專(zhuān)利名稱(chēng)：包括液體的多層聚合物板材及其制造方法和使用該多層聚合物板材的制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及聚合物板材，更具體地涉及包括液體的多層聚合物板材。
背景技術(shù)：
在建造自然采光的建筑物(例如溫室、泳池、暖房、體育場(chǎng)、陽(yáng)光室等)時(shí)，在許多 應(yīng)用中采用玻璃作為透明結(jié)構(gòu)件，例如窗戶、飾面和屋頂。然而，在許多應(yīng)用中聚合物板材 由于其多種顯著的優(yōu)勢(shì)而正在取代玻璃。聚合物板材的一種優(yōu)勢(shì)在于與玻璃相比表現(xiàn)出優(yōu)異的抗沖擊性。由此進(jìn)而降低了 遭受偶然性破壞(惡意破壞、冰雹、收縮/膨脹等引起)的應(yīng)用的維護(hù)成本。聚合物板材的 另一優(yōu)勢(shì)在于與玻璃相比重量明顯減輕。由此使得聚合物板材較玻璃而言更易于安裝并降 低了安裝該聚合物板材的建筑物的承重要求。除這些優(yōu)勢(shì)以外，聚合物板材最顯著的優(yōu)勢(shì)之一在于與玻璃相比提供改善的隔熱 性(insulative property)。該性能顯著影響聚合物板材的整體市場(chǎng)認(rèn)可度，因?yàn)榭蛻羝谕?獲得具有改進(jìn)功效的結(jié)構(gòu)件來(lái)降低供暖和/或致冷成本。盡管聚合物板材與玻璃相比具有多種優(yōu)勢(shì)，但仍存在提高光學(xué)性能(例如類(lèi)似于 玻璃的可見(jiàn)光透光性和對(duì)直射太陽(yáng)光的阻擋)的持續(xù)需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明披露多層板材及其用途。在一種實(shí)施方式中，自然采光建筑物包括建筑結(jié) 構(gòu)和包括多層板材的屋頂。在一種實(shí)施方式中，多層板材包括大于或等于三個(gè)聚合物層(例如包括第一外 層、第二外層和內(nèi)層)，橫斷層和液體。液體位于橫斷層與聚合物層相交形成的單元內(nèi)。該 多層板材具有第一可見(jiàn)光透射率和第一直射太陽(yáng)光透射率。第二多層板材具有與該多層板 材相同的材料和設(shè)計(jì)且不含液體，并且具有第二可見(jiàn)光透射率和第二直射太陽(yáng)光透射率。 第一可見(jiàn)光透射率大于第二可見(jiàn)光透射率。在另一實(shí)施方式中，多層板材包括三個(gè)聚合物層(例如包括第一外層、第二外層 和內(nèi)層)，橫斷層和液體。液體位于橫斷層與聚合物層相交形成的單元內(nèi)。聚合物層包括選 自下列的聚合物聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚烯烴、聚醚酰亞胺、苯乙烯和包括前 述聚合物中至少一種的組合。按照ISO 9050測(cè)量，該多層板材對(duì)于約400nm至約700nm的 波長(zhǎng)具有大于或等于87%的可見(jiàn)光透射率。在又一實(shí)施方式中，多層板材包括大于或等于三個(gè)聚合物層(例如包括第一外 層、第二外層和內(nèi)層)，橫斷層和液體。液體位于橫斷層與聚合物層相交形成的單元內(nèi)。按 照ISO 9050測(cè)量，該多層板材對(duì)于約400nm至約700nm的波長(zhǎng)具有大于或等于85%的可見(jiàn) 光透射率。在又一實(shí)施方式中，多層板材包括大于或等于兩個(gè)聚合物層；橫斷層。橫斷層與聚合物層相交形成單元，液體位于所述單元內(nèi)。橫斷層具有選自下列的幾何結(jié)構(gòu)交叉形幾 何結(jié)構(gòu)、正弦曲線形幾何結(jié)構(gòu)和包括前述幾何結(jié)構(gòu)中至少一種的組合。該多層板材具有第 一可見(jiàn)光透射率和第一直射太陽(yáng)光透射率。第二多層板材具有與該多層板材相同的材料和 設(shè)計(jì)且不含液體，并具有第二可見(jiàn)光透射率和第二直射太陽(yáng)光透射率。第一可見(jiàn)光透射率 大于第二可見(jiàn)光透射率。在又一實(shí)施方式中，多層板材包括大于或等于兩個(gè)聚合物層、橫斷層。橫斷層與 聚合物層相交形成單元，液體位于所述單元內(nèi)。聚合物層具有小于或等于約Imm的厚度。該 多層板材具有約55mm的厚度并具有第一可見(jiàn)光透射率和第一直射太陽(yáng)光透射率。第二多 層板材除了不含液體以外具有與所述多層板相同的材料和設(shè)計(jì)，并具有第二可見(jiàn)光透射率 和第二直射太陽(yáng)光透射率。第一可見(jiàn)光透射率大于第二可見(jiàn)光透射率。在一種實(shí)施方式中，制造多層板材的方法包括形成至少兩層和位于所述至少兩 層之間的橫斷層，并提高透過(guò)該多層板材的可見(jiàn)光透射率。橫斷層與聚合物層相交形成單兀。
行示例。


現(xiàn)參照作為示例性實(shí)施方式的附圖，其中相同的標(biāo)記表示相同的元件。圖1是示例性三層多層板材的局部截面圖。圖2是示例性三層多層板材的局部截面圖，由于X形分隔件，該三層多層板材類(lèi)似 于五層多層板材。圖3是示例性四層多層板材的局部截面圖。圖4是示例性五層多層板材的局部截面圖，由于正弦曲線形分隔件，該五層多層 板材類(lèi)似于七層多層板材。圖5是示例性四層多層板材的局部截面圖，由于X形分隔件，該四層多層板材類(lèi)似 于七層多層板材。圖6是腔室中含有液體和不含液體的各種多層板材的不同透射率的圖示。圖7是具有歧管的示例性多層板材的放大透視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明披露了聚合物板材，該聚合物板材可提供改善的光控制，即提高的可見(jiàn)光 (例如400納米(nm)至700nm的波長(zhǎng))透射率。在各種應(yīng)用中，對(duì)透過(guò)多層板材的光和被 阻止透過(guò)多層板材的光的控制可明顯影響板材的有效性。例如，當(dāng)多層板材用作自然采光 建筑物(例如溫室、泳池、陽(yáng)光室等)的屋頂時(shí)，允許可見(jiàn)光射入同時(shí)阻止直射太陽(yáng)光射入 可明顯提升作物的生長(zhǎng)，例如可見(jiàn)光透射率增加可使作物的生長(zhǎng)提升1%。然而，直射 太陽(yáng)光透射可損害作物。本發(fā)明的多層板材提高了可見(jiàn)光透射率。該多層板材在各層之間具有液體。由于層中的液體，該板材的可見(jiàn)光透射率具有 大于或等于5%的提高(按照等同于ISO 9050的NEN-EN-410-65測(cè)量)，并且具有小于或 等于68%的直射太陽(yáng)光透射率(按照等同于ISO 9050的NEN-EN-410測(cè)量)。如本申請(qǐng) 所用，ISO 9050是指采用垂直測(cè)量的2003年8月15日第二版的ISO 9050 (參考編號(hào)ISO9050 :2003(E))。該可見(jiàn)光檢測(cè)使用光源D65。多層板材可用于各種應(yīng)用。例如，溫室可包括建筑結(jié)構(gòu)和包括多層板材的屋頂。 在一種實(shí)施方式中，多層板材包括大于或等于兩個(gè)，或更具體地大于或等于三個(gè)聚合物層 (例如包括第一外層、第二外層和內(nèi)層，其中所述聚合物層可設(shè)置成基本上相互平行(例如 可設(shè)置成使得所述聚合物層不相交))；橫斷層；液體。液體位于橫斷層與聚合物層相交形 成的單元內(nèi)。該多層板材具有第一可見(jiàn)光透射率和第一直射太陽(yáng)光透射率。第二多層板 材具有與該多層板材相同的材料和設(shè)計(jì)且不含液體，并且具有第二可見(jiàn)光透射率。第一可 見(jiàn)光透射率大于第二可見(jiàn)光透射率，第一直射太陽(yáng)光透射率按照ISO 9050測(cè)定為約63% 至約70%。在一些實(shí)施方式中，按照ISO 9050測(cè)量，對(duì)于約400nm至約700nm的波長(zhǎng)第一 可見(jiàn)光透射率大于或等于85 %，按照ISO 9050測(cè)量，第一直射太陽(yáng)光透射率為約65 %至約 68%。
在另一實(shí)施方式中，多層板材包括三個(gè)聚合物層(例如包括第一外層、第二外層 和內(nèi)層)，橫斷層，液體。液體位于橫斷層與聚合物層相交形成的單元內(nèi)。聚合物層包括選 自下列的聚合物聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚烯烴、聚醚酰亞胺、苯乙烯和包括前 述聚合物中至少一種的組合。該多層板材按照ISO 9050測(cè)量對(duì)于約400nm至約700nm的 波長(zhǎng)具有大于或等于87%的可見(jiàn)光透射率，并且按照ISO 9050測(cè)量具有約63%至約70% 的直射太陽(yáng)光透射率。在又一實(shí)施方式中，多層板材包括大于或等于三個(gè)聚合物層(例如包括第一外 層、第二外層和內(nèi)層)，橫斷層和液體。液體位于橫斷層與聚合物層相交形成的單元內(nèi)。該 多層板材按照ISO 9050測(cè)量對(duì)于約400nm至約700nm的波長(zhǎng)具有大于或等于85%的可見(jiàn) 光透射率，并且按照ISO 9050測(cè)量具有約65%至約68%的直射太陽(yáng)光透射率。在又一實(shí)施方式中，多層板材包括大于或等于兩個(gè)聚合物層；橫斷層。橫斷層與 聚合物層相交形成單元，液體位于所述單元內(nèi)。橫斷層具有選自下列的幾何結(jié)構(gòu)交叉形幾 何結(jié)構(gòu)、正弦曲線形幾何結(jié)構(gòu)和包括前述幾何結(jié)構(gòu)中至少一種的組合。該多層板材具有第 一可見(jiàn)光透射率和第一直射太陽(yáng)光透射率。第二多層板材具有與該多層板材相同的材料和 設(shè)計(jì)且不含液體，并且具有第二可見(jiàn)光透射率和第二直射太陽(yáng)光透射率。第一可見(jiàn)光透射 率大于第二可見(jiàn)光透射率，第一直射太陽(yáng)光透射率按照ISO 9050測(cè)量為約63%至約70%。在又一實(shí)施方式中，多層板材包括大于或等于兩個(gè)聚合物層，橫斷層。橫斷層與 聚合物層相交形成單元，液體位于所述單元內(nèi)。聚合物層具有小于或等于約Imm的厚度。該 多層板材具有小于或等于約55mm的厚度并具有第一可見(jiàn)光透射率和第一直射太陽(yáng)光透射 率。第二多層板材具有與該多層板材相同的材料和設(shè)計(jì)且不含液體，并且具有第二可見(jiàn)光 透射率。第一可見(jiàn)光透射率大于第二可見(jiàn)光透射率，第一直射太陽(yáng)光透射率按照IS09050 測(cè)定為約63%至約70%。在一些實(shí)施方式中，多層板材可具有按照ISO 9050測(cè)量大于或等于86%，或更具 體地大于或等于87%的可見(jiàn)光透射率。多層板材還可具有按照ISO 9050測(cè)量約65%至約 68%的直射太陽(yáng)光透射率。液體可以是水、甘油、聚二甲基硅氧烷油以及包括前述液體中至 少一種的組合，例如去離子水。另外，多層板材可具有小于或等于55mm的總厚度(例如從 第一外層的外側(cè)至第二外層的外側(cè))。多層板材還可包括位于板材端部與單元流體連通的 第一歧管。
聚合物層的聚合物可以是聚烯烴、聚碳酸酯、丙烯酸類(lèi)、聚縮醛、苯乙烯、聚(甲 基)丙烯酸酯、聚醚酰亞胺、聚氨酯、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮 酮和包括前述中至少一種的組合。例如，聚合物可以是丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯/尼龍、聚 碳酸酯/丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯、丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯/聚氯乙烯、聚苯醚/聚苯乙 烯、聚苯醚/尼龍、聚砜/丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯、聚碳酸酯/熱塑性聚氨酯、聚碳酸酯/ 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、熱塑性彈性體合金、尼龍/彈 性體、聚酯/彈性體、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、縮醛/彈性體、苯乙 烯_馬來(lái)酸酐/丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯、聚醚、以及包括前述聚合物中至少一種的組合。多層板材的層數(shù)取決于客戶要求，例如結(jié)構(gòu)整體性、總厚度、透光性和隔熱性。板 厚可達(dá)約55毫米(mm)或更厚，或更具體地約Imm至約45mm，或甚至更具體地約3mm至約 35mm,或甚至更具體地約3mm至約25mm，或甚至更具體地約5mm至約15mm。多層板材具有 至少兩層，或更具體地大于或等于三層(例如主要層)(例如參見(jiàn)圖1-5，層2)，或甚至更具 體地約三層至約十層，或甚至更具體地約四層至約八層。各層的厚度可小于或等于約1mm， 或更具體地約0. 2mm至約0. 8mm,或甚至更具體地約0. 3mm至約0. 6mm 。另外，板材具有足夠數(shù)量的橫斷層以獲得所需的結(jié)構(gòu)整體性。除了主要層以外，還 可使用橫斷層(分隔體)(例如參見(jiàn)圖1-5，橫斷層4)。分隔體可具有各種幾何結(jié)構(gòu)，例如 垂直幾何結(jié)構(gòu)(例如參見(jiàn)圖1和3)、交叉形(例如X)幾何結(jié)構(gòu)(例如參見(jiàn)圖2和5，X形 分隔體6)、正弦曲線形幾何結(jié)構(gòu)(例如參見(jiàn)圖4，正弦曲線形分隔體8)、以及任意其它幾何 結(jié)構(gòu)和包括這些幾何結(jié)構(gòu)中至少一種的組合。橫斷層可各自具有小于或等于約1mm，或更具 體地約0. 2mm至約0. 8mm,或甚至更具體地約0. 25mm至約0. 6mm的厚度。在一種實(shí)施方式中，制造多層板材的方法包括形成至少兩層和所述至少兩層之 間的橫斷層，并提高透過(guò)多層板材的可見(jiàn)光透射率，同時(shí)達(dá)到小于或等于約68%的直射太 陽(yáng)光透射率。例如，該方法可包括使可見(jiàn)光透射率提高大于或等于約10%，或更具體地使可 見(jiàn)光透射率提高大于或等于約13%。成形可包括獨(dú)立成形聚合物層和橫斷層，以具有小于 或等于約1mm，或更具體地約0. 2mm至約0. 8mm,或甚至更具體地約0. 25mm至約0. 6mm的厚 度。橫斷層也可具有例如交叉形、正弦曲線形和包括這些幾何結(jié)構(gòu)中至少一種的組合等幾 何結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)參照?qǐng)D1，示例性多層板材的局部截面圖具有主要層2，所述主要層2包括通過(guò) 橫斷層(例如肋件)4連接的第一外層(例如頂層)10和第二外層(例如底層)12。頂層 10和底層12以及一個(gè)或多個(gè)內(nèi)層14大致相互平行。一個(gè)或多個(gè)橫斷層8通常設(shè)置在頂層 10和底層12之間并垂直于頂層10和底層12。該多層板材包括多個(gè)由相鄰橫斷層4和層2限定的單元16，各板材2包括多個(gè)單 元16。一部分或所有這些單元16可填充有液體。為了便于運(yùn)輸和安裝，可在板材設(shè)置于 所需的位置之后再將液體置于板材中。可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)歧管和排氣閥實(shí)現(xiàn)將液體引入單 元16。參照?qǐng)D7，可使歧管18定向?yàn)樵诎宀牡囊欢?0與單元16流體連通，并可將排氣閥 (未示出)置于板材的另一端。在通過(guò)歧管18將液體引入板材(箭頭22所示)時(shí)，空氣從 板材的相對(duì)端逸出。一旦所需數(shù)量的單元填充有液體，隨即可移去歧管并可在兩端密封板 材以保留液體。任選地，可保留歧管，并可按照需要(例如根據(jù)季節(jié)、天氣條件、液體的狀況 (例如需要過(guò)濾和/或凈化液體)、修復(fù)和/或更換特定板材或其一部分的需要等)將液體引入板材或?qū)⒁后w從板材中移出。例如，液體(例如水)可流動(dòng)通過(guò)層之間的通道，例如經(jīng) 由一側(cè)進(jìn)入板材并經(jīng)由另一側(cè)離開(kāi)板材，和/或甚至經(jīng)由板材的同一側(cè)(例如底部)進(jìn)入 和離開(kāi)板材。在一些實(shí)施方式中，根據(jù)板材相對(duì)于太陽(yáng)的取向和/或板材各部分的特定要 求，將液體引入板材的特定區(qū)域，而不將液體置于其它區(qū)域。引入板材的液體可以是具有所需透射性能(例如對(duì)可見(jiàn)光透明(如具有大于或等 于95%的透射率)，并且期望對(duì)直射太陽(yáng)光具有較小的透明性(或不透明))并且不與構(gòu)成 層的材料反應(yīng)的任意液體?？墒褂玫囊后w包括水(例如去離子水、具有中性PH(例如pH為 約6. 5至約7. 5)的水、以及具有這些性質(zhì)中至少一種的組合)，甘油，聚二甲基硅氧烷油，透 明凝膠等，以及包括前述中至少一種的組合。根據(jù)影響板材(從而影響液體)的環(huán)境狀況， 可將一種或多種添加劑與液體混合，例如抗凍劑(以防止冬季冰凍)、抗菌劑等以及包括前 述中至少一種的組合。板材中液體的用量取決于所需的性能，例如，如上所述板材的一些區(qū)域可填充液 體，而其它區(qū)域可不含液體。為了提高可見(jiàn)光透射率，期望所有單元均填充液體。 板材包括聚合物層材料。示例性聚合物層材料包括熱塑性材料，包括聚烯烴(例 如聚乙烯、聚丙烯)，聚對(duì)苯二甲酸亞烷基酯(如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁 二醇酯)，聚碳酸酯，丙烯酸類(lèi)，聚縮醛，苯乙烯(例如沖擊改性聚苯乙烯、丙烯腈_ 丁二 烯-苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈)，聚(甲基)丙烯酸酯(例如聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲 酯)，聚醚酰亞胺，聚氨酯，聚苯硫醚，聚氯乙烯，聚砜，聚醚酮，聚醚醚酮，聚醚酮酮等，以及 包括前述中至少一種的組合。示例性熱塑性共混物包括丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯/尼龍、 聚碳酸酯/丙烯腈_ 丁二烯-苯乙烯，丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯/聚氯乙烯，聚苯醚/聚苯 乙烯，聚苯醚/尼龍，聚砜/丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯，聚碳酸酯/熱塑性聚氨酯，聚碳酸酯 /聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，聚碳酸酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，熱塑性彈性體合金，尼龍/彈 性體，聚酯/彈性體，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，縮醛/彈性體，苯乙 烯_馬來(lái)酸酐/丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯，聚醚醚酮/聚醚砜，聚乙烯/尼龍，聚乙烯/聚 縮醛等。然而，在所示的具體實(shí)施方式
中，可預(yù)想到使用聚碳酸酯材料，例如商品名Lexan 所標(biāo)明的聚碳酸酯材料，可商購(gòu)自 General Electric Company,GE Plasties,Pittsfield, ΜΑ?？墒褂锰砑觿┮愿倪M(jìn)聚合物材料的性能、性質(zhì)或加工。示例性添加劑包括抗氧 化劑，例如有機(jī)亞磷酸酯(如亞磷酸三(壬基苯酯)、亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯酯)、二 (2，4_ 二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯或雙十八烷基季戊四醇二亞磷酸酯，烷基化一 元酚、烷基化多元酚和多元酚與二烯烴的烷基化反應(yīng)產(chǎn)物(如四[亞甲基(3，5_ 二-叔丁 基-4-羥基氫化肉桂酸)]甲烷、3，5_二-叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸十八烷基、2，4_二-叔 丁基苯基亞磷酸酯、對(duì)甲酚和二環(huán)戊二烯的丁基化反應(yīng)產(chǎn)物、烷基化對(duì)苯二酚、羥基化硫代 二苯醚、亞烷基雙酚)，苯甲基化合物，β _(3，5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸與一元醇或 多元醇的酯，β-(5-叔丁基-4-羥基-3-甲基苯基)丙酸與一元醇或多元醇的酯，硫代烷基 或硫代酰基化合物的酯(如硫代丙酸雙十八烷基酯、硫代丙酸雙十二烷基酯、硫代二丙酸 雙十三烷基酯)，β _(3，5-二-叔丁基-4-羥苯基)丙酸的氨化物；填料和增強(qiáng)劑，例如硅 酸鹽、纖維、玻璃纖維(包括連續(xù)纖維和短切纖維)、云母；以及其它添加劑，例如脫模劑、UV 吸收劑、穩(wěn)定劑(如光穩(wěn)定劑等)、潤(rùn)滑劑、增塑劑、顏料、染料、著色劑、抗靜電劑、發(fā)泡劑、阻燃劑、沖擊改性劑等。所選擇的具體聚合物應(yīng)能夠提供足夠的透光性。更具體地，該聚合物應(yīng)能夠提供 按照ASTM D-1003-00 (Procedure B，分光光度計(jì)，使用單向觀察和漫射照明的光源C)測(cè)量 大于或等于約80%，或者甚至更具體地大于或等于約85%的透射率。透射率定義為%T= — χ 100% (Ii)
V-^o J其中1 =透過(guò)樣品的光強(qiáng)
I0 =入射光強(qiáng)除了透射率以外，可選擇聚合物材料以表現(xiàn)出足夠的抗沖擊性，以使板材能夠抵 抗沖擊(例如冰雹、飛鳥(niǎo)、石頭等)造成的破壞(例如破裂、破碎等)。因而，需要的是按照 ASTM D-256-93試驗(yàn)(伊佐德缺口沖擊試驗(yàn))沖擊強(qiáng)度大于或等于約7. 5英尺-磅每平方英 寸 ft-lb/in2 (4. 00 焦每平方厘米，J/cm2)，更具體地大于約 10. Oft-lb/in2 (5. 34J/cm2)，甚 至更具體地大于或等于約12. 5ft-lb/in2(6. 67J/cm2)的聚合物。另外，需要的是，聚合物具 有足夠的剛性，以允許生產(chǎn)可用于下述應(yīng)用的板材在板材的兩個(gè)或以上的側(cè)面上對(duì)板進(jìn) 行總體上地支撐和/或夾持(例如在全部四個(gè)側(cè)面上進(jìn)行夾持)，例如包括管子框架結(jié)構(gòu)的 溫室應(yīng)用。例如，聚合物模塑試條可具有大于或等于約200，000磅每平方英寸psi (14，061 千克每平方厘米(kg/cm2))，更具體地大于或等于約250，OOOpsi (17，577kg/cm2)，甚至更具 體地大于或等于約300，OOOpsi (21，092kg/cm2)的楊氏模量(例如彈性模量)。實(shí)施例檢測(cè)了含有液體和不含液體的各種多層板材的透射率。所述板材均具有16毫米 (mm)的總厚度。經(jīng)檢測(cè)的板材具有兩層(樣品1)、三層(如圖1所示)(樣品2)、三層并具 有X形分隔體(如圖2所示)(樣品3)、六層并具有正弦曲線形分隔體(如圖4所示)(樣 品4)。橫斷層之間的距離對(duì)于樣品2禾Π 4為20mm，對(duì)于樣品1和3為16mm。對(duì)可見(jiàn)光的 透射率依照ISO 9050檢測(cè)，對(duì)太陽(yáng)光(即直射太陽(yáng)光)的透射率同樣依照ISO 9050檢測(cè)。 依照2004年1月的Transvision測(cè)量系統(tǒng)手冊(cè)和說(shuō)明(可商購(gòu)自A&F Innovations B. V., Netherlands)，使用Transvision測(cè)量系統(tǒng)測(cè)定了透射率。對(duì)于所有填充試驗(yàn)，所有單元均
填充去離子水。
表
未填充時(shí)的透 填充時(shí)的透射未填充時(shí)的直射 填充時(shí)的直射
樣品
____$__太陽(yáng)光透射率 太陽(yáng)光透射率
_1__77%__85%__73%__68%
2__75%__88%__70%__67%
_3__67%__87%__63%__66%
4_ 56%85%53%66%由表可知并且如圖6所示，與未填充樣品相比，填充樣品具有提高的可見(jiàn)光透射 率。此外，也注意到，對(duì)于相同厚度的多層板材(所有樣品厚度均為16mm)，層越多，填充樣品的改善越大。例如，樣品2(三層)的未填充透射率為75%，填充透射率為88% (即提高 13% )，而樣品4 (六層)的未填充透射率為56%，填充透射率為86% (即提高30%)。此外，應(yīng)當(dāng)注意到，盡管可見(jiàn)光透射率對(duì)于填充樣品而言得到提高，然而，出乎意 料的是直射太陽(yáng)光透射率為66%至68%，與層數(shù)或橫斷層的設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)且與未填充透射率 無(wú)關(guān)。例如，樣品2(三層)的未填充直射太陽(yáng)光透射率為70%，填充透射率為67% (即降低 3%)，而樣品4(六層)的填充太陽(yáng)光透射率為53%，填充透射率為66% (即提高13%)。 非常出乎意料的是，對(duì)于具有相同總板厚的所有樣品，可見(jiàn)光透射率能夠提高，而直射太陽(yáng) 光透射率將保持在約65%至約68%。進(jìn)一步出乎意料的是，隨著層數(shù)增加，液體填充樣品 的優(yōu)勢(shì)增大。
還發(fā)現(xiàn)液體的折射率(R. I.)不影響透射率，但層數(shù)影響可見(jiàn)光透射率。例如，檢 測(cè)了聚碳酸酯多層板材，含有水(R.I.wei 1.33)的樣品5和含有甘油(R. I.為1.47(不含 水——比重為1. 26))樣品6的透射率。獲得了相近的透射率。使用BYK-Gardner，霧度監(jiān) 測(cè)(haze-gard)雙分光光度計(jì)(光源C，垂直測(cè)量)按照ASTM D1033(1977年)測(cè)量，對(duì)于 樣品5透射率提高12. 8%，對(duì)于樣品6透射率提高12. 9%。對(duì)于未填充多層板材，可見(jiàn)光透射率(例如對(duì)于400納米(nm)至700nm波長(zhǎng)的 透射率)大于或等于85 %，或更具體地大于或等于86 %，或甚至更具體地大于或等于87 % (依照ISO 9050測(cè)量)，同時(shí)獲得直射太陽(yáng)光透射率(例如對(duì)于300nm至2500nm波長(zhǎng)的 透射率)小于或等于約70%，或更具體地約63%至約70%，或甚至更具體地約66%至約 68%。換言之，與除了單元不含液體、其它方面相同的多層板材相比，可見(jiàn)光透射率可提高 大于或等于10%，甚至大于或等于13%。由于透射率提高等同于溫室中作物的生長(zhǎng)提 升1%，因而可見(jiàn)光透射率每百分比的提高均非常重要。另外，由于本發(fā)明的多層板材阻止直射太陽(yáng)光(即熱量)的傳輸，因而所述板材能 夠提高對(duì)填充板材下面(例如溫室內(nèi)部)的氣候的控制。此外，由于液體可用于存儲(chǔ)能量 (加熱產(chǎn)生的能量)，因而可實(shí)現(xiàn)額外的節(jié)省。例如，液體可在冬季用于加熱溫室。此外，應(yīng)當(dāng)指出的是，盡管針對(duì)自然采光建筑物(例如溫室、陽(yáng)光室和泳池)對(duì)本 發(fā)明的多層板材進(jìn)行了具體說(shuō)明，但可預(yù)想到該聚合物板材能夠用于期望聚合物板材具有 多層設(shè)計(jì)的任意應(yīng)用。示例性應(yīng)用包括遮陽(yáng)篷頂、天篷、遮擋物、窗戶、照明器材、紫外線床、 體育場(chǎng)頂棚等。本申請(qǐng)披露的范圍包括端值并可組合(例如范圍“最多約25wt%，或更具體地約 5wt. %至約20wt. 包括端值和范圍“約5wt. %至約20wt. % ”等的所有中間值)?！敖M 合物”包括共混物、混合物、衍生物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等不表示 任何順序、數(shù)量或重要性，而是用于要素的相互區(qū)分，術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”和“一種”不表示數(shù)量的 限制，而是表示存在至少一個(gè)所提及的項(xiàng)。與量值結(jié)合使用的修飾詞“約”包括確定值并具 有上下文所規(guī)定的含義(例如包括與具體量值的測(cè)量相關(guān)的誤差度)。如本文所用，后綴 “(s)”旨在包括其所修飾的術(shù)語(yǔ)的單數(shù)形式和復(fù)數(shù)形式，從而包括一個(gè)或多個(gè)該術(shù)語(yǔ)(例 如著色劑(s)包括一種或多種著色劑)。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中提及“一種實(shí)施方式”、“另一種實(shí) 施方式”、“一個(gè)實(shí)施方式”等時(shí)表示結(jié)合該實(shí)施方式所描述的具體要素(例如，特征、結(jié)構(gòu) 和/或特性)包括在本申請(qǐng)所述的至少一個(gè)實(shí)施方式中，并且可存在于或可不存在于其它 實(shí)施方式中。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是所述要素可在各種實(shí)施方式中以任意適當(dāng)?shù)姆绞浇M合。
盡管參照示例性實(shí)施方式對(duì)板材進(jìn)行描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在不脫離 本發(fā)明范圍的情況下可做出各種改變并可以等同物代替所述示例性實(shí)施方式的要素。另 外，在不脫離本發(fā)明真正構(gòu)思的范圍內(nèi)可進(jìn)行多種改進(jìn)以使具體情形或材料適應(yīng)于本發(fā)明 的教導(dǎo)。因而，本發(fā)明不限于預(yù)期作為實(shí)施本發(fā)明的最佳方案所披露的具體實(shí)施方式
，而是 包括落在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施方式。
權(quán)利要求
一種多層板材，包括大于或等于三個(gè)不相交的聚合物層；橫斷層，其中所述橫斷層與所述聚合物層相交形成單元；和位于所述單元內(nèi)的液體；其中所述多層板材具有第一可見(jiàn)光透射率和第一直射太陽(yáng)光透射率；其中第二多層板材除了不含液體以外具有與所述多層板材相同的材料和設(shè)計(jì)，并且具有第二可見(jiàn)光透射率；和其中所述第一可見(jiàn)光透射率大于所述第二可見(jiàn)光透射率，所述第一直射太陽(yáng)光透射率按照ISO 9050測(cè)定為約63％至約70％。
2.權(quán)利要求1的多層板材，其中對(duì)于約400nm至約700nm的波長(zhǎng)所述第一可見(jiàn)光透射 率按照ISO 9050測(cè)量大于或等于85%。
3.權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)的多層板材，其中所述第一可見(jiàn)光透射率大于或等于86%。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的多層板材，其中所述第一可見(jiàn)光透射率大于或等于87%。
5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的多層板材，其中所述第一直射太陽(yáng)光透射率為約66%至約 68%。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的多層板材，其中所述液體選自水、甘油、聚二甲基硅氧烷 油和包括前述中至少一種的組合。
7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的多層板材，其中所述液體為去離子水。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的多層板材，其中所述聚合物層包括選自下列的聚合物聚 烯烴、聚碳酸酯、丙烯酸類(lèi)、聚縮醛、苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚酰亞胺、聚氨酯、聚苯 硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮和包括前述中至少一種的組合。
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的多層板材，其中所述聚合物選自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 /尼龍共聚物、聚碳酸酯/丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯共聚物、丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯/聚 氯乙烯共聚物、聚苯醚/聚苯乙烯共聚物、聚苯醚/尼龍共聚物、聚砜/丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物、聚碳酸酯/熱塑性聚氨酯共聚物、聚碳酸酯/聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯共聚物、 聚碳酸酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯共聚物、熱塑性彈性體合金、尼龍/彈性體共聚物、聚酯 /彈性體共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯共聚物、縮醛/彈性體共 聚物、苯乙烯_馬來(lái)酸酐/丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯共聚物、聚醚和包括前述聚合物中至少 一種的組合。
10.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的多層板材，包括小于或等于55mm的總厚度。
11.權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的多層板材，還包括位于所述板材的一端與所述單元流體 連通的第一歧管。
12.—種多層板材，包括大于或等于兩個(gè)聚合物層，其中所述層具有小于或等于約1mm的厚度；橫斷層，其中所述橫斷層與所述聚合物層相交形成單元；和位于所述單元內(nèi)的液體；其中所述多層板材具有小于或等于約55mm的厚度并具有第一可見(jiàn)光透射率和第一直 射太陽(yáng)光透射率，其中第二多層板材除了不含液體以外具有與所述多層板材相同的材料和設(shè)計(jì)，并且具有第二可見(jiàn)光透射率和第二直射太陽(yáng)光透射率；和其中所述第一可見(jiàn)光透射率大于所述第二可見(jiàn)光透射率，所述第一直射太陽(yáng)光透射率 為約63%至約70%。
13.一種多層板材，包括 大于或等于兩個(gè)聚合物層；橫斷層，其中所述橫斷層與所述聚合物層相交形成單元，并且其中所述橫斷層具有選 自些下列的幾何結(jié)構(gòu)交叉形幾何結(jié)構(gòu)、正弦曲線形幾何結(jié)構(gòu)和包括前述幾何結(jié)構(gòu)中至少 一種的組合；和 位于所述單元內(nèi)的液體；其中所述多層板材具有第一可見(jiàn)光透射率和第一直射太陽(yáng)光透射率； 其中第二多層板材除了不含液體以外具有與所述多層板材相同的材料和設(shè)計(jì)，并且具 有第二可見(jiàn)光透射率和第二直射太陽(yáng)光透射率；和其中所述第一可見(jiàn)光透射率大于所述第二可見(jiàn)光透射率，所述第一直射太陽(yáng)光透射率 按照ISO 9050測(cè)定為約63%至約70%。
14.一種多層板材，包括三個(gè)聚合物層，包括第一外層、第二外層和內(nèi)層，其中所述聚合物層包括選自下列的聚 合物聚碳酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚烯烴、聚醚酰亞胺、苯乙烯和包括前述聚合物中 至少一種的組合；橫斷層，其中所述橫斷層與所述聚合物層相交形成單元；和 位于所述單元內(nèi)的液體；其中所述多層板材按照ISO 9050測(cè)量對(duì)于約400nm至約700nm的波長(zhǎng)具有大于或等 于87%的可見(jiàn)光透射率和按照ISO 9050測(cè)量具有約63%至約70%的直射太陽(yáng)光透射率。
15.一種多層板材，包括大于或等于三個(gè)聚合物層，包括第一外層、第二外層和內(nèi)層； 橫斷層，其中所述橫斷層與所述聚合物層相交形成單元；和 位于所述單元的預(yù)選定部分內(nèi)的液體；其中所述聚合物板材按照ISO 9050測(cè)量對(duì)于約400nm至約700nm的波長(zhǎng)具有大于或 等于85%的可見(jiàn)光透射率和按照ISO 9050測(cè)量具有約63%至約70%的直射太陽(yáng)光透射率。
16.一種自然采光建筑物，包括 建筑結(jié)構(gòu)；和包括多層板材的屋頂，其中所述多層板材包括大于或等于三個(gè)聚合物層，包括第一外層、第二外層和位于所述第一外層和第二外層 之間的內(nèi)層；橫斷層，其中所述橫斷層與所述聚合物層相交形成單元；和 位于所述單元內(nèi)的液體；其中所述聚合物板材具有第一可見(jiàn)光透射率和第一直射太陽(yáng)光透射率； 其中第二多層板材除了不含液體以外具有與所述多層板材相同的材料和設(shè)計(jì)，并且具 有第二可見(jiàn)光透射率和第二直射太陽(yáng)光透射率；和其中所述第一可見(jiàn)光透射率大于所述第二可見(jiàn)光透射率，所述第一可見(jiàn)光透射率按照 ISO 9050測(cè)定為約63%至約70%。
17.權(quán)利要求16的建筑物，其中對(duì)于約400nm至約700nm的波長(zhǎng)所述第一可見(jiàn)光透射 率按照ISO 9050測(cè)量大于或等于85%，所述第一直射太陽(yáng)光透射率按照ISO 9050測(cè)量為 約63%至約70%。
18.權(quán)利要求16-17中任一項(xiàng)的建筑物，其中所述建筑物選自溫室、陽(yáng)光室和泳池。
19.權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)的建筑物，其中所述建筑物為溫室。
20.一種制造多層板材的方法，包括形成至少兩層和所述至少兩層之間的橫斷層，其中所述橫斷層與所述層相交形成單元；提高透過(guò)所述多層板材的可見(jiàn)光透射率，同時(shí)獲得按照ISO 9050測(cè)定約63%至約 70%的直射太陽(yáng)光透射率。
21.權(quán)利要求20的方法，其中形成至少兩層和橫斷層包括形成具有選自下列的幾何結(jié) 構(gòu)的橫斷層交叉形幾何結(jié)構(gòu)、正弦曲線形幾何結(jié)構(gòu)和包括前述幾何結(jié)構(gòu)中至少一種的組合o
22.權(quán)利要求20-21中任一項(xiàng)的方法，其中形成至少兩層和橫斷層包括形成所述層和 橫斷層。
23.權(quán)利要求20-22中任一項(xiàng)的方法，包括獲得約65%至約68%的直射太陽(yáng)光透射率。
24.權(quán)利要求20-23中任一項(xiàng)的方法，包括提高所述可見(jiàn)光透射率大于或等于約13%。
全文摘要
本發(fā)明披露多層板材和包括多層板材的制品。在一種實(shí)施方式中，多層板材包括大于或等于三個(gè)聚合物層(2)(例如包括第一外層、第二外層和內(nèi)層)、橫斷層(4)和液體。液體位于橫斷層和聚合物層形成的單元(16)內(nèi)。所述多層板材具有第一可見(jiàn)光透射率和第一直射太陽(yáng)光透射率。第二多層板材除了不含液體以外具有與所述多層板材相同的材料和設(shè)計(jì)，并且具有第二可見(jiàn)光透射率和第二直射太陽(yáng)光透射率。第一可見(jiàn)光透射率大于第二可見(jiàn)光透射率，第一直射太陽(yáng)光透射率按照ISO 9050測(cè)定為約63％至約70％。
文檔編號(hào)E04C2/54GK101868582SQ200780101554
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月9日
發(fā)明者喬斯·德克斯, 克里斯·馬斯, 弗雷德·巴特倫, 米歇爾·范阿赫特 申請(qǐng)人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司