专利名称：承载层压板的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于组装层压镶板的方法、能够承受荷载的层压板以及含有这种层压板的玻璃组装件。
层压镶板，特别是玻璃层压镶板可以被接合在一起或是附着于一支承结构上以形成多样化的玻璃组件，例如玻璃面墙。其中的这种玻璃层压镶板包括至少两块玻璃层板，它们通过可以采用热塑薄膜，最普通的是聚乙烯醇缩丁醛(以下简称PVB)的胶合层而被连接在一起。在形成这种组件的过程中所出现的一个困难就是将荷载传递到层压板上的接头技术并不理想。一个例子是使用夹板的组件通过穿过层压板内钻孔的螺钉而被接合在一起。为了形成含有这种层压板的组装，可能横过层压板施加高达十吨的力。当夹板被锁紧时，胶合层在压力的作用下溢出，这影响了层压板的外观并可能会有不利后果。
德国专利DE19812814以及国际专利申请WO02/38902描述了解决此问题的一种方式。在这两种情况下，安装组件被设置在穿过层压板的钻孔中并使用注塑树脂将其固定在位。这种解决方案很难实施并且并不是完全有效的。同时还需要一种的更简单方法以便将层压板连接到毗连的建筑物上。
现已发现，通过在玻璃层板之间插入围绕钻孔密封并将胶合层排除在钻孔周围区域之外的密封件，可以显著地减少或消除分层的问题。可以将可以将一个承载插套设置在层板和密封件所限定出的空白区域。
因此在第一方面，本发明提供了一种生产层压镶板的方法，该层压镶板包括第一玻璃板层，第二玻璃板层以及中间胶合层，所述层压板具有至少一个穿过板层的钻孔，该方法的特征在于在层压过程之前，将密封件设置在层板之间以便将钻孔环绕，并由此将中间胶合层排除在环绕钻孔的区域之外。
本发明可以通过不止一个实施例而实现。在第一实施例中，密封件在层压过程之前被围绕钻孔设置，并在该层压过程之后被移除。这可以通过使用柔性密封件而实现，例如是柔性硅橡胶圆盘的形式，它可以在层压过程之后被挤出钻孔。其结果是形成了一块具有围绕钻孔的空白区域的层压板。然后通过注射可塑树脂或其它合适的材料并容许其凝固形成承载材料的方式，将承载插套插入到该空白区域处。在一个可选择的用于实施第一实施例的方法中，密封件包括一个由合适材料制成的圆环，它在层压过程之前被围绕钻孔放置。在层压过程之中及之后，密封件都被保持在原位置。其结果是形成了一个具有环绕钻孔的空白区域的层压板，其中的空白区域由密封件限定处边界。可以采用上述方式将承载插套注入到该空白区域内。
在第二实施例中，密封件可以包括一个由合适材料制成的圆环，该圆环围绕承载插套的周边延伸。该承载插套可以采用由合适的材料制成的环形盘的形式。该盘可以是一个圆环，其具有一个容纳固定螺栓的足够大的中空部分。在层压过程之前，该圆盘连同围绕在其周边的密封件一起被放置在层板之间，并在层压过程之中和之后被保持在原位。
本实施例中，密封件的厚度(在玻璃层板两相对表面之间测得)优选的要大于承载插套的厚度。在层压过程中，在温度与压力的作用下，密封件被压缩，玻璃层板的内表面被挤压成与承载插套的相对表面相接触。层压过程之后，插套的厚度大体上与中间胶合层的厚度相同，并且密封件也被压缩到大体上相同的厚度。
与现有的方法比较，本发明方法具有一个额外的优点，那就是其对于胶合层厚度的变化具有更佳的适应力，并由此使得改进的层压板能够利用由各种材料形成的胶合层进行制造。
在玻璃层压板中所使用的最普通的中间层是PVB。PVB适宜制成片状形式。一般地，这种薄片的厚度在0.36mm到4.6mm之间。
PVB薄片可以容易地被切割成型。为了生产层压板，可以在玻璃层板之间放置一张PVB薄片，其大小超过层板的边缘。然后在层压过程之前，将超出的PVB剪掉。
也可以使用其他的材料作为中间层。离子键树脂是中间层的一种类型，它特别包括WO99/58334中所公开的那种。具有该中间层的层压板具有改进的机械性能，从而特别适用于建筑领域。W099/58334中所公开的离子键树脂特别适合用在本发明的方法中，它具有根据ASTM D 5076.95所确定的，0.3Hz、25℃下的50到1000兆帕的累积杨氏模量；根据ASTM 638-89的拉力试验所确定的，25℃下每立方米至少15兆焦的最小的撕裂能量；以及5到42兆帕的对玻璃的黏合力。这一类型的树脂由E.I.DuPont de Nemours以其商标Surlyn和SentryGlass Plus(SGP)予以商业供应。
一般地，厚度在0.38到4.6mm，通常是1.25到2.50mm之间的该离子键树脂适合形成片状形式。薄片的厚度通常可以在±10％以内进行变化。尽管存在这一变化，本发明的方法仍然是经济有效的，并且它代表了在生产含有离子键树脂的层压板的领域中的一个进展。当中间胶合层的厚度不均匀，例如是某种离子键树脂时，优选的层压方法是承载插套被作为流体注射并允许其在层压过程之后固化成型。
本发明的方法同样也可以用于生产这样的层压板，其含有已经由一个现场浇铸的步骤所形成的中间层。在现场浇铸的步骤中，玻璃层板的周边使用例如胶带进行密封，并在层板之间充满能够固化形成中间层的液体。合适的液体种类的一个例子是环氧树脂。在本发明的方法中，密封件必须在浇注液体之前，被先围绕钻孔周边设置。液体以及这样所得到的固化中间层从而就被排除在环绕钻孔的区域之外。
本发明中所使用的玻璃层板通常由传统的碱石灰浮法玻璃薄片形成，其在通常情况下厚度从4mm到25mm，或更通常的是从6mm到19mm。尽管在最通常的情况下，用于任何一个层压板的层板都会是具有相同厚度的，然而玻璃层板的厚度也可以是相同或是不同的。
玻璃层板可以是，并且优选的是由钢化或淬火玻璃形成。在钢化处理之前，在被进行钢化或淬火处理的玻璃部位必须先进行钻孔。层压镶板可以包括两块以上的玻璃层板以及多于一个的中间胶合层。在具有多于两层玻璃层板的地方，外层层板通常是钢化玻璃，而内层层板可以被钢化也可以不。在该实施例中，中间层可以由相同或不同的材料形成。
本发明的层压镶板可以具有多种形状以及尺寸。它们可以是平板或是曲面板。本发明发现了在制造建筑用途平板的过程中的独特应用。它们通过利用钢化玻璃形成并通常被做成矩形的外形。在实践中，其尺寸受到钢化熔炉或在层压过程中所使用的高压锅的尺寸的限制，通常其最长尺寸不会超过六米。这一限制就是为什么需要通过将两个或更多的镶板共同接合在一起来以构成更大的组件的原因。
只要每个板层具有一组与另一个板层内相对齐的钻孔，玻璃层板就可以包括多个钻孔。层压板上的每个钻孔都优选的被一个插套所包围，该插套如上所述将中间层排除在外。钻孔的数量及位置将根据镶板尺寸以及它所要被安装的位置而变化。通常情况下，钻孔是圆形的，直径在15mm到50mm之间。中间层被设置成具有相应的同轴孔，该孔的直径稍大些，一般在50mm到100mm之间。这些孔在层板被组装之前被从中间层上切割或穿孔形成。密封件的外径应该与中间层上孔的内径大体上相同，这样密封件就可以方便地被安置到中间层内。
在层板具有两个或多个彼此相邻的钻孔的地方，使用单一的一个的密封件围绕钻孔，而不是分别使用两个密封件。在本实施例中，通常承载插套也围绕两个钻孔。
在将位于同一个平面上的层压板接合在一起时，可以使用的一种组件形式是加强肋片，它被用于支撑玻璃外墙。这些外墙可以达到很高的高度，加强肋片通过多个层压镶板首尾相连而达到类似的高度。另一种组件是用于玻璃屋顶的加强横梁，该横梁可以通过将多个层压镶板相接而形成，从而达到屋顶的跨度。进一步的一种组件是层压玻璃屋顶或外墙嵌板。
下面结合附图对本发明进行详述，其中
图1是显示两个被接合在一起的层压镶板的平面2是根据本发明的一个实施例所形成的图1的组件的横截面3是图2中所描绘的插套的平面图和立面4是根据本发明的第二实施例所形成的图1的组件的横截面1显示了通过连接板6相连的两个分离的层压镶板2和4。螺钉组件8包括垫圈10，并穿过板6和镶板2或4中的一个。该图显示了八个螺钉头8以及垫圈10，但为了清楚起见，只有一个被标示了附图标记。
图2显示了包括层板1和3的镶板2。层板1和3通过中间层12相连。插套14位于层板1和3之间并围绕住螺钉8所穿过的钻孔。套管16位于钻孔中。板6反作用于纤维衬垫18。
图3示出了插套14。插套14包括一环形圆盘20，该圆盘具有围绕其外周的一胶皮环22。
图4显示了包括层板1和3的镶板4。插套14占据了套管18以及层板1和3之间的空间。图4中所示的其它附图标记具有与图2中所述的相同的特征，此处不再单独描述。
首先将两片在对应点具有钻通孔的玻璃组合成图2中的组件。如图1所示，每个板层具有四个分开的钻孔。将一个层板水平放置，并将一张中间层材料置于其上。该中间层具有与板层中的每个钻孔相对应的圆孔，其直径大到能容纳插套14。插套14包括由承载材料形成的环形圆盘20。该材料可以由金属形成，例如是铝或是合适的能够承受荷载而不会明显压缩的玻璃丝增强热塑塑料。圆环的厚度小于中间层的厚度。圆环的外缘可以由机器在其上形成一凹槽。该凹槽帮助定位橡胶O型环22，使得其可以被锁扣定位到圆盘20外。
插套14被定位于中间层上的孔内，并将第二玻璃板层置于中间层之上。此时，玻璃层板被搁在O型环22的表面上。将由此形成的镶板进行层压。镶板被置于层压袋中，并被抽成真空以除去镶板中的空气。然后将镶板放入高压釜内并维持高温(从120℃到180℃)，并加压30到90分钟。橡胶O型环被压缩，并且层板1和3的内表面被压迫与圆盘20的表面相接。
所生产的层压镶板可以被移到需要与玻璃组件接合的位置上。如果如图1所示的，需要与第二镶板相接合，那么给镶板配备套管16、垫圈18以及板6。螺钉穿过套管和垫圈并被螺母螺旋锁紧到所需的压力程度。圆盘20承受荷载并防止中间层剥离。
图4的组件可以类似的方式构成。然而插套14应该是一个由柔性材料例如硅橡胶制成的圆盘。该圆盘采用硬质圆盘较为合适，例如是圆形盘而不是环形盘。层压过程结束之后，圆盘可以简单的通过推动其中心而脱离层压板。圆盘移除之后，层压镶板就留下了一个围绕钻孔的环形的空白区域。这种镶板被认为是新颖的，同时还包括本发明的进一步方面。
空白区域可以填充以承载材料。这样做的一种便利方法就是注射能够固化形成承载材料的流体材料。合适材料的例子包括水泥和可塑树脂。用于本发明中的任何独特材料的适用程度可以通过实验来决定。优选的材料是自由流动不粘玻璃的，并具有低收缩率以及适合于使用用途的足够的强度。应该注意以防止空气残留在空白区域内从而削弱了插套。优选的，使用泵将空气从空白区域抽出从而使得流体能够流到整个的空白区域内。
凝固后，当镶板被进行如上所述的挤压时，材料能够承受荷载，从而避免了镶板剥离。
权利要求
1.一种生产层压镶板的方法，该层压镶板包括第一玻璃板层，第二玻璃板层以及中间胶合层，所述层压板具有至少一个贯通镶板延伸的钻孔，其特征在于将密封件设置在层板之间以环绕钻孔，并形成对于玻璃层板的内表面的密封，从而将中间层排除在环绕钻孔的区域之外。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，密封件包括一个由压缩性材料制成的圆盘。
3.根据权利要求1或2之一所述的方法，其特征在于，密封件在层压过程完成之后被从层压镶板中移除。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，密封件包括一个由压缩性材料制成的环。
5.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，在围绕钻孔的地方设置一个承载插套，其在层压过程之后将中间层排除在外。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过给围绕钻孔的区域注射流体将承载插套设置在位，并允许该流体凝固形成该承载插套。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在引入流体的同时，将空气从围绕钻孔的区域内抽空。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，密封件包括一个由压缩性材料制成的环，该环沿由承载材料形成的圆环外周延伸并在层压过程之前被设置在位。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在层压之前，密封件的厚度大于圆环的厚度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在层压过程中压缩由压缩性材料制成的该环，以使其厚度大体上与圆盘的厚度相同。
11.一种层压镶板，包括第一玻璃层板，第二玻璃层板以及中间胶合层，并有至少一个穿过所述镶板的钻孔，其特征在于，中间层被排除在围绕钻孔的区域之外。
12.根据权利要求11的一种镶板，其特征在于，它还包括一个围绕钻孔设置的密封件。
13.根据权利要求12所述的一种镶板，其特征在于，所述密封件是一个压缩性材料制成的环，它被围绕钻孔设置。
14.根据权利要求12或13之一的一种镶板，其特征在于，在该区域设置一个排除中间层的承载插套。
15.根据权利要求14所述的一种镶板，其特征在于，所述插套包括一个生产层压板之前即设置在位的承载圆盘。
16.根据权利要求14所述的一种镶板，其特征在于，插套包括一个承载圆环，它由被引入到某个区域的流体凝固而形成，该区域在层压过程完成之后将中间层排除在外。
17.根据权利要求12-16的任一项的包括至少一个层压镶板的玻璃组件。
18.根据权利要求17的组件，其特征在于，它包括至少两个位于同一平面上的层压镶板，并通过穿过每个镶板内钻孔的安装组件而彼此相接。
19.根据权利要求18所述的组件，其特征在于，该安装组件包括一个穿过钻孔的螺钉，该螺钉作用于一块桥接两块镶板的板上。
20.根据权利要求17到19中任一项所述的组件，其被连接到玻璃面墙或玻璃屋顶上，或者是它们的一部分。
全文摘要
一种镶板，含有至少两块包围住至少一个中间层的板层，并具有至少一个穿过镶板延伸的钻孔，它通过将中间层排除在围绕一或多个钻孔的区域之外并围绕钻孔设置一个承载插套而形成。可以在层压过程之前或之后放置该插套。本发明降低了镶板在承受荷载时钻孔周边发生分层的可能性。
文档编号B32B17/10GK1867750SQ200480030028
公开日2006年11月22日 申请日期2004年10月15日 优先权日2003年10月17日
发明者彼得·沃德, 埃里克·罗兰, 威廉·H·布伦特 申请人:皮尔金顿公共有限公司