高刚性夹层和轻量层压多层板制造技术

本公开涉及多层板用的聚合物夹层和具有至少一个聚合物夹层片的多层板的领域。具体而言，本公开涉及高刚性夹层和并入了高刚性夹层的轻量层压多层板的领域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用本申请要求2012年3月9日提交的美国临时专利申请序号No. 61/609102的优先权。上述申请的整个公开内容经此引用并入本文。专利
本公开涉及用于多层板的聚合物夹层和具有至少一个聚合物夹层片的多层板的领域。具体而言，本公开涉及高刚性夹层和引入了高刚性夹层的轻量层压多层板的领域。附图简述图1是显示了一个实施方案的三点弯曲试验和试验装置的图。图2提供了一个三点弯曲试验中试验片材的荷载-挠度图。图3提供了显示夹层的玻璃化转变温度与多层板刚度的相关性的图。图4提供了显示对于各种不同的板厚度，所公开的多层板的改进刚度的相关性图。优选实施方案说明一般来说，多层板包括两片玻璃或其它适用基板以及夹在它们之间的一个或多个聚合物夹层片。多层板一般是通过在两片基板之间放置至少一个聚合物夹层片从而制造一个组件来生产的。将多个聚合物夹层放置在两片基板之间来制造具有多个聚合物夹层的多层板的情况也很常见。在从组件中移除空气后，通过本领域普通技术人员已知的方法将该组件的组成部件初步压粘在一起。通过层压工艺，例如，但不限于压热法(autoclaving)，使这种初步压粘变得更为持久从而形成最终的一元结构。聚(乙烯醇缩丁醛)（此后用“PVB”指代）是一种常用于制造聚合物夹层和多层板的聚合物。由一个或多个PVB夹层形成的多层板的主要功能之一是吸收能量，例如由物体撞击板的力所引起的能量，不允许穿过该板或不允许玻璃碎片分散。因此，当这些板用于汽车、飞机、建筑或其它物体的窗户时（它们的常见应用），它们会具有最大程度减小对该物体封闭区域内的人或客体的损害或伤害的效果。除了安全益处之外，多层板的聚合物夹层还可用于给板赋予其它有益效果，其包括但不限于：声衰减、减少UV和/或IR光透射以及增强窗口的整体外观和美感。近年来，从某种程度上因为对汽车和航空运输的燃料效率的社会关注越来越多，随之产生了对在重量上要轻于传统模型的多层板的需求。这样的需求是由重量与汽车或飞机的燃料效率具有直接相关性这一事实所引起的；更重的交通工具从A点到B点需要更多的燃料。通常，多层板占了现代机动车辆重量的一大部分——大约45-68 kg。由于美学附件，例如天窗或全景天窗和更大的挡风玻璃，在一些现代汽车模型中多层板所占的汽车重量百分比不断增加。在这些应用中所用的多层板的重量的减少通常会导致车辆整体重量的减少和燃料效率的相应提高。这些板的大部分重量并不在于夹层的重量，而在于基板的重量。传统上，用于汽车应用的多层板（例如挡风玻璃、天窗（sun or moon roof）、侧窗和后窗）通常包含两片相同厚度的玻璃与在玻璃之间放置的PVB夹层。通常，在这些应用中每片基板的厚度大约为2.0 mm至2.3 mm。通过使用对称或不对称基板配置的较薄玻璃实现了轻量多层板。目前用来实现用于挡风玻璃的轻量多层板的方式通常涉及不对称基板配置。在这些配置中，外侧基板（即面向车舱外的基板）的厚度保持在大约2.0 mm至2.3 mm的传统厚度，而内侧基板（即面向舱内的基板）的厚度降低。外侧基板的厚度保持在大约2.0 mm至2.3 mm以维持板的强度来承受沙子、砾石和其它道路碎片的力以及在交通运输过程中可能影响机动车的危险。减少内侧基板的厚度可以降低板的整体总重量。挡风玻璃中所用的不对称窗板的总的玻璃厚度可以配置为低至3.7 mm。尽管不对称基板配置通常用于挡风玻璃来实现更轻的重量，对称基板配置通常用于汽车侧窗和天窗的多层板中。一般来说，用于这些窗中的板是经过加热强化的，以提供结构和机械上强的上釉(glazing)来抵抗可能由关门、车窗降低和上升时的板移动、顶板的移动和小物体在板上的撞击引起的破碎和开裂。用于侧窗和顶窗的对称窗板的总玻璃厚度可以配置为低至3.6 mm。由于总体厚度的减少，通过不对称基板配置生产的多层板提供了减轻重量的机会和从而在汽车和航空应用中改进的燃料经济性。例如，挡风玻璃通常具有大约1.4平方米的表面积。对于传统的2.1 mm/2.1 mm具有传统PVB夹层的玻璃配置，挡风玻璃的总重大约为15.8 kg。对于不对称玻璃配置，例如2.1 mm/1.6 mm（这是目前商业用途中所用的最小组合玻璃厚度之一），不对称挡风玻璃的重量大约是14.1 kg——节省了1.7 kg，传统多层板重量的10.8％。虽然不对称多层板的确导致节省重量的增加，但这并非是没有代价的。一个主要的问题是通过不对称方式生产的轻量多层板，虽然更轻，但并不如通过传统方法生产的多层板一样强。挡风玻璃的机械强度，如挠曲刚度，是随着玻璃厚度的降低而降低的。例如，与4.2 mm的单片玻璃板相比，3.7 mm的单片玻璃板的挠曲刚度降低了33％。因此，在这些板中玻璃弯曲强度、玻璃边缘强度、玻璃抗冲强度、车顶强度和抗扭刚度都会降低。车窗所用的板的强度是重要的，在某种程度上因为在现今的车辆中，板材是车辆结构的一部分，有助于车身(尤其是车顶)的整体机械强度和刚度。例如，在福特P2000车身上，安装有挡风玻璃和后窗玻璃时，车身的抗扭刚度是24.29 kNm/度角，而没有安装所述玻璃时是16.44 kNm。参见M. A. Khaleel, 等, Effect of Glazing System Parameters on Glazing System Contribution to a Lightweight Vehicle’s Torsional Stiffness and Weight. International Body and Engineering Conference, Detroit, (2000) SAE 论文 No. 2000-01-2719（将其整个公开内容经此引用并入本文）。玻璃贡献了汽车整个刚度的大约30％。对汽车结构的这种贡献在常规汽车运行和在发生碰撞或其它事故时都是重要的。如果为了更低的重量和更高的燃料效率而牺牲机动车车窗中的多层板的强度，将会导致车辆结构刚度和整体安全性的降低。出于与不对称配置的多层板相关的所有问题，在本领域有对具有改进的机械强度的轻量多层板，和从而改进的车辆结构刚度和整体安全性的需求。因此，当前专利技术的目的是设计包含夹层的轻量多层板，其中由于减少的玻璃厚度导致的材的机械强度降低至少可在一定程度上通过夹层来弥补。因为该领域这些及其它的问题，除了其它方面，本文描述的是一种轻量多层玻璃板，其包含：第一玻璃基板；第二玻璃基板；和至少一个置于第一玻璃基板和第二玻璃基板之间的聚合物夹层，该聚合物夹层具有大于或等于大约33摄氏度的玻璃化转变温度。第一玻璃基板和第二玻璃基板的组合厚度小于或等于大约4 mm。此外，该多层玻璃板具有比相同厚度和玻璃配置但包含传统的（非刚性）夹层的多层板的挠曲刚度更高的挠曲刚度，并且在某些实施方案中，该多层玻璃板具有比相同厚度和玻璃配置但包含传统的（非刚性）夹层的多层板的挠曲刚度高至少10％，或高至少20％的挠曲刚度。在某些实施方案中，当第一玻璃基板和第二玻璃基板的组合厚度小于或等于4.0 mm，或小于或等于3.9 m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层玻璃板，其包含：第一玻璃基板；第二玻璃基板；置于所述第一和第二玻璃基板之间的聚合物层；其中所述聚合物层具有大于33℃的玻璃化转变温度；其中所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板的组合厚度小于或等于大约4.0 mm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.09 US 61/609,102;2013.03.01 US 13/781,9061.一种多层玻璃板，其包含：
第一玻璃基板；
第二玻璃基板；
置于所述第一和第二玻璃基板之间的聚合物层；其中所述聚合物层具有大于33℃的玻璃化转变温度；其中所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板的组合厚度小于或等于大约4.0 mm。
2.权利要求1的多层玻璃板，其中所述聚合物夹层包含聚(乙烯醇缩丁醛)。
3.权利要求2的多层玻璃板，其中所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板的组合厚度小于或等于大约3.9 mm。
4.权利要求2的多层玻璃板，其中所述第二玻璃基板的厚度小于所述第一玻璃基板的厚度。
5.权利要求2的多层玻璃板，其中所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板的组合厚度小于或等于大约3.7 mm。
6.权利要求2的多层玻璃板，其中当所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板的组合厚度小于或等于4.0 mm时，所述多层玻璃板具有大于300 N/cm的挠曲刚度。
7.权利要求2的多层玻璃板，其中所述多层玻璃板具有比具有相同厚度和玻璃配置但不包含玻璃化转变温度大于33℃的聚合物层的多层板的挠曲刚度高至少10％的挠曲刚度。
8.一种多层玻璃板，其包含：
第一玻璃基板；
第二玻璃基板；
包含第一聚合物层和与所述第一聚合物层相接触的第二聚合物层的多层式夹层；
其中至少一个聚合物层包含增塑的聚(乙烯醇缩丁醛)；
其中所述多层式夹层置于所述第一和第二玻璃基板之间；其中至少一个所述聚合物层具有大于33℃的玻璃化转变温度；
其中所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板的组合厚度小于或等于大约4.0 mm。
9.权利要求8的多层玻璃板，其中所述第一聚合物层和所述第二聚合物层包含聚(乙烯醇缩丁醛)。
10.权利要求8的多层玻璃板，其中所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板的组合厚度小于或等于大...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕军，
申请(专利权)人：索罗蒂亚公司，
类型：发明
国别省市：美国;US