專利名稱：涂有日光控制涂層的玻璃制品的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種涂有日光控制涂層的涂膜玻璃制品。更具體而言，本發(fā)明涉及一種涂覆在玻璃基質(zhì)上的涂層堆疊層，這堆疊層包括虹彩色抑制夾層，第一透明涂層和第二透明涂層，從而使制品在可見光譜區(qū)和近紅外譜區(qū)之間具有高度的選擇性。這一選擇性，或可見光的透射比和近紅外能量的衰減是通過利用在可見光譜區(qū)有著相似折射率而在近紅外光譜區(qū)有著不同折射率的至少第一和第二透明涂層來完成的。優(yōu)選的涂膜玻璃制品借助涂覆在透明玻璃基質(zhì)上的涂層而使其呈現(xiàn)出中和色。
2.相關(guān)技術(shù)概述通常，建筑用玻璃上的涂層被用來提供單位能量衰減性能和光透射比性能。另外，涂層提供在美學(xué)上令人喜愛的、要求的反射性能和光譜特性。涂膜制品常常單獨(dú)地或與其它玻璃制品組合起來使用，從而形成玻璃窗或風(fēng)窗裝置。
涂膜玻璃基質(zhì)的特征取決于涂覆在該基質(zhì)上的特定的涂層。涂層的組成和厚度賦予涂膜制品內(nèi)以能量衰減性能和光線透射比性能，同時(shí)還影響光譜特性。通過調(diào)整涂覆層或多層涂覆層的組成或厚度，可以獲得要求的特征。但是，為提高某一特定性能而進(jìn)行的調(diào)整，對(duì)涂膜玻璃制品的其它透射比性能或光譜特性會(huì)有不利的影響。當(dāng)設(shè)法將單位能量衰減性能和光透射比性能組合在涂膜玻璃制品中時(shí)，想要獲得要求的光譜特性常常是困難的。
理想的是生產(chǎn)一種主要供建筑玻璃窗用的涂膜玻璃制品，它不但能夠衰減近紅外能量而且能衰減遠(yuǎn)紅外能量，同時(shí)允許有高度的可見光透射比。此外，優(yōu)選玻璃窗在透射比和反射率二方面都具有中和色，以便贏得家庭和建筑物使用的認(rèn)可。近紅外能量和遠(yuǎn)紅外能量的衰減可以通過反射作用或者吸收作用而發(fā)生。但是，為了排除來自系統(tǒng)的輻射，優(yōu)選對(duì)輻射進(jìn)行反射。對(duì)近紅外能量的反射導(dǎo)致日光透射比降低，而遠(yuǎn)紅外能量的反射則保證低的發(fā)射率。低的發(fā)射率能使因吸收作用引起的間接日光增熱降至最小。
Taga等人的U.S.4,504,109公開了一種位于透光基質(zhì)上的紅外屏蔽疊層，該疊層包含交錯(cuò)涂覆的紅外屏蔽層和干擾反射層。紅外屏蔽層反射近紅外光譜內(nèi)的能量。按照該專利涂有上述疊層的涂膜基質(zhì)反射紅外光和近紅外光而不會(huì)削弱可見光的透射比。
為taga等人頒布的U.S.4,507,547公開了一種熱輻射波屏蔽疊層，這種疊層利用各自有著不同光學(xué)特性的二類紅外屏蔽層相互交錯(cuò)地疊壓在玻璃基質(zhì)上。這些紅外屏蔽層在紅外光譜上有著不同的折射率，但在可見光譜區(qū)中有著相似的折射率，以便允許可見光通過而排除紅外能量。
通常，如在U.S.4504109和U.S.4507547中所述的那類涂膜玻璃制品在反射光和透射光中常常呈現(xiàn)出虹彩色或干擾色。最理想的是能提供沒有虹彩色的建筑用玻璃窗，和優(yōu)選在透射比和反射率二方面都呈現(xiàn)透明的中和色。由玻璃上涂層造成的虹彩色對(duì)建筑應(yīng)用是一種不可接受的缺點(diǎn)。
于是，現(xiàn)有技術(shù)提出在玻璃上的涂層要能夠反射近紅外能量同時(shí)允許透射可見光。但是，常規(guī)的涂層或涂層堆疊層沒有提供一種涂覆方法，它能在透射光和紅外線能量之間允許有一合乎要求程度的選擇性，又免除出現(xiàn)虹彩色(因而又能在透明玻璃基質(zhì)上的透射比和反射率二方面都呈現(xiàn)中和色)。
提供一種在可見光和近紅外能量之間有著高度選擇性的涂膜玻璃制品應(yīng)是有利的。高度的選擇性將允許透射可見光，同時(shí)能衰減大量的紅外能量。衰減近紅外能量的結(jié)果導(dǎo)致太陽能透射比降低，并因此導(dǎo)致低的遮光系數(shù)。較低的遮光系數(shù)聯(lián)同高度的可見光透射比都是建筑用玻璃窗所希望的性能。
提供減少日曬的玻璃窗也是有利的，這種玻璃窗在透射比和反射率二方面具有在美學(xué)上令人喜愛的中和色而沒有出現(xiàn)虹彩色。
提供一種能把由吸收作用產(chǎn)生的間接增熱降至最小的減小日曬的玻璃窗亦是有利的。低的太陽能透射比，和高的總的日光反射將顯著地改善建筑物和家庭中的耗能費(fèi)用。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種新穎的玻璃制品，它可用于制造建筑窗戶上用的降熱涂膜玻璃。這種涂膜制品包括玻璃基質(zhì)，一層淀積并粘結(jié)在玻璃基質(zhì)表面上的虹彩色抑制夾層，淀積并粘結(jié)在上述虹彩色抑制涂層表面上的至少一層第一透明涂層，和淀積并粘結(jié)在上述第一透明涂層表面上的至少一層第二透明涂層。在建筑用玻璃窗上使用本發(fā)明制品導(dǎo)致玻璃窗能排除太陽能但允許有高度的可見光透射比。
在透明玻璃基質(zhì)上的特定的涂層堆疊層提供了一種具有高的可見光透射比和低的總太陽能透射比的無虹彩色涂膜制品。例如，在氣團(tuán)為1.5的條件下，在3mm厚的透明玻璃基質(zhì)上，按照本發(fā)明制成的涂膜玻璃制品可以顯示出可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)要比太陽熱透射至少高10個(gè)百分點(diǎn)。
按照本發(fā)明，玻璃基質(zhì)上的涂層堆疊層中的虹彩色抑制夾層提供了一種反射和折射光線的方法以干擾慣常的虹彩色。準(zhǔn)確地說，這涂層消除了虹彩色，所以，如果需要，該涂膜制品在反射率和透明比二方面都可呈中和色。此外，這夾層抑制了對(duì)各種不正常顏色的出現(xiàn)。單層、多層、或梯度式多層顏色抑制涂層是適合供本發(fā)明使用的。
本發(fā)明的第一透明涂層和第二透明涂層具有在近紅外光譜區(qū)中的折射率差大于在可見光譜區(qū)中的折射率差。在近紅外光譜區(qū)中的折射率差形成了一層可用來反射近紅外輻射的界面。在可見光譜區(qū)中相似的折射率允許有高度的可見光透射比。
第一透明涂層通常是一種摻雜的金屬氧化物、一種摻雜的混合金屬氧化物、或金屬氮化物。第二透明涂層通常是一種金屬氧化物或含有二氧化硅的混合氧化物。第一和第二透明涂層的選擇是根據(jù)規(guī)定的折射率作出的，以便產(chǎn)生要求的透射比性能。上述涂層也可以具有低的比輻射率，以便將建筑用玻璃窗上的增熱降至最小。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種適合于建筑用玻璃窗的降熱涂膜玻璃制品。本發(fā)明的涂膜玻璃制品能高度透射可見光并能大量反射近紅外能量。本發(fā)明利用了有著在近紅外光譜區(qū)中的折射率差比在可見光譜區(qū)中的折射率差要大的至少一層第一透明涂層和至少一層第二透明涂層。在近紅外光譜區(qū)中的折射率差提供了一層能起反射近紅外輻射作用的界面。在可見光區(qū)中的相似折射率允許有高度的可見光透射比。近紅外能量的衰減導(dǎo)致涂膜制品具有低的太陽能透射比。
本發(fā)明的又一目的是提供一種具有低的發(fā)射率以使由吸收作用引起的間接增熱降至最小的建筑用玻璃窗。本發(fā)明的第一透明涂層通常是一種低發(fā)射率涂層，它能降低涂膜玻璃制品的總的發(fā)射率。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是要提供一種適合用作建筑用玻璃窗的涂膜玻璃制品，它在反射率和透射比二方面都具有中和色同時(shí)又保持要求的可見光透射比。本發(fā)明的涂層堆疊層包括一層特別涂覆的虹彩色抑制夾層以干擾對(duì)虹光的觀察并借此使得有可能保持中和色。優(yōu)選實(shí)施方案的詳述按照本發(fā)明，已驚人地發(fā)現(xiàn)，具有包含一層虹彩色抑制層，至少一層第一透明涂層，和至少一層第二透明涂層的多層涂層的涂膜玻璃制品，能提供一種大量衰減近紅外線能量同時(shí)又允許有高度的可見光透射比的制品。這涂膜玻璃制品主要適合用于建筑用的玻璃窗和窗戶。但是，本發(fā)明的涂膜玻璃制品還可適用于其它場合，例如運(yùn)載工具的窗戶。
按照本發(fā)明，適合用于制備涂膜玻璃制品的玻璃基質(zhì)，可以包括現(xiàn)有技術(shù)中熟知可用于制備建筑用玻璃窗的任何常規(guī)透明或淺色玻璃組合物。優(yōu)選的基質(zhì)是一種在浮法玻璃生產(chǎn)過程的加熱區(qū)上將本發(fā)明的涂層涂覆其上的透明浮法玻璃帶。其它淺色基質(zhì)也可以用作為涂覆本發(fā)明的涂層用的基質(zhì)。可以選擇淺色基質(zhì)，以便在涂膜制品中具有特定的光譜特性。
本發(fā)明的虹彩色抑制夾層提供了一種反射和折射光線的方法，以干擾對(duì)虹彩色的出現(xiàn)。本領(lǐng)域內(nèi)對(duì)虹彩色抑制涂層已有一般了解。例如，此處作為參考引入的U.S.4187336，U.S.4419386和U.S.4206252敘述了適用于抑制各種干擾色的涂膜技術(shù)。本發(fā)明的夾層可以包括單層虹彩色抑制層，一種雙組分涂層，或一種梯度式涂層。
涂膜玻璃基質(zhì)透射和反射光的顏色可按照CIELAB(國際色差測算公式)a*和b*色標(biāo)座標(biāo)系進(jìn)行測量。正的a*數(shù)字表示紅色色調(diào)，而負(fù)值表示綠色色調(diào)。正的b*數(shù)字表示黃色而負(fù)值表示藍(lán)色。顏色的飽和值c*與對(duì)虹彩色的出現(xiàn)有關(guān)，它定義為a*2+b*2的平方根。涂膜玻璃制品具有的飽和值或c*小于12單位時(shí)將不會(huì)呈現(xiàn)虹彩色。
在單一組分的夾層情況下，對(duì)虹彩色的抑制可通過選用折射率介于玻璃基質(zhì)的和淀積在該夾層上的涂層之間的中間值的夾層來實(shí)現(xiàn)。中間折射率導(dǎo)致具有相同波長的光的界面反射。夾層的厚度選為設(shè)計(jì)波長500nm的1/4，便能起到抵消反射波的作用并因此起到抑制虹彩色的作用。適用的化合物包括金屬氧化物或金屬氮化物。最優(yōu)選的組成是氧碳化硅。
在雙組分夾層的情況下，淀積并粘結(jié)在玻璃基質(zhì)上的這種涂層在可見光譜區(qū)中具有高的折射率。具有低折射率的第二涂層被淀積并粘結(jié)在夾層的第一涂層上。每個(gè)夾層的厚度的選擇使得夾層形成的組合的總光學(xué)厚度約為設(shè)計(jì)波長500nm的約1/6～約1/12。
適合用作高折射率涂層的涂料包括有著恰當(dāng)折射率的各種金屬氧化物和氮化物，及它們的混合物。優(yōu)選供本發(fā)明用的涂料是氧化錫。夾層的低折射率涂層可以包括二氧化硅、聚硅氧烷、氧化鎂、和冰晶石，而二氧化硅則是優(yōu)選的涂料。
按照本發(fā)明，梯度式涂層可用作虹彩色抑制層。梯度式涂層通常包括一層從一種金屬氧化膜或氮化膜逐漸過渡到另一種金屬氧化膜或氮化膜的薄層。因此，組成改變會(huì)引起折射率改變而抑制虹彩色，例如，單梯度式涂層可以包括二氧化硅，然后逐漸過渡成氧化錫、錫酸鎘、氮化硅、氧化鈦、或氧化銦。
虹彩色抑制夾層是通過常規(guī)薄膜涂覆操作方法將其涂于玻璃基質(zhì)上的。例如，可以利用熟知的化學(xué)氣相淀積技術(shù)或其它熟知的熱解技術(shù)，在浮法玻璃生產(chǎn)過程的加熱區(qū)上，將上述夾層涂覆在浮法玻璃基質(zhì)上。
在本發(fā)明的多層堆疊層中的第一透明涂層和第二透明涂層被設(shè)計(jì)成能大量反射波長約為700nm～2000nm的近紅外能量，同時(shí)能高度透射波長在400nm～700nm之間的可見光，以累積值而論。每一個(gè)涂層都還可吸收近紅外輻射，于是進(jìn)一步降低了涂膜制品的太陽能透射比。
近紅外能量的反射是通過采用在近紅外光區(qū)中以設(shè)計(jì)波長的高的和低的折射率來實(shí)現(xiàn)的。高折射率層和低折射率層之間的差別增加了近紅外光區(qū)中的反射帶的寬度，從而排除了近紅外輻射。
可見光的透射比是依靠選用的、具有在可見光譜區(qū)中相似折射率的第一和第二透明涂層來實(shí)現(xiàn)的。上述選用的透明涂層在可見光區(qū)中的折射率彼此應(yīng)在約0.2單位內(nèi)。相似的折射率允許透射和反射中和色的光。此外，在可見光譜區(qū)中折射率的相似性使我們能夠利用上述夾層來抑制顏色，因?yàn)榈谝缓偷诙釉诳梢姽庾V區(qū)中相當(dāng)于單獨(dú)一層。
本發(fā)明的第一透明涂層被淀積并粘結(jié)在虹彩色抑制夾層的表面上。第一透明涂層可以包含一層還具有低發(fā)射率數(shù)值的導(dǎo)電涂層。通過加入熟知的摻雜劑可以使涂層具有導(dǎo)電性。摻雜氧化物由于其中有自由電子而使其在近紅外光區(qū)有著非常低的折射率，并因此允許選用具有高折射率的第二透明涂層，以便在第一和第二透明涂層之間的界面上建立一個(gè)近紅外反射面。
按照本發(fā)明，第一透明涂層可選自摻錫的氧化銦、摻氟的氧化銦、摻氟的氧化錫、摻銻的氧化錫、摻鋁的氧化鋅、摻氟的氧化鋅、摻硼的氧化鋅、錫酸鎘、錫酸鋅、氧化鎢、摻氟的氧化鎢、氮化鈦、和氮化釩等。優(yōu)選的化合物是摻錫的氧化銦。
上述氧化物的導(dǎo)電性依賴于涂層的電子載體密度和電子遷移率。自由載體還通過吸收作用提供近紅外能量衰減。所以，沒有被第一和第二透明涂層之間的折射率之差所反射掉的近紅外能量則可以被第一透明涂層中的自由載體所吸收。另外，自由載體反射某種遠(yuǎn)紅外輻射。這結(jié)果是反射和吸收二者的結(jié)合達(dá)到了衰減太陽能的目的。上述導(dǎo)電薄膜優(yōu)選的載體密度為每立方厘米大于5×1020。
這樣，第一透明涂層又可以包含低發(fā)射率性能，故該涂層能通過吸收作用將增熱降至最小。涂層的低發(fā)射率將由吸收作用引起的間接增熱降至最小，故可供夏天使用，還可以生產(chǎn)一種具有低U值的涂膜制品供冬天使用。低發(fā)射率涂層限制了在輻射吸收之后玻璃的輻射熱向內(nèi)傳導(dǎo)。
第一透明涂層是通過采用常規(guī)的淀積技術(shù)被淀積在涂膜基質(zhì)上的。例如，可以在浮法玻璃生產(chǎn)過程的加熱區(qū)上，將該涂層涂覆在玻璃帶狀基質(zhì)上。淀積第一透明涂層的其它常規(guī)方法都適于供本發(fā)明使用。
按照本發(fā)明的涂膜制品，第二透明涂層被淀積并粘結(jié)在第一透明涂層的表面上。上述透明涂層在近紅外光譜區(qū)有著與第一透明涂層的折射率不同的折射率。適于供本發(fā)明使用的涂料組成的實(shí)例包括氧化錫、氧化鈦、氧化鋁、氧化銦、氧化鋅、或混有二氧化硅的金屬氧化物。優(yōu)選的涂料組成是氧化錫。
本發(fā)明的第二透明涂層可采用現(xiàn)有技術(shù)中熟知的常規(guī)方法制備。例如，適當(dāng)?shù)耐繉涌赏ㄟ^金屬有機(jī)化合物或其它金屬化合物，或它們的混合物，在氧化環(huán)境下的分解而被淀積在第一透明涂層上。使金屬氧化物涂料或混有二氧化硅的金屬氧化物涂料涂覆在基質(zhì)上的其它方法都是適于用來實(shí)施本發(fā)明的。
中間涂層，類似于第二透明涂層，可在涂覆第一透明涂層之前將其涂覆在虹彩色抑制夾層上。淀積的中間涂層導(dǎo)致涂層堆疊層含有一層在近紅外光譜區(qū)有著低折射率的薄層，它位于在近紅外光譜區(qū)有著高折射率的二薄層之間。這種高/低/高設(shè)計(jì)方案依靠建立一個(gè)較寬的反射帶來反射近紅外能量來衰減近紅外能量。這些薄層在可見光區(qū)全都有著相似的折射率，從而允許有高度的可見光透射比。在高折射率薄膜作為外涂層的情況下，一種低/高堆疊層設(shè)計(jì)方案可以在第一個(gè)高/低/高堆疊層上至少重復(fù)一次，以便進(jìn)一步改進(jìn)對(duì)近紅外能量的衰減。用于第二透明涂層的涂料組合物都適于供上述中間涂層使用。
本發(fā)明的涂膜玻璃制品可以包括按照浮法玻璃生產(chǎn)法可能做到的任何厚度的玻璃基質(zhì)。但是，優(yōu)選的玻璃基質(zhì)是0.125英寸厚的透明玻璃。第一和第二透明涂層的厚度取決于對(duì)堆疊層要求的日光性能。例如，第一透光層的厚度可以為2500～4500埃，而第二透光層的厚度可以為800～1500埃。關(guān)于上述比較實(shí)施方案，中間涂層的厚度可以為800～1500埃。
涂覆在透明玻璃基質(zhì)上的本發(fā)明多層涂層，可以導(dǎo)致使涂膜玻璃制品在反射率和透射比二方面都呈現(xiàn)中和色。這顏色由堆疊層的組成和厚度來確定。從涂膜制品的玻璃基質(zhì)邊緣測定的、并按CIELAB色標(biāo)系統(tǒng)確定的反射色優(yōu)選具有約為0的a*值和約為0的b*值。從涂膜制品的涂層邊緣測定的、并按CIELAB色標(biāo)系統(tǒng)確定的透射色優(yōu)選具有約-2的a*值和約為-4的b*值。制品的透射色和反射色都優(yōu)選符合美學(xué)觀點(diǎn)的中和色，此時(shí)按照a*2+b*2的平方根確定的該制品的顏色的章度，即c*，小于12單位。
本發(fā)明所得到的涂膜制品，當(dāng)涂覆在標(biāo)稱3mm厚的透明玻璃基質(zhì)上時(shí)，在氣團(tuán)為1.5的條件下按照ASTM·E891-87中的規(guī)定，該制品顯示出可見光的透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)要比總的太陽熱透射比累積至少高10個(gè)百分點(diǎn)。當(dāng)優(yōu)選的涂膜制品為標(biāo)稱3mm厚的透明玻璃基質(zhì)、氧化錫、二氧化硅、摻錫的氧化銦、和氧化錫時(shí)，可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)至少為60％而總的太陽輻射熱透射比則小于50％。涂膜玻璃制品低的太陽熱透射比導(dǎo)致遮光系數(shù)不大于0.65。
涂膜玻璃制品理想地適用于建筑用玻璃窗。例如，在隔熱玻璃裝置上可以利用本涂膜玻璃制品，其中本發(fā)明的制品起外側(cè)窗的作用而輔助的透明玻璃制品用作內(nèi)則窗。
隔熱玻璃裝置將從吸收窗或者透明玻璃基質(zhì)傳向結(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱降至最小。如果第一透明涂層使用的是低發(fā)射率涂層，則能將間接增熱，或?qū)ξ蛰椛涞耐干浣抵磷钚?。低發(fā)射率玻璃反射或改變由暖物體產(chǎn)生的輻射熱的方向，使其返向輻射源。另外，涂膜玻璃基質(zhì)是適合外用的玻璃平板，這種玻璃平板使由風(fēng)引起的外部對(duì)流能將流向內(nèi)部的熱降至最小。本發(fā)明的低發(fā)射性能和近紅外衰減性能導(dǎo)致產(chǎn)生一種隔熱玻璃裝置，它能在夏天排除太陽熱輻射，并顯示出低的U值，或者在冬天能保持熱量。
按照本發(fā)明的最佳實(shí)施方案，利用本發(fā)明的涂膜玻璃制品的隔熱玻璃裝置顯示出特定的透射比和光譜特性。該隔熱玻璃裝置的太陽熱透射比小于50％。該隔熱玻璃裝置還顯示出可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)大于60％，優(yōu)選大于65％。該裝置的遮光系數(shù)不大于0.65。該隔熱玻璃裝置具有小于0.2的有效發(fā)射值。這低的發(fā)射值相應(yīng)于小于0.5的U值。
上述隔熱玻璃裝置在反射率和透射比二方面都優(yōu)選顯示中和色。按照在CIELAB色標(biāo)系統(tǒng)中的確定，該裝置的顏色飽和值約為12，而優(yōu)選值約為8。
構(gòu)成發(fā)明人目前設(shè)想實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的以下實(shí)例都只是為了用來進(jìn)一步解釋和公開本發(fā)明的，不能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的一種限制。
實(shí)例I提供透明玻璃基質(zhì)用于淀積本發(fā)明的涂層。玻璃基質(zhì)是預(yù)先按浮法玻璃生產(chǎn)方法生產(chǎn)的一段厚0.125英寸的浮法玻璃帶。虹彩色抑制夾層是在浮法玻璃生產(chǎn)過程的加熱區(qū)上被淀積在該玻璃基質(zhì)上的。虹彩色抑制層包括一層淀積并粘結(jié)在玻璃基質(zhì)上的厚250埃的氧化錫涂層。氧化錫是在浮法玻璃生產(chǎn)過程的加熱區(qū)上通過引進(jìn)二甲基二氯化錫在氧化環(huán)境中利用化學(xué)氣相淀積法被涂覆在基質(zhì)的表面上。
厚約250埃的二氧化硅涂層，是在浮法玻璃生產(chǎn)過程的加熱區(qū)中的基質(zhì)表面附近，在有氧的條件下，利用起反應(yīng)的二氯硅烷而被涂覆在氧化錫涂層的表面上。
在涂覆本發(fā)明的第一和第二透明涂層以前，將涂有虹彩色抑制夾層的透明玻璃基質(zhì)放在常規(guī)的碟形洗滌器中進(jìn)行沖洗。洗凈基質(zhì)以去除夾層表面上的任何有機(jī)雜質(zhì)。
摻錫的氧化銦是利用標(biāo)準(zhǔn)磁控管陰極濺鍍方法進(jìn)行淀積的。陰極濺鍍作業(yè)是熟知的常規(guī)技術(shù)。
氧化錫涂層被淀積在摻錫的氧化銦涂層的表面。氧化錫涂層也是利用標(biāo)準(zhǔn)磁控管陰極濺鍍法淀積至120nm厚度的。
得到的涂膜玻璃制品顯示出可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)約為60％而總的太陽熱透射比則小于50％。該制品在反射率和透射比二方面都呈中和色。遮光系數(shù)測得為0.65。
實(shí)例II按照實(shí)例I制得100mm×100mm的涂膜制品。但是，在本實(shí)例中摻錫的氧化銦涂層是利用直徑為203mm的圓形磁控管進(jìn)行涂覆的。本涂膜玻璃制品在隔熱玻璃裝置中被用作配備有朝向該結(jié)構(gòu)內(nèi)部的本發(fā)明的多層堆疊層的外側(cè)窗。透明玻璃基質(zhì)用作隔熱玻璃裝置的內(nèi)側(cè)窗，并被放置在離上述涂膜制品12mm處。
上述裝置具有45.9％的總的太陽熱透射比和68.7％的可見光透射比。該裝置在反射率和透射比二方面都顯示出中和色。該裝置的遮光系數(shù)測得為0.534。
預(yù)測實(shí)例I浮法玻璃生產(chǎn)法被用來生產(chǎn)一種具有厚度為0.125英寸的浮法玻璃帶。在生產(chǎn)浮法玻璃帶的過程中，通過常規(guī)的化學(xué)氣相淀積法在浮式槽中將四種涂層順序地涂覆在玻璃基質(zhì)上。第一層氧化錫涂層被淀積并粘結(jié)在玻璃基質(zhì)的表面上至厚度約301埃。然后，厚度約為249埃的二氧化硅涂層被淀積在氧化錫涂層的表面上。第一層氧化錫涂層和二氧化硅涂層形成虹彩色抑制夾層。厚度約為2475埃的摻錫的氧化銦涂層被淀積在二氧化硅的表面上。最外層的厚約1337埃的氧化錫涂層被淀積在摻錫的氧化銦涂層的表面上。
本涂膜制品經(jīng)整個(gè)浮法玻璃生產(chǎn)過程被輸送出來。然后切割上述制品，其尺寸根據(jù)作為外鍘窗在隔熱玻璃裝置中的布局確定。透明玻璃用作內(nèi)側(cè)窗。上述隔熱玻璃裝置在外側(cè)窗和內(nèi)側(cè)窗之間有1/8英寸的間隔或空隙，其內(nèi)充滿氬氣。
摻錫的氧化銦涂層的Drade(德魯特)參數(shù)包括每立方米約1.0×1027的電子濃度和約0.35的有效質(zhì)量。該涂層的高頻介電常數(shù)約為3.0，此時(shí)散射頻率約為每秒0.30×1015。
本隔熱玻璃裝置，由于采用涂膜玻璃制品作為配備有朝向該結(jié)構(gòu)內(nèi)部的本發(fā)明的多層堆疊層的外側(cè)窗，因而顯示出有利的顏色和本發(fā)明具有的透射比性能。本隔熱玻璃裝置應(yīng)具有符合美學(xué)觀點(diǎn)的中和透射色，同時(shí)觀察不到虹彩色。本隔熱玻璃裝置應(yīng)具有約70％的可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)和約44％的總的太陽熱透射比。該隔熱玻璃裝置的遮光系數(shù)應(yīng)是約0.57。
預(yù)測實(shí)例II浮法玻璃生產(chǎn)法被用來生產(chǎn)一種具有0.125英寸厚的浮法玻璃帶。在生產(chǎn)浮法玻璃帶的過程中，按照在預(yù)測實(shí)例I中公開的方法將四種涂層順序地涂覆在玻璃基質(zhì)上。第一層氧化錫涂層被涂覆至厚度約為318埃。二氧化硅涂層被淀積至厚度約為272埃。第一層氧化錫涂層和二氧化硅涂層形成虹彩色抑制夾層。摻錫的氧化銦涂層被淀積至厚度約為3495埃。最外層的氧化錫涂層被涂覆至厚度約為916埃。
本涂膜制品經(jīng)整個(gè)浮法玻璃生產(chǎn)過程被輸送出來，之后它被切割，其尺寸根據(jù)作為外側(cè)窗在隔熱玻璃裝置中的布局確定。
本隔熱玻璃裝置，由于采用涂膜玻璃制品作為配備有朝向該結(jié)構(gòu)內(nèi)部的本發(fā)明的多層堆疊層的外側(cè)窗，因而顯示出有利的顏色和本發(fā)明具有的透射比性能。本隔熱玻璃裝置應(yīng)具有符合美學(xué)觀點(diǎn)的中和透射色，同時(shí)觀察不到虹彩色。本隔熱玻璃裝置應(yīng)具有約63％的可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)和約39％的總的太陽能透射比。該隔熱玻璃裝置的遮光系數(shù)應(yīng)是約0.52。
預(yù)測實(shí)例III浮法玻璃生產(chǎn)法被用來生產(chǎn)一種具有0.125英寸厚的浮法玻璃帶。在生產(chǎn)浮法玻璃帶的過程中，通過常規(guī)的化學(xué)氣相淀積法在浮式槽中將五種涂層順序地涂覆在玻璃基質(zhì)上。第一層氧化錫涂層被淀積并粘結(jié)在玻璃基質(zhì)的表面上，厚度約118埃。然后，厚度約為119埃的二氧化硅涂層被淀積在氧化錫涂層的表面上。上述最先的二層形成虹彩色抑制夾層。第二層氧化錫涂層被淀積并粘結(jié)在氧化硅涂層上。第二層氧化錫涂層具有約1259埃的厚度。厚度約為2496埃的摻錫氧化銦涂層被淀積在第二層氧化錫涂層表面上。最外層的厚約1146埃的氧化錫涂層被淀積在摻錫氧化銦涂層的表面上。
本涂膜制品經(jīng)整個(gè)浮法玻璃生產(chǎn)過程被輸送出來。然后切割上述制品，其尺寸根據(jù)作為外側(cè)窗在隔熱玻璃裝置中的布局確定。透明玻璃用作內(nèi)側(cè)窗。上述隔熱玻璃裝置在外側(cè)窗和內(nèi)側(cè)窗之間有1/8英寸的間隔或空隙，其內(nèi)充滿氬氣。
本隔熱玻璃裝置，由于采用涂膜玻璃制品作為配備有朝向該結(jié)構(gòu)內(nèi)部的本發(fā)明的多層堆疊層的外側(cè)窗，因而顯示出有利的顏色和本發(fā)明具有的透射比性能。本隔熱玻璃裝置應(yīng)具有符合美學(xué)觀點(diǎn)的中和透射色，同時(shí)觀察不到虹彩色。本隔熱玻璃裝置應(yīng)具有約68％的可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)和約43％的總的太陽能透射比。該隔熱玻璃裝置的遮光系數(shù)應(yīng)是0.56。
預(yù)測實(shí)例IV浮法玻璃生產(chǎn)法被用來生產(chǎn)一種具有0.125英寸厚的浮法玻璃帶。在生產(chǎn)浮法玻璃帶的過程中，按照在觀測實(shí)例III中公開的方法將五種涂層順序地涂覆在玻璃基質(zhì)上。第一層氧化錫涂層被涂覆至厚度約為272埃。二氧化硅涂層被淀積至厚度約為333埃。上述最先的二層形成虹彩色抑制夾層。第二層氧化錫涂層被淀積至厚度約為1074埃。摻錫的氧化銦涂層被淀積至厚度約為3463埃。最外層的氧化錫涂層被涂覆至厚度約為1061埃。
本涂膜制品經(jīng)整個(gè)浮法玻璃生產(chǎn)過程被輸送出來。之后它被切割，其尺寸根據(jù)作為外側(cè)窗在隔熱玻璃裝置中的布局確定，正如在預(yù)測實(shí)例III中所公開的。
本隔熱玻璃裝置，由于采用涂膜玻璃制品作為配備有朝向該結(jié)構(gòu)內(nèi)部的本發(fā)明的多層堆疊層的外側(cè)窗，因則顯示出有利的顏色和本發(fā)明具有的透射比性能。本隔熱玻璃裝置應(yīng)具有符合美學(xué)觀點(diǎn)的中和透射色，同時(shí)觀察不到虹彩色。本隔熱玻璃裝置應(yīng)具有約64％的可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)和約39％的太陽能透射比。該隔熱玻璃裝置的遮光系數(shù)應(yīng)是約0.51。
權(quán)利要求
1.一種涂膜玻璃制品，它包括(a)玻璃基質(zhì)，它有一個(gè)表面；(b)一層淀積并粘結(jié)在該玻璃基質(zhì)表面上的虹彩色抑制夾層；(c)一層淀積并粘結(jié)在該虹彩色抑制夾層上的第一透明涂層；(d)一層淀積并粘結(jié)在上述第一透明涂層上的第二透明涂層，所述第一透明涂層和所述第二透明涂層在近紅外區(qū)中具有的折射率差大于在可見光區(qū)中的折射率差，其中當(dāng)包括上述夾層在內(nèi)的這些涂層涂覆在標(biāo)稱3mm厚的透明玻璃基質(zhì)上時(shí)，它們給玻璃制品在氣團(tuán)為1.5的條件下提供的可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)要比累積的太陽熱透射比至少高10個(gè)百分點(diǎn)。
2.權(quán)利要求1的涂膜玻璃制品，其中包括夾層在內(nèi)的這些涂層當(dāng)被涂覆在透明玻璃基質(zhì)上時(shí)，便能在透射比和反射率二方面都提供中和色。
3.權(quán)利要求2的涂膜玻璃制品，按照CIELAB色度座標(biāo)系的確定，其中所述制品的顏色章度顯示出小于12單位。
4.權(quán)利要求1的涂膜玻璃制品，其中所述涂膜玻璃制品涂覆在標(biāo)稱3mm厚的透明玻璃基質(zhì)上時(shí)，具有至少60％的可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)和少于50％的太陽熱透射比。
5.權(quán)利要求1的涂膜玻璃制品，其中所述玻璃基質(zhì)是透明浮法玻璃帶。
6.權(quán)利要求1的涂膜玻璃制品，其中所述第一透明涂層選自摻錫的氧化銦、摻氟的氧化銦、摻氟的氧化錫、摻銻的氧化錫、摻鋁的氧化鋅、摻氟的氧化鋅、摻硼的氧化鋅、錫酸鎘、錫酸鋅、氧化鎢、摻氟的氧化鎢、氮化鈦和氮化釩。
7.權(quán)利要求1的涂膜玻璃制品，其中所述第一透明涂層具有的載體密度大于每立方厘米約5×1020。
8.權(quán)利要求1的涂膜玻璃制品，其中所述第二透明涂層選自氧化錫、氧化鈦、氧化鋁、氧化銦、氧化鋅、和混有二氧化硅的金屬氧化物。
9.權(quán)利要求1的涂膜玻璃制品，其中所述的夾層具有的折射率約等于所述玻璃、所述第一透明涂層、和所述第二透明涂層的折射率的倍數(shù)的平方根，所述夾層具有的總的光學(xué)厚度約為設(shè)計(jì)波長500nm的1/4。
10.權(quán)利要求1的涂膜玻璃制品，其中所述夾層還包括以下的雙組分層；(a)一層淀積并粘結(jié)在上述玻璃基質(zhì)上的具有相對(duì)高指數(shù)折射率材料的第一組分層；(b)一層淀積并粘結(jié)在第一組分層上的具有相對(duì)低的折射率材料的第二組分層，其中每個(gè)組分層具有的厚度應(yīng)使得這組合夾層形成的虹彩色抑制涂層具有的總的光學(xué)厚度約為設(shè)計(jì)波長500nm的1/6～1/12。
11.權(quán)利要求1的涂膜玻璃制品，還包括淀積并粘結(jié)在所述虹彩色抑制夾層上的中間涂層，所述中間涂層在近紅外光區(qū)中的折射率相似于第二透明涂層。
12.一種涂膜玻璃制品，它包括(a)玻璃基質(zhì)，它有一個(gè)表面；(b)一層淀積并粘結(jié)在該玻璃基質(zhì)表面上的虹彩色抑制夾層；(c)一層淀積并粘結(jié)在所述虹彩色抑制夾層上的摻錫氧化銦的涂層；(d)一層淀積并粘結(jié)在所述摻錫氧化銦涂層上的氧化錫涂層，所述摻錫氧化銦涂層和所述氧化錫涂層在近紅外區(qū)中具有的折射率差大于在可見光區(qū)中的折射率差，其中當(dāng)包括上述夾層在內(nèi)的這些涂層涂覆在標(biāo)稱3mm厚的透明玻璃基質(zhì)上時(shí)，它們給玻璃制品在氣團(tuán)為1.5的條件下提供的可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)要比累積的太陽熱透射比至少高10個(gè)百分點(diǎn)。
13.權(quán)利要求12的涂膜玻璃制品，其中所述涂膜玻璃制品具有小于或等于約0.2的發(fā)射率。
14.權(quán)利要求12的涂膜玻璃制品，其中所述虹彩色抑制夾層包括一層淀積并粘結(jié)在上述玻璃基質(zhì)表面上的氧化錫涂層，和淀積并粘結(jié)在上述氧化錫上的氧化硅涂層。
15.權(quán)利要求12的涂膜玻璃制品，其中所述的夾層具有的折射率約等于所述玻璃、所述第一透射涂層、和所述第二透射涂層的折射率的倍數(shù)的平方根，且具有的總的光學(xué)厚度約為設(shè)計(jì)波長500nm的1/4。
16.權(quán)利要求12的涂膜玻璃制品，其中所述夾層還可包括以下的雙組分層，(1)一層淀積并粘結(jié)在上述玻璃基質(zhì)上的具有相對(duì)高指數(shù)折射率材料的第一組分層；(2)一層淀積并粘結(jié)在第一組分層上的具有相對(duì)低的折射率材料的第二組分層，其中每個(gè)組分層具有的厚度應(yīng)使得這組合夾層形成的虹彩色抑制涂層具有的總的光學(xué)厚度約為設(shè)計(jì)波長500nm的1/6～1/12。
17.權(quán)利要求12的涂膜玻璃制品，其中包括上述夾層在內(nèi)的這些涂層，當(dāng)被涂覆在標(biāo)稱3mm厚的透明玻璃基質(zhì)上時(shí)，便能在透射比和反射率二方面都提供中和色。
18.權(quán)利要求17的涂膜玻璃制品，按照在CIELAB色度座標(biāo)系的確定，其中所述制品的顏色章度顯示出小于12。
19.權(quán)利要求12的涂膜玻璃制品，其中所述涂膜玻璃制品涂覆在標(biāo)稱3mm厚的透明玻璃基質(zhì)上時(shí)具有至少60％的可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)和至少50％的太陽熱透射比。
20.權(quán)利要求12的涂膜玻璃制品，其中所述摻錫氧化銦涂層具有的載體密度大于每立方厘米5×1020。
21.一種涂膜玻璃制品，它包括(a)玻璃基質(zhì)，它有一個(gè)表面；(b)一層淀積并粘結(jié)在該玻璃基質(zhì)的上述表面上的虹彩色抑制夾層；(c)一層淀積并粘結(jié)在上述虹彩色抑制夾層上的中間涂層；(d)至少一層淀積并粘結(jié)在上述中間層夾層上第一透明涂層；(e)至少一層淀積并粘結(jié)在所述第一透明涂層上的第二透明涂層，所述中間涂層和所述第二透明涂層在可見光區(qū)和近紅外區(qū)中有著相似的折射率，所述第一透明涂層和所述第二透明涂層在近紅外區(qū)中具有的折射率差大于在可見光區(qū)中的折射率差，其中當(dāng)包括上述夾層在內(nèi)的這些涂層涂覆在標(biāo)稱3mm厚的透明玻璃基質(zhì)上時(shí)，它們給玻璃制品在氣團(tuán)為1.5的條件下提供的可見光透射比(標(biāo)準(zhǔn)光源C)要比累積的太陽熱透射比至少高10個(gè)百分點(diǎn)。
22.權(quán)利要求21的涂膜玻璃制品，其中所述第一透明涂層選自摻錫的氧化銦、摻氟的氧化銦、摻氟的氧化錫、摻銻的氧化錫、摻鋁的氧化鋅、摻氟的氧化鋅、摻硼的氧化鋅、錫酸鎘、錫酸鋅、氧化鎢、摻氟的氧化鎢、氮化鈦、和氮化釩。
23.權(quán)利要求4的涂膜玻璃制品，其中所述中間涂層和所述第二透明涂層選自氧化錫、氧化鈦、氧化鋁、氧化銦、氧化鋅、和混有二氧化硅的金屬氧化物。
24.一種用作建筑用窗戶的隔熱玻璃裝置，它包括權(quán)利要求1中所定義的涂膜玻璃制品。
25.權(quán)利要求24的隔熱玻璃裝置，其中所述隔熱玻璃裝置在透射比和反射率二方面都具有中和色。
26.權(quán)利要求24的隔熱玻璃裝置，其中所述隔熱玻璃裝置具有不大于0.65的遮光系數(shù)。
27.權(quán)利要求24的的隔熱玻璃裝置，其中所述隔熱玻璃裝置具有小于0.5的U值。
全文摘要
公開了一種涂有日光控制涂層的玻璃制品,它可用來生產(chǎn)建筑用玻璃窗的減熱玻璃。這涂膜制品包括一塊玻璃基質(zhì)、一層淀積并粘結(jié)在這玻璃基質(zhì)表面上的虹彩色抑制夾層。至少一層淀積并粘結(jié)在這虹彩色抑制涂層表面上的第一透明涂層和至少一層淀積并粘結(jié)在這第一透明涂層表面上的第二透明涂層。這第一透明涂層和第二透明涂層在近紅外光譜區(qū)中的折射率差比在可見光譜區(qū)中的折射率差要大。建筑用玻璃窗上使用本制品將導(dǎo)致玻璃窗能排除在近紅外光譜區(qū)中的太陽能而同時(shí)又允許有高度的可見光透射比。
文檔編號(hào)G02B5/08GK1207068SQ97191560
公開日1999年2月3日 申請(qǐng)日期1997年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月10日
發(fā)明者R·J·麥庫戴, D·A·斯特里克勒 申請(qǐng)人:利比-歐文斯-福特公司