TW202039248A

TW202039248A - 層疊式真空絕緣鑲嵌玻璃總成

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Publication number: TW202039248A
Application number: TW108145785A
Authority: TW
Inventors: 朱利安尚非爾斯; 特瑞德愛伯得瑞賽克班
Original assignee: 比利時商Ａｇｃ歐洲玻璃公司; 日商Ａｇｃ股份有限公司; 美商Ａｇｃ北美平面玻璃公司; 巴西商Ａｇｃ巴西玻璃股份有限公司
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-11-01
Also published as: EA202191425A1; EP3894649A1; WO2020120440A1; CN113195861A; US20220333433A1; CA3120163A1

Abstract

本發明係關於一種層疊式真空絕緣總成(10)，其沿著由一縱向軸線X及一垂直軸線Z界定之一平面P延伸且包括： i. 一第一玻璃窗格(1)及一第二玻璃窗格(2)，該第一玻璃窗格(1)具有一厚度Z1且具有一內窗格面(11)及一外窗格面(12)，該第二玻璃窗格(2)具有一厚度Z2且具有一內窗格面(21)及一外窗格面(22)；其中該等厚度係在法向於該平面P之方向上量測的； ii. 一組離散間隔件(3)，其定位於該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間，從而維持該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間的一距離； iii. 一氣密式接合密封件(4)，其在該第一玻璃窗格及該第二玻璃窗格之一周界上密封該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間的該距離； iv. 一內部體積V，其由該第一玻璃窗格及該第二玻璃窗格以及該組離散間隔件界定且由該氣密式接合密封件封閉，且其中存在小於0.1毫巴之壓力之一絕對真空；且其中該內窗格面面對該內部體積V。該第一玻璃窗格(1)之該外窗格面(12)藉由m個聚合物夾層(6)層疊至m個玻璃薄片(5)以形成一層疊式總成；及/或該第二玻璃窗格(2)之該外窗格面(22)藉由n個聚合物夾層(6)層疊至n個玻璃薄片(5)以形成一層疊式總成；其中該玻璃薄片具有在法向於窗格P之方向上量測之一薄片厚度Zs，且其中m係大於或等於0之一正整數(m ≥ 0)，n係大於或等於0之一正整數(n ≥ 0)且整數m與整數n之總和大於或等於1 (m + n ≥ 1)。該層疊式真空絕緣總成經組態使得該等薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或低於一最大厚度值

，其中依據以下方程式A來計算以mm為單位而表達之Zmax： Zmax = 5.78 – 3.4 Ra – 0.57 (Ra – 1.68)² + 1.1 (Z1 + Z2) – 0.26 [(Z1+Z2)-12] [Ra-1.68] (方程式A) 其中Ra係該第一玻璃窗格之該厚度對該第二玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z1/Z2與該第二玻璃窗格之該厚度對該第一玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z2/Z1之間的最大值。

Description

層疊式真空絕緣鑲嵌玻璃總成

本發明係關於一種真空絕緣鑲嵌玻璃單元，其中玻璃窗格中之一或多者尤其出於安全、保安及/或聲學原因而進一步層疊。

真空絕緣鑲嵌玻璃單元由於其高效能熱絕緣而受推薦。一真空絕緣鑲嵌玻璃單元通常由至少兩個玻璃窗格構成，該至少兩個玻璃窗格藉由已在其中產生一真空之一內部空間經分隔。一般而言，為了達成一高效能熱絕緣(傳熱係數U係U＜1.2 W/m² K)，鑲嵌玻璃單元內側之絕對壓力通常係0.1毫巴或小於0.1毫巴，且一般而言，兩個玻璃窗格中之至少一者覆蓋有一低發射率層。為在鑲嵌玻璃單元內側獲得此一壓力，將一氣密式接合密封件放置於兩個玻璃窗格之周邊上且藉助於一泵在鑲嵌玻璃單元內側產生真空。為阻止鑲嵌玻璃單元在大氣壓力下塌陷(歸因於鑲嵌玻璃單元之內部與外部之間的壓力差)，將離散間隔件放置於兩個玻璃窗格之間。

真空絕緣鑲嵌玻璃單元仔細地經定尺寸以抵抗不同外部負載。將在具體地將真空絕緣鑲嵌玻璃單元定尺寸時考量之一主要負載係由外部環境與內部環境之間的一溫度差引起之負載。因此，藉由控制熱致應力之位準而維持其機械效能係關鍵的。實際上，面對內部環境之玻璃窗格承受與內部環境之溫度類似之一溫度且面對外部環境之玻璃窗格承受與外部環境之溫度類似之一溫度。在最嚴格天氣條件中，內部溫度與外部溫度之間的差可達到40℃及40℃以上。內部環境與外部環境之間的溫度差可導致玻璃窗格內側之應力，且在某些嚴重情形中，其可導致真空絕緣鑲嵌玻璃破裂。

對於安全及保安應用，除機械效能之外，真空絕緣鑲嵌玻璃單元滿足如在歐洲標準規範EN12600中註冊之安全要求亦係有必要的。歐洲標準規範EN356涉及保安鑲嵌玻璃，該保安鑲嵌玻璃經設計以藉由在一短時間週期內延遲物件及/或人進入一受保護空間而抵抗力之作用。使用層疊式玻璃來獲得此安全及保安效能係此項技術中眾所周知的：藉由一耐久塑膠夾層將兩個或兩個以上玻璃窗格接合在一起，此使得玻璃能夠強力地抵抗撞擊物件之穿透。然而，若玻璃破碎，則其將趨向於留在其框架中，從而最小化來自鋒利邊緣以及飛揚或掉落玻璃顆粒之傷害之風險。因此，層疊式玻璃通常用於如下之應用：防爆、防盜、玻璃地板或樓梯中之防彈、防止破碎玻璃自建築立面掉落、抗震、…

EP 1 544 180揭示一種真空絕緣鑲嵌玻璃單元，其中玻璃窗格中之一者具有經由一黏合層接合至一板形部件之一外表面以最小化所反射影像之失真同時維持一低傳熱係數。WO97/24294揭示一種用以在藉由在外部上添加一塗佈膜或藉由結霜於外部表面上而屏蔽視線之同時維持高熱絕緣性質的真空絕緣鑲嵌玻璃單元。

然而，現有技術未解決藉由控制真空絕緣鑲嵌玻璃單元之所引起熱應力之位準而維持機械效能之技術問題，該等真空絕緣鑲嵌玻璃單元已進一步經層疊，特定而言以提供安全、保安及/或聲學效能之額外益處。

本發明係關於一種層疊式真空絕緣總成，該層疊式真空絕緣總成沿著由一縱向軸線X及一垂直軸線Z界定之一平面P延伸，且包括： i. 一第一玻璃窗格及一第二玻璃窗格，該第一玻璃窗格具有一厚度Z1且具有一內窗格面及一外窗格面，該第二玻璃窗格具有一厚度Z2且具有一內窗格面及一外窗格面；其中該等厚度係在法向於該平面P之方向上量測的； ii. 一組離散間隔件，其定位於該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間，從而維持該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間的一距離； iii. 一氣密式接合密封件，其在該第一玻璃窗格及該第二玻璃窗格之一周界上密封該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間的該距離； iv. 一內部體積V，其由該第一玻璃窗格及該第二玻璃窗格以及該組離散間隔件界定且由該氣密式接合密封件封閉，且其中存在小於0.1毫巴之壓力之一絕對真空；且其中該內窗格面面對該內部體積V；其中該第一玻璃窗格之該外窗格面藉由m個聚合物夾層層疊至m個玻璃薄片以形成一層疊式總成；及/或該第二玻璃窗格之該外窗格面藉由n個聚合物夾層層疊至n個玻璃薄片以形成一層疊式總成；其中該玻璃薄片具有在法向於窗格P之方向上量測之一薄片厚度Zs，且其中m係大於或等於0之一正整數(m ≥ 0)，n係大於或等於0之一正整數(n ≥ 0)且整數m與整數n之總和大於或等於1 (m + n ≥ 1)。在一較佳實施例中，本發明係關於一種層疊式真空絕緣總成，其中m + n等於2，較佳地等於1及/或其中m等於0。

在該層疊式真空絕緣總成內，該等薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或低於一最大厚度值Zmax， (

≤ Zmax)，其中依據以下方程式A來計算以mm為單位而表達之Zmax： Zmax = 5.78 – 3.4 Ra – 0.57 (Ra – 1.68)² + 1.1 (Z1 + Z2) – 0.26 [(Z1+Z2)-12] [Ra-1.68] (方程式A) 其中Ra係該第一玻璃窗格之該厚度對該第二玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z1/Z2與該第二玻璃窗格之該厚度對該第一玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z2/Z1之間的最大值。

在一較佳實施例中，本發明係關於一種層疊式真空絕緣總成，其中該等薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或低於一最佳厚度值Zopt之125% (

≤ 1.25 Zopt)；較佳地等於或低於該最佳厚度值Zopt (

≤ Zopt)，其中依據以下方程式B來計算以mm為單位而表達之Zopt： Zopt = 2.54 – 1.42 Ra – 0.625 (Ra – 1.68)² + 0.73 (Z1 + Z2) – 0.12 [(Z1+Z2)-12] [Ra-1.68] (方程式B) 較佳地，該等薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或大於2 mm，更佳地等於或大於3 mm。在一額外較佳實施例中，本發明之層疊式VIG仔細地經定尺寸，使得該等薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或大於該最佳厚度值Zopt之40%：

≥ 0.4 Zopt；且較佳地等於或大於該最佳厚度值Zopt之80%：

≥ 0.8 Zopt。

層疊式真空絕緣鑲嵌玻璃將更佳地經組態使得該等薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根介於該最佳厚度值Zopt之80%與125%之間：0.8 Zopt ≤

≤ 1.25 Zopt。

在本發明之層疊式真空絕緣總成內，該第一玻璃窗格之厚度Z1可大於該第二玻璃窗格之厚度Z2，較佳地具有等於或大於1.10之一厚度比率Z1/Z2 (Z1/Z2 ≥ 1.10)，較佳地等於或大於1.30 (Z1/Z2 ≥ 1.30)，更佳地等於或大於1.55 (Z1/Z2 ≥ 1.10)，更佳地介於1.60與6.00之間(1.60 ≤ Z1/Z2 ≤ 6.00)，甚至更佳地介於2.00與4.00之間(2.00 ≤ Z1/Z2 ≤ 4.00)。

在一較佳實施例中，本發明係關於一種層疊式真空絕緣總成，其中第一玻璃窗格具有一線性熱膨脹係數CTE1，且第二玻璃窗格具有一線性熱膨脹係數CTE2，且其中CTE1與CTE2之間的絕對差係至多1.2 10^-6 /℃ (│CTE1-CTE2│ ≤ 1.2 10^-6 /℃)，較佳地係至多0.8 10^-6 /℃ (│CTE1-CTE2│≤ 0.8 10^-6 /℃)，更佳地係至多0.4 10^-6 /℃ (│CTE1-CTE2│≤ 0.4 10^-6 /℃)。

本發明之層疊式真空絕緣總成較佳地具有沿著垂直軸線Z量測之一長度L；等於或大於500 mm (L ≥ 500 mm)，較佳地等於或大於800 mm (L ≥ 800 mm)，更佳地等於或大於1200 mm (L ≥ 1200 mm)。通常，層疊式真空絕緣總成具有沿著縱向軸線X量測之一寬度W；等於或大於300 mm (W ≥ 300 mm)，較佳地等於或大於400 mm (W ≥ 400 mm)，更佳地等於或大於500 mm (W ≥ 500 mm)。

依據結合以實例方式圖解說明所闡述實施例之原理之附圖進行之以下詳細說明將明瞭實施例之其他態樣及優點。

本發明之一目標係提供一種層疊式真空絕緣總成，其展現高效能熱絕緣，至少藉由在提供安全、保安、防盜及/或聲學之額外益處之同時不超過由內部環境與外部環境之間的一溫度差引起之其初始應力之位準而維持VIG之機械效能。本發明之另一目標係藉由如下方式改良VIG之機械效能：藉由使一或多個額外玻璃薄片層疊至第一玻璃窗格及/或第二玻璃窗格之外窗格面而降低熱致應力之位準。

本發明之目標係關於一種「層疊式真空絕緣總成」，其包括在下文稱為「VIG」之一真空絕緣鑲嵌玻璃及一或多個層疊式玻璃薄片。此目標在下文稱為「層疊式VIG」。

諸如VIG之鑲嵌玻璃通常用於封閉將由一第一溫度Temp1表徵之一第一空間與由一第二溫度Temp2定義之一第二空間分隔開之分割區，其中Temp1低於Temp2。內部空間之溫度通常係自20℃至25℃，然而外部空間之溫度可自在冬天之-20℃延伸至在夏天之+35℃。因此，內部空間與外部空間之間的溫度差在惡劣條件下通常可達到40℃以上。層疊式VIG之每一玻璃窗格之溫度(T1、T2)將反映對應空間之溫度(Temp1、Temp2)。若VIG經定位使得其第一玻璃窗格面對第一空間，則該第一玻璃窗格之溫度(T1)將反映第一空間之溫度(Temp1)且第二玻璃窗格之溫度(T2)將反映第二空間之溫度(Temp2)，且反之亦然。熱致應力一在第一玻璃窗格(1及T1)與第二玻璃窗格(2及T2)之間存在一溫度差就發生，且隨著T1與T2之間的差增加而增加。溫度差(ΔT)係針對第一玻璃窗格(1)所計算之平均溫度T1與針對第二玻璃窗格(2)所計算之平均溫度T2之間的絕對差。依據熟習此項技術者已知之數值模擬來計算一玻璃窗格之平均溫度。熱致應力在玻璃窗格之間的此絕對溫度差達到20℃時變得甚至更有問題(高至可能使VIG破碎)，且在此絕對溫度差在惡劣條件下高於30℃且達到40℃時變得臨界危險。

因此，一VIG仔細地經定尺寸以抵抗特定於其使用環境之熱致應力。本發明之目標係在維持且甚至降低熱致應力之位準之同時藉由層疊VIG之玻璃窗格中之一或多者而帶來安全、保安、防盜及/或聲學之額外效能。已令人驚訝地發現，藉由仔細地設計將層疊至VIG玻璃窗格之外窗格面中之一者或兩者之額外玻璃薄片之厚度，可在不損害及/或甚至改良對熱致應力之機械抵抗之情況下添加安全、保安及/或聲學之益處。

該層疊式真空絕緣總成囊括一真空絕緣鑲嵌玻璃單元，該真空絕緣鑲嵌玻璃單元通常包括藉助於離散間隔件組相關聯在一起之一第一玻璃窗格及一第二玻璃窗格，該離散間隔件組將該等窗格固持為分開通常在介於50 µm與1000 µm之間、較佳地介於50 µm與500 µm之間且更佳地介於50 µm與150 µm之間的範圍中之一特定距離。在該等玻璃窗格之間，包括至少一個第一腔(在該腔中存在小於0.1毫巴之絕對壓力之一真空)之一內部空間藉助放置於該內部空間周圍之玻璃窗格之周邊上之一周邊氣密式接合密封件來封閉。

如圖 1 及圖 2 中所圖解說明，本發明之層疊式真空絕緣總成(10)沿著由一縱向軸線X及一垂直軸線Z界定之一平面P延伸且包括： i. 一第一玻璃窗格(1)及一第二玻璃窗格(2)，該第一玻璃窗格(1)具有一厚度Z1且具有一內窗格面(11)及一外窗格面(12)，該第二玻璃窗格(2)具有一厚度Z2且具有一內窗格面(21)及一外窗格面(22)。該等厚度係在法向於該平面P之方向上量測的； ii. 一組離散間隔件(3)，其定位於該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間，從而維持該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間的一距離； iii. 一氣密式接合密封件(4)，其在該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之一周界上密封該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間的該距離； iv. 一內部體積V，其由該第一玻璃窗格及該第二玻璃窗格以及該組離散間隔件界定且由該氣密式接合密封件封閉，且其中存在小於0.1毫巴之壓力之一絕對真空；且其中該內窗格面面對該內部體積V。

在本發明內，該第一玻璃窗格(1)之該外窗格面(12)藉由m個聚合物夾層(6)層疊至m個玻璃薄片(5)以形成一層疊式總成及/或該第二玻璃窗格(2)之該外窗格面(22)藉由n個聚合物夾層(6)層疊至n個玻璃薄片(5)以形成一層疊式總成。整數m係大於或等於0之一正整數(m ≥ 0)。整數n係大於或等於0之一正整數(n ≥ 0)。整數m與整數n之總和大於或等於1 (m + n ≥ 1)。每一玻璃薄片具有在法向於窗格P之方向上量測之一薄片厚度Zs。

熱致應力 熱致應力(σΔT)係在VIG之玻璃窗格曝露於內部環境與外部環境之間的一溫度差時在該等玻璃窗格上引起之應力。該熱致應力係跨越VIG之厚度之剪切應力與彎曲應力之組合。依據Timoshenko在文章「Timoshenko，S.，Analysis of Bi-metal Thermostats. JOSA，1925年11(3)：第233至255頁」中所述，在此項技術中已知跨越一VIG之熱致應力量變曲線，其用於計算雙金屬條中之應力，此可容易地擴展至真空絕緣鑲嵌玻璃。

依據Timoshenko之熱致應力量變曲線可容易地經進一步擴展以考量層疊式真空絕緣鑲嵌玻璃。對於層疊式VIG總成，假定聚合物夾層之剪切傳遞係數等於0。此項技術中廣泛地接受之此假定基於在一VIG曝露於其環境之日常溫度差時觀察到之緩慢溫度變化。因此，在層疊至VIG之外玻璃窗格之額外玻璃薄片內僅考量彎曲應力。

對於每一層疊式VIG組態，此應力量變曲線可經計算且提供VIG外部表面上之最大拉伸應力之值；亦即，第一玻璃窗格或第二玻璃窗格之外窗格面(12或22)。VIG外部表面上之此最大拉伸應力係將在本發明中考量之熱致應力。

上文所闡述之分析解決方案允許計算所有VIG組態之熱致應力。計算具有一給定厚度Z1之一第一玻璃窗格及一給定厚度Z2之一第二玻璃窗格之一非層疊式VIG構造之熱致應力，且其外部表面上之其最大拉伸應力將被視為對應層疊式VIG不應超過之所引用熱致應力值。

類似地，對於一給定VIG構造，上文所闡述之分析解決方案允許計算增加厚度之不同層疊組態之熱致應力，亦即，其中VIG構造層疊至增加厚度之一或多個額外玻璃薄片。已令人驚訝地發現，對於一給定VIG構造，針對不同層疊組態而計算之熱致應力值始終囊括一最低熱致應力值。

已進一步令人驚訝地發現，可在所引用熱致應力值與額外玻璃薄片之厚度之間或在此最低熱應力值與額外玻璃薄片之厚度之間建立一相關性。所引用熱致應力值對應於所有額外層疊式玻璃薄片之薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根不應超過之一最大厚度值Zmax。依據以下方程式A計算此最大厚度值。類似地，最低熱致應力值對應於應儘可能多地接近所有額外層疊式玻璃薄片之薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根以提供對熱致應力之經改良抵抗的一最佳厚度值Zopt。依據以下方程式B計算此最佳厚度值Zopt。本發明基於此令人驚訝之發現：對於具有任一給定第一玻璃厚度Z1及任一給定第二玻璃厚度Z2之任一層疊式VIG組態，無論額外玻璃薄片數目、無論單一玻璃薄片厚度及無論其在VIG上之位置如何，熱致應力資料始終提供對應於一最佳厚度值之一最低熱致應力值。

因此，一VIG可在不削弱其機械效能之情況下經層疊，只要薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或低於最大厚度值Zmax且較佳地使得薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根介於最佳厚度值(Zopt)之40%、較佳地80%與125%、較佳地100%之間以減小熱致應力之位準。

因此，在本發明中，額外玻璃薄片層疊至真空絕緣鑲嵌玻璃單元之玻璃窗格之外窗格面仔細地經組態使得薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或低於最大厚度值Zmax，

≤ Zmax 其中依據以下方程式A來計算以mm為單位而表達之Zmax： Zmax = 5.78 – 3.4 Ra – 0.57 (Ra – 1.68)² + 1.1 (Z1 + Z2) – 0.26 [(Z1+Z2)-12] [Ra-1.68] (方程式A) 其中Ra係第一玻璃窗格之厚度Z1對第二玻璃窗格之厚度Z2之一厚度比率Z1/Z2與第二玻璃窗格之厚度Z2對第一玻璃窗格之厚度Z1之一厚度比率Z2/Z1之間的最大值。

在一項實施例中，本發明之VIG可藉由一單個玻璃薄片層疊至一個玻璃窗格。舉例而言且如圖1中所圖解說明，第一玻璃窗格之外窗格面(12)未經層疊(m = 0)，而第二玻璃窗格之外窗格面(22)層疊至具有一厚度Zs之一單個玻璃薄片(5) (n = 1)。在此例項中，要求Zs等於或低於最大厚度值Zmax (Zs ≤ Zmax)。

在另一組態中，第一玻璃平面之外窗格面可層疊至兩個玻璃薄片(5a及5b) (m = 2)，且第二玻璃薄片之外窗格面未經層疊(n = 0)。第一玻璃薄片(5a)具有一薄片厚度Zsa且第二玻璃薄片(5b)具有一薄片厚度Zsb。在本發明之另一組態中，第一玻璃窗格之外窗格面可層疊至具有一厚度Zsa之一單個玻璃薄片(5a) (m=1)且第二玻璃窗格之外窗格面可層疊至具有一厚度Zsb之一單個玻璃薄片(5b) (n =1)。在兩個組態中，薄片厚度Zsa及Zsb可係相同的(Zs_a = Zs_b )或不同的(Zs_a ≠ Zs_b )；且要求薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根(

等於或低於最大厚度值Zmax (

≤ Zmax)。

在如圖 2 中所圖解說明之一額外組態中，第一玻璃窗格之外窗格面(12)可層疊至分別具有一薄片厚度Zs_a 及Zs_b 之兩個玻璃薄片(5_a 、5_b ) (m=2)，且第二玻璃窗格之外窗格面(22)可層疊至具有一厚度Zs_c 之一單個玻璃薄片(5_c ) (n =1)。各個薄片厚度Zs_a 、Zs_b 及Zs_c 可係獨立地相同的(Zs_a = Zs_b = Zs_c 或Zs_a = Zs_b 及/或Zs_a = Zs_c 及/或Zs_b = Zs_c )或不同的(Zs_a ≠ Zs_b 及/或Zs_a ≠ Zs_c 及/或Zs_b ≠ Zs_c )。在此例項中，要求薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根

等於或低於最大厚度值Zmax (

≤ Zmax)。

在一較佳實施例中，本發明之層疊式VIG仔細地經定尺寸使得薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或低於一最佳厚度值Zopt之125%，

≤ 1.25 Zopt；較佳地等於或低於該最佳厚度值Zopt，

≤ Zopt，其中依據以下方程式B來計算以mm為單位而表達之Zopt： Zopt = 2.54 – 1.42 Ra – 0.625 (Ra – 1.68)² + 0.73 (Z1 + Z2) – 0.12 [(Z1+Z2)-12] [Ra-1.68] (方程式B) 其中Ra係該第一玻璃窗格之該厚度對該第二玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z1/Z2與該第二玻璃窗格之該厚度對該第一玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z2/Z1之間的最大值。

較佳地，本發明之層疊式真空絕緣鑲嵌玻璃單元將經定尺寸使得薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或大於2 mm：

≥ 2 mm；較佳地等於或大於3 mm：

≥ 3 mm。

在一額外較佳實施例中，本發明之層疊式VIG仔細地經定尺寸使得薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或大於一最佳厚度值Zopt之40%：

≥ 0.4 Zopt；且較佳地等於或大於一最佳厚度值Zopt之80%：

≥ 0.8 Zopt。

在一較佳實施例中，本發明之層疊式VIG仔細地經定尺寸使得薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根介於一最佳厚度值Zopt之80%與125%之間： 0.8 Zopt ≤

≤ 1.25 Zopt。

「薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根」將在下文稱為「薄片等效厚度」。

已進一步發現，當使用類似線性熱膨脹係數(CET)之第一玻璃窗格及第二玻璃窗格來設計本發明之層疊式VIG時，其提供對熱致應力之更好抵抗。實際上，已發現，使一VIG組態有具有類似(若並非完全相同) CET之一第一玻璃窗格及一第二玻璃窗格會避免在製造工藝之加熱及冷卻步驟期間在第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間添加初始熱致應力。因此，在本發明之一較佳實施例中，第一玻璃窗格具有一線性熱膨脹係數CET1，且第二玻璃窗格具有一線性熱膨脹係數CET2，藉此CET1與CET2之間的絕對差係至多1.2 10^-6 /℃ (│CET1-CET2│ ≤ 1.2 10^-6 /℃)；較佳地係至多0.80 10^-6 /℃ (│CET1-CET2│ ≤ 0.80 10^-6 /℃)，更佳地係至多0.40 10^-6 /℃ (│CET1-CET2│≤ 0.40 10^-6 /℃)。理想地，第一玻璃窗格及第二玻璃窗格具有相同線性熱膨脹係數。術語「熱膨脹係數」(CTE)係對一物件之大小如何隨著一溫度改變而改變之一度量且係在一恆定壓力下在0℃至100℃之一溫度範圍內之平均度量。

在本發明之層疊式VIG內之層疊總成通常包括1至4個額外玻璃薄片及聚合物夾層之對應額外層。然而，以1至2個玻璃薄片層疊至第一及/或第二玻璃窗格之外窗格面係較佳的。較佳地，整數m與整數n之總和等於或低於2 (m+n ≤ 2)，更佳地整數m與整數n之總和等於1 (m+n = 1)。在另一較佳實施例中，整數m等於0 (m = 0)。然而，取決於用於達成高安全、高保安及/或高聲學效能之本發明之層疊式VIG之特定用途，可在VIG之各個玻璃窗格上使用較高數目個玻璃薄片(通常高達6個玻璃薄片)。

如圖 1 中所圖解說明，單個或多個玻璃薄片可僅層疊至VIG之一個側，亦即，僅層疊至第一玻璃窗格或第二玻璃窗格之外窗格面(m = 0或n = 0)。當預期安全或保安或聲學之僅一個技術優點時，通常將使用單側層疊式VIG。在如圖 2 中所圖解說明之另一實施例中，單個或多個玻璃薄片可層疊至第一玻璃窗格及第二玻璃窗格之外窗格面(m ≥ 1且n ≥ 1)。當需要數個安全、保安及/或聲學技術性質時通常將使用雙側層疊式VIG。

當數個玻璃薄片層疊至本發明之VIG之第一玻璃窗格及/或第二玻璃窗格之外窗格面時，每一玻璃薄片具有可係完全相同或不同之一厚度Zs。該等薄片厚度係在法向於平面P之方向上量測的。

在一項實施例中，第一玻璃窗格之厚度Z1完全相同於第二玻璃窗格之厚度Z2 (Z1 = Z2)，如圖 1 中所圖解說明。在另一實施例中，第二玻璃窗格之厚度Z1大於或低於第二玻璃窗格之厚度Z2 (Z1 ＞ Z2或Z1＜ Z2)，如圖 2 中所圖解說明，其中Z1大於Z2。

已令人驚訝地發現，層疊式VIG可在仔細地經定尺寸時提供對熱致應力之更好抵抗，其中第一玻璃窗格之厚度不同於第二玻璃窗格之厚度(Z1 ≠ Z2)。因此，在一項實施例中，本發明之層疊式VIG經定尺寸使得第一玻璃窗格之厚度Z1與第二玻璃窗格之厚度Z2之厚度比率Z1/Z2等於或大於1.10 (Z1/Z2 ≥ 1.10)，較佳地等於或大於1.30 (Z1/Z2≥1.30)，較佳地等於或大於1.55 (Z1/Z2 ≥ 1.55)，更佳地介於1.60與6.00之間(1.60 ≤ Z1/Z2 ≤ 6.00)，甚至更佳地介於2.00與4.00之間(2.00 ≤ Z1/Z2 ≤ 4.00)。在另一實施例中，本發明之層疊式VIG經定尺寸使得第二玻璃窗格之厚度Z2與第一玻璃窗格之厚度Z1之厚度比率Z2/Z1等於或大於1.10 (Z2/Z1 ≥ 1.10)，較佳地等於或大於1.30 (Z1/Z2≥1.30)，更佳地等於或大於1.55 (Z2/Z1 ≥ 1.55)，更佳地介於1.60與6.00之間(1.60 ≤ Z2/Z1 ≤ 6.00)，甚至更佳地介於2.00與4.00之間(2.00 ≤ Z2/Z1 ≤ 4.00)。已發現，Z1/Z2比率或Z2/Z1比率愈高，就愈好，以達成愈高之機械效能。

VIG之第一玻璃窗格及/或第二玻璃窗格之厚度Z1、Z2通常等於或大於2 mm (Z1、Z2 ≥ 2 mm)，較佳地等於或大於3 mm (Z1、Z2 ≥ 3 mm)，更佳地等於或大於4 mm (Z1、Z2 ≥ 4 mm)，更佳地等於或大於6 mm (Z1、Z2 ≥ 6 mm)。通常，第一玻璃窗格及第二玻璃窗格之厚度將不多於12 mm，較佳地不多於10 mm，更佳地不多於8 mm。

玻璃薄片之厚度Zs通常等於或大於0.5 mm (Zs ≥ 0.5 mm)，較佳地等於或大於1 mm (Zs ≥ 1 mm)，更佳地等於或大於2 mm (Zs ≥ 2 mm)，甚至更佳地等於或大於3 mm (Zs ≥ 3 mm)。通常，玻璃薄片之厚度將不多於12 mm，較佳地不多於10 mm，更佳地不多於8 mm，甚至更佳地不多於6 mm。

待在本發明中使用之VIG之較佳組態將包括如在以下表A中總結之如下厚度之第一玻璃窗格及第二玻璃窗格：

表A	第一玻璃窗格 – 厚度Z1	第二玻璃窗格 – 厚度Z2
(1)	Z1 = 3 mm	Z2 = 3 mm
(2)	Z1 = 6 mm	Z2 = 3 mm
(3)	Z1 = 4 mm	Z2 = 4 mm
(4)	Z1 = 6 mm	Z2 = 4 mm
(5)	Z1 = 5 mm	Z2 = 5 mm
(6)	Z1 = 6 mm	Z2 = 6 mm
(7)	Z1 = 8 mm	Z2 = 8 mm

通常，3 mm、4 mm、5 mm或6 mm之一玻璃薄片厚度Zs之一個或兩個玻璃薄片將層疊至第一玻璃窗格及/或第二玻璃窗格之外窗格面。

本發明係關於一種層疊式VIG，其沿著由一縱向軸線X及一垂直軸線Z界定之一平面P延伸且具有沿著縱向軸線X量測之一寬度W及沿著垂直軸線Z量測之一長度L。在本發明之一較佳實施例中，本發明之對稱VIG之長度L等於或大於500 mm (L ≥ 500 mm)，更佳地等於或大於800 mm (L ≥ 800 mm)，甚至更佳地等於或大於1200 mm (L ≥ 1200 mm)。在一額外較佳實施例中，本發明之對稱VIG之寬度W等於或大於300 mm (W ≥ 300 mm)，較佳地等於或大於500 mm (W ≥ 500 mm)，更佳地等於或大於800 mm (W ≥ 800 mm)。實際上，本發明之層疊式VIG愈大，其曝露於外部負載愈多，且因此本發明之層疊式VIG需要抵抗之熱致應力愈多。

玻璃窗格及薄片 可在浮法清透、超清透或彩色玻璃當中挑選本發明之層疊式VIG之第一玻璃窗格、第二玻璃窗格及玻璃薄片。術語「玻璃」在本文中被理解為意指任一類型之玻璃或等效透明材料，諸如一礦物玻璃或一有機玻璃。不顧慮地，所使用之礦物玻璃可係一或多個已知類型之玻璃，諸如鈉鈣矽、鋁矽酸鹽或硼矽酸鹽、結晶及多晶玻璃。玻璃窗格及/或薄片可藉由一浮法工藝、一牽拉工藝、一滾製工藝或已知用以製造自一熔融玻璃組合物開始之一玻璃窗格之任一其他工藝而獲得。玻璃窗格及/或薄片可視情況經邊緣研磨。邊緣研磨使銳利邊緣變為對於可能接觸真空絕緣鑲嵌玻璃單元(特定而言接觸鑲嵌玻璃之邊緣)之人而言更安全之平滑邊緣。較佳地，根據本發明之玻璃窗格及/或薄片係為鈉鈣矽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃或硼矽酸鹽玻璃。較佳地，出於較低生產成本之原因，玻璃窗格係鈉鈣矽玻璃以及玻璃薄片之窗格。通常，本發明之第一玻璃窗格及第二玻璃窗格係經退火玻璃窗格。

在一項實施例中，為提供具有較高機械效能之一層疊式VIG及/或為進一步改良VIG之安全，可預期以物理方式或以化學方式對本發明之第一玻璃窗格及/或第二玻璃窗格預加應力。在此例項中，要求藉由相同預加應力處理來處理第一玻璃窗格及第二玻璃窗格兩者以提供對熱引起負載之相同抵抗。因此，若預加應力處理發生在玻璃窗格上，則其要求第一玻璃窗格及第二玻璃窗格兩者皆係熱加強玻璃窗格，或者第一玻璃窗格及第二玻璃窗格兩者皆係熱強化玻璃窗格或者第一玻璃窗格及第二玻璃窗格兩者皆係化學加強玻璃窗格。

使用受控制加熱及冷卻之一方法對熱加強玻璃進行熱處理，該方法將玻璃表面置於壓縮下且將玻璃核心置於張力下。此熱處理方法實現具有大於經退火玻璃但小於熱強化安全玻璃之一彎曲強度的一玻璃。

使用受控制高溫加熱及迅速冷卻之一方法對熱強化安全玻璃進行熱處理，該方法將玻璃表面置於壓縮下且將玻璃核心置於張力下。此等壓力致使玻璃在受撞擊時破碎成小顆粒而非分裂成鋸齒狀碎片。顆粒不太可能傷害居住者或損壞物件。

一玻璃製品之化學加強係一熱引起離子交換，其涉及由較大離子(舉例而言鹼性鉀離子)替換玻璃之表面層中之較小鹼性鈉離子。當較大離子「楔入」至以前由鈉離子佔據之小位點中時，經增加表面壓縮應力出現在玻璃中。此一化學處理一般在具有對溫度及時間之一精確控制之情況下藉由將玻璃浸沒於含有較大離子之一或多個熔融鹽之一離子交換熔融浴中來實施。亦已知鋁矽酸鹽類型玻璃組合物(諸如來自旭硝子株式會社之產品範圍DragonTrail®之彼等或來自康寧公司之產品範圍Gorilla®之彼等)對於化學回火係非常高效的。

在本發明之層疊式VIG內使用之額外玻璃薄片可視情況且獨立地係經預加應力玻璃薄片。

較佳地，本發明之層疊式VIG之第一玻璃窗格、第二玻璃窗格及/或玻璃薄片之組合物包括呈相對於總玻璃重量表達之重量百分比之以下組份(組合物A)。更佳地，玻璃組合物(組合物B)係具有組合物之一基礎玻璃基質之一鈉鈣矽酸鹽類型玻璃，其包括呈相對於總玻璃重量表達之重量百分比之以下組份。

	組合物A	組合物B
SiO2	40至78%	60至78 wt%
Al2O3	0至18%	0至8 wt%，較佳地0至6 wt%
B2O3	0至18%	0至4 wt%，較佳地0至1 wt%
Na2O	0至20%	5至20 wt%，較佳地10至20 wt%
CaO	0至15%	0至15 wt%，較佳地5至15 wt%
MgO	0至10%	0至10 wt%，較佳地0至8 wt%
K2O	0至10%	0至10 wt%
BaO	0至5%	0至5 wt%，較佳地0至1 wt%。

本發明之層疊式VIG單元之第一玻璃窗格、第二玻璃窗格及/或玻璃薄片之其他較佳玻璃組合物包括呈相對於總玻璃重量表達之重量百分比之以下組份：

組合物C	組合物D	組合物E
65 ≤ SiO2 ≤ 78 wt%	60 ≤ SiO2 ≤ 78 %	65 ≤ SiO2 ≤ 78 wt%
5 ≤ Na2O ≤ 20 wt%	5 ≤ Na2O ≤ 20 %	5 ≤ Na2O ≤ 20 wt%
0 ≤ K2O ＜ 5 wt%	0.9 ＜ K2O ≤ 12 %	1 ≤ K2O ＜ 8 wt%
1 ≤ Al2O3 ＜ 6 wt%，較佳地3 ＜ Al2O3 ≤ 5 %	4.9 ≤ Al2O3 ≤ 8 %	1 ≤ Al2O3 ＜ 6 wt%
0 ≤ CaO ＜ 4.5 wt%	0.4 ＜ CaO ＜ 2 %	2 ≤ CaO ＜ 10 wt%
4 ≤ MgO ≤ 12 wt%	4 ＜ MgO ≤ 12 %	0 ≤ MgO ≤ 8 wt%
(MgO/(MgO+CaO)) ≥ 0.5，較佳地0.88 ≤ [MgO/(MgO+CaO)] ＜ 1。		K2O/(K2O+Na2O) : 0.1 – 0.7。

特定而言，根據本發明之組合物之基礎玻璃基質之實例經闡述為在PCT專利申請案WO2015/150207A1、WO2015/150403A1、WO2016/091672A1、WO2016/169823A1及WO2018/001965A1中公開。

玻璃窗格可係為相同尺寸或不同尺寸且藉此形成一階梯式VIG。在本發明之一較佳實施例中，第一玻璃窗格(1)及第二玻璃窗格(2)分別包括第一周邊邊緣及第二周邊邊緣，且其中該等第一周邊邊緣自該等第二周邊邊緣凹陷或其中該等第二周邊邊緣自該等第一周邊邊緣凹陷。玻璃薄片(5)之周邊邊緣與玻璃窗格之周邊邊緣對準，玻璃薄片層疊至玻璃窗格。此組態允許加強氣密式接合密封件之強度。

聚合物夾層 待在本發明中使用之聚合物夾層通常包括選自由以下各項組成之群組之一材料：乙烯乙酸乙烯脂(EVA)、聚異丁烯(PIB)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯、共聚酯、聚縮醛、環烯烴聚合物(COP)、離子聚合物及/或一紫外線活化黏合劑，以及製造玻璃層疊物之技術中已知之其他材料。使用此等材料之任何相容組合之經摻合材料亦可係適合的。在一較佳實施例中，該聚合物夾層包括選自由乙烯乙酸乙烯脂及/或聚乙烯醇縮丁醛組成之群組之一材料。更佳地，該聚合物夾層包括能夠在較低壓力下處理之一材料。該聚合物夾層充當一「接合夾層」，此乃因聚合物夾層及玻璃窗格形成引起玻璃窗格與聚合物夾層之間的黏合之一接合。

出於實際原因，用於形成層疊總成之聚合物夾層通常在各個玻璃窗格與玻璃薄片之間係相同材料。然而，可預期針對在本發明之層疊式VIG內之不同聚合物夾層使用不同材料。

在一較佳實施例中，待在本發明中使用之聚合物夾層係一透明或半透明聚合物夾層。然而，對於裝飾應用，聚合物夾層可係彩色的或圖案化的。

聚合物夾層之典型厚度(在法向於平面P之方向上量測的)係0.15 mm至3.5 mm，較佳地0.30 mm至1.75 mm，更佳地0.5 mm至1.75 mm。平常可商購聚合物膜係0.38 mm及0.76 mm、1.52 mm、2.28 m及3.04 mm之聚乙烯醇縮丁醛(PVB)層。為達成所要厚度，可使用彼等膜中之一或多者。

經加強聲學絕緣可由本發明之層疊式VIG提供，其中使用具有特定聲學效能之一聚合物夾層，諸如特定PVB：例如來自伊士曼之Saflex®聲學PVB夾層或來自可樂麗之Trisofol®聲學PVB層。

已令人驚訝地發現，依據本發明，包括一厚度Z1之一第一玻璃窗格及一厚度Z2之一第二玻璃窗格之一真空絕緣鑲嵌玻璃及一層疊式VIG提供與相同總體厚度(Z1 + Z2)之一單件式鑲嵌玻璃之聲學效能類似之一聲學效能以及實質上比具有一厚度Z1之一第一玻璃窗格及一厚度Z2之一第二玻璃窗格之一雙重絕緣鑲嵌玻璃優越之一聲學效能。

分割區 本發明之層疊式VIG通常用於諸如在以下各項中封閉一分割區內之一開口：一般用途鑲嵌玻璃單元、一建築牆、汽車鑲嵌玻璃單元或建築鑲嵌玻璃單元、設施… 此分割區將一外部空間與一內部空間分隔開，通常為將一建築物之外部空間與內部空間分隔開之一分割區。

在其中本發明之層疊式VIG由等於或大於1.10之一厚度比率Z1/Z2 (Z1/Z2 ≥ 1.10)表徵之組態中，然後此VIG將較佳地封閉將具有一第一溫度Temp1之一第一空間與具有一第二溫度Temp2之一第二空間分隔開之一分割區之一開口，其中Temp1低於Temp2且其中第一玻璃窗格面對第一空間。

本發明亦係關於如上文所定義之一層疊式真空絕緣總成用於封閉將一外部空間與一內部空間分隔開之一分割區之開口。

多重絕緣鑲嵌玻璃 在本發明之另一實施例中，本發明亦適用於包括限定絕緣或非絕緣內部空間之玻璃窗格(兩個、三個或更多個)之任一類型之鑲嵌玻璃單元(亦稱作多重鑲嵌玻璃單元)，條件係在此等內部空間中之至少一者中產生一局部真空。

在一項實施例中，為進一步改良本發明之VIG之機械效能，一第三額外玻璃窗格可經由一周邊間隔條(亦稱為一間隔窗輪廓)沿著VIG之周邊耦合至第一玻璃窗格及/或第二玻璃窗格之外窗格面(12及/或22)中之至少一者，從而形成由一周邊邊緣密封件密封之一絕緣腔。該周邊間隔條在第三玻璃窗格與第一玻璃窗格之外窗格面之間維持一特定距離。通常，該間隔條包括一乾燥劑且通常具有介於6 mm與24 mm、較佳地9 mm與15 mm之間的一厚度。一般而言，該第二內部體積填充有選自由空氣、乾空氣、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、六氟化硫(SF6)、二氧化碳或其一組合組成之群組之一預定氣體。該預定氣體對於阻止熱轉移係有效的及/或可用於減少聲音傳輸。在一較佳實施例中，此第三額外玻璃窗格將耦合至一層疊式VIG之第一玻璃窗格或第二玻璃窗格，其中該第一玻璃窗格或該第二玻璃窗格未經層疊，亦即，其中m = 0或n=0。較佳地，耦合至本發明之VIG之一第三額外玻璃窗格將用於封閉將一內部空間與外部環境分隔開之一分割區且藉此此第三額外玻璃窗格將經定位以面對外部環境。

熟習此項技術者認識到，本發明決不限於上文所闡述之較佳實施例。相反，諸多修改及變化在隨附申請專利範圍之範疇內係可能的。應進一步注意，本發明係關於本文中所闡述且申請專利範圍中所陳述之所有可能特徵組合及較佳特徵。

較佳地，本發明將不包括特定實施例，其中第一玻璃窗格之厚度Z1等於或大於6 mm (Z1 ≥ 6 mm)，其中第一玻璃窗格之厚度Z1與第二玻璃窗格之厚度Z2之厚度比率Z1/Z2等於或大於1.10 (Z1 / Z2 ≥ 1.10)，其中第一玻璃窗格之外平面未藉由至少一個聚合物夾層層疊至一玻璃薄片從而形成一層疊式總成，亦即，m等於0 (m = 0)，且其中第二玻璃窗格之外窗格面藉由至少一個聚合物夾層(n = 1)層疊至至少一個玻璃薄片從而形成一層疊式總成，其中玻璃薄片具有等於或大於0.5 mm之一厚度Zs (Zs ≥ 0.5 mm)。

較佳地，本發明將不包括特定實施例，其中第一玻璃窗格之厚度Z1等於8 mm，其中第二玻璃窗格之厚度Z2等於4 mm，其中第一玻璃窗格之外平面未藉由至少一個聚合物夾層層疊至一玻璃薄片從而形成一層疊式總成，亦即，m等於0 (m = 0)，且其中第二玻璃窗格之外窗格面藉由一個聚合物夾層(n = 1)層疊至一個玻璃薄片從而形成一層疊式總成，其中該玻璃薄片具有等於2 mm之一厚度Zs。較佳地，本發明將不包括特定實施例，其中第一玻璃窗格之厚度Z1等於6 mm，其中第二玻璃窗格之厚度Z2等於3 mm，其中第一玻璃窗格之外平面未藉由至少一個聚合物夾層層疊至一玻璃薄片從而形成一層疊式總成，亦即，m等於0 (m = 0)，且其中第二玻璃窗格之外窗格面藉由一個聚合物夾層(n = 1)層疊至一個玻璃薄片從而形成一層疊式總成，其中該玻璃薄片具有等於2 mm之一厚度Zs。

塗層在本發明之某一實施例中，諸如低發射率膜、太陽控制膜(熱射線反射膜)、抗反射膜、防霧膜、較佳地一熱射線反射膜或一低發射率膜之膜可設置於層疊式VIG (10)之第一玻璃窗格(1)及/或第二玻璃窗格(2)之內窗格面(11、21)及/或外窗格面(12、22)中之至少一者上。在本發明之一較佳實施例中，諸如圖 1 及圖 2 中所展示，層疊式VIG之第一玻璃窗格(1)或第二玻璃窗格(2)之內窗格面(11、21)具備一熱射線反射膜或一低E膜(7)。

在其中層疊式VIG經放置以封閉一分割區內之一開口之較佳實施例中，藉此第一玻璃窗格(1)面對外部環境，第一外窗格面(12)可具備一低E膜以用於減少玻璃表面上之凝結形成。在此實施例中，較佳的係，低E膜或一熱射線反射膜設置於第一玻璃窗格及第二玻璃窗格之內窗格面(11及/或21)中之至少一者上。

在另一較佳實施例中，膜可添加至額外玻璃薄片。特定而言，至少一熱射線反射膜或一低E膜可設置於玻璃薄片之至少一個表面上，從而形成層疊式VIG總成，以用於改良發射率效能。

具有電致變色、熱致變色、光致變色或光伏打元件之玻璃窗格亦與本發明相容。

間隔件 如圖 1 及圖 2 中所繪示，本發明之真空絕緣鑲嵌玻璃單元包括夾持在第一玻璃窗格(1)與第二玻璃窗格(2)之間以便維持內部體積V之複數個離散間隔件(3)，亦稱為柱。依據本發明，離散間隔件定位於第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間，從而維持第一玻璃窗格與第二玻璃窗格之間的一距離且形成具有介於10 mm與100 mm之間(10 mm ≤ λ ≤ 100 mm)的一間距λ之一陣列。間距意味離散間隔件之間的間隔。在一較佳實施例中，該間距介於20 mm與80 mm之間(20 mm ≤ λ ≤ 80 mm)，更佳地介於20 mm與50 mm之間(20 mm ≤ λ ≤ 50 mm)。在本發明內之陣列通常係基於一等邊三角形、正方形或六角形方案、較佳地基於一正方形方案之一規則陣列。

離散間隔件可具有不同形狀，諸如圓柱形、球形、絲狀、沙漏、C形、十字形、稜柱形… 較佳的係使用小柱，亦即，一般具有由其外部圓周界定之與玻璃窗格之一接觸表面的柱，該接觸表面等於或低於5 mm²、較佳地等於或低於3 mm²、更佳地等於或低於1 mm²。此等值可提供一良好機械抵抗同時係審美上離散的。離散間隔件通常由具有可忍受自玻璃窗格之表面施加之壓力、能夠耐受諸如燃燒及烘焙之高溫程序之一強度且在製造玻璃窗格之後幾乎不發射氣體的一材料製成。此一材料較佳地係一硬金屬材料、石英玻璃或一陶瓷材料，特定而言，諸如鐵、鎢、鎳、鉻、鈦、鉬、碳鋼、鉻鋼、鎳鋼、不銹鋼、鎳鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鉬鋼、矽鋼、鎳鉻合金、杜拉鋁或諸如此類之一金屬材料，或者諸如剛玉、氧化鋁、富鋁紅柱石、氧化鎂、氧化釔、氮化鋁、氮化矽或諸如此類之一陶瓷材料。

氣密式接合密封件 如圖 1 及圖 2 中所展示，定界於本發明之真空絕緣鑲嵌玻璃單元(10)之玻璃窗格(1、2)之間的內部體積V用放置於該內部空間周圍之玻璃窗格之周邊上之一氣密式接合密封件(4)來封閉。該氣密式接合密封件係不可滲透的且硬的。諸如此處所使用且除非另有指示，術語「不可滲透的」被理解為意指對於空氣或存在於大氣中之任何其他氣體係不可滲透的。

存在各種氣密式接合密封件技術。一第一類型之密封件(最普遍的)係基於一焊料玻璃之一密封件，該焊料玻璃之熔點低於鑲嵌玻璃單元之玻璃窗格之玻璃之熔點。使用此類型之密封件將低E層之選擇限制於未因實施焊料玻璃所需要之熱循環而降級之彼等層，亦即，能夠耐受可能高達250℃之一溫度之彼等層。另外，由於此類型之基於焊料玻璃之密封件僅係可非常輕微地變形的，因此其不允許鑲嵌玻璃單元之內部側玻璃窗格與鑲嵌玻璃單元之外部側玻璃窗格之間的差異膨脹效應(在該等窗格經受待吸收之大溫度差時)。相當實質性應力因此在鑲嵌玻璃單元之周邊處產生且可導致鑲嵌玻璃單元之玻璃窗格之破碎。

一第二類型之密封件包括藉助於一繫連底層焊接至鑲嵌玻璃單元之周邊之一金屬密封件，舉例而言，一小厚度(＜500 μm)之一金屬條帶，該繫連底層至少部分地覆蓋有一可焊接材料(諸如一軟錫合金焊料)之一層。此第二類型之密封件相對於第一類型之密封件之一個實質性優點係：其能夠部分地變形以便部分地吸收形成於兩個玻璃窗格之間的差異膨脹。玻璃窗格上存在各種類型之繫連底層。

專利申請案WO 2011/061208 A1闡述一真空絕緣鑲嵌玻璃單元之第二類型之一周邊不可滲透密封件之一項實例性實施例。在此實施例中，該密封件係(舉例而言)由銅製成之一金屬條帶，該金屬條帶藉助於一可焊接材料焊接至設置於玻璃窗格之周邊上之一膠帶。

內部體積 在內部體積V內形成小於0.1毫巴、較佳地小於0.01毫巴之絕對壓力之一真空，內部體積V由第一玻璃窗格及第二玻璃窗格以及離散間隔件組界定且由在本發明之層疊式VIG內之氣密式接合密封件封閉。

本發明之層疊式VIG之內部體積可包括一氣體，舉例而言但不排他地，空氣、乾空氣、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、六氟化硫(SF6)、二氧化碳或其一組合。透過具有此習用結構之一絕緣窗格轉移之能量由於內部體積中存在氣體而相對於一單個玻璃窗格減少。

亦可向內部體積泵送任何氣體，因此形成一真空鑲嵌玻璃單元。透過一真空絕緣式絕緣鑲嵌玻璃單元轉移之能量因真空而極大地減少。為在鑲嵌玻璃單元之內部空間中產生真空，使內部空間與外部連通之一中空玻璃管一般設置於玻璃窗格中之一者之主要面上。因此，藉由以下方式在內部空間中產生局部真空：藉助於連接至玻璃管之外部端之一泵將存在於內部空間中之氣體泵出。

為在某一持續時間內維持一真空絕緣鑲嵌玻璃單元中之一給定真空位準，可在鑲嵌玻璃單元中使用一吸氣劑。具體而言，構成鑲嵌玻璃單元之玻璃窗格之內部表面可隨著時間而釋放預先吸收於玻璃中之氣體，藉此增加真空絕緣鑲嵌玻璃窗格中之內部壓力且因此降低真空效能。一般而言，此一吸氣劑由鋯、釩、鐵、鈷、鋁等之合金組成，且以一薄層(幾微米之厚度)之形式或以放置於鑲嵌玻璃窗格之玻璃窗格之間以便不被看到(舉例而言，由一外部搪瓷或由周邊不可滲透密封件之一部分隱藏)之一塊體之形式來沈積。吸氣劑在室溫下在其表面上形成一鈍化層，且因此必須經加熱以便使鈍化層消失且因此激活其合金吸氣性質。吸氣劑據稱係「熱激活的」。

以下實例係出於說明性目的而提供且並不意欲限制本發明之範疇。

實例實例1至7圖解說明本發明之層疊式VIG之不同實施例，其展現對熱致應力之高抵抗同時滿足安全及保安要求。熱致應力係在以下條件下藉由一分析線性解決方案來計算且係針對第一玻璃窗格及第二玻璃窗格獲得之最高值。 - 溫度：ΔT = 30℃。ΔT經計算為第一玻璃窗格之平均溫度T1與第二玻璃窗格之平均溫度T2之間的溫度差； - 玻璃窗格係具有一楊氏模數E = 72 GPa及一蒲松比µ = 0.21之經浮法退火玻璃窗格；及 - 無約束邊緣，亦即，未定位於一窗框內 - 在其中第一玻璃窗格之厚度大於第二玻璃平面之厚度(Z1 ＞ Z2)之實例中，則在其中第一玻璃窗格面對較低環境溫度T1 (T1 ＜ T2)之組態中計算熱致應力。

為形成一雙重鑲嵌玻璃單元，實例1之層疊式VIG之第二玻璃窗格之外窗格面可進一步經由一周邊間隔條沿著真空絕緣鑲嵌玻璃單元之周邊耦合至一第三玻璃窗格，從而形成由一周邊邊緣密封件密封之一絕緣腔。

實例1

實例2

實例3

實例4

VIG結構
第一玻璃窗格鈉鈣矽玻璃來自AGC之ClearLight™	CET	86 10^-7 /℃	87 10^-7 /℃	88 10^-7 /℃	88 10^-7 /℃
厚度	Z1 = 4 mm	Z1 = 6 mm	Z1 = 3 mm*	Z1 = 6 mm
長度	L=1000 mm	L=1200 mm	L=1500 mm	L=1200 mm
第二玻璃窗格鈉鈣矽玻璃來自AGC之ClearLight™	CET	86 10^-7 /℃	87 10^-7 /℃	88 10^-7 /℃	88 10^-7 /℃
厚度	Z2 = 4 mm	Z2 = 4 mm	Z2 = 3 mm*	Z2 = 4 mm
長度	L=1000 mm	L=1200 mm	L=1500 mm	L=1200 mm
Ra = max (Z1/Z2， Z2/Z1)	1	1.5	1	1.5
VIG之熱致應力	5.92 MPa	2.90 MPa	6.06 MPa	2.94 MPa
至第一玻璃窗格之層疊式總成
層疊式玻璃薄片	厚度	Zs_a = 6 mm	Zs_a = 4 mm	Zs_a =3mm	-
聚合物夾層	厚度	0.76 mm	0.38 mm	0.38 mm	-
組合物	EVA	PVB	EVA	-
至第二玻璃窗格之層疊式總成
層疊式玻璃薄片		-	Zs_b = 4 mm	Zs_b = 4 mm	Zs_b = 3 mm
聚合物夾層	厚度	-	0.38 mm	0.38 mm	1.52 mm
組合物	-	聲學PVB	EVA	PVB

Zmax – 方程式A	10.2 mm	11.6 mm	7.7 mm	11.6 mm
1.25 Zopt - 方程式B	7.8 mm	9.5 mm	5.9 mm	9.75 mm
Zopt – 方程式B	6.3 mm	7.6 mm	4.7 mm	7.8 mm
	6 mm	5.0 mm	4.5 mm	3 mm
熱致應力層疊式VIG	0.70 MPa	0.97 Mpa	0.73 Mpa	2.48 MPa

*實例3之第一玻璃窗格及第二玻璃窗格兩者皆係熱強化的。

實例5

實例6

實例7

VIG結構
第一玻璃窗格鈉鈣矽玻璃來自AGC之ClearLight™	CET	87 10^-7 /℃	87 10^-7 /℃	88 10^-7 /℃
厚度	Z1 = 6 mm	Z1 = 4 mm	Z1 = 10 mm
長度	L=1600 mm	L=1000 mm	L=2400 mm
第二玻璃窗格鈉鈣矽玻璃來自AGC之ClearLight™	CET	87 10^-7 /℃	87 10^-7 /℃	88 10^-7 /℃
厚度	Z2 = 6 mm	Z2 = 4 mm	Z2 = 8 mm
長度	L=1600 mm	L=1000 mm	L=2400 mm
Ra = max (Z1/Z2， Z2/Z1)	1	1	1.25
VIG之熱致應力	5.99 MPa	5.99 MPa	4.50 MPa
至第一玻璃窗格之層疊式總成
層疊式玻璃薄片	厚度	Zs_a = 15 mm	Zs_a = 1 mm	Zs_a = 6 mm
聚合物夾層	厚度	1.27 mm	0.38 mm	0.76 mm
組合物	PU	PVB	EVA
至第二玻璃窗格之層疊式總成
層疊式玻璃薄片	厚度	-	Zs_b = 6 mm	Zs_b = 4 mm
聚合物夾層	厚度	-	2.28 mm	0.76 mm
組合物	-	PVB	EVA
第二層疊式玻璃薄片	-	Zs_c = 6 mm	-
第二聚合物夾層	厚度	-	0.76 mm	-
組合物	-	PVB	-

Zmax – 方程式A	15.3 mm	10.2 mm	21.9 mm
1.25 Zopt - 方程式B	12.0 mm	7.9 mm	17.6 mm
Z Opt – 方程式B	9.6 mm	6.3 mm	14.1 mm
	15 mm	7.6 mm	6.5 mm
熱致應力層疊式VIG	5.81 MPa	2.17MPa	3.69 MPa

1:第一玻璃窗格 2:第二玻璃窗格 3:間隔件 4:氣密式接合密封件 5:玻璃薄片 6:聚合物夾層 7:熱射線反射膜/低發射率膜 10:真空絕緣鑲嵌玻璃單元/層疊式真空絕緣總成 11:內窗格面/第一玻璃窗格之內窗格面 12:外窗格面/第一外窗格面/第一玻璃窗格之外窗格面 21:內窗格面/第二玻璃窗格之內窗格面 22:外窗格面/第二玻璃窗格之外窗格面 V:內部體積 Z1:厚度/第一玻璃厚度 Z2:厚度/第二玻璃厚度 Zs:薄片厚度/厚度/玻璃薄片厚度 Zs_a:厚度/薄片厚度 Zs_b:厚度/薄片厚度 Zs_c:厚度/薄片厚度

圖1展示根據本發明之一項實施例之一層疊式真空絕緣總成之一剖面圖，其中第一玻璃窗格之厚度等於第二玻璃窗格之厚度，其中第二玻璃窗格之外窗格面層疊至一單個玻璃薄片。圖2展示根據本發明之一額外實施例之一層疊式真空絕緣總成之一剖面圖，其中第一玻璃窗格之厚度大於第二玻璃窗格之厚度，其中第一玻璃窗格之外窗格面已層疊至兩個玻璃薄片且其中第二玻璃窗格之外窗格面層疊至一單個玻璃薄片。

1:第一玻璃窗格

2:第二玻璃窗格

3:間隔件

4:氣密式接合密封件

5:玻璃薄片

6:聚合物夾層

7:熱射線反射膜/低發射率膜

10:真空絕緣鑲嵌玻璃單元/層疊式真空絕緣總成

11:內窗格面

12:外窗格面/第一外窗格面

21:內窗格面

22:外窗格面

V:內部體積

Z1:厚度/第一玻璃厚度

Z2:厚度/第二玻璃厚度

Zs:薄片厚度/厚度/玻璃薄片厚度

Claims

一種層疊式真空絕緣總成(10)，其沿著由一縱向軸線X及一垂直軸線Z界定之一平面P延伸且包括： i. 一第一玻璃窗格(1)及一第二玻璃窗格(2)，該第一玻璃窗格(1)具有一厚度Z1且具有一內窗格面(11)及一外窗格面(12)，該第二玻璃窗格(2)具有一厚度Z2且具有一內窗格面(21)及一外窗格面(22)；其中該等厚度係在法向於該平面P之方向上量測的； ii. 一組離散間隔件(3)，其定位於該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間，從而維持該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間的一距離； iii. 一氣密式接合密封件(4)，其在該第一玻璃窗格及該第二玻璃窗格之一周界上密封該第一玻璃窗格與該第二玻璃窗格之間的該距離； iv. 一內部體積V，其由該第一玻璃窗格及該第二玻璃窗格以及該組離散間隔件界定且由該氣密式接合密封件封閉，且其中存在小於0.1毫巴之壓力之一絕對真空；且其中該內窗格面面對該內部體積V；其特徵在於 該第一玻璃窗格(1)之該外窗格面(12)藉由m個聚合物夾層(6)層疊至m個玻璃薄片(5)以形成一層疊式總成；及/或該第二玻璃窗格(2)之該外窗格面(22)藉由n個聚合物夾層(6)層疊至n個玻璃薄片(5)以形成一層疊式總成；其中該玻璃薄片具有在法向於窗格P之方向上量測之一薄片厚度Zs，且其中m係大於或等於0之一正整數(m ≥ 0)，n係大於或等於0之一正整數(n ≥ 0)且整數m與整數n之總和大於或等於1 (m + n ≥ 1)；且該等薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或低於一最大厚度值Zmax (
≤ Zmax)，其中依據以下方程式A來計算以mm為單位而表達之Zmax： Zmax = 5.78 – 3.4 Ra – 0.57 (Ra – 1.68)² + 1.1 (Z1 + Z2) – 0.26 [(Z1+Z2)-12] [Ra-1.68] (方程式A) 其中Ra係該第一玻璃窗格之該厚度對該第二玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z1/Z2與該第二玻璃窗格之該厚度對該第一玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z2/Z1之間的最大值。
如請求項1之層疊式真空絕緣總成，其中該等薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或低於一最佳厚度值Zopt之125% (
≤ 1.25 Zopt)；較佳地等於或低於該最佳厚度值Zopt (
≤ Zopt)，其中依據以下方程式B來計算以mm為單位而表達之Zopt： Zopt = 2.54 – 1.42 Ra – 0.625 (Ra – 1.68)² + 0.73 (Z1 + Z2) – 0.12 [(Z1+Z2)-12] [Ra-1.68] (方程式B) 其中Ra係該第一玻璃窗格之該厚度對該第二玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z1/Z2與該第二玻璃窗格之該厚度對該第一玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z2/Z1之間的最大值。
如請求項1或2之層疊式真空絕緣總成，其中該等薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或大於2 mm (
≥ 2 mm)，較佳地等於或大於3 mm (
≥ 3 mm)。
如請求項1或2之層疊式真空絕緣總成，其中該等薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根等於或大於一最佳厚度值Zopt之40% (
≥ 0.40 Zopt)；較佳地等於或大於該最佳厚度值Zopt之80% (
≥ 0.80 Zopt)，其中依據以下方程式B來計算以mm為單位而表達之Zopt： Zopt = 2.54 – 1.42 Ra – 0.625 (Ra – 1.68)² + 0.73 (Z1 + Z2) – 0.12 [(Z1+Z2)-12] [Ra-1.68] (方程式B) 其中Ra係該第一玻璃窗格之該厚度對該第二玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z1/Z2與該第二玻璃窗格之該厚度對該第一玻璃窗格之該厚度之一厚度比率Z2/Z1之間的最大值。
如請求項2之層疊式真空絕緣總成，其中該等薄片厚度Zs之三次冪之總和之立方根介於該最佳厚度值Zopt之80%與125%之間： 0.8 Zopt ≤
≤ 1.25 Zopt。
如請求項1或2之層疊式真空絕緣總成，其中該第一玻璃窗格具有一線性熱膨脹係數CTE1，且該第二玻璃窗格具有一線性熱膨脹係數CTE2，且其中CTE1與CTE2之間的絕對差係至多1.2 10^-6 /℃ (│CTE1-CTE2│ ≤ 1.2 10^-6 /℃)，較佳地係至多0.8 10^-6 /℃ (│CTE1-CTE2│≤ 0.8 10^-6 /℃)，更佳地係至多0.4 10^-6 /℃ (│CTE1-CTE2│≤ 0.4 10^-6 /℃)，甚至更佳地等於0 (│CTE1-CTE2│= 0 /℃)。
如請求項1或2之層疊式真空絕緣總成，其中m + n 等於2，較佳地等於1。
如請求項1或2之層疊式真空絕緣總成，其中m等於0。
如請求項1或2之層疊式真空絕緣總成，其中Z1大於Z2。
如請求項9之層疊式真空絕緣總成，其中該第一玻璃窗格之該厚度Z1對該第二玻璃窗格之該厚度Z2之一厚度比率Z1/Z2等於或大於1.10 (Z1/Z2 ≥ 1.10)，較佳地等於或大於1.30 (Z1/Z2 ≥ 1.30)，較佳地等於或大於1.55 (Z1/Z2 ≥ 1.55)，更佳地介於1.60與6.00之間(1.60 ≤ Z1/Z2 ≤ 6.00)，甚至更佳地介於2.00與4.00之間(2.00 ≤ Z1/Z2 ≤ 4.00)。
如請求項1或2之層疊式真空絕緣總成，其具有沿著該垂直軸線Z量測之一長度L；其中該長度等於或大於500 mm (L ≥ 500 mm)，等於或大於800 mm (L ≥ 800 mm)，更佳地等於或大於1200 mm (L ≥ 1200 mm)。
如請求項1或2之層疊式真空絕緣總成，其具有沿著該縱向軸線X量測之一寬度W；其中該寬度等於或大於300 mm (W ≥ 300 mm)，較佳地等於或大於400 mm (W ≥ 400 mm)，更佳地等於或大於500 mm (W ≥ 500 mm)。
如請求項1或2之層疊式真空絕緣總成，其中該聚合物夾層包括選自由以下各項組成之群組之一材料：乙烯乙酸乙烯脂、聚異丁烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚氨酯、聚氯乙烯、聚酯、共聚酯、聚縮醛、環烯烴聚合物、離子聚合物、一紫外線活化黏合劑及/或其組合，較佳地選自由乙烯乙酸乙烯脂及/或聚乙烯醇縮丁醛組成之群組。
一種如前述請求項中任一項之層疊式真空絕緣總成之用途，該層疊式真空絕緣總成用以降低熱致應力之位準。
一種如請求項1至14中任一項之層疊式真空絕緣總成之用途，該層疊式真空絕緣總成用以提供聲學效能。