CN117957113A - 层压嵌装玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种层压嵌装玻璃,并且更具体地涉及一种包含含有至少10%的再生材料的热塑性膜层的层压嵌装玻璃。

Description

层压嵌装玻璃
技术领域
本发明涉及一种层压嵌装玻璃,并且更具体地涉及一种包含含有至少10%的再生材料的热塑性膜层的层压嵌装玻璃。
背景技术
典型地,层压嵌装玻璃具备至少2个嵌板,其通过热塑性夹层粘附在一起。这种玻璃的益处在于它在破裂时不会粉碎成碎片,而是在损坏的情况下保持与热塑性夹层的粘合。层压嵌装玻璃典型地可以用于其中避免玻璃破裂的交通工具应用或建筑应用和/或用于声音衰减。
可以使用各种类型的可以具有一些隔音特性的热塑性夹层,如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)。在一些情况下,可以使用不同类型的热塑性夹层材料的组合以获得特定的特性。
再生热塑性材料可以通过再加工所用材料和/或新制热塑性材料的剩余物获得,例如在切割和定型之后获得。层压嵌装玻璃的单独组件的拆卸和回收自1990初就是已知的。虽然在过去并未认真考虑使复合材料再生,但鉴于对与工业应用相关的环境问题的日益关注,如今的情况已经改变。
因此,废材料的重新使用的持续改进使得层压嵌装玻璃领域中使用的再生热塑性材料得到开发。
例如,DE 202020102125U1披露了层压嵌装玻璃,其中非再生PVB板材和再生PVB板材并行地布置以便粘合两个玻璃板材。然而,并未提及玻璃板材上的涂层。
尽管在使热塑性材料再生的领域中存在技术努力,但一些再生材料未能展现出与原始材料(也称为“原生”或“新制”材料)完全相同的特性。例如,再生PVB可能经历比“原生”PVB更多的收缩并且其黄度可能更明显。
发现这对于层压镀膜玻璃、特别是带有磁控溅射涂层的层压镀膜玻璃是特别成问题的,在这些层压镀膜玻璃中发现粘附特性和抗破裂性遭受品质损失。虽然再生材料品质上的轻微损失可以接受,但安全性方面的轻微损失可能不被容忍。
镀膜玻璃基板在层压嵌装玻璃的领域中是众所周知的。这些涂层可以提供太阳控制、热控制或其他功能。这样的镀膜玻璃基板可以以使用热塑性材料的层压形式使用。随着再生热塑性材料的兴起,事实上似乎这些材料中的一些未能在粘附性方面展现出与镀膜玻璃基板一致的品质。因此,观察到并非所有涂层都可以与包含再生材料的热塑性夹层直接接触使用。这在自动化生产线上可能是个问题,假如组分的改变最后可能导致最终产品不合格。在使用“原生”PVB与迄今开发的标准涂层时,这一问题并未出现。这种生产上的风险是无法容忍的。
因此,发现需要提供一种涂覆基板,其具有与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的相容性。
申请人已经出人意料地发现,使用基于硅和锆的混合氮化物的面漆层作为磁控溅射功能涂层的上层保护层使得能够大幅改进与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的相容性以及对其的粘附性,同时保持良好的耐高温热处理性以及良好的耐化学和机械性。
发明内容
因此,本发明提供了一种层压嵌装玻璃,其包括具有内表面和外表面的第一嵌板、具有内表面和外表面的第二嵌板以及热塑性夹层,该热塑性夹层将该第一嵌板的内表面连接至该第二嵌板的内表面,
a.其中该热塑性夹层由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成,并且
b.其中该第一嵌板的内表面或该第二嵌板的内表面中的至少一个具备包括基于硅和锆的混合氮化物的面漆层的功能涂层。
出于本发明的目的,术语‘内表面’指示玻璃嵌板的面向与其粘合的热塑性夹层的表面,并且术语‘外表面’指示玻璃嵌板的与‘内表面’相反的表面。
本发明还提供了一种提供层压嵌装玻璃的方法,该方法包括以下步骤:
a.提供具有内表面和外表面的第一嵌板、和具有内表面和外表面的第二嵌板;
b.在该第一嵌板的内表面或该第二嵌板的内表面中的一个上提供包括基于硅和锆的混合氮化物的面漆层的功能涂层;
c.提供由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成的热塑性夹层;
d.通过该热塑性夹层将该第一嵌板的内表面组装至该第二嵌板的内表面以形成该层压嵌装玻璃。
本发明最后提供了功能涂层上的包含硅和锆的混合氮化物的面漆层用于在层压嵌装玻璃中确保与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的粘附的用途。
具体实施方式
本发明的层压嵌装玻璃包括具有内表面和外表面的第一嵌板、具有内表面和外表面的第二嵌板以及热塑性夹层,该热塑性夹层将该第一嵌板的内表面连接至该第二嵌板的内表面,
a.其中该热塑性夹层由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成,并且
b.其中该第一嵌板的内表面或该第二嵌板的内表面中的至少一个具备包括基于硅和锆的混合氮化物的面漆层的功能涂层。
第一和第二嵌板可以是玻璃板材或塑料板材,其中该塑料板材包含以下项或由以下项组成:聚(甲基)丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚烯烃、聚氯乙烯(PVC)或其混合物。当透光率(T)优于10%、替代性地优于20%、替代性地优于30%时,考虑基板的透明度。
在大部分情况下,第一和第二嵌板中的至少一个是玻璃基板。然而,优选的是第一和第二嵌板都是玻璃基板。
玻璃可以是任何类型,如常规浮法玻璃或平板玻璃,并且可以是具有任何光学特性的任何组成,例如,可见光透射率、紫外线透射率、红外线透射率和/或总的太阳能透射率中的任何值大于10%。
玻璃可以是钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、含铅玻璃或铝硅酸盐玻璃。玻璃可以是普通的透明、着色或超透明(即较低的Fe含量和较高的透射率)玻璃基板。玻璃基板的另外实例包括透明、绿色、青铜色或蓝绿色玻璃基板。
玻璃可以是退火、回火或热强化玻璃。
第一和第二嵌板可以独立地具有范围为0.5mm至约15mm、替代性地0.5mm至约10mm、替代性地0.5mm至约8mm、替代性地0.5mm至约6mm的厚度。
本发明层压嵌装玻璃中的第一和第二嵌板可以具有范围为0.5至3mm的厚度。
两个嵌板可以具有相同的厚度,例如0.5mm、或0.8mm、或1.2mm、或1.6mm、或2.1mm、或3mm。这种玻璃厚度上的对称结构允许层压工艺的过程容易性和常规定型。
两个嵌板还可以具有不同的厚度,从而提供非对称的层压嵌装玻璃,例如嵌板1=0.5mm且嵌板2=2.1mm,或者嵌板1=0.8mm且嵌板2=2.1mm,或者1=0.5mm且嵌板2=1.6mm,嵌板1=0.8mm且嵌板2=1.6mm,或者嵌板1=1.6mm且嵌板2=2.1mm。这种玻璃厚度上的非对称结构允许在曲率和/或重量管理方面的灵活性和/或在光/太阳能调制方面的灵活性。
在本发明的范围内,热塑性夹层由至少一个包含至少10%的再生材料、替代性地至少20%的再生材料、替代性地至少60%的再生材料、替代性地100%的再生材料的热塑性膜层形成。典型地,热塑性夹层的剩余部分可以由原生材料形成;该原生材料可以是与至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层相同或不同的类型。
在本发明的范围内,至少一个热塑性膜层的再生材料可以涵盖从层压工艺的剩余物、废弃辊、或过剩材料中回收的材料。即,已经在层压步骤中加工并且从最终层压制品切割掉的热塑性膜层可以被回收并收集以进行混合和再加工,从而提供再生材料。这种再生材料典型地是各种来源的初始材料的混合物的结果,使得与“新制”或“原生”热塑性膜层相比化学组成更多样化。实际上,由于具体的化学组成和具体离子的存在将由此由其来源和供应商限定,因此“新制”或“原生”热塑性材料将典型地具有可重现且标准化的组成,该组成随时间的推移一致且恒定。热塑性材料典型地含有典型地用作粘合力调节剂的金属盐或优选的碱金属盐或甚至更优选碱土金属盐以在玻璃与“新制”热塑性膜之间保持足够的粘附力,从而以确保材料对玻璃嵌板的粘附。
例如,来自一个PVB片材制造公司的“新制”热塑性材料(PVB)的特征可以在于存在Mg和Na离子、或者存在Mg和K离子;而来自其他PVB片材制造公司的“新制”热塑性材料(PVB)的特征可以在于存在除Mg和Na离子之外的K和S离子。
另一方面,再生材料将典型地含有来自不同商业来源以及因此不同组成的各种初始新制热塑性材料的废弃物,使得其再生后的组合从一批到另一批将具有变动的组成,并且作为不同来源的混合物的结果,将含有比原始和新制热塑性材料更广泛种类的离子。
本发明中可用的再生材料的特征典型地可以在于组成包括广泛且变动种类的离子,至少包括Mg、Na、K、S、P、Li、Rb、Cs、Ca、Sr和Ba的离子。因此,这些离子是在再生程序后从原始的“新制”或“原生”热塑性膜层中收回的金属盐的混合物的残余物。
不希望受理论约束,诸位发明人已经发现在至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层中,包含SiZrN的面漆对所述变动的离子混合物的存在以及所述离子的相应量较不敏感。
在一些情况下,热塑性夹层仅由包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成,该再生材料可以具有相同或不同的组成。
在其他情况下,热塑性夹层是包含至少10%的再生材料、替代性地至少20%的再生材料、替代性地至少60%的再生材料、替代性地100%的再生材料的热塑性膜层。在确保对由100%再生材料制成的热塑性膜层的粘附时,基于硅和锆的混合氮化物的面漆层由于其与这样的材料的优越相容性而特别有效。
如本文所用的术语“聚合物夹层片材”、“夹层”、“夹层”通常可以指示单层片材或多层夹层。“单层片材”,顾名思义,是作为一个层挤出然后用于层压两个嵌板的单个或整体热塑性层。另一方面,多层夹层可以包括热塑性材料的多个层,包括单独挤出的层、共挤出的层、或单独地和共-挤出的层的任何组合。因此,多层夹层可以包括,例如:组合在一起的两个或更多个单层片材(“多层片材”);一起共挤出的两个或更多个层(“共挤出的片材”);组合在一起的两个或更多个共挤出的片材;至少一个单层片材和至少一个共挤出的片材的组合;至少一个多层片材和至少一个共挤出的片材的组合,或所需的任何其他片材的组合。
用于热塑性膜层的典型材料包括但不限于聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)、聚氯乙烯、聚(氯乙烯-共-甲基丙烯酸酯)、聚乙烯、聚烯烃、乙烯丙烯酸酯共聚物、聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯)、硅酮弹性体、环氧树脂、以及酸共聚物。
优选地,至少一个包含至少10%的在再生材料的热塑性膜层包含选自由乙烯乙酸乙烯酯和/或聚乙烯醇缩丁醛和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的组的材料。基于硅和锆的混合氮化物的面漆层与材料相容,这些材料因此可以以“新制”和/或再生形式可用。
在一些实施例中,包含至少10%的再生材料的热塑性膜层是聚乙烯醇缩丁醛膜层。
热塑性膜层可以是透明或半透明的聚合物夹层。然而,对于装饰性应用,热塑性膜层可以是有色的或有图案的。在一些情况下,热塑性膜层可以包括发光体、隔热颗粒、红外吸收颗粒、聚合物分散型液晶、或悬浮颗粒(SPD)。
因此,热塑性夹层可以包括多于一个热塑性膜层,其中至少一个热塑性膜层包含至少10%的再生材料。即,PVB(聚乙烯醇缩丁醛)、或EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的热塑性膜层可以结合使用,前提是至少一个热塑性膜层包含至少10%的再生材料。这在PET膜具备红外反射涂层并且需要被嵌入热塑性夹层内的情况下可能是有用的。
包含至少10%的再生材料的热塑性膜层可以通过本领域已知且并非本发明的主题的方法获得。热塑性材料的再生工艺典型地通过切碎、粉碎并用溶剂和或水洗涤以将玻璃和热塑性材料分离,然后从存在的其他化学品(稳定剂、增塑剂、染料等)中分离所述材料,随后进行萃取和/或过滤来发生。所获得的热塑性材料然后可以例如使用醇工艺来再次使用。存在各种方法,其使得材料具有与标准(新制/原生)材料相似或等同的化学和物理特性。在使用中出现差异特征,与典型的薄层叠层的相容性得以改性。由于热塑性废弃材料的色度不同,因此可以包括脱色步骤,或者向再生材料中添加颜料或染料以中和再生材料的色度。
尽管包含至少10%的再生材料的热塑性膜层被设计成具有与标准/新制材料相似的特性,但经验表明包含至少10%的再生材料的热塑性膜层从一批到另一批可以具有不同的离子浓度,如上所讨论。不希望受理论约束,据信这种不同的化学组成可能是对嵌板(例如玻璃嵌板)的粘附性能不同的根本原因,尤其当所述嵌板涂覆有功能涂层时。较低粘附性能最后可能导致较低的抗冲击性,如通过差的抗穿孔性(大球跌落测试)所证实。
在越来越多地使用新类型的再生热塑性材料后,出现了这种问题。
包含至少10%的再生材料的热塑性膜层典型地具有大于50,000道尔顿、或小于500,000道尔顿、或约50,000至约500,000道尔顿、或约70,000至约500,000道尔顿、或更优选约100,000至约425,000道尔顿的分子量,如通过尺寸排阻色谱法使用小角激光光散射所测量。如本文所用,术语“分子量”意指重均分子量。
包含至少10%的再生材料的热塑性膜层典型地具有0℃至45℃的玻璃化转变温度(Tg)。
包含至少10%的再生材料的热塑性膜层典型地具有<5.0%的黄度。
包含至少10%的再生材料的热塑性膜层典型地具有<5.0%的收缩率。
包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的厚度可以在0.25mm至2.54mm、0.25mm至2.29mm、38mm至1.52mm、0.51至1.27mm、或0.38至0.89mm的范围内。
聚乙烯醇缩丁醛的包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的实例包括来自可乐丽株式会社(Kuraray Corp.)的来自杜邦公司(Dupont)的/>G、来自伊士曼公司(Eastman)的Butvar或/>或来自积水株式会社(Sekisui Corp)的产品。
基于硅和锆的混合氮化物的面漆层从而允许使用标准热塑性膜层或包含至少10%的再生材料的热塑性膜层。发现一些典型的面漆与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的相容性差,导致更多破裂和粘着失效。
在本发明的范围内,至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层与功能涂层的基于硅和锆的混合氮化物的面漆层接触。
在本发明的范围内,术语“功能涂层”是指将基板的一种或多种物理特性,例如光学、热、化学或机械特性改性的涂层。这种功能涂层并不打算在后续加工期间从基板去除。功能涂层典型地是永久的或“不可去除的”涂层。
功能涂层可以是太阳能控制涂层、传导涂层、减反射涂层、反射涂层、装饰涂层和/或低发射率涂层。
功能涂层可以是单层或薄层叠层(即多层涂层),并且这些层可以包括一种或多种金属、非金属、半金属、半导体、或合金、化合物、复合物、组合品(combination)、或其共混物。
当在本发明中讨论功能涂层时,典型地应理解这些层从基板表面开始按顺序被编号。即,第一层应理解为施加在基板上的第一个,第二是施加在基板上、在第一层上方的第二个层。位置的连续次序被认为相对于基板向上,直至最上层。
在本发明的范围内,术语“在……下方”、“在……下面”、“在……下”指示在从基材开始的层序列内的一个层相对于下一层的相对位置。在本发明的范围内,术语“在……上方”、“上部”指示在从基材开始的层序列内的一个层相对于下一层的相对位置。
在本发明的范围内,叠层内各层的相对位置不一定暗示各层之间的直接接触。即,可以在第一层与第二层之间提供某个夹层。例如,“沉积在基板之上”的第一层并不排除位于第一层膜与基板之间的具有相同或不同组成的一个或多个其他涂层的存在,前提是不损害本发明的目的。
在一些情况下,一个层实际上可以由几个多个单独的层组成。
功能涂层可以具有范围为10至1000nm的厚度。
除非另有说明,否则本文中的所有层厚度都是几何层厚度。
在本发明的某些实施例中,功能涂层可以是太阳能控制涂层,其中太阳能控制涂层包括可见光、红外线和/或紫外线能量反射或吸收涂层并且用于避免建筑或车辆的过热。
在本发明的某些实施例中,功能涂层可以是导电涂层如导电加热玻璃涂层或者能够充当天线的单膜或多膜涂层。
功能涂层可以是典型地允许可见波长(例如约400nm至约780nm)传输通过涂层但反射可以是一些较短波长太阳红外能量和大部分较长波长热红外能量的低发射率涂层,其典型地旨在改进建筑嵌装玻璃的隔热特性。“低发射率”意指小于约0.3、替代性地小于约0.2的发射率。
功能涂层可以是单层金属氧化物涂层、多层金属氧化物涂层、非金属氧化物涂层、或多层涂层。
在本发明的某些实施例中,单层金属氧化物涂层包括包含掺杂有铝、镓或铪的氧化锌的那些涂层;锌和锡的混合氧化物;可能地掺杂有氟或锑的锡氧化物;可能地掺杂有锡的铟氧化物;等等。
多层涂层的实例包括包含多个介电材料层的介电涂层。介电材料包括金属氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氮氧化物等。介电涂层可以包括包含多个具有交变折射率的介电材料的层的那些涂层,即包含至少一个高折射率材料层和至少一个低折射率材料层的涂层。这样的涂层典型地以以下涂层表示,该涂层包括具有低或高折射率的第一层材料、具有高或低折射率的第二层材料、具有低或高折射率的第三层材料、具有高或低折射率的第四层材料、以及可选的保护层。低折射率典型地是<1.8、或典型地<1.7的折射率,而高折射率典型地是>1.8、或典型地≥1.9或≥2.0的折射率。一些层可以具有由1.7至<1.9组成的中间折射率。折射率典型地被认为是在550nm的波长下。这种涂层可以根据所放置的菲涅耳(Fresnel)反射的使用情况被设计用于减反射目的或用于反射目的,因为介电高反射涂层基于结构干涉反射光以使菲涅耳反射最大化,而减反射涂层将利用相消干涉以使菲涅耳反射最小化。
在一些情况下,本发明层压嵌装玻璃可以包括功能涂层,该功能涂层包括n个红外反射(IR)层和n+1个介电层,其中n≥1,使得每个IR层被两个介电层包围。
即,层压嵌装玻璃可以包括具有内表面和外表面的第一嵌板、具有内表面和外表面的第二嵌板以及热塑性夹层,该热塑性夹层将该第一嵌板的内表面连接至该第二嵌板的内表面,
a.其中该热塑性夹层由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成,并且
b.其中该第一嵌板的内表面或该第二嵌板的内表面中的至少一个具备功能涂层,该功能涂层包括n个红外反射(IR)层和n+1个介电层,其中n≥1,使得每个IR层被两个介电层包围,并且包括基于硅和锆的混合氮化物的面漆层。
面漆层典型地应理解为层叠层中离基板表面最远的最顶层。即,当用于本发明层压嵌装玻璃中时,基于硅和锆的混合氮化物的面漆层与热塑性夹层的至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层接触。
当仅存在一个IR功能层时(当n=1时),第一介电层可以被称为第一或下部介电层,与其所沉积的嵌板表面接触,并且第二介电层可以被称为最后或上部介电层,与空气接触。
当存在两个IR功能层时(当n=2时),第二介电层可以被称为“内部介电层”,因为它被夹在两个IR功能层之间。
当存在三个或更多个IR功能层时(当n=3或更大时),第二和第三(和另外的)介电层可以被称为“内部介电层”,因为它们分别被夹在两个IR功能层之间。最后的介电层则是在最后的IR功能层上方的介电层。
IR层可以由银、金、钯、铂或其合金制成。IR层或功能层可以具有2至30nm、替代性地5至20nm、替代性地7至18nm的厚度。这些厚度范围可以使得能够实现期望的低发射率和/或太阳能控制功能和/或传导率,同时保持良好的透光率。
介电层典型地可以包括Zn、Sn、Ti、Zr、Si、In、Al、Bi、Ta、Hf、Mg、Nb、Y、Ga、Sb、Mg、Cu、Ni、Cr、Fe、V、B或其混合物的氧化物、氮化物、氮氧化物或碳氧化物。
在本发明的某些实施例中,介电层可以包括Zn、Sn、Ti、Zr、Si、In、Al、Nb、Sb、Ni、Cr、V、Mb、Mg或其混合物的氧化物、氮化物、氮氧化物或碳氧化物。可替代地,介电层可以包括Zn、Sn、Ti、Zr、Si、In、Al、Nb、Sb、Ni、Cr或其混合物的氧化物、氮化物、氮氧化物。
这些材料可选地可以被掺杂,其中掺杂剂的实例包括铝、锆或其混合物。掺杂剂或掺杂剂混合物可以以高达15wt%的量存在。
介电材料的典型实例包括但不限于基于硅的氧化物、基于硅的氮化物、锌氧化物、铝掺杂的锌氧化物、基于锌的氧化物、锡氧化物、混合的锌-锡氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物、钛氧化物、铝氧化物、锆氧化物、铌氧化物、铝氮化物、铋氧化物、混合的硅-锆氮化物,以及其中的至少两种的混合物,例如像钛-锆氧化物、钛-铌氧化物、锌-钛氧化物、锌-镓氧化物、锌-铟-镓氧化物(IGZO)、锌-钛-铝氧化物(ZTAO)、锌-锡-钛氧化物、锌-铝-钒氧化物、锌-铝-钼氧化物、锌-铝-镁氧化物、锌-铝-铬氧化物、锌-铝-铜氧化物、锌-钛-锆氧化物。
介电层可以由包含或基本上由以上材料组成的多个单独的层组成。
介电层可以各自具有范围为0.1至200nm、替代性地0.1至150nm、替代性地1至120nm、替代性地1至80nm的厚度。不同的介电层可以具有不同的厚度。即,与第二或第三或任何其他介电层的厚度相比,第一介电层可以具有相同或不同的、更大或更小的厚度。
功能涂层可以包括在至少一个IR层下面的种子层,和/或该涂层可以包括在至少一个IR层上的阻挡层。种子层典型地被提供以有助于形成IR材料的良好品质膜,即提供均匀且稳定的IR材料层。阻挡层典型地被提供以有助于保护IR材料免受由在其上面形成任何层而引起的损害,例如保护其免受可能使IR层的品质劣化的氧气或氧化物质以及还免受由于热处理所引起的劣化。
给定的IR层可以具备种子层或者阻挡层、或两者。第一IR层可以具备种子层和阻挡层中的任一者或两者,并且第二IR层可以具备种子层和阻挡层中的任一者或两者、以及更多的层。这些结构不是相互排斥的。种子层和/或阻挡层可以具有0.1至35nm、替代性地0.5至25nm、替代性地0.5至15nm、替代性地0.5至10nm的厚度。
功能涂层还可以包括具有<15nm、替代性地<9nm、替代性地<5nm的厚度的牺牲材料薄层,所述厚度至少为0.2nm,前提是在至少一个功能层上面并且与其接触。牺牲材料的实例包括钛、锌、镍、铬、铌、钽、Ni的氧化物、Ni合金的氧化物、Cr的氧化物、Cr合金的氧化物、NiCrOx、NiCrOxNy、氧化锌、氧化锡、或其他合适的材料或其混合物。
介电层可以具备经调节以便选择性地改变涂覆制品的透射率的吸收层。在某些实例中,可以调节所述吸收层的厚度以显著地调节涂覆制品的透射率而不会不利地影响其色泽。吸收层的实例包括Ni、Cr、NiCr、NiCrNx、NiCrW、CrN、ZrN、TiN、Ti、Zr、NiOx等。这种吸收层可以位于使得至少一个IR层位于吸收层之上,可选地,这种吸收层可以被夹在包含氮化硅的第一层与第二层之间并且接触包含氮化硅的第一层和第二层。吸收层可以具有范围为0.5至10nm的厚度。
充当低发射率涂层的功能涂层的第一实例包括至少一个银层和如下的序列:基材/MeO/ZnO:AlSi/Ag/AlSi-MeO,其中MeO是金属氧化物,如SnO2、TiO2、In2O3、Bi2O3、ZrO2、Ta2O5、SiO2或Al2O3或其混合物。
充当低发射率涂层的功能涂层的第二实例包括:包含氮化硅的第一介电层;第一Ni或NiCr包含层;包含银的红外(IR)反射层;第二Ni或NiCr包含层;以及包含氮化硅的第二介电层。
功能涂层的第三实例包括
*红外(IR)反射层,其接触第一层和第二层并夹在它们之间,所述第二层包括NiCrOx;并且
*其中包含NiCrOx的至少所述第二层是氧化分级的,使得所述第二层的靠近所述红外(IR)反射层的第一部分比所述第二层的离所述红外(IR)反射层更远的第二部分更少氧化。
功能涂层的第四实例包括介电层;包含氧化锌的第一层,其位于介电层之上;包含银的红外(IR)反射层,其位于包含氧化锌的第一层之上并接触其;包含NiCr氧化物的层,其位于IR反射层之上并接触其;包含氧化锌的第二层,其位于包含NiCr氧化物的层之上并接触其;以及另一个介电层,其位于包含氧化锌的第二层之上。
功能涂层的第五实例包括第一介电层;包含银的第一红外(IR)反射层,其位于至少第一介电层之上;包含氧化锌的第一层,其位于至少第一IR反射层和第一介电层之上;包含银的第二IR反射层,其位于包含氧化锌的第一层之上并接触其;包含NiCr氧化物的层,其位于第二IR反射层之上并接触其;包含氧化锌的第二层,其位于包含NiCr氧化物的层之上并接触其;以及另一个介电层,其位于至少第二层之上;包含氧化锌。
功能涂层的第六实例包括第一介电层;包含氧化锌的第一层,其位于介电层之上;包含银的红外(IR)反射层,其位于包含氧化锌的第一层之上并接触其;包含氧化锌的第二层,其位于IR层之上;以及第二介电层,其位于包含氧化锌的第二层之上。第一和第二介电层可以包括若干层,在这些层之中有氧化锌组成不同的层,即:氧化锌的层、掺杂有铝的氧化锌的层或者锌和锡的混合氧化物的层(具有范围为按重量计0.5至2的比率Sn/Zn,或者具有范围为按重量计0.02至0.5的比率Sn/Zn);氮化硅的层;氧化钛的层;以及其他。包含氧化锌的第一和第二层还可以具有不同的氧化锌组成,即以下项的层:氧化锌;掺杂有铝的氧化锌;锌和锡的混合氧化物;锌、钛和铝的混合氧化物;以及其他。
功能涂层的第七实例按顺序包括:第一介电层;包含银的第一IR层;第二介电层;第二IR层;第三介电层。第一、第二和第三介电层可以包括若干层,在这些层之中有氧化锌组成不同的层,即:氧化锌的层、掺杂有铝的氧化锌的层或者锌和锡的混合氧化物的层(具有范围为按重量计0.5至2的比率Sn/Zn,或者具有范围为按重量计0.02至0.5的比率Sn/Zn);锌、钛和铝的混合氧化物的层;氮化硅的层;氧化钛的层;以及其他。在一些情况下,IR层可以独立地具备金属阻挡层如Ti、Ni、NiCr等。
功能涂层的第八实例按顺序包括:第一介电层;包含银的第一IR层;第二介电层;第二IR层;第三介电层;第三IR层;第四介电层。第一、第二、第三和第四介电层可以包括若干层,在这些层之中有氧化锌组成不同的层,即:氧化锌的层、掺杂有铝的氧化锌的层或者锌和锡的混合氧化物的层(具有范围为按重量计0.5至2的比率Sn/Zn,或者具有范围为按重量计0.02至0.5的比率Sn/Zn);锌、钛和铝的混合氧化物的层;氮化硅的层;氧化钛的层;以及其他。在一些情况下,IR层可以独立地具备金属阻挡层如Ti、Ni、NiCr等。
广泛种类的功能涂层可以具备基于硅和锆的混合氮化物的面漆层,从而从提供与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的相容性的面漆中受益。
硅和锆的混合氮化物在功能涂层的领域中是已知的。然而,出人意料地发现这种材料特别地提供了与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的改进相容性。
如上所讨论,越来越多地使用包含至少10%的再生材料的热塑性膜层与镀膜玻璃已经示出一些在“原生”热塑性材料的情况下不会发生的相容性问题。本发明面漆层可以独立地与含有再生物质或不含再生物质的热塑性材料一起使用。
面漆应理解为在相对于第一或第二嵌板中的至少一个的内表面上提供的功能涂层的上部部分。即,本发明面漆位于相对于所述嵌板的第一沉积表面离嵌板最远,典型地与空气接触。
基于硅和锆的混合氮化物的面漆层可以具有范围为0.5至22nm、替代性地1至20nm、替代性地2至19nm的厚度。面漆的厚度的优选范围可以为5至18nm。在这种面漆厚度下,在未层压涂层或嵌装玻璃的耐久性与其与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的相容性之间作出了最佳折衷。
面漆是在功能涂层上方的最上层,与所述功能涂层的最后一层直接接触。在一些情况下,功能涂层的最后一层没有明确地提供机械和/或化学耐久性。在这样的情况下,本发明面漆提供了功能涂层的机械和化学耐久性,连同提供了与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的改进相容性。
在一些情况下,面漆可以沉积在包含以下项中的至少一种的层上并与其接触:氮化硅、氮化铝、硅和铝的混合氮化物、氧化钛、氧化锆、钛和锆的混合氧化物、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、锌和锡的混合氧化物、或其混合物。
因此,功能涂层可以最初包括提供一些机械和/或化学耐久性的最后一层,如以下项的层:氧化钛、氧化锆、钛和锆的混合氧化物(具有45-65%wt Ti);或氧化硅、氧化铝;或者锆和铝的氧化物。在这样的情况下,本发明面漆提供了与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的改进相容性并且潜在地提供了功能涂层的甚至更优越的机械和化学耐久性,特别地就磨损而言。
功能涂层的最后一层还可以是包含氮化硅或氮化铝、或其混合物中的至少一种的层。这种层可以具有范围为2至50nm、替代性地2至40nm、替代性地2至35nm的厚度。这具有以下具体效果:改进叠层内聚力(或内聚强度)同时确保改进与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的相容性。不希望受理论约束,据信在本发明面漆下并且与本发明面漆接触的氮化硅或氮化铝、或其混合物的层提供这样的组成梯度,使得功能涂层与面漆之间的粘附力得以改进。
基于硅和锆的混合氮化物的面漆层可以具有3.2、或4.0、或4.5、或5.5的最小原子Si/Zr比。基于硅和锆的混合氮化物的面漆层可以具有12.0、或10.0、或9.0、或8.0、或6.5的最大原子Si/Zr比。
面漆层可以以范围为1.7至2.6、替代性地1.9至2.5的折射率为特征。
在特殊情况下,发现5.5至12的Si/Zr原子比范围不仅将与包含至少10%再生材料的热塑性材料的改进相容性二者组合,而且还在层压之前提供了嵌板的耐机械和化学性。与在氮化硅锆层中具有比Si更多的Zr的现有技术面漆相比,当在混合氮化物中存在比Zr更多的Si(按原子百分比表示)时,典型地存在更好的相容性。
基于硅和锆的混合氮化物的面漆层可以含有0至10原子%、或0.5至10原子%、或0.5至5原子%的量的氧。氧的存在可以容忍,前提是不损害面漆的功能,就与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的相容性而言。
在与上述其他实施例相容的实施例中,本发明还提供了一种层压嵌装玻璃,其包括具有内表面和外表面的第一嵌板、具有内表面和外表面的第二嵌板以及热塑性夹层,该热塑性夹层将该第一嵌板的内表面连接至该第二嵌板的内表面,
-其中该热塑性夹层由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成,并且
-其中该第一嵌板的内表面或该第二嵌板的内表面中的至少一个具备包括基于具有5.5至12的Si/Zr比的硅和锆的混合氮化物的面漆层的功能涂层。
即,本发明还提供了一种层压嵌装玻璃,其包括具有内表面和外表面的第一嵌板、具有内表面和外表面的第二嵌板以及热塑性夹层,该热塑性夹层将该第一嵌板的内表面连接至该第二嵌板的内表面,
a.其中该热塑性夹层由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成,并且
b.其中该第一嵌板的内表面或该第二嵌板的内表面中的至少一个具备功能涂层,该功能涂层包括n个红外反射(IR)层和n+1个介电层,其中n≥1,使得每个IR层被两个介电层包围,并且包括基于具有5.5至12的Si/Zr比的硅和锆的混合氮化物的面漆层。
本文还提供了一种提供层压嵌装玻璃的方法,该方法包括以下步骤:
a.提供具有内表面和外表面的第一嵌板、和具有内表面和外表面的第二嵌板;
b.在该第一嵌板的内表面或该第二嵌板的内表面中的一个上提供包括基于硅和锆的混合氮化物的面漆层的功能涂层;
c.提供由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成的热塑性夹层;
d.通过该热塑性夹层将该第一嵌板的内表面层压至该第二嵌板的内表面以形成该层压嵌装玻璃。
外和内嵌板可以是以上讨论的基板中的任何一种。根据用其组成的层压嵌装玻璃的预期用途,它们可以是相同或不同的。它们可以具有相同厚度或不同厚度,如上所讨论。
功能涂层可以通过各种真空沉积方法提供,包括磁控溅射、LPCVD(低压化学气相沉积)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。相同叠层的单独的层可以通过不同沉积方法提供。
然而,对于功能涂层和面漆二者,优选方法包括磁控溅射。
参数包括以kW计的功率(P)、以安培计的电流(I)、以及以毫巴计的压力(Press.)。气体流可以以气体如氩气、氧气、氮气或其混合物的方式适应于有待提供的层。
在包含氮气的气氛中,或在氮气/氩气气氛、可选地具有有限的氧气流以致达到如以上讨论的氧气水平的氮气/氩气气氛中,面漆可以优选地由基于Si和Zr、包含50至80wt%Si和20至50wt%Zr的金属靶材提供,从而提供如以上讨论的Si/Zr原子比。
因此,基于Si和Zr的金属靶材可以包含50wt%Si、替代性地60wt%Si、替代性地65wt%Si、替代性地75wt%Si、替代性地80Si wt%Si。
因此,基于Si和Zr的金属靶材可以包含20wt%Zr、替代性地25wt%Zr、替代性地35wt%Zr、替代性地40wt%Zr、替代性地50wt%Zr。
第一和/或第二嵌板可以在沉积功能涂层和面漆之前或之后经历热处理。
虽然第一或第二嵌板的内表面中的至少一个具备功能涂层和面漆,但任何其他表面实际上也可以具备不同或相同的含有或不含本发明面漆的功能涂层。即,层压嵌装玻璃可以具备至少两个功能涂层,其可以是相同或不同的并且可以各自具备基于硅和锆的混合氮化物的面漆。
热处理过程可以包括加热具备涂层的嵌板或在气氛下将具备涂层的嵌板暴露于大于约560℃,例如在560℃与700℃之间的温度。其他热处理过程可以是陶瓷或搪瓷材料的烧结、双层嵌装玻璃装置的真空密封以及湿涂覆的低反射涂层或防眩光涂层的煅烧。
热处理过程,尤其当这是弯曲和/或热回火和/或热硬化操作时,可以在至少600℃的温度下进行至少10分钟、12分钟、或15分钟,在至少620℃的温度下进行至少10分钟、12分钟、或15分钟,或在至少640℃的温度下进行至少10分钟、12分钟、或15分钟。
层压步骤可以通过典型的玻璃层压工艺通过使用压延机(夹辊)或通过使用真空袋/环来提供。第一工艺包括以下步骤:(1)组装两个嵌板和夹层;(2)经由IR辐射或对流工具将该组件加热短时间段;(3)使该组件进入压力夹辊进行第一次脱气;(4)第二次加热该组件至约60℃至约120℃,以为该组件提供足够的暂时粘附力以将夹层边缘密封;(5)使该组件进入第二压力夹辊以进一步密封夹层边缘并允许进一步处理;以及(6)将该组件在110℃与150℃之间的温度和范围为10至15巴的压力下高压灭菌持续10至120分钟的时间段。真空袋/环工艺包括:(1)组装两个嵌板和夹层;(2)施加在1-500毫巴之间的真空持续5-30分钟;(3)在保持该真空的同时经由IR辐射或对流工具将该组件加热短时间段;(4)冷却并释放真空;(5)将该组件在110℃与150℃之间的温度和范围为10至15巴的压力下高压灭菌持续10至120分钟的时间段。
本文获得的层压嵌装玻璃可用于交通工具应用或建筑应用、或者层压嵌装玻璃可以发现用途的任何地方。它可以被设计用于美学,如果进行着色或纹理化的话;用于安全;用于声舒适。交通工具应用尤其包括挡风玻璃、车顶、驾驶舱、侧灯、背光灯。建筑应用包括幕墙、窗户、门、店铺陈列、冰箱门等。
根据本发明的层压玻璃满足车辆行业中的高安全要求。这些要求典型地通过技术人员熟知的标准化断裂、冲击和划伤测试,如ECE R43球跌落测试来确认。
根据本发明的层压玻璃进一步满足技术人员也熟知的击打测试中的耐机械性的要求,这要归功于由面漆层所提供的对功能涂层的粘附力和强度。
因此,与层压嵌装玻璃的包含至少10%的再生材料的热塑性膜层接触的本发明面漆层在两个玻璃嵌板与热塑性夹层之间提供了高水平的粘附力,使得层压嵌装玻璃具有高抗冲击性(大球跌落测试)。
层压嵌装玻璃的片材对层压层的粘附性典型地通过给出在0(非粘附)至10(测试中完全粘附)之间的击打值的击打测试来评估。对于用于汽车用途的层压挡风玻璃的外嵌板,通常需要在3与7之间的击打值。对于至少一个嵌板,弱区域可以具有小于或等于3、并且优选小于或等于2的击打值。
本发明层压嵌装玻璃在击打测试中呈现出耐机械性,这要归功于由面漆层所提供的对功能涂层的粘附力和内聚强度,使得在层压嵌装玻璃中不发生粘合失效。实际上,发现粘附力通过在功能涂层上存在包含硅和锆的混合氮化物的面漆层来确保。
本发明最后涉及功能涂层上的包含硅和锆的混合氮化物的面漆层用于在层压嵌装玻璃中确保与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的粘附的用途。
在优选用途中,功能涂层可以包括n个红外反射(IR)层和n+1个介电层,其中n≥1,使得每个IR层被两个介电层包围。
在最优选的用途中,面漆可以沉积在包含以下项中的至少一种的层上并与其接触:氮化硅、氮化铝、硅和铝的混合氮化物、氧化钛、氧化锆、钛和锆的混合氧化物、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、锌和锡的混合氧化物、或其混合物。
最后的益处在于面漆还在可以进行层压步骤之前提供了良好的耐化学和机械性,使得镀膜嵌板不会在储存、加工或运输期间受损。
因此,在与以上内容相容的特定情况下,本发明可以提供一种嵌装玻璃,其包括涂覆有功能涂层的透明基板,该功能涂层进一步包括基于具有5.5至12的Si/Zr比率的硅和锆的混合氮化物的面漆层。
实际上,当层压嵌装玻璃内不提供嵌装玻璃,并且嵌板包括玻璃板材时,发现本发明面漆,特别是当具有5.5至12的Si/Zr原子比时,提供功能涂层的改进的机械和化学耐久性(特别地就磨损而言),而且还提供与中空玻璃装置,如双层嵌装玻璃或三层嵌装玻璃或真空中空玻璃装置的制造中使用的胶和密封剂的相容性。实际上,在一些情况下,确保中空玻璃的粘附性的密封剂可能示出缺乏对镀膜嵌板的粘附性,并且照此,可能无法保证中空玻璃装置的紧密性。本发明面漆允许与这样的密封剂的改进相容性,使得没有必要去除边缘。
嵌装玻璃上存在的面漆层可以具有0.5至22nm的总几何厚度。
这在功能涂层包括n个红外反射(IR)层和n+1个介电层,其中n≥1,使得每个IR层被两个介电层包围时尤其如此。
在这种嵌装玻璃中,面漆可以沉积在包含以下项中的至少一种的层上并与其接触:氮化硅、氮化铝、硅和铝的混合氮化物、氧化钛、氧化锆、钛和锆的混合氧化物、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、锌和锡的混合氧化物、或其混合物。
在以下编号的条款中进一步描述本发明。
条款1:一种层压嵌装玻璃,其包括具有内表面和外表面的第一嵌板、具有内表面和外表面的第二嵌板以及热塑性夹层,该热塑性夹层将该第一嵌板的内表面连接至该第二嵌板的内表面,
a.其中该热塑性夹层由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成,并且
b.其中该第一嵌板的内表面或该第二嵌板的内表面中的至少一个具备包括基于硅和锆的混合氮化物的面漆层的功能涂层。
条款2:根据条款1所述的层压嵌装玻璃,其中,该至少一个热塑性膜层包含至少20%的再生材料、或至少60%的再生材料、或100%的再生材料。
条款3:根据条款1所述的层压嵌装玻璃,其中,该热塑性夹层是包含至少10%的再生材料的热塑性膜层。
条款4:根据条款1或3所述的层压嵌装玻璃,其中,该热塑性夹层是包含至少20%的再生材料、或至少60%的再生材料、或100%的再生材料的热塑性膜层。
条款5:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该至少一个热塑性膜层选自聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)、聚氯乙烯、聚(氯乙烯-共-甲基丙烯酸酯)、聚乙烯、聚烯烃、乙烯丙烯酸酯共聚物、聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯)、硅酮弹性体、环氧树脂、以及酸共聚物。
条款6:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该至少一个热塑性膜层选自由以下组成的组:乙烯乙酸乙烯酯和/或聚乙烯醇缩丁醛和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
条款7:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该第一和第二嵌板独立地具有范围为0.5mm至约15mm的厚度。
条款8:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该层压件是在玻璃厚度上对称的。
条款9:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该层压件是在玻璃厚度上非对称的。
条款10:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该至少一个热塑性膜层与该功能涂层的该基于硅和锆的混合氮化物的面漆层接触。
条款11:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该功能涂层包括n个红外反射(IR)层和n+1个介电层,其中n≥1,使得每个IR层被两个介电层包围。
条款12:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该面漆层具有0.5至22nm的总几何厚度。
条款13:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该面漆沉积在包含以下项中的至少一种的层上并与其接触:氮化硅、氮化铝、硅和铝的混合氮化物、氧化钛、氧化锆、钛和锆的混合氧化物、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、锌和锡的混合氧化物、或其混合物。
条款14:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该基于硅和锆的混合氮化物的面漆层可以具有3.2的最小原子Si/Zr比。
条款15:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该基于硅和锆的混合氮化物的面漆层可以具有5.5的最小原子Si/Zr比。
条款16:根据前述条款中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,该基于硅和锆的混合氮化物的面漆层可以具有12.0的最大原子Si/Zr比。
条款17:一种提供层压嵌装玻璃的方法,该方法包括以下步骤:
a.提供具有内表面和外表面的第一嵌板、和具有内表面和外表面的第二嵌板;
b.在该第一嵌板的内表面或该第二嵌板的内表面中的一个上提供包括基于硅和锆的混合氮化物的面漆层的功能涂层;
c.提供由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成的热塑性夹层;
d.通过该热塑性夹层将该第一嵌板的内表面层压至该第二嵌板的内表面以形成该层压嵌装玻璃。
条款18:根据条款17所述的方法,其中,该包括基于硅和锆的混合氮化物的面漆层的功能涂层通过真空沉积方法提供。
条款19:根据条款17或条款18所述的方法,其中,该基于硅和锆的混合氮化物的面漆层通过真空沉积方法提供。
条款20:功能涂层上的包含硅和锆的混合氮化物的面漆层用于在层压嵌装玻璃中确保与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的粘附的用途。
条款21:根据条款20所述的用途,其中,该功能涂层包括n个红外反射(IR)层和n+1个介电层,其中n≥1,使得每个IR层被两个介电层包围。
条款22:根据条款20或21所述的用途,其中,该面漆沉积在包含以下项中的至少一种的层上并与其接触:氮化硅、氮化铝、硅和铝的混合氮化物、氧化钛、氧化锆、钛和锆的混合氧化物、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、锌和锡的混合氧化物、或其混合物。
条款23:一种嵌装玻璃,其包括涂覆有功能涂层的透明基板,特征在于,该功能涂层包括基于具有5.5至12的Si/Zr比的硅和锆的混合氮化物的面漆层。
条款24:根据条款24所述的嵌装玻璃,其中,该面漆层具有0.5至22nm的总几何厚度层。
条款25:根据条款23或24所述的嵌装玻璃,其中,该功能涂层包括n个红外反射(IR)层和n+1个介电层,其中n≥1,使得每个IR层被两个介电层包围。
条款26:根据前述条款23至25中任一项所述的嵌装玻璃,其中,该面漆沉积在包含以下项中的至少一种的层上并与其接触:氮化硅、氮化铝、硅和铝的混合氮化物、氧化钛、氧化锆、钛和锆的混合氧化物、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、锌和锡的混合氧化物、或其混合物。
条款27:根据前述条款23至26中任一项所述的嵌装玻璃,其中,该面漆沉积在包含以下项中的至少一种的层上并与其接触:氮化硅、氮化铝、硅和铝的混合氮化物、或其混合物。
条款28:根据前述条款23至27中任一项所述的嵌装玻璃,其中,该嵌装玻璃具有范围为0.5mm至约15mm、替代性地0.5mm至约10mm、替代性地0.5mm至约8mm、替代性地0.5mm至约6mm的厚度。
条款29:一种层压嵌装玻璃,其包括具有内表面和外表面的第一嵌板、具有内表面和外表面的第二嵌板以及热塑性夹层,该热塑性夹层将该第一嵌板的内表面连接至该第二嵌板的内表面,
a.其中该热塑性夹层由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成,并且
b.其中该第一嵌板的内表面或该第二嵌板的内表面中的至少一个具备功能涂层,该功能涂层包括n个红外反射(IR)层和n+1个介电层,其中n≥1,使得每个IR层被两个介电层包围,并且包括基于具有5.5至12的Si/Zr比的硅和锆的混合氮化物的面漆层。
实例
材料
对于再生聚乙烯醇缩丁醛,使用来自可乐丽株式会社(Kuraray)的热塑性膜材料(GV100AR3???),并且对于原始或新制/原始聚乙烯醇缩丁醛,使用伊士曼公司的热塑性膜材料(RC41???)。
在下表中:
-Ag表示银
-SiN表示氮化硅Si3N4的层
-TZO是钛锆混合氧化物的层,其通过由具有65wt%TiO2和35wt%ZrO2的比例的TiOx/ZrO2组成的TiZrOx的陶瓷靶材提供(提供74at%Ti和26at%Zr)
-ZnO表示不含掺杂剂的氧化锌的层,其由锌金属靶材提供
-ZSO5表示锌-锡混合的层,其由包含52wt%的Zn和48wt%的Sn的金属靶材提供
-Ti表示钛层,其由金属靶材提供
测试方法
根据ECE R43进行落球测试。
在第一测试中,使称量227g的钢球从8.5m的高度落在外嵌板2上。这一测试模拟了石头在层压玻璃的外侧上的冲击。如果球被层压玻璃拦截且此层压玻璃并未被穿透并且如果在背对着冲击的一侧的碎片量低于一定(厚度依赖性)量,则该测试被认为通过。
在第二测试中,使称量2260g的钢球从4m的高度落在内嵌板1上。这一测试模拟了车辆乘员的头部在层压玻璃上的冲击。如果球被层压玻璃拦截并且它在破裂后5秒内并未穿透,则该测试被认为通过。
热塑性夹层对玻璃嵌板的粘附性通过使用击打粘附力测试(击打粘附力值没有单位)来评价。该测试包括在-18℃下将层压件调整持续预定时间,随后用0.45kg(1磅)锤子击打或冲击样品以使玻璃破碎。粘附性通过由从夹层脱落的玻璃产生的经暴露夹层材料的量来判断。去除所有未粘附至夹层片材的破裂玻璃。对留下粘附至夹层片材的玻璃与一组具有已知击打等级的标准物进行目视比较。数值越高,保持粘附至片材的玻璃越多,即,击打粘附力值为零意指没有玻璃保持粘附至夹层,并且击打值为10意指100%的玻璃保持粘附至夹层。为了实现典型的玻璃/夹层/玻璃层压件的可接受的耐穿透性(或冲击强度),界面玻璃/夹层材料粘附力水平应该维持在约3-7个击打单位下。在3至7、优选4至6的击打粘附力值下实现了典型的玻璃/夹层/玻璃层压件的可接受的耐穿透性。在小于2的击打粘附力值下,在冲击以及还可能出现的层压件完整性(即,脱层)和长期耐久性问题期间,通常从典型的玻璃/夹层/玻璃中的片材和玻璃中损失过多玻璃。在大于7的击打粘附力值下,玻璃对片材的粘附力通常在典型的玻璃/夹层/玻璃中是过高的并且可能导致层压件具有差的能力损耗和低的耐穿透性。
热塑性夹层对玻璃嵌板的粘附力可以通过使用压剪测试(CST)来测量。该测试由固定到上下金属夹具中的层压嵌装玻璃样品组成。上部夹具上施加了压缩荷载(通常通过确保仅传输垂直力的面上球(sphere-on-flat)布置),下部夹具可以垂直于载荷方向以及由层压在两个玻璃嵌板之间的粘合剂层(PVB……)组成的平行平面样品平移。将样品以相对于载荷方向的给定角度取向,使得它经历剪切应力和压缩应力二者的组合。记录力和所施加的位移,直至失效。在45°的载荷角度下,压缩应力等于剪切应力。
实例1和2以及对比实例1至3
在具有2.1mm厚度的透明浮法玻璃的第一玻璃嵌板上,如下提供典型的包括夹在两个介电层之间的1个红外反射(IR)层的功能涂层:
玻璃/SiN(41nm)/NiCr(1nm)/Ag(10nm)/NiCr(1nm)/SiN(48)/面漆(16nm)
通过0.76mm的热塑性膜层将第一玻璃嵌板与具有2.1mm厚度的透明浮法玻璃的第二玻璃嵌板层压。
在实例1中,面漆是具有6.0的Si/Zr原子比的硅和锆的混合氮化物的层,并且热塑性膜层包含100%的再生材料。
在实例2中,面漆是具有4.6的Si/Zr原子比的硅和锆的混合氮化物的层,并且热塑性膜层包含100%的再生材料。
在对比实例1中,面漆是包含65wt%TiO2和35wt%ZrO2的钛和锆的混合氧化物的层,并且热塑性膜层包含100%的再生材料。
在对比实例2中,面漆是钛和锆的混合氧化物的层(65wt%TiO2和35wt%ZrO2),并且热塑性膜层包含100%的原生材料和因此0%的再生材料。
在对比实例3中,面漆是具有6.0的Si/Zr原子比的硅和锆的混合氮化物的层,并且热塑性膜层包含100%的原生材料和因此0%的再生材料。
从如上解释所进行的大球和小球跌落测试以及击打测试中清楚地证实,与钛和锆的混合氧化物的层相比,硅和锆的混合氮化物的面漆层对包含至少10%再生材料的热塑性膜层提供了改进的与热塑性膜层的相容性以及因此对热塑性膜层的粘附性。因此,层压玻璃的特征在于高抗破裂性。对比实例1展示了涂层/热塑性膜层界面粘合失效,使得大球跌落测试没有通过。实际上,由于冲击,大球穿过层压嵌装玻璃,鉴于欧洲汽车R43汽车法规,这是不可接受的。
当热塑性膜层不包含再生材料时,硅和锆的混合氮化物的面漆层提供了与包含65wt%TiO2和35wt%ZrO2的钛和锆的混合氧化物的面漆层等效的相容性。
面漆类型 实例1 实例2 对比实例1 对比实例2 对比实例3
面漆 SiZrN SiZrN TZO TZO SiZrN
PVB 再生的 再生的 再生的 原生的 原生的
小球跌落 OK OK OK OK OK
大球跌落 OK OK KO OK OK
击打 OK OK OK OK OK
实例3和对比实例4
在具有2.1mm厚度的透明浮法玻璃的第一玻璃嵌板上,如下提供典型的包括夹在三个介电层之间的2个红外反射(IR)层的功能涂层:
ZSO5 ZnO Ag Ti ZSO5 ZnO Ag Ti ZSO5 面漆
nm 20 8 10 5 70 8 10 5 20 6
通过0.76mm的热塑性膜层将第一玻璃嵌板与具有2.1mm厚度的透明浮法玻璃的第二玻璃嵌板层压。
在实例3中,面漆是具有6.0的Si/Zr原子比的硅和锆的混合氮化物的层,并且热塑性膜层包含100%的再生材料。
在对比实例4中,面漆是包含65wt%TiO2和35wt%ZrO2的钛和锆的混合氧化物的层,并且热塑性膜层包含100%的再生材料。
从如上解释所进行的大球和小球跌落测试以及击打测试中清楚地证实,与钛和锆的混合氧化物的层相比,硅和锆的混合氮化物的面漆层对包含至少10%再生材料的热塑性膜层提供了改进的与热塑性膜层的相容性以及因此对热塑性膜层的粘附性。
对比实例4展示了涂层/热塑性膜层界面粘合失效,使得大球跌落测试没有通过。实际上,至于对比实例1,由于冲击,大球穿过层压嵌装玻璃,鉴于欧洲汽车R43汽车法规,这是不可接受的。
面漆类型 实例3 对比实例4
面漆 SiZrN TZO
PVB 再生的 再生的
小球跌落 OK OK
大球跌落 OK KO
击打 OK OK

Claims (15)

1.一种层压嵌装玻璃,其包括具有内表面和外表面的第一嵌板、具有内表面和外表面的第二嵌板以及热塑性夹层,所述热塑性夹层将所述第一嵌板的内表面连接至所述第二嵌板的内表面,
a.其中所述热塑性夹层由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成,并且
b.其中所述第一嵌板的内表面或所述第二嵌板的内表面中的至少一个具备包括基于硅和锆的混合氮化物的面漆层的功能涂层。
2.根据权利要求1所述的层压嵌装玻璃,其中,所述至少一个热塑性膜层包含至少20%的再生材料、或至少60%的再生材料、或100%的再生材料。
3.根据权利要求1所述的层压嵌装玻璃,其中,所述热塑性夹层是包含至少10%的再生材料的热塑性膜层。
4.根据前述权利要求中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,所述至少一个热塑性膜层选自聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)、聚氯乙烯、聚(氯乙烯-共-甲基丙烯酸酯)、聚乙烯、聚烯烃、乙烯丙烯酸酯共聚物、聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯)、硅酮弹性体、环氧树脂、以及酸共聚物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,所述至少一个热塑性膜层与所述功能涂层的所述基于硅和锆的混合氮化物的面漆层接触。
6.根据前述权利要求中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,所述功能涂层包括n个红外反射(IR)层和n+1个介电层,其中n≥1,使得每个IR层被两个介电层包围。
7.根据前述权利要求中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,所述面漆层具有0.5至22nm的总几何厚度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,所述面漆沉积在包含以下项中的至少一种的层上并与其接触:氮化硅、氮化铝、硅和铝的混合氮化物、氧化钛、氧化锆、钛和锆的混合氧化物、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、锌和锡的混合氧化物、或其混合物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,所述基于硅和锆的混合氮化物的面漆层可以具有3.2的最小原子Si/Zr比。
10.根据前述权利要求中任一项所述的层压嵌装玻璃,其中,所述基于硅和锆的混合氮化物的面漆层可以具有12.0的最大原子Si/Zr比。
11.一种提供层压嵌装玻璃的方法,所述方法包括以下步骤:
a.提供具有内表面和外表面的第一嵌板、和具有内表面和外表面的第二嵌板;
b.在所述第一嵌板的内表面或所述第二嵌板的内表面中的一个上提供包括基于硅和锆的混合氮化物的面漆层的功能涂层;
c.提供由至少一个包含至少10%的再生材料的热塑性膜层形成的热塑性夹层;
d.通过所述热塑性夹层将所述第一嵌板的内表面层压至所述第二嵌板的内表面以形成所述层压嵌装玻璃。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述包括基于硅和锆的混合氮化物的面漆层的功能涂层通过真空沉积方法提供。
13.功能涂层上的包含硅和锆的混合氮化物的面漆层用于在层压嵌装玻璃中确保与包含至少10%的再生材料的热塑性膜层的粘附的用途。
14.根据权利要求13所述的用途,其中,所述功能涂层包括n个红外反射(IR)层和n+1个介电层,其中n≥1,使得每个IR层被两个介电层包围。
15.根据权利要求13或14所述的用途,其中,所述面漆沉积在包含以下项中的至少一种的层上并与其接触:氮化硅、氮化铝、硅和铝的混合氮化物、氧化钛、氧化锆、钛和锆的混合氧化物、氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、锌和锡的混合氧化物、或其混合物。
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