CN110636940B - 高性能私密性玻璃窗结构 - Google Patents

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Abstract

一种私密性玻璃窗结构可以由透明材料的多个嵌板制成，该透明材料保持光学活性材料，并且还限定了嵌板间空间，为了隔热性能该嵌板间空间与周围环境隔离开。该私密性玻璃窗结构可包括各种功能涂层和中间膜，以增强该结构的性能和/或寿命。例如，该私密性玻璃窗结构可以包括低发射率涂层以及位于光学活性层和暴露于阳光的外部环境之间的层压板层。该低发射率涂层和层压板层可以组合工作，以有效地保护光学活性层免于阳光降解。另外地或替代地，层压板层可以赋予该结构安全性和抗冲击性。

Description

高性能私密性玻璃窗结构
相关申请
本申请要求2017年4月20日提交的美国申请号62/487,791的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及光学结构，更具体地，涉及包括可控光学活性材料的玻璃窗结构。
背景技术
具有可控光调制的窗户、门、隔板和其他结构在市场上已经越来越流行。这些结构由于其从透明状态转变为私密性状态的能力而通常被称为“智能”结构或“私密性”结构，其中在透明状态用户可以通过该结构查看，其中在私密性状态则通过该结构的观看被禁止。例如，智能窗户被用在高端汽车和家庭中，智能隔板被用作办公室空间中的墙壁，以提供受控的私密性以及视觉变暗。
可以使用多种不同的技术为智能结构提供受控的光透射。例如，电致变色技术，光致变色技术，热致变色技术，悬浮粒子技术和液晶技术都被用于不同的智能结构应用中，以提供可控制的私密性。这些技术通常使用例如电力的能源，以从透明状态变换为私密性状态，反之亦然。
安全性、性能和可靠性是终端市场消费者在评估新技术平台(例如可控制的私密性结构)时寻找的关键属性。对于例如窗户和门的具有可控光学特性的玻璃窗结构尤其如此，通常预期其具有可以持续数十年的使用寿命。消费者可能期望具有可控光学特性的窗户或门结构呈现与传统窗户或门相似的寿命和耐久性，尽管存在额外的敏感组件和可控结构的复杂性。
发明内容
一般而言，本公开指向结合了提供可控私密性的光学活性材料的私密性玻璃窗(glazing)结构。术语私密性结构包括私密性单元，私密性玻璃窗结构，智能单元，智能玻璃窗结构，以及提供可控的光学活动并因此提供通过该结构的可见性的相关设备。这样的结构可以提供可切换的光学活性，其提供可控的变暗、可控的光散射、或可控的变暗和可控的光散射两者。可控制的变暗是指通过控制施加到光学活性材料的外部能源，光学活性材料在高可见光透射态(亮态)、低可见光透射暗态以及其间的任选中间态之间转变的能力，反之亦然。可控的光散射是指通过控制外部能源，光学活性材料在低可见雾霾状态、高可见雾霾状态、以及其间的任选中间状态之间转变的能力，反之亦然。因此，在本公开中对术语“私密性”和“私密性状态”的引用不一定要求通过结构进行完全可见遮掩(除非另有说明)。而是，取决于例如所使用的光学活性材料的类型和施加到光学活性材料上的外部能源的条件，可以实现不同程度的私密性或通过该结构的遮掩。此外，在私密性结构的任一侧上施加内部和/或外部光条件，可能进一步影响产品提供的私密性程度。
根据本公开的私密性玻璃窗结构可以以窗户、门、天窗、内部隔板或需要可控的可见光透射率的其他结构的形式实现。在任何情况下，私密性玻璃窗结构都可以由多个透明材料嵌板(pane)制成，这些嵌板被布置成限定嵌板间空间并将光学活性材料限制在该结构的视线内。嵌板间空间可以被抽空和/或填充有绝缘气体，以减少跨玻璃窗结构的热传递。例如通过通信地耦合到玻璃窗结构和其中的光学活性材料的电驱动器，光学活性材料可以是可控的，以提供通过该结构的可控光学透射。
如下面更详细地描述的，私密性玻璃窗结构可以具有各种不同的组件配置、层和特征，以在其使用寿命期间增强结构的安全性、性能和/或可靠性。在一些示例中，玻璃窗结构被配置成赋予安全性和/或抗冲击性，同时将整个结构的尺寸轮廓管控为适合于典型的住宅或商业窗户和/或门开口的复合厚度。例如，玻璃窗结构可以在包含光学活性材料的嵌板间空间的一侧上和/或在嵌板间空间的相对侧上包括一个或多个层压板层，以赋予安全性和/或来自外力的耐冲击性。可以控制玻璃窗结构的一个或多个层压板层和各种不同嵌板的厚度，以提供必要的结构刚度，同时将结构的尺寸轮廓维持为合适的总厚度。
例如，在一些示例中，光学活性材料被夹在相对的层压嵌板之间，该层压嵌板各由通过层压板层联结的两个透明材料嵌板形成。因此，夹层结构可以具有分别被两个层压板层和一层光学活性材料隔开的四个透明材料嵌板。四个透明材料嵌板的其中之一可以形成嵌板间空间的内表面，该嵌板间空间由附接到第五透明材料嵌板的间隔件限制。在间隔件的一侧上的四个透明材料嵌板各具有小于第五嵌板厚度的厚度。另外地或可替代地，结合到玻璃窗结构中的两个层压板层可以具有不对称的厚度，使得一层比另一层厚。例如，玻璃窗结构可以被配置成具有朝外面向的层压板层，其被定位成比内表面更靠近外表面，以及朝内面向的层压板层，其被定位成比外表面更靠近内表面，其中光学活性材料位于两个层压板层之间。朝外面向的层压板层的厚度可以大于朝内面向的层的厚度。两个层压板层都可以阻挡UV辐射，该UV辐射具有使光学活性层在其整个使用寿命中降解的趋势。
层压板层厚度的不对称配置可以将较厚的叠层定位在光学活性材料的面向UV辐射最强的外部环境的一侧上，而较薄的层压板层面向UV辐射较小的内部环境。这种配置可以平衡不同层压板层的辐射屏蔽效果，同时控制玻璃窗结构的尺寸轮廓。层压板层可以另外地或可替代地将防破碎性赋予限制光学活性材料的透明材料嵌板，从而允许玻璃窗结构被认证为评价的耐冲击和/或安全。
尽管根据本公开的私密性玻璃窗结构可以具有多种不同的配置，但是在一些示例中，玻璃窗结构在面向嵌板间空间的至少一个嵌板的内表面上包括低发射率涂层。低发射率涂层可以帮助阻挡紫外光谱内的光的波长，从而衰减入射到光学活性材料上的降解UV辐射。低发射率涂层可以与层压板层协同工作，以提供比任一层单独提供的UV阻挡更大的增强的UV阻挡。因此，这可以提供协调的UV阻挡布置，该布置避免了为增强的UV阻挡能力而需要增加层压板层的厚度的需要，那会超过可接受的玻璃窗结构上放置的总厚度限制。
在一个示例中，描述了一种私密性玻璃窗结构，其包括第一透明材料嵌板，通常平行于第一透明材料嵌板的第二透明材料嵌板，以及位于第一透明材料嵌板和第二个透明材料嵌板之间的间隔件，以限定嵌板间空间。该示例规定间隔件密封嵌板间空间，以免与周围环境进行气体交换，并使第一透明材料嵌板与第二透明材料嵌板保持间距。示例的私密性玻璃窗结构还包括通常与第一透明材料嵌板和第二透明材料嵌板平行的第三透明材料嵌板，以及通常与第三透明材料嵌板平行的第四透明材料嵌板。该结构还包括位于第三透明材料嵌板和第四透明材料嵌板之间的电可控光学活性材料，以及将第二透明材料嵌板结合到第三透明材料嵌板的层压板层。该示例规定，层压板层提供了对紫外光的阻挡，否则紫外光会射到电可控光学活性材料上。示例性玻璃窗结构还包括面向嵌板间空间的第一透明材料嵌板和第二透明材料嵌板中的至少一个的内表面上的低发射涂层。
在另一个示例中，描述了一种私密性玻璃窗结构，其包括第一、第二、第三、第四和第五玻璃嵌板。该结构包括位于第一玻璃嵌板和第二玻璃嵌板之间的间隔件，以限定嵌板间空间。间隔件密封嵌板间空间以免与周围环境进行气体交换，并使第一玻璃嵌板与第二玻璃嵌板保持间距。该示例结构还包括位于第三玻璃嵌板和第四玻璃嵌板之间的液晶材料，将第二玻璃嵌板结合到第三玻璃嵌板的第一层压板层，以及将第四玻璃嵌板结合到第五玻璃嵌板的第二层压板层。该示例规定第一玻璃嵌板是钢化玻璃，而第二、第三、第四和第五玻璃嵌板各由未热强化的玻璃形成。
一个或多个示例的细节在附图和以下描述中阐述。根据说明书和附图以及根据权利要求书，其他特征、目的和优点将是明显的。
附图说明
图1是示例的私密性玻璃窗结构配置的侧视图图例。
图2是另一示例的私密性玻璃窗结构配置的侧视图图例。
图3是另一示例的私密性玻璃窗结构配置的侧视图图例。
图4是另一示例的私密性玻璃窗结构配置的侧视图图例。
图5是另一示例的私密性玻璃窗结构配置的侧视图图例。
图6是另一示例的私密性玻璃窗结构配置的侧视图图例。
图7是结合到叠层基板中的不同示例层压材料的透光率随波长变化的曲线图。
图8是结合到还包括低发射率涂层的叠层基板中的不同示例层压材料的透光率随波长变化的曲线图。
具体实施方式
总的来说，本公开涉及私密性玻璃窗结构，其包含由一个或多个叠层基板限制的可控光学活性材料。每个叠层基板可以由与一层层压材料联结在一起的两个透明材料嵌板形成。可以根据层压材料赋予叠层基板的强度和抗碎性、赋予叠层基板的遮光/吸收性能和/或其他性能来选择层压材料。在一些示例中，光学活性材料被叠层基板限制在一侧上，而被单个透明材料嵌板限制在相对的一侧上，该透明材料嵌板在其表面没有涂覆层压板层。在其他实例中，光学活性材料在两侧被叠层基板限制。在任一情况下，直接或间接作为叠层基板的一部分，限制光学活性材料的嵌板之一的表面可以形成嵌板间空间的内表面。所述嵌板间空间的相对的内表面可以由经由间隔件平行对齐地联结的嵌板形成。自限制光学活性材料的嵌板间空间的相对侧上的嵌板可以是或可以不是叠层基板的一部分。在任一种情况下，都可以评估和/或用绝缘气体填充嵌板间空间，以减少跨嵌板间空间的热传递。
在一些示例中，玻璃窗结构的一个或多个嵌板表面可以承载涂层以改善玻璃窗结构的性能。例如，玻璃窗结构的一个或两个表面可以承载低发射率涂层，该涂层降低了可以通过嵌板的紫外和红外光的量，同时允许可见光基本不变地通过嵌板。低发射率涂层可以有效地、特别是与玻璃窗结构的一个或多个层压板层组合来衰减光的波长，该光具有随着时间的推移会使光学活性材料降解的趋势。例如，光学活性材料可包括散布有液晶的聚合物分子，以提供通过玻璃窗结构的可控的可见光透射率。除非被衰减，否则射在光学活性材料上的紫外光可具有在设备的整个使用寿命中分解光学活性材料中的聚合物分子的趋势。因此，单独地或与可吸收穿过涂层的紫外光谱的光的层压板层组合地，用反射紫外光谱中的光的波长的涂层来配置玻璃窗结构，可以帮助改善设备的使用寿命。
与玻璃窗结构的光衰减特性无关，玻璃窗结构的不同嵌板可以被布置和配置成向结构提供安全性和/或抗冲击性。这可以允许将私密性玻璃窗结构部署在经受周期性冲击力的应用中，例如遭受冰雹、飓风或其他恶劣影响天气的区域。
图1是示例的私密性玻璃窗结构12的侧视图，包括通过间隔件18与第二透明材料嵌板16间隔开以限定嵌板间空间20的第一透明材料嵌板14。间隔件18可以围绕私密性玻璃窗结构12的整个周边延伸，以将嵌板间空间20气密密封以免与周围环境进行气体交换。在所示的示例中，私密性玻璃窗结构还包括光学活性材料层22，其位于第三透明材料嵌板24和第四透明材料嵌板26之间。层压板层28将第二透明材料嵌板16结合到第三透明材料嵌板，以形成由第二透明材料嵌板16、第三嵌板24和层压板层28组成的复合叠层基板。
私密性玻璃窗结构12可将任何合适的私密性材料用于光学活性材料层22。此外，尽管光学活性材料22通常被图示和描述为单层材料，但是应当理解，根据本公开的结构可以具有一层或多层具有相同或变化厚度的光学活性材料。通常，光学活性材料22被配置成提供可控和可逆的光学遮蔽和照明。光学活性材料22可以响应于诸如光、热或电的能量输入而改变可见光透射率。例如，光学活性材料22可以是电子可控制的光学活性材料，其响应于施加到该材料上的电能的变化而改变定向可见光透射率(direct visibletransmittance)。
在一个示例中，光学活性材料22由电致变色材料形成，该电致变色材料响应于施加到该材料的电压变化而改变不透明度，并因此改变光透射特性。电致变色材料的典型示例是WO3和MoO3，当以薄层形式施用于基板时其通常是无色的。电致变色层可以通过氧化或还原过程来改变其光学性质。例如，在氧化钨的情况下，质子可响应于电压变化而在电致变色层中移动，从而将氧化钨还原为蓝钨青铜。着色的强度随施加到该层的电荷的量而改变。
在另一示例中，光学活性材料22由液晶材料形成。可用作光学活性材料22的不同类型的液晶材料包括聚合物分散液晶(PDLC)材料和聚合物稳定的胆甾相织构(PSCT)材料。聚合物分散液晶通常涉及向列型液晶与夹在电极之间的含有一定量聚合物的均质液晶的相分离。可以通过用透明导电材料涂覆相对的基板(例如，第三嵌板24和第四嵌板26)来形成电极。当电场关闭时，液晶可能会随机分散。这散射进入液晶的光，并使透射的光通过该材料扩散。在两个电极之间施加一定的电压时，液晶可能会顺势排列，并且液晶的光学透明性增加，从而允许光透射通过晶体。
在聚合物稳定的胆甾相织构(PSCT)材料的情况下，该材料可以是正模聚合物稳定的胆甾相织构材料或反模聚合物稳定的胆甾相织构材料。在普通的聚合物稳定的胆甾相织构材料中，当没有电场施加到该材料时，光就会散射。如果将电场施加到液晶，它将变成各向同性状态，从而使液晶在电场方向上平行地重新定向它们自己。这导致液晶的光学透明性增加，并且允许光透射通过液晶层。在反模聚合物稳定的胆甾相织构材料中，液晶在没有电场(例如零电场)下是透明的，但是一旦施加电场就发生光散射。
在其中使用液晶实现光学活性材料层22的一个示例中，光学活性材料包括液晶和二向色性染料以提供宾主液晶操作模式。当如此配置时，二向色性染料可以用作液晶寄主内的客体化合物。可以选择二向色性染料，使得染料分子的取向遵循液晶分子的取向。在一些示例中，当将电场施加到光学活性材料上时，染料分子的短轴中几乎没有吸收，以及当从光学活性材料去除电场时，染料分子在长轴中吸收。结果，当光学活性材料转变为散射状态时，二向色性染料分子可以吸收光。当如此配置时，光学活性材料可以吸收入射到该材料上的光，以防止在私密性玻璃窗结构12的一侧的观察者清楚地观察到在该结构的相对侧上发生的活动。
当使用液晶实现光学活性材料22时，光学活性材料可以包括聚合物基质内的液晶分子。聚合物基质可以被固化或可以不被固化，从而导致聚合物的固体或液体介质围绕液晶分子。另外，在一些示例中，光学活性材料22可包含间隔珠(例如，微球)，例如具有3微米至40微米范围的平均直径，以维持第三透明材料嵌板24和第四层透明材料嵌板26之间的分隔。
在其中使用液晶材料实现光学活性材料层22的另一示例中，当转变为私密性状态时，液晶材料变模糊。这样的材料可以散射入射到该材料上的光，以防止在私密性玻璃窗结构12的一侧的观察者清楚地观察到在该结构的相对侧上发生的活动。与处于透光状态时相比，这种材料可以显着降低穿过该材料的单向可见光透射率(regular visibletransmittance)(也可以称为定向可见光透射率)，而在私密性状态时仅最低限度地减小的总可见光透射率。当使用这些材料时，与透光状态相比，在私密性状态下透射过该材料的散射的可见光的量可以增加，从而补偿了通过该材料的降低的单向可见光透射率。单向或定向可见光透射率可以被认为是不通过光学活性材料22散射或重定向的透射的可见光。
可以用作光学活性材料层22的另一种类型的材料是悬浮颗粒材料。悬浮颗粒材料在未激活状态下通常为暗色或不透明，但在施加电压时变为透明。可以用作光学活性材料22的材料的其他示例包括响应于温度变化而改变可见光透射率的热致变色材料以及响应于光量变化而改变可见光透射率的光致变色材料。
与用于光学活性材料层22的材料的具体类型无关，该材料可以从透光状态改变到私密性状态，在透光状态中私密性玻璃窗结构12旨在成为透明的，而在私密性状态中旨在降低通过绝缘玻璃窗装置的可见性。当从最大透光状态转变为最大私密性状态时，光学活性材料22可呈现出逐渐减小的定向可见光透射率。类似地，当从最大私密性状态转变为最大透射状态时，光学活性材料22可呈现出逐渐增加的定向可见光透射率。光学活性材料22从大体上透明的透射状态转变为大体上不透明的私密性状态的速度可以由多种因素支配，包括为光学活性材料22选择的材料的具体类型，材料的温度，施加到材料上的电压，等等。
取决于用于光学活性材料22的材料的类型，该材料可呈现出可控的变暗。如上所述，可控制的变暗是指通过控制施加到光学活性材料上的外部能源，光学活性材料在高可见光透射状态(亮态)、低可见光透射暗态、以及任选的其中间态之间转变的能力，反之亦然。当这样配置光学活性材料22时，当光学活性材料22转变成高可见光透射状态的光状态时，通过包含光学活性材料22的单元(例如，除了限制光学活性材料并形成该单元的其他基板和/或层压板层之外)的可见光透射率可以大于40％，例如大于60％。相反，当光学活性材料22转变为低可见光透射暗态时，通过该单元的可见光透射率可以小于5％，例如小于1％。可见光透射率可以根据ASTM D1003-13测量。
另外地或替代地，光学活性材料22可呈现出可控的光散射。如上所述，可控的光散射是指通过控制外部能源光学活性材料在低可见雾霾状态、高可见雾霾状态以及其间的任选中间状态之间转变的能力，反之亦然。当这样配置光学活性材料22时，当光学活性材料22转变到低可见雾霾状态时，通过包含光学活性材料22的单元的透射雾霾可以小于10％，例如小于2％。相比之下，当光学活性材料22转变为高可见雾霾状态并且具有低于50％的清晰度值时，通过该单元的透射雾霾可以大于85％，例如，透射雾霾大于95％以及清晰度值低于30％。透射雾霾可以根据ASTM D1003-13进行测量。可以使用可从BYK-GARDNER GMBH商购的BYK Gardener Haze-Gard计量仪，来测量清晰度。
在其中光学活性材料22是电可控的(例如，以在散射状态和透光阶段之间转变)的应用中，限制光学活性材料的透明材料的嵌板24、26中的一个或两个可以承载电极。电极可以是沉积在每个相应嵌板的面向光学活性材料22的表面上的导电涂层的形式。图1示出了涂覆有第一导电涂层30的第三透明材料嵌板24和涂覆有第二导电涂层32的第四透明材料嵌板26。每个导电涂层可以是透明导电氧化物(“TCO”)涂层，例如掺杂铝的氧化锌和/或掺杂锡的氧化铟。透明导电氧化物涂层可以通过延伸穿过围绕光学活性材料22的密封剂的电导体电连接到电源。在一些示例中，透明导电涂层形成光学活性材料22接触的第三透明材料嵌板24和第四透明材料嵌板26之间的空腔的壁表面。在其他示例中，一个或多个其他涂层可以覆盖透明导电涂层30、32，例如介电外涂层(例如，氮氧化硅)。
例如，限制光学活性材料的透明材料嵌板24、26中的一个或两个可以具有取向层(alignment layer)，该取向层限制并接触光学活性材料22。取向层可以沉积在由嵌板承载的任何下面的层上，例如电极层，下面的透明介电阻挡层(例如，氧化硅)和/或透明介电外涂层。例如，通过改变光学活性材料22与接触光学活性材料的嵌板表面之间的表面能和/或表面相互作用，取向层可以帮助减少或消除Mura(瑕疵)缺陷。在一个实例中，由包含聚酰亚胺的层来实现取向层(例如，通过用包含聚酰亚胺的涂层涂覆所述表面而形成)。可以或可以不摩擦聚酰亚胺层，以改变该层的性质以及与光学活性层22的相应的相互作用。
在图1的示例中的私密性玻璃窗结构12具有四个透明材料嵌板：第一透明材料嵌板14，第二透明材料嵌板16，第三透明材料嵌板24和第四透明材料嵌板26。每个透明材料嵌板可以由相同的材料形成，或者至少一个透明材料嵌板可以由与至少另一个其他透明材料嵌板不同的材料形成。在一些示例中，私密性玻璃窗结构12的至少一个(和可选地所有)嵌板由玻璃形成。在其他示例中，至少一个(和可选地所有)私密性玻璃窗结构12由塑料形成，例如，氟碳塑料，聚丙烯，聚乙烯或聚酯。当使用玻璃时，该玻璃可以是硼硅酸铝玻璃，钠-石灰(例如钠-石灰-硅酸盐)玻璃或另一种类型的玻璃。另外，取决于应用，玻璃可以是透明的或玻璃可以是彩色的。尽管可以使用不同的技术来制造玻璃，但是在一些示例中，玻璃是在浮浴线上制造的，其中将熔融玻璃沉积在熔融锡浴上，以使玻璃成形和固化。这样的示例性玻璃可以被称为浮法玻璃。
在图1的示例中，层压板层28位于光学活性材料22和私密性玻璃窗结构12可能向其暴露的外部环境之间，例如，第一透明材料嵌板14与沉淀物周期接触。在一些示例中，层压板层28被配置成衰减穿过嵌板间空间20的太阳辐射，否则该太阳辐射将具有使光学活性材料22降解的趋势。例如，层压板层28可以被配置成衰减(例如，阻挡，吸收)紫外光谱内的光。被层压板层28衰减的UV光谱内的光的量可以根据层压板层的组成和层压板层的厚度而变化。
在一些示例中，层压板层28有效地衰减入射到层压板层一侧的至少25％的UV光谱内的光(例如，从大约10nm到大约400nm)，例如至少30％或至少50％的UV光谱内的光，并防止其穿过层压板层相对的一侧。例如，层压板层28对紫外光的透射率可以由其在395纳米处的透射率来表征，称为T395参数。层压板层28可呈现出低的T395值，例如小于75％，小于55％，小于40％，小于30％或小于20％的值。
在不同的示例中，层压板层28可以由聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)，热塑性聚氨酯(TPU)，离聚物膜诸如可从
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获得的/>
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材料，或还有其他合适的聚合材料形成。层压板层28的厚度可以在0.005英寸(0.127mm)至0.25英寸(6.35mm)的范围，例如从0.01英寸(0.254mm)至0.1英寸(2.54mm)，或从0.015英寸(0.381mm)至0.09英寸(2.286毫米)。在一些示例中，层压板层28具有大于0.03英寸(0.762mm)且小于0.1英寸(2.54mm)的厚度。在其他示例中，层压板层28具有大于0.01英寸(0.254mm)并且小于0.04英寸(1.08mm)的厚度。在一些示例中，层压板层28可具有大于或等于0.015英寸(0.381mm)的厚度，例如大于或等于0.03英寸(0.762mm)。
为了通过私密性玻璃窗结构12提供足够的视觉清晰度，可以将层压板层28选择为视觉上透明的颜色，并且不呈现出黄色色调或外观，这是终端消费者所不希望的。换句话说，可以选择层压板层28具有色中性的外观。可以使用众所周知的颜色坐标“a”和“b”来表征层压板层28的颜色。特别地，这些颜色坐标在本文中使用上标“*”来表示，如用a*和b*所示。可以根据ASTM方法E 308中规定的步骤确定颜色特性。
在一些示例中，层压板层28呈现出透射色，其特征在于b*颜色坐标值小于5，例如小于4.5，小于4.0，小于3.5，或小于3.0。可以选择层压板层28具有足够低的b*值，以使层压板层以及作为结果的私密性玻璃窗结构12不呈现存在于某些聚合物膜中并且不被某些终端消费者期望的黄色或色调。层压板层28可以通过延长的使用寿命来维持这些颜色特性，使得层压板层不会随着时间的流逝通过降解而不期望地改变颜色。例如，层压板层28在使用至少5年后，例如使用至少10年或使用至少20年后，呈现出放弃的颜色特性。服务期限可以从私密性玻璃窗结构12的制造日期开始测量。
在层压板层28旨在赋予私密性玻璃窗结构12抗冲击性的应用中，层压板层可以具有至少0.05英寸的厚度，例如至少0.075英寸，或0.08英寸至0.2英寸。在层压板层28旨在向私密性玻璃窗结构12赋予安全性(例如，抗碎性)而低于抗冲击性认证可能需要的应用中，层压板层28的厚度可以小于0.05英寸，例如从0.01英寸起到0.04英寸，或者从0.015英寸到0.03英寸。如果私密性玻璃窗结构12具有单个层压板层28，则用于提供安全性的该层的厚度可以在0.02英寸至0.04英寸的范围内。如果私密性玻璃窗结构12具有多个层压板层，则用于提供安全性的每个单独层的厚度可以较小，例如在0.01英寸至0.02英寸的范围内。前述厚度值是示例，并且各个层的厚度可以根据应用和产品的目标性能特征而变化。
例如，如果私密性玻璃窗结构12不是为抗冲击性认证而设计的，则层压板层28的厚度和特性可以由其他性能特性诸如该层的光学衰减特性来支配。相反，如果私密性玻璃窗结构12被配置成用于抗冲击性，则抗冲击性的结构要求可以提供用于控制层压板层28的材料选择和/或厚度的另外的设计参数。在一些示例中，可以将私密性玻璃窗结构12(例如，层压板层28)的组件和材料配置成获得根据ASTM E1886-13a和ASTM E1996-14a的冲击防护认证。在一些这样的示例中，层压板层28的厚度被选择为至少0.075英寸，例如从0.075英寸至0.15，或从0.085英寸至0.12英寸。因此，根据本公开的私密性玻璃窗结构12，包括如图1所示，可以符合ASTM E1886-13a和E1996-14a。
在一些示例中，形成私密性玻璃窗结构12的透明材料嵌板的厚度大于层压板层28的厚度。例如，每个透明材料嵌板的厚度可以在0.5mm至8mm的范围，例如从1mm至6mm。在一些示例中，第一透明材料嵌板14的厚度大于在间隔件18的相对侧上的嵌板中的至少一个(和可选地全部)。例如，第一透明材料嵌板14的厚度可以在2mm至6mm的范围，而透明材料的第二、第三和第四嵌板16、24、26的厚度可以在0.5mm至4mm的范围。在一些示例中，第一透明材料嵌板14的厚度在2.5mm至3.5mm的范围，而透明材料的第二、第三和第四嵌板16、24、26中的每个的厚度在1.5mm至2.5mm的范围。将第一透明材料嵌板14配置成比其余嵌板厚，可用于为私密性玻璃窗结构12提供额外的强度和结构刚度，因为第一透明材料嵌板未结合至紧邻的嵌板，而是面向没有直接相邻支撑的嵌板间空间20。
当私密性玻璃窗结构12的一个或多个嵌板由玻璃制成时，一个或多个嵌板(以及可选地所有嵌板)可由热强化玻璃制成。热强化玻璃的一个示例是钢化玻璃。通常是通过加热玻璃装置使玻璃达到应力消除点温度(可以称为退火温度)然后迅速冷却玻璃以在玻璃表面上引起压应力，来制造钢化玻璃。如根据ASTM C1048-04所测定的，钢化玻璃可呈现大于10,000磅/平方英寸(psi)的表面压缩。热强化玻璃的另一个例子是加热强化的玻璃，其可以呈现出钢化玻璃和退火玻璃之间的强度。退火玻璃通常通过加热玻璃直到玻璃达到应力消除点温度(也可以称为退火温度)然后缓慢冷却玻璃以减轻内部应力来制造。在一些示例中，如根据ASTM C1048-04所测定的，加热强化的玻璃呈现约5,000psi的表面压缩。
在一个示例中，第一透明材料嵌板14由热强化玻璃制成(例如，回火，加热强化，退火)，而私密性玻璃窗结构12的其他嵌板均不由热强化玻璃制成。热强化有利于赋予透明材料嵌板增强的压缩强度。但是，热强化可具有产生表面变形的趋势，例如辊波缺陷和边缘扭结。这些表面变形可导致光学活性材料22的厚度在私密性玻璃窗结构12的整个面上不均匀，从而在结构的整个面上造成光学畸变。由于在图1的示例中第一透明材料嵌板14不与光学活性材料22表面接触，而是由嵌板间空间20隔开，由热强化引起的表面变形不会影响光学活性材料22的分布。使用一个或多个叠层基板代替热强化玻璃来限制光学活性材料22，可以提供足够的强度，同时最小化由热强化引起的表面变形影响。就是说，在其他示例中，限制光学活性材料22的一个或多个嵌板(例如所有嵌板)，例如第三嵌板24和第四嵌板26，可以由热强化玻璃形成。
在一些示例中，私密性玻璃窗结构12包括一种或多种功能涂层，其增强了私密性玻璃窗结构的性能、光学特性和/或可靠性。可以包括在私密性玻璃窗结构上的一种类型的功能涂层是低发射率涂层。通常，低发射率涂层是设计成允许近红外光和可见光穿过嵌板同时基本上防止中红外和远红外辐射穿过嵌板的涂层。低发射率涂层可以包括插入在两层或多层透明介电膜之间的一层或多层红外反射膜。红外反射膜可以包括比如银、金或铜的导电金属。透明介电膜可以包括一种或多种金属氧化物，例如锌、锡、铟、铋、钛、铪、锆的氧化物，以及它们的合金和组合和/或氮化硅和/或氮氧化硅。有利的低发射率涂层包括LoE-180TM、LoE-272TM和LoE-366TM涂层，可从美国威斯康星州斯普林格林的Cardinal CG公司商购获得。可用于私密性玻璃窗结构12的低发射率涂层结构的其他细节可以在US 7,906,203中找到，其全部内容通过引用合并于此。
在不同的示例中，低发射率涂层可以包括一层、两层、三层或更多层的红外反射膜，这些红外反射膜被透明介电膜的中间层隔开。通常，低发射率涂层中的红外反射膜层越多，该涂层就能够更好地抑制不期望的波长的光，例如紫外光谱内的光。在一些配置中，私密性玻璃窗结构12包括具有至少两层红外反射膜的低发射率涂层，例如两层或三层红外反射膜。每一层可包含至少10纳米的金属(例如金，银)，例如至少20纳米的金属。用具有多层红外反射膜的低发射率涂层来配置私密性玻璃窗结构12可以提供与层压板层28的协同益处，以衰减到达光学活性材料22的紫外光谱内的光。
当私密性玻璃窗结构12包括低发射率涂层时，该涂层可以放置在玻璃窗装置的任何期望的表面上。通常，私密性玻璃窗结构12的表面从玻璃的面向外部(例如，外部环境)的表面开始依次编号。当图1的示例中的私密性玻璃窗结构12被定位成使得第一透明材料嵌板14暴露于外部环境并且第四透明材料嵌板16暴露于内部环境时，第一透明材料嵌板14的暴露于外部环境的表面可以被定名为#1表面，而面向嵌板间空间20的该嵌板的相对表面可以被定名为#2表面。继续该示例，第二透明材料嵌板16的面向嵌板间空间20的表面可以被定名为#3表面，而第二透明材料嵌板的与层压板层28接触的相对表面可以被定名为#4表面。嵌板表面的编号可以这种方式顺序地继续。
当使用低发射率涂层时，该低发射率涂层可以定位在私密性玻璃窗结构12的任何透明嵌板的任何表面上，包括在绝缘玻璃装置的相同或不同透明嵌板的多个表面上。例如，在私密性玻璃窗结构12包括一个低发射率涂层的情况下，该涂层可以位于装置的#1、#2或#3表面上。例如，图1示出了沉积在装置的#2表面上的低发射率涂层50，其是暴露于嵌板间空间20的第一透明材料嵌板14的表面。在私密性玻璃窗结构12包括涂覆有低发射率涂层(可以是相同或不同配置)的两个表面的一些示例中，低发射率涂层可以位于#1和#2表面，#2和#3表面，以及#1和#3表面，或任何其他期望的表面组合。
从外部环境传递到私密性玻璃窗结构12的紫外线辐射可以被位于外部环境和光学活性材料22之间的任何层结构和涂层衰减(例如反射和/或吸收)。在一些示例中，选择用于制造私密性玻璃窗结构12的材料和涂层，使得私密性玻璃窗结构12在自外部环境(和/或内部环境)的光学活性层22上呈现出小于20％的T395，例如小于10的T395，小于5％的T395或小于3％的T395。私密性玻璃窗结构12的T395性质可通过协调选择一个或多个低发射率涂层50和/或一个或多个层压板层28来控制。在图1的示例中，例如，私密性玻璃窗结构12可呈现通过第一透明材料嵌板14、低发射涂层50、第二透明材料嵌板16、层压板层28和第三透明材料嵌板24的小于20％的T395，例如小于10％、小于5％或小于3％的T395。
间隔件18可以是任何结构，其在私密性玻璃窗结构12的使用寿命上以间隔关系保持相对的基板，并且密封相对的材料嵌板之间的嵌板间空间20，例如，以便抑制或消除嵌板间空间和装置周围的环境之间的气体交换。可用作间隔件18的间隔件的一个示例是位于第一透明材料嵌板14和第二透明材料嵌板16之间的管状间隔件。管状间隔件可限定中空管腔或管，在一些示例中，该中空管腔或管填充有干燥剂。管状间隔件可具有(通过密封剂的第一压条)粘附到第一透明材料嵌板14的第一侧面和(通过密封剂的第二压条)粘附到第二透明材料嵌板16的第二侧面。管状间隔件的顶面可以暴露于嵌板间空间20，并且在一些示例中，包括允许嵌板间空间内的气体与间隔件内部的干燥材料连通的开口。这样的间隔件可以由铝、不锈钢、热塑性塑料或任何其他合适的材料制成。有利的玻璃窗间隔件可从美国伊利诺斯州艾塔斯卡的Allmetal公司购得。
可以用作间隔件18的间隔件的另一个例子是由密封剂组合物包围的波纹金属增强片形成的间隔件。波纹金属增强片可以是刚性结构组件，其使第一透明材料嵌板14与第二透明材料嵌板16保持分开。在商业环境中，这种间隔件通常被称为斯威格间隔件(swiggle spacer)。在又一个示例中，间隔件18可以由泡沫材料形成，该泡沫材料围在除了面向带有金属箔的嵌板间空间的一侧之外的所有侧上。这样的间隔件可从Edgetech以商品名Super
Figure BDA0002238909060000151
商购获得。作为另一个示例，间隔件18可以是热塑性间隔件(TPS)的间隔件，其通过在第一透明材料嵌板14和第二透明材料嵌板16之间放置初级密封剂(例如，粘合剂)，然后可选地围绕在基板和初级密封剂之间限定的周边施加次级密封剂而形成。如本领域普通技术人员将理解的，间隔件18可以具有其他配置。
为了使穿过私密性玻璃窗结构12的热交换最小化，可以在嵌板间空间20中填充绝缘气体或甚至抽空气体。例如，嵌板间空间20可以填充有诸如氩、氪或氙的绝缘气体。在这样的应用中，可以将绝缘气体与干燥空气混合以提供期望的空气与绝缘气体的比率，例如10％的空气和90％的绝缘气体。在其他示例中，嵌板间空间20可以被抽空，使得嵌板间空间相对于围绕私密性玻璃窗结构12的环境压力处于真空压力。当将嵌板间空间20抽空以生成真空环境时，玻璃窗装置可被称为真空私密性玻璃窗装置。
间隔件18在暴露于嵌板间空间20的第一透明材料嵌板表面和第二透明材料嵌板表面之间提供的间距范围可以为5mm至20mm，例如6mm至18mm。在一些示例中，该间距小于10mm。在其他示例中，该间距在10mm至20mm的范围。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他合适的间距。
虽然在图1的示例中未示出，例如，出于美学原因，可以将另外的组件并入到嵌板间空间20中。在一些示例中，也可以被称为玻璃窗条的嵌板条可以被包括在嵌板间空间20中，以在视觉上将私密性玻璃窗装置划分为多个材料嵌板。
如上所述，根据本公开的私密性玻璃窗结构可以具有多种不同的配置。图2是私密性玻璃窗结构12的另一示例配置的侧视图图例，其中相似的附图标记指代以上关于图1讨论的相同的元件。私密性玻璃窗结构12可具有以上关于图1讨论的任何特征、层、组件厚度和设计元件。
图2中的私密性玻璃窗结构12被图示为具有与图1相同的总体布局，但是进一步包括通过第二层压板层28B(在图2中将第一层压板层定名为28A)结合到第四透明材料嵌板26的第五透明材料嵌板34。第五透明材料嵌板34和第二层压板层28B的添加可以帮助图2中的私密性玻璃窗结构12被认证为符合安全玻璃窗的要求。第五透明材料嵌板34和第二层压板层28B可将额外的结构刚度和抗碎性提供给私密性玻璃窗结构，特别是第四透明材料嵌板26，否则其仅可经由光学活性材料22和边封结合。另外地或替代地，在自第一层压板层28A的光学活性材料22的相对侧上用第二层压板层28B配置私密性玻璃窗结构12，可以阻挡来自该相对侧的UV光，否则该UV光可能具有使光学活性材料22降解的趋势。。
第五透明材料嵌板34可以由上面讨论的适用于第一、第二、第三和第四透明材料嵌板的那些材料构成，并且也可以落入针对那些嵌板描述的示例的厚度范围内。类似地，第二层压板层28B可以由上面讨论的适合于层压板层28(在图2中被实现为第一层压板层28A)的那些材料构成。第二层压板层28B可以落入示例的厚度范围内，并且呈现如关于图1所描述的层压板层28的光学性能。
如图2所示，在将光学活性材料22结合在两个叠层基板之间的不同示例中，叠层基板可以相同或可以不同。例如，第二透明材料嵌板16和第三透明材料嵌板24可以是与第四透明材料嵌板26和第五透明材料嵌板34相同的材料和/或具有相同的厚度，或者可以由不同的材料和/或厚度形成。另外，第一层压板层28A可以与第二层压板层28B是相同的材料和/或厚度，或者可以由不同的材料形成和/或具有不同的厚度。
如图2所示，在其中光学活性材料被结合在两个叠层基板之间的一个示例中，第一层压板层28A和第二层压板层28B具有不对称的厚度。位于最靠近外部环境(例如，#1)表面的层压板层-其是图2中的第一层压板层28A-可以比定位成更靠近内部环境的层压板层更厚，其是图2中的第二层压板层28B。与较薄的层相比，这种不对称的布置可用于定位提供更大的UV衰减特性的较厚的层，而较薄的层更靠近外部环境，在那来自太阳的最强UV辐射进入私密性玻璃窗结构12。与使用较厚的第二层压板层相比，通过在光学活性材料22的最接近内部环境的相对侧上提供较薄的层压板层，可以减小私密性玻璃窗结构12的厚度和重量。但是，第二层压板层28B也可以足够厚以适当地衰减从内部环境发出的UV光。
在一些示例中，第一层压板层28A限定第一厚度，第二层压板层28B限定第二厚度，并且第一厚度不同于第二厚度。例如，第一厚度除以第二厚度的比率可以在1.2到15的范围，例如从1.5到10，或者从2到10。例如，第一层压板层28A与第二层压板层28B的厚度的比率可以在1.5至3的范围。虽然第一层压板层28A和第二层压板层28B的具体厚度可以变化，但是在一些示例中，第一层压板层28A的厚度范围为0.015英寸至0.125英寸，例如0.025英寸至0.1英寸，以及第二层压板层28B的厚度范围为0.001英寸至0.05英寸，例如0.05英寸至0.02英寸。例如，第一层压板层28A的厚度可以在0.02英寸至0.04英寸的范围，而第二层压板层28B的厚度可以在0.01英寸至0.02英寸的范围。
被第一层压板层28A和第二层压板层28B衰减的UV辐射的量可以根据用于每个层压板层的材料的类型和每个层的厚度而变化。在一些示例中，第一层压板层28A呈现出小于60％的T395，而第二层压板层28B呈现出大于第一层压板层28A的T395但小于90％的T395。例如，第一层压板层28A可呈现60％至10％范围的T395，而第二层压板层28B可呈现80％至60％范围的T395。
尽管形成私密性玻璃窗结构12的透明材料嵌板的厚度可以如上所述地变化，但是在一些配置中，第一透明材料嵌板14的厚度大于第二、第三、第四和第五透明材料嵌板16、24、26、34中每个的厚度。例如，第一透明材料嵌板14的厚度可以在2mm至6mm的范围，而第二、第三、第四和第五透明材料嵌板16、24、26、34的厚度可以在0.5mm至4mm的范围。在一些示例中，第一透明材料嵌板14的厚度在2.5mm至5mm的范围，例如从2.5mm至3.5mm(例如3mm)。第二、第三、第四和第五透明材料嵌板16、24、26中的每一个的厚度可以在1.5mm至2.5mm(例如2mm)的范围，或者可以具有不同的厚度范围，例如从1.8mm至3.5mm，或从2mm至3mm。
如上所述，第五透明材料嵌板34和第二层压板层28B的添加可以帮助图2中的私密性玻璃窗结构12被认证为符合安全玻璃窗的要求。例如，可以根据美国消费者产品安全委员会(CPSC)监管准则16C.F.R.§1201I和II类和/或美国国家标准协会(ANSI)Z97.1.2015，来配置私密性玻璃窗结构12的组件和材料，以实现安全合规性。通常，这些标准具有以下要求和准则：
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根据本公开的私密性玻璃窗结构12，包括如图2所示，可以符合CPSC 16C.F.R.§1201I和II类和/或ANSI Z97.1.2015。在一些配置中，除了根据上面概述的示例性安全合规性标准的安全合规性之外，私密性玻璃窗结构12还符合冲击防护认证。例如，私密性玻璃窗结构12也可以符合ASTM E1886-13a和ASTM E1996-14a。为了获得进一步符合ASTM E1886-13a和ASTM E1996-14a的要求，与用于实现安全符合性但不是冲击符合性的厚度相比，可以增加第一层压板层28A和/或第二层压板层28B的厚度。
在一些这样的示例中，第一层压板层28A和/或第二层压板层28B的厚度被选择为至少0.075英寸，例如从0.075英寸至0.15，或者从0.085英寸至0.12英寸。另外的层压板层可以具有相同的厚度或不同的厚度。例如，第一层压板层28A的厚度可以落入前述范围中的任何一个内，而第二层压板层28B的厚度可以在0.001英寸至0.05英寸的范围，例如从0.05英寸至0.02英寸。
在其中形成私密性玻璃窗结构12的一个或多个透明材料嵌板由玻璃制成的配置中，第一透明材料嵌板14可以是钢化玻璃，以增强私密性玻璃窗结构的抗冲击性。私密性玻璃窗结构中的其余透明材料嵌板可以或可以不由钢化玻璃制成。另外地或替代地，第一透明材料嵌板14可以被层压，以在间隔件18的自包含光学活性材料22的那侧相对的一侧上提供叠层基板。当在间隔件18的相对侧上使用叠层基板时，第一透明材料嵌板14可以不被回火，可是私密性玻璃窗结构仍可以实现冲击保护认证。
图3是来自图2的私密性玻璃窗结构12的示例性配置的侧视图图例，其中第一透明材料嵌板14是叠层基板36的一部分，其包括与附加的层压板层40结合到其上的附加的透明材料嵌板38。附加的透明材料嵌板38可以由以上讨论的适用于第一、第二、第三和第四透明材料嵌板的那些材料构成，并且也可以落入针对那些嵌板描述的示例性厚度范围。类似地，附加的层压板层40可以由上面讨论的适合于层压板层28的那些材料构成，并可以落入示例性厚度范围内以及呈现出如关于图1针对层压板层28所描述的光学性能。在一些示例中，第一透明材料嵌板14和附加的透明材料嵌板38各具有2.5mm至3.5mm(例如3mm)范围的厚度。附加层压板层40可具有至少0.075英寸的厚度，例如从0.075英寸至0.15，或从0.085英寸至0.12英寸。这样的私密性玻璃窗结构12可以符合如上所述的安全和/或冲击保护标准。
在图1-3的示例中，私密性玻璃窗结构12被示出为定向成使得第一透明材料嵌板14在暴露于室外环境的间隔件18的一侧，而光学活性材料22在暴露于室内环境的间隔件的相对侧上。在不同的应用中，如果私密性玻璃窗结构可以暴露于室内环境(例如，当用作内部隔板时)，则两种尺寸都可以。可替代地，承载第一透明材料嵌板14的结构的一侧可以暴露于内部环境，而包含光学活性材料22的结构的一侧可以暴露于外部环境。
图4是来自图1的私密性玻璃窗结构12的示例性配置的侧视图图例，其中第一透明材料嵌板14暴露于内部环境(例如，温度受控的环境)，而承载光学活性材料22的私密性玻璃窗装置的相对侧暴露于外部环境，例如，与水分定期接触。图4中的私密性玻璃窗结构12可以具有以上关于图1和图2讨论的特征、层、组件厚度和设计元件中的任一个。
例如，虽然在图4中形成私密性玻璃窗结构12的透明材料嵌板的厚度可以改变，在一些配置中，第四透明材料嵌板26和/或第一透明材料嵌板14的厚度大于第二和第三透明材料嵌板16、24中的每一个的厚度。例如，第四透明材料嵌板26和/或第一透明材料嵌板14可具有在2mm至6mm范围的厚度，而第二和第三透明材料嵌板16、24可具有0.5mm至4mm范围的厚度。在一些示例中，第四透明材料嵌板26和/或第一透明材料嵌板14的厚度在2.5mm至3.5mm(例如3mm)的范围，而第二和第三透明材料嵌板16、24的厚度的范围是1.5mm至2.5mm(例如2mm)。第一透明材料嵌板14的厚度可以在2.5mm至3.5mm(例如3mm)或1.5mm至2.5mm(例如2mm)的范围内，这取决于配置。
在图4的示例中，层压板层28的厚度可以落入以上结合图1讨论的范围内。在一些示例中，层压板层28可具有至少0.075英寸的厚度，例如从0.075英寸至0.15，或从0.085英寸至0.12英寸。这样的层压板厚度可以帮助配置私密性玻璃窗结构以被认证为用于冲击保护。
图5是图2的私密性玻璃窗结构12的示例性配置的侧视图图例，其中第一透明材料嵌板14暴露于内部环境(例如，温度受控的环境)，而承载光学活性材料22的私密性玻璃窗装置的相对尺寸暴露于外部环境，例如与水分周期接触。图5中的私密性玻璃窗结构12可以具有以上关于图1和2讨论的特征、层、组件厚度和设计元件中的任何一个。
例如，虽然在图5中形成私密性玻璃窗结构12的透明材料嵌板的厚度可以改变，但在一些配置中，第五透明材料嵌板34和/或第一透明材料嵌板14的厚度大于第二、第三和第四透明材料嵌板16、24、26中每一个的厚度。例如，第五透明材料嵌板34和/或第一透明材料嵌板14可具有2mm至6mm范围的厚度，而第二、第三和第四透明材料嵌板16、24、26可具有从0.5mm到4mm范围的厚度。在一些示例中，第五透明材料嵌板34和/或第一透明材料嵌板14的厚度在2.5mm至4.5mm范围，或者从2.5mm至3.5mm(例如3mm)，而第二、第三和第四透明材料嵌板16、24、26的厚度可以是1.5mm至2.5mm(例如2mm)范围，或者从1.8mm至3.9mm，或者从2.2mm至3.9mm，或者从2.2mm到3.0mm。取决于配置，第一透明材料嵌板14可具有2.5mm至3.5mm(例如3mm)或1.5mm至2.5mm(例如2mm)范围的厚度。
在图5的示例中，层压板层28A和28B的厚度可以落入以上结合图1讨论的范围内。但是，由于在图5的配置中层压板层28B比层压板层28A更靠近外部环境，层压板层28B可以具有被描述为适合于上面的最外面的层压板层(其是图2中的层压板层28A)的配置和厚度。相比之下，层压板层28A可以具有被描述为适合于上面的最里面的层压板层(其是图2中的层压板层28B)的配置和厚度。
图6是私密性玻璃窗结构12的另一示例性配置的侧视图图例，其中相似的附图标记指代以上关于图1讨论的相似的元件。私密性玻璃窗结构12可具有以上关于图1讨论的特征、层、组件厚度和设计元件中的任何一个。
图6中的私密性玻璃窗结构12被图示为具有如图1中的相同的总体布局，但是没有通过层压板层28结合到第二透明材料嵌板24的第四透明材料嵌板34。相反，将光学活性材料22定位在第二透明材料嵌板16和第三透明材料嵌板24之间，例如，使边封围绕作为结果的组合件的周边延伸。
另外，在图6的示例中，第一透明材料嵌板14是叠层基板36的一部分，其包括与层压板层40结合到其上的附加的透明材料嵌板38，如以上关于图3所讨论的。透明材料嵌板38可以由上面讨论的适用于第一、第二和第三透明材料嵌板的那些材料构成，并且也可以落入针对那些嵌板描述的示例性厚度范围内。类似地，层压板层40可以由上面讨论的适合于层压板层28的那些材料构成，并可以落入示例性厚度范围内且呈现出如关于图1针对层压板层28所述的光学性能。在一些示例中，第一透明材料嵌板14和透明材料的嵌板38各自具有从2.5mm至3.5mm(例如3mm)范围的厚度。层压板层40可具有至少0.075英寸的厚度，例如从0.075英寸至0.15，或从0.085英寸至0.12英寸。这样的私密性玻璃窗结构12可以符合如上所述的安全和/或冲击保护标准。
以下示例可以提供关于根据本公开的私密性玻璃窗结构的另外的细节。
示例
使用不同的可商购的层压材料来制造叠层基板，每个叠层基板由结合每个选择的层压材料的2.2mm钠-石灰-硅酸盐浮法玻璃板组成。随后分析所得基板的光学透射特性，以了解不同的层压材料如何屏蔽下层的光学活性材料免于某些波长的光，尤其是紫外光谱内的光。测试结果示于图7中，其表明某些层压材料比其他层压材料显著地衰减更多的光，特别是近可见光谱的UV内的光。
将如上所讨论形成的叠层基板进一步涂上低发射率涂层，以了解具体层压材料和低发射率涂层的组合如何协同工作，以更好地屏蔽下层的光学活性材料免于某些波长的光，尤其是紫外光谱内的光。特定涂层与可从美国威斯康星州斯普林格林市的Cardinal CG公司商购的LoE-366TM低发射率涂层一起使用。测试结果如图8中所示，其表明某些层压材料与合适的低发射率涂层的组合能够基本上衰减UV光谱内的所有光，特别是近可见光谱的UV内的光，从而有可能为易受UV降解的下层光学活性层提供增强的保护。

Claims (29)

1.一种私密性玻璃窗结构，包括：
第一透明材料嵌板；
第二透明材料嵌板，该第二透明材料嵌板通常平行于所述第一透明材料嵌板；
间隔件，其定位在所述第一透明材料嵌板和所述第二透明材料嵌板之间，以限定嵌板间空间，该间隔件将嵌板间空间密封，以防止与周围环境进行气体交换，并使所述第一透明材料嵌板与所述第二透明材料嵌板保持间距；
第三透明材料嵌板，该第三透明材料嵌板通常平行于所述第一透明材料嵌板和所述第二透明材料嵌板；
第四透明材料嵌板，该第四透明材料嵌板通常平行于所述第三透明材料嵌板；
电可控光学活性材料，其位于所述第三透明材料嵌板和所述第四透明材料嵌板之间；
第一层压板层，其将所述第二透明材料嵌板结合到所述第三透明材料嵌板，所述第一层压板层提供对紫外光的阻挡，否则该紫外光会入射在所述电可控光学活性材料上；
第五透明材料嵌板，
第二层压板层，其将所述第四透明材料嵌板结合至所述第五透明材料嵌板；以及
在面向所述嵌板间空间的所述第一透明材料嵌板和所述第二透明材料嵌板中的至少一个的内表面上的低发射率涂层，
其中，所述第一透明材料嵌板具有处于2mm至6mm的范围的厚度，并且所述第二透明材料嵌板、所述第三透明材料嵌板、所述第四透明材料嵌板和所述第五透明材料嵌板各自具有处于1.8mm至3.5mm的范围的厚度。
2.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一层压板层呈现小于75％的T395。
3.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一层压板层呈现小于55％的T395。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中所述第一透明材料嵌板是钢化玻璃，并且所述第二、第三和第四透明材料嵌板各由未热强化的玻璃形成。
5.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中所述第一层压板层包括厚度为0.010英寸(0.254mm)至0.1英寸(2.54mm)的聚乙烯醇缩丁醛。
6.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中所述低发射率涂层包括插入在一层或多层透明介电膜之间的一层或多层红外反射膜。
7.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中所述低发射率涂层包括两层或三层包含银的层。
8.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中通过所述第一透明材料嵌板、所述第二透明材料嵌板、所述第三透明材料嵌板、所述第一层压板层和所述低发射率涂层的组合，所述结构呈现小于5％的T395。
9.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中所述第一透明材料嵌板形成所述结构的配置成面向外部环境的#1表面，以及所述低发射率涂层在所述第一透明材料嵌板的内表面上。
10.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中所述第一透明材料嵌板、所述第二透明材料嵌板和所述第三透明材料嵌板中的至少一个具有大于所述第四透明材料嵌板的厚度的厚度。
11.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中所述第一透明材料嵌板具有大于所述第二透明材料嵌板、所述第三透明材料嵌板和所述第四透明材料嵌板中每一个的厚度的厚度。
12.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一层压板层限定第一厚度，所述第二层压板层限定第二厚度，并且所述第一厚度不同于所述第二厚度。
13.根据权利要求12所述的结构，其中所述第一厚度除以所述第二厚度的比率在2到10的范围。
14.根据权利要求12或13所述的结构，其中第一厚度在0.025英寸(0.635mm)至0.1英寸(2.54mm)的范围，以及所述第二厚度在0.005英寸(0.127mm)至0.02英寸(5.08mm)的范围。
15.根据权利要求12或13所述的结构，其中所述第一层压板和所述第二层压板均由相同的材料形成。
16.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中所述结构包括按顺序排列的：
第一透明材料嵌板；
沉积在第一透明材料嵌板内表面上的低发射率涂层；
嵌板间空间；
第二透明材料嵌板；
层压板层；
第三透明材料嵌板；
沉积在第三透明材料嵌板上的第一导电层；
电可控光学活性材料；
沉积在第四透明材料嵌板上的第二导电层；以及
第四透明材料嵌板。
17.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中由所述间隔件限定的所述间距为5mm至20mm。
18.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中所述结构中的每个透明材料嵌板由玻璃形成。
19.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中所述间隔件包括管状间隔件。
20.根据权利要求1-3中任何一项所述的结构，其中所述电可控光学活性材料是液晶材料，其具有响应于施加的电场而变化的透光率。
21.根据权利要求1-3中任一项所述的结构，其中所述电可控光学活性材料选自电致变色材料和悬浮颗粒材料构成的组。
22.一种私密性玻璃窗结构，包括：
第一玻璃嵌板；
第二玻璃嵌板，其通常与第一玻璃嵌板平行；
间隔件，其定位在所述第一玻璃嵌板和所述第二玻璃嵌板之间以限定嵌板间空间，该间隔件密封所述嵌板间空间以免与周围环境进行气体交换，并使所述第一玻璃嵌板与所述第二玻璃嵌板保持间距；
第三玻璃嵌板，其通常平行于所述第一玻璃嵌板和所述第二玻璃嵌板；
第四玻璃嵌板，其通常平行于所述第三玻璃嵌板；
具有透光率的液晶材料，该透光率响应于定位在所述第三玻璃嵌板和所述第四玻璃嵌板之间施加的电场而变化；
第一层压板层，其将所述第二玻璃嵌板结合到所述第三玻璃嵌板，
第五玻璃嵌板，其通常平行于所述第四玻璃嵌板；
第二层压板层，其将所述第四玻璃嵌板结合到所述第五玻璃嵌板，
其中所述第一玻璃嵌板是钢化玻璃，
所述第二、第三、第四和第五玻璃嵌板各由未热强化的玻璃形成，以及
所述第一玻璃嵌板具有处于2mm至6mm的范围的厚度，并且所述第二玻璃嵌板、所述第三玻璃嵌板、所述第四玻璃嵌板和所述第五玻璃嵌板各自具有处于1.8mm至3.5mm的范围的厚度。
23.根据权利要求22所述的结构，其中所述第一层压板层具有至少0.7mm的厚度，以及所述第二层压板层具有至少0.35mm的厚度。
24.根据权利要求22或23所述的结构，其中所述第二层压板层比所述第一层压板层薄。
25.根据权利要求22或23所述的结构，还包括在面向所述嵌板间空间的所述第一玻璃嵌板和所述第二玻璃嵌板中的至少一个的内表面上的低发射率涂层。
26.根据权利要求22或23所述的结构，其中所述第一玻璃嵌板具有2.5mm至5mm范围的厚度，所述第二玻璃嵌板具有2.2mm至3.9mm范围的厚度，所述第一层压板层具有0.75mm至2.3mm范围的厚度，所述第三玻璃嵌板具有1.8mm至3.5mm范围的厚度，所述第四玻璃嵌板具有1.8mm至3.9mm范围的厚度，所述第二层压板层具有0.375mm至0.75mm范围的厚度，以及所述第五玻璃嵌板具有2.0mm至3.0mm范围的厚度。
27.根据权利要求22或23所述的结构，其中所述结构包括按顺序排列的：
第一玻璃嵌板；
嵌板间空间；
第二玻璃嵌板；
第一层压板层；
第三玻璃嵌板；
沉积在第三透明材料嵌板上的第一导电层；
液晶材料；
沉积在第四透明材料嵌板上的第二导电层；
第四玻璃嵌板；
第二层压板层；以及
第五玻璃嵌板。
28.根据权利要求27所述的结构，还包括低发射率涂层，该低发射率涂层沉积在面向所述嵌板间空间的所述第一玻璃嵌板的内表面上。
29.根据权利要求22或23所述的结构，其中所述第一层压板层和所述第二层压板层各包含聚乙烯醇缩丁醛。
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