CN115835961A - 具有功能膜的层压窗玻璃 - Google Patents

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Abstract

一种层压窗玻璃，其包括至少一个第一玻璃基材(10)和第二玻璃基材(11)，至少一个设置在两个玻璃基材之间的功能膜(2)，以及至少一个在第一玻璃基材(10)与功能膜(2)之间的第一层压中间膜(3)，和至少一个在第二玻璃基材(11)与功能膜(2)之间的第二层压中间膜(4)，其特征在于，功能膜(2)包含至少一个透明粘合材料层(20)，称为OCA，其是粘弹性的以使得在窗玻璃的层压过程中其在厚度中可变形。

Description

具有功能膜的层压窗玻璃
本发明涉及层压窗玻璃领域。
本发明将适用于所有用途，尤其适用于建筑，例如外墙或隔板或其它内部玻璃表面，或适用于机动车辆、巴士、火车或飞机类型的交通工具。
层压窗玻璃包括两个外部玻璃基材和至少一个由塑料材料制成，通常由聚乙烯醇缩丁醛 (PVB) 制成的中间膜，中间膜将两个玻璃基材牢固地彼此连接。层压窗玻璃还可包含一种或多种其它膜，称为功能膜，例如红外线反射膜或液晶膜。包含以夹层形式存在的功能膜的层压窗玻璃在两个外部玻璃基材之间包含功能膜，例如液晶元件，其通过耦合到元件的每个面的PVB膜牢固地附接到玻璃基材。
液晶元件以柔性膜的形式存在，该柔性膜包括封装在两个由聚合物材料制成的封装片材之间的液晶，这两个封装片材通过间隔物(如玻璃珠)保持恒定的距离。每个聚合物封装片材都被设置有电极。当向电极施加电压时，液晶改变取向并改变穿过该元件的光透射，被提供有液晶元件的窗玻璃从透透亮态变为深暗态，反之亦然。 “透亮态、深暗态”旨在表示窗玻璃在其透亮态下在可见光范围内的透光率大于其在其深暗态下的透光率。
液晶元件特别用于某些带有平板玻璃的建筑应用中。这项技术最近在机动车辆领域也引起了人们的兴趣，对于机动车辆，窗玻璃需要使玻璃变深暗，例如用于天窗、后窗、侧窗或挡风玻璃上部的遮光条。然而，在机动车辆领域，窗玻璃被弯曲并且除PVB膜以外的功能膜的层压被证明不是特别简单。理论上，为柔性的(液晶或其它)功能膜的柔性允许它们能够相对容易地符合弯曲的形状。然而，已观察到，在现实中，弯曲将导致明显的视觉缺陷。事实上，弯曲的窗玻璃在两个方向上弯曲。虽然功能膜是柔性的，但它必须在两个方向上局部变形以符合弯曲的形状，这最终很难实现。这由此导致明显的视觉缺陷，例如薄膜在某些位置的折痕，特别地主要在窗玻璃的边缘位置。从美学的角度来看，这些缺陷是不可接受的。
此外，制备层压窗玻璃的方法，尤其是使用真空袋和高压釜实施的方法，涉及高压和高温。在液晶功能膜的情况下，这些应力可导致液晶元件的聚合物封装片材的局部变形，特别是元件厚度的增加。这些变形会导致液晶取向的局部改变，当窗玻璃弯曲时，这种情况会进一步加剧。这导致窗玻璃的光传输不均匀，体现为在正常为透亮的窗玻璃上存在暗区，或者相反，在正常深暗的窗玻璃上存在亮区。
因此，本发明的目的是提出一种层压窗玻璃，该层压窗玻璃包括至少一个柔性功能膜，该柔性功能膜被层压在层压中间层中，该层压窗玻璃不具有上述缺点，例如折痕类型光学缺陷，或当柔性功能膜包含液晶时存在不均匀的光透射的区域。
根据本发明，层压窗玻璃包括至少一个第一玻璃基材和第二玻璃基材，至少一个设置在两个玻璃基材之间的功能膜，以及至少一个在第一玻璃基材和所述玻璃基材之间的第一层压中间膜，以及至少一个在第二玻璃基材与功能膜之间的第二层压中间膜(该功能膜在窗玻璃的层压制备方法期间被处理时是柔韧的)。此外，功能膜包括至少一个透明粘合剂材料层(称为OCA-光学透明粘合剂)，其是粘弹性的，使得在窗玻璃的层压方法中其在厚度中可变形。
如此集成到柔性功能膜中的 OCA 不是坚固的。 OCA 具有粘弹性，使得当功能膜在窗玻璃的层压过程中受到变形应力时，它能够在厚度中局部改变。
“功能膜”意指赋予窗玻璃至少一种技术功能的膜，例如日光控制膜(例如红外线吸收和/或反射)、用于防止紫外线辐射的膜。它也可以是活性膜，例如允许控制不透明度和/或透光率的膜，或者加热膜等。
对于OCA，术语“透明”旨在定性其透光率大于或等于80％、优选至少90％的材料。透光率根据标准ISO 9050:2003 进行计算。在测量 OCA 的透光率的情况下，将在 1毫米厚的样品上进行测量。
OCA在制备功能膜之前为液体形式，并且能够在将其施加到至少一个(柔性)基材上之后交联，该基材构成OCA的载体并且可以具有功能膜的所述或一个技术功能。另一种具有技术功能的柔性基材也可与其相连接。液体 OCA 交联的方式取决于其种类。 OCA 可以交联，尤其是通过提供紫外线类型的能量，或在环境温度下添加固化剂。
这种将粘弹性 OCA 集成到功能膜上的技术特征已出人意料地证明对于制备弯曲的层压窗玻璃特别有利。令人惊讶的是，功能膜中粘弹性 OCA 的存在允许大大减少在制备后在窗玻璃上的可见缺陷，例如折痕。
所述集成到窗玻璃中的至少一个功能膜是独立的膜，并且可以在制备窗玻璃之前按原样处理。它是一种即用型薄膜，在层压窗玻璃的制备过程中以常规方式与所有玻璃基材和层压薄膜堆叠在一起。该功能膜与任何类型的PVB型膜一样用于层压窗玻璃的通常制备中，特别是用于弯曲层压窗玻璃的制备中。
根据一个特征，所述至少一个粘弹性OCA层具有10-50 Shore000的硬度，尤其是10-30 Shore000的硬度。硬度是根据标准 ASTM-D2240 在 10毫米厚的样品上测量的，该样品由在以液体形式倒入中空模具后 (UVA) 交联的 OCA 组成。
根据另一个特征，所述至少一个粘弹性OCA层具有在200％-1000％之间，特别是在250％-1000％之间，优选在300％-1000％之间的断裂伸长率。
根据另一个特征，功能膜至少包括：第一柔性透明基材、第一OCA层和第二柔性透明基材，第一柔性透明基材和/或第二柔性透明基材具有技术功能以为所述功能膜提供技术功能。功能膜最外层的柔性透明基材由不同于PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)的材料构成。
根据一个实施方案，功能膜包括第一柔性透明基材、第一OCA层、具有技术功能的第二柔性透明基材、第二OCA层和第三柔性透明基材。第一和/或第三柔性透明基材可以具有与第二柔性透明基材不同的技术功能。
作为技术功能的非限制性示例，功能膜的柔性透明基材可以是日光控制膜(例如红外反射和/或吸收)、紫外线防护膜、能够改变不透明度的膜，或否则，薄膜可以改变透光率。因此，根据一个特征，功能膜包括具有技术功能的柔性透明基材，其是红外线反射膜。
该功能膜的具有技术功能的柔性透明基材例如为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PI(聚酰亚胺)、PU(聚氨酯)或TAC(三醋酸纤维素)薄膜。
在另一示例性实施例中，该功能膜的具有技术功能的柔性透明基材或其中之一为液晶元件。液晶元件形成了一种本身就易于处理的柔性薄膜。液晶元件旨在为窗玻璃提供改变其透光率的功能。
发明人已经证明，为了制备必须包含液晶元件的窗玻璃，将液晶元件层压成柔性膜形式的事实(该柔性膜包含液晶元件和至少一个为粘弹性的OCA层，以便在层压窗玻璃的过程中其厚度的可变形)使窗玻璃中的视觉缺陷的风险最小化，例如折痕或不均匀透光的缺陷。此外，这种粘弹性OCA的存在具有非常大地降低在使用窗玻璃(窗玻璃经历由于温度变化的周期而产生的变形周期)期间裂纹在液晶元件的电极处扩展的风险的优点。
液晶元件可以是所谓的“主-客(hôte-invités)”元件的形式，其包含液体溶液和液晶的混合物。包含液晶的液体溶液被捕获在由两个封装基材和周边密封件界定的空腔中。两个封装基材由柔性聚合物材料制成。含有液晶的液体溶液可以包含一种或多种二向色性染料。包含液体溶液和液晶的混合物(其中分散有一种或多种二向色性染料)的液晶元件通常称为“主-客(使用英文表述“guest-host”)”液晶元件。
主-客液晶元件还可以包括一个或多个偏振器(在盒的一个或多个外表面上)。
作为主-客液晶元件的变体，液晶元件可以是分散的聚合物液晶(PDLC)***或胆甾型液晶(CLC)***或聚合物网络液晶(PNLC)***。这些元件以柔性基材的形式存在。
还根据另一个特征，根据本发明选择的OCA选自基于丙烯酸、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、硅酮和环氧树脂(époxy)的OCA。
本发明的层压窗玻璃可以是建筑窗玻璃。它可以用于双层窗玻璃或三层窗玻璃中。
本发明的层压窗玻璃可以是车辆窗玻璃，特别地用于选自机动车辆、火车、卡车、飞机、巴士和军用车辆的车辆窗玻璃。
有利地，层压窗玻璃可以是弯曲的。
本发明还涉及功能膜在制备层压窗玻璃中的用途，功能膜夹在两个层压中间层和两个玻璃基材之间，其特征在于功能膜(其为柔性的)包含至少一个透明粘合剂材料层(OCA)，其具有粘弹性以使得在层压窗玻璃的过程中其厚度可变形，特别地OCA具有10至50Shore000的硬度。
本发明的其它特征和其它优点通过阅读以下描述将变得显而易见，后以下描述仅作为非限制性示例给出并参考附图。
本发明现在通过实施例进行描述，这些实施例仅是说明性的并且对本发明的范围是绝对非限制性的，并且基于所附的说明，其中：
- [Fig.1]或图1表示根据本发明的层压窗玻璃的示意性局部横向截面图；
- [Fig.2]或图2是根据本发明的旨在集成到图1的窗玻璃中的功能膜的实施方案的示意性截面图，该功能膜包括单个OCA层；
- [Fig.3]或图3是根据本发明的功能膜的另一个实施方案的示意性截面图，该功能膜包括两个布置在具有技术功能的柔性基材的两侧上的OCA层；
- [Fig.4]或图4对应于图2，其将液晶元件集成到功能膜中；
- [Fig.5]或图5显示了集成了图4的功能膜的层压窗玻璃；
- [Fig.6]或图6对应于图3的功能膜的示例性实施例，其集成了液晶元件；
- [Fig.7]或图7显示了集成了图6的功能膜的层压窗玻璃的示例性实施例；
- [Fig.8]或图8是根据图5的本发明的层压窗玻璃的局部照片；
- [Fig.9]或图9是对比层压窗玻璃的部分照片，其包括具有无OCA的客-主元件的功能膜。
为了清楚起见，图中表示的不同元件不必然按比例复制。
图1和图2中所示的本发明的层压窗玻璃1具有至少一种不能集成到PVB或EVA类型的常规层压膜中的技术功能。所述至少一种技术功能被集成到在图2和3中所示的功能膜2中，该功能膜2是多层的并且根据本发明包括至少一个OCA层20，OCA还是粘弹性的以便在层压窗玻璃的过程中的厚度是可变形的。
层压窗玻璃1尤其可以进行弯曲，同时借助功能膜2使光学缺陷如窗玻璃边缘处的折痕的最小化。
当然，层压膜3、4和/或玻璃基材10、11还可以具有技术功能性，如阻隔紫外线、防红外线、声学性质、防反射、防粘、防刮、光催化、防指纹 、防雾或着色性能等。
对于图 4 和 6 的功能膜 2 以及对于分别图 5 和 7 的分别集成了图 4 和 6的功能膜的窗玻璃，以非限制性示例的方式呈现的技术功能是液晶可变光传输功能。该技术功能特别地用于机动车辆窗玻璃。
如图1所示，层压窗玻璃1包含分别构成窗玻璃的外部基材的至少一个第一玻璃基材10和第二玻璃基材11，至少一个功能膜2，和第一层压中间膜3，其牢固地贴附功能膜2与第一玻璃基材10，和第二层压中间膜4，其牢固地贴附功能膜2的第二玻璃基材11。
玻璃基材10和11具有适合于层压窗玻璃的使用的厚度。厚度可以在0.3毫米-15毫米之间，优选地在1毫米-5毫米之间；例如，它是 1.6毫米、1.8毫米或 2.1毫米。
层压中间膜3和4尤其具有在0.07毫米-2毫米之间，尤其是0.38毫米或0.76毫米的厚度。
第一层压中间膜3和第二层压中间膜4例如由PVB制成。
功能膜2是可以独立处理的柔性膜，其在通过层压方法制备窗玻璃的不同基材和膜的堆叠期间沉积在层压中间层膜3或4之一上。
参见图2，功能膜2包括至少一个第一OCA层20，第一OCA层20夹在第一柔性透明基材21和第二柔性透明基材22之间，第一柔性透明基材和/或第二柔性透明基材具有技术功能。 OCA 被定位在功能膜 2 中。
技术功能例如被赋予第二柔性基材22，其由例如红外反射PET膜组成，或者如图4至7中所示，是用于改变层压窗玻璃1的光透射的液晶元件。
如在图3中所示，功能膜2可以包括第三柔性基材23，第三柔性基材23贴附在第二柔性基材22上，同时设置另一OCA层20作为界面。第二和第三柔性基材22和23例如各具有技术功能。
柔性功能膜2的OCA层20由透明粘弹性材料制成，使得在窗玻璃的层压方法期间，在玻璃基材10和11和所述功能膜2的层压过程中，OCA层20(定位在功能膜中)在功能膜中在其厚度上局部可变形。因此，OCA层20具有足够的弹性以在高压灭菌步骤期间变形并以吸收在窗玻璃冷却期间的松弛应力。因此，出乎意料的是，其结果是在层压窗玻璃1的堆叠体中添加该OCA层20使窗玻璃的视觉缺陷最小化。
OCA层20可以是透明的粘合材料，其以液体途径沉积在第一柔性基材21(从而用作支撑)上，其已经使用第二柔性基材22进行封装并且已经交联，以形成以夹层形式的层，其是粘弹性的。或者，OCA层20可以是聚合膜或预聚合膜形式的透明材料。它可以是压敏粘合膜(PSA)或在组装前已经部分交联的“后粘合”聚合物膜，并且在组装后将完全交联。 PSA膜通常通过接触和施加机械压力被粘合到柔性基材22。“后粘合”膜通常在继续交联以引起在与基材的粘合之前与柔性基材22接触。交联的继续通常通过光交联进行，尤其使用紫外线照射。在进行交联之前，将组装的窗玻璃置于真空下进行脱气，然后置于具有例如2至4巴正压的压力的并且任选地处于高于环境温度的温度的加压高压釜中。事实证明，后粘合膜的使用特别有利于生产弯曲的窗玻璃。
有利地，OCA层20的硬度在10-50 Shore000之间，特别是在10-30 Shore000之间。OCA层20的厚度通常大于0.5μm，优选在0.5毫米至2毫米的值范围内。
例如，OCA 基于粘弹性硅酮。这种由粘弹性硅酮制成的 OCA的硬度在 10-30Shore000 Shore A 之间。由粘弹性硅酮制成的 OCA 层的厚度为 1毫米。PSA膜优选选自基于丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯或由氟化氨基甲酸酯丙烯酸酯或硅酮制成的聚合物。后粘合膜优选为基于丙烯酸酯的光交联后粘合膜。
在图 4 和 5 的功能膜 2 的示例中，第二柔性基材 22 是主-客液晶元件，例如市售的液晶元件，主-客元件的外表面形成柔性功能膜2的外表面。对于图6和图7，第三基材23不强制具有技术功能，但允许将主-客液晶元件22夹在两个OCA层20之间。这种在客-主液晶元件两侧具有两个 OCA 层的对称堆叠体允许根据用途更好地降低光学缺陷的风险，尤其是反射光学缺陷的风险。
对于图 4 至7，客-主液晶元件 22 包含液晶的液液态溶液 22A 和至少一种二向色染料的混合物，液态混合物被捕获在两个由柔性材料制成的封装基材22B和22C之间，以及周边密封件22D。由柔性材料制成的两个封装基材22B和22C通过结合到密封件22D中的间隔件(未示出)保持间隔开，使得可以界定容纳包含液晶的液体溶液22A的密闭空腔。周边密封件22D例如由环氧树脂或硅酮制成。两个封装基材22B和22C中的每一个的面向空腔的内表面覆盖有电极，例如由ITO制成，其本身覆盖有配向层，配向层与液体溶液22A接触。液晶元件2的总厚度在250-350μm之间。液晶功能膜2具有例如约1.4毫米(PET 0.4毫米/OCA 1毫米/客-主元件0.3毫米)或约2.5毫米(PET 0.4毫米/OCA 1毫米/客-主元件 0.3毫米/OCA 1毫米/PET 0.4毫米)的厚度。当电压施加到液晶元件2的电极时，层压窗玻璃1的透光率发生改变。
(功能膜的)液晶元件2的两个封装基材22B和22C是柔性的。它们可以由足够薄的玻璃制成以为液晶元件赋予柔韧性。由玻璃制成的封装基材22B和22C具有例如小于1000μm，特别是在25μm-700μm之间的厚度，优选地小于300μm，或者甚至小于100μm的厚度。
图 5 的层压窗玻璃 1 对应于图 1 的窗玻璃，其中柔性功能膜 2 对应于图 4的窗玻璃，以便为窗玻璃提供可以借助于液晶元件 22可改变的透光率，该透光率。
图7的层压窗玻璃1使用图6的功能膜2以实现透光功能，该功能借助于夹在两个OCA层之间的液晶元件22可改变。
本发明的具有粘弹性OCA的功能膜2有利地用于弯曲的窗玻璃中。制备了用于为弯曲的车顶层压窗玻璃并在其边缘拍照：图8的照片是根据图5的本发明的包括液晶元件22的层压窗玻璃1，该液晶元件已层压为本发明的柔性膜形状，本发明的柔性膜包含粘弹性硅酮基OCA层并具有10至30 Shore000的硬度，与图9的照片相比，图9的照片是使用相同液晶元件22，但液晶元件是单独的且直接层压的层压窗玻璃在与玻璃基材相关的两个 PVB 中间膜之间。如图 8 和图 9 所示，图 9 的层压窗玻璃在边缘出现折痕，而本发明的层压窗玻璃，如图 8 所示，没有显示缺陷(图 8 的照片显示在窗玻璃后面带有云纹的窗玻璃，以便能够更容易地查看视觉缺陷(如果存在这些视觉缺陷)。
此外，其它用于制备弯曲层压窗玻璃的测试是使用包含客-主元件的功能膜进行的，其中 OCA 层不具有粘弹性，因此不允许在窗玻璃的层压过程中调整功能膜内的厚度。特别是对两个层压窗玻璃进行了测试。这两个窗玻璃各自与包含客-主元件并包含基于丙烯酸酯的 OCA 的功能膜层压，该 OCA 在交联后没有粘弹性并且不允许在层压方法期间调整厚度；对于两个窗玻璃，基于丙烯酸酯的 OCA的硬度分别为 30 ShoreA 和 55 ShoreA。在这两个测试的层压窗玻璃上存在视觉缺陷。

Claims (14)

1.一种层压窗玻璃，其包括至少一个第一玻璃基材(10)和第二玻璃基材(11)，至少一个设置在两个玻璃基材之间的功能膜(2)，以及至少一个在第一玻璃基材(10)与功能膜(2)之间的第一层压中间膜(3)，和至少一个在第二玻璃基材(11)与功能膜(2)之间的第二层压中间膜(4)，其特征在于，功能膜(2)包含至少一个透明粘合材料层(20)，称为OCA，其是粘弹性的以使得在窗玻璃的层压过程中其在厚度中可变形。
2.根据权利要求1所述的层压窗玻璃，其特征在于，所述至少一个OCA层具有在10-50Shore000之间，特别地在10-30 Shore000之间的硬度。
3.根据权利要求1或2的层压窗玻璃，其特征在于所述至少一个OCA层具有大于0.5毫米，优选0.5至2毫米的厚度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的层压窗玻璃，其特征在于，所述功能膜(2)至少包含第一柔性透明基材(21)、第一OCA层(20)和第二柔性透明基材(22)、其中第一柔性透明基材和/或第二柔性透明基材具有技术功能。
5.根据前述权利要求中任一项所述的层压窗玻璃，其特征在于，所述功能膜(2)包括第一柔性透明基材(21)、第一OCA层(20)、具有技术功能的第二柔性透明基材(22)、第二OCA层(20)和第三柔性透明基材(23)。
6.根据权利要求3至4中任一项所述的层压窗玻璃，其特征在于，所述具有技术功能的第二柔性透明基材(22)为液晶元件。
7.根据前一项权利要求所述的层压窗玻璃，其特征在于，所述液晶元件是包含液体溶液和液晶的混合物的“主-客”元件。
8.根据权利要求5所述的层压窗玻璃，其特征在于，所述液晶元件为聚合物分散液晶(PDLC)体系或胆甾型液晶(CLC)体系或聚合物网络液晶(PNLC)体系。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的层压窗玻璃，其特征在于，所述具有技术功能的柔性透明基材为红外线反射膜。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的层压窗玻璃，其特征在于，所述OCA是以液体途径沉积并交联的透明粘合剂材料。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的层压窗玻璃，其特征在于，所述OCA为呈聚合膜形式的透明材料，优选为压敏膜。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的层压窗玻璃，其特征在于，所述OCA是呈交联的后粘合膜形式的透明粘合材料。
13.根据前述权利要求中任一项所述的层压窗玻璃，其特征在于，所述OCA选自基于丙烯酸、聚乙酸乙烯酯、聚氨酯、硅酮和环氧树脂的OCA。
14.根据前述权利要求中任一项所述的层压窗玻璃，其特征在于它是弯曲的。
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