻璃片212后，基板216出于环境条件膨胀，包括水分进入及温度相关变化。随着基板216膨胀，玻璃片212将经受拉伸应力状态，基板216则经受压缩应力状态。参照图1B，基板216膨胀后，习知层压玻璃结构200的玻璃片212便在y方向上遭受沿着短轴且通过中心线202的拉伸应力。从图1B清楚可知，应力在玻璃片212的边缘214为约零并沿中心线202接近中心处攀升到最大水平。
现参照图1、图1A及图1C，基板216在玻璃片212的中心线202膨胀的影响在x方向的拉伸应力上更为显著。即，如图1C所示，基板216膨胀后，习知层压玻璃结构200的玻璃片212便在x方向上遭受沿着短轴且通过中心线202的拉伸应力。然从图1C清楚可知，应力在玻璃片212的边缘214不为零，同时沿中心线202接近中心处仍攀升到最大水平。虽然玻璃片边缘214的拉伸应力比沿中心线202接近中心处的最大水平小约20％，但此应力平行边缘214且涉及玻璃片212。由于切割及精整相关缺陷，玻璃片(例如玻璃片212)的边缘通常具有最低玻璃板强度，高应力水平会导致玻璃片过早破损。邻近边缘214的应力水平亦相当高时(参见图1C)，边缘214是在装运和习知层压玻璃结构200经受应用相关温度与水分变化期间最可能过早破损的区域。
如图1B及图1C所述，基板216出于环境条件膨胀(包括水分进入基板及基板温度改变)会于习知层压玻璃结构200的玻璃片212产生更高拉伸应力水平。在某些情况下，特别是结构边缘213、214(亦参见图1A)，应力水平超过以常见精整方法处理的玻璃片边缘强度。下表1说明用作习知层压玻璃结构200的基板216的一般材料(例如聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、中密度纤维板(MDF)和高压层板(HPL))接触层压产品的典型温度与湿度范围时遭受的示例性总体与个别应变水平Δε。表1亦说明相同基板材料的示例性弹性模数值E。
指示玻璃片212的玻璃数据亦提供于表1，以进一步证实基板材料在习知层压玻璃结构200内相对玻璃片的膨胀程度。例如，玻璃的总体环境应变Δε为0.03％至0.09％，MDF的总体环境应变在相同环境条件下高达0.25％。因此，用于习知层压玻璃结构200的基板材料遭受总体应变比用于相同结构的玻璃片大至少两倍。
表1
如下表2所示，利用表1的数据，估计习知层压玻璃结构200内玻璃片212的边缘213、214的最大拉伸应力水平。更特别地，表2所列玻璃片212对应特定基板材料216的最大边缘拉伸应力水平以观察基板在所列水分与温度相关环境条件(即-40℃至60℃及在20℃下20％至80％相对湿度)下的最大膨胀量(总体Δε)为基准。另外，玻璃片212的应力水平估计是假设习知层压玻璃结构200在环境条件下限(即-40℃及20％相对湿度)下层压。故表2所列最大应力水平是在玻璃片212层压于基板216的边缘213、214，当条件从-40℃变成60℃及从20％变成80％相对湿度时，将经受最大可能膨胀量。另外，亦如表2所示，习知层压玻璃结构的玻璃片212在+20℃、50％相对湿度下层压于基板216的情况下，应力水平减为约二分之一。虽然一般测量机械加工边缘的玻璃强度为70至90兆帕等级，更高价精密切割方法为约200兆帕，但安全裕度通常要求玻璃强度降低5至10倍。故可用玻璃强度通常为15至40兆帕等级，表2的结果表示在极端与常见层压条件下处理的习知层压玻璃结构经受一般环境条件会在玻璃片212造成边缘拉伸应力，此超过上述强度值。
表2
现参照图2，根据本发明实施例，提供示例性层压玻璃结构100a。层压玻璃结构100a包括基板16，基板16具有上主表面8、下主表面6；柔性玻璃片12；缓冲层44；第一粘合剂22；及第二粘合剂24。基板16、柔性玻璃片12、缓冲层44、第一粘合剂22和第二粘合剂24各具厚度116、112、144、122、124。另外，层压玻璃结构100a具有总厚度150a。缓冲层44用第一粘合剂22层压于基板16。柔性玻璃片12用第二粘合剂24层压于缓冲层44。
在图2所示层压玻璃结构100a的某些实施方式中，基板16具有约2.5mm至约50mm的厚度116和主表面6、8。缓冲层44具有约0.1mm至约2.5mm的厚度144。柔性玻璃片12具有不大于0.3mm的厚度112。另外，缓冲层44的特征在于至少70吉帕的弹性模数和约4至25ppm×℃-1的热膨胀系数。
再次参照图2，层压玻璃结构100a的缓冲层44提供对抗基板16膨胀及收缩的机械抗性。如层压玻璃结构100a所配置，缓冲层44用于减缓基板16不当应变，藉以减少应力和柔性玻璃片12曲折。更特别地，缓冲层44提供的机械抗性可最小化当基板16因如水分进入及/或温度升高而膨胀后于柔性玻璃片12中产生的压缩与拉伸应力量值。通常，相较于具低弹性模数及/或厚度的缓冲层44用于图2所示层压玻璃结构100a，具高弹性模数及/或厚度的缓冲层44更易减小柔性玻璃片12中的应力量值。然层压玻璃结构100a的某些应用会限制整体堆栈厚度150a，以致限制缓冲层44的可行厚度。在此实施例中，透过提高缓冲层44的弹性模数，可显著减小柔性玻璃片12展现的应力。更大体而言，较佳缓冲层44的厚度144为约0.5至1.5mm，弹性模数大于玻璃片的弹性模数(例如大于或等于70吉帕)，热膨胀系数(CTE)约和玻璃一样或落在相同量级，且很少或无相对湿度变化相关的尺度变化。因此，本发明的某些层压玻璃结构方面采用缓冲层44(或多个缓冲层)，缓冲层相当刚硬且在施加应力后变形量极微。
在图2所示层压玻璃结构100a中，基板16由非玻璃材料制成，其中许多在制造后具吸湿性及/或易含挥发物。用于基板16的材料特例包括、但不限于木材、纤维板、轻隔间、层板、复合材料、聚合物、金属、金属合金及/或石材。金属合金包括、但不限于不锈钢、铝、镍、镁、黄铜、青铜、钛、钨、铜、铸铁、铁制钢和贵金属。基板16亦可包括玻璃、玻璃-陶瓷及/或陶瓷材料做为次要成分，例如填料。在一些实施例中，基板16包括聚合物、木材或木材系产品，例如碎木片板、粒片板、纤维板、厚纸板、硬纸板或纸。例如，基板16可包含低压层板(LPL)、高压层板(HPL)、中密度纤维板(MDF)及/或胶合板。在本发明的其他方面中，基板16选自前述材料，以提供柔性玻璃片12支撑及/或提供适合结构供连接器和其他硬件安装，以将层压玻璃结构100a装设到墙壁、天花板或其他应用导向固定件。
亦如图2所示，层压玻璃结构100a的基板16具有厚度116。在某些实施例中，厚度116为约2.5mm至约50mm，较佳为约2.5mm至约25mm。在某些其他方面中，基板16的厚度116为约2.5mm至约15mm。例如，厚度116可为约2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm和上述厚度间的所有厚度值。
根据层压玻璃结构100a的一些实施例，主表面6、8各自的表面积为至少1平方公尺(m2)、至少2m2、至少3m2、至少4m2或至少5m2。在其他实施例中，层压结构100a的主表面6、8的面积为小于或等于1m2。例如，从较大层压玻璃结构(即表面积≥1m2)截切的结果，层压结构100a可具有主表面6、8且各自的表面积为小于或等于1m2。又例如，直接依此形式制造时，层压结构100a可具有主表面6、8且各自的表面积为小于或等于1m2。
在图2所示层压玻璃结构100a的某些实施例中，基板16由聚合物材料形成，例如任一或更多的聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)或热聚物聚烯烃(TPOTM-聚乙烯、聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯(BCPP)或橡胶的聚合物/填料掺合物)、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚乙烯与取代聚乙烯、聚羟基丁酸酯、聚羟基丁酸乙烯酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚萘酸乙二酯、聚酰亚胺、聚醚、聚砜、聚乙烯乙炔、透明热塑性塑料、透明聚丁二烯、聚氰基丙烯酸酯、纤维素系聚合物、聚丙烯酸酯与聚丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚硫化物、聚乙烯缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯和聚硅氧烷。亦可使用先沉积及/或涂布成预聚合物或预化合物、再转化的聚合物，例如环氧树脂、聚胺酯、酚醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂。许多显示器和电子应用偏好丙烯酸系聚合物、硅酮和此类结构辅助层，例如DuPont贩卖商品
就一些应用而言，聚合物层可呈透明，但其他应用并非必要。
在层压玻璃结构100a的某些方面中(即配置以加强柔性玻璃片12的机械抗性)，基板16用于结构且特征为在相同环境条件下，总体环境应变Δε比玻璃片12的总体环境应变Δε大至少两倍。例如，环境条件可涉及温度从-40℃提高到+60℃，在+20℃下相对湿度从20％增加为80％，并在非层压条件下测量玻璃片12和基板16。再者，层压玻璃结构100a的某些方面采用基板16的特征在于总体环境应变Δε为约0.2％或以上，环境应变是基板在非层压条件下，温度从-40℃提高到+60℃及在+20℃下相对湿度从20％增加为80％所致。
再次参照图2，柔性玻璃片12可由玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料或上述复合材料组成。形成高质量柔性玻璃片的融合制程(例如下拉制程)可用于各种装置，其一应用为平面显示器。相较于其他方法制造的玻璃片，融合制程制造的玻璃片表面具较佳平坦度和光滑度。融合制程描述于美国专利案第3,338,696号和第3,682,609号，所述专利案内容以引用方式并入本文中。其他适合玻璃片形成方法包括浮式制程、上抽和狭槽抽拉法。此外，柔性玻璃片12亦可利用玻璃化学组成使玻璃片表面包括或并入银离子浓度而含有抗菌性质，例如大于0至0.047微克/平方公分(μg/cm2)，此进一步描述于美国专利申请公开案第2012/0034435号，所述公开案内容以引用方式并入本文中。柔性玻璃片12亦可涂覆由银组成或掺杂银离子的釉料，以获得预定抗菌性质，此进一步描述于美国专利申请公开案第2011/0081542号，所述公开案内容以引用方式并入本文中。此外，柔性玻璃片12可具有50％SiO2、25％CaO与25％Na2O的莫耳组成，以达成预定抗菌性质。
如图2所示，层压玻璃结构100a的柔性玻璃片12具有厚度112。在层压玻璃结构100a的某些方面中，柔性玻璃片12的厚度112为约0.3mm或以下，厚度包括、但不限于如约0.01-0.05mm、约0.05-0.1mm、约0.1-0.15mm、约0.15-0.3mm、或约0.1至约0.2mm。柔性玻璃片12的厚度112亦可为约0.3mm、0.275mm、0.25mm、0.225mm、0.2mm、0.19mm、0.18mm、0.17mm、0.16mm、0.15mm、0.14mm、0.13mm、0.12mm、0.11mm、0.10mm、0.09mm、0.08mm、0.07mm、0.06mm、0.05mm、0.04mm、0.03mm、0.02mm、0.01mm或上述厚度间的任何厚度值。
又如图2所示，层压玻璃结构100a包括第一粘合剂22，用以将缓冲层44层压于基板16的上主表面8。另外，层压玻璃结构100a包括第二粘合剂24，用以将柔性玻璃片12层压于缓冲层44。各粘合剂22、24可为非黏介层、黏着剂、附着片或膜、液体粘合剂、粉末粘合剂、感压粘合剂、紫外光固化粘合剂、热固化粘合剂或其他类似粘合剂或上述组合物。粘合剂22、24亦有助于在层压时将柔性玻璃片12附接至基板16。一些低温粘合剂材料实例包括以紫外(UV)光固化的Norland光学粘合剂68(Norland Products公司)、FLEXcon V29TT粘合剂、3MTM光学澄清粘合剂(OCA)8211、8212、8214、8215、8146、8171与8172(在室温或更高温下加压接合)、3MTM 4905胶带、
粘合剂、硅酮、丙烯酸酯、光学澄清粘合剂、封装材料、聚胺酯、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯乙酸乙烯酯、离子聚合物和木材胶。典型绘图粘合剂(例如Graphicmount与Facemount)亦可使用(例如取自位于美国佛州Sarasota的LexJet公司)。一些高温粘合剂材料实例包括DuPont 
DuPont PV5411、Japan World公司的材料FAS和聚乙烯缩丁醛树脂。
各粘合剂22、24可很薄，厚度122、124为小于或等于约1000微米(μm)，包括小于或等于约500μm、小于或等于约250μm、小于或等于约50μm、小于或等于约40μm和小于或等于约25μm。在其他方面中，各粘合剂22、24的厚度122、124为约0.1mm至约5mm。此领域一般技术人士亦应理解粘合剂22、24的厚度122、124可实质相同，或在某些方面中为不同。粘合剂22、24亦可含有其他功能组分，例如颜色、装饰、耐热或抗UV、AR过滤等。粘合剂22、24固化时可呈光学澄清或不透明。在粘合剂24为附着片或膜的实施例中，粘合剂24可具有装饰图案或设计且贯穿柔性玻璃片12的厚度112仍可看见。同样地，在基板16具清晰度的程度内，粘合剂22亦可具有装饰图案或设计且贯穿基板16的厚度116仍可看见。
亦如图2所示，层压玻璃结构100a的粘合剂22、24可以液体、凝胶、片、膜或上述组合形式形成。另外，在一些方面中，粘合剂22、24可呈现条纹图案，且可从柔性玻璃片12及/或基板16的外表面看见条纹图案，只要具有足够光学澄清度即可。在一些实施例中，基板16及/或柔性玻璃片12可包括装饰图案。在一些实施例中，装饰图案设在多层内，例如柔性玻璃片12、基板16及/或粘合剂22、24内。
如前所述，图2所示层压玻璃结构100a包括缓冲层44。缓冲层44置于基板16与柔性玻璃片12之间。另外，缓冲层44由第一粘合剂22层压于基板16及由第二粘合剂24层压于柔性玻璃片12。通常，缓冲层44应具备：弹性模数大于玻璃片的弹性模数(例如大于或等于70吉帕)，热膨胀系数(CTE)约和玻璃一样或落在相同量级，且很少或无相对湿度变化相关的尺度变化。特别是在缓冲层44的尺度方面，厚度144可为约0.1至2.5mm，较佳为约0.5mm至约1.5mm。故缓冲层44的厚度144可为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、2mm、2.5mm和上述厚度间的所有厚度值。
在图2所示层压玻璃结构100a中，用于层压玻璃结构100a的缓冲层44应配置成具有弹性模数超过柔性玻璃片12的弹性模数，例如大于或等于70吉帕。在一些实施例中，缓冲层44的弹性模数超过100吉帕、150吉帕或甚至200吉帕。故缓冲层44的弹性模数可为70吉帕、80吉帕、90吉帕、100吉帕、110吉帕、120吉帕、130吉帕、140吉帕、150吉帕、160吉帕、170吉帕、180吉帕、190吉帕、200吉帕和上述弹性模数间的所有数值。
在图2所示层压玻璃结构100a的一些实施方式中，缓冲层44的CTE应相当接近玻璃的CTE，通常为小于25ppm×℃-1并大于4ppm×℃-1。故缓冲层44的CTE可为4ppm×℃-1、5ppm×℃-1、6ppm×℃-1、7ppm×℃-1、8ppm×℃-1、9ppm×℃-1、10ppm×℃-1、11ppm×℃-1、12ppm×℃-1、13ppm×℃-1、14ppm×℃-1、15ppm×℃-1、16ppm×℃-1、17ppm×℃-1、18ppm×℃-1、19ppm×℃-1、20ppm×℃-1、21ppm×℃-1、22ppm×℃-1、23ppm×℃-1、24ppm×℃-1、25ppm×℃-1和上述CTE值间的所有数值。在一些实施例中，缓冲层44的CTE为约10至20ppm×℃-1或10至15ppm×℃-1。又在水分易敏性和膨胀性方面，缓冲层44较佳为抗水分进入及扩散，如此经受湿度变化(例如在20℃下从20％相对湿度变成80％相对湿度)时，膨胀近乎为零。在层压玻璃结构100a的其他方面中，缓冲层44具有孔隙度让一些水分进入，同时维持抗膨胀性。故某些具孔隙度的天然及/或工程材料可用于缓冲层44，只要材料具有超过柔性玻璃片12的有效弹性模数。
再次参照图2，层压玻璃结构100a的缓冲层44可由各种材料制成，包括、但不限于金属、金属合金、玻璃、玻璃-陶瓷、陶瓷、复合材料(例如具有氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳纤维及/或须晶的陶瓷基质复合材料)及/或上述材料组合物。然通常，层压玻璃结构100a的许多实施方式应具较高韧性、耐冲击性及/或热膨胀系数。下表3列出一些用于缓冲层的示例性材料和材料弹性模数与热膨胀系数(CTE)值。故层压玻璃结构100a的某些实施方式可采用由玻璃、玻璃-陶瓷及/或陶瓷制成的缓冲层44，只要材料具有增强抗断强度(例如转化增韧氧化锆)。在示例性实施方式中，缓冲层44由金属合金制成，例如普通钢，例如不锈钢或铁制钢、高模数铝合金、铬钼钢等。层压玻璃结构100a的特定实施例采用由不锈钢制成的缓冲层44，以提供抗蚀性及减小因基板16膨胀而在柔性玻璃片12中产生的应力量值。层压结构100a的另一特定实施例采用由铝金属片或箔制成的缓冲层44。
表3
| 缓冲层材料 | E | CTE |
| 不锈钢 | 200吉帕 | 12ppm/℃ |
| 铝金属片/箔 | 70吉帕 | 23ppm/℃ |
| 黄铜 | 105吉帕 | 18ppm/℃ |
| 氧化铝 | 350吉帕 | 8ppm/℃ |
| 玻璃 | 70 | 3-9ppm/℃ |
再次参照图2，层压玻璃结构100a的总厚度150a可为约2.5mm至约55mm。特别地，层压玻璃结构100a的总厚度为柔性玻璃片12、基板16、粘合剂22、24和缓冲层44各自厚度112、116、122、124、144的总和。故层压玻璃结构100a的总厚度可为约2.5mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm、31mm、32mm、33mm、34mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm和上述总厚度间的所有厚度值。在某些方面中，层压玻璃结构100a的总厚度可为约4mm至约25mm。
现参照图3，根据本发明实施例，提供示例性层压玻璃结构100b。除非另行指出，否则图3所示层压玻璃结构100b具有和图2所示层压玻璃结构100a一样或类似的特征结构、能力、效能水平和要求。另外，层压玻璃结构100a、100b中相同编号的组件具有相同或类似的结构和功能。如图3所示，层压玻璃结构100b包括柔性玻璃片12、基板16、粘合剂22、24和缓冲层40；所述相同组件各具厚度112、116、122、124、140。又如图3所示，缓冲层40用第一粘合剂22层压于基板16的下主表面6。另外，柔性玻璃片12用第二粘合剂24层压于基板16的上主表面8。除非另行指出，否则用于层压玻璃结构100b的缓冲层40具有和用于层压玻璃结构100a的缓冲层44(参见图2)一样的性质、尺度和特性。故层压玻璃结构100b的整体堆栈厚度150b可同于或类似层压玻璃结构100a的整体堆栈厚度150a。
再次参照图3，配置于基板16的背面时，层压玻璃结构100b的缓冲层40提供对抗基板16膨胀及收缩的机械抗性。如层压玻璃结构100b所配置，缓冲层40用于减缓基板16不当应变，藉以减少应力和柔性玻璃片12曲折。本质上，缓冲层40用于压制或遏制基板16在接触环境条件后改变尺度而膨胀，例如水分进入及/或温度升高。图3所示层压玻璃结构100b配置的另一优点为缓冲层40可用于防止水分进入基板16，前提是缓冲层40由具低或无水分扩散性的材料制成(例如不锈钢)。
类似层压玻璃结构100a(图2)，图3所示层压玻璃结构100b的缓冲层40提供的机械抗性可最小化当基板16因如水分进入及/或温度升高而膨胀后于柔性玻璃片12中产生的压缩与拉伸应力量值。通常，相较于具低弹性模数及/或厚度的缓冲层40，具高弹性模数及/或厚度的缓冲层40更易减小柔性玻璃片12中的应力量值。然层压玻璃结构100b的某些应用会限制整体堆栈厚度150b，以致限制缓冲层40的可行厚度。在此实施例中，透过提高缓冲层40的弹性模数，可显著减小柔性玻璃片12展现的应力。更大体而言，较佳缓冲层40的厚度140为约0.5至1.5mm，弹性模数大于玻璃片的弹性模数(例如大于或等于70吉帕)，热膨胀系数(CTE)约和玻璃一样或落在相同量级，且很少或无相对湿度变化相关的尺度变化。
再次参照图2及图3所示层压玻璃结构100a、100b的缓冲层40、44，所述层可具有相同尺度、组成和厚度。在其他实施方式中，缓冲层40、44具有不同组成及/或厚度。若图3所示层压玻璃结构100b位于整体层压玻璃结构100b的外表面，亦可要求特别重视缓冲层40的美感和其他表面特性。例如，层压玻璃结构体100b可配置成可从两侧观看的吊挂壁板。在其他应用中，层压玻璃结构100b可直接安装到壁面。故缓冲层40的组成及/或厚度140选择亦受控于耐磨性、外观及/或现场处理能力(例如当缓冲层40用于将层压玻璃结构100b直接装设到另一结构时易于钻孔)。
现参照图4，根据本发明实施例，提供示例性层压玻璃结构100c。除非另行指出，否则图4所示层压玻璃结构100c具有和图2至图3所示层压玻璃结构100a、100b一样或类似的特征结构、能力、效能水平和要求。另外，层压玻璃结构100a、100b、100c中相同编号的组件具有相同或类似的结构和功能。如图4所示，层压玻璃结构100c包括柔性玻璃片12、基板16、粘合剂22、24、26和缓冲层40、44；所述相同组件各具厚度112、116、122、124、126、140、144。除非另行指出，否则用于层压玻璃结构100c的第三粘合剂26具有和用于层压玻璃结构100a、100b的粘合剂22、24(参见图2至图3)一样或类似的组成、厚度和特性。亦如图4所示，下缓冲层40用第三粘合剂26层压于基板16的下主表面6。另外，上缓冲层44用第一粘合剂22层压于基板16的上主表面8。此外，柔性玻璃片12用第二粘合剂24层压于上缓冲层44。
除非另行指出，否则用于图4所示层压玻璃结构100c的下缓冲层40、上缓冲层44具有和用于层压玻璃结构100a、100b的缓冲层40、44(参见图2至图3)一样的性质、尺度和特性。较佳地，层压玻璃结构100c的下缓冲层40、上缓冲层44具有总厚度(即厚度140、144的总和)，此总厚度可比用于层压玻璃结构100a、100b的缓冲层40、44的厚度140、144(参见图2至图3)。如此，用于层压玻璃结构100c的各缓冲层40、44具有用于层压玻璃结构100a、100b的相应缓冲层40、44的厚度140、144(参见图2至图3)的约一半。在其他实施方式中，用于层压玻璃结构100c的缓冲层40、44的厚度140、144不同，使得其一缓冲层比另一层厚。鉴于所述考虑，层压玻璃结构100c的整体堆栈厚度150c可同于或类似层压玻璃结构100a、100b的整体堆栈厚度150a、150b。
再次参照图4，层压于基板16的上主表面8、下主表面6时，层压玻璃结构100c的缓冲层40、44提供对抗基板16膨胀及收缩的机械抗性。如层压玻璃结构100c所配置，缓冲层40、44用于减缓基板16不当应变，藉以减少应力和柔性玻璃片12曲折。缓冲层40、44用于压制或遏制基板16在接触环境条件后改变尺度而膨胀，例如水分进入及/或温度升高。图4所示层压玻璃结构100c配置的另一优点为缓冲层40、44可用于防止水分进入基板16，前提是缓冲层40、44由具低或无水分扩散性的材料制成(例如不锈钢)。
类似层压玻璃结构100a、100b(参见图2至图3)，图4所示层压玻璃结构100c的缓冲层40、44提供的机械抗性可最小化当基板16因如水分进入及/或温度升高而膨胀后于柔性玻璃片12中产生的压缩与拉伸应力量值。通常，相较于具低弹性模数及/或厚度的缓冲层40、44，具高弹性模数及/或厚度的缓冲层40、44更易减小柔性玻璃片12中的应力量值。然层压玻璃结构100c的某些应用会限制整体堆栈厚度150c，以致限制缓冲层40、44的可行厚度140、144。在此实施例中，透过提高缓冲层40、44的弹性模数，可显著减小柔性玻璃片12展现的应力。更大体而言，较佳缓冲层40、44的总厚度(即厚度140、144的总和)为约0.5至1.5mm，弹性模数大于玻璃片的弹性模数(例如大于或等于70吉帕)，热膨胀系数(CTE)约和玻璃一样或落在相同量级，且很少或无相对湿度变化相关的尺度变化。
现参照图5，根据本发明实施例，提供示例性层压玻璃结构100d。除非另行指出，否则图5所示层压玻璃结构100d具有和图2至图4所示层压玻璃结构100a-c一样或类似的特征结构、能力、效能水平和要求。另外，层压玻璃结构100a-c、100d中相同编号的组件具有相同或类似的结构和功能。如图5所示，层压玻璃结构100d包括柔性玻璃片12、粘合剂22和基板16；所述相同组件各具厚度112、122、116和总厚度150d。亦如图5所示，柔性玻璃片12用第一粘合剂22层压于基板16。
再次参照图5，层压玻璃结构100d的基板16实质类似用于图2至图4所示层压玻璃结构100a-c的基板16。例如，用于层压玻璃结构100d的基板16可包括、但不限于低压层板(LPL)、高压层板(HPL)、中密度纤维板(MDF)及/或胶合板材料。另外，用于层压玻璃结构100d的基板16包括多个缓冲箔40a。在较佳实施例中，基板16由HPL制成，此如图5所示示例性形式。至于层压玻璃结构100d配有具HPL组成的基板16方面，基板通常包括多层牛皮纸18a并与酚醛树脂片17a和缓冲箔40a交错插置。另外，基板16包括一或更多装饰纸层19a和一或更多三聚氰胺保护层20a。所述层一同层压做为HPL用于图5所示层压玻璃结构100d的基板16。亦应理解柔性玻璃片12和粘合剂22可层压于基板16的任一或二主表面。另外，层压玻璃结构100d的装饰纸层19a和三聚氰胺保护层20a并非必要；因此，基于美感及/或在装运和将玻璃片12层压于基板16的相关制程期间保护基板16等原因，一些或所有装饰纸层19a和三聚氰胺保护层20a可包括在内。
特别是在图5所示层压玻璃结构100d的缓冲箔40a方面，箔组成类似用于图2至图4所示层压玻璃结构100a-c的缓冲层40、44。即，缓冲箔40a可由各种材料制成，包括、但不限于金属、金属合金、玻璃、玻璃-陶瓷、陶瓷、复合材料(例如具有氧化铝、碳化硅、氮化硅、碳纤维及/或须晶的陶瓷基质复合材料)及/或上述材料组合物。然通常，层压玻璃结构100d的许多实施方式应具较高韧性及/或耐冲击性。故层压玻璃结构100d的某些实施方式可采用由玻璃、玻璃-陶瓷及/或陶瓷(例如氧化铝)制成的缓冲箔44a，只要材料具有增强抗断强度(例如转化增韧氧化锆)。在示例性实施方式中，缓冲箔44a由金属合金制成，例如钢，例如不锈钢、黄铜或铁制钢、高模数铝合金、铬钼钢等。
再次参照图5所示层压玻璃结构100d的缓冲箔40a，箔40a的特征在于厚度小于给定缓冲层40、44的厚度(参见图2至图4)。然用于层压玻璃结构100d时，多个缓冲箔40a的总厚度由缓冲层40、44的厚度140、144的可接受范围所给定。即多个缓冲箔40a的总厚度可为约0.1至2.5mm，较佳为约0.5mm至约1.5mm。故缓冲箔40a的总厚度可为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm.0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、2mm、2.5mm和上述厚度间的所有厚度值。另外，各缓冲箔40a的个别厚度可为约0.01mm至约0.25mm；因此，层压玻璃结构100d可采用特定数量的箔40a，以获得约0.1mm至约2.5mm的预定总缓冲箔厚度。例如，个别厚度50μm的十个缓冲箔40a可交插在基板16内，以获得0.5mm的总缓冲箔厚度。同样地，个别厚度50μm的二十个缓冲箔40a可交插在基板16内，以获得1mm的总缓冲箔厚度。
再次参照层压玻璃结构100d，如图5的示例性形式所示，结构具备前述层压玻璃结构100a-c(参见图2至图4)相关的一些或所有优点和益处。由于包括多个缓冲箔40a，层压玻璃结构100d的特征在于某些美感不同于层压结构100a-c。特别地，厚度较小的缓冲箔40a可配置在基板16内，使之从边缘看不见或几乎看不见。再者，相较于本发明的其他层压玻璃结构100a-c(参见图2至图4)，层压玻璃结构100d的特征在于低制造成本。特别地，多个缓冲箔40a具较小厚度有助于使用较不强且成本较低的机械加工技术，例如HPL领域常用的习知切割及精整工具(例如路由器和桌锯)。反之，包括由高模数材料(例如不锈钢、氧化铝等)制成、厚度0.1mm至约2.5mm的缓冲层40、44，可能需要更强又更高成本的机械加工技术，例如水刀切割，来按尺寸制作及配置层压玻璃结构100a-c的边缘。如此，层压玻璃结构100d可具备美感质量及/或低制造成本而特别有益于特定结构应用。
相较于习知层压玻璃结构面对导致结构的基板(例如基板16)膨胀的环境条件，层压玻璃结构100a、100b、100c展现明显改良的应力状态。改良量可定量估计。如下式(1)所示，层压玻璃结构的总体应变εo定义为各关键组件个别贡献的函数：玻璃片(g)、缓冲层(b)和基板(s)。更特别地，所述组件的个别应变贡献为εg、εb、εs；个别弹性模数贡献为：Eg、Eb、Es；个别厚度贡献为：tg、tb、ts。
此外，层压玻璃结构在三个关键组件(即柔性玻璃片、缓冲层和基板)间需呈力平衡，因此如下式(2)所示，各组件的力(Fg、Fb、Fs)的总和需等于零。
Fg+Fb+Fs＝0 (2)
就应力而论，可用σ[g、b、s]t[g、b、s]取代各力项，以重排式(2)而产生下式(3)表示关系。
σgtg+σbtb+σsts＝0 (3)
此时，式(3)可代入式(1)而产生式(4)，式(4)描述柔性玻璃片12的边缘的应力(σg)考虑基板16膨胀时随各种参数的变化。
式(4)现可用于计算柔性玻璃片12的应力状态随层压玻璃结构100a、100b、100c相关的各种参数变化。例如，下表4列出具不同所列厚度140或144的缓冲层40或44的层压玻璃结构100a、100b(参见图2至图3)的柔性玻璃片12的应力水平。利用式(4)制定表4提供的估计值时，假设缓冲层40或44的弹性模数为200吉帕，CTE为12ppm×℃-1，厚度140或144为0mm(无缓冲层)、0.5mm、1.0mm和1.5mm。从表4清楚可知，使用厚度140或144越来越大的缓冲层40或44可大大降低层压玻璃结构100a、100b内的柔性玻璃片12经受的应力范围，从而改良可靠度来对抗破裂和过早破损。另外，表4的结果可应用到层压玻璃结构100c构造(参见图4)，只要表4的缓冲层厚度反映成组缓冲层40、44的总厚度。
表4
有限元素仿真方式亦可用于证实基板16出于不同环境条件而膨胀后，层压玻璃结构100a、100b、100c在减小柔性玻璃片12中观察的应力方面的成效，特别是拉伸应力。模拟亦可用于优化缓冲层40、44用于层压玻璃结构的性质和尺度。有限元素仿真结果绘示于图6，即仿真显示层压玻璃结构(例如图2至图4所示层压玻璃结构100a、100b或100c)的柔性玻璃片中的应力随缓冲层厚度与弹性模数变化。在图6所示模拟中，进行下列假设：柔性玻璃片(例如柔性玻璃片12)的厚度为0.2mm；基板是厚度6.35mm的中密度纤维板(MDF)，用于层压玻璃结构的粘合剂组各自厚度为50μm，弹性模数为1.3兆帕，基板基于环境条件经历0.125％膨胀。如图6所示，缓冲层厚度保持在1mm(1000微米)不变且缓冲层的弹性模数从约95吉帕增加到160吉帕会造成玻璃片边缘的拉伸应力从15兆帕降至10兆帕。同样地，缓冲层的弹性模数保持在约180吉帕不变且缓冲层厚度从约0.55mm增加到1.6mm将导致玻璃片边缘的拉伸应力从15兆帕降至约6兆帕。
至于处理层压玻璃结构100a、100b、100c(参见图2至图4)，此领域一般技术人士当明白各种层压方法可用于制造结构。例如，视基板16的组成和层压玻璃结构100a-100c的其他组件而定，可实行与习知层板常用者相容的高压和低压层压方式。在用于制造层压玻璃结构100a、100b、100c的某些方法实施例中，可对缓冲层40及/或44施加各种表面处理(例如等离子体清洗、蚀刻、抛光等)，以助于改良用粘合剂22、24及/或26层压各层和基板16及/或柔性玻璃片12。
应强调的是，本发明的上述实施例(包括任何实施例)只是可能实施实例且仅提出以清楚理解本发明的各种原理。在不实质脱离本发明的精神和各种原理下，当可对本发明的上述实施例作许多更动及润饰。例如，用于图4所示层压玻璃结构100c的缓冲层40、44可进一步细分成两个以上的缓冲层，所得层压玻璃结构具有和层压玻璃结构100c一样或类似的效能。此实施方式可增加要求缓冲层隐藏或几乎隐藏不见(例如无需进一步放大)的应用的实用性。当缓冲层40、44进一步细分并用附加粘合剂置于层压玻璃结构时，各层厚度将减小，使之从端面或边缘看来较不明显。更大体而言，所有润饰及更动拟包括在本发明范围内并受后附权利要求书所保护。
Claims (28)
1.一种层压玻璃结构，包含：
基板，具有2.5毫米至50毫米的厚度和多个主表面；
缓冲层，具有0.1毫米至2.5毫米的厚度、至少70吉帕的弹性模数和4至25ppm×℃-1的热膨胀系数，并用第一粘合剂层压于所述基板；及
柔性玻璃片，具有不大于0.3毫米的厚度，并用第二粘合剂层压于所述缓冲层，
其中所述缓冲层包含金属合金，或
所述基板包含选自由聚合物、木材、低压层板(LPL)、高压层板(HPL)、含三聚氰胺的层板、粒片加固板、纤维强化板和中密度纤维板(MDF)所组成群组的材料。
2.如权利要求1所述的结构，其中所述基板的特征在于环境应变，所述环境应变比所述玻璃片的环境应变大至少两倍，所述环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
3.如权利要求1所述的结构，其中所述缓冲层的特征进一步在于在+20℃下接触20％至80％相对湿度时为约零膨胀。
4.如权利要求1所述的结构，其中所述缓冲层的特征进一步在于至少150吉帕的弹性模数、0.5毫米至1.5毫米的厚度和10至20ppm×℃-1的热膨胀系数。
5.如权利要求1所述的结构，其中所述基板的特征在于环境应变为至少0.2％，所述环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
6.如权利要求1所述的结构，其中所述缓冲层包含上缓冲层和下缓冲层。
7.一种层压玻璃结构，包含：
基板，具有2.5毫米至50毫米的厚度和多个主表面；
缓冲层，具有0.1毫米至2.5毫米的厚度、至少70吉帕的弹性模数和4至25ppm×℃-1的热膨胀系数，并用第一粘合剂层压于所述基板；及
柔性玻璃片，具有不大于0.3毫米的厚度，并用第二粘合剂层压于所述基板。
8.如权利要求7所述的结构，其中所述基板的特征在于环境应变，所述环境应变比所述玻璃片的环境应变大至少两倍，所述环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
9.如权利要求7所述的结构，其中所述缓冲层的特征进一步在于在+20℃下接触20％至80％相对湿度时为约零膨胀。
10.如权利要求7所述的结构，其中所述缓冲层的特征进一步在于至少150吉帕的弹性模数、0.5毫米至1.5毫米的厚度和10至20ppm×℃-1的热膨胀系数。
11.如权利要求7所述的结构，其中所述缓冲层包含金属合金。
12.如权利要求7所述的结构，其中所述基板的特征在于环境应变为至少0.2％，所述环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
13.如权利要求7所述的结构，其中所述基板包含选自由聚合物、木材、低压层板(LPL)、高压层板(HPL)、含三聚氰胺的层板、粒片加固板、纤维强化板和中密度纤维板(MDF)所组成群组的材料。
14.一种层压玻璃结构，包含：
基板，具有2.5毫米至50毫米的厚度、上主表面和下主表面；
上缓冲层，用第一粘合剂层压于所述基板的所述上主表面；
柔性玻璃片，具有不大于0.3毫米的厚度，并用第二粘合剂层压于所述上缓冲层；及
下缓冲层，用第三粘合剂层压于所述基板的所述下主表面，
其中所述缓冲层的总厚度为0.1毫米至2.5毫米，各缓冲层的特征进一步在于至少70吉帕的弹性模数和4至25ppm×℃-1的热膨胀系数。
15.如权利要求14所述的结构，其中所述基板的特征在于环境应变，所述环境应变比所述玻璃片的环境应变大至少两倍，所述环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
16.如权利要求14所述的结构，其中每一缓冲层的特征进一步在于在+20℃下接触20％至80％相对湿度时为约零膨胀。
17.如权利要求14所述的结构，其中每一缓冲层的特征进一步在于至少150吉帕的弹性模数和10至20ppm×℃-1的热膨胀系数，又其中所述缓冲层的总厚度为0.5毫米至1.5毫米。
18.如权利要求14所述的结构，其中每一缓冲层包含金属合金。
19.如权利要求14所述的结构，其中所述缓冲层具有实质相同的组成和厚度。
20.如权利要求14所述的结构，其中所述缓冲层具有不同组成与不同厚度的至少一者。
21.如权利要求14所述的结构，其中所述基板的特征在于环境应变为至少0.2％，所述环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
22.如权利要求14所述的结构，其中所述基板包含选自由聚合物、木材、低压层板(LPL)、高压层板(HPL)、含三聚氰胺的层板、粒片加固板、纤维强化板和中密度纤维板(MDF)所组成群组的材料。
23.一种层压玻璃结构，包含：
基板，具有2.5毫米至50毫米的厚度和多个主表面；
多个缓冲箔，位在所述基板内，所述多个缓冲箔具有0.1毫米至2.5毫米的总厚度、至少70吉帕的弹性模数和4至25ppm×℃-1的热膨胀系数；及
柔性玻璃片，具有不大于0.3毫米的厚度，并用第一粘合剂层压于所述基板。
24.如权利要求23所述的结构，其中所述基板的特征在于环境应变，所述环境应变比所述玻璃片的环境应变大至少两倍，所述环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度测量。
25.如权利要求23所述的结构，其中所述多个缓冲箔各自包含金属合金。
26.如权利要求23所述的结构，其中所述基板的特征在于环境应变为至少0.2％，所述环境应变是在非层压条件下从-40℃到+60℃及20％至80％相对湿度量测。
27.如权利要求23所述的结构，其中所述基板包含选自由低压层板(LPL)、高压层板(HPL)、含三聚氰胺的层板、粒片加固板、纤维强化板和中密度纤维板(MDF)所组成群组的材料。
28.如权利要求23所述的结构，其中所述多个缓冲箔各自具有0.01毫米至0.25毫米的厚度。
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