电致变色装置到玻璃衬底的层合制造方法及图纸

本发明专利技术公开了电致变色装置层合板(29)及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电致变色装置到玻璃衬底的层合相关申请的交叉引用本申请要求2010年3月5日提交的申请号为60/311,001的美国临时申请和2010年11月10日提交的申请号为60/412,153的美国临时申请的优先权，这两个临时申请的全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
玻璃，尤其是有色玻璃，会由于吸收太阳辐射而造成的非均匀加热，而承受很大的应力。这些应力可能会过大，以至于在玻璃中产生裂纹或裂缝，最终可能导致其破裂。玻璃的中心可能比通常被框架或其它建筑结构覆盖或遮挡的玻璃边缘的温度高得多。当然，玻璃颜色越深，吸收的太阳能越大，玻璃中心和玻璃边缘或其它被遮挡区域之间可能的温差也就越大。这通常会沿着玻璃的边缘产生应力，如果该应力大于约14至约28MPa，就可能导致破碎。因此，在通常的实践中强行规定将玻璃钢化(tempered)或强化(heat-strengthen)处理，以减少破裂的发生。典型地，吸收玻璃板被强化或钢化处理，以使其承受至少约35MPa的应力，或者符合工业标准，比如ASTME2431(单块退火建筑平板玻璃耐热载荷的测定规程)。当然，这增加了制造成本。和有色玻璃一样，EC(Electrochromic，电致变色)装置会吸收大量的太阳辐射，尤其是在它处于完全变暗的状态下时。为了承受应力或与温差相关的操作负荷，通常会使用强化玻璃或钢化玻璃作为这些装置的衬底。虽然这是一个有效的解决方案，但是基于这种衬底的装置的制造成本高昂。需要在可以维持他们的结构稳定性(即它们在制造过程中和在现场安装时承受破裂和破碎的能力)的同时，降低EC装置的制造过程中的成本并提高制造效率。传统的EC装置和包括EC装置的IGUs(Insulatedglassunits，中空玻璃单元)具有图1A所示的结构。在本文中，“中空玻璃单元”一词表示，由被沿边缘设置的间隔部件隔开、且各层之间密封形成闭塞空气空间(或其它气体，比如氩、氮、氪)的两层或多层玻璃。所述IGU18包括内玻璃板10和EC装置19。EC装置19由EC叠层(ECstack)11构成，该EC叠层包括EC衬底12上的一系列涂层或沉积层。传统上，EC衬底12由热强化或钢化玻璃构成。为了形成IGU18，将成为EC衬底的玻璃板首先切割为定制的大小，该定制的大小根据需要的尺寸而定。然后，被切割的玻璃板12被钢化或强化处理，以提供足够的强度来确保制造应力和在其使用寿命(工作荷载serviceloads)中会碰到的应力。接着，将包括例如多层薄膜的EC装置的叠层11，采用本领域已知的方法(例如，见专利号为7372610和7593154的美国专利，其公开的内容通过引用在此引入本文)涂覆或沉积在所述玻璃板12上。玻璃板12的切割不是在强化或钢化处理之后进行。同样地，在形成EC叠层11的薄膜沉积之后(除非使用合适的后钢化EC薄膜叠层和方法)，EC装置19的衬底通常不进行强化或钢化处理。然后，通过将所述EC装置19和另一玻璃板10结合而组成所述IGU18。两块板由间隔部件17隔开。板10的任意侧面可以包含薄膜涂层(比如，为了日照控制)。附图说明图1a为传统的包括EC装置的IGU的截面示意图；图1b为包括EC装置的IGU的截面图，所述EC装置本身为两种材料的层合板；图2为一EC层合板的应力分布图，该EC装置包括层合在苏打石灰玻璃上的低热膨胀系数的玻璃；图3a为在太阳照射下的多个EC层合板中的多个EC层合板最大边缘张应力的对比图；图3b为在太阳照射下的多个EC层合板中的一个EC层合板最大边缘张应力的对比图；图4提供了以EC衬底、EC外层合玻璃板和隔层厚度为函数而进行的冲击测试的简略说明；图5提供了四点弯曲测试的实施例，其中显示了在测试状态下的激光切割玻璃试样；图6提供了用于比较机械切割和激光切割玻璃板的玻璃试样强度概率图。
技术实现思路
申请人研制了一种改进的IGU，该IGU包括EC装置层合板。申请人还研发了一种制造所述改进的EC装置层合板和IGU的方法。在本专利技术的一个方面，申请人发现一种制造电致变色装置层合板的方法，该方法包括：(a)提供电致变色衬底；(b)将所述电致变色衬底切割成一个或多个衬底子板；(c)在每个所述衬底子板上制造复数个电致变色装置前躯体；(d)将所述复数个电致变色装置前躯体中的每一个切割成单独的电致变色装置；(e)将各个所述单独的电致变色装置层合在独立的外层合玻璃板上(这里将将一步描述该“先切割然后涂覆然后切割”方法的例子)。在一个实施例中，所述电致变色装置前驱体被激光切割。在另一实施例中，所述电致变色装置前驱体被电热切割。在另一实施例中，所述单独的电致变色装置的边缘强度为至少约60MPa。在另一实施例中，所述单独的电致变色装置的边缘强度为至少约69MPa。在另一实施例中，所述单独的电致变色装置的边缘强度为至少约75MPa。在另一实施例中，所述单独的电致变色装置的边缘强度为至少约100MPa。在另一实施例中，所述单独的电致变色装置的大小与所述外层合玻璃板的大小大致相同。在另一实施例中，所述单独的电致变色装置的至少一个尺寸比所述外层合玻璃板小。在另一实施例中，所述单独的电致变色装置相对于所述外层合玻璃板，至少一个尺寸上内缩约0.5mm-约3mm。在另一实施例中，所述单独的电致变色装置相对于所述外层合玻璃板，至少在一个尺寸上内缩约1.0mm-约2.0mm，优选地，所有尺寸均内缩约1.0mm-约2.0mm。在另一实施例中，所述电致变色衬底和所述外层合玻璃板采用相同的材料。在另一实施例中，所述电致变色衬底的材料与所述外层合玻璃板的材料不同。在另一实施例中，所述电致变色衬底的材料选自以下材料：低热膨胀系数玻璃、苏打石灰玻璃、铝硅酸盐玻璃、浮法硼硅玻璃(borofloatglass)、硼铝硅酸盐玻璃(boroaluminosilicateglass)、其它低钠成分玻璃(low-sodiumcompositionglass)或者聚合物。在另一实施例中，所述电致变色衬底的热膨胀系数对于玻璃衬底而言，范围为约2.0ppm/k至约10.0ppm/k，而对于聚合物衬底材料，达到约80ppm/k。在另一实施例中，所述电致变色衬底的热膨胀系数的范围为约4ppm/k至约8ppm/k。在另一实施例中，所述电致变色衬底的厚度为约0.7mm至约6mm。在另一实施例中，所述外层合玻璃板的材料可以从以下材料选择：低热膨胀系数玻璃、苏打石灰浮法玻璃、铝硅酸盐玻璃、浮法硼硅玻璃、硼铝硅酸盐玻璃、强化玻璃、钢化玻璃或聚合物。在另一实施例中，所述外层合玻璃板的热膨胀系数的范围为约2ppm/K至10ppm/K。对于聚合物基衬底，热膨胀系数可以达到约80ppm/K。在另一实施例中，所述外层合玻璃板的厚度为约2.3mm至约12mm。在另一实施例中，所述层间材料可以从以下材料选择：聚乙烯醇缩丁醛、离子化聚合物、乙基醋酸乙烯共聚物、聚氨酯或者它们的混合物。另一方面，本专利技术提供了一种根据所述“先切割然后涂覆然后切割”方法制备的层合板。在另一实施例中，根据所述“先切割然后涂覆然后切割”方法制备的层合板的衬底的边缘强度为至少约60MPa。在本专利技术的另一方面，申请人发现了一种制造电致变色装置层合板的方法，该方法包括：(a)提供电致变色衬底；(b)在所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.05 US 61/311,001;2010.11.10 US 61/412,1531.一种制造电致变色层合板的方法，包括：(a)提供电致变色衬底；(b)将所述电致变色衬底切割成一个或多个衬底子板；(c)在每个所述衬底子板上制造多个电致变色装置前躯体；(d)将所述多个电致变色装置前躯体中的每一个激光切割成单独的电致变色装置，激光切割包括沿着电致变色衬底的长度方向扩展激光致裂缝以将所述电致变色装置前驱体分离为所述单独的电致变色装置；以及(e)将各个所述单独的电致变色装置层合在独立的外层合玻璃板上，其特征在于，通过激光切割每个所述电致变色装置前驱体，且所述单独的电致变色装置的边缘强度为至少60MPa，并且其中所述电致变色衬底的热膨胀系数的范围为2.0ppm/k至10.0ppm/k。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单独的电致变色装置的边缘强度至少为69MPa。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单独的电致变色装置的边缘强度至少为75MPa。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单独的电致变色装置的边缘强度至少为100MPa。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单独的电致变色装置的大小与所述外层合玻璃板的大小大致相同。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单独的电致变色装置至少在一个维度上比所述外层合玻璃板小。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述单独的电致变色装置至少在一个维度上相对于所述外层合玻璃板内缩0.5mm-3mm。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述单独的电致变色装置至少在一个维度上相对于所述外层合玻璃板内缩1.0mm-2.0mm。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电致变色衬底和所述外层合玻璃板采用相同的材料。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电致变色衬底的材料与所述外层合玻璃板的材料不同。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电致变色衬底的材料选自以下材料：低热膨胀系数玻璃、苏打石灰玻璃、铝硅酸盐玻璃、浮法硼硅玻璃(borofloatglass)、硼铝硅酸盐玻璃(boroaluminosilicateglass)、其它低钠成分玻璃(low-sodiumcompositionglass)或者聚合物。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电致变色衬底的热膨胀系数的范围为4ppm/k至8ppm/k。13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电致变色衬底的厚度为0.7mm至6mm。14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外层合玻璃板的材料选自以下材料：低热膨胀系数玻璃、苏打石灰浮法玻璃、铝硅酸盐玻璃、浮法硼硅玻璃、硼铝硅酸盐玻璃、强化玻璃、钢化玻璃或聚合物。15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外层合玻璃板的热膨胀系数的范围为2ppm/K至10ppm/K。16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外层合玻璃板的厚度为2.3mm至12mm。17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于将所述单独的电致变色装置与所述独立的外层合玻璃板层合的层间材料选自以下材料：聚乙烯醇缩丁醛、离子化聚合物、乙基醋酸乙烯共聚物、聚氨酯或者它们的混合物。18.一种采用权利要求1所述的方法制备的层合板。19.根据权利要求18所述的层合板，其特征在于，所述层合板的衬底的边缘强度至少为60MPa。20.一种制造电致变色装置层合板的方法，包括：(a)提供电致变色衬底；(b)在所述电致变色衬底上制造多个电致变色装置前驱体；(c)将所述多个电致变色装置前躯体中的每一个激光切割成单独的电致变色装置，激光切割包括沿着电致变色衬底的长度方向延展激光致裂缝以将所述电致变色装置前驱体分离为所述单独的电致变色装置；以及(d)将各个所述单独的电致变色装置层合在独立的外层合玻璃板上，其特征在于，通过激光切割每个所述电致变色装置前驱体，且所述单独的电致变色装置的边缘强度为至少60MPa，并且其中所述电致变色衬底的热膨胀系数的范围为2.0ppm/k至10.0ppm/k。21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，每个所述单独的电致变色装置的边缘强度至少为69MPa。22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，每个所述单独的电致变色装置的边缘强度至少为75MPa。23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，每个所述单独的电致变色装置的边缘强度至少为100MPa。24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述单独的电致变色装置的大小与所述外层合玻璃板的大小大致相同。25.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述单独的电致变色装置在至少一个维度上比所述外层合玻璃板小。26.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述单独的电致变色装置在至少一个维度上相对于所述外层合玻璃板内缩0.5mm至3mm。27.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述单独的电致变色装置相对于所述外层合玻璃板在至少一个维度上内缩1mm至2mm。28.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述电致变色衬底和所述外层合玻璃板采用相同的材料。29.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述电致变色衬底的材料与所述外层合玻璃板的材料不同。30.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·A·麦考益，尼尔·L·斯巴，约翰·E·范戴恩，
申请(专利权)人：电致变色有限公司，
类型：
国别省市：