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CN104703793B - 用于优化的破碎性能的玻璃层压件构造 - Google Patents

用于优化的破碎性能的玻璃层压件构造 Download PDF

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CN104703793B CN201380040396.6A CN201380040396A CN104703793B CN 104703793 B CN104703793 B CN 104703793B CN 201380040396 A CN201380040396 A CN 201380040396A CN 104703793 B CN104703793 B CN 104703793B
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Abstract

一种玻璃层压件，其包括厚度不超过2.0mm的至少一种化学强化的玻璃板以及在玻璃板之间的聚合物中间层。在玻璃板之一的表面中形成瑕疵，从而当在层压件的第一侧发生冲击事件时弱化玻璃层压件，同时当在层压件的相对的第二侧发生冲击时保留层压件的强度。可用酸蚀刻处理强化具有瑕疵的玻璃板的相对侧或者其它玻璃板的表面，从而当在层压件的相对的第二侧发生冲击时进一步强化层压件。

Description

用于优化的破碎性能的玻璃层压件构造
相关申请
本申请根据35U.S.C.§119要求2012年6月1日提交的美国临时申请系列号61/654326的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其全部内容结合于此。
领域
本发明一般地涉及玻璃层压件，更具体地涉及具有轻量化、高强度和特殊抗冲破碎性能的化学强化玻璃层压件。
发明背景
玻璃层压件可以在建筑和车辆或运输应用，包括在轿车、机动车辆、机车和飞机中用作窗户和窗用玻璃。玻璃层压件还可用作栏杆和阶梯中的玻璃面板，作为用于墙壁、柱子、电梯桥厢、厨房应用和其它应用的装饰性面板或盖板。如本文所使用，窗格玻璃或层压玻璃结构是窗户、面板、墙壁、箱体、盖罩、信息板(sign)或其他结构的透明的、半-透明的、半透明的或不透明的零件。用于电器、建筑和汽车应用的常见类型的窗用玻璃包括透明和有色层压的玻璃结构。
常规的汽车窗用玻璃构造可由2片2毫米厚的钠钙玻璃(热处理或退火)和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中间层组成。这些层压件构造具有一些优势，包括低成本、足以应用于汽车和其它应用的抗冲性。但是，因为它们受限的抗冲性，这些层压件通常具有不良的性能，且当被路边石头撞击、故意破坏(vandal)和/或遭遇其它冲击时，具有更高的破碎概率。
在许多交通工具应用中，燃料经济性是交通工具重量的函数。因此，希望降低此类应用中窗用玻璃的重量，而不降低它们的强度和消音特性。鉴于所述，还需要较薄的经济性窗用玻璃或玻璃层压件，该窗用玻璃或玻璃层压件具有与较厚、较重窗用玻璃一样或更好的耐久性和声阻尼特性。
发明概述
在一些应用中，期望玻璃层压件对在层压件外侧上的冲击(外部冲击)具有较高或最大的抗冲性,从而耐受例如石头、冰雹或故意破坏的冲击，而对在所述玻璃层压件内侧上冲击(内部冲击)提供较低的抗冲性。
根据本发明的一方面，将两块厚度不超过2.0的化学强化的玻璃板和在两块玻璃板之间的聚合物中间层层压在一起，以形成玻璃/PVB/玻璃层压件。在一些实施方式中，所述玻璃板各自的厚度为约2.0mm或更小,约1.5mm或更小,约1mm或更小,约0.7mm或更小,为约0.5mm-约1mm,为约5.0mm-约0.7mm,且接近表面的区域处于压缩应力(CS)状态。两块玻璃板表面的CS可大于300MPa,且所述接近表面的区域可从玻璃板的表面延伸到大于值为40μm的层深度(DOL)。所述两块玻璃板各自可具有相同或不同的CS和DOL,且可形成为具有相同或不同的厚度。例如，一块玻璃板的厚度可为1mm且CS为约800MPa，且另一块玻璃板的厚度可为0.7mm且CS为约300MPa。
根据本发明的其它方面，一种玻璃层压件包括外部玻璃板，其包括2mm或更小的厚度、外部第一表面和内部第二表面；内部玻璃板，其包括2mm或更小的厚度、其中形成了瑕疵从而弱化在第四表面上的内部冲击事件中受到层压的玻璃的外部第三表面、内部第四表面；在所述外部玻璃板和所述内部玻璃板之间的聚合物中间层。所述外部玻璃板和所述内部玻璃板中的至少一种或两种可以是化学强化的。
根据本发明的另一方面，所述第二表面和所述第四表面中的至少一种或两种已进行酸蚀刻来强化在所述第一表面上的外部冲击事件中受到层压的玻璃。
在本发明的另一方面中，在所述第三表面基本上所有的区域中形成瑕疵。任选地，除了第三表面的外部周界部分以外，可在所述第三表面基本上所有的区域中形成瑕疵。在另一种实施方式中，在所述第三表面的至少一个选定区域形成瑕疵。
所述内部玻璃板和所述外部玻璃板各自的厚度可不超过1.5mm,不超过1.0mm,或不超过0.7mm。
所述内部玻璃板和所述外部玻璃板可各自化学硬化，且层深度(DOL)为约40μm。
所述内部玻璃板和所述外部玻璃板可各自化学硬化到下述表面压缩应力(CS)：至少300MPa,至少500MPa,至少700MPa。
可在第三表面(即，所述内部玻璃板的外部表面)将瑕疵形成到约45μm的深度。在一些实施方式中，瑕疵的深度可延伸穿过大部分的DOL路径。例如，瑕疵可延伸80％-90％的DOL的深度。或者，瑕疵可以在第三表面以下且在约75微米的深度处形成。
在本发明的另一方面中，可在离子交换之前在玻璃表面中形成瑕疵。在这种情况下瑕疵可形成到如上所述的深度，或者可形成到DOL两倍或三倍的深度。
在以下的详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都提出了本发明的实施方式，目的是提供理解要求保护的本发明的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本发明的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图举例说明了本发明的各种实施方式，并与描述一起用来解释本发明的原理和操作。
附图简要说明
图1是根据一种实施方式的一部分层压的玻璃结构的横截面示意图；
图2是在如图1所示的一种玻璃层压件的所述内部玻璃板的外部表面上形成的受控瑕疵的一种实施方式的横截面示意图；
图3是根据一种实施方式的内部玻璃板的俯视图，其具有在内部玻璃板的外部表面的选定区域形成的图2所示的受控的瑕疵；
图4是在玻璃板的表面形成的受控的瑕疵的俯视图的光学照片；
图5是在玻璃板的表面形成的受控的瑕疵的横截面的光学照片；
图6是韦布尔(Weibull)图，显示了用于化学强化的铝硅酸盐玻璃板、化学强化的且酸蚀刻的铝硅酸盐玻璃板以及热学钢化的钠钙玻璃板的落球破碎高度数据；
图7是韦布尔(We ibull)图，显示了由两块化学强化的玻璃板形成的玻璃层压件的落球破碎高度数据，在所述内部玻璃板的外部表面中形成或没有形成受控的瑕疵；
图8是由两块化学强化的、酸蚀刻的玻璃板形成的玻璃层压件的落球破碎高度性能的间隔图，且经过内部冲击事件和外部冲击事件时在所述内部玻璃板的外部表面上形成受控的瑕疵；和
图9是图，比较了根据一种实施方式的化学强化的钠钙玻璃和化学强化的铝硅酸盐玻璃的表面压缩应力和层深度。
发明详述
如图1示意性地显示，根据本文所述的实施方式的玻璃层压件10包括一种或更多种薄而高强度的内部玻璃板11、13以及聚合物中间层15,例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中间层。在一种实施方式中，所述外部玻璃板11和所述内部玻璃板13都是化学强化的薄玻璃板，其厚度为1.5mm或更小或者1.0mm或更小,例如0.55mm,0.5mm或0.7mm,且通过如下文所更加详细描述的离子交换过程来进行强化。例如玻璃板11和13都可由购自康宁有限公司(Corning Incorporated)的( )玻璃形成。如美国专利号7666511,4483700和5674790所述,玻璃可通过熔合拉制玻璃板然后化学强化该玻璃板来制备。如下文所进一步描述，玻璃具有较深压缩应力层深度(DOL)，且提供的表面具有较高挠曲强度、耐刮性和抗冲击性。按从所述外部玻璃板11的外部表面到所述内部玻璃板12的顺序,如本文所述的玻璃层压件提供表面1(层压件10和外部玻璃板11的外在表面或外部表面),表面2(所述外部玻璃板11的内部表面),表面3(所述内部玻璃板13的朝外表面)以及表面4(所述内部玻璃板13的朝内表面)。
在本文所述的一些实施方式中，使用取向的术语例如“外部”、“外部的”、“内部的”和“内部”来指车辆、设备或建筑的内侧和外侧，但应理解在某些应用中可反转层压件，从而使层压件的内部表面和外部表面反过来。这样，在本发明和所附权利要求中所用的这些术语应理解成层压件中层的取向和层表面之间的相互关系，而不是与车辆、设备或结构的内侧或外侧，除非另有具体说明。
根据一些实施方式，如下文所更加详细描述，外部玻璃板11的内部表面2可为酸蚀刻的，从而减少在外部玻璃板11的表面2上的瑕疵(未显示)的数目、尺寸和严重性。类似地，在其他实施方式中，内部玻璃板13的内部表面4也可是酸蚀刻的，以减少表面瑕疵的数目、尺寸和严重性。表面瑕疵用作玻璃板中的断裂位点。减少在这些表面中瑕疵的数目、尺寸和严重性，消除了或最小化了这些表面中潜在的引发断裂的区域的尺寸，由此强化了玻璃板的表面。在其他实施方式中，表面4是酸蚀刻的以去除表面瑕疵，表面2不是酸蚀刻的,或者表面2是酸蚀刻的且表面4不是酸蚀刻的。
如图2-5所示，可在内部玻璃板13的外部表面3中形成受控的瑕疵17。受控的瑕疵或缺陷17(弱化来源/位点)通过用作断裂引发点来弱化内部玻璃板13的表面3的耐受性。受控的瑕疵17可均匀地分布在内部玻璃板13的基本上整个表面3上(未显示)。内部玻璃板的外部周界可任选地不含瑕疵，从而提供较强的区域用于将玻璃层压件安装到所需的设备中(未显示)。或者，受控的瑕疵17可只分布在内部玻璃板的外部表面3的一个或多个选定区域上。例如，图3示意性地显示受控的瑕疵17均匀地分布在选定区域17和19上，其对应于车辆例如汽车中驾驶员和乘客前方的区域。这样，可提供在发生外部冲击事件时非常牢固，并在发生内部冲击事件时具有所需的断裂行为来耗散能量的玻璃层压件10。PVB中间层将断裂的玻璃固定在一起，由此防止乘客被断裂的玻璃喷洒，且防止通过断裂的玻璃弹出车辆。在一些实施方式中，表面1和3不是酸蚀刻的,且表面3包括受控的瑕疵17。在其他实施方式中，表面3包括受控的瑕疵17且表面4是酸蚀刻的以去除表面瑕疵且表面2不是酸蚀刻的；表面2是酸蚀刻的且表面4不是酸蚀刻的；或者表面2和4都是酸蚀刻的。
当层压件10的外部表面1被外部物体(如石头、冰雹、外部路边危险物体、或者潜在的汽车小偷或故意伤害所用的钝器)冲击时，层压件的表面2和4处于拉伸的状态。因此，为了减少冲击物体穿透车辆的发生，期望使表面2和4尽可能的强和耐断裂。通过酸蚀刻如本文所述的两块化学强化的薄(tin)玻璃板11和13的表面2和4，可通过化学强化和酸蚀刻的结合效果来显著强化这些表面。如果在就要层压之前进行蚀刻，可保持连接到中间层的表面2上由酸蚀刻带来的强化益处，因为在层压之后这个表面受到另一玻璃板和聚合物中间层的保护而免于接触或形成表面瑕疵。另一方面，当在层压件的内部表面4上发生内部冲击事件时，表面1和3变得处于拉伸状态。所述内部玻璃板13的外部表面3的受控的瑕疵17用作引发所述内部玻璃板发生断裂的应力集中位点。因此，受控的瑕疵17可确保当发生来自车辆内部的冲击时，层压件通过以所需强度的冲击力或能量来断裂和吸收能量以适当地反应。
根据一些实施方式，在内部玻璃板13的外部表面3中形成的受控的瑕疵17是在层压件的表面3中形成的微米级瑕疵(如图2所示)。因为许多应用需要良好的光学性质，优选地这些瑕疵对人眼是不可见的。可仅通过例如皮秒激光器或飞秒激光器在内部玻璃板的表面3上形成对人眼不可见的受控的瑕疵17。皮秒激光器是激光器，其光学脉冲间隔在皮秒区域(1ps＝10-12s)。飞秒激光器是激光器，其发射间隔远低于1ps即在飞秒区域(1fs＝10-15s)的光学脉冲。可使用其它机械装置例如喷砂或砂轮磨损来在表面3中形成受控的瑕疵(或简单地瑕疵)17，但这些方法可不利地影响层压件10的光学性质，且甚至可能形成视觉损坏，这可能是可接受的或者在某些应用中甚至作为所需的装饰特征。可通过使用折射率基本上与内部玻璃板的折射率匹配的PVB中间层15，或者通过将折射率基本上与内部玻璃板的折射率基本上匹配的涂层或膜施涂到内部玻璃板的外部表面3来有效地隐藏这种视觉损坏。
根据一些实施方式，仅作为示例，所述内部玻璃板13被化学强化至CS为约700MPa-约750MPa且DOL为40μm,且在内部玻璃板的外部表面(例如，层压件的第三表面)中形成受控的瑕疵。瑕疵的直径或宽度可为20μm,深度可为45+/-4μm且可通过约2mm-约10mm或更大的距离相互隔开。在其他实施方式中，可在第二玻璃板的外部表面中形成瑕疵17，至约30μm-约80μm的深度，且宽度为约10μm-约40μm。
受控的瑕疵完全穿透在化学强化过程中形成的压缩应力层的DOL是不利的，因为这样可将玻璃板和所得层压件弱化到不可接受的程度。受控的瑕疵可优选地延伸穿过大部分的或大多数的压缩应力层的DOL。例如,受控的瑕疵可延伸穿过DOL的约20％或更大,约30％或更大,约40％或更大,约50％或更大,约60％或更大,或约70％或更大,约80％或更大,约90％或更大,或约80％-约90％DOL的深度,但小于100％穿过玻璃板中的DOL。图5和图6分别是使用以使瑕疵变得可见的特殊边缘光源照明的形成的受控的瑕疵的显微光学图像的俯视图和横截面。瑕疵17的频率(间隔)的尺寸形状可根据层压件结构和所需的层压件性能变化。例如，较厚的玻璃板可比更薄的玻璃板需要更多(间距更近的)、更深的瑕疵，以获得所需的破碎性能。在任何事件中，瑕疵的深度和宽度应足够小，从而瑕疵是不可见的。瑕疵的深度和瑕疵尖端几何形貌对于瑕疵作为弱化引发断裂位点的性能是至关重要的。对于可见性而言宽度和长度非常重要，因为可见性非常取决于几何形貌、瑕疵是怎样形成的以及瑕疵怎样影响透射光和反射的光。
在本发明的另一替代实施方式中，可在离子交换之前在玻璃表面中形成瑕疵。在这种情况下，可将瑕疵形成到如上所述的深度，或者可形成到最高达两倍到三倍DOL的深度，例如瑕疵的深度可为深度为约150％,约200％,约250％或约300％的DOL。
图6是韦布尔(We ibull)图，总结了当在层压件的外部表面1上发生冲击时，3种层压件的落球破碎高度数据。测试的玻璃种类包括A类(由两块热处理的2.0mm厚钠钙玻璃形成的市售汽车挡风玻璃层压件),B类(两片1毫米厚大猩猩TM的层压件),和C类(两片0.7mm毫米厚酸蚀刻的大猩猩TM玻璃的层压件)。使用在ANSIZ26和ECE R43中所述的标准0.5磅钢球冲击掉落测试装置和步骤来获得数据。和标准唯一的不同是在较低的高度开始测试，且以1英尺的增量增加直到层压件断裂。这些数据确认了A类钠钙玻璃层压件的落球破碎高度比B类1毫米大猩猩TM玻璃层压件和C类0.7毫米酸蚀刻的大猩猩TM玻璃层压件的低得多。如图6所示，B类1毫米离子交换的大猩猩TM玻璃层压件的落球破碎高度抗冲性(表明20％为约12.3英尺)比A类2毫米热处理的钠钙玻璃层压件(表明20％为约3.8英尺)高得多。用酸蚀刻进一步处理，C类0.7毫米离子交换的和酸蚀刻的大猩猩TM玻璃层压件表明20％为约15.3英尺落球破碎高度。表明大猩猩TM玻璃层压件具有优异的抗外部冲击性。
使用皮秒激光器将小的受控的瑕疵17添加到内部玻璃板13的外部表面3。可控制皮秒激光器来形成瑕疵，该瑕疵足够小在无放大时是不可见的，且足够大以显著降低层压件10对内部冲击的抗冲性。在正常的环境光照下，瑕疵是不可见的。受控的瑕疵对人眼的不可见性使得这些瑕疵(弱化来源)在最终层压件产品中可以有价值地自由设置。在一种实施方式中，瑕疵优选地可位于在碰撞事件中乘客可能冲击的层压件的内部表面处。通过适当地调节激光器功率、激光脉冲时间和功率和激光器扫描遍数(或脉冲数)的速度，可在表面3上形成产生所要求或所需抗冲性或性能的尺寸和浓度的受控的瑕疵17。例如，可在532纳米波长、～2.5W功率、对于100脉冲为80khz重复率的条件下操作皮秒激光器。
图7是韦布尔图，显示了由两片1毫米厚大猩猩TM玻璃板形成的层压件的内部表面4上的落球破碎高度。同时测试了在内部玻璃板13的表面3上具有激光形成的受控的瑕疵的S层压件和在表面3中没有激光形成的受控的瑕疵的T层压件。使用标准0.5磅钢球冲击装置和步骤，再次执行测试。如数据所显示，对于表面上具有激光加工的瑕疵的S类层压件20％韦布尔值是约2.8英尺落球破碎高度，这非常接近现在的由两片2.0毫米热强化的钠钙玻璃形成的层压件的3.8英寸的20％韦布尔值。在表面3中没有激光形成的受控的瑕疵的T类层压件表明约13.0英尺的落球破碎高度20％韦布尔值。这些数据确认了本文所述的层压件具有对外部冲击具有优异的耐受性(如图6所示)以及对内部冲击具有可接受的受控的或者所需的冲击/破碎性能(如图7所示)，这可满足汽车应用的要求。
如上所述，在一表面受控两片1毫米大猩猩TM玻璃板，并用来形成如本文所述的具有酸蚀刻的表面2和4以及0.76毫米PVB中间层的层压件。在玻璃板之一的一个表面上形成受控的瑕疵17，并位于层压件10的表面3上。图8是发生内部冲击事件I和外部冲击事件E后这种层压件的落球破碎高度的间隔图。附加酸蚀刻之后，与仅经过化学强化的层压件相比，当在层压件的外部表面1上发生冲击时这些层压件表明甚至更高的落球破碎高度，以及当在层压件的内部表面4上发生冲击时表明甚至更低的落球破碎高度。
包括使玻璃板的一个表面接触酸性玻璃蚀刻介质的酸蚀刻表面处理方法较为通用，可方便地调整用于多数玻璃，可方便地应用于平整或复杂的防护玻璃板几何特性。还发现它能有效减小强度变化，甚至在表面瑕疵率低的玻璃中也是如此，包括上拉或下拉(例如熔合拉制)玻璃板，一般认为这种玻璃板在很大程度上没有制造过程或者制造之后的处理过程带来的表面瑕疵。据认为，酸处理步骤对表面提供了化学抛光，可改变表面缺陷的尺寸和/或几何特性和/或减少表面瑕疵的尺寸和数目，所述尺寸、数目和形状变量据认为在玻璃板的强度方面发挥重要作用，但对该处理的表面的总体形貌的影响极小。一般地，为本发明所揭示的目的，所采用的酸蚀刻处理有效除去不超过约4μm的表面玻璃，或者在一些实施方式中不超过2μm，或者甚至不超过1μm。优选地，尽可能地在就要进行层压之前进行酸蚀刻处理，从而内部表面(#2表面)受到保护免于形成任何新的瑕疵。
之所以要避免酸处理从化学退火玻璃板上除去超过规定厚度的表面玻璃，是出于两个原因。首先，除去过多会减小表面压缩层的厚度和该层提供的表面应力。这两种影响对玻璃板的抗冲击性和抗挠曲损伤性都是有害的。其次，过度蚀刻玻璃表面会将玻璃的表面雾度提高到遭人拒斥的水平。对于窗户、汽车窗格玻璃和消费电子显示应用，通常不允许显示器的玻璃防护片中存在或存在非常有限的可通过肉眼检测到的表面雾度。
可使用各种蚀刻剂化学品、浓度和处理时间来实现选定强度的表面处理和强化。可用于进行酸处理步骤的示例化学物质包括包含选自下组的至少一个活性玻璃蚀刻化合物的含氟水处理介质：HF,HF与HCL、HNO3H2SO4中一种或更多种的组合、氟化氢铵、氟化氢钠和其它。作为一个具体的例子，由5体积％HF(48％)和5体积％H2SO4(98％)在水中组成的水性酸溶液可明显改善厚度为0.5-1.5mm的离子交换强化碱金属铝硅酸盐玻璃板的落球性能，所用的持续处理时间短至1分钟。对于用化学(离子交换)钢化处理预先强化过的拉制玻璃板，使用HF/H2SO4组合物的酸性蚀刻介质得到了最好的结果。对于无论在酸蚀刻之前或之后均未经离子交换强化或热钢化的玻璃，可能需要蚀刻介质的不同组合来实现落球试验结果的大改进。
若严格控制溶液中HF和溶解的玻璃组分的浓度，则有助于充分控制在含HF的溶液中通过蚀刻除去的玻璃层的厚度。虽然周期性更换整个蚀刻浴来恢复可接受的蚀刻速率对此目的是有效的，但更换蚀刻浴的花费大，有效处理和处置废蚀刻液的成本高。根据本发明，可使用连续更新HF蚀刻浴的方法，所述蚀刻浴包含过量的溶解玻璃或者浓度不足的HF。根据该方法，从浴槽中除去一定体积的蚀刻浴，所述蚀刻浴包含已知浓度的溶解玻璃成分和HF，其中HF的浓度低于预定最小值和/或溶解玻璃的质量高于预定最大值。然后，用等量的含HF的溶液更换被除去的部分，所述HF的浓度足以将蚀刻浴中HF的浓度至少恢复到预定的最小HF浓度。在典型的实施方式中，更换溶液也基本上不含溶解的玻璃成分。
所揭示的浴更换可逐步进行，或者以基本连续的方式进行，取决于所采用的具体的玻璃板精整方案。但是，若按逐步的方式进行，除去和更换步骤进行的频率要足以将HF的浓度维持在等于或大于预定的最小值，将溶解玻璃成分的质量维持在等于或低于预定的最大值。HF的最低水平和溶解玻璃的最高水平是根据促使蚀刻浴不可接受地降低表面玻璃溶解速率的那些水平预先确定的。在任何选定的时间，蚀刻浴中HF和溶解玻璃的浓度均可测量，或者可根据给定的有关蚀刻条件、溶解玻璃的组成以及接受处理的玻璃板的表面积的信息计算。
经过钢化和酸蚀刻的薄玻璃板的挠曲强度受到起始玻璃板的整体表面质量的显著影响，特别是处理之前存在于玻璃板上的任何表面瑕疵的尺寸和空间分布。这种玻璃板失效来源不容易从落球冲击试验看出来，因为在落球冲击下受到应力的玻璃板表面积比在双轴或四点弯曲试验中受到应力的玻璃板表面积小得多。因此，为了确保按照本文所揭示的方法进行过化学退火和酸蚀刻的薄玻璃板获得一致的高强度，在处理之前挑选要处理的玻璃板的预备步骤可以是优选地，所选玻璃板基本上没有深度超过2μm的表面瑕疵。这种玻璃板可一致地提供高挠曲强度，即使在需要蚀刻处理，以便从退火玻璃板上仅除去极小的表面厚度的情况下也是如此。
但是，提供表面不存在深度大于2微米的玻璃板表面所用的方法是不关键。以下方法均可提供根据需要不存在大的表面瑕疵的玻璃：进行强度筛选，利用机械预精整(通过研磨和抛光)，或者使用具有熔合形成的表面的玻璃板，所述熔合形成的表面受到严格保护，在制造之后的处理中没有产生损伤。然而，将本发明揭示的方法应用于具有熔合拉制表面的玻璃板时，一般会将强度提高到更高水平。
经过令人满意的强化之后，具有所述组成和厚度并且适用于这些应用的玻璃防护片在表面蚀刻之后保持至少30μm或者甚至40μm DOL的压缩表面层，该表面层提供的峰值压缩应力水平至少为500MPa，或者甚至650MPa。为了提供具有此综合性质的薄碱金属铝硅酸盐玻璃板，需要进行持续时间有限的玻璃板表面蚀刻处理。具体地，使玻璃板表面接触蚀刻介质的步骤所进行的时间不超过除去2μm表面玻璃所需的有效时间，或者在一些实施方式中，不超过除去1μm表面玻璃的有效时间。在任何具体情况中，限制玻璃除去量所需的实际蚀刻时间取决于蚀刻介质的组成和温度，以及溶液和所处理的玻璃的组成，但根据常规实验容易确定从选定的玻璃板表面有效除去不超过1μm或2μm玻璃所需的处理条件。
为了确保足够的玻璃板强度和表面压缩层深度，可采用的另一种方法包括在蚀刻过程中跟踪表面压缩应力水平的减小情况。然后，限制蚀刻时间，从而限制蚀刻处理所必然引起的表面压缩应力的减小量。因此，在一些实施方式中，使强化碱金属铝硅酸盐玻璃板接触蚀刻介质的步骤所进行的时间不超过将玻璃板表面中的压缩应力水平有效减小3％或其它可接受的量所需的时间。同样，适合达到该结果的时间取决于蚀刻介质的组成和温度，以及玻璃的组成，但根据常规实验容易确定。
如上文所指出，用来处理退火玻璃板表面的具体蚀刻程序并不重要，但取决于所用的具体蚀刻介质，以及防护玻璃应用的具体要求。可在2011年1月7日提交的题为“Impact-Resi stant Glass Sheet(抗冲性玻璃板)共同拥有的美国专利号2011/0165393A1中发现这种玻璃表面酸或受控处理的更加详细的描述，该文的内容通过引用纳入本文。
根据一些实施方式，可通过控制玻璃中形成多深的瑕疵来实现或控制层压件中所需的强度/破碎性能。可在玻璃板的表面之上/之内或者玻璃板的内部形成瑕疵，即，使板的玻璃表面不被激光损坏。例如，可通过控制在表面3中或下面的受控的瑕疵的深度来选定层压件的强度。使用具有不同位置(与表面3的距离)的受控的瑕疵的0.5毫米康宁英格XGTM(Corning Eagle XGTM)(退火的)单层样品来产生挠曲强度数据。测试中，在玻璃板表面的0μm,25μm,75μm,150μm以下，将约80微米深的瑕疵添加到康宁英格XGTM(Corning Eagle XGTM)(退火的)单层样品。这些结果表明挠曲强度对瑕疵在玻璃板表面以下的深度存在可观察到的相关性。
如上所述，可以通过离子交换法来对合适的玻璃板进行化学强化。在该方法中，通常将玻璃板在熔盐浴中浸没一段预定的时间，在玻璃板中位于玻璃板表面处或者靠近表面处的离子与例如来自盐浴的较大金属离子发生交换。在一个实施方式中，所述熔融盐浴的温度约为430o C，预定的时间约为8小时。较大离子结合到玻璃中，在近表面区域产生压缩应力，从而强化玻璃板。在玻璃板中心区域内产生相应的拉伸应力，以平衡所述压缩应力。
适用于形成玻璃层压件的可离子交换玻璃的例子是碱性铝硅酸盐玻璃或者碱性铝硼硅酸盐玻璃，但是也考虑其他玻璃组成。本文所用的“可离子交换”是指玻璃能够通过尺寸更大或更小的同价态阳离子交换位于玻璃表面处或附近的阳离子。
一种示例性玻璃组成包含SiO2、B2O3和Na2O，其中(SiO2+B2O3)≥66摩尔％并且Na2O≥9摩尔％。在一个实施方式中，玻璃板包含至少6重量％的氧化铝。在另一个实施方式中，玻璃板包含一种或多种碱土金属氧化物，且碱土金属氧化物的含量至少为5重量％。在一些实施方式中，合适的玻璃组合物还包含K2O、MgO和CaO中的至少一种。在一个特定的实施方式中，玻璃可以包含61-75摩尔％SiO2、7-15摩尔％Al2O3、0-12摩尔％B2O3、9-21摩尔％Na2O、0-4摩尔％K2O、0-7摩尔％MgO以及0-3摩尔％CaO。
在另一实施例中，适于形成玻璃层压件的玻璃组合物还包括：60-70摩尔％SiO2、6-14摩尔％Al2O3、0-15摩尔％B2O3、0-15摩尔％Li2O、0-20摩尔％Na2O、0-10摩尔％K2O、0-8摩尔％MgO、0-10摩尔％CaO、0-5摩尔％ZrO2、0-1摩尔％SnO2、0-1摩尔％CeO2、小于50ppmAs2O3和小于50ppm Sb2O3，其中12摩尔％≤(Li2O+Na2O+K2O)≤20摩尔％，0摩尔％≤(MgO+CaO)≤10摩尔％。
另一示例性玻璃组合物包括：63.5-66.5摩尔％SiO2、8-12摩尔％Al2O3、0-3摩尔％B2O3、0-5摩尔％Li2O、8-18摩尔％Na2O、0-5摩尔％K2O、1-7摩尔％MgO、0-2.5摩尔％CaO、0-3摩尔％ZrO2、0.05-0.25摩尔％SnO2、0.05-0.5摩尔％CeO2、小于50ppm的As2O3、以及小于50ppm的Sb2O3；其中14摩尔％≤(Li2O+Na2O+K2O)≤18摩尔％，2摩尔％≤(MgO+CaO)≤7摩尔％。
在一个具体实施方式中，碱性铝硅酸盐玻璃包含氧化铝、至少一种碱金属以及，在一些实施方式中大于50摩尔％的SiO2，在另一些实施方式中至少58摩尔％的SiO2，以及在其他实施方式中至少60摩尔％的SiO2，其中比例其中组分的比例以摩尔％计，改性剂选自碱金属氧化物。在具体实施方式中，该玻璃包括下述组分、主要由下述组分组成、或者由下述组分组成：58-72摩尔％SiO2、9-17摩尔％Al2O3、2-12摩尔％B2O3、8-16摩尔％Na2O、和0-4摩尔％K2O，其中比例
在另一个实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃包含以下成分、主要由以下成分组成或由以下成分组成：61-75摩尔％SiO2、7-15摩尔％Al2O3、0-12摩尔％B2O3、9-21摩尔％Na2O、0-4摩尔％K2O、0-7摩尔％MgO、以及0-3摩尔％CaO。
在另一个实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃基片包含以下成分、主要由以下成分组成或由以下成分组成：60-70摩尔％SiO2、6-14摩尔％Al2O3、0-15摩尔％B2O3、0-15摩尔％Li2O、0-20摩尔％Na2O、0-10摩尔％K2O、0-8摩尔％MgO、0-10摩尔％CaO、0-5摩尔％ZrO2、0-1摩尔％SnO2、0-1摩尔％CeO2、小于50ppm As2O3和小于50ppm Sb2O3，其中12摩尔％≤Li2O+Na2O+K2O≤20摩尔％，0摩尔％≤MgO+CaO≤10摩尔％。
在另一个实施方式中，所述碱性铝硅酸盐玻璃包含以下成分、主要由以下成分组成或由以下成分组成：64-68摩尔％SiO2、12-16摩尔％Na2O、8-12摩尔％Al2O3、0-3摩尔％B2O3、2-5摩尔％K2O、4-6摩尔％MgO、以及0-5摩尔％CaO，其中：66摩尔％≤SiO2+B2O3+CaO≤69摩尔％；Na2O+K2O+B2O3+MgO+CaO+SrO>10摩尔％；5摩尔％≤MgO+CaO+SrO≤8摩尔％；(Na2O+B2O3)-Al2O3≤2摩尔％；2摩尔％≤Na2O-Al2O3≤6摩尔％；和4摩尔％≤(Na2O+K2O)-Al2O3≤10摩尔％。
在一些实施方式中，玻璃配料中包含0-2摩尔％的选自下组的至少一种澄清剂：Na2SO4、NaCl、NaF、NaBr、K2SO4、KCl、KF、KBr和SnO2。
在一个示例性实施方式中，玻璃中的钠离子可以被熔融浴中的钾离子替换，但是具有较大原子半径的其他碱金属离子(例如铷或铯)也可以替换玻璃中的较小的碱金属离子。根据体的实施方式，玻璃中的较小碱金属离子可以被Ag+离子替换。类似的，其它的碱金属盐，例如但不限于硫酸盐、卤化物等，可以用于所述离子交换过程。
在温度低于玻璃网络可以松弛的温度下用较大的离子代替较小的离子，会使得玻璃表面上造成离子分布，形成应力曲线。进入的离子的较大的体积在表面上产生压缩应力(CS)，在玻璃中心区域内产生张力(中心张力，或者CT)。压缩应力与中心张力的关系如下式所示:
其中t是玻璃板的总厚度，DOL是交换深度，也称为层深度。
根据各种实施方式，包含一片或多片经过离子交换的玻璃板并且具有指定层深度与压缩应力曲线的薄玻璃层压件具有一系列所需的特性，包括重量轻、抗冲击性强以及改进的声衰减。
在一个实施方式中，化学强化玻璃板的表面压缩应力可以至少为300MPa，例如至少400、500、600或至少700MPa，层深度至少约为20μm(例如，至少约为20、25、30、35、40、45或者50μm)和/或大于40MPa(例如，大于40、45或者50MPa)且小于100MPa(例如，小于100、95、90、85、80、75、70、65、60或者55MPa)的中心张力。
一个示例性实施方式如图9所示，显示了各种玻璃板的层深度与压缩应力的关系图。钠钙对照玻璃的数据用菱形“SL”表示，而经过化学强化的铝硅酸盐玻璃的数据用三角形“GG”表示。如示例性实施方式所示，经过化学强化的玻璃板的层深度与表面压缩应力数据关系可被限定为压缩应力大于约600MPa，层深度大于约20微米。可将区域200限定为表面压缩应力大于约600MPa、层深度大于约40微米，拉伸应力在约40-65MPa之间。
独立于上述的关系或者与上述关系结合，经过化学强化的玻璃的层深度可以用相应的表面压缩应力表示。在一个例子中，近表面区域从第一玻璃板的表面延伸到至少65-0.06(CS)的层深度(单位为微米)，其中CS是表面压缩应力且CS的值至少为300MPa。这种线性关系如图9中的图所示，令人满意的CS和DOL水平在图中的线65-0.06(CS)以上，其中y轴表示DOL且x轴表示CS。
在另一个例子中，近表面区域从第一玻璃板的表面延伸到至少B-M(CS)的层深度(单位为微米)，其中CS是表面压缩应力且CS至少为300MPa。在前述表述中，B的范围可以是约50-180(例如60,70,80,90,100,110,120,130,140,150,160±5)，M的范围可以独立地是约-0.2至-0.02(例如-0.18,-0.16,-0.14,-0.12,-0.10,-0.08,-0.06,-0.04±-0.01)。
化学强化玻璃板的弹性模量范围可以是60-85GPa(例如，60、65、70、75、80或者85GPa)。玻璃板和聚合物中间层的弹性模量会影响所得玻璃层压件的机械特性(例如挠曲和强度)和声性能(例如传播损失)。
示例性玻璃板成形方法包括熔合拉制法和狭缝拉制法，它们分别是下拉法以及浮法的例子。所述熔合拉制法使用拉制容器，该拉制容器包含沟槽，用来接受熔融的玻璃原料。这些沟槽沿着沟槽的长度，在沟槽两侧具有顶部开放的堰。当在沟槽内装入熔融材料的时候，熔融的玻璃从堰上溢流。在重力的作用下，熔融玻璃从拉制容器的外表面流下。这些外表面向下和向内延伸，使得它们在拉制容器下方的边缘处结合。两个流动玻璃表面在此边缘处结合并熔合起来，形成单独的流动板材。所述熔合下拉法的优点在于，由于从沟槽溢流的两块玻璃膜会熔合在一起，因此制得的玻璃板的任一外表面都没有与设备的任何部件相接触。因此，熔合拉制玻璃板的表面性质不会受到这些接触的影响。
狭缝拉制法与熔合拉制法不同。在此方法中，将熔融的原料玻璃提供给拉制容器。所述拉制容器的底部具有开放的狭缝，所述开放狭缝具有沿着狭缝的长度延伸的喷嘴。熔融的玻璃流过所述狭缝/喷嘴，以连续的板材的形式通过该狭缝/喷嘴下拉，并进入退火区。狭缝拉制法可以提供比熔合拉制法更薄的玻璃板，因为通过狭缝仅仅拉制了单片，而不是将两片熔合在一起。
下拉法制得具有均匀厚度的玻璃板，其表面相对来说未受破坏。因为玻璃表面的强度受到表面瑕疵的量和尺寸的控制,因此接触程度最小的完好表面具有较高的初始强度。当随后对所述高强度玻璃进行化学强化的时候，制得的玻璃的强度可高于已经进行过磨光和抛光的玻璃。可以将下拉法制造的玻璃拉至厚度约小于2毫米。另外，因为下拉法玻璃具有非常平坦光滑的表面，可以不经高成本的研磨和抛光就用于最终应用。
在浮法中，可以通过将熔融玻璃在熔融金属(通常为锡)床上浮动，来制造特征在于光滑表面和均匀厚度的玻璃板。在一个示例性过程中，将熔融玻璃进料到熔融锡床表面上，形成浮动带。随着玻璃带沿着锡浴流动，温度逐渐降低，直至可以将固体玻璃板从锡拉起到辊上。一旦离开浴，玻璃板可以更快地冷却并退火以降低内部应力。
可使用各种方法来形成用于汽车窗用玻璃和其它应用的玻璃层压件。在一个示例性方法中，在预压机中组装一片或多片具有聚合物中间层的化学强化玻璃板，粘成预层压件，精整成光学透明的玻璃层压件。在包含两片玻璃板的示例性实施方式中，组装涉及敷设第一玻璃板，覆盖聚合物中间层例如PVB片，设置第二玻璃板，然后修整多余的PVB至玻璃板边缘。粘结步骤可包括从界面处排出大部分的空气，并使PVB与玻璃板部分粘合。通常在提升的温度和压力下进行精整步骤，完成各玻璃板与聚合物中间层的匹配。
热塑性材料如PVB可用作预成形聚合物中间层。在某些实施方式中，热塑性层的厚度可以至少为0.125mm(例如，0.125、0.25、0.375、0.5、0.75或者1mm)。热塑性层可以覆盖玻璃的大部分，或者优选的覆盖玻璃基本上所有的两个相对主表面。它也可以覆盖玻璃的边缘面。可以将与热塑性层接触的玻璃板加热至高于热塑性材料的软化点，例如比软化点高至少5℃或者10℃，以促进热塑性材料与玻璃的结合。可以在玻璃板与热塑性层在压力下接触的条件下进行加热。
对于商用聚合物中间层材料的选择见表1的总结，表1还提供了各产品样品的玻璃转变温度和模量。玻璃转变温度和模量数据来自供应商的技术数据表，或者使用DSC 200差式扫描量热计(日本精工仪器公司(Seiko Instruments Corp.,Japan))或者分别通过ASTMD638方法分别测定玻璃转变温度和模量数据。用于ISD树脂的丙烯酸类/硅酮树脂材料的详细描述见美国专利第5,624,763号，吸声改性的PVB树脂的描述见日本专利第05138840号，其全文通过引用结合入本文。
表1.示例性聚合物中间层
聚合物中间层的弹性模量范围可以约为1-75MPa(例如，约为1、2、5、10、15、20、25、50或者75MPa)。当加载速率为1Hz时，标准PVB中间层的弹性模量可以约为15MPa，吸音级别PVB中间层的弹性模量可以约为2MPa。
可以在玻璃层压件中结合一层或多层聚合物中间层。多层中间层可以提供互补或不同的功能性，包括促进粘附、控制吸声、控制UV透射率和/或控制IR透射率。
在层压过程中，通常将中间层加热至足以使其软化的温度，这促进了中间层与玻璃板各个表面的共形匹配。对于PVB，层压温度可以约为140℃。中间层材料中的可移动聚合物链建立起了与玻璃表面的结合，这促进了粘附。提升的温度还加速了残留空气和/或水分从玻璃-聚合物界面扩散出去。
可任选施加的压力促进了中间层材料的流动并抑制了气泡的形成，否则水蒸汽压力与界面处俘获的空气结合起来可能会导致气泡的形成。为了抑制气泡的形成，可以对高压釜中的组件同时加热加压。
可以使用基本相同的玻璃板形成玻璃层压件，或者在其他实施方式中，单片玻璃板的特性，例如组成、离子交换分布和/或厚度可以独立地发生变化，以形成不对称的玻璃层压件。
玻璃层压件可用于提供有益的效果，包括噪声衰减、降低紫外光和/或红外光的透射率，和/或增加窗口的美观性。包含在所揭示的玻璃层压件中的单片玻璃板以及所形成的层压件可以用以下一个或多个特征进行表征，包括组成、密度、厚度、表面形貌以及各种性质，包括机械性质、光学性质和声衰减性质。所揭示的玻璃层压件的各个方面如本文所述。
参见表2可以发现与使用较薄玻璃板相关的重量减轻现象，表2显示了面积为110cm x 50cm且包含聚合物中间层的示例性玻璃层压件的玻璃重量、中间层重量以及玻璃层压件重量，所述聚合物中间层包含0.76mm厚、密度为1.069g/cm3的PVB片。
表2.玻璃板/PVB/玻璃板层压件的物理性质。
厚度(mm) 玻璃重量(g) PVB重量(g) 层压件重量(g)
4 5479 445 11404
3 4110 445 8664
2 2740 445 5925
1.4 1918 445 4281
1 1370 445 3185
0.7 959 445 2363
0.5 685 445 1815
参考表2可以发现，通过降低单片玻璃板的厚度，可以明显地降低层压件的总重量。在一些应用中，较轻的总重量直接转化为更高的燃料经济性。
玻璃层压件可用作例如窗或者窗用玻璃，并且配置成任意合适的尺寸和大小。在一些实施方式中，玻璃层压件的长度和宽度在10厘米至大于或等于1m之间独立地变化(例如，0.1、0.2、0.5、1、2或5m)。独立地，玻璃层压件的面积可以大于0.1m2，例如大于0.1、0.2、0.5、1、2、5、10或者25m2。
玻璃层压件可以是基本平坦的或者对于某些应用是具有形状的。例如，用作挡风玻璃或者盖板时，玻璃层压件可以成形为弯曲或者具有形状的部件。具有形状的玻璃层压件的结构可以是简单或者复杂的。在某些实施方式中，具有形状的玻璃层压件可以具有复杂曲率，其中，玻璃板在两个独立方向上具有不同的曲率半径。从而此类具有形状的玻璃板可以表征为具有“交叉曲率”，其中玻璃沿着平行于给定维度的轴弯曲，还沿着垂直于所述相同维度的轴弯曲。例如，通常测得的汽车天窗为0.5m x 1.0m，沿短轴的曲率半径为2-2.5m，沿长轴的曲率半径为4-5m。
根据某些实施方式的具有形状的玻璃层压件可以由弯曲因子定义，其中对于给定部件的弯曲因子等于沿给定轴的曲率半径除以该轴的长度。因此，对于沿0.5m和1.0m的各轴的曲率半径分别为2m和4m的示例性汽车天窗，沿各轴的弯曲因子是4。具有形状的玻璃层压件的弯曲因子范围可以是2-8(例如，2、3、4、5、6、7或者8)。
使玻璃层压件弯曲或者具有形状的方法可以包括重力弯曲法、按压弯曲法及其混合。在将薄的玻璃平片重力弯曲成弯曲形状例如汽车挡风玻璃的传统方法中，将单片或多片冷的预切割的玻璃板放在弯曲夹具的刚性、预成形的外周支承表面上。该弯曲夹具可以使用金属或者阻燃材料制得。在示例性方法中，可以使用活动连接的弯曲夹具。在弯曲之前，通常仅在数个接触点上支承玻璃。通常在玻璃韧化炉中与升高的温度接触来加热玻璃，这软化了玻璃，允许重力将玻璃弯垂或跌落至与外周支承表面一致。通常，基本上整个支承表面会与玻璃外周接触。
一个相关的技术是按压弯曲，在该技术中，将平坦玻璃板加热至基本等于玻璃软化点的温度。然后在具有互补成形表面的阳模元件和阴膜元件之间，将经过加热的玻璃板压制或者成形为所需曲率。在一些实施方式中，可以使用重力弯曲和按压弯曲技术的组合。
玻璃层压件的总厚度范围可以约为2-4mm，其中各玻璃板(例如，一片或多片化学强化玻璃板)的厚度可以为0.5-2mm(例如，0.1、0.2、0.3、0.5、0.7、1、1.4、1.7或者2mm)。在一些实施方式中，化学－强化玻璃板的厚度可以小于1.4mm或者小于1.0mm。在另一些实施方式中，化学强化玻璃板的厚度可以基本等于第二玻璃板的厚度，从而各自的厚度变化不大于5％，例如小于5、4、3、2或者1％。根据一些实施方式，第二玻璃板(例如，较薄玻璃板)的厚度可以小于2.0mm(例如，小于1.4mm)。不希望受到理论的限制，申请人相信包含厚度基本相同的相对玻璃板的玻璃层压件可以提供最大的相干频率，以及在相干频率下垂处(coincidence dip)的相应最大吸声穿透损失。该设计可以为例如汽车应用中的玻璃层压件提供有益的吸音性能。
示例性玻璃层压件结构见表3所示，其中缩写GG指的是化学强化铝硅酸盐玻璃板，术语“钠钙玻璃”指的是非化学强化的钠钙玻璃板。本文中，标准级别的PVB可以使用缩写“SP”、“S-PVB”或者简单地用“PVB”表示。吸声级别的PVB使用缩写“AP”或者“A-PVB”。
表3.示例性玻璃层压件结构
申请人已经显示本文所述的玻璃层压件结构具有优异的耐久性、抗冲击性、韧性以及抗刮性。正如本领域技术人员所熟知的那样，玻璃板或层压件的强度和抗机械冲击性能受到玻璃中的缺陷(包括两个表面上的缺陷和内部的缺陷)的限制。当玻璃层压件受到冲击时，冲击点受到压缩，同时冲击点周围的环或者“环带”以及受到冲击的玻璃板的相对表面处于拉伸状态中。通常，从裂纹处开始发生破坏，这常常位于玻璃表面上的最高张力点或者最高张力点附近。这可能发生在相对表面上，但是也可能发生在环内。如果在冲击事件过程中，玻璃中的裂纹被置于张力下，裂纹可能会发生扩展，并且玻璃通常会断裂。因此，优选具有高量级和深度的压缩应力(层深度)。将受控的瑕疵添加到表面3以及对表面2和4的酸蚀刻处理提供在发生内部和外部冲击事件时具有所需破碎性能的这种层压件。
由于化学强化，本文所述的玻璃层压件的一个或两个外表面处于压缩状态下。为了使裂纹扩展并且发生失效，来自冲击的拉伸应力必须大于裂纹顶端的表面压缩应力。在一些实施方式中，化学－强化玻璃板的高压缩应力和较深层深度使得能够使用比未－化学－强化玻璃更薄的玻璃。
在一个实施方式中，玻璃层压件可以包含内部玻璃板和外部玻璃板，例如化学强化玻璃板，其中面朝外的化学强化玻璃板的表面压缩应力至少为300MPa(例如至少400、450、500、550、600、650、700、750或者800MPa)，层深度至少约为20μm(例如，至少约为20、25、30、35、40、45或者50μm)，且/或中心张力大于40MPa(例如大于40、45或者50MPa)且小于100MPa(例如，小于100、95、90、85、80、75、70、65、60或者55MPa)，面朝内的玻璃板(例如，内部化学强化玻璃板)的表面压缩应力是外部化学强化玻璃板的表面压缩应力的三分之一至一半，或者与外部玻璃板的表面压缩应力相等。任选地，可在内部玻璃板的外部表面3中形成瑕疵。
在其他实施方式中，外部玻璃板11可由非化学强化的玻璃板形成，例如钠钙玻璃板，其厚度为约大于或等于1.5毫米，约大于或等于2毫米，或者约大于或等于2.5毫米；内部玻璃板13可由薄的化学强化的玻璃板形成，其具有如上所述的厚度、CS、DOL和在其外部第三表面中形成瑕疵。在一些实施方式中的内部玻璃板的CS可为约大于或等于700MPa。非化学强化的外部玻璃板任选地可为热强化的或热钢化的。或者，内部玻璃板的外部第三表面可不含瑕疵，且CS可为约大于或等于300MPa。
在其他实施方式中，内部玻璃板13可由非化学强化的玻璃板形成，例如钠钙玻璃板，其厚度为约大于或等于1.5毫米，约大于或等于2毫米，或者约大于或等于2.5毫米；外部玻璃板11可由薄的化学强化的玻璃板形成，其具有如上所述的厚度、CS和DOL。在一些实施方式中的内部玻璃板的CS可为约550MPa。非化学强化的内部玻璃板任选地可为热强化的或热钢化的，且任选地如上所述在其外部第三表面中形成瑕疵。
除了它们的机械性质之外，还评价了所揭示的玻璃层压件的声阻尼性质。如本领域普通技术人员所将理解，具有吸音中间层(例如市售的吸音PVB中间层)的层压结构可用来阻尼声波。本文所揭示的化学强化玻璃层压件虽然使用较薄(且较轻)的结构，但可以显著地降低声波传输，所述较薄(且较轻)的结构还可以拥有许多窗用玻璃应用所必需的机械性质。
如本文所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代对象，除非文本中另有明确说明。因此，例如，提到的一种“金属”包括具有两种或更多种这样的“金属”的例子，除非文中有另外的明确表示。
在本文中，范围可以表示为自“约”一个具体值始，和/或至“约”另一个具体值止。表述这样的范围时，其例子包括自一个具体值始和/或至另一个具体值止。类似地，当使用先行词“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值构成另一个方面。应当进一步理解，各范围的端点与另一端点相关和无关时，都是有意义的。
除非另有明确说明，否则，不应将本文所述的任何方法解释为必须按照特定的顺序进行其步骤。因此，当方法权利要求实际上没有陈述其步骤应遵循的顺序的时候，或者当权利要求或说明书中没有另外具体说明所述步骤应限于特定顺序的时候，不应推断出任何特定顺序。
还要注意本文关于将本发明的部件“构造成”或“使其适于”是以特定的方式起作用的描述。关于这方面，将这样一个部件“构造成”或“使其适于”体现特定的性质，或者以特定的方式起作用，这样的描述是结构性的描述，而不是对预定应用的描述。更具体来说，本文所述的将部件“构造成”或“使其适于”的方式表示该部件现有的物理条件，因此可以将其看作该部件的结构特征的限定性描述。
对本领域技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下对本发明作出各种修改和变化。因为本领域技术人员可以结合本发明的精神和实质，对所述的实施方式进行各种改良组合、子项组合和变化，应认为本发明包括所附权利要求书范围内的全部内容及其等同内容。

Claims (13)

1.一种玻璃层压件，其包括具有第一外部表面和第二内部表面的外部玻璃板,具有第三外部表面和第四内部表面的内部玻璃板,以及在所述外部玻璃板和所述内部玻璃板之间的聚合物中间层,其特征在于：
所述内部玻璃板和所述外部玻璃板的至少一种的厚度不超过2mm；
所述内部玻璃板的第三外部表面在其中具有形成的瑕疵，从而当在第四内部表面上发生内部冲击事件时弱化层压的玻璃；
所述第三外部表面中形成的瑕疵具有在内部玻璃板中至少20％、但小于100％的压缩应力层深度；和
所述内部玻璃板是化学强化的，且表面压缩应力为至少300MPa。
2.如权利要求1所述的玻璃层压件，其特征在于，所述外部玻璃板和所述内部玻璃板的厚度都不超过2.0mm,且所述外部玻璃板是化学强化的。
3.如权利要求1所述的玻璃层压件，其特征在于，
所述内部玻璃板的厚度都不超过2.0mm,且是化学强化的；和
所述外部玻璃的厚度是至少1.5毫米，且不是化学强化的。
4.如权利要求3所述的玻璃层压件，其特征在于，所述外部玻璃板由钠钙玻璃形成。
5.如权利要求1所述的玻璃层压件，其特征在于，
所述外部玻璃板的厚度都不超过2.0mm,且是化学强化的；和
所述内部玻璃的厚度是至少1.5毫米。
6.如权利要求5所述的玻璃层压件，其特征在于，所述内部玻璃板由钠钙玻璃形成。
7.如权利要求1所述的玻璃层压件，其特征在于，所述第二内部表面和所述第四内部表面都已进行酸蚀刻来强化在所述第一外部表面上的外部冲击事件中被层压的玻璃。
8.如权利要求1所述的玻璃层压件，其特征在于，在下述之一形成瑕疵：
(a)第三外部表面的基本上整个区域；
(b)除了第三外部表面的外部周界部分以外，在所述第三外部表面基本上整个区域中；或者
(c)在所述第三外部表面的至少一个选定区域。
9.如权利要求1所述的玻璃层压件，其特征在于，各自化学硬化所述内部玻璃板和所述外部玻璃板，且所述内部玻璃板和所述外部玻璃板的压缩应力层深度为40微米。
10.如权利要求9所述的玻璃层压件，其特征在于，所述内部玻璃板和所述外部玻璃板各自化学硬化到至少500MPa的表面压缩应力。
11.如权利要求1所述的玻璃层压件，其特征在于，在第三外部表面中形成瑕疵，且深度为80％-90％的压缩应力层深度。
12.如权利要求1所述的玻璃层压件，其特征在于，在第三外部表面中形成瑕疵是机械形成的瑕疵或激光加工形成的瑕疵。
13.如权利要求1-12中任一项所述的玻璃层压件，其特征在于，在第三外部表面中形成瑕疵，且深度为45微米或在第三外部表面下方形成瑕疵，且深度为75微米。
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