TW201704618A - 用於絕緣玻璃單元之真空鑲嵌玻璃支柱及來自其之絕緣玻璃單元 - Google Patents

用於絕緣玻璃單元之真空鑲嵌玻璃支柱及來自其之絕緣玻璃單元 Download PDF

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TW201704618A
TW201704618A TW105107670A TW105107670A TW201704618A TW 201704618 A TW201704618 A TW 201704618A TW 105107670 A TW105107670 A TW 105107670A TW 105107670 A TW105107670 A TW 105107670A TW 201704618 A TW201704618 A TW 201704618A
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馬丁 瑪格麗特 瑪莉 薇格
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３Ｍ新設資產公司
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    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663—Elements for spacing panes
    • E06B3/66304—Discrete spacing elements, e.g. for evacuated glazing units
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/6612—Evacuated glazing units

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Abstract

本揭露係關於可用於製造絕緣玻璃單元(尤其是真空鑲嵌玻璃(glazing)絕緣玻璃單元)之支柱。本發明亦係關於含有該等支柱之絕緣玻璃單元。本揭露提供一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該支柱包括一主體。該主體包括一第一表面及一相對第二表面、至少一側壁、及鄰接該第一表面及該至少一側壁之一第一周邊邊緣。在一些實施例中，該第一周邊邊緣之至少一部分可為一倒角周邊邊緣。在其他實施例中，該第一周邊邊緣之至少一部分可為圓化周邊邊緣。平行於該第一表面之該主體最大尺寸係介於約10微米與約2000微米之間。該主體可包括一連續無機材料。

Description

用於絕緣玻璃單元之真空鑲嵌玻璃支柱及來自其之絕緣玻璃單元
本揭露係關於可用於絕緣玻璃單元(IGU)中，尤其是真空鑲嵌玻璃(glazing)絕緣玻璃單元之支柱及含有該等支柱之絕緣玻璃單元。
可用於絕緣玻璃單元中之支柱已描述於例如美國專利第6,479,112號及美國專利公開案第2010/0260950中。
單窗格玻璃窗一般係不良的熱絕緣體，並且其在建築物中的使用導致結構之顯著的熱損失且造成較高的建築物維護費用(歸因於較高的加熱/冷卻費用)及較高的初期製造費用(因為為了補償能量損失，特定用於建築物之加熱/冷卻設備必須較大)兩者。包括主表面實質上彼此平行之兩個玻璃窗格及介於兩個玻璃窗格之間的「空間」或「間隙」之雙窗格窗係一種改良，因為其在介於窗戶窗格之間的空間中提供熱絕緣氣體(例如空氣、氬氣或類似者)層。若介於雙窗格窗之間的空間不含氣體，亦即密封該空間且施加真空，移除介於 窗戶窗格之間的氣體，則可達成窗戶之絕緣能力的進一步改良。此類型之窗戶常常稱為真空絕緣玻璃單元。但是，在這些窗戶構造中，尤其在可見於例如商用建築物中的較大窗戶中，介於窗戶內部與窗戶外部之間的壓力差可致使玻璃窗格向內彎曲。彎曲係非所欲的，因為其向一般脆性材料的材料(例如玻璃)增加非所欲的應力，並且在極端情況下，窗戶窗格可彼此接觸，從而減小抽空間隙之熱絕緣效果。為了解決此問題，製造商在雙窗格窗之玻璃板之間安置一小結構(常常稱為支柱)陣列，以防止該等面板在施加真空時彎曲。具有此支柱陣列之窗戶被稱為真空絕緣鑲嵌玻璃單元。包括真空鑲嵌玻璃之窗結構利用增加支撐窗戶窗格之支柱陣列來減小玻璃板之彎曲且防止玻璃面板向內彎曲。
真空鑲嵌玻璃提供關於熱絕緣之改良，並且玻璃窗格之彎曲藉由增加支柱陣列而得到抑制。但是，支柱引起另一問題。支柱之導熱率高於介於窗格之間的抽空空間之導熱率，因而各支柱在兩個窗戶窗格之間產生減小窗戶之熱絕緣能力之熱傳遞路徑。因此，一般合乎需要的是保持小的與玻璃窗格接觸的總支柱表面面積，以減小與支柱相關的熱傳遞增加。另外，出於美觀原因，將支柱之總表面面積及個別支柱自身最小化，以使穿過窗戶之光傳播的中斷最小化並使觀察者透過窗戶之觀察的中斷最小化。因為總支柱陣列之表面面積一般很小，所以自玻璃窗格傳遞至支柱之壓縮應力可能很高，而支柱在所施加之負荷下可能斷裂、破裂及/或變形。因此，支柱必須具有適當高的壓縮強度，以便在所施加之負荷下不損壞。相反地，玻璃窗格經歷 之壓縮應力可在支柱邊緣處加劇，因為邊緣，尤其是尖銳的邊緣，例如介於支柱接觸玻璃之面與對應支柱側壁之間的角度約90度可造成應力集中在支柱邊緣處的玻璃中。許多現下的支柱設計，目前採用尖銳的支柱邊緣，而可能易於造成玻璃由於支柱邊緣所產生之應力集中而斷裂。
總的來說，當減小支柱大小及/或支柱陣列總表面面積以減小熱傳遞時，個別支柱上之壓縮應力增大並且支柱更加傾向在高負荷下損壞。因此，存在有對於可耐受壓縮負荷、具有經改良熱傳遞特徵(例如較低導熱率)之支柱的需要。本揭露提供新的可降低穿過支柱之導熱率的支柱設計，其藉由減小支柱相對於玻璃表面之接觸面積及/或改良支柱之負荷承受能力及/或減小玻璃窗格中的應力集中(產生於支柱邊緣處)。此外，若支柱設計包括交錯的結構，則該設計允許在整個支柱結構中與局部環境進行流體連通，防止在支柱自身內捕集非所欲的氣體。
本揭露係關於可用於製造絕緣玻璃單元(尤其是真空鑲嵌玻璃絕緣玻璃單元)之支柱。本發明亦係關於含有該等支柱之絕緣玻璃單元。
在一實施例中，本揭露提供一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其包含：一主體，其包含：一第一表面及一相對第二表面；至少一側壁；以及 一第一周邊邊緣，其鄰接該第一表面及該至少一側壁；其中該第一周邊邊緣之至少一部分係一倒角周邊邊緣；其中平行於該第一表面之該主體最大尺寸係介於約10微米與約2000微米之間；且其中該主體包含一連續無機材料。
該主體可進一步包含一第二周邊邊緣，該第二周邊邊緣鄰接該第二表面及該至少一側壁；且其中該第二周邊邊緣之至少一部分係經圓化及經倒角中之至少一者。在一些實施例中，該等第一表面及第二表面中之至少一者包括複數個結構或至少一第一通道中之至少一者，該至少一第一通道具有第一端部及第二端部以及近接該等第一表面及第二表面中之至少一者的一第一通道開口。
在另一實施例中，本揭露提供一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其包含：一主體，其包含：一第一表面及一相對第二表面；複數個側壁；以及一第一周邊邊緣，其鄰接該第一表面及該複數個側壁；其中該第一周邊之至少一部分係一圓化周邊邊緣；其中該複數個側壁包括介於3個與30個之間之側壁；其中平行於該第一表面之該主體最大尺寸係介於約10微米與約2000微米之間；且其中該主體包含一連續無機材料。
該主體可進一步包含一第二周邊邊緣，該第二周邊邊緣鄰接該第二表面及該複數個側壁；且其中該第二周邊邊緣之至少一部 分係經圓化及經倒角中之至少一者。在一些實施例中，該等第一表面及第二表面中之至少一者包括複數個結構或至少一第一通道中之至少一者，該至少一第一通道具有第一端部及第二端部以及近接該等第一表面及第二表面中之至少一者的一第一通道開口。
在又另一實施例中，本揭露提供一種具有支柱之真空絕緣玻璃單元，其包含：一第一玻璃窗格；一第二玻璃窗格，其與該第一玻璃窗格相對且實質上共同延伸；一邊緣密封件，其介於該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間，在該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間具有一實質上真空間隙；以及複數個根據本揭露之支柱實施例中之任一者的支柱，該複數個支柱設置於該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間。
YY’‧‧‧線
100‧‧‧支柱
101‧‧‧主體
110a‧‧‧第一表面
110b‧‧‧第二表面
120‧‧‧側壁
130‧‧‧第一周邊邊緣
P1‧‧‧第一區；拐點區
P2‧‧‧第二區；拐點區
α1‧‧‧第一拔模角
α2‧‧‧第二拔模角
β1‧‧‧內角/角
Hc‧‧‧倒角高度
Ld‧‧‧尺寸
Hp‧‧‧支柱高度
Dv‧‧‧深度
Hs‧‧‧高度
L1‧‧‧線
L2‧‧‧線
200‧‧‧支柱
201‧‧‧主體
210a‧‧‧第一表面
210b‧‧‧第二表面
220‧‧‧側壁
230‧‧‧第一周邊邊緣
R1‧‧‧曲率半徑
R2‧‧‧曲率半徑
Rc‧‧‧曲率半徑
I‧‧‧點
Hr‧‧‧半徑高度
300‧‧‧支柱
301‧‧‧主體
310a‧‧‧第一表面
310b‧‧‧第二表面
320‧‧‧側壁
330‧‧‧第一周邊邊緣
330a‧‧‧倒角周邊邊緣
330b‧‧‧圓化周邊邊緣
400a‧‧‧支柱
400b‧‧‧支柱
400c‧‧‧支柱
400d‧‧‧支柱
401a‧‧‧主體
401b‧‧‧主體
401c‧‧‧主體
401d‧‧‧主體
410‧‧‧第一表面
420‧‧‧側壁
430‧‧‧周邊邊緣
500a‧‧‧支柱
500b‧‧‧支柱
501a‧‧‧主體
501b‧‧‧主體
510‧‧‧第一表面
520‧‧‧側壁
530‧‧‧周邊邊緣
600a‧‧‧支柱
600b‧‧‧支柱
601a‧‧‧主體
601b‧‧‧主體
610‧‧‧第一表面
620‧‧‧側壁
630‧‧‧周邊邊緣
630a‧‧‧倒角周邊邊緣
630b‧‧‧圓化周邊邊緣
700‧‧‧支柱
701‧‧‧主體
710a‧‧‧第一表面
710b‧‧‧第二表面
720‧‧‧側壁
730‧‧‧第一周邊邊緣
740‧‧‧第二周邊邊緣
β2‧‧‧角
Hc1‧‧‧第一倒角高度
Hc2‧‧‧第二倒角高度
800‧‧‧支柱
801‧‧‧主體
801a‧‧‧第一表面
810a‧‧‧第一表面
810b‧‧‧第二表面
820‧‧‧側壁
830‧‧‧周邊邊緣
850a‧‧‧第一結構
850b‧‧‧第二結構
851a‧‧‧第一結構基部
851b‧‧‧第二結構基部
852a‧‧‧第一結構面部
852b‧‧‧第二結構面部
860a‧‧‧第一空隙區
860b‧‧‧第二空隙區
870a‧‧‧第一平台表面區
870b‧‧‧第二平台表面區
La‧‧‧長度
Wa‧‧‧寬度
Ha‧‧‧高度
900‧‧‧支柱
901‧‧‧主體
910a‧‧‧第一表面
910b‧‧‧第二表面
920‧‧‧側壁
930‧‧‧周邊邊緣
980a‧‧‧第一通道
980b‧‧‧第二通道
981a‧‧‧第一端部
981b‧‧‧第一端部
982a‧‧‧第二端部
982b‧‧‧第二端部
Cla‧‧‧長度
Cda‧‧‧深度
Cwa‧‧‧寬度
800’‧‧‧支柱
801’‧‧‧主體
810a’‧‧‧第一表面
810b’‧‧‧第二表面
820’‧‧‧側壁
830’‧‧‧周邊邊緣
850a’‧‧‧第一結構
852a’‧‧‧第一結構面部
890a’‧‧‧第一微結構紋理
890b’‧‧‧第二微結構紋理
Hmsa‧‧‧高度
Hmsb‧‧‧高度
1000‧‧‧支柱
1001‧‧‧螺旋形主體
1010a‧‧‧第一表面
1010b‧‧‧第二相對表面
1020‧‧‧側壁
1030‧‧‧第一周邊邊緣
1100‧‧‧真空絕緣玻璃單元/單元
1111‧‧‧玻璃窗格
1112‧‧‧玻璃窗格
1113‧‧‧邊緣密封件
1114‧‧‧支柱
Sw‧‧‧螺旋寬度
St‧‧‧螺旋厚度
Gt‧‧‧螺旋間隙
Rs‧‧‧半徑
Φ‧‧‧角
圖1A係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意截面側視圖。
圖1B係圖1A根據本揭露之一個例示性實施例之例示性支柱的示意俯視圖。
圖2A係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意截面側視圖。
圖2B係圖2A根據本揭露之一個例示性實施例之例示性支柱的示意俯視圖。
圖3A係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意截面側視圖。
圖3B係圖3A根據本揭露之一個例示性實施例之例示性支柱的示意俯視圖。
圖4A係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意透視圖。
圖4B係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意透視圖。
圖4C係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意透視圖。
圖4D係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意透視圖。
圖5A係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意透視圖。
圖5B係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意透視圖。
圖6A係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意透視圖。
圖6B係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意透視圖。
圖7係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意截面側視圖。
圖8A係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意俯視圖。
圖8B係圖8A根據本揭露之一個例示性實施例之例示性支柱沿線YY'的示意截面側視圖。
圖9A係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意俯視圖。
圖9B係圖9A根據本揭露之一個例示性實施例之例示性支柱沿線YY'的示意截面側視圖。
圖10係圖8A根據本揭露之一個例示性實施例按比例放大尺寸之例示性支柱之一部分的示意截面側視圖。
圖11係根據本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的示意俯視圖。
圖12A係一真空絕緣玻璃單元之分解透視圖。
圖12B係一真空絕緣玻璃單元之一部分的側視剖面圖。
圖13係本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的SEM影像。
圖14係本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的SEM影像。
圖15係本揭露之一個例示性實施例之一例示性支柱的SEM影像。
重複使用說明書及圖式中之參考元件符號，目的是要呈現本揭露相同或類同之特徵或元件。圖式未必按照比例繪製。如本文中所使用，「介於...之間(between)」一詞除非另外指定，否則當應用在數值範圍時，包括範圍的端點。由端點表述的數值範圍包括在該範圍內的所有數字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、及5)以及該範圍內的任何範圍。除非另有所指，本說明書及申請專利範圍中用以表示特徵之尺寸、數量、以及物理特性的所有數字，皆應理解為在所有情況下以「約(about)」一詞修飾之。因此，除非另有相反指示，否則在前述說明書以及隨附申請專利範圍中所提出的數值參數係近似值，其可依據所屬技術領域中具有通常知識者運用本文所揭示之教導所欲獲得的所欲特性而有所不同。
應理解的是，所屬技術領域中具有通常知識者可擬出許多其他修改及實施例，其等仍屬於本揭露原理之範疇及精神。除非另有指明，本文中所用所有科學以及技術詞彙具本發明所屬技術領域中所通用的意義。本文所提出的定義是要增進對於本文常用之某些詞彙的理解，並不是要限制本揭露的範疇。本說明書與隨附申請專利範圍中所使用的單數形式「一(a,an)」與「該(the)」均包括複數指涉物(referents)，除非上下文中明顯地指示其他情形。本說明書及隨附申請專利範圍中所使用的術語「或(or)」之本義用法一般包括「及/或(and/or)」，除非上下文中明顯地指示其他情形。
在此揭露全文中，片語「接觸面積(contact area)」係關於經設計成與另一基材(例如絕緣玻璃單元(IGU)或真空絕緣玻璃單元(VIGU)之玻璃面板)之表面接觸的一或多個支柱之表面面積。
除非另外說明，否則在此揭露全文中，用語「絕緣(insulate/insulating/insulation/insulated)」及其類似者係指熱絕緣特徵。
在此揭露全文中，用語「圓化(rounded)」意謂形狀係圓之一部分或橢圓之一部分中之至少一者的光滑連續曲線。
本揭露係關於可用於製造絕緣玻璃單元(尤其是真空絕緣玻璃單元)之支柱。本揭露之支柱具有減小之接觸面積，其可藉由減小沿支柱之周邊邊緣(亦即圓周)之接觸面積來達成。接觸面積亦可藉由在支柱之接觸面積內包括結構或通道來減小。此可導致含有支柱之VIGU之穿過支柱的導熱率減小且整體絕緣特徵更佳。修改支柱之周邊邊緣亦可具有增加的益處：減小支柱周邊邊緣之應力集中、使支柱能夠具有經改良機械性質及經改良導熱率(較低導熱率)兩者。本揭露之支柱包括一主體。該主體包括一第一表面、一相對第二表面、至少一側壁、鄰接該第一表面及該至少一側壁之一第一周邊邊緣，其中該第一周邊邊緣之至少一部分係一倒角周邊邊緣及一圓化周邊邊緣中之至少一者。該等第一表面及第二表面包括支柱主體之該等接觸表面。主體可包含一連續無機材料或一聚合物複合物中之至少一者，連續無機材料係尤其可用的。定義第一拔模角(draft angle)，其係 關於主體之至少一側壁及第一表面之間的夾角。在一些實施例中，第一拔模角可介於約90度與135度之間。在一些實施例中，平行於第一表面之主體最大尺寸可介於約10微米與約2000微米之間。若干特定但非限制性實施例顯示於圖1A及圖1B、圖2A及2b、圖3A及3B、圖4A至圖4D、圖5A及圖5B、圖6A及6B、圖7、圖8A及圖8B、圖9A及圖9B及圖10、圖11、圖13、圖14及圖15中。
現參考圖1A，即例示性支柱之示意性截面側視圖，支柱100包括主體101，其具有第一表面110a及一相對第二表面110b、至少一側壁120、及鄰接第一表面110a及至少一側壁120之一第一周邊邊緣130。第一拔模角α1定義為第一表面110a(如自第一表面110a延伸之水平虛線所描繪)與至少一側壁120(如自側壁120延伸之垂向(vertical)虛線所描繪)之間的角。第二拔模角α2定義為第二表面110b(如自第二表面110b延伸之水平虛線所描繪)與至少一側壁120之間的角。第一拔模角及第二拔模角可為全等角(congruent angle)。第一周邊邊緣130之至少一部分係一倒角周邊邊緣。「第一周邊邊緣之至少一部分(at least a portion of the first peripheral edge)」意謂沿主體之圓周之一部分的周邊邊緣。在一些實施例中，如圖1b中所描繪，整個第一周邊邊緣130係一倒角周邊邊緣。「整個第一周邊邊緣(entire first peripheral edge)」意謂沿主體之整個圓周之周邊邊緣。尺寸Ld定義為平行於第一表面之主體最大尺寸。第一表面至第二表面之距離係支柱高度Hp。側壁及周邊邊緣之相交處至第一表面之最大垂向距離定義為倒角高度Hc。在一些實施例中，Hc/Hp之比係 介於約0.05至約0.95之間、介於約0.05至約0.90之間、介於約0.05至約0.80之間、介於約0.05至約0.70之間、介於約0.10至約0.95之間、介於約0.10至約0.90之間、介於約0.10至約0.80之間、介於約0.10至約0.70之間、介於約0.20至約0.95之間、介於約0.20至約0.90之間、介於約0.20至約0.80之間、介於約0.20至約0.70之間、約0.30至約0.95、介於約0.30至約0.90之間、介於約0.30至約0.80之間、或甚至是介於約0.30至約0.70之間。
在此揭露全文中，一倒角周邊邊緣可具有以下特徵中之一或多者。倒角周邊邊緣可為在垂直於側壁的一虛平面(在側壁及第一周邊邊緣之相交處)與第一周邊邊緣之間具有內角β1的周邊邊緣。在一些實施例中，角β1係介於約20度與約89度之間、介於約20度與約85度之間、介於約20度與約80度之間、介於約20度與約70度之間、介於約25度與約89度之間、介於約25度與約85度之間、介於約25度與約80度之間、介於約25度與約70度之間、介於約30度與約89度之間、介於約30度與約85度之間、介於約30度與約80度之間、介於約30度與約70度之間、介於約40度與約89度之間、介於約40度與約85度之間、介於約40度與約80度之間、或甚至是介於約40度與約70度之間。內角意謂該角位於主體內部內。β1亦可定義為第一表面(例如110a)與倒角周邊邊緣(例如130)之平面相交處，倒角周邊邊緣之平面經延伸。兩個定義均得到相同的角。倒角周邊邊緣可為實質上平面坦的周邊邊緣，其可不在至少一側壁之平面中。倒角周邊邊緣可具有至少一明顯的拐點區，例如在周邊邊緣及至 少一側壁之相交處之第一區P1，及/或在第一表面及周邊邊緣之相交處之第二區P2，如圖1A中所顯示。若支柱之主體包括一倒角周邊邊緣及一圓化周邊兩者(參見關於圖3A及圖3B之討論)，倒角周邊邊緣可僅具有一個明顯的拐點區。
圖1B係圖1A之例示性支柱100之示意性俯視圖。圖1B顯示主體101之形狀係六邊形並且包括六個側壁120、六個對應周邊邊緣130及第一表面110a。現在看到圖1A之拐點區P1及P2分別係線L1及L2，其分別代表周邊邊緣130與至少一側壁120之相交處及第一表面110a與周邊邊緣130之相交處。
現參考圖2A，即例示性支柱之示意性截面側視圖，支柱200包括主體201，其具有第一表面210a及相對第二表面210b、至少一側壁220、及鄰接該第一表面210a及該至少一側壁220之第一周邊邊緣230。第一拔模角α1定義為第一表面210a(如自第一表面210a延伸之水平虛線所描繪)與至少一側壁220(如自側壁220延伸之垂向(vertical)虛線所描繪)之間的角。第二拔模角α2定義為第二表面210b(如自第二表面210b延伸之水平虛線所描繪)與至少一側壁220之間的角。第一拔模角及第二拔模角可為全等角(congruent angle)。第一周邊邊緣230之至少一部分經圓化且具有平均曲率半徑Rc。在一些實施例中，如圖2B中所描繪，第一周邊邊緣230之整個圓周係圓化周邊邊緣。尺寸Ld定義為平行於第一表面之主體最大尺寸。第一表面至第二表面之距離係支柱高度Hp。側壁及周邊邊緣之相交處至第一表面之最大垂向距離定義為半徑高度Hr。在一些實施例 中，Hr/Hp之比係介於約0.05至約0.95之間、介於約0.05至約0.90之間、介於約0.05至約0.80之間、介於約0.05至約0.70之間、介於約0.10至約0.95之間、介於約0.10至約0.90之間、介於約0.10至約0.80之間、介於約0.10至約0.70之間、介於約0.20至約0.95之間、介於約0.20至約0.90之間、介於約0.20至約0.80之間、介於約0.20至約0.70之間、約0.30至約0.95、介於約0.30至約0.90之間、介於約0.30至約0.80之間、或甚至是介於約0.30至約0.70之間。
在此揭露全文中，一圓化周邊邊緣可具有以下特徵。一圓化周邊邊緣可具有平均曲率半徑Rc。平均曲率半徑Rc係曲率半徑R1及R2之平均曲率半徑。曲率半徑R1及R2係藉由自第一表面210a及周邊邊緣230之相交點垂直畫一條線並且在側壁220與周邊邊緣230之間的相交點垂直畫第二條線來獲得。兩條線相交於點I。點I與第一表面210a之間的距離係R1並且點I與側壁220之間的距離係R2。
在一些實施例中，Rc/Hp之比係介於約0.05與約0.95之間、介於約0.05與約0.90之間、介於約0.05與約0.80之間、介於約0.05與約0.70之間、介於約0.10與約0.95之間、介於約0.10與約0.90之間、介於約0.10與約0.80之間、介於約0.10與約0.70之間、介於約0.20與約0.95之間、介於約0.20與約0.90之間、介於約0.20與約0.80之間、介於約0.20與約0.70之間、介於約0.30與約0.95之間、介於約0.30與約0.90之間、介於約0.30與約0.80之間、或甚至是介於約0.30與約0.70之間。
圖2B係圖2A之例示性支柱200之示意性俯視圖。圖2B顯示主體201之形狀係六邊形並且包括六個側壁220、六個對應周邊邊緣230及第一表面210a。
現參考圖3A，即例示性支柱之示意性截面側視圖，支柱300包括主體301，其具有第一表面310a及相對第二表面310b、至少一側壁320、及鄰接該第一表面310a及該至少一側壁320之第一周邊邊緣330。第一周邊邊緣330包括倒角周邊邊緣330a及圓化周邊邊緣330b。第一拔模角α1定義為第一表面310a(如自第一表面310a延伸之水平虛線所描繪)與至少一側壁320(如自側壁320延伸之垂向(vertical)虛線所描繪)之間的角。第二拔模角α2定義為第二表面310b(如自第二表面310b延伸之水平虛線所描繪)與至少一側壁320之間的角。第一拔模角及第二拔模角可為全等角(congruent angle)。第一周邊邊緣330之圓周之至少一部分經倒角(倒角周邊邊緣330a)，且第一周邊邊緣330之圓周之至少一部分經圓化(圓化周邊邊緣330b)。在一些實施例中，如圖3B中所描繪，第一周邊邊緣330之整個圓周之至少一部分經倒角(倒角周邊邊緣330a)，且第一周邊邊緣330之整個圓周之至少一部分經圓化(圓化周邊邊緣330b)。主體301包括一倒角周邊邊緣330a，其在倒角周邊邊緣330a及至少一側壁320之相交處具有至少一明顯的拐點區(例如第一區P1)。
圖3B係圖3A之例示性支柱300之示意性俯視圖。圖3B顯示主體301之形狀係六邊形並且包括六個側壁320、六個對應周邊邊緣330，該等六個對應周邊邊緣330包括六個倒角周邊邊緣330a 及六個圓化周邊邊緣330b。現在看到圖3A之拐點區P1係線L1，其代表倒角周邊邊緣330a及至少一側壁320之相交處。
儘管此支柱主體可視為具有一倒角周邊邊緣及一圓化周邊邊緣兩者之支柱主體特徵的一混合支柱主體，但是在此揭露全文中，一周邊邊緣之至少一部分係倒角周邊邊緣之支柱主體將視為如同其係具有一倒角周邊邊緣之一主體。如上文所討論，倒角周邊邊緣可具有至少一明顯的拐點區，例如在周邊邊緣及至少一側壁之相交處之第一區P1、及/或在第一表面及周邊邊緣之相交處之第二區P2。
參考圖3A，尺寸Ld定義為平行於第一表面之主體最大尺寸。第一表面至第二表面之距離係支柱高度Hp。β1可如先前所述進行定義，且β1之值之範圍與先前所揭示之彼等相同。
如先前針對具有倒角周邊邊緣之主體所定義，側壁及周邊邊緣之相交處至第一表面之最大垂向距離定義為倒角高度Hc。在一些實施例中，Hc/Hp之比係介於約0.05至約0.95之間、介於約0.05至約0.90之間、介於約0.05至約0.80之間、介於約0.05至約0.70之間、介於約0.10至約0.95之間、介於約0.10至約0.90之間、介於約0.10至約0.80之間、介於約0.10至約0.70之間、介於約0.20至約0.95之間、介於約0.20至約0.90之間、介於約0.20至約0.80之間、介於約0.20至約0.70之間、約0.30至約0.95、介於約0.30至約0.90之間、介於約0.30至約0.80之間、或甚至是介於約0.30至約0.70之間。
若主體形成有在拐點區處經定位成與第一表面310a相交的倒角周邊邊緣330a；且一圓化周邊邊緣將倒角周邊邊緣鄰接至側壁320(未顯示，該構造可在倒角周邊邊緣330a及圓化周邊邊緣330b之位置在圖3A及圖3B中係倒置時得到)，則此支柱主體將仍被視為具有一倒角周邊邊緣之主體且具有先前所述的具有倒角周邊邊緣之主體特徵。β1可定義為第一表面(例如310a)與倒角周邊邊緣(例如330a)之平面相交處，倒角周邊邊緣之平面經延伸(參見圖1A)。β1之值之範圍與先前所揭示之彼等相同。
參照圖3A及圖3B，若倒角邊緣330a與側壁320之間的相交處經替換為圓化邊緣(未顯示)，則具有此類型的主體之支柱將在此揭露全文中被視為主體包括圓化周邊邊緣之支柱。因此，此類型的支柱主體將定義為具有主體包括圓化周邊邊緣之支柱之特徵，例如，如先前參照圖2A及圖2B所述。
支柱主體之側壁數目沒有特別限制。主體可具有一連續側壁，如當主體係圓柱形、橢圓柱形或螺旋形時可得到。主體可具有複數個側壁。在一些實施例中，該複數個側壁包括介於3個至30個之間的側壁、介於3個至20個之間的側壁、介於3個至12個之間的側壁、介於4個至30個之間的側壁、介於4個至20個之間的側壁、介於4個至12個之間的側壁、介於5個至30個之間的側壁、介於5個至20個之間的側壁、介於5個至12個之間的側壁、介於5個至30個之間的側壁、介於5個至20個之間的側壁、介於5個至12個之間的 側壁、6個至30個側壁、從介於6個至20個之間的側壁、或甚至是介於6個至12個之間的側壁。
當主體具有複數個側壁時，各側壁具有一第一拔模角α1及一第二拔模角α2。各側壁之第一拔模角α1定義為第一表面(如圖1A、圖2A及圖3A中自第一表面延伸之水平虛線所描繪)與鄰接側壁(如圖1A、圖2A及圖3A中自側壁延伸之垂向虛線所描繪)之間的夾角。各側壁之第二拔模角α2定義為第二表面(如圖1A、圖2A及圖3A中自第二表面延伸之水平虛線所描繪)與鄰接側壁之間的角。第一拔模角及第二拔模角可為全等角(congruent angle)。在一些實施例中，α1及/或α2可介於約90度與約135度之間、介於約95度與約135度之間、介於約100度與約135度之間、90度及約130度、介於約95度與約130度之間、介於約100度與約130度、90度及約120度、介於約95度與約120度之間、介於約100度與約120度之間、90度及約110度、介於約95度與約110度之間、或甚至是介於約100度與約110度之間。若α1大於90度，則關聯側壁將係錐形(tapered)側壁，且第二表面定義為具有較大投影表面面積，並且第二表面可接近或大約係Ld。
支柱高度Hp沒有特別限制。在一些實施例中，支柱高度可介於約10微米與約2000微米之間、介於約10微米與約1500微米之間、介於約10微米與約1250微米之間、介於約10微米與約1000微米之間、介於約10微米與約750微米之間、介於約10微米與約500微米之間、介於約50微米與約2000微米之間、介於約50微米 與約1500微米之間、介於約50微米與約1250微米之間、介於約50微米與約1000微米之間、介於約50微米與約750微米之間、介於約50微米與約500微米之間、100微米及約2000微米、介於約100微米與約1500微米之間、介於約100微米與約1250微米之間、介於約100微米與約1000微米之間、介於約100微米與約750微米之間、介於約100微米與約500微米之間。
Ld定義為平行於第一表面之主體最大尺寸。在一些實施例中，Ld係介於約10微米與約2000微米之間、介於約10微米與約1500微米之間、介於約10微米與約1250微米之間、介於約10微米與約1000微米之間、介於約10微米與約750微米之間、介於約10微米與約500微米之間、介於約50微米與約2000微米之間、介於約50微米與約1500微米之間、介於約50微米與約1250微米之間、介於約50微米與約1000微米之間、介於約50微米與約750微米之間、介於約50微米與約500微米之間、100微米及約2000微米、介於約100微米與約1500微米之間、介於約100微米與約1250微米之間、介於約100微米與約1000微米之間、介於約100微米與約750微米之間、介於約100微米與約500微米之間。
支柱主體之形狀沒有特別限制且可包括但不限於圓柱形；橢圓柱形；多邊形稜柱，例如五角柱、六角柱及八角柱；角錐體及截頭角錐體，其中角錐體形狀可包括介於3個至30個之間之側壁；立方形，例如方形立方體或矩形長方體；圓錐形；截頭圓錐形(truncated conical)、環狀、螺旋形及其類似者。
在一些實施例中，支柱之主體係精確形狀主體。「精確形狀」係指具有一經模製形狀的主體，該經模製形狀係與模穴對應之相反形狀，該形狀在從模具移除該主體之後被維持。雖然精確形狀主體可經歷關於固化、乾燥或其他熱處理(例如煅燒或燒結)之一些收縮，但是仍可將其視為精確形狀，因為其保留最初生產其之模穴的大致形狀。
現參考圖4A，即示意性透視圖，支柱400a包括主體401a，其具有一第一表面410、側壁420及周邊邊緣430。周邊邊緣430係倒角周邊邊緣。主體之形狀係截頭圓錐形，因為其包括錐形側壁(大於90度之α1，其未顯示)。倒角高度與支柱高度之比係約0.30。
現參考圖4B，即示意性透視圖，支柱400b包括主體401b，其具有一第一表面410、側壁420及周邊邊緣430。周邊邊緣430係倒角周邊邊緣。主體之形狀係截頭圓錐形，因為其包括錐形側壁(大於90度之α1，其未顯示)。倒角高度與支柱高度之比係約0.80。
現參考圖4C，即示意性透視圖，支柱400c包括主體401c，其具有一第一表面410、側壁420及周邊邊緣430。周邊邊緣430係倒角周邊邊緣。主體之形狀係截頭角錐體，因為其包括六個錐形側壁(大於90度之α1，其未顯示)。倒角高度與支柱高度之比係約0.60。
現參考圖4D，即示意性透視圖，支柱400d包括主體401d，主體401d具有一第一表面410、側壁420及周邊邊緣430。周邊邊緣430係倒角周邊邊緣。角β1經選擇以產生僅包括一點之第一表面410。主體之形狀係截頭角錐體，因為其包括六個錐形側壁(大於90度之α1，其未顯示)。倒角高度與支柱高度之比係約0.66。
現參考圖5A，即示意性透視圖，支柱500a包括主體501a，其具有一第一表面510、側壁520及周邊邊緣530。周邊邊緣530係圓化周邊邊緣。主體之形狀係截頭角錐體，因為其包括六個錐形側壁(大於90度之α1，其未顯示)。倒角高度與支柱高度之比係約0.30。
現參考圖5B，即示意性透視圖，支柱500b包括主體501b，其具有一第一表面510、側壁520及周邊邊緣530。周邊邊緣530係圓化周邊邊緣。主體之形狀係截頭角錐體，因為其包括六個錐形側壁(大於90度之α1，其未顯示)。倒角高度與支柱高度之比係約0.75。
現參考圖6A，即示意性透視圖，支柱600a包括主體601a，其具有一第一表面610、側壁620及周邊邊緣630。周邊邊緣630包括倒角周邊邊緣630a及圓化周邊邊緣630b。因為主體包括倒角周邊邊緣630a，所以周邊邊緣630係倒角周邊邊緣。主體之形狀係截頭角錐體，因為其包括六個錐形側壁(大於90度之α1，其未顯示)。倒角高度與支柱高度之比係約0.65。
現參考圖6B，即示意性透視圖，支柱600b包括主體601b，其具有一第一表面610、一側壁620及一周邊邊緣630。周邊邊緣630包括倒角周邊邊緣630a及圓化周邊邊緣630b。因為主體包括倒角周邊邊緣630a，所以周邊邊緣630係倒角周邊邊緣。主體之形狀係截頭圓錐形，因為其包括單一側壁(大於90度之α1，其未顯示)。倒角高度與支柱高度之比係約0.80。
在一些實施例中，主體可進一步包括一第二周邊邊緣，該第二周邊邊緣鄰接該第二表面及該至少一側壁；且其中該第二周邊邊緣之至少一部分係經圓化及經倒角中之至少一者。現參考圖7，即例示性支柱之示意性截面側視圖，支柱700包括主體701，其具有一第一表面710a及一相對第二表面710b、至少一側壁720、及鄰接第一表面701a及該至少一側壁720之第一周邊邊緣730。主體701進一步包括一第二周邊邊緣740，其鄰接第二表面701b及該至少一側壁720。第一拔模角α1定義為第一表面710a(如自第一表面710a延伸之水平虛線所描繪)與至少一側壁720(如自側壁720延伸之垂向(vertical)虛線所描繪)之間的角。第二拔模角α2定義為第二表面710b(如自第二表面710b延伸之水平虛線所描繪)與至少一側壁720之間的角。第一拔模角及第二拔模角可為全等角(congruent angle)。第一周邊邊緣730之至少一部分係一倒角周邊邊緣。「第一周邊邊緣之至少一部分(at least a portion of the first peripheral edge)」意謂沿主體之圓周之一部分的周邊邊緣。在一些實施例中，整個第一周邊邊緣730係一倒角周邊邊緣。「整個第一周邊邊緣(entire first peripheral edge)」意謂沿主體之整個圓周之周邊邊緣。尺寸Ld定義為平行於第一表面之主體最大尺寸。第一表面至第二表面之距離係支柱高度Hp。側壁及第一周邊邊緣之相交處至第一表面的最大垂向距離定義為第一倒角高度Hc1。側壁及第二周邊邊緣之相交處至第二表面之最大垂向距離定義為第二倒角高度Hc2。總倒角高度Ht定義為Hc1及Hc2之和。在一些實施例中，Ht/Hp之比係介於約0.05至約0.95之間、介於約0.05至約0.90之間、介於約0.05至約0.80之間、介於約0.05至約0.70之間、介於約0.10至約0.95之間、介於約0.10至約0.90之間、介於約0.10至約0.80之間、介於約0.10至約0.70之間、介於約0.20至約0.95之間、介於約0.20至約0.90之間、介於約0.20至約0.80之間、介於約0.20至約0.70之間、約0.30至約0.95、介於約0.30至約0.90之間、介於約0.30至約0.80之間、或甚至是介於約0.30至約0.70之間。
角β1可如先前所定義為在垂直於側壁的一虛平面(在側壁及第二周邊邊緣之相交處)與第一周邊邊緣之間的夾角。亦可定義與第二周邊邊緣關聯的角β2。角β2係在垂直於側壁的一虛平面(在側壁及第二周邊邊緣之相交處)與第二周邊邊緣之間的夾角。角β1及β2之範圍可與先前針對β1所討論之範圍相同。
儘管圖7描繪主體，其具有一第一周邊邊緣，其中該第一周邊邊緣之至少一部分係一倒角周邊邊緣，及一第二周邊邊緣，其中該第二周邊邊緣之至少一部分係一倒角周邊邊緣，但是在另一實施例中，該主體可包括一第一周邊邊緣，其中該第一周邊邊緣之至少一 部分係一倒角周邊邊緣，及一第二周邊邊緣，其中該第二周邊邊緣之至少一部分係一圓化周邊邊緣。在又一實施例中，主體可包括一第一周邊邊緣，其中該第一周邊邊緣之至少一部分係一圓化周邊邊緣，及一第二周邊邊緣，其中該第二周邊邊緣之至少一部分係一圓化周邊邊緣。在又一實施例中，主體可包括一第一周邊邊緣，其中該第一周邊邊緣之至少一部分係一圓化周邊邊緣，及一第二周邊邊緣，其中該第二周邊邊緣之至少一部分係一倒角周邊邊緣。在一些實施例中，整個第二周邊邊緣係一圓化周邊邊緣及一倒角周邊邊緣中之至少一者。在一些實施例中，整個第二周邊邊緣係一圓化周邊邊緣。在一些實施例中，整個第二周邊邊緣係倒角周邊邊緣。
本揭露之支柱主體之第一表面及/或第二表面可進一步包括複數個結構，或該等支柱主體可包括至少一第一通道，其具有第一端部及第二端部及近接該第一表面之一第一通道開口，及/或至少一第二通道，其具有第一端部及第二端部及近接該第二表面之一第二通道開口。包括在主體表面上之複數個結構及/或至少一第一通道之支柱主體討論於與本申請案同一日申請之標題為「VACUUM GALZING PILLARS FOR INSULATED GLASS UNITS AND INSULATED GLASS UNITS THEREFROM」之共同受讓之美國專利申請案第62/132073號中，其以全文引用之形式併入本文。
圖8A及圖8B顯示本揭露之支柱，其包括複數個第一結構。參考圖8A，即例示性支柱之示意性俯視圖，支柱800包括主體801，其係六邊形，具有六個側壁820、六個對應周邊邊緣830及第一 表面810a。第一表面810a包括複數個第一結構850a、在該複數個結構之間的至少一第一空隙區860a及第一平台(land)表面區870a，第一平台表面區870a與該第一結構基部851a互連(參見圖8B)。第一平台表面區870a係第一表面801a定位於該複數個第一結構850a之間的部分。圖8B係圖8A之例示性支柱之沿線YY'的示意性截面側視圖，其顯示包括具有側壁820、周邊邊緣830、第一表面810a及第二表面810b之主體801的支柱800。第一表面810a包括複數個第一結構850a、在該複數個第一結構之間的至少一第一空隙區860a及第一平台表面區870a。各第一結構包括一第一結構基部851a(由虛虛線顯示)及第一結構面部852a(與基部相對)。第一平台表面區870a與該等第一結構基部851a互連。第一結構面部852a可稱為遠端。各第一結構850a具有寬度Wa、長度La(參見圖8A)及高度Ha。至少一第一空隙區860a在平行於該第一表面810a(亦即平行於該第一結構面部852a及/或第一平台表面區870a)的方向上與局部環境流體連通。至少一第一空隙區860a之深度Dv(未顯示)等於該複數個第一結構之平均高度。Ld、Hp、α1及α2如先前圖1A中所述。
儘管以上討論集中於第一表面，其包括複數個第一結構(具有第一結構基部及第一結構面部)、在該複數個第一結構之間的至少一第一空隙區及第一平台表面區，該第一平台表面區與該第一結構基部互連，但是第二表面810b可包括複數個具有第二結構基部851b及第二結構面部852b之第二結構850b(未顯示)、在該複數個第二結構850b之間的至少一第二空隙區860b及第二平台表面區 870b，第二平台表面區870b與該等第二結構基部851b互連。第二結構面部852b可稱為遠端。各第二結構850b具有寬度Wb、長度Lb及高度Hb，其等之定義與圖8A及圖8B中針對第一結構850a所示的者類似。將該複數個結構增加至支柱主體之第一表面及/或第二表面減小了該支柱主體之整體接觸表面，因為現在第一結構面部及/第二結構面部之面積代表該支柱主體之接觸面積。一些第一結構及/或第二結構可充分接近周邊邊緣，使得其等係周邊邊緣之部分，且因此可具有一倒角或圓化邊緣。這些設計特徵可導致本揭露之支柱之減小的導熱率，亦即經改良的絕緣能力、或機械性質。
該複數個第一結構及第二結構之形狀沒有特別限制且包括但不限於圓柱形；橢圓柱形；半球形；立方形，例如方形立方體或矩形長方體；多邊形稜柱，例如三角柱及六角柱；角錐體，例如三角椎體、4邊角椎體、5邊角椎體及6邊角椎體；截頭角錐體、圓錐形、截頭圓錐形、螺旋形、輪輻形、c形、環狀及其類似者。若支柱形狀係環狀，則環狀物形狀沒有特別限制且可包括但不限於圓柱形；橢圓柱形；多邊形稜柱，例如五角柱、六角柱及八角柱；截頭角錐體，其中角錐體形狀可包括介於3個至30個之間之側壁；立方形，例如方形立方體或矩形長方體；截頭圓錐形及其類似者。環狀物通孔之形狀可與該環狀物之形狀相同或可不同，該等形狀沒有特別限制且包括針對環狀物所述的彼等形狀。
在一些實施例中，該複數個第一結構係精確形狀的結構。
該複數個第一結構及/或該複數個第二結構之形狀可全部相同或可使用形狀組合。在一些實施例中，至少約10%、至少約30%、至少約50%、至少約70%、至少約90%、至少約95%、至少約97%、至少約99%或甚至是至少約100%之第一結構及/或第二結構經設計成具有相同的形狀及尺寸。該複數個第一結構及第二結構通常由精確製造程序製作(例如模製及壓紋)，且公差一般很小。對於經設計成具有相同結構尺寸的複數個結構而言，結構尺寸係為一致。在一些實施例中，對應於該複數個第一結構及/或第二結構大小之至少一距離尺寸(例如面部之長度、高度、寬度或在基部之寬度)的百分比不均勻度係小於約20%、小於約15%、小於約10%、小於約8%、小於約6%、小於約4%、小於約3%、小於約2%、小於約1.5%或甚至是小於約1%。該百分比不均勻度係為一組值除以該組值之平均再乘以100所得到的標準差。標準差及平均可藉由已知的統計技術來測量。可自至少5個結構、至少10個結構、至少15個結構或甚至是至少20個結構或甚至是更多個結構之樣本大小來計算標準偏差。樣本大小可不大於200個結構、不大於100個結構或甚至是不大於50個結構。樣本可隨機選自於主體上的單一區、或隨機選自於主體上的多個區。
在一些實施例中，至少約50%、至少約70%、至少約90%、至少約95%、至少約97%、至少約99%及甚至是至少約100%之第一結構及/或第二結構係實心結構。實心結構之定義係為以體積計，含有小於約2%、小於約1%、小於約0.5%、小於約0.1%、小於約0.05%、小於約0.025%或甚至是0%細孔率之結構。
在一些實施例中，分別就平行於第一表面及/或第二表面之平面中第一結構及或第二結構之截面積而言，第一結構及/或第二結構之長度，亦即最長尺寸可介於約10微米與約2000微米之間、介於約10微米與約1500微米之間、介於約10微米與約1250微米之間、介於約10微米與約1000微米之間、介於約10微米與約750微米之間、介於約10微米與約500微米之間、介於約50微米與約2000微米之間、介於約50微米與約1500微米之間、介於約50微米與約1250微米之間、介於約50微米與約1000微米之間、介於約50微米與約750微米之間、介於約50微米與約500微米之間、100微米及約2000微米、介於約100微米與約1500微米之間、介於約100微米與約1250微米之間、介於約100微米與約1000微米之間、介於約100微米與約750微米之間、介於約100微米與約500微米之間。該複數個第一結構及/或第二結構可全部具有相同最長尺寸或最長尺寸可按設計而不同。
在一些實施例中，各第一結構及/或第二結構之寬度可介於約10微米與約1500微米之間、介於約10微米與約1250微米之間、介於約10微米與約1000微米之間、介於約10微米與約750微米之間、介於約10微米與約500微米之間、介於約10微米與約250微米之間、介於約50微米與約1500微米之間、介於約50微米與約1250微米之間、介於約50微米與約1000微米之間、介於約50微米與約750微米之間、介於約50微米與約500微米之間、介於約50微米與約250微米之間、介於約100微米與約1500微米之間、介於約 100微米與約1250微米之間、介於約100微米與約1000微米之間、介於約100微米與約750微米之間、介於約100微米與約500微米之間、或甚至是介於約100微米與約250微米之間。該複數個第一結構及/或第二結構可全部具有相同寬度或寬度可按設計而不同。若一結構具有一錐形側壁，則該結構之寬度可在遠端(亦即該結構，例如852a及852b)處測得。
在一些實施例中，各第一結構及/或第二結構之高度可介於約1微米與約500微米之間、介於約1微米與約250微米之間、介於約1微米與約100微米之間、介於約1微米與約50微米之間、介於約5微米與約500微米之間、介於約5微米與約250微米之間、介於約5微米與約100微米之間、介於約5微米與約50微米之間、介於約10微米與約500微米之間、10微米及約500微米、介於約10微米與約250微米之間、介於約10微米與約100微米之間、介於約10微米與約50微米之間、介於約15微米與約500微米之間、15微米及約500微米、介於約15微米與約250微米之間、介於約15微米與約100微米之間、介於約15微米與約50微米之間、介於約20微米與約500微米之間、20微米及約500微米、介於約20微米與約250微米之間、介於約20微米與約100微米之間、或甚至是介於約20微米與50微米之間。該複數個第一結構及/或第二結構可全部具有相同高度或高度可按設計而不同。在一些實施例中，複數個第一結構及/或複數個第二結構之高度的百分比不均勻度可介於約0.01百分比與約10百分比之間、介於約0.01百分比與約7百分比之間、介於約0.01百分比與約 5百分比之間、介於約0.01百分比與4百分比之間、介於約0.01百分比與3百分比之間、介於約0.01百分比與2百分比之間或甚至是介於約0.01百分比與1百分比之間。
在一些實施例中，至少約10%、至少約30%、至少約50%、至少70%、至少約80%、至少約90%、至少約95%或甚至是至少約100%之第一結構及/或第二結構之高度可介於約1微米與約500微米之間、介於約1微米與約250微米之間、介於約1微米與約100微米之間、介於約1微米與約50微米之間、介於約5微米與約500微米之間、介於約5微米與約250微米之間、介於約5微米與約100微米之間、介於約5微米與約50微米之間、介於約10微米與約500微米之間、10微米及約500微米、介於約10微米與約250微米之間、介於約10微米與約100微米之間、介於約10微米與約50微米之間、介於約15微米與約500微米之間、15微米及約500微米、介於約15微米與約250微米之間、介於約15微米與約100微米之間、介於約15微米與約50微米之間、介於約20微米與約500微米之間、20微米及約500微米、介於約20微米與約250微米之間、介於約20微米與約100微米之間、或甚至是介於約20微米與50微米之間。
在一些實施例中，Ha/Hp之比及/或Hb/Hp之高度比可介於約0.01至約0.50之間、介於約0.03與約0.50之間、介於約0.05與0.50之間、介於約0.01至約0.40之間、介於約0.03與約0.40之間、介於約0.05與0.40之間、介於約0.01至約0.30之間、介於約0.03與約0.30之間、介於約0.05與0.30之間、介於約0.01至約0.20 之間、介於約0.03與約0.20之間、介於約0.05與0.20之間、介於約0.01至約0.15之間、介於約0.03與約0.15之間、介於約0.05與0.15之間、介於約0.01至約0.10之間、介於約0.03與約0.10之間、或甚至是介於約0.05與0.10之間。
在一些實施例中，該複數個第一結構及/或第二結構可分別橫跨主體之第一表面及主體之第二表面均勻分佈，亦即具有一單一面密度，或可分別橫跨主體之第一表面及主體之第二表面而具有不同面密度。在一些實施例中，該複數個第一結構及或第二結構之面密度可介於約10/mm2至約100000/mm2之間、介於約10/mm2至約75000/mm2之間、介於約10/mm2至約50000/mm2之間、介於約10/mm2至約30000/mm2之間、介於約50/mm2至約100000/mm2之間、介於約50/mm2至約750000/mm2之間、介於約50/mm2至約50000/mm2之間、介於約50/mm2至約30000/mm2之間、介於約100/mm2至約100000/mm2之間、介於約100/mm2至約75000/mm2之間、介於約100/mm2至約50000/mm2之間、或甚至是介於約100/mm2至約30,000/mm2之間。
該複數個第一結構及/或第二結構可分別橫跨第一表面及/或第二表面隨機配置，或可依一圖案(例如重複圖案)分別橫跨第一表面及/或第二表面配置。圖案包括但不限於正方形陣列、六角形陣列及類似者。可使用圖案之組合。
在一些實施例中，該複數個第一結構面部之總面積(亦即各結構之面部之面積之和)與第一表面之投影面積之比可介於約 0.10至約0.98之間、介於約0.10至約0.95之間、介於約0.10至約0.90之間、介於約0.10與約0.80之間、介於約0.01與約0.70之間、介於約0.20至約0.98之間、介於約0.20至約0.95之間、介於約0.20至約0.90之間、介於約0.20與約0.80之間、介於約0.20與約0.70之間、介於約0.30至約0.98之間、介於約0.30至約0.95之間、介於約0.30至約0.90之間、介於約0.30與約0.80之間、介於約0.30與約0.70之間、介於約0.40至約0.98之間、介於約0.40至約0.95之間、介於約0.40至約0.90之間、介於約0.40與約0.80之間、介於約0.40與約0.70之間、介於約0.50至約0.98之間、介於約0.50至約0.95之間、介於約0.10至約0.90之間、介於約0.50與約0.80之間、或甚至是介於約0.50與約0.70之間。作為此比率之一實例，如圖8A中所示，該複數個第一結構面部之總面積係各個別第一結構面部852a之面積之和，且第一表面之總投影面積係圖8A中所示之較小六邊形。圖8A中之較小六邊形同等於第一表面810a之投影表面面積，且該投影表面面積包括第一結構面部852a之面積及第一平台表面區870a之面積。在計算第一表面及第二表面之面積時，倒角周邊邊緣及圓化周邊邊緣未包括在內。
在一些實施例中，該複數個第二結構面部之總面積(亦即各結構之面部的面積之和)與第二表面之投影面積之比可介於約0.10至約0.98之間、介於約0.10至約0.95之間、介於約0.10至約0.90之間、介於約0.10與約0.80之間、介於約0.01與約0.70之間、介於約0.20至約0.98之間、介於約0.20至約0.95之間、介於約0.20 至約0.90之間、介於約0.20與約0.80之間、介於約0.20與約0.70之間、介於約0.30至約0.98之間、介於約0.30至約0.95之間、介於約0.30至約0.90之間、介於約0.30與約0.80之間、介於約0.30與約0.70之間、介於約0.40至約0.98之間、介於約0.40至約0.95之間、介於約0.40至約0.90之間、介於約0.40與約0.80之間、介於約0.40與約0.70之間、介於約0.50至約0.98之間、介於約0.50至約0.95之間、介於約0.10至約0.90之間、介於約0.50與約0.80之間、或甚至是介於約0.50與約0.70之間。
支柱主體可包括至少一第一通道，其具有第一端部及第二端部及近接第一表面之一第一通道開口，及/或至少一第二通道，其具有第一端部及第二端部及近接第二表面之一第二通道開口，其中該至少一第一通道經由其第一端部及第二端部中之至少一者而與局部環境流體連通及/或其中該至少一第二通道經由其第一端部及第二端部中之至少一者而與局部環境流體連通。圖9A及圖9B顯示本揭露之一支柱，其包括至少一第一通道。參考圖9A，即例示性支柱之示意性俯視圖，支柱900包括主體901，其係六邊形，具有六個側壁920、六個對應周邊邊緣930及第一表面910a。主體901進一步包括第一通道980a，其具有第一端部及第二端部(分別是981a及982a)及長度Cla。圖9B，圖9A之例示性支柱之沿線YY'的示意性截面側視圖，顯示包括具有側壁920、周邊邊緣930、第一表面910a及第二表面910b之主體901的支柱900。主體901進一步包括第一通道980a，其具有深度Cda及寬度Cwa。該第一通道經由其第一端部及第二端部(分別 是981a及982a)中之至少一者而與局部環境流體連通。通道寬度Cw係在第一表面910a處之通道開口處量測。Ld、Hp、α1及α2如先前圖1A中所述。
儘管以上討論集中於第一表面，其包括至少一第一通道，但是第二表面910b可包括至少一第二通道980b(未顯示)，其具有第一端部及第二端部(分別是981b及982b)。該少一第二通道具有深度Cdb、長度Clb及寬度Cwb，其等之定義與圖9A及圖9B中針對第一通道980a所示者類似。該至少一第二通道經由其第一端部及第二端部(分別是981b及982b)中之至少一者而與局部環境流體連通。將至少一通道增加至支柱主體之第一表面及/或第二表面減小了該支柱主體之整體接觸表面，因為第一表面910a及/或第二表面910b之面積藉由納入該至少一通道而減小。此設計特徵可導致本揭露之支柱之減小的導熱率，亦即經改良的絕緣能力。若例如主體係環狀物之形狀，則當支柱用於VIGU中時，納入至少一第一通道可有助於自環狀物內部抽空氣體。
至少一第一通道及/或至少一第二通道之數目沒有特別限制。在一些實施例中，第一通道之數目及/或第二通道之數目可介於1個與50個之間、介於1個與35個之間、介於1個與20個之間、介於1個與15個之間、介於1個與10個之間、介於2個與50個之間、介於2個與35個之間、介於2個與20個之間、介於2個與15個之間、介於2個與10個之間、介於3個與50個之間、介於3個與35個 之間、介於3個與20個之間、介於3個與15個之間或甚至是介於3個與10個之間。
該至少一第一通道及/或該至少一第二通道之截面形狀沒有特別限制且包括但不限於方形、矩形、三角形(v形)、截頭三角形、及其類似者。該至少一第一通道及/或第二通道可沿著其長度係線性的，亦即線形、弧形、曲線形、波形、正弦曲線形及其類似者。若存在超過一個第一通道，則該等第一通道可相交或可不相交，例如平行的第一通道。若存在超過一個第二通道，則該等第二通道可相交或可不相交，例如平行的通道。
第一通道及/或第二通道之形狀可全部相同或可使用形狀組合。在一些實施例中，至少約10%、至少約30%、至少約50%、至少約70%、至少約90%、至少約95%、至少約97%、至少約99%或甚至是至少約100%之該至少一第一通道及/或該至少一第二通道經設計成具有相同的形狀及尺寸。該等通道通常由精確製造程序製作(例如模製及壓紋)，且公差一般很小。對於經設計成具有相同通道尺寸的複數個通道而言，通道尺寸係為一致。在一些實施例中，對應於第一通道及/或第二通道大小之至少一尺寸(例如長度、深度、寬度)的百分比不均勻度係小於約20%、小於約15%、小於約10%、小於約8%、小於約6%、小於約4%、小於約3%、小於約2%、小於約1.5%或甚至是小於約1%。百分比不均勻度可如先前所述來計算。
在一些實施例中，該至少一第一通道及/或該至少一第二通道之長度，亦即最長尺寸，分別地，可介於約10微米與約2000 微米之間、介於約10微米與約1500微米之間、介於約10微米與約1250微米之間、介於約10微米與約1000微米之間、介於約10微米與約750微米之間、介於約10微米與約500微米之間、介於約50微米與約2000微米之間、介於約50微米與約1500微米之間、介於約50微米與約1250微米之間、介於約50微米與約1000微米之間、介於約50微米與約750微米之間、介於約50微米與約500微米之間、100微米及約2000微米、介於約100微米與約1500微米之間、介於約100微米與約1250微米之間、介於約100微米與約1000微米之間、介於約100微米與約750微米之間、介於約100微米與約500微米之間。該複數個第一結構及/或第二結構可全部具有相同最長尺寸或最長尺寸可按設計而不同。
在一些實施例中，該至少一第一通道及/或該至少一第二通道之寬度可介於約1微米與約1000微米之間、介於約1微米與約750微米之間、介於約1微米與約500微米之間、介於約1微米與約300微米之間、介於約1微米與約200微米之間、介於約1微米與約100微米之間、5微米及約1000微米、介於約5微米與約750微米之間、介於約5微米與約500微米之間、介於約5微米與約300微米之間、介於約5微米與約200微米之間、介於約5微米與約100微米之間、介於約10微米與約1000微米之間、介於約10微米與約750微米之間、介於約10微米與約500微米之間、介於約10微米與約300微米之間、介於約10微米與約200微米之間、介於約10微米與約100微米之間、介於約20微米與約1000微米之間、介於約20微米與約 750微米之間、介於約20微米與約500微米之間、介於約20微米與約300微米之間、介於約20微米與約200微米之間、介於約20微米與約100微米之間、介於約35微米與約1000微米之間、介於約10微米與約750微米之間、介於約35微米與約500微米之間、介於約35微米與約300微米之間、介於約35微米與約200微米之間、介於約35微米與約100微米之間、介於約50微米與約1000微米之間、介於約50微米與約750微米之間、介於約50微米與約500微米之間、介於約50微米與約300微米之間、介於約50微米與約200微米之間、或甚至是介於約50微米與約100微米之間。
在一些實施例中，該至少一第一通道及/或該至少一第二通道之深度可介於約1微米與約1000微米之間、1微米及約500微米、介於約1微米與約250微米之間、介於約1微米與約100微米之間、介於約5微米與約1000微米之間、介於約5微米與約500微米之間、介於約5微米與約250微米之間、介於約5微米與約100微米之間、介於約10微米與約1000微米之間、介於約10微米與約500微米之間、介於約10微米與約250微米之間、介於約10微米與約100微米之間、介於約15微米與約1000微米之間、介於約15微米與約500微米之間、介於約15微米與約250微米之間、介於約15微米與約100微米之間、介於約20微米與約1000微米之間、介於約20微米與約500微米之間、介於約20微米與約250微米之間、或甚至是介於約20微米與約100微米之間。若存在超過一個第一通道，則該等第一通道可具有相同深度或深度可按設計而變化。若存在超過一個第二通 道，則該等第二通道可具有相同深度或深度可按設計而變化。在一些實施例中，複數個第一通道及/或複數個第二通道之深度的百分比不均勻度可介於約0.01百分比與約10百分比之間、介於約0.01百分比與7百分比之間、介於約0.01百分比與約5百分比之間、介於約0.01百分比與4百分比之間、介於約0.01百分比與3百分比之間、介於約0.01百分比與2百分比之間或甚至是介於約0.01百分比與1百分比之間。
在一些實施例中，至少約10%、至少約30%、至少約50%、至少70%、至少約80%、至少約90%、至少約95%或甚至是至少約100%之該等第一通道及/或第二通道之深度可介於約1微米與約1000微米之間、1微米及約500微米、介於約1微米與約250微米之間、介於約1微米與約100微米之間、介於約5微米與約1000微米之間、介於約5微米與約500微米之間、介於約5微米與約250微米之間、介於約5微米與約100微米之間、介於約10微米與約1000微米之間、介於約10微米與約500微米之間、介於約10微米與約250微米之間、介於約10微米與約100微米之間、介於約15微米與約1000微米之間、介於約15微米與約500微米之間、介於約15微米與約250微米之間、介於約15微米與約100微米之間、介於約20微米與約1000微米之間、介於約20微米與約500微米之間、介於約20微米與約250微米之間、或甚至是介於約20微米與約100微米之間。
在一些實施例中，Cda/Hp之比及/或Cdb/Hp之比可介於約0.01與約0.50之間、介於約0.05至約0.50之間、介於約0.10與 約0.50之間、介於約0.15與0.50之間、介於約0.20與0.50之間、介於約0.01與約0.40之間、介於約0.05至約0.40之間、介於約0.10與約0.40之間、介於約0.15與0.40之間、介於約0.20與0.40之間、介於約0.01與約0.30之間、介於約0.05至約0.30之間、介於約0.10與約0.30之間、介於約0.15與0.30之間、或甚至是介於約0.20與0.30之間。
在一些實施例中，結構高度與通道深度之比(例如Ha/Cda、及Ha/Cdb)可介於約0.01與約0.9之間、介於約0.05至約0.9之間、介於約0.1與約0.9之間、介於約0.2與0.9之間、介於約0.01與約0.8之間、介於約0.05至約0.8之間、介於約0.1與約0.8之間、介於約0.2與0.8之間、介於約0.01與約0.7之間、介於約0.05至約0.7之間、介於約0.10與約0.7之間、或甚至是介於約0.20與0.7之間。
在一些實施例中，該至少一第一通道(在該第一表面之平面內)之面積與該第一表面之面積之比可介於約0.02至約0.50之間、介於約0.02至約0.40之間、介於約0.02至約0.30之間、介於約0.02與約0.20之間、介於約0.05至約0.50之間、介於約0.05至約0.40之間、介於約0.05至約0.30之間、介於約0.05與約0.20之間、介於約0.10至約0.50之間、介於約0.10至約0.40之間、介於約0.10至約0.30之間、介於約010與約0.20之間、介於約0.15至約0.50之間、介於約0.015至約0.40之間、介於約0.15至約0.30之間、或甚至是介於約0.15與約0.20之間。在一些實施例中，該至少一第二通道 (在該第二表面之平面內)之面積與該第二表面之面積之比可介於約0.02至約0.50之間、介於約0.02至約0.40之間、介於約0.02至約0.30之間、介於約0.02與約0.20之間、介於約0.05至約0.50之間、介於約0.05至約0.40之間、介於約0.05至約0.30之間、介於約0.05與約0.20之間、介於約0.10至約0.50之間、介於約0.10至約0.40之間、介於約0.10至約0.30之間、介於約010與約0.20之間、介於約0.15至約0.50之間、介於約0.015至約0.40之間、介於約0.15至約0.30之間、或甚至是介於約0.15與約0.20之間。在計算第一表面及第二表面之面積時，倒角周邊邊緣及圓化周邊邊緣未包括在內。
本揭露之支柱主體可包括一微結構紋理。在一實施例中，本揭露提供一種用於真一空絕緣玻璃單元之支柱，其包含一主體，該主體包括一第一表面及一相對第二表面，其中該第一表面之一部分及該第二表面之一部分中之至少一者包括一微結構紋理。在一些實施例中，第一表面及第二表面兩者之一部分包括一微結構紋理。在一些實施例中，整個第一表面及整個第二表面中之一者或兩者包括微結構紋理。在另一實施例中，本揭露提供一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其包含一主體，該主體包括一第一表面及一相對第二表面，其中該第一表面包括一微結構紋理；且該第二表面進一步包括複數個第二結構，各第二結構具有一第二結構面部。可選地，該等第二結構面部之至少一部分包括一微結構紋理。在一些實施例中，所有第二結構面部包括一微結構紋理。在另一實施例中，本揭露提供一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其包含一主體，該主體包括一第一表 面及一相對第二表面，其中該第二表面包括微結構紋理；且該第一表面進一步包括複數個第一結構，各第一結構具有一第一結構面部。可選地，該等第一結構面部之至少一部分包括一微結構紋理。在一些實施例中，所有第一結構面部包括一微結構紋理。
在又一實施例中，本揭露提供一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其包含一主體，該主體包括一第一表面及一相對第二表面，該第一表面進一步包括複數個第一結構，各第一結構具有一第一結構面部，其中該等第一結構面部之至少一部分包括一微結構紋理。在一些實施例中，所有第一結構面部包括一微結構紋理。可選地，該第二表面可包括一微結構紋理。在另一實施例中，本揭露提供一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其包含一主體，該主體包括一第一表面及一相對第二表面，該第二表面進一步包括複數個第二結構，各第二結構具有一第二結構面部，其中該等第二結構面部之至少一部分包括一微結構紋理。在一些實施例中，所有第二結構面部包括一微結構紋理。可選地，該第一表面可包括一微結構紋理。在又一實施例中，本揭露提供一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其包含一主體，該主體包括一第一表面及一相對第二表面，該第一表面進一步包括複數個第一結構，各第一結構具有一第一結構面部，其中該等第一結構面部之至少一部分包括一微結構紋理；且該第二表面進一步包括複數個第二結構，各第二結構具有第二結構面部，其中該等第二結構面部之至少一部分包括一微結構紋理。在一些實施例中，所有第一結構面部包括一微結構紋理。在一些實施例中，所有第二結構面部包括一微結 構紋理。在一些實施例中，所有第一結構面部及所有第二結構面部包括一微結構紋理。
包括一微結構紋理之支柱實施例之支柱主體可進一步包括至少一側壁及鄰接該第一表面及該至少一側壁之第一周邊邊緣，其中鄰接該第一表面及該至少一側壁之該第一周邊邊緣之至少一部分可為一倒角周邊邊緣或一圓化周邊邊緣中之一者。一倒角周邊邊緣及一圓化周邊邊緣係如先前所述。包括微結構紋理之支柱實施例之支柱主體可進一步包括至少一側壁及鄰接該第二表面及該至少一側壁之一第二周邊邊緣，其中該第二周邊邊緣之至少一部分可為一倒角周邊邊緣或一圓化周邊邊緣中之一者。一倒角周邊邊緣及一圓化周邊邊緣係如先前所述。包括微結構紋理之支柱實施例之支柱主體可進一步包括至少一側壁；鄰接該第一表面及該至少一側壁之一第一周邊邊緣，其中鄰接該第一表面及該至少一側壁之該第一周邊邊緣之至少一部分可為一倒角周邊邊緣或一圓化周邊邊緣中之一者；及鄰接該第二表面及該至少一側壁之一第二周邊邊緣，其中鄰接該第一表面及該至少一側壁之該第二周邊邊緣之至少一部分可為一倒角周邊邊緣或一圓化周邊邊緣中之一者。一倒角周邊邊緣及一圓化周邊邊緣係如先前所述。
圖10係圖8B之例示性支柱之一部分之示意性截面側視圖，其按比例放大至較大大小。圖10顯示包括主體801'的支柱800'。主體801'進一步包括第一表面810a'及相對第二表面810b'、側壁820'及周邊邊緣830'，周邊邊緣830'係一倒角周邊邊緣。第一表面810a'包括至少一具有一第一結構面部852a'之第一結構850a'。第一結構面部 852a'包括具有高度Hmsa之第一微結構紋理890a'。在此例示性實施例中，第二表面810b'包括高度為Hmsb之第二微結構紋理890b'。
在一些實施例中，微結構紋理之高度小於該微結構紋理設置於其上之該複數個第一結構及/或第二結構之高度。在一些實施例中，微結構紋理之高度係介於約5奈米至約5微米之間、介於約5奈米至約4微米之間、介於約5奈米至約3微米之間、介於約5奈米至約1微米之間、介於約5奈米至約0.5微米之間、介於約10奈米至約5微米之間、介於約10奈米至約4微米之間、介於約10奈米至約3微米之間、介於約10奈米至約1微米之間、介於約10奈米至約0.5微米之間、介於約25奈米至約5微米之間、介於約25奈米至約4微米之間、介於約25奈米至約3微米之間、介於約25奈米至約1微米之間、介於約25奈米至約0.5微米之間、介於約50奈米至約5微米之間、介於約50奈米至約4微米之間、介於約50奈米至約3微米之間、介於約50奈米至約1微米之間、或甚至是介於約50奈米至約0.5微米之間。在一些實施例中，微結構紋理可呈隨機圖案。在一些實施例中，微結構紋理可呈一圖案。
在一些實施例中，微結構紋理之長度小於該微結構紋理設置於其上之複數個第一結構及/或第二結構之長度。在一些實施例中，微結構紋理之長度係介於約5奈米至約5微米之間、介於約5奈米至約4微米之間、介於約5奈米至約3微米之間、介於約5奈米至約1微米之間、介於約5奈米至約0.5微米之間、介於約10奈米至約5微米之間、介於約10奈米至約4微米之間、介於約10奈米至約3 微米之間、介於約10奈米至約1微米之間、介於約10奈米至約0.5微米之間、介於約25奈米至約5微米之間、介於約25奈米至約4微米之間、介於約25奈米至約3微米之間、介於約25奈米至約1微米之間、介於約25奈米至約0.5微米之間、介於約50奈米至約5微米之間、介於約50奈米至約4微米之間、介於約50奈米至約3微米之間、介於約50奈米至約1微米之間、或甚至是介於約50奈米至約0.5微米之間。在一些實施例中，微結構紋理可呈隨機圖案。在一些實施例中，微結構紋理可呈一圖案。
在一些實施例中，微結構紋理之寬度小於該微結構紋理設置於其上之該複數個第一結構及/或第二結構之寬度。在一些實施例中，微結構紋理之寬度係介於約5奈米至約5微米之間、介於約5奈米至約4微米之間、介於約5奈米至約3微米之間、介於約5奈米至約1微米之間、介於約5奈米至約0.5微米之間、介於約10奈米至約5微米之間、介於約10奈米至約4微米之間、介於約10奈米至約3微米之間、介於約10奈米至約1微米之間、介於約10奈米至約0.5微米之間、介於約25奈米至約5微米之間、介於約25奈米至約4微米之間、介於約25奈米至約3微米之間、介於約25奈米至約1微米之間、介於約25奈米至約0.5微米之間、介於約50奈米至約5微米之間、介於約50奈米至約4微米之間、介於約50奈米至約3微米之間、介於約50奈米至約1微米之間、或甚至是介於約50奈米至約0.5微米之間。在一些實施例中，微結構紋理可呈隨機圖案。在一些實施例中，微結構紋理可呈一圖案。
在一些實施例中，Hmsa/Ha及/或Hmsb/Hb之比(Ha及Hb如先前所定義)可介於約0.005與約0.75之間，可介於約0.03與約0.75之間，可介於約0.05與約0.75之間，可介於約0.1與約0.75之間，可介於約0.15與約0.75之間，可介於約0.20與約0.75之間，可介於約0.005與約0.50之間，可介於約0.03與約0.50之間、介於約0.05與約0.50之間、介於約0.10與約0.50之間、介於約0.15與約0.50之間、介於約0.20與約0.50之間，可介於約0.005與約0.40之間、介於約0.03與約0.4之間、介於約0.05與約0.4之間、介於約0.10與約0.40之間、介於約0.15與約0.40之間、介於約0.20與約0.40之間，可介於約0.005與約0.30之間、介於約0.03與約0.30之間、介於約0.05與約0.30之間、介於約0.10與約0.30之間、介於約0.15與約0.30之間、或甚至是介於約0.20與約0.30之間。
微結構紋理化可藉由所屬技術領域中已知之技術形成，包括但不限於噴砂、噴珠(beadblasting)、化學蝕刻、電漿塗佈、聚合物塗佈、離型塗佈(release coating)、切割、砂磨、研磨、複製、微複製及其類似者。
在另一實施例中，本揭露提供一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，該支柱包括一螺旋形主體。圖11顯示具有螺旋形主體1001之支柱1000，螺旋形主體1001覆蓋於極坐標系上，具有半徑Rs及角Φ。該螺旋形主體具有一第一表面1010a及一第二相對表面1010b(未顯示)。該主體具有將第一表面1010a鄰接至側壁1020之第一周邊邊緣1030。該螺旋形主體具有螺旋厚度St、螺旋間隙Gt、 及螺旋寬度Sw。螺旋寬度大致上係該螺旋主體之最大寬度。該螺旋主體亦具有完整匝數Nt。完整匝數係關於螺旋具有之螺圈(coil)數，亦即螺旋繞其中心點轉動360度之次數。圖11之螺旋主體具有約3個完整匝。該螺旋主體具有高度Hs(圖11中未顯示，因為該高度可自紙面伸出)。本揭露之螺旋形主體可具有以下螺旋特徵中之一或多者。當於一極坐標系中觀察時，螺旋形主體可包括半徑Rs，其係角Φ之單調連續函數(參見圖11)。本揭露之螺旋形主體可包括但不限於阿基米得(Archimedean)螺旋、尤拉(Euler)螺旋、費馬(Fermat)螺旋、雙曲線螺旋、連鎖螺旋(lituus)、及對數螺旋。
螺旋主體高度Hs沒有特別限制。在一些實施例中，支柱高度可介於約10微米與約2000微米之間、介於約10微米與約1500微米之間、介於約10微米與約1250微米之間、介於約10微米與約1000微米之間、介於約10微米與約750微米之間、介於約10微米與約500微米之間、介於約50微米與約2000微米之間、介於約50微米與約1500微米之間、介於約50微米與約1250微米之間、介於約50微米與約1000微米之間、介於約50微米與約750微米之間、介於約50微米與約500微米之間、100微米及約2000微米、介於約100微米與約1500微米之間、介於約100微米與約1250微米之間、介於約100微米與約1000微米之間、介於約100微米與約750微米之間、介於約100微米與約500微米之間。
螺旋主體寬度Ws沒有特別限制。在一些實施例中，螺旋寬度Sw可介於約10微米與約2000微米之間、介於約10微米與約 1500微米之間、介於約10微米與約1250微米之間、介於約10微米與約1000微米之間、介於約10微米與約750微米之間、介於約10微米與約500微米之間、介於約50微米與約2000微米之間、介於約50微米與約1500微米之間、介於約50微米與約1250微米之間、介於約50微米與約1000微米之間、介於約50微米與約750微米之間、介於約50微米與約500微米之間、100微米及約2000微米、介於約100微米與約1500微米之間、介於約100微米與約1250微米之間、介於約100微米與約1000微米之間、介於約100微米與約750微米之間、介於約100微米與約500微米之間。
螺旋厚度St及螺旋間隙Gt沒有特別限制。在一些實施例中，螺旋厚度St及螺旋間隙Gt可介於約2微米與約400微米之間、介於約2微米與約350微米之間、介於約2微米與約300微米之間、介於約2微米與約200微米之間、介於約2微米與約150微米之間、介於約2微米與約125微米之間、10微米與約400微米之間、介於約10微米與約350微米之間、介於約10微米與約300微米之間、介於約10微米與約200微米之間、介於約10微米與約150微米之間、介於約10微米與約125微米之間、20微米與約400微米之間、介於約20微米與約350微米之間、介於約20微米與約300微米之間、介於約20微米與約200微米之間、介於約20微米與約150微米之間、或甚至是介於約20微米與約125微米之間。
匝數Nt沒有特別限制。在一些實施例中，匝數可介於約0.5與約20之間、介於約0.5與約15之間、介於約0.5與約10之 間、介於約0.5與約5之間、介於約1.0與約20之間、介於約1.0與約15之間、介於約1.0與約10之間、介於約1.0與約5之間、介於約1.5與約20之間、介於約1.5與約15之間、介於約1.5與約10之間、介於約1.5與約5之間、介於約2.0與約20之間、介於約2.0與約15之間、介於約2.0與約10之間、或甚至是介於約2.0與約5之間。
在一些實施例中，具有螺旋形主體之支柱可包括一圓化或倒角第一周邊邊緣及/或第二周邊邊緣中之至少一者、分別於其第一表面及第二表面中之至少一者上的複數個第一結構及/或第二結構、及/或至少一通道。本揭露之具有螺旋形主體之支柱可由於為一連續間隙之螺旋間隙Gt而提供較好的氣體抽空能力。
可用於製造本揭露之支柱之材料及方法納入於2013年9月13日申請之標題為「VACUUM GLAZING PILLARS FOR INSULATED GLASS UNITS」之待審查的美國專利申請案第14/025958號、2014年9月11日申請之標題為「METAL OXIDE PARTICLES」之待審查的美國臨時申請案第62/048972號及2015年3月3日申請之標題為「GEL COMPOSITIONS AND SINTERED ARTICLES PREPARED THEREFROM」之待審查的美國臨時申請案第62/127569號，該等申請案以全文引用之方式併入本文。
支柱主體係連續無機材料或聚合物複合物中之至少一者。在此揭露全文中，「連續無機材料(continuous inorganic material)」係跨越支柱主體之整個長度、寬度及高度之無機材料。歸 因於支柱必須耐受之施加負荷，較佳的是支柱具有高壓縮強度。支柱之壓縮強度可大於約400MPa、大於約600MPa、大於約800MPa、大於約1GPa、或甚至是大於約2GPa。在一些實施例中，壓縮強度係介於約400MPa與約110GPa之間、介於約400MPa與約50GPa之間、介於約400MPa與約25GPa之間、介於約400MPa與約12GPa之間、1GPa及約110GPa、介於約1GPa與約50GPa之間、介於約1GPa與約25GPa之間、或甚至是介於約1GPa與約12GPa之間。支柱主體之導熱率可小於約40W m-2 °K-1、小於20W m-2 °K-1、小於10W m-2 °K-1或甚至是小於5W m-2 °K-1。支柱主體之導熱率可為至少0.1W m-2 °K-1。在一些實施例中，連續無機材料包括陶瓷，諸如α氧化鋁，且連續無機材料係經由溶膠凝膠前驅物之模製(「溶膠凝膠途徑」)來製造。在一些實施例中，連續無機材料包括以下中之至少一者：陶瓷奈米粒子(Al2O3、SiO2、ZrO2、SiC、Si3N4及其組合)；陶瓷前驅物，諸如矽倍半氧烷及聚矽氮烷；燒結陶瓷(Al2O3、SiO2、ZrO2、SiC、Si3N4、及類似者)；玻璃陶瓷(MACOR產品、LAS-系統、MAS-系統、ZAS-系統)；玻璃料；玻璃珠或玻璃泡；金屬；以及其組合。連續無機材料可為燒結陶瓷。燒結陶瓷可包括但不限於氧化鋯、氧化鋁、二氧化矽、碳化矽及氮化矽中之至少一者。在其他實施例中，聚合物複合物包含熱固化或輻射固化複合物，其由熱穩定丙烯酸酯單體或寡聚物或兩者製成，及奈米粒子填料，諸如奈米氧化鋯(「澆注及固化途徑」)。
由於光受陶瓷中孔散射，陶瓷外觀常常係不透明的。甚至為了達成有限水準的半透明性，陶瓷密度通常大於理論密度之99%。較高清晰度則可能需要高於99.9%或甚至是99.99%之水準。所屬技術領域中已知的用於達成陶瓷材料中之極高密度的兩種方法係熱均壓(hot isostatic pressing)及放電電漿燒結。
在本揭露之一實施例中，連續無機材料可為結晶金屬氧化物，其中至少70莫耳百分比之結晶金屬氧化物係ZrO2，其中1莫耳百分比至15莫耳百分比(在一些實施例中1莫耳百分比至9莫耳百分比)之結晶金屬氧化物係Y2O3，且其中ZrO2之平均顆粒大小係在75奈米至400奈米之範圍內。結晶金屬氧化物之密度可為理論密度之至少98.5(在一些實施例中，99、99.5、99.9、或甚至是至少99.99)百分比。
在計算理論密度時，單位晶胞之體積係藉由XRD針對各組成物進行量測或經由離子半徑及晶體類型來計算。
ρ理論=(NcA)/(VcNa)其中Nc=單位晶胞中原子數；A=原子量[kg/mol]；Vc=單位晶胞之體積[m3]；以及Na=亞佛加厥數(Avogadro's number)[原子數/mol]。
在另一實施例中，支柱主體係由反應混合物形成，該反應混合物包括(a)以反應混合物之總重量計，20至60重量百分比基於氧化鋯之(zirconia-based)粒子，該等基於氧化鋯之粒子具有不大於100奈米之平均粒度且含有至少70莫耳百分比ZrO2，(b)以反應混合物之總重量計，30至75重量百分比溶劑介質，該溶劑介質含有至少60百分比之沸點等於至少150℃之有機溶劑，(c)以反應混合物之總重量計，2至30重量百分比可聚合材料，該可聚合材料包括(1)具有自由基可聚合基團之第一表面改質劑；及(d)用於自由基聚合反應之光起始劑。
以存在的無機氧化物之總莫耳數計，基於氧化鋯之粒子可含有0至30重量百分比氧化釔。若將氧化釔添加至基於氧化鋯之粒子中，則其常常以等於至少1莫耳百分比、至少2莫耳百分比、或至少5莫耳百分比之量添加。氧化釔之量可為至多30莫耳百分比、至多25莫耳百分比、至多20莫耳百分比、或至多15莫耳百分比。舉例而言，氧化釔之量可在1至30莫耳百分比、1至25莫耳百分比、2至25莫耳百分比、1至20莫耳百分比、2至20莫耳百分比、1至15莫耳百分比、2至15莫耳百分比、5至30莫耳百分比、5至25莫耳百分比、5至20莫耳百分比、或5至15莫耳百分比之範圍內。以上之莫耳百分比量係以基於氧化鋯之粒子中無機氧化物之總莫耳數計。
以存在的無機氧化物之總莫耳數計，基於氧化鋯之粒子可含有0至10莫耳百分比氧化鑭。若將氧化鑭添加至基於氧化鋯之粒子中，則其可以等於至少0.1莫耳百分比、至少0.2莫耳百分比、或至 少0.5莫耳百分比之量使用。氧化鑭之量可為至多10莫耳百分比、至多5莫耳百分比、至多3莫耳百分比、至多2莫耳百分比、或至多1莫耳百分比。舉例而言，氧化鑭之量可在0.1至10莫耳百分比、0.1至5莫耳百分比、0.1至3莫耳百分比、0.1至2莫耳百分比、或0.1至1莫耳百分比之範圍內。以上之莫耳百分比量係以基於氧化鋯之粒子中無機氧化物之總莫耳數計。
在一些實施例中，基於氧化鋯之粒子含有70至100莫耳百分比氧化鋯、0至30莫耳百分比氧化釔、及0至10莫耳百分比氧化鑭。舉例而言，基於氧化鋯之粒子含有70至99莫耳百分比氧化鋯、1至30莫耳百分比氧化釔、及0至10莫耳百分比氧化鑭。在其他實施例中，基於氧化鋯之粒子含有75至99莫耳百分比氧化鋯、1至25莫耳百分比氧化釔、及0至5莫耳百分比氧化鑭；或80至99莫耳百分比氧化鋯、1至20莫耳百分比氧化釔、及0至5莫耳百分比氧化鑭；或85至99莫耳百分比氧化鋯、1至15莫耳百分比氧化釔、及0至5莫耳百分比氧化鑭。在又另其他實施例中，基於氧化鋯之粒子含有85至95莫耳百分比氧化鋯、5至15莫耳百分比氧化釔、及0至5莫耳百分比(例如，0.1至5莫耳百分比或0.1至2莫耳百分比)氧化鑭。以上之莫耳百分比量係以基於氧化鋯之粒子中無機氧化物之總莫耳數計。
其他無機氧化物可與稀土元素組合使用或置換稀土元素而使用。舉例而言，以存在的無機氧化物之總莫耳數計，可添加在0至30重量百分比之範圍內之量的氧化鈣、氧化鎂、或其混合物。這些 無機氧化物之存在傾向於降低所形成之單斜晶相之量。若將氧化鈣及/或氧化鎂添加至基於氧化鋯之粒子中，所添加之總量常常係至少1莫耳百分比、至少2莫耳百分比、或至少5莫耳百分比。氧化鈣、氧化鎂、或其混合物之量可為至多30莫耳百分比、至多25莫耳百分比、至多20莫耳百分比、或至多15莫耳百分比。舉例而言，該量可在1至30莫耳百分比、1至25莫耳百分比、2至25莫耳百分比、1至20莫耳百分比、2至20莫耳百分比、1至15莫耳百分比、2至15莫耳百分比、5至30莫耳百分比、5至25莫耳百分比、5至20莫耳百分比、或5至15莫耳百分比之範圍內。以上之莫耳百分比量係以基於氧化鋯之粒子中無機氧化物之總莫耳數計。
另外，以基於氧化鋯之粒子中無機氧化物之總莫耳數計，可包括在0至小於1莫耳百分比之範圍內之量的氧化鋁。一些基於氧化鋯之粒子之實例含有0至0.5莫耳百分比、0至0.2莫耳百分比、或0至0.1莫耳百分比之此等無機氧化物。
以反應混合物之總重量計，用於形成凝膠組成物之反應混合物(澆注溶膠)含有20至60重量百分比基於氧化鋯之粒子。基於氧化鋯之粒子之量可為至少25重量百分比、至少30重量百分比、至少35重量百分比、或至少40重量百分比且可為至多55重量百分比、至多50重量百分比、或至多45重量百分比。在一些實施例中，以用於凝膠組成物之反應混合物之總重量計，基於氧化鋯之粒子之量係在25至55重量百分比、30至50重量百分比、30至45重量百分 比、35至50重量百分比、40至50重量百分比、或35至45重量百分比之範圍內。
沸點等於150℃之適當的有機溶劑通常經選擇而與水互溶，因為基於氧化鋯之粒子可於水基介質中形成，且可將有機溶劑添加至基於氧化鋯之粒子溶膠中並經由蒸餾來移除水，將有機溶劑留在原處。在一些實施例中，溶劑介質含有至少70重量百分比、至少80重量百分比、至少90重量百分比、至少95重量百分比、至少97重量百分比、至少98重量百分比、或至少99重量百分比之沸點等於至少150℃之有機溶劑。沸點常常係至少160℃、至少170℃、至少180℃、或至少190℃。
該有機溶劑常常係乙二醇或聚乙二醇、單醚乙二醇或單醚聚乙二醇、二醚乙二醇或二醚聚乙二醇、醚酯乙二醇或醚酯聚乙二醇、碳酸酯、醯胺、或亞碸(例如，二甲亞碸)。該等有機溶劑通常具有一或多個極性基團。該有機溶劑不具有可聚合基團；也就是說，該有機溶劑不含可經歷自由基聚合之基團。另外，溶劑介質之組分不具有可經歷自由基聚合之可聚合基團。
適當的乙二醇或聚乙二醇、單醚乙二醇或單醚聚乙二醇、二醚乙二醇或二醚聚乙二醇、及醚酯乙二醇或醚酯聚乙二醇常常係式(I)。
R1O-(R2O)n-R1 (I)
在式(I)中，各R1獨立地係氫、烷基、芳基、或醯基。適當的烷基常常具有1至10個碳原子、1至6個碳原子、或1至4個碳原子。適當的芳基常常具有6至10個碳原子且常常係苯基或經具有1至4個碳原子之烷基取代之苯基。適當的醯基常常係式-(CO)Ra，其中Ra係具有1至10個碳原子、1至6個碳原子、1至4個碳原子、2個碳原子、或1個碳原子之烷基。醯基常常係乙醯基(acetate group)(-(CO)CH3)。在式(I)中，各R2通常係伸乙基或伸丙基。變數n係至少1且可在1至10、1至6、1至4、或1至3之範圍內。
其他適當的有機溶劑係式(II)之碳酸酯。
在式(II)中，R3係氫或烷基，諸如具有1至4個碳原子、1至3個碳原子、或1個碳原子之烷基。實例包括碳酸伸乙酯及碳酸伸丙酯。
又其他適當的有機溶劑係式(III)之醯胺。
在式(III)中，基團R4係氫、烷基、或與R5組合形成五員環，該五員環包括連接至R4之羰基及連接至R5之氮原子。基團R5 係氫、烷基、或與R4組合形成五員環，該五員環包括連接至R4之羰基及連接至R5之氮原子。基團R6係氫或烷基。R4、R5、及R6之適當的烷基具有1至6個碳原子、1至4個碳原子、1至3個碳原子、或1個碳原子。式(III)之醯胺有機溶劑之實例包括但不限於甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二乙基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、及N-乙基-2-吡咯啶酮。
反應混合物常常包括至少30重量百分比溶劑介質。在一些實施例中，反應混合物含有至少35重量百分比、或至少40重量百分比溶劑介質。反應混合物可含有至多75重量百分比、至多70重量百分比、至多65重量百分比、至多60重量百分比、至多55重量百分比、至多50重量百分比、或至多45重量百分比溶劑介質。舉例而言，反應混合物可含有30至75重量百分比、30至70重量百分比、30至60重量百分比、30至50重量百分比、30至45重量百分比、35至60重量百分比、35至55重量百分比、35至50重量百分比、或40至50重量百分比溶劑介質。以上之重量百分比值係以反應混合物之總重量計。
在溶劑交換(例如，蒸餾)程序之後，溶劑介質通常含有小於15重量百分比水、小於10百分比水、小於5百分比水、小於3百分比水、小於2百分比水、小於1重量百分比、或甚至是小於0.5重量百分比水。
反應混合物包括一或多種可聚合材料，其具有可經歷自由基聚合之可聚合基團(亦即，可聚合基團係自由基可聚合的)。在 許多實施例中，可聚合基團係諸如(甲基)丙烯醯基之烯系不飽和基團，其係式-(CO)-CRb=CH2之基團，其中Rb係氫或甲基。在一些實施例中，可聚合基團係非(甲基)丙烯醯基之乙烯基(-CH=CH2)。可聚合材料通常經選擇而使得其可溶於沸點等於至少150℃之有機溶劑中或與該有機溶劑互溶。
反應混合物包括一或多種可聚合材料，其具有可經歷自由基聚合之可聚合基團(亦即，可聚合基團係自由基可聚合的)。在許多實施例中，可聚合基團係諸如(甲基)丙烯醯基之烯系不飽和基團，其係式-(CO)-CRb=CH2之基團，其中Rb係氫或甲基。在一些實施例中，可聚合基團係非(甲基)丙烯醯基之乙烯基(-CH=CH2)。可聚合材料通常經選擇而使得其可溶於沸點等於至少150℃之有機溶劑中或與該有機溶劑互溶。
可聚合材料包括第一單體，其係具有自由基可聚合基團之表面改質劑。該第一單體通常改質基於氧化鋯之粒子之表面。適當的第一單體具有可連接至基於氧化鋯之粒子之表面的表面改質基團。該表面改質基團通常係羧基(-COOH或其陰離子)或式-Si(R7)x(R8)3-x之矽基，其中R7係不可水解基團，R8係羥基或可水解基團，且變數x係等於0、1、或2之整數。適當的不可水解基團常常係烷基，諸如具有1至10個、1至6個、1至4個、或1至2個碳原子之烷基。適當的可水解基團常常係鹵基(例如，氯)；乙醯氧基；具有1至10個、1至6個、1至4個、或1至2個碳原子之烷氧基；或式-ORd-ORe之基 團，其中Rd係具有1至4個或1至2個碳原子之伸烷基且Re係具有1至4個或1至2個碳原子之烷基。
第一單體可作用為可聚合表面改質劑。可使用多個第一單體。第一單體可為唯一一種表面改質劑或可與一或多種其他不可聚合表面改質劑(諸如上文所討論的彼等)組合。在一些實施例中，以可聚合材料之總重量計，第一單體之量係至少20重量百分比。舉例而言，第一單體之量常常係至少25重量百分比、至少30重量百分比、至少35重量百分比、或至少40重量百分比。第一單體之量可為至多100百分比、至多90重量百分比、至多80重量百分比、至多70重量百分比、至多60重量百分比、或至多50重量百分比。以可聚合材料之總重量計，一些反應混合物含有20至100重量百分比、20至80重量百分比、20至60重量百分比、20至50重量百分比、或30至50重量百分比之第一單體。
第一單體(亦即，可聚合表面改質單體)可為可聚合材料中唯一一種單體，或可與一或多種可溶於溶劑介質中之第二單體組合。可使用不具有表面改質基團之任何適當的第二單體。也就是說，第二單體不具有羧基或矽基。第二單體常常係極性單體(例如，非酸性極性單體)、具有複數個可聚合基團之單體、(甲基)丙烯酸烷基酯、及其混合物。
總而言之，以可聚合材料之總重量計，可聚合材料通常含有20至100重量百分比第一單體及0至80重量百分比第二單體。舉例而言，可聚合材料包括30至100重量百分比第一單體及0至70 重量百分比第二單體、30至90重量百分比第一單體及10至70重量百分比第二單體、30至80重量百分比第一單體及20至70重量百分比第二單體、30至70重量百分比第一單體及30至70重量百分比第二單體、40至90重量百分比第一單體及10至60重量百分比第二單體、40至80重量百分比第一單體及20至60重量百分比第二單體、50至90重量百分比第一單體及10至50重量百分比第二單體、或60至90重量百分比第一單體及10至40重量百分比第二單體。
在一些應用中，可有利的是使反應混合物中可聚合材料與基於氧化鋯之粒子之重量比最小。這傾向於減小在燒結物品形成之前需要燃盡的有機材料之分解產物之量。可聚合材料與基於氧化鋯之粒子之重量比常常係至少0.05、至少0.08、至少0.09、至少0.1、至少0.11、或至少0.12。可聚合材料與基於氧化鋯之粒子之重量比可為至多0.80、至多0.6、至多0.4、至多0.3、至多0.2、或至多0.1。舉例而言，比率可在0.05至0.8、0.05至0.6、0.05至0.4、0.05至0.2、0.05至0.1、0.1至0.8、0.1至0.4、或0.1至0.3中之一範圍內。
用以形成凝膠組成物之反應混合物含有光起始劑。反應混合物有利地藉由施加光化輻射來起始。也就是說，可聚合材料係使用光起始劑而非熱起始劑來聚合。令人意外的是，使用光起始劑而非熱起始劑傾向於在整個凝膠組成物中導致更均勻的固化，確保涉及燒結物品形成之後續步驟中的均勻收縮。此外，當使用光起始劑而非熱起始劑時，固化部分之外表面更均勻且更無缺陷。
相較於熱起始聚合反應，光起始聚合反應常常導致更短的固化時間及更少的關於相互競爭之抑制反應(competing inhibition reaction)之顧慮。固化時間可比在必須與不透明反應混合物一起使用之熱起始聚合反應之情況下更容易控制。
在大部分實施例中，光起始劑經選擇而回應於紫外輻射及/或可見光輻射。換言之，光起始劑通常吸收在200至600奈米、300至600奈米、或300至450奈米之波長範圍內之光。一些例示性光起始劑係安息香醚(例如，安息香甲基醚或安息香異丙基醚)或經取代安息香醚(例如，大茴香偶姻甲基醚(anisoin methyl ether))。其他例示性光起始劑係經取代苯乙酮，諸如2,2-二乙氧基苯乙酮或2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(可以商標名稱IRGACURE 651購自BASF Corp.(Florham Park,NJ,USA)或以商標名稱ESACURE KB-1購自Sartomer(Exton,PA,USA))。其他例示性光起始劑係經取代二苯基酮，諸如1-羥基環己基二苯基酮(可例如以商標名稱「IRGACURE 184」購自Ciba Specialty Chemicals Corp.,Tarrytown,NY)。又另其他例示性光起始劑係經取代α-酮醇諸如2-甲基-2-羥基苯丙酮、芳族磺醯氯諸如2-萘磺醯氯、及光活性肟諸如1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟。其他適當的光起始劑包括樟腦醌、1-羥基環己基苯基酮(IRGACURE 184)、氧化雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基膦(IRGACURE 819)、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙-1-酮(IRGACURE 2959)、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁酮(IRGACURE 369)、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙-1-酮 (IRGACURE 907)、及2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(DAROCUR 1173)。
以反應混合物中可聚合材料之總重量計，光起始劑通常以在0.01至5重量百分比之範圍內、在0.01至3重量百分比之範圍內、在0.01至1重量百分比之範圍內、或0.01至0.5重量百分比的量存在。
支柱可為單塊支柱或複合物支柱。複合物支柱可包含高壓縮強度燒結陶瓷芯及一或多個功能性層。或者，複合物支柱可包含熱穩定有機、無機、或混合聚合黏合劑及無機奈米粒子填料。
支柱主體可藉由模製程序製造。主體之形狀係由所使用之模穴來界定。模穴大致上具有對應於所欲支柱主體形狀之相反形狀及所欲支柱主體形狀之尺寸。所欲倒角邊緣或圓化邊緣可包括在模穴(倒角邊緣相反形狀或圓化邊緣相反形狀)中，以使得當主體形成時，該倒角邊緣或該圓化邊緣可一體地在該支柱主體中。若至少一通道或複數個結構被包括在支柱主體中，則其相反形狀可包括在模具之對應區中，且當主體形成時，該至少一通道或該複數個結構可在支柱主體中一體地形成。另外，複數個結構或至少一通道可藉由使用紋理化襯墊覆蓋支柱主體模具開口而形成在主體表之一面上(通常是第二表面)。該紋理化襯墊與用以製作支柱主體之溶膠接觸，且在固化程序期間，將紋理化襯墊之紋理壓紋至支柱主體之表面中。紋理化襯墊應具有一形貌，該形貌係所欲支柱主體形貌(亦即該至少一通道或該複數個結構)之相反形貌。
單塊支柱主體可經由連續及不連續程序製作。一種這類程序係溶膠凝膠程序。溶膠凝膠程序揭示於2013年9月13日申請之標題為「VACUUM GLAZING PILLARS FOR INSULATED GLASS UNITS」之待審查的美國申請案第14/025958號及2015年3月3日申請之標題為「GEL COMPOSITIONS AND SINTERED ARTICLES PREPARED THEREFROM」之待審查的美國臨時申請案第62/127569號中，該等申請案以全文引用之方式併入本文。此程序涉及在連續帶上自反應混合物模製凝膠主體、乾燥、脫模、及燒結。此程序可得到具有一些不對稱性的主體。在製造期間與模具接觸的表面側可比與空氣介接的表面更光滑。此外，在乾燥期間樣本可略微翹曲或凹壓(cup)以形成具有凹空氣側及凸模具側的支柱。使用較高固體含量溶膠及較慢乾燥程序導致減小了因乾燥收縮之凹壓。材料及程序參數經最佳化以補償差異收縮以及保持支柱平坦。生產溶膠-凝膠支柱主體之最佳條件可生產離散(discrete)支柱，該等支柱適用於真空絕緣鑲嵌玻璃中而無需進一步改質。
涉及氣溶膠中間物之密緻化的經修改溶膠-凝膠程序已顯示在乾燥程序期間大幅改良保真度並最小化凹壓或失真。
在一可選步驟中，可為所欲的是藉由浸漬程序引入改質添加劑。水溶性鹽可藉由浸漬引入至經煅燒支柱主體之孔中。隨後支柱主體經再次預燒(prefire)。此種選項進一步描述於歐洲專利申請公開案第293,163號中。在大約650攝氏度下煅燒支柱主體，且隨後用以下濃度(呈氧化物之形式報告)之混合硝酸鹽溶液浸透：1.8%之 MgO、Y2O3、Nd2O3及La2O3中之各者。移除過量硝酸鹽溶液且使經浸透的具有開口之支柱主體乾燥，之後在650攝氏度下再次煅燒支柱主體，且在大約1400攝氏度下燒結。煅燒及燒結兩者均使用旋轉管式窯爐(rotary tube kiln)進行。
在一實施例中，一種製作一支柱主體之方法包括(a)提供具有一模穴之模具，其中該模穴具有對應於一倒角周邊邊緣及一圓化周邊邊緣中之至少一者之相反形狀，(b)將反應混合物定位於該模穴內，(c)聚合該反應混合物以形成經定形狀的凝膠主體，該經定形狀的凝膠主體與該模穴接觸，(d)自該模穴移除該經定形狀的凝膠主體，其中該經定形狀的凝膠主體保留與該模穴相同的大小及形狀，(e)藉由移除溶劑介質形成乾燥的經定形狀凝膠主體，(f)加熱該乾燥的經定形狀凝膠主體以形成一燒結主體。該燒結主體具有一形狀，該形狀與包括一倒角周邊邊緣及一圓化周邊邊緣中之至少一者之模穴相同，但其大小可與與收縮之量成比例地減小。反應混合物可如上文所述。模穴之尺寸可經調整以考慮到收縮。
在一些實施例中，支柱主體可為聚合物複合物，包括黏合劑，亦即聚合物黏合劑。該黏合劑可基於熱穩定有機、無機、或混合聚合物。這些材料在暴露至高達350℃之溫度後通常係尺寸上穩定的。較佳地，黏合劑材料具有低導熱率，其可減少自外窗戶窗格向內窗戶窗格之熱傳遞。
熱穩定黏合劑包括但不限於以下中之至少一種：聚醯亞胺、聚醯胺、聚苯、聚苯氧化物、聚芳醯胺(例如，來自Dupont之 KEVLAR產品)、聚碸、多硫化物、聚苯并咪唑、及聚碳酸酯。可使用之一種例示性黏合劑係SABIC Innovative Plastics製造之ULTEM產品(聚醚醯亞胺)。另一例示性黏合劑係醯亞胺延伸之雙馬來亞醯胺諸如BMI-1700，可購自Designer Molecules(San Diego,CA)，其可在低溫下熔融加工且隨後固化以形成交聯聚醯亞胺網狀物。
聚合黏合劑可包括熱穩定無機、矽氧烷、或混合聚合物種。這些材料在暴露至高達350℃之溫度後通常係尺寸上穩定的。作為衍生自有機矽氧烷前驅物之縮合之化學鍵合網狀物的非晶質有機聚矽氧烷網狀物係適當的熱穩定聚合黏合劑之一實例。矽倍半氧烷或聚矽倍半氧烷係衍生自具有與三個橋聯氧原子配位之矽的基本分子單元。因為這個原因，矽倍半氧烷可形成廣泛多種複雜的三維形狀。可使用各種聚矽倍半氧烷，例如聚甲基矽倍半氧烷、聚辛基矽倍半氧烷、聚苯基矽倍半氧烷及聚乙烯基矽倍半氧烷。適當的特定聚矽倍半氧烷包括但不限於來自Hybrid Plastics(Hattiesburg,Mississippi)的丙烯醯聚寡聚矽倍半氧烷(acrylopoly oligomeric silsesquioxane)，型錄編號MA0736；來自Techneglas(Columbus,Ohio)且以商標GR653L、GR654L、及GR650F銷售的聚甲基矽倍半氧烷；來自Techneglas(Columbus,Ohio)且以商標GR950F銷售的聚苯基矽倍半氧烷；及來自Techneglas(Columbus,Ohio)且以商標GR9O8F銷售的聚甲基苯基矽倍半氧烷。
聚合物黏合劑亦可包含其他烷氧基矽烷，諸如四烷氧基矽烷及烷基三烷氧基矽烷，其具有式：(R')x Si--(OR2)y，其中R'可為 烷基、烷芳基、芳烷基、芳基、醇基、聚乙二醇基、或聚醚基、或其組合或混合物；R2可為烷基、乙醯氧基、或甲氧基乙氧基、或其混合物，分別地，x=0至3且y=4至1，其條件係x+y=4。可添加包括單烷氧基矽烷、二烷氧基矽烷、三烷氧基矽烷、及四烷氧基矽烷之一或多種烷氧基矽烷以控制有機矽氧烷網狀物之交聯密度並控制有機矽氧烷網狀物之物理性質，包括可撓性及黏附力之增進。此類烷氧基矽烷之實例包括但不限於四乙氧基矽烷、四甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、及甲基三甲氧基矽烷。此類成分可以約0至50重量百分比之量存在。
聚合物複合物包括奈米粒子。奈米粒子可包括二氧化矽、氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、黏土、金屬、或其他無機材料。奈米粒子之負載通常大於50vol%。
基於奈米粒子填充聚合物之聚合物複合物支柱可藉由將糊膏澆注至模具中來形成，該模穴具有所欲支柱主體之相反形狀及對應尺寸。此類型的模具可稱為負型母版(negative master)。糊膏包含熱可固化或輻射可固化複合物黏合劑調配物及無機奈米粒子。糊膏可隨後使用適當形式的輻射固化，得到固體聚合物複合物支柱主體。當自模穴移除時，支柱主體具有形成其之模穴的相反形狀。複數個結構或至少一通道可藉由在模具對應於支柱主體之第一表面或第二表面之表面內包括該複數個結構或至少一通道之相反形狀來包括在該主體內。
在一些實施例中，主體可在該主體之至少一部分上進一步包括一功能性層。功能性層或塗層可以層或包封塗層之形式圍繞支 柱主體添加。功能性塗層已揭示於2013年9月13日申請之標題為「VACUUM GLAZING PILLARS FOR INSULATED GLASS UNITS」之待審查的美國申請案第14/025958號中，該申請案已以全文引用之方式併入本文。功能性層可包括一包含熱穩定聚合物之順應層、一包含無機奈米粒子之順應層、一鐵磁性層、一導電層、一靜電耗散層及一黏著劑中之至少一者；且可選地，其中該黏著劑包含一犧牲材料。
順應平面化層係功能性層之一個實例，其可以層或包封塗層之形式圍繞支柱主體(例如燒結陶瓷支柱主體)塗佈，且係用於使主支柱主體表面中之一者或兩者平坦化及光滑化的熱穩定交聯奈米複合物。平面化層可亦允許支柱在製造絕緣玻璃單元期間的輕微壓縮，且因此在抽空以減小壓力或其他環境影響之後，減小玻璃裂紋成形或傳播之可能性。平面化層包含有機、無機、或混合聚合黏合劑及可選的無機奈米粒子填料。
聚合黏合劑可包括熱穩定有機聚合物種。這些材料在暴露至高達350℃之溫度後通常係尺寸上穩定的。較佳地，黏合劑材料具有低導熱率，其可減少自外窗戶窗格向內窗戶窗格之熱傳遞。熱穩定有機聚合組分可選自先前所述之熱穩定黏合劑，熱穩定無機、矽氧烷、或混合聚合物種。
複合物支柱之平面化程序可藉由在支柱主體處於兩個平坦表面之間時，熱固化或輻射固化支柱主體之一個或兩個主表面上之 平面化材料來進行。組成物可與複合物支柱之組成物相同。平面化層可具有黏著劑或潤滑劑特徵。
順應黏著層包含熱敏感或輻射敏感矽倍半氧烷、光起始劑、及奈米粒子填料。材料可經光化學交聯，且隨後加熱以起始矽倍半氧烷之矽醇基之縮合，形成永久熱穩定材料。除了提供支柱與玻璃窗格中之一者之間的黏附力，黏著層可用於設置最終支柱高度並限定(最小化)支柱高度變化。
定向層係支柱主體仍處於模具中時施加至其的材料。定向可在模具側或空氣側上。空氣側係當支柱處於模具中時的暴露表面。定向層之功能係在將支柱置放於一表面上時在物理上或化學上區分模具側及空氣側。定向層可為導電或靜電耗散定向層、鐵磁性定向層、離子定向層、疏水性定向層、或親水性定向層。
玻璃料玻璃(frit glass)塗層係係犧牲黏合劑中之低熔玻璃微粒子分散液，該犧牲黏合劑係均勻施加至支柱主體外部。在真空絕緣玻璃單元組裝程序期間，犧牲黏合劑經熱分解並且玻璃料玻璃流動以形成黏合至玻璃窗格中之一者或兩者之黏著劑。犧牲聚合物諸如，例如，硝化纖維素、乙基纖維素、聚碳酸伸烷基酯、[甲基]丙烯酸酯、及聚降莰烯可用作黏合劑。
低COF層可為增進支柱主體與平坦表面(例如，真空絕緣玻璃單元中內玻璃表面中之一者)之間的滑動的熱穩定材料。該層可包含氟矽烷之單層、氟化奈米粒子填充聚醯亞胺(例如Corin XLS(NeXolve(Huntsville,AL))、低表面能聚合物(例如，PVDF或 PTFE)之薄塗層、類金剛石碳(DLC)層、或包含石墨之層狀層、或其他熱穩定潤滑劑材料。
在另一實施例中，本揭露包括具有支柱之真空絕緣玻璃單元，其包含：一第一玻璃窗格；一第二玻璃窗格，其與該第一玻璃窗格相對且實質上共同延伸；一邊緣密封件，其介於該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間，在該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間具有一實質上真空間隙；及複數個根據先前所述支柱實施例中之任一實施例的支柱，其設置於該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間。支柱在IGU中之使用係所屬領域中已知的，且本揭露之支柱可使用習知技術納入IGU中。真空絕緣玻璃單元1100顯示於圖12A及圖12B中。單元1100包括由一真空間隙分離之兩個玻璃窗格1111及1112。間隙中之支柱1114維持玻璃窗格1111及1112之分離，該等窗格藉由一邊緣密封件1113氣密地密封在一起，該邊緣密封件可為低熔點玻璃料。
本揭露之優選擇實施例(select embodiments)包括但不限於下列：在第一實施例中，本揭露提供一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其包含：一主體，其包含：一第一表面及一相對第二表面；至少一側壁；以及一第一周邊邊緣，其鄰接該第一表面及該至少一側壁；其中該第一周邊邊緣之至少一部分係一倒角周邊邊緣；其中平行於該 第一表面之該主體最大尺寸係介於約10微米與約2000微米之間；且其中該主體包含一連續無機材料。
在第二實施例中，本揭露提供一種如第一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中介於該等至少一側壁與第一表面之間的一第一拔模角係介於約90度與約135度之間。
在第三實施例中，本揭露提供一種如第一或第二實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中介於該等至少一側壁與第一表面之間的該第一拔模角係介於約90度與110度之間。
在第四實施例中，本揭露提供一種如第一至第三實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該支柱之高度係自約10微米至約2000微米。
在第五實施例中，本揭露提供一種如第一至第四實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該支柱之壓縮強度係介於約400MPa與約50GPa之間。
在第六實施例中，本揭露提供一種如第一至第五實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該連續無機材料包含燒結陶瓷、玻璃料(glass frit)、玻璃珠或玻璃泡、金屬、及其組合。
在第七實施例中，本揭露提供一種如第六實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該燒結陶瓷包含氧化鋯、氧化鋁、二氧化矽、碳化矽及氮化矽中之至少一者。
在第八實施例中，本揭露提供一種如第六或第七實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該燒結陶瓷包含氧化鋯。
在第九實施例中，本揭露提供一種如第一至第八實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該至少一側壁包括介於3個與30個之間之側壁。
在第十實施例中，本揭露提供一種如第一至第九實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該至少一側壁包括介於3個與12個之間之側壁。
在第十一實施例中，本揭露提供一種如第一至第十實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該整個第一周邊邊緣係一倒角周邊邊緣。
在第十二實施例中，本揭露提供一種如第一至第十一實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體進一步包含該主體之至少一部分上之一功能性層。
在第十三實施例中，本揭露提供一種如第十二實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該功能性層包含：一包含熱穩定聚合物之順應層、一包含無機奈米粒子之順應層、一鐵磁性層、一導電層、一靜電耗散層及一黏著劑中之至少一種；且可選地，其中該黏著劑包含一犧牲材料。
在第十四實施例中，本揭露提供一種如第一至第十三實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體進一步包含： 一第二周邊邊緣，其鄰接該第二表面及該至少一側壁；且其中該第二周邊邊緣之至少一部分係圓化周邊邊緣及倒角周邊邊緣中之至少一者。
在第十五實施例中，本揭露提供一種如第十四實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該整個第二周邊邊緣係圓化周邊邊緣及倒角周邊邊緣中之至少一者。
在第十六實施例中，本揭露提供一種如第一至第十五實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體係一精確形狀主體。
在第十七實施例中，本揭露提供一種如第一至第十六實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該等第一表面及第二表面中之至少一者包括複數個結構或至少一第一通道中之至少一者，該至少一第一通道具有第一端部及第二端部以及近接該等第一表面及第二表面中之至少一者的一第一通道開口。
在第十八實施例中，本揭露提供一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其包含：一主體，其包含：一第一表面及一相對第二表面；複數個側壁；以及一第一周邊邊緣，其鄰接該第一表面及該複數個側壁；其中該第一周邊之至少一部分係一圓化周邊邊緣；其中該複數個側壁包括介於3個與30個之間之側壁；其中平行於該第一表面之該主 體最大尺寸係介於約10微米與約2000微米之間；且其中該主體包含一連續無機材料。
在第十九實施例中，本揭露提供一種如第十八實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中各側壁具有介於該側壁與該第一表面之間的一第一拔模角，且各拔模角係介於約90度與135度之間。
在第二十實施例中，本揭露提供一種如第十九實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中介於各側壁與該第一表面之間的該第一拔模角係介於約90度與110度之間。
在第二十一實施例中，本揭露提供一種如第十八至第二十實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該支柱之高度係自約10微米至約2000微米。
在第二十二實施例中，本揭露提供一種如第十八至第二十一實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該支柱之壓縮強度係介於約400MPa與約50GPa之間。
在第二十三實施例中，本揭露提供一種如第十八至第二十二實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該連續無機基質(matrix)包含燒結陶瓷、玻璃料、玻璃珠或玻璃泡、金屬、及其組合。
在第二十四實施例中，本揭露提供一種如第二十三實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該燒結陶瓷包含氧化鋯、氧化鋁、二氧化矽、碳化矽及氮化矽中之至少一者。
在第二十五實施例中，本揭露提供一種如第二十三或第二十四實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該燒結陶瓷包含氧化鋯。
在第二十六實施例中，本揭露提供一種如第十八至第二十五實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該整個第一周邊邊緣係圓化周邊邊緣。
在第二十七實施例中，本揭露提供一種如第十八至第二十六實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體進一步包含該主體之至少一部分上之一功能性層。
在第二十八實施例中，本揭露提供一種如第二十七實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該功能性層包含：一包含熱穩定聚合物之順應層、一包含無機奈米粒子之順應層、一鐵磁性層、一導電層、一靜電耗散層及一黏著劑中之至少一者；且可選地，其中該黏著劑包含一犧牲材料。
在第二十九實施例中，本揭露提供一種如第十八至第二十八實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該複數個側壁包括介於三個與十二個之間之側壁。
在第三十實施例中，本揭露提供一種如第十八至第二十九實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體進一步包含： 一第二周邊邊緣，其鄰接該第二表面及該複數個側壁；且其中該第二周邊邊緣之至少一部分係圓化周邊邊緣及倒角周邊邊緣中之至少一者。
在第三十一實施例中，本揭露提供一種如第三十實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該整個第二周邊邊緣係圓化周邊邊緣及倒角周邊邊緣中之至少一者。
在第三十二實施例中，本揭露提供一種如第十八至第三十一實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體係一精確形狀主體。
在第三十三實施例中，本揭露提供一種如第十八至第三十二實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該等第一表面及第二表面中之至少一者包括複數個結構或至少一第一通道中之至少一者，該至少一第一通道具有第一端部及第二端部以及近接該等第一表面及第二表面中之至少一者的一第一通道開口。
在第三十四實施例中，本揭露提供一種如第一至第三十三實施例中任一實施例之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該支柱之形狀係圓柱形、橢圓柱形、多邊形稜柱、角錐體、截頭角錐體、立方形、圓錐形、截頭圓錐形、環狀及螺旋形中之一種。
在第三十五實施例中，本揭露提供一種具有支柱之真空絕緣玻璃單元，其包含：一第一玻璃窗格；一第二玻璃窗格，其與該第一玻璃窗格相對且實質上共同延伸； 一邊緣密封件，其介於該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間，在該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間具有一實質上真空間隙；以及如第一至第三十四實施例中之任一實施例的複數個支柱，其設置於該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間。
實例
真空鑲嵌玻璃支柱物品係藉由使用溶膠澆注及模製方法利用有機燃盡及燒結程序來製備。所得構造提供具有減小之表面面積的支柱，如以下實例中所述。
這些實例僅用於闡釋之目的，並非意圖限制隨附申請專利範圍之範疇。實例及說明書其餘部分中之所有份數、百分比、比率等皆依重量計，除非另有說明。所使用的溶劑及其他試劑係得自Sigma-Aldrich Chemical Company,St.Louis,Missouri，除非另有說明。
材料：
溶膠批次製備程序
製備ZrO2(88mol%)/Y2O3(12mol%)溶膠。
溶膠組成物係以莫耳百分比無機氧化物之形式報告。以下熱液反應器係用於製備溶膠。熱液反應器係由15公尺之不銹鋼編結光滑軟管(內直徑0.64cm，壁厚0.17cm；以商標名稱「DUPONT T62 CHEMFLUOR PTFE」得自Saint-Gobain Performance Plastics,Beaverton,MI)製成。將此管浸沒於加熱至所欲溫度之花生油浴中。繼該反應器管，將額外3公尺之不銹鋼編結光滑軟管(「DUPONT T62 CHEMFLUOR PTFE」；0.64cm I.D.，0.17cm厚壁)加3公尺之0.64cm不銹鋼管(直徑0.64cm且壁厚0.089cm)之線圈浸沒於冰水浴中以冷卻材料，且使用反壓調節器閥維持3.45MPa出口壓力。
前驅物溶液係藉由將乙酸鋯溶液(6,200公克)與DI水(2074.26公克)組合來製備。在攪拌的同時添加乙酸釔(992.62公 克)直至完全溶解。以重量分析法(120℃/hr.強制空氣烘箱(forced air oven))所量測之所得溶液之固體含量係22.30wt.%。添加D.I.水(2,289公克)以將最終濃度調整至19wt.%。以11.48ml/min.之速率泵送所得溶液通過熱液反應器。溫度係225℃且平均滯留時間係42分鐘。獲得清透且穩定的氧化鋯溶膠。
溶膠濃縮
所得溶膠經由超濾濃縮(35-45wt.%固體)且使用膜筒(以商標名稱「M21S-100-01P」得自Spectrum Laboratories Inc.,Rancho Dominguez,CA)進一步透濾(diafiltered)。最終溶膠組成係34.68wt.%氧化物及3.70wt.%乙酸。
聚合物工具製備程序
製造/提供具有所欲支柱形狀之母版工具。聚丙烯工具係產生自母版工具，將0.0625吋厚(0.159cm)聚丙烯片材(可購自McMaster Carr,Elmhurst,IL,USA)置於母版工具頂部上，且在340℉(171℃)及2000psi下使用PHI手壓機(PHI manual press)(型號PW-220H，可購自PHI,City of Industry,CA,USA)壓紋2分鐘。釋放壓力且將溫度降低至75℃(24℃)並且將聚丙烯聚合物工具與母版工具分離。
聚矽氧工具係藉由將聚矽氧樹脂直接澆注至母版工具上且使其固化而產生自母版工具。固化之後，將聚矽氧聚合物模具剝離母版工具。
實例1-一側有倒角結構之微模製圓柱形支柱 製備ZrO2(97.7mol%)/Y2O3(2.3mol%)溶膠
以類似於上述溶膠批次製備程序之方式製備並加工前驅物溶液，惟溶膠組成物係ZrO2(97.7mol%)/Y2O3(2.3mol%)溶膠。
溶膠濃縮
在經由超濾、透濾及蒸餾中之一或多者之後，溶膠組成係40.32wt.%氧化物及4.00wt.%乙酸。
製備澆注溶膠
將上文溶膠(599.98公克)、MEEAA(8.66公克)、及二乙二醇單乙基醚(129.34公克)加入至1000ml RB燒瓶中。樣本重量經由旋轉蒸發而減小，得到濃縮溶膠(392.94公克，61.57wt.%氧化物)。將濃縮溶膠(299.59公克)裝填至瓶中且與二乙二醇單乙基醚(12.75公克)、丙烯酸(20.10公克)、及乙氧基化季戊四醇三丙烯酸酯(SR454)(34.90公克)組合。將IRGACURE 819(1.62公克)溶解於乙醇(77.82公克)中且加入至溶膠。使溶膠通過1微米過濾器。
溶膠澆注
將溶膠(97.7mol% ZrO2/2.3mol% Y2O3)澆注至聚丙烯圓柱形片材模具中。該模具含有一圓柱形結構，該圓柱形結構的尺寸係約1000微米寬(across)乘400微米深。用雙面膠將工具黏附至4"×6"(10.16×15cm)玻璃板。使用吸量管將溶膠溢塗(flood coat)至工具上。隨後將結構化聚丙烯膜(具有約40微米深及7微米寬之線性凹槽重複結構)以結構化側向下小心地置於經填充工具上以防止顯著的孔洞形成。隨後將4"×6"(10.16×15cm)玻璃板置於聚丙烯結構化膜之頂部上，藉由手施加壓力以移除過量溶膠並將構造夾在一起。使用380至401nm LED光源(CF2000 rev.3.0，可購自Clearstone Technologies Hopkins,MN,USA)以100%功率將溶膠固化2分鐘。將經固化結構化圓柱體自工具移除。此係藉由移除玻璃蓋板及結構化聚丙烯膜並緊接著向工具後部以45%波幅施加音波棒(sonic wand)。使具有自結構化膜賦予之結構的支柱自工具釋放並掉落至耐龍網篩上。這使得該等結構化圓柱體所有側面相等地乾燥。隨後將經乾燥結構化圓柱形乾凝膠如下燃盡/預燒結：
有機燃盡及燒結程序
將支柱放置於氧化鋁坩堝中，隨後根據以下計劃在空氣中燃燒：1-以60℃/hr速率自20℃加熱至500℃，2-以120℃/hr速率自500℃加熱至1320℃， 3-保持在1320°歷時2小時，4-以600℃/hr的速率自1320℃冷卻至20℃，生產出圖13中所示之圓柱形支柱，該圓柱形支柱的表面上具有複數個結構之，該等結構包括一倒角周邊邊緣。
使用Ansys軟體(可購自Ansys,Inc.,Cecil Township PA)進行熱建模及機械建模。計算此支柱之熱阻並發現其比具有光滑頂部及底部表面之圓柱形支柱之熱阻大18.8%。更多細節參見表1。
實例2-斜面圓柱形支柱之經微模製微結構紋理化表面
溶膠製備程序係與實例1相同。
溶膠澆注
將溶膠(97.7mol% ZrO2/2.3mol% Y2O3)澆注至經電漿處理(在500瓦特下800sccm O2，歷時60秒，隨後在1500瓦特下800sccm O2+40sccm，六甲基二矽氧歷時90秒)之SILTASTIC M聚矽氧片材模具中，該片材模具包含斜面圓柱形孔。用雙面膠將該模具黏附至12"×12"(30.5×30.5cm)金屬板。使用吸量管將溶膠溢塗(flood coat)至工具上。隨後將PET膜小心置於經填充工具上方以防止顯著的孔洞形成。隨後將12"×12"(30.5×30.5cm)玻璃板置於PET之頂部，藉由手施加壓力以移除過量溶膠並將構造夾在一起。使用380至401nm LED光源(CF2000 rev.3.0，可購自Clearstone Technologies Hopkins,MN,USA)以100%功率將溶膠固化2分鐘。經固化部分係藉由移除夾具、頂部玻璃板及PET膜並彎曲工具來自工具移除。使該等部分掉落至耐龍網篩上。這使該等微結構化斜面圓柱形支柱在室溫下所有側面相等地乾燥，乾燥歷時16小時。隨後將經乾燥微結構化斜面圓柱形乾凝膠如下燃盡及燒結：
有機燃盡及燒結程序
將支柱放置於氧化鋁坩堝中，隨後根據以下計劃在空氣中燃燒： 1-以60℃/hr速率自20℃加熱至500℃，2-以120℃/hr速率自500℃加熱至1320℃，3-保持在1320°歷時2小時，4-以600℃/hr的速率自1320℃冷卻至20℃，生產出圖14中所示之斜面圓柱形支柱，該斜面圓柱形支柱具有微結構化紋理。
實例3-微模製結構化螺旋形支柱
溶膠製備程序係與實例1相同。
溶膠澆注
將溶膠(97.7mol% ZrO22.3mol% YO3)澆注至聚矽氧片材模具(V-330，可購自Freeman Casting,Avon,OH,USA)，該聚矽氧片材模具含有尺寸約1200微米寬乘300微米深之結構化的螺旋形結構。用雙面膠將該模具黏附至2"×3"(5×7.5cm)玻璃板。使用吸量管將溶膠溢塗(flood coat)至工具上。隨後將PET膜小心置於經填充工具上方以防止顯著的孔洞形成。隨後將2"×3"(5×7.5cm)玻璃板置於PET之頂部，藉由手施加壓力以移除過量溶膠並將構造夾在一起。使用380至401nm LED光源(CF2000 rev.3.0，可購自Clearstone Technologies Hopkins,MN,USA)以100%功率將溶膠固化2分鐘。經固化部分係藉由移除夾具、頂部玻璃板及PET膜並彎曲工具來自工具移除。使該等部分掉落至耐龍網篩上。這使該等螺旋形且經定形狀 之支柱在室溫下所有側面相等地乾燥，乾燥歷時16小時。隨後將經乾燥螺旋形且經定形之乾凝膠如下燃盡及燒結：
有機燃盡及燒結程序
將支柱放置於氧化鋁坩堝中，隨後根據以下計劃在空氣中燃燒：1-以60℃/hr速率自20℃加熱至500℃，2-以120℃/hr速率自500℃加熱至1320℃，3-保持在1320°歷時2小時，4-以600℃/hr的速率自1320℃冷卻至20℃，生產出圖15中所示之結構化螺旋形支柱。
100‧‧‧支柱
101‧‧‧主體
110a‧‧‧第一表面
110b‧‧‧第二表面
120‧‧‧側壁
130‧‧‧第一周邊邊緣
P1‧‧‧第一區；拐點區
P2‧‧‧第二區；拐點區
α1‧‧‧第一拔模角
α2‧‧‧第二拔模角
β1‧‧‧內角/角
Hc‧‧‧倒角高度
Ld‧‧‧尺寸
Hp‧‧‧支柱高度

Claims (34)

  1. 一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其包含：一主體，其包含：一第一表面及一相對第二表面；至少一側壁；以及一第一周邊邊緣，其鄰接該第一表面及該至少一側壁；其中該第一周邊邊緣之至少一部分係一倒角周邊邊緣；其中平行於該第一表面之該主體最大尺寸係介於約10微米與約2000微米之間；且其中該主體包含一連續無機材料。
  2. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中介於該等至少一側壁與第一表面之間的一第一拔模角(draft angle)係介於約90度與約135度之間。
  3. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中介於該等至少一側壁與第一表面之間的該第一拔模角係介於約90度與110度之間。
  4. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該支柱之高度係自約10微米至約2000微米。
  5. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該支柱之壓縮強度係介於約400MPa與約50GPa之間。
  6. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該連續無機材料包含燒結陶瓷、玻璃料(glass frit)、玻璃珠或玻璃泡、金屬、及其組合。
  7. 如請求項6之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該燒結陶瓷包含 氧化鋯、氧化鋁、二氧化矽、碳化矽及氮化矽中之至少一者。
  8. 如請求項6之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該燒結陶瓷包含氧化鋯。
  9. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該至少一側壁包括介於3個與30個之間之側壁。
  10. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該至少一側壁包括介於3個與12個之間之側壁。
  11. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該整個第一周邊邊緣係倒角周邊邊緣。
  12. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體進一步包含該主體之至少一部分上之一功能性層。
  13. 如請求項12之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該功能性層包含：一包含熱穩定聚合物之順應層、一包含無機奈米粒子之順應層、一鐵磁性層、一導電層、一靜電耗散層(statically dissipative layer)及一黏著劑中之至少一者；且可選地，其中該黏著劑包含一犧牲材料。
  14. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體進一步包含：一第二周邊邊緣，其鄰接該第二表面及該至少一側壁；且其中該第二周邊邊緣之至少一部分係經圓化及經倒角中之至少一者。
  15. 如請求項14之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該整個第二周邊邊緣係圓化周邊邊緣及倒角周邊邊緣中之至少一者。
  16. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體係一精確形狀主體。
  17. 如請求項1之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該等第一表面及第二表面中之至少一者包括複數個結構或至少一第一通道中之至少一者，該至少一第一通道具有第一端部及第二端部以及近接該等第一表面及第二表面中之至少一者的一第一通道開口。
  18. 一種用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其包含：一主體，其包含：一第一表面及一相對第二表面；複數個側壁；以及一第一周邊邊緣，其鄰接該第一表面及該複數個側壁；其中該第一周邊之至少一部分係一圓化周邊邊緣；其中該複數個側壁包括介於3個與30個之間之側壁；其中平行於該第一表面之該主體最大尺寸係介於約10微米與約2000微米之間；且其中該主體包含一連續無機材料。
  19. 如請求項18之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中各側壁具有介於該側壁與該第一表面之間的一第一拔模角，且各拔模角係介於約90度與135度之間。
  20. 如請求項19之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中介於各側壁與該第一表面之間的該第一拔模角係介於約90度與110度之間。
  21. 如請求項18之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該支柱之高度係自約10微米至約2000微米。
  22. 如請求項18之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該支柱之壓縮強度係介於約400MPa與約50GPa之間。
  23. 如請求項18之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該連續無機材料包含燒結陶瓷、玻璃料、玻璃珠或玻璃泡、金屬、及其組合。
  24. 如請求項23之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該燒結陶瓷包含氧化鋯、氧化鋁、二氧化矽、碳化矽及氮化矽中之至少一者。
  25. 如請求項23之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該燒結陶瓷包含氧化鋯。
  26. 如請求項18之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該整個第一周邊邊緣係圓化周邊邊緣。
  27. 如請求項18之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體進一步包含該主體之至少一部分上之一功能性層。
  28. 如請求項27之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該功能性層包含：一包含熱穩定聚合物之順應層、一包含無機奈米粒子之順應層、一鐵磁性層、一導電層、一靜電耗散層及一黏著劑中之至少一者；且可選地，其中該黏著劑包含一犧牲材料。
  29. 如請求項18之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該複數個側壁包括介於三個與十二個之間之側壁。
  30. 如請求項18之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體進一步包含：一第二周邊邊緣，其鄰接該第二表面及該複數個側壁；且其中該第二周邊邊緣之至少一部分係圓化周邊邊緣及倒角周邊邊緣中之至 少一者。
  31. 如請求項30之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該整個第二周邊邊緣係圓化周邊邊緣及倒角周邊邊緣中之至少一者。
  32. 如請求項18之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該主體係一精確形狀主體。
  33. 如請求項18之用於一真空絕緣玻璃單元之支柱，其中該等第一表面及第二表面中之至少一者包括複數個結構或至少一第一通道中之至少一者，該至少一第一通道具有第一端部及第二端部以及近接該等第一表面及第二表面中之至少一者的一第一通道開口。
  34. 一種具有支柱之真空絕緣玻璃單元，其包含：一第一玻璃窗格；一第二玻璃窗格，其與該第一玻璃窗格相對且實質上共同延伸；一邊緣密封件，其介於該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間，在該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間具有一實質上真空間隙；以及複數個如請求項1至33中任一項的支柱，該複數個支柱設置於該等第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間。
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