用于建筑设计和其他应用的挠性玻璃层叠结构的制作方法

技术领域

本发明涉及挠性玻璃层叠结构，更具体地，涉及用于建筑设计和其他应用的挠性玻璃层叠结构。

技术背景

玻璃常被视为用于建筑设计媒介的良好作用表面。示例性用途包括墙面装饰、窗、门等。具有光泽的光滑表面的美观性，结合玻璃表面对于划痕的固有耐用性、耐化学性和耐热性以及密闭性，可以提供独特的属性设定。但是，玻璃作为建筑设计的媒介的市场份额较低的原因会是由于现有常规玻璃所存在的问题所导致的。典型的玻璃和用于建筑的含玻璃产品是重且非挠性的。需要的是适合用于建筑设计的玻璃层叠结构，其是易于处理(例如，运输)和安装的。

技术实现要素：

本文涉及提供挠性玻璃层叠结构，其维持了所需的玻璃属性，例如具有光泽度的光滑表面，相对于划痕具有抗性，耐化学性和耐热性，以及密封性，其适合用于建筑设计并且易于包装、运输和安装。应用包括艺术风格的定制标牌、用于大堂和公共区域的装饰建筑表面，以及交流工具，例如，明显降低了成本的挠性墙面尺寸标记板。

根据第一个方面，一种挠性玻璃层叠结构包括：

挠性玻璃层，其包括厚度不超过0.3mm的挠性玻璃基材；以及

性质控制层，其通过粘合层与挠性玻璃层层叠；

其中，性质控制层的有效刚度与单位面积重量比约为0.03-0.4Nm³/kg；

其中，挠性玻璃层叠的中性轴位于挠性玻璃层外部，其中，挠性玻璃层处于压缩弯曲构造。

根据第2个方面，提供方面1的结构，其中，挠性玻璃基材的玻璃边缘强度不小于约100MPa。

根据第3个方面，提供了方面1或方面2的结构，其中，性质控制层包括一层或多层刚度控制层。

根据第4个方面，提供了方面1-3中任一项的结构，其中，性质控制层包括不止一层刚度控制层，所述不止一层刚度控制层中的至少一层包括有效刚度与单位面积重量比落在约为0.03-0.4Nm³/kg的范围之外的材料，以及性质控制层包括有效刚度与单位面积重量比落在约为0.03-0.4Nm³/kg的范围之内的材料。

根据第5个方面，提供了方面1-4中任一项的结构，该结构在第一方向的刚度比不同于第一方向的第二方向的刚度更大。

根据第6个方面，提供了方面1-5中任一项的结构，该结构还包括位于粘合层的膜层，膜层在其上包括装饰图案，其通过挠性玻璃层是可见的。

根据第7个方面，提供了方面1-5中任一项的结构，该结构还包括挠性玻璃基材的表面上的装饰图案。

根据第8个方面，提供了方面1-7中任一项的结构，其中，性质控制层包括具有磁化铁的聚合物层。

根据第9个方面，提供了方面1-8中任一项的结构，其中，挠性玻璃层叠的中性轴位于粘合层中，其中，挠性玻璃层叠结构卷成至多约30英寸的内直径。

根据第10个方面，一种形成挠性玻璃层叠结构的方法包括：

采用粘合层将挠性玻璃层与性质控制层层叠到一起，挠性玻璃层的厚度不超过0.3mm；以及

将装饰图案布置在挠性玻璃层与性质控制层之间，从而装饰图案通过挠性玻璃层是可见的；

其中，挠性玻璃层叠结构的中性轴位于挠性玻璃层外部，其中，挠性玻璃层处于压缩弯曲构造。

根据第11个方面，提供了方面10的方法，该方法还包括使挠性玻璃层叠结构弯曲，从而挠性玻璃层面向弯曲中心，其中，挠性玻璃层叠结构的中性轴位于挠性玻璃基材外部。

根据第12个方面，提供了方面10或方面11的方法，其中，挠性玻璃层叠结构的中性轴位于粘合层中，其中，挠性玻璃层叠结构卷成至多约30英寸的内直径。

根据第13个方面，提供了方面10-12中任一项的方法，该方法包括提供具有一层或多层刚度控制层的性质控制层。

根据第14个方面，提供了方面10-13中任一项的方法，该方法包括提供具有不止一层刚度控制层的性质控制层，所述不止一层刚度控制层中的至少一层包括有效刚度与单位面积重量比落在约为0.03-0.4Nm³/kg的范围之外的材料，以及性质控制层包括有效刚度与单位面积重量比落在约为0.03-0.4Nm³/kg的范围之内的材料。

根据第15个方面，提供了方面10-14中任一项的方法，其中，布置装饰图案包括将其上包含装饰图案的膜层布置在粘合层处，位于性质控制层与挠性玻璃层之间。

根据第16个方面，提供了方面10-14中任一项的方法，其中布置装饰图案包括在挠性玻璃基材的表面上提供装饰图案。

根据第17个方面，提供了方面10-16中任一项的方法，该方法包括为性质控制层提供包含磁化铁的聚合物层。

根据第18个方面，一种挠性玻璃层叠结构的卷材包括：

厚度不超过0.3mm的挠性玻璃层，以及通过粘合层与挠性玻璃层层叠的性质控制层；

挠性玻璃层叠结构绕着卷材的中心卷绕至至多约30英寸的内直径；

挠性玻璃层位于挠性玻璃层叠结构的朝内侧上，使得挠性玻璃层叠结构的中性轴位于挠性玻璃层外。

根据第19个方面，提供了方面18的卷材，其中，性质控制层包括一层或多层刚度控制层。

根据第20个方面，提供了方面18或方面19的卷材，其中，性质控制层包括不止一层刚度控制层，所述不止一层刚度控制层中的至少一层包括有效刚度与单位面积重量比落在约为0.03-0.4Nm³/kg的范围之外的材料，以及性质控制层包括有效刚度与单位面积重量比落在约为0.03-0.4Nm³/kg的范围之内的材料。

根据第21个方面，提供了方面18-20中任一项的卷材，该卷材还包括位于粘合层的膜层，其中，膜层在其上包括装饰图案，其通过挠性玻璃层是可见的。

根据第22个方面，提供了方面18-20中任一项的卷材，该卷材还包括挠性玻璃基材的表面上的装饰图案。

根据第23个方面，提供了权利要求18-22中任一项的卷材，其中，性质控制层包括具有磁化铁的聚合物层。

根据第24个方面，提供了权利要求18-23中任一项的卷材，其中，挠性玻璃层叠结构的中性轴位于粘合层内。

根据第25个方面，提供方面18-24中任一项的卷材，其中，挠性玻璃层的玻璃边缘强度不小于约100MPa。

在以下的详细描述中给出了附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言由所述内容而容易理解，或按文字描述和附图以及如所附权利要求所定义实施本发明而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是本发明的示例，用来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。

所含附图用于进一步理解本发明的原理，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图图示说明了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来说明例如本发明的原理和操作。应理解，在本说明书和附图中揭示的本发明的各种特征可以以任意和所有的组合使用。

附图说明

图1是挠性玻璃层叠结构的一个实施方式的侧视截面图；

图2是具有装饰图案的挠性玻璃层叠结构的一个实施方式的透视图；

图3是用于图1的挠性玻璃层叠结构的性质控制的一个实施方式的侧视示意图；

图4是处于压缩弯曲构造的挠性玻璃层叠结构的一个实施方式的侧视示意图；

图5表示挠性玻璃层叠结构的层叠刚度与挠性玻璃层的厚度的关系的示意性曲线；

图6是对于数种材料的基材有效刚度与基材单位面积重量关系图；

图7的示意图表示使得卷起来的挠性玻璃层叠结构的挠性玻璃层中的拉伸应力最小化或消除所需的性质控制的弹性模量值；以及

图8显示用于建筑设计的挠性玻璃层叠结构的实施方式。

具体实施方式

在以下的详述中，为了说明而非限制，给出了说明具体细节的示例性实施方式，以提供对本发明的各个原理的充分理解。但是，对于本领域普通技术人员显而易见的是，在从本说明书获益后，可以以不同于本文详述的其它实施方式实施本发明。此外，可能省略了对于众所周知的器件、方法和材料的描述，以免混淆本发明的各个原理的描述。最后，在任何适用的情况下，相同的附图标记表示相同的元件。

本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值和/或到“约”另一个具体值的范围。当表示这样一个范围的时候，另一个实施方式包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当使用前缀“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值形成另一个实施方式。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。

本文所用的方向术语，例如上、下、左、右、前、后、顶、底，仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来表示绝对的取向。

除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序，都不旨在暗示该任意特定顺序。这样同样适用于任何可能的未明确表述的解释依据，包括：关于设置步骤或操作流程的逻辑；由语法结构或标点获得的一般含义；说明书所述的实施方式的数量或种类。

如本文中所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代形式，除非文中另有明确说明。因此，例如，提到的一种“组件”包括具有两种或更多种这类组件的方面，除非文本中有另外的明确表示。

对于挠性玻璃基材，在单轴弯曲过程中，可以使其从初始平坦状态开始沿着各个不同弯曲轴同样地弯曲(假定挠性玻璃基材是无定形材料并且其性质是各向同性的)。在双轴弯曲过程中，当沿着不同轴同时弯曲时，挠性玻璃基材经常经受更高的应力。在冲击、跌落或加工事件过程中，可能发生不可预知的挠性玻璃基材的双轴弯曲，这会导致挠性玻璃基材的损坏。对于一些应用，如果挠性玻璃基材能够优先以单个、可预知的单轴弯曲状态弯曲，同时维持用于安装(例如，绕着角落安装)和包装(例如，包装成卷)的灵活性，则会是有利的。可以形成这样的挠性玻璃层叠结构，其允许了挠性玻璃层具有合理压缩量的单轴弯曲，但是限制了挠性玻璃层发生拉伸的单轴和双轴弯曲。

此外，低弹性模量层叠结构会使得难以将挠性玻璃层叠结构用于各种建筑结构，例如作为墙壁或者其他垂直取向的支撑表面。如果挠性玻璃层叠结构过于挠性的话，则它会在安装过程期间容易地发生弯曲，并且可能造成挠性玻璃层的破裂或者其他方式的损坏。如果挠性玻璃层叠结构过于刚性的话，则可能难以将层叠体卷起来以及将其放入合理尺寸的运输容器中。高刚度还会限制可以应用挠性玻璃层叠结构的建筑表面的曲率。为了减少以挠性玻璃层位于内侧表面上(即朝向卷轴中心)的方式将挠性玻璃层叠结构卷绕到卷轴上时发生损坏的可能性，中性轴可位于挠性玻璃层的外部(例如，位于粘合层中)。如本文所用，“中性轴”是位于挠性玻璃层叠结构的横截面中的轴，沿着该轴，当受到弯曲之后，纵向应力或者应变没有发生变化。这样做可以减少或消除挠性玻璃层中存在可能导致玻璃破裂的拉伸应力。为此，挠性玻璃层叠结构布置成朝向卷材的中心，并且不可弯曲远离玻璃侧或者不可以是玻璃位于外侧的卷材，这会在玻璃中产生拉伸应力，由于中性轴的位置导致该拉伸应力被放大。

本文所述的实施方式一般地涉及挠性玻璃层叠结构，其维持了所需的玻璃属性，例如具有光泽度的光滑表面，相对于划痕具有抗性，耐化学性和耐热性，以及密封性，其适合用于建筑设计并且易于包装、运输和安装。挠性玻璃层叠结构可以是足够挠性的，使得挠性玻璃层叠结构可以被卷绕到外直径为预定尺寸(例如，约为7-30英寸)的卷轴上，而不使得挠性玻璃层叠结构的挠性玻璃层发生破裂，同时还使得挠性玻璃层中的拉伸应力最小化，同时容易地进行卷绕或解绕，使得挠性玻璃层发生破裂的风险降低。

挠性玻璃层叠结构可具有如下刚度-重量比，其实现了足够的挠性以将挠性玻璃层叠结构卷绕成方便的尺寸，但是具有足够的刚度使得挠性玻璃层的破裂最小化且易于处理。相比于其他方向而言，挠性玻璃层叠结构在平行于(绕其对层叠体进行卷绕的)轴的方向可具有较大的刚度，并且由于挠性玻璃层的位置以及挠性玻璃层叠结构的组成，当其以各种直径卷绕时在挠性玻璃层中可以不具有拉伸应力，从而降低当进行卷绕时玻璃发生破裂的风险。挠性玻璃层叠结构的示例性应用包括艺术风格的定制标牌、用于大堂和公共区域的装饰建筑表面，以及交流工具，例如，明显降低了成本的挠性墙面尺寸标记板。

参见图1，显示示例性挠性玻璃层叠结构10的侧视图。挠性玻璃层叠结构10包括由挠性玻璃基材14形成的挠性玻璃层12以及层叠到挠性玻璃层12的性质控制层16。性质控制层16是由不同于挠性玻璃层12的材料18形成的，例如，金属(如，铝、铜或不锈钢)、塑料(例如，乙烯)、玻璃(例如，纤维玻璃)、陶瓷、复合物(例如，聚合物基质中的磁化铁)，或者材料的组合。在一些实施方式中，性质控制层16是非玻璃基材层。在各个实施方式中，性质控制层可以包括基本固体的片材(例如，箔或膜)、网材(例如，机织网材或者非机织网材)或者其他合适结构。

可以采用聚合物材料形成性质控制层16，例如以下任意一种或多种：聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、乙烯四氟乙烯(ETFE)或者热聚合物聚烯烃(TPO^TM，聚乙烯、聚丙烯、嵌段共聚物聚丙烯(BCPP)或橡胶的聚合物/填料掺混物)，聚酯、聚碳酸酯、聚丁酸乙烯(polyvinylbuterate)、聚氯乙烯、聚乙烯和取代的聚乙烯、聚羟基丁酸酯、聚羟基乙烯丁酸酯、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphalate)、聚酰亚胺、聚醚、聚砜、聚乙烯乙炔(polyvinylacetylenes)、透明热塑料、透明聚丁二烯、聚氰基丙烯酸酯、基于纤维素的聚合物、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚硫化物、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯和聚硅氧烷。还可以使用作为预聚物或预化合物沉积/涂覆然后发生转化的聚合物，例如环氧树脂、聚氨酯、苯酚甲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂。对于某些应用，聚合物层可能是透明的，但是对于其他应用不必如此。下面将更详细地描述对用于各种性质控制层16的材料的选择。

可以由粘合材料22形成粘合层20，其可用于在它们各自宽表面24和26之间的界面处将挠性玻璃层12层叠到性质控制层16。粘合材料22可以是非粘合中间层、粘合剂、粘合剂的片或膜、液态粘合剂、粉末粘合剂、压敏粘合剂、紫外光可固化粘合剂、热可固化粘合剂或者其他类似粘合剂，或其组合。粘合材料22可帮助层叠过程中挠性玻璃14与性质控制层16的附着。低温粘合材料的一些例子包括：UV固化的Norland 68，Flexcon V29TT，3M OCA 8211、8212、8146和8172(室温下压力粘结)、3M 4905、粘合剂、硅酮、丙烯酸酯、光学透澈的粘合剂、密封材料、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯乙酸乙烯酯、离聚物和木胶。也可使用典型的印刷粘合剂，例如Graphicmount和Facemount(可购自例如位于佛罗里达州萨拉索塔(Sarasota FL)的LexJet公司)。较高温度粘合材料的一些例子包括：DuPont(杜邦)SentryGlas、DuPont PV5411，日本世界公司材料FAS和聚乙烯醇缩丁醛树脂。粘合层20可以是薄的，厚度小于或等于约1000μm，包括小于或等于约500μm、小于或等于约250μm、小于或等于约50μm、小于或等于约40μm、小于或等于约25μm，或者约为0.1-5mm。粘合剂还可还有其他功能组分，例如颜色、装饰、抗热性或抗UV性、AR过滤等。粘合材料22可以是固化时光学透澈或者可以是不透明的。在粘合材料22是粘合剂的片或膜的实施方式中，粘合材料22可以具有通过挠性玻璃的厚度可见的装饰图案或设计，如图2所示。

在图2中，挠性玻璃层叠结构10包括由粘合材料22的片或膜形成的粘合层20。在一些实施方式中，粘合材料22具有条30的式样，其从挠性玻璃层12的外表面32是可见的。在一些实施方式中，性质控制层可以提供装饰图案和/或装饰图案可以提供在挠性玻璃基材14的任一表面上。在一些实施方式中，可以在多层12、16和/或20上提供装饰图案，或者可以作为分开的非粘合层(例如，具有装饰的膜)来提供装饰图案。在层叠过程中或层叠之后，可能在挠性玻璃层叠结构中夹带一些空气泡，但是直径小于或等于100μm的空气泡不会影响层叠玻璃结构的抗冲击性。可以通过使用真空层叠系统或者在层叠过程中向结构的表面施加压力来减少空气泡的形成。在其他实施方式中，可以在没有粘合剂的情况下层叠挠性玻璃层12。

挠性玻璃基材14的厚度34可以小于或等于约0.3mm，包括但不限于如下厚度，例如：约0.01-0.05mm、约0.05-0.1mm、约0.1-0.15mm、约0.15-0.3mm、约.100-.200mm，0.3、0.275、0.25、0.225、0.2、0.19、0.18、0.17、0.16、0.15、0.14、0.13、0.12、0.11、0.10、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01mm。挠性玻璃基材14可由玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料或其复合物形成。形成高质量挠性玻璃基材的熔融法(例如，下拉法)可用于各种装置，一种此类应用是平板显示器。相比于通过其他方法生产的玻璃基材，熔融法中生产的玻璃基材的表面具有优异的平坦度和光滑度。熔融法如美国专利系列第3,338,696号和3,682,609号所述。其他合适的玻璃基材成形法包括浮法、上拉法和狭缝拉制法。此外，挠性玻璃基材14还可通过如下方式含有抗微生物性质：为玻璃使用化学组合物，包括表面上的Ag离子浓度，其大于0至0.047μg/cm²，如美国专利申请公开号2012/0034435A1进一步所述。挠性玻璃14还可涂覆釉料(其包括银或任意其他掺杂银离子的那些)，以得到所需的抗微生物性质，如美国专利申请公开号2011/0081542A1进一步所述。此外，挠性玻璃14可具有如下摩尔组成：50％的SiO₂、25％的CaO和25％的Na₂O，以实现所需的抗微生物作用。

一旦形成了挠性玻璃基材14，可以采用各种设备和工艺将其层叠到性质控制层16。一些例子包括片-片层叠，其中使用压力和/或热将挠性玻璃基材14粘结到性质控制层16，例如使用粘合材料22。作为另一个例子，可以使用辊-片层叠或者辊-辊层叠方法；其中，同样使用压力将来自供给辊的挠性玻璃基材14的连续带与性质控制层16粘结，所述性质控制层16是作为来自供给辊的连续基材或者是作为多个单独基材。虽然可以将挠性玻璃层叠结构形成至最终所需尺度，但是可能的是会需要在形成挠性玻璃层叠结构之后对挠性玻璃层叠结构进行一些类型的形状改变(例如切割)的情况。在这些情况下，可以将挠性玻璃层叠结构称作预成形挠性玻璃层叠结构，其中，预成形挠性玻璃层叠结构会在现场(例如在安装地点)进行最终加工至所需尺度。

参见图3，性质控制层16可包括多层刚度控制层40、42和44。在所示实施方式中，显示了三层刚度控制层40、42和44，但是也可以使用少于三层刚度控制层(例如1层或2层)或者不止三层刚度控制层(例如，4层或更多层、例如5层或更多层、例如10层或更多层)。粘合层46位于刚度控制层40和42之间，以及粘合层48位于刚度控制层42和44之间，从而将刚度控制层40、42和44粘结在一起成为堆叠。可以使用另一粘合层50将膜层52(例如，装饰膜)与刚度控制层40粘结。可以通过粘合层56将另一膜层54与刚度控制层44粘结。即使是在一层或多层单个刚度控制层包括的材料的刚度-单位面积重量比落在所需范围外的情况下，多层刚度控制层也可以实现性质控制层具有合适的有效刚度-单位面积重量比。例如，膜层52和54可以是塑料，例如厚度约为6-105μm且弹性模量约为0.7-7MPa的PET。膜可以放在粘合层50和56内，以形成条带或者乙烯，其可以提供白色表面(例如，干擦表面)或印刷装饰表面。

参见图4，一部分的卷绕挠性玻璃层叠结构60的示意图包括由挠性玻璃基材64形成的挠性玻璃层62以及通过粘合层68层叠到挠性玻璃层62的性质控制层66，如上文所述。点C表示卷材70的中心轴，所述卷材含有多层挠性玻璃层叠结构60。如所示，挠性玻璃层叠结构60绕着点C弯曲，其在挠性玻璃层叠结构60中引入拉伸应力和压缩应力。挠性玻璃基材64位于挠性玻璃层叠结构60的内侧72，朝向点C。以这种方式弯曲挠性玻璃层叠结构60，使得性质控制层66绕着挠性玻璃层62的外侧弯曲，在本文称作挠性玻璃层62的“压缩弯曲构造”。如下文更详细所述，可以对材料，它们相关的弹性模量和厚度进行选择，从而(i)提供所需的刚度与挠度之间的平衡以有助于挠性玻璃层叠结构的处理和安装；以及(ii)通过当卷绕时，使得挠性玻璃层叠结构60的中性轴NA位于挠性玻璃层62的外部(例如，位于粘合层68内)，减少或消除挠性玻璃层62中的拉伸应力。换言之，挠性玻璃层叠结构60的中性轴NA可以位于挠性玻璃层62的外侧，从而挠性玻璃带64仅处于压缩，当卷绕时有利地消除了拉伸应力的存在。

应理解的是，挠性玻璃层62的厚度会影响挠性玻璃层叠结构60的挠度。图5显示挠性玻璃层62的层叠体刚度与厚度的关系曲线。曲线63表示随着挠性玻璃层62的厚度T发生变化，中性轴NA的偏移。从该例子可以看出，随着挠性玻璃层62的厚度(T)增加(表示为箭头65)，挠性玻璃层叠结构60的刚度(S)接近刚度上限78。如果挠性玻璃层叠结构60过于刚性的话，则可能难以将挠性玻璃层叠结构60卷起来，例如将挠性玻璃层叠结构60放入合理尺寸的运输容器中。挠性玻璃层叠结构60的高刚度还会限制挠性玻璃层叠结构60与建筑建构的角落和曲面的顺应性。随着挠性玻璃层62的厚度减小(表示为箭头67)，挠性玻璃层叠结构60的刚度接近刚度下限80。如果挠性玻璃层叠结构过于挠性的话，则在安装过程期间挠性玻璃层叠结构60会容易发生弯曲，使得挠性玻璃层叠结构60难以处理，这会导致挠性玻璃层的损坏。

不希望受限于理论，相信可以对性质控制层66的刚度进而对整个挠性玻璃层叠结构60的刚度进行选择，以同时控制挠性玻璃层叠结构60的刚度和挠度来优化处理和安装，同时通过选择中性轴NA的位置落在挠性玻璃层62外部，来减少或消除当卷绕时的挠性玻璃层62中的拉伸应力。可以通过下式计算各种基材的有效刚度(S’)：

刚度(k)＝E x I

其中，E是弹性模量，以及I是悬臂梁的惯性矩，其给定如下：

其中，b是梁的宽度，以及h是梁的高度。标准化如下：

其中，S’是有效刚度。图6显示对于各种基材材料的有效刚度值与单位面积重量关系。

挠性玻璃层叠结构可以提供足够的挠度以实现将挠性玻璃层叠结构卷绕成预定直径，从而卷材可以符合典型的住宅和/或商业门，并且足够刚性用于安装和处理。例如，合适的性质控制材料的有效刚度/单位面积重量比可以约为0.03-0.4Nm³/kg。挠性玻璃层叠结构还可平放到墙上或者圆形表面而不起皱。主要通过形成挠性玻璃层叠结构的每层的弹性模量和厚度来管理挠性玻璃层叠结构的刚度。为此，可以选择可接受的材料、层厚度、弹性模量、玻璃边缘强度和粘合剂属性。对于挠性玻璃层，可以使用不超过250μm(例如，约为50-250μm)的厚度，以及约为50-100GPa的弹性模量。在一些实施方式中，为了可靠处理和安装而不对挠性玻璃层造成破坏，可能希望维持至少约100MPa(例如，至少约200MPa)的玻璃边缘强度。对于粘合层，厚度可以(至少部分)取决于各层中所使用的材料和弹性模量。可以使用约为10-500μm的粘合层厚度以及约为7kPa和2760kPa的弹性模量。合适的粘合材料包括丙烯酸类和硅酮，以及可以是压敏粘合剂和液体粘合剂。还可使用粘合剂转移带，其具有约0.5-1密耳厚度塑料膜，在塑料膜(PET)的每侧上具有约12μm和约38μm的粘合剂。对于任意膜层，可以使用约为6-102μm的膜厚度以及约为0.7-7kPa的弹性模量。例如，置于粘合层内的PET膜可以提供能够透过挠性玻璃层看到的白色表面或者装饰表面。

如上文所示，挠性玻璃层可以是超薄的，并且厚度可以不超过约300μm，例如小于或等于约250μm，例如小于或等于约100μm，例如小于或等于50μm，从而为挠性玻璃层叠结构60提供足够的挠度。在挠性玻璃层叠结构60如图4进行卷绕的情况下，至少部分基于其固有挠度或弹性模量值对包括刚度控制层的性质控制层66进行选择可用于最小化或者甚至消除挠性玻璃层62内由于弯曲成卷材所导致的拉伸应力。

性质控制层中的刚度控制层可用于使得中性轴NA位于挠性玻璃层和粘合层之间的界面处或者靠近该界面(参见图4的界面88)。使得中性轴NA位于挠性玻璃层和粘合层之间的界面处或者靠近该界面可以增加挠性玻璃层叠结构的挠度(相对于中性轴NA位于性质控制层中而言)，同时避免挠性玻璃层中的拉伸应力。因此，在一些实施方式中，中性轴NA位于粘合层内。图6的上限90与下限92之间的区域显示可用于使得中性轴NA位于挠性玻璃层外部的示例性刚度和每单位面积重量，其可以实现卷绕挠性玻璃层叠结构，同时消除挠性玻璃层内的拉伸应力。参见下表，例如，(600μm厚)会需要约为16GPa的弹性模量以使得中性轴NA位于粘合层与挠性玻璃层之间的界面处，而不是表中所示的约为0.01GPa的弹性模量值。因此，可以使用一层或多层额外刚度控制层。

对于包括(i)挠性玻璃层、(ii)刚度控制层和(iii)粘合层的三层层叠体，可以基于下式来确定刚度控制层的弹性模量(E_p)以使得当卷绕时挠性玻璃层中的拉伸应力最小化：

其中，层叠体应力因子(F)定义如下：

其中，

δ＝E_A/E_G

α＝t_A/t_G

β＝t_P/t_G

γ＝E_P/E_G

E_A＝粘合层的弹性模量

E_G＝玻璃层的弹性模量

t_A＝粘合层厚度

t_P＝刚性层厚度

t_G＝玻璃层厚度

基于该方程式，F会需要等于0，从而层叠体的中性轴NA的位置使得施加到玻璃的应力(σ_最大)在玻璃/粘合界面处为0，其基于如下方程式：

其中，R是层叠体的曲率半径。基于F等于0，当层叠体以凹形状(图4)弯曲时，仅向玻璃施加了压缩应力，施加到表面88的最大压缩应力是基于如下方程式：

将F值调节为0至-1之间的值，会导致在表面94(图4)施加的压缩应力增加。当F等于-1时，表面94处的压缩应力等于处于凹形状时施加到裸玻璃上的情况，即：

图7表示最小化或消除如图4所示的卷绕挠性玻璃层叠结构的挠性玻璃层中的拉伸应力所需的性质控制(或刚度控制)层的弹性模量值，其中，α是粘合/玻璃厚度比，以及β是性质控制/玻璃厚度比。可以看出，随着粘合/玻璃厚度比增加，性质控制所需的使得挠性玻璃层中的拉伸应力最小化的弹性模量值减少。相反地，随着粘合/玻璃厚度比减小，性质控制所需的使得挠性玻璃层中的拉伸应力最小化的弹性模量值增加。类似地，随着性质控制/玻璃厚度比增加，性质控制所需的使得挠性玻璃层中的拉伸应力最小化的弹性模量值减小。随着性质控制/玻璃厚度比减小，性质控制所需的使得挠性玻璃层中的拉伸应力最小化的弹性模量值增加。对于该示意性例子，挠性玻璃层的弹性模量可以约为73.6GPa，以及粘合层的弹性模量可以约为20MPa。

可以对性质控制层或者刚度控制层进行选择，不仅提供了所需的挠度与刚度之间的平衡，还为挠性玻璃层叠结构提供了其他特性，例如与磁铁粘附的能力。对刚度控制层的材料进行选择，可以为整个挠性玻璃层叠结构提供最终厚度和重量，并且还解决了美观和其他属性问题。作为一个例子，薄的碳钢片(例如，厚度约760μm)可以提供较轻量化的基材，磁体可以粘附到该基材。又例如，具有磁化铁颗粒的橡胶片可以提供具有较高挠度的较重基材，并且还具有使得磁体或其他材料与挠性玻璃层叠结构附着的能力或者使得挠性玻璃层叠结构与其他结构(例如，磁性墙或板)附着。又例如，碳纤维层可以在优选方向中赋予更高的刚度，同时其是薄的。在一些例子中，可以通过使用包含纤维复合层(例如，包含嵌入在聚合物中的纤维玻璃，其具有具有取向的纤维，例如布置成基本相互平行)或者凹槽化层或通道化层(例如，包括市售可得自乔治亚州布伦瑞克的克夫克公司(Kerfkore Company,Brunswick,Georgia)的商品名为Kerfkore、Timberflex、Flexboard、FlexGreen、econoKORE或Foamkore的一种或多种可弯曲基材)的性质控制层来实现优选方向中更高的刚度。这样做的话，挠性玻璃层叠结构在一个方向会更具有挠性，并且相比于以其他方向卷绕能够卷绕至小的半径。在一个方向比另一个方向刚度更大可有助于挠性玻璃层叠结构的处理和安装。

作为用于除了刚度控制之外的特定结果的性质控制层的例子，可以使用(市售可得自宾夕法尼亚州伊利市的伊利兹磁铁公司(Eriez Magnetics,Erie PA)，将磁性颗粒嵌入挠性塑料树脂或者橡胶材料中)作为性质控制。材料倾向于是重且挠性的，并且可以使用额外的刚度控制层。刚度控制层可以是足够挠性的，从而将挠性玻璃层叠结构卷绕成最多约30英寸或更小的内直径，例如约7-30英寸。对于200μm的挠性玻璃厚度、73.6GPa的玻璃弹性模量、50μm的粘合厚度以及20MPa的粘合弹性模量，下表示出了可适合用作一种或多种刚度控制层或者用作装饰或其他性质的各种性质控制材料。

表格：示例性性质控制

(F＝层叠体应力因子；t_G＝玻璃厚度)

参见图8，显示用于建筑设计的示例性挠性玻璃层叠结构100。在该实施方式中，挠性玻璃层叠结构100可以形成为长度(例如，大于或等于约10英尺，例如大于或等于约20英尺，例如大于或等于约25英尺)大于其高度(例如，约1-5英尺，例如约3英尺)的连续带。可以看出，可以沿着在角落106相互垂直布置的壁102和104施加挠性玻璃层叠结构100。挠性玻璃层叠结构100可以绕着角落106是连续的，例如弯曲半径约为12英寸。

挠性玻璃层叠结构100可包括各个区域110、112和114，每个区域具有一个或多个不同目的。例如，区域110可具有美观目的，其具有(例如，采用装饰膜形成的)装饰图案，其透过挠性玻璃层是可见的。区域112可以提供书写区域，其中，可以使用干擦记号笔或者其他合适的书写装置在挠性玻璃表面进行可去除的书写。区域114可以是透明的，从而能够看到电视或者其他装置。在一些实施方式中，可以形成贯穿挠性玻璃层叠结构的开口，以装纳电子器件，例如电器、电视机、电脑显示屏等。

挠性玻璃层叠结构100可以可靠地安装到墙壁102和104，例如采用卷轴组件120。挠性玻璃层叠结构100的挠度和应力管理布置使得能够将挠性玻璃层叠结构100绕着卷轴组件120卷绕(例如，半径最小14和半径最大24)，并且解绕将其施加到建筑表面。层叠结构100的较轻重量能够实现对挠性玻璃层叠结构100进行处理和安装，而不需要任何提升辅助装置。可以提供把手122(例如，可拆卸把手)来帮助安装。可以沿着墙壁布置导轨，从而在挠性玻璃层叠结构100的安装期间帮助引导卷轴组件120。

应当强调，本发明上述实施方式、特别是任意“优选的”实施方式，仅仅是可能实现的例子，仅用来清楚理解本发明的各个原理。可以对本发明的上文所述的实施方式进行许多改变和改进，而不明显背离本发明的精神和各个原理。所有这些变化和修改旨在包括在该说明书和所附权利要求保护的范围内。