本发明专利技术提供了减轻或防止加热腔的热损失的隔热玻璃层压板。本发明专利技术还提供了一种加热装置，诸如烤箱，其包括隔热玻璃层压板(作为扩散器)，以保护功能元件。在一些实施例中，隔热玻璃层压板包括第一衬底、第二衬底以及与衬底的至少一个内表面形成化学结合的非均匀低导热或非导热涂层。涂层的厚度可以为约0.010英寸以下，形成接触衬底的至少一个内表面的约30％以下的图案。涂层还在衬底之间形成多个密封的气体分子空腔。由于每个空腔中存在少量的气体分子，所以衬底之间的对流传热被减至最小，从而使通过层压板进入周围环境中的热损失最小化。
Thermal insulating glass laminates with non-uniform coatings and multiple sealed gas molecular cavities
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有非均匀涂层和多个密封的气体分子空腔的隔热玻璃层压板
本专利技术涉及隔热玻璃层压板。
技术介绍
玻璃层压板用于各种高温应用，例如用于观察加热腔的窗口和视窗玻璃。为了使加热腔的热损失最小化，层压板具有多个玻璃板，玻璃板之间存在间隙，以防止从加热腔到外层玻璃板的直接热传递。但是，由于玻璃板之间的间隙中空气的对流传热，外玻璃板的温度仍然会升高，热量会散失到周围环境中。已经使用隔热涂层来防止热损失，但是许多涂层存在不足。光扩散器是一种能透射可见光并最小化中长波长红外光的透射的元件。大多数光扩散器并不足以使功能部件(诸如LED、照相机、照明组件、接线、传感器和半导体部件)与家用和商用烤箱以及其它加热腔中的高温热隔离。这对于被设计成不能承受高温的功能部件(诸如LED)来说是一个非常严重的问题。一种使照明组件与烤箱中的高温隔离的方法是提供通过对流冷却照明组件的空气间隙。另一种方法是使用散热器。还有一种方法是用涂有低辐射涂层的透镜保护照明组件。然而，这些方法并不一定能够使功能元件与高温充分隔离。
技术实现思路
本专利技术描述了减轻或防止加热腔的热损失的隔热玻璃层压板。在一些实施例中，隔热玻璃层压板包括与衬底的至少一个内表面形成化学结合的非均匀低导热或非导热涂层，其中涂层的厚度可以为约0.010英寸以下。在一些实施例中，非均匀低导热或非导热涂层有助于在衬底之间形成多个密封的三维空腔，每个空腔的体积非常小，其内具有少量的气体分子。由于每个空腔中存在少量的气体分子，所以衬底之间的对流传热被减至最小，从而使通过层压板进入周围环境中的热损失最小化。目前的一些文献表明，当气体空腔的厚度为约15毫米时，隔热玻璃层压板是最佳的隔热体，其中，空腔厚度小于15毫米时，导热损失增加，而空腔厚度大于15毫米时，对流损失增加。这一知识表明，减小空腔的厚度将增加导热损失，但是在本专利技术中导热损失没有增加。在一个非限制性实例中，本专利技术的隔热玻璃层压板可用于高温应用(例如家用烤箱和商用烤箱中的窗口和视窗玻璃)以及具有加热腔的应用(其中需要较低的热损失和冷却出口窗口温度)。在一些实施例中，高温应用为高于约175℃。在一个实施例中，本专利技术提供一种隔热层压板，其包括具有内表面的第一玻璃衬底、具有内表面的第二玻璃衬底以及与至少一个内表面形成化学结合的非均匀低导热或非导热涂层。涂层的厚度为约0.010英寸以下，并形成接触至少一个内表面的约30％以下的图案。衬底之间存在多个密封的气体分子空腔。本专利技术还涉及使加热腔中或加热腔附近的功能部件(诸如LED、照相机、照明组件、接线、传感器和半导体部件)热隔离的光扩散器。在一些实施例中，光扩散器包括本文所述的隔热玻璃层压板。光扩散器可以具有位于烤箱炉腔与功能元件之间的隔热玻璃层压板，这样使得层压板将功能元件与炉腔内的温度部分地或完全地隔离。在一些实施例中，在层压板的一个或多个部件上设置热反射涂层以提供额外的隔热。附图说明图1示出了使用接触衬底的至少一个内表面的约30％以下的非均匀涂层形成的具有多个圆形空腔的层压板的一部分。图2示出了本专利技术的层压板的示意图。图3示出了使用本专利技术的层压板来保护功能部件的烤箱的示意图。具体实施方式本专利技术提供了减轻或防止加热腔的热损失的隔热玻璃层压板。在一些实施例中，隔热玻璃层压板包括具有内表面的第一玻璃衬底、具有内表面的第二玻璃衬底以及与至少一个内表面形成化学结合的非均匀低导热或非导热涂层，其中非均匀低导热或非导热涂层的厚度为约0.010英寸以下，形成与至少一个内表面的约30％以下接触的图案；并且其中衬底之间存在多个密封的气体分子空腔。在一些实施例中，所述多个密封的气体分子空腔可以包括但不限于每平方厘米涂层约5至约400、约100至约400或约5至约50个空腔。每个空腔之间测量的涂层宽度可以是但不限于小于约0.5毫米、约0.01至0.5毫米或约0.02毫米至约0.1毫米。涂层应该防止衬底接触。涂层的目的之一是在衬底之间提供间隔，以将气体分子捕获在衬底之间的多个密封空腔中。在一些实施例中，涂层的导热率为约5W/(m·K)以下，或约3.5W/(m·K)以下。在一些实施例中，涂层的导热率低于与涂层组合物接触的衬底的导热率。出于本专利技术的目的，“低导热”涂层的导热率为约5W/(m·K)以下，而“非导热”涂层的导热率为0或约0W/(m·K)。涂层在衬底之间形成隔热层，以最小化对流气流并减少衬底之间的热传递。在一些实施例中，涂层是由涂层组合物形成的低导热或非导热涂层，例如在一个非限制性实例中，所述涂层为搪瓷、玻璃料或其组合，它们分别包含陶瓷化合物、玻璃化合物或其组合，其任选地与其它化合物组合。在使涂层组合物固化以形成涂层时，这些组合物中的一些可能会蒸发。在某些实施例中，与接触涂层的衬底相比，涂层中的陶瓷化合物和玻璃化合物的组分和热膨胀性能相似。图1和图2示出了本专利技术的层压板10的示意图。层压板10具有第一玻璃衬底20、第二玻璃衬底30以及涂层40。涂层40具有孔45。如前所述，所述孔45在层压板10中的衬底20与30之间形成空腔。涂层组合物可以包括玻璃料，其是通过对熔融的、复杂的材料组合进行快速淬火而产生的无机化学物质的混合物，并且将由此制造的化学物质限制为玻璃状固体薄片或颗粒的非迁移组分。在一个非限制性实例中，玻璃料包括在其生产过程中特意制造的下列所有化学物质。所述化学物质主要包括但不限于下面列出的一些或所有元素的氧化物，其还可以包括这些元素的氟化物：铝、锑、砷、钡、铋、硼、镉、钙、铈、铬、钴、铜、金、铁、镧、铅、锂、镁、锰、钼、钕、镍、铌、磷、钾、硅、银、钠、锶、锡、钛、钨、钒、锌、锆及其组合。最常见的玻璃料是铋基玻璃料和锌基玻璃料。考虑到颜色，玻璃料中可以添加少量颜料。在一个非限制性实例中，合适的涂层组合物包括：结晶二氧化硅：11-15％；硼酸盐：19-22％；氧化锌：25-29％；二氧化钛：32-36％；锰化合物：0-2％；氧化铁：0-2％；铬化合物：0-2％；钴化合物：0-3％；以及氧化铝：3-6％。在另一个非限制性实例中，合适的涂层组合物包括：结晶二氧化硅：34-38％；硼酸盐：8-12％；氧化锌：16-20％；二氧化钛：5-9％；锰化合物：0-3％；氧化铁：0-3％；铬化合物：11-15％；以及铜化合物：8-12％。可以通过丝网印刷或任何其它合适的技术将非均匀涂层施加到衬底上。如图1所示，非均匀涂层具有空隙并且不接触衬底的整个表面。非均匀涂层可以形成规则或不规则的图案。例如，当进行丝网印刷时，通过丝网注入涂层组合物以形成图案。图案化的且非均匀涂层组合物有助于在衬底之间形成多个密封的气体分子空腔。涂层可以是透明的或有色的。根据需要，可以存在中间层、额外的衬底和额外的涂层。层压板可以通过以本领域技术人员已知的任何方式将涂层化学结合到至少一个衬底上而形成。对于非限制性实例，层压板可通过以下步骤形成，所述步骤包括：向第一衬底施加涂层组合物，加热涂层组合物以将涂层组合物粘附到第一衬底上，在加热的涂层组合物上施加第二衬底，烧制加热的涂层组合物以在涂层与至少一个衬底之间形成化学结合。在其它实施例中，层压板通过以下步骤形成，所述步骤包括：向第一衬底施加涂层组合物，在涂层组合物上施加第二衬底，然后烧制涂层组合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隔热层压板，其包括：具有内表面的第一玻璃衬底；具有内表面的第二玻璃衬底；以及与至少一个内表面形成化学结合的非均匀低导热或非导热涂层，其中，所述涂层的厚度为约0.010英寸以下，形成接触所述至少一个内表面的约30％以下的图案，并且在所述第一衬底与第二衬底之间存在多个密封的气体分子空腔。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.06 US 15/425,604;2017.04.25 US 62/489,8201.一种隔热层压板，其包括：具有内表面的第一玻璃衬底；具有内表面的第二玻璃衬底；以及与至少一个内表面形成化学结合的非均匀低导热或非导热涂层，其中，所述涂层的厚度为约0.010英寸以下，形成接触所述至少一个内表面的约30％以下的图案，并且在所述第一衬底与第二衬底之间存在多个密封的气体分子空腔。2.根据权利要求1所述的层压板，其中，所述多个密封的气体分子空腔包括每平方厘米涂层约5至约400个空腔。3.根据权利要求1所述的层压板，其中，在所述多个密封空腔中的每一个之间测量的所述涂层的宽度为约0.01至约0.5毫米。4.根据权利要求1所述的层压板，其中，所述涂层的厚度为约0.005英寸以下。5.根据权利要求1所述的层压板，其中，所述涂层的厚度为约0.001英寸以下。6.一种形成根据权利要求1所述的层压板的方法，其包括以下步骤：向所述第一衬底施加涂层组合物，加热所述涂层组合物以将所述涂层组合物粘附到所述第一衬底上，在加热的涂层组合...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·奥赖恩，
申请(专利权)人：肖特嘉姆创公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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