具有不对称抗冲性的强化玻璃和强化玻璃层叠件制造技术

强化的玻璃层叠件的实施方式包括至少一层强化玻璃，该强化玻璃具有第一表面和与该第一表面相对设置的第二表面，以及粘附到所述强化玻璃的第一表面的一种或更多种涂层，其中所述一种或更多种涂层赋予玻璃层叠件不对称抗冲性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】强化的玻璃层叠件的实施方式包括至少一层强化玻璃，该强化玻璃具有第一表面和与该第一表面相对设置的第二表面，以及粘附到所述强化玻璃的第一表面的一种或更多种涂层，其中所述一种或更多种涂层赋予玻璃层叠件不对称抗冲性。【专利说明】具有不对称抗冲性的强化玻璃和强化玻璃层叠件本申请根据35U.S.C.§ 119要求于2011年11月23日提交的的美国临时申请登记N0.61/563, 074的优先权，本申请以该文为基础，且该文的全部内容通过引用纳入本申请。 领域本专利技术总体涉及强化玻璃，且特别涉及具有不对称抗冲性的强化玻璃和强化玻璃层叠件。 概述在有些应用中，期望使用强化玻璃或者具有取决于冲击玻璃哪一侧的抗冲性差异的强化的玻璃层叠件。具体来说，对于汽车和飞机应用而言，期望窗户对外部物体(如倒下的树或鸟)具有高抗冲性。但是，当从内表面(如事故中被乘客冲击)冲击汽车玻璃时，常常期望玻璃能断裂以耗散冲击能量，同时把在乘客身体上的冲击加速降低到最小。汽车玻璃可包括层叠结构，例如玻璃一聚合物一玻璃层叠件，其中甚至当玻璃破裂时，一或更多聚合物层保持连接。通过保持连接，撞车时乘客不会从汽车上弹出，且容纳玻璃碎片。玻璃断裂允许吸收能量，将减轻乘客经历的加速或减速，由此减速身体伤害。因此，还可期望玻璃更容易从内部破碎，例如，在乘客被困在车中且需要工具来逃生的情况下。玻璃必须足够强来抵抗某些低水平的冲击，但又足够弱以在更高水平的冲击下破裂。因此，拆分强化玻璃板的内部和外部抗冲性是有利的，由此产生对于外部撞击而言更高的抗冲性，但对于内部撞击而言更低的抗冲性。如本文所使用，“抗冲性”定义为在各种测试条件下，玻璃在破裂之前能抵抗的力或负载的量。具有低抗冲性的玻璃将在比具有高抗冲性的玻璃更低的负载下破裂。这样定义的破裂应认为是“毁灭性的”破裂，其中层叠件中的至少一整体玻璃层遭受断裂，该断裂基本上透过该玻璃层的整个厚度延伸。这与仅仅是表面破碎、表面刮擦、或浅表面裂纹是不同的，它们不体现本专利技术的不对称破裂性能或不对称抗冲性类型。本专利技术的实施方式涉及提供强化的玻璃层叠件，其具有取决于冲击方向的不对称抗冲性(即，取决于冲击玻璃的一侧)。如本文所使用，术语“强化的玻璃层叠件”指任意单层或多层玻璃结构，其包括玻璃和任选的其它层，其中处理玻璃以取得不对称抗冲性。可涂覆、钢化、固化、通过离子交换过程强化、或者通过本领域普通技术人员熟知的各种其它方法处理该玻璃。抗冲性差异对应于强化的玻璃层叠件两侧之间的表面拉伸强度差异。通过结合附图阅读以下详述，可以更充分地理解本专利技术实施方式给出的这些特征以及其它的目的和益处。 附图简要说明结合附图阅读以下关于【具体实施方式】的详述，可以最好地理解本专利技术。因为要求当乘客冲击玻璃时玻璃破裂，汽车工业通常为汽车车窗玻璃创建破裂阀值，这可通过例如落球测试的方法来测试。图1是从下述实施例1的实验产生的环叠环(ring-on-ring)测试结果的图形显/Jn ο图2和3是从下述实施例2所述的实验产生的落球(ball-drop)测试结果的图形显示图4A-4D显示了根据本专利技术的一种或更多种实施方式的强化玻璃层叠件的多种可替换的实施方式。图中所示的实施方式的性质为举例说明，不是用来限定由权利要求书定义的本专利技术。另外，通过阅读专利技术详述，可以更清楚地理解附图和本专利技术的各个特征。 专利技术详述本专利技术的实施方式涉及强化的玻璃层叠件，其具有取决于冲击方向的抗冲性(即，取决于冲击玻璃的一侧)。例如，可通过如下文实施例所述的落球测试来测量抗冲性。所述强化的玻璃层叠件可包括至少一层强化玻璃，该强化玻璃具有第一表面、与该第一表面相对设置的第二表面，以及粘附到该强化玻璃的第一表面的一种或更多种涂层。不限于理论，据信控制这种第一表面涂层的性质可赋予强化的玻璃层叠件抗冲性差异，通常对导向第二表面的冲击的抗冲性低于对导向第一表面的冲击的抗冲性。例如，在汽车车窗应用中，所需的取向是把涂层设置在玻璃的外表面或者层叠件中一种或更多种玻璃层的朝向外部的表面上(如图4的实施方式所示)。还可将涂层设置在玻璃层叠件的第二(内部)表面上，但这种第二表面涂层应具有这样控制的性质:它不会赋予与第一表面涂层相同的抗冲性变化。设想了多种强化玻璃组合物都是合适的。在下文所述的方法中，制备层叠件的方法可包括强化玻璃的步骤，或者设想了该方法可使用已经钢化或强化的强化玻璃作为原材料。例如，强化玻璃材料可包括本领域普通技术人员熟知的多种材料，例如碱金属铝硅酸盐(alkali aluminosilicate)玻璃、喊金属招硼娃酸盐(alkali aluminoborosilicate)玻璃或其组合。除了碱性玻璃材料以外(如碱金属铝硅酸盐玻璃或碱金属铝硼硅酸盐玻璃)，强化玻璃还可包括大于2.0摩尔％的选自下组的氧化物:A1203、ZrO2,或其组合，或者在其他实施方式中，大于4.0摩尔％的选自下组的氧化物:A1203、ZrO2,或其组合。设想了玻璃的各种厚度，这高度取决于强化的玻璃层叠件所用的工业应用。玻璃可具有约0.01-约10毫米的厚度，或者在另一种实施方式中，约0.1-2毫米。不限于理论，强化玻璃所需的是非粗糙化的，且基本上不含表面瑕疵如肉眼可见或者标准光学显微镜可见的刮擦或凹坑。这是有用的，不仅因为强化玻璃在窗户应用中的高透明度，还附加地本专利技术人发现到把涂层粘附到非粗糙的、基本上不含瑕疵的玻璃产生的不对称抗冲性比在用一些常规的加工技术粗糙化或瑕疵化的玻璃上产生的更加理想。因此，期望强化玻璃是基本上无色、透明且没有光散射的。下文描述了从玻璃除去表面缺陷的任选处理应用。所述一种或更多种涂层可包括在强化的玻璃层叠件中取得抗冲性差异的任意合适的材料。不限于理论，据信不对称抗冲性至少部分地取决于涂层对强化玻璃的粘附、以及涂层材料的弹性模量、涂层材料的硬度、以及涂层的脆性断裂行为。脆性断裂行为通常与具有最小韧性或塑性变形的材料相关，且在无定形材料的情况下可具有相对高的玻璃化转变温度。已发现具有脆性断裂行为的涂层增强本专利技术的玻璃层叠件的不对称断裂行为。不限于理论，通过在涂覆之前小心的清洁和制备玻璃表面、选择涂层材料以及选择涂覆条件来促进粘附。可通过多种方式如金刚石压痕失效分析来测试这些性质，尤其是粘附性和抗脱层性。其它技术包括使用光学或表面光度仪方法的微观表面扫描。例如，在用具有约4克到大于或等于约40克负载的布氏(Berkovic)金刚石压头压痕之后,在光学显微镜下观察时，本专利技术的涂层没有从玻璃脱层。此外，所述一种或更多种涂层还可包括高弹性模量和高耐刮擦性。例如，所述涂层可包括通过金刚石纳米凹痕测试的大于约16GPa的弹性模量，或者在另一种实施方式中，大于约20GPa的弹性模量。此外，所述涂层可包括通过金刚石纳米凹痕测试的大于约1.7GPa的硬度，或者大于约2.0GPa0此外，涂层可具有接近所选择材料致密薄涂层理论值的密度或折射率。或者，可选择涂层材料，使她具有与玻璃或其它涂层类似的反射率，从而最小化光学界面影响。此外，可所需地把颗粒或针孔缺陷引入涂层，以改性断裂行为。具体来说，还可定制在涂覆、固化、退火或其它加工步骤中构建的内置膜应力，以取得某些断裂行为。例如但不限于，所述涂层选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强化的玻璃层叠件，其包括：至少一层强化玻璃，该强化玻璃具有第一表面和与该第一表面相对设置的第二表面；以及粘附到所述强化玻璃的第一表面的一种或更多种涂层，其中所述一种或更多种涂层赋予所述至少一层强化玻璃不对称抗冲性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·D·哈特，K·L·贝尔富特，J·F·拜纳，J·S·西特斯，M·J·摩尔，J·J·普莱斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US