專利名稱：陽光控制涂層的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及多層涂層，在一個實施例中，涉及一種在比如反射率、熱穩(wěn)定性、機械耐久性和化學(xué)耐久性等特性方面有所改進的陽光控制涂層。
2.現(xiàn)有技術(shù)在建筑物、車輛和其他結(jié)構(gòu)的玻璃面板上使用高透射率、低發(fā)射率的涂層是已知的，用于控制經(jīng)過所述面板的陽光輻射量。低發(fā)射率的涂層允許短波長的能量，例如可見或紫外能量，通過所述涂層，但反射長波長的能量，例如紅外能量。因為這種涂層降低了加熱和/或冷卻成本，并因此存儲了能量，所以該涂層對建筑物和車輛使用非常有吸引力。
這些已知的涂層通常包括夾在金屬氧化物形成的兩層絕熱層之間的紅外反射金屬層，以降低可見反射，例如在美國專利US4898790中公開了一種多層、高透射率、低發(fā)射率的涂層，該涂層具有夾在兩層錫酸鋅膜之間的金屬銀膜。美國專利US4898789中公開了一種多層的、高透射率、低發(fā)射率的膜，該膜具有與三層金屬氧化物抗反射膜交替組合的兩層紅外反射金屬膜。通常，紅外反射膜越厚，涂層的發(fā)射率越低。類似地，增加紅外反射膜的數(shù)量，也降低涂層的發(fā)射率。然而，當(dāng)增加紅外反射膜的厚度和/或數(shù)量而降低涂層的發(fā)射率時，它會影響涂層的其他特性，比如顏色、角色移、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、機械耐久性和化學(xué)耐久性以及可見反射率等。例如，增加紅外反射膜的厚度和/或數(shù)量通常降低可見光的透射率。因此，不能簡單地在涂層疊層上增加額外的紅外反射膜和絕緣膜，而沒有顯著地改變涂敷制品的透射特性和陽光性能。這在指定用于汽車領(lǐng)域的涂敷玻璃上更是如此，其中在汽車領(lǐng)域玻璃的透射率受政府規(guī)則的控制。而且，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有分別夾在絕緣膜之間的雙紅外反射膜的涂層疊層通常比單紅外反射膜的疊層軟。后者是具有夾在絕緣膜之間的一個紅外反射膜或?qū)拥耐繉盈B層，在此出現(xiàn)的任何其他膜也可以出現(xiàn)在雙紅外反射膜的涂層疊層中。此外，很多低發(fā)射率的涂層在傳統(tǒng)的玻璃處理工藝比如彎曲、退火、回火或?qū)訅旱臏囟认率軣岬臅r候會斷裂或退化。
雖然這些已知的涂層足以用于傳統(tǒng)汽車使用，但提供一種低發(fā)射率或陽光控制涂層，至少改善已知涂層的某些性能將是有益的。例如，提供具有比已知涂層更低的可見光反射率的涂層將是有益的。提供具有與已知涂層相比角色移減小的低發(fā)射率涂層或陽光控制涂層也是有益的。而且，提供一種可以施加于基體，隨后在升高的溫度下進行熱處理而使基體彎曲或成形，且沒有不利地影響所述涂層的陽光控制性能的涂層是有益的；其中，加熱改變了所述涂層的性能。提供一種具有改進的化學(xué)耐久性和/或機械耐久性，同時保持所需的陽光控制活動水平的涂層也是有益的。提供一種具有改進的，例如，更高的可見光透射率，同時保持或抑制已知的陽光控制涂層的陽光控制特性的涂層也是有益的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的涂層包含三層間隔的紅外反射膜，一種這樣的非排他性示例是含銀的膜，具有至少一個位于臨近的紅外反射膜之間的抗反射層。所述涂層可以具有將高的可見透射率(Lta)，例如大于或等于60％，例如大于或等于70％，例如大于或等于72％，例如大于或等于75％。此外，所述涂層可以具有中性的顏色。在一個實施例中，所述涂層具有小于或等于±|3|的a*和b*，比如小于或等于±|2|，和小于或等于50的L*，例如小于或等于44，例如小于或等于40，例如小于或等于36，例如小于或等于35，例如小于或等于33。另外，在300納米到2150納米的范圍上，所述涂層可以具有20％到50％的陽光能量總反射率(TSER)(使用梯形積分系統(tǒng))。而且，所述涂層可以具有較低的可見光反射率，比如，在沉積的所述基體的可見光反射率之上小于或等于5％，例如小于或等于2％，例如小于或等于1％。在一個實施例中，所述紅外反射膜可以分別具有在4.5至10Ω/□范圍內(nèi)的表面電阻。在另一實施例中，玻璃上的三涂層可以對玻璃上的涂層產(chǎn)生在1.5至3.5Ω/□范圍內(nèi)的表面電阻。在所述涂層疊層中，每個紅外面反射膜的厚度可以相同或不同。通常，所有三層紅外反射膜的金屬總量高于市售的雙銀紅外反射膜中的所有紅外反射膜的金屬量至少65％和更高，約70％或更高。
在另一實施例中，所述涂層包含第一抗反射層；沉積在第一抗反射層上的第一紅外反射膜；沉積在第一紅外反射膜上的第二抗反射層；沉積在第二抗反射層上的第二紅外反射膜；沉積在第二紅外反射膜上的第三抗反射層；沉積在第三抗反射層上的第三紅外反射膜。
本發(fā)明的另一涂層包含第一抗反射層，例如包含金屬氧化物，例如，沉積在金屬合金氧化物膜上，例如，錫酸鋅膜上的氧化鋅膜；沉積在第一抗反射層上包含銀的第一紅外反射金屬膜；沉積在第一紅外反射膜上的第二抗反射層，該反射層包含第一氧化物膜，例如氧化鋅膜，沉積在第一氧化鋅膜上的金屬合金氧化物膜，例如錫酸鋅膜，和沉積在所述錫酸鋅膜上的第二氧化物膜，例如另一層氧化鋅膜；沉積在第二抗反射層上，含銀的第二紅外反射膜；沉積在第二紅外反射膜上的第三抗反射層，該反射層包含第一氧化物膜，例如氧化鋅膜，沉積在第一氧化鋅膜上的金屬合金氧化物膜，例如錫酸鋅膜，和沉積在所述錫酸鋅膜上的第二氧化物膜，例如氧化鋅膜；沉積在第三抗反射層上含銀的第三紅外反射膜。
根據(jù)本發(fā)明，涂敷基體的方法包含至少在所述基體的一部分上沉積第一抗反射層；在所述第一抗反射層上沉積第一紅外反射膜；在所述第一紅外反射膜上沉積第二抗反射層；在所述第二抗反射層上沉積第二紅外反射膜；在所述第二紅外反射膜上沉積第三抗反射層；在所述第三抗反射層上沉積第三紅外反射膜。
本發(fā)明的涂敷制品包含基體，具有至少沉積在所述基體的一部分上的第一抗反射層；沉積在所述第一抗反射層上的第一紅外反射膜；沉積在所述第一紅外反射膜上的第二抗反射層；沉積在所述第二抗反射層上的第二紅外反射膜；沉積在所述第二紅外反射膜上的第三抗反射層；和沉積在所述第三抗反射層上的第三紅外反射膜。


圖1是具有包括本發(fā)明的特征的涂層的涂敷制品側(cè)視圖(未按比例)。
圖2是包括本發(fā)明的特征的層疊制品側(cè)視圖(未按比例)。
優(yōu)選實施例的描述如本文所使用的，空間或方向術(shù)語，比如，“內(nèi)部”，“外部”，“左”，“右”，“上”，“下”，“水平”，“豎直”等，涉及如附圖中所示的本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可假定多種不同的方位，因此這些術(shù)語不認為是限制性的。而且，在說明書和權(quán)利要求書中用于表述尺寸、物理特征等的所有數(shù)字，應(yīng)當(dāng)理解為可以在各種情況下通過術(shù)語“約”進行修正。因此，除非相反地示出，在下面的說明書和權(quán)利要求書中公開的數(shù)值可以根據(jù)通過本發(fā)明試圖獲得的所需性能變化。絲毫沒有試圖限制等同原則在權(quán)利要求范圍上的適用，每個數(shù)字參數(shù)應(yīng)當(dāng)至少考慮到報告的有效數(shù)字位數(shù)，并通過采用常規(guī)的圓整技術(shù)進行解釋。而且，本文公開的所有范圍應(yīng)當(dāng)理解為覆蓋所包含的任何和所有的子范圍。例如，宣稱的范圍為“1至10”應(yīng)當(dāng)認為包括最小值1和最大值10之間的所有范圍；即，所有的子范圍以最小值1或更大開始，以最大值10或更小結(jié)束，例如，5.5至10。而且，如本文使用的，術(shù)語“沉積在...上”，“施加在...上”，或者“提供于...上”指的是沉積、施加，和提供在某物之上，但不必接觸所述表面。例如，材料“沉積在”基體上并不排除在所述沉積材料和所述基體之間有一種或者多種其他成分相同和不同的材料。此外，稱之為“在此包含”的任何文獻都應(yīng)理解為包括其全部內(nèi)容。
圖1示出了具有基體12的涂敷制品10，具有沉積在至少基體12的一部分上的本發(fā)明的多層涂層14，例如，沉積在至少基體12的主表面的一部分之上。
在本發(fā)明的主要實施中，基體可以是具有任何所需光學(xué)性能的任何所需的材料。例如，基體12可以對于可見光是透明的。“透明”指的是通過基體12的透射率大于0％直到100％?！翱梢姽狻笔侵?90nm至800nm范圍內(nèi)的電磁能量。作為選擇，基體12可以是半透明或不透明的?！鞍胪该鳌笔侵改軌蛟试S電磁波(例如可見光)經(jīng)過，但發(fā)生散射，而使另一側(cè)的物體不能清晰可見?！安煌该鳌笔侵缚梢姽獾耐干渎蕿榱恪＿m當(dāng)?shù)耐该鞑牧习ㄋ芰?例如聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯，聚乙二醇對苯二甲酸酯(PET)，或用于制備這些的任何單體形成的共聚物，及其混和物)，聚酯片或膜，陶瓷，或玻璃。玻璃可以是任何類型，比如，普通的浮法玻璃或平板玻璃，且可以是具有任何光學(xué)性能的任何成分，例如，任何可見光透射率、紫外光透射率、紅外光透射率和/或總陽光能量透射率?！案》úＡА笔侵甘雇ㄟ^普通的浮法工藝制成的玻璃，其中熔融的玻璃沉積在熔融的金屬池中，且在受控狀態(tài)下冷卻而形成浮法玻璃帶。然后根據(jù)需要將所述帶切割和/或成形和/或熱處理。浮法玻璃工藝的示例在美國專利US4466562和US4671155中公開。所述玻璃可以是，例如普通的堿石灰-硅酸鹽玻璃，硼硅酸鹽玻璃或鉛化玻璃。所述玻璃可以是“透明玻璃”，即不帶色或不著色的玻璃。作為選擇，所述玻璃可以是帶色或著色的玻璃。所述玻璃可以是沒有經(jīng)過退火處理、熱處理或者加熱強化的玻璃。如在此使用的，術(shù)語“加熱強化”是指退火、回火或者至少部分回火。盡管不限制本發(fā)明，但用于基體12的玻璃在美國專利US4746347，US4792536，US5385872，和US5393593中描述，在此通過引用而包含其內(nèi)容?；w12可以是任何所需的尺度，例如，長度、寬度、形狀，或厚度。對于普通的汽車玻璃，基體12可以高達10毫米厚，例如1毫米至10毫米厚，例如小于10毫米厚，例如1毫米至5毫米厚，例如1.5毫米至2.5毫米厚，例如1.6毫米至2.3毫米厚。
如圖1所示，涂層14是一種多層涂層或涂層疊層。如在此使用的，術(shù)語“涂層”或“涂層疊層”是指具有一層或多層涂層?！皩印笨梢园ㄒ粚踊蚨鄬油繉幽ぁＨ缭诖耸褂玫?，術(shù)語“膜”指所需的或選定的涂層成分形成的涂層區(qū)域。通常，在涂層膜內(nèi)的涂層成分是基本上均勻的成分。涂層14可以是陽光控制涂層，比如但不僅限于低發(fā)射率涂層。如在此使用的，術(shù)語“陽光控制涂層”指影響涂敷制品的陽光性能的涂層，比如但不限于，遮蔽系數(shù)和/或發(fā)射率和/或通過涂敷制品反射和/或吸收和/或透射的陽光輻射量，例如，紅外或紫外吸收或反射。所述陽光控制涂層可以阻擋、吸收或過濾太陽光譜的選定部分，比如但不限于可見光譜。
本發(fā)明的涂層14可以通過任何常規(guī)的方法沉積在基體12上，比如但不限于噴霧熱解、化學(xué)氣相沉積(CVD)、溶膠-凝膠、電子束蒸發(fā)，或真空濺射，比如磁控濺射氣相沉積(MSVD)。在一個實施例中，涂層14通過MSVD沉積。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以很好地理解MSVD涂敷裝置和方法的示例，且例如在美國專利US4379040，US4861669，US4898789，US4898790，US4900633，US4920006，US4938857，US5328768和US5492750中描述。在MSVD方法中，通過在含有大氣的氧氣中濺射含陰極的金屬或金屬合金而在基體表面上沉積金屬氧化物或金屬合金氧化物膜，可以沉積金屬或金屬合金氧化物。
涂層14包括至少沉積在基體12主表面的一部分上的基層或第一抗反射層16。第一抗反射層16可包含一或多種絕緣材料或抗反射材料形成的膜，比如金屬氧化物、金屬合金氧化物、氮化物、氧氮化物，或其混和物。第一抗反射層16可以是透明的或基本上透明的。用于第一抗反射層16的適當(dāng)金屬氧化物示例包括鈦、鉿、鋯、鈮、鋅、鉍、鉛、銦、錫的氧化物及其混和物。這些金屬金屬氧化物可具有少量的其他材料，比如在氧化鉍中的錳，在氧化錫中的銦等。此外，可以使用金屬合金或金屬混和物的氧化物，比如含有鋅和錫的氧化物，其非排他性的示例“例如”是(錫酸鋅)、銦錫合金的氧化物、氮化硅、氮化鋁硅或氮化鋁。而且，可以使用摻雜的金屬氧化物，比如摻雜銻或銦的氧化錫或摻雜鎳或硼的氧化硅。第一抗反射層16可以是基本上單物相的膜，比如金屬合金氧化物膜，例如錫酸鋅，或可以是由鋅和錫氧化物形成相混和物，和可以由多個金屬氧化物膜組成，比如在美國專利US5821001，US4898789和US4898790中公開的那些，在此通過引用而包含其全部內(nèi)容。
在示出的實施例中，第一抗反射層16包含一種多膜結(jié)構(gòu)，具有至少沉積在基體12主表面的一部分上的第一金屬合金氧化物膜20，和沉積在第一金屬合金氧化物膜20上的第二金屬氧化物膜22。在一個實施例中，第一抗反射層16可具有小于或等于500的總厚度，例如小于或等于300，例如小于或等于280。例如，含金屬合金氧化物的膜20可具有在100至500范圍內(nèi)的厚度，比如150至400，例如200至250。金屬氧化物膜22可具有在50至200范圍內(nèi)的厚度，比如75至150，例如100。在一個實施例中，可取的是，含金屬混和物或金屬合金氧化物的膜可主要具有鋅/錫合金氧化物。鋅/錫合金氧化物可以從鋅和錫形成的陰極通過磁控濺射真空沉積獲得，所述陰極包含比例為10wt.％至90wt.％的鋅和90wt.％至10wt.％的錫的鋅和錫。可以在用于本發(fā)明的膜中出現(xiàn)的一種適當(dāng)?shù)慕饘俸辖鹧趸锸清a酸鋅?！板a酸鋅”是指ZnxSn1-xO2-x(化學(xué)式1)成分，其中x在0至1范圍內(nèi)變化。例如數(shù)字x可以大于0，且可以是大于0和數(shù)字1之間的任何分數(shù)或小數(shù)。例如x＝2/3時，化學(xué)式1是Zn2/3Sn1/3O4/3，通常描述為“Zn2SnO4”。含有錫酸鋅的膜具有在膜中占主要分量的化學(xué)式1的一或多種形式。金屬氧化物膜可以是含鋅的膜，比如氧化鋅。氧化鋅膜可包括其他的材料，來改善相應(yīng)陰極的濺射特性，例如氧化鋅可含有0至20wt.％的錫，例如0至15wt.％的錫，例如0至10wt.％的錫。
第一紅外(IR)反射膜24可以沉積在第一抗反射層16上。第一IR反射膜24可以是IR反射金屬，比如但不限于金、銅、銀或其混和物、合金或組合。第一IR反射膜24可具有在25至300范圍內(nèi)的厚度，例如50至300，例如50至150，比如70至110，如75至100，例如80。在本發(fā)明的一個實施例中，第一紅外反射膜24包含銀。
第一底膜26可以沉積在第一IR反射膜24上。第一底膜26可以是氧氣捕獲材料，比如鈦，可以在沉積過程中犧牲，防止在濺射過程中第一IR反射膜24退化。可以選擇氧氣捕獲材料，使其在IR反射膜材料之前氧化。在一個實施例中，第一底膜26可具有5至50范圍內(nèi)的厚度，例如10至40，例如12至20。
第二抗反射層30可以沉積在第一底膜26上。第二抗反射層30可包含一或多個含有金屬氧化物或金屬合金氧化物的膜，比如上述的關(guān)于第一抗反射層16描述的那些。在所示的實施例中，第二抗反射層30具有第一金屬氧化物膜32，例如氧化鋅，沉積在第一底膜26上。第二金屬合金氧化物膜34，例如錫酸鋅膜，沉積在第一氧化鋅膜32上。第三金屬氧化物膜36，例如另一氧化鋅膜，沉積在錫酸鋅膜34上，從而形成多膜層30。第二抗反射層30的每一金屬氧化物膜32，36可具有在約50至200范圍內(nèi)的厚度，例如75至150，例如100。金屬合金氧化物膜34可具有在約100至500范圍內(nèi)的厚度，例如200至500，例如300至500，例如400。
第二IR反射膜40可以沉積在第二抗反射層30上。第二IR反射膜40可包括如上針對第一IR反射膜24所述的任何IR反射材料。第二IR反射膜40可以具有25至150范圍內(nèi)的厚度，例如50至100，例如80至90。在所示實施例中，第二IR反射膜40包括銀。在另一實施例中，該第二紅外反射膜可以比第一和第三紅外反射膜更厚。
第二底膜42可以沉積在第二IR反射膜40上。第二底膜42可以是上面針對第一底膜26描述的任何材料。第二底膜可具有在5至50范圍內(nèi)的厚度，例如10至25，例如12至20。在所示實施例中，第二底膜42包括鈦。
第三抗反射層46可以沉積在第二底膜42上。第三抗反射層46也可包括一或多個含有金屬氧化物或金屬合金氧化物的膜，比如上述的關(guān)于第一和第二抗反射層16，30的任何材料。在所示實施例中，第三抗反射層46是類似于第二抗反射層30的多膜層。例如，第三抗反射層46可包括第一金屬氧化物48，例如氧化鋅膜，第二金屬合金氧化物膜50，例如錫酸鋅膜，沉積在氧化鋅膜48上，以及第三金屬氧化物膜52，例如另一氧化鋅膜，沉積在含錫酸鋅的膜50上。所述金屬氧化物膜可具有在50至200范圍內(nèi)的厚度，比如75至150，例如100。所述金屬合金氧化物膜可具有在100至500范圍內(nèi)的厚度，例如200至500，例如300至500，例如400。
不象普通的陽光控制涂層，本發(fā)明的涂層疊層還包括沉積在第三抗反射層46上的第三IR反射膜58。第三IR反射膜58可以是上述關(guān)于第一和第二IR反射膜24，40描述的任何材料。第三IR反射膜58可具有在50至100范圍內(nèi)的厚度，例如70至90，例如75至85。在所述的實施例中，第三IR反射膜58包括銀。當(dāng)?shù)谝?、第二和第三紅外反射膜具有或含有銀時，涂層的銀總量可以在每平方厘米29至44微克每平方厘米(ugm/cm2)的范圍內(nèi)，在一個實施例中，約為36.5ugm/cm2。
第三底膜60可以沉積在第三紅外反射膜58上。在一個實施例中，第三底膜60可以是上述的任何底膜材料。第三底膜60可以具有在5至50范圍內(nèi)的厚度，例如10至25，例如12至20。在所述實施例中，第三底膜60是鈦。
第四抗反射層66可沉積在第三底膜60上。第四抗反射層可以由一或多個含有金屬氧化物或金屬合金氧化物的膜組成，比如上述關(guān)于第一、第二或第三抗反射層16，30，46的那些。在一個實施例中，第四抗反射層66是多膜層，具有沉積在第三底膜60上的第一金屬氧化物膜68，例如氧化鋅膜，和沉積在氧化鋅膜68上的第二金屬合金氧化物膜70，例如錫酸鋅膜。所述金屬氧化物膜可以具有在25至200范圍內(nèi)的厚度，比如50至150，比如100。金屬合金氧化物膜70可以具有在25至500范圍內(nèi)的厚度，例如50至250，例如100至150。
保護性外涂層74可以沉積在第四抗反射層66上，以有助于提供機械和化學(xué)侵襲的保護。在一個實施例中，保護性外涂層74可以是金屬氧化物，比如二氧化鈦或氧化鋯，具有在約25至100范圍內(nèi)的厚度，例如40至60，例如50。在另一實施例中，保護性外涂層74可以是鈦金屬，具有在10至100范圍內(nèi)的厚度，例如25至75，例如50。在另一實施例中，外涂層(未示出)，比如硅的氧化物、氮化物或氧氮化物，或其混和物可以沉積在保護性外涂層74上或代替。例如，所述外涂層可包括摻雜物，比如摻雜有鋁或硼之一或多種的硅的氧化物、氮化物或氧氮化物。某些適當(dāng)?shù)谋Ｗo性涂層示例在美國專利US4716086，US4786563，US4861669，US4938857和US4920006，加拿大申請CA2156571和美國專利申請No.60/242543和No.10/007382中公開，在此通過引用而包含所述專利和申請。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的涂層14可以在層疊的或不層疊的、例如單層制品中利用。圖1示出了具有本發(fā)明的涂層14的單片制品?！皢纹敝傅氖蔷哂袉螌咏Y(jié)構(gòu)的基體12或主層，例如玻璃層?！爸鲗印敝傅氖侵饕位蚪Y(jié)構(gòu)部件。所述制品可以是車輛(例如汽車和飛機)透明玻璃。如本文所使用的，術(shù)語“汽車透明玻璃”指的是汽車的擋風(fēng)玻璃、側(cè)面玻璃、后玻璃、月亮頂、太陽頂?shù)??！巴该鞑ＡА笨梢跃哂腥魏嗡枇康目梢姽馔干渎?Lta)，例如大于0％至100％。對于視野，可見光透射率可以大于或等于50％，例如大于或等于60％，例如大于或等于70％，例如大于或等于72％，例如大于或等于75％。作為選擇，所述制品可以是普通的建筑透明玻璃，比如但不限于，絕緣玻璃單元的一或多個窗玻璃，住宅或商用的單窗玻璃，或?qū)盈B窗，天窗等。
雖然保護性外涂層74可以是任何厚度，但對于單片制品來說，保護性外涂層74可具有1微米或更大的厚度，以減小或防止制品外觀顏色變化。保護性外涂層74可以具有小于或等于5微米的厚度，例如約1至3微米。對于汽車應(yīng)用，保護性外涂層74可以足夠厚，通過常規(guī)的ANSI/SAE 26.1-1996測試，在1000轉(zhuǎn)以上有小于2％的光澤損失，以便用作汽車透明玻璃。而且，保護性外涂層74不需厚度均勻，可具有高或低的點或區(qū)域，比如當(dāng)涂層的折射率與層疊的材料的反射率相同或接近時。
保護性外涂層74可以是任何所需的材料。例如，保護性外涂層74可包括一或多種金屬氧化物材料，比如但不限于，氧化鋁、氧化硅或其混和物，作為一或多個膜或?qū)?，比如一或多種上述的金屬氧化物可以在一層膜和前一膜上方的另一膜中，且可具有所列金屬氧化物的另一種，或其不同的混和物。例如，保護性外涂層74可以在35wt.％至100wt.％的氧化鋁和65wt.％至0wt.％的二氧化硅的范圍內(nèi)，例如70wt.％至90wt.％的氧化鋁和10wt.％至30wt.％的二氧化硅，例如75wt.％至85wt.％的氧化鋁和15wt.％至25wt.％的二氧化硅，例如88wt.％的氧化鋁和12wt.％的二氧化硅，例如65wt.％至75wt.％的氧化鋁和25wt.％至35wt.％的二氧化硅，例如70wt.％的氧化鋁和30wt.％的二氧化硅。其他材料，比如鋁、鉻、鉿、釔、鎳、硼、磷、鈦、鋯及其氧化物，可用于影響保護性外涂層74的折射率。這種保護性外涂層74可以是在鈦或二氧化鈦保護膜下的一或多種上述金屬氧化物形成的一或多層膜形成的多層膜。保護性外涂層74可以具有大致與基體12相同的折射率。例如，如果基體12是折射率為1.5的玻璃，那么保護性外涂層74可以具有小于2的折射率，比如1.3至1.8，例如1.5±0.2。上述外涂層74用于單片制品。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的涂層14的使用不限于如圖1所示的單片制品。例如，圖2示出了具有第一層片82和第二層片84的層疊制品80。第一和第二層片82，84可以是任何所需的材料，比如那些針對上述基體12描述的。而且，第一層片82可以是與第二層片不同的材料和/或具有不同的透射率。所述層疊制品80可以彎曲。
本發(fā)明的涂層位于第一和第二層片82，84之間，例如，涂層14可以沉積在所述層片之一的主表面上，例如第一層片82。
第一和第二層片82，84可以通過中間層88層疊在一起。中間層88可以是任何普通的層疊材料，比如在汽車領(lǐng)域通常使用的塑料材料，比如增塑或非增塑形式的非排他性示例聚乙烯醇縮丁醛。在一個實施例中，層疊制品80可以是層疊的汽車透明玻璃，比如層疊的擋風(fēng)玻璃。
在施加涂層14之前、之中或之后，可以加熱基體12。例如，基體12可以通過的常規(guī)的成形裝置彎曲或形成任何所需的形狀，比如彎曲的層片，然后涂層14施加到彎曲基體12的一或多個主表面上。在施加了涂層14之后，可以加熱或處理形成的涂敷制品，比如層疊或熱處理。
在本發(fā)明的一個實施例中，在涂層14施加到基體12上之后，生成的涂敷制品可以經(jīng)受增加IR反射膜傳導(dǎo)性的處理。例如，涂層14和/或基體12可以加熱到足以使每一IR反射膜的表面電阻在1.5至3.5歐姆/平方(Ω/□)的溫度。例如，涂層14可以加熱到大于或等于225°F(107℃)的溫度，例如大于或等于250°F(121℃)，例如大于或等于350°F(176℃)，例如大于或等于350℃。
在一個實施例中，涂敷制品10具有透明的浮法玻璃(2.3mm厚)形成的基體12，在其上沉積有本發(fā)明的涂層14，所述制品可以具有大于或等于60％的可見光透射率(Lta)，例如大于或等于70％，大于或等于72％，大于或等于75％。
涂層14具有比已知陽光控制涂層低的總太陽能反射率(TSER)。例如，涂層14可具有在300nm至2150nm的范圍內(nèi)20％至50％的TSER(使用梯形積分法)。而且，涂層14可具有比已知陽光控制涂層更低的可見光反射率。如本文使用的，術(shù)語“可見光反射率”指的是使用D65照明的反射率數(shù)值“Y”。例如，涂層14的可見光反射率可以在沉積基體的可見光反射率之上小于或等于5％?！霸诔练e基體的可見光反射率之上小于或等于5％”指的是如果每一涂層的基體具有10％的可見光反射率，那么涂敷制品將具有小于或等于15％的可見光反射率。在一個實施例中，涂層14可具有在沒有涂層的基體之上小于或等于2％的可見光反射率，例如小于或等于1％。
在本發(fā)明的另一方面，所述涂層可具有相對的中性色，如使用常規(guī)的CIE色標限定的?！爸行陨敝傅氖蔷哂行∮诨虻扔凇纜3|的a*和b*，比如小于或等于±|2|，且具有小于或等于50的L*，例如小于或等于44，例如小于或等于40，例如小于或等于36，例如小于或等于35，比如小于或等于33。此外，涂層14可具有較低的角色移?！暗徒巧啤敝傅氖钱?dāng)以偏離垂直一定角度觀察涂層時，觀察到的涂層顏色保持在上述的中性色區(qū)域內(nèi)。
下述非限制性示例說明了本發(fā)明。
含有三層紅外反射膜的涂層通過MSVD濺射制備制備，類似于針對圖1的涂層的描述，其中紅外反射膜具有銀，但所述涂層的抗反射膜不同地構(gòu)成。第一、第二和第三抗反射層都具有含錫酸鋅的第一膜和具有90％的鋅和10％的錫的鋅錫混合氧化物的第二膜，如前所述。當(dāng)然，抗反射層中膜的這一順序可以顛倒。在浮法玻璃上形成的涂層在沒有保護性膜或?qū)拥那闆r下暴露在室內(nèi)大氣下兩年，而在涂敷玻璃的中性色上，沒有任何涂層退化或變化的可見證據(jù)。
前一示例的涂敷玻璃通過MSVD濺射制有30厚的鈦金屬保護性涂層，且對于所有膜和層來說，以ugm/cm2為單位，具有的總量為鈦 鋅 銀 錫4.3357.727.536.5雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的某些示例性實施例和使用，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易認識到可以對本發(fā)明作出改進，而沒有脫離前述內(nèi)容中公開的概念。因此，本文詳細描述的具體實施例僅是示例性的，并非限制本發(fā)明的范圍，該范圍由所附權(quán)利要求及其任何和全部等同物的整個寬度確定。
權(quán)利要求
1.一種涂層，包含第一抗反射層；沉積在第一抗反射層上的第一紅外反射膜；沉積在第一紅外反射膜上的第二抗反射層；沉積在第二抗反射層上的第二紅外反射膜；沉積在第二紅外反射膜上的第三抗反射層；以及沉積在第三抗反射層上的第三紅外反射膜。
2.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述抗反射層都包括從金屬氧化物、金屬合金氧化物、摻雜金屬氧化物、氮化物、氧氮化物及其混和物組成的組中選擇的至少一種材料。
3.如權(quán)利要求2所述的涂層，其特征在于所述抗反射層包括從鋅、鈦、鉿、鋯、鈮、鉍、銦、錫及其混和物的氧化物組成的組中選擇的至少一種金屬氧化物。
4.如權(quán)利要求2所述的涂層，其特征在于所述金屬合金氧化物是從錫酸鋅和銦-鋅合金組成的組中選擇的。
5.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于至少所述抗反射層之一包含多個抗反射膜。
6.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述紅外反射膜包括從金、銅、銀、鋁或混合物、合金或其組合組成的組中選擇的一種金屬。
7.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述第一抗反射層具有在300至350范圍內(nèi)的厚度，比如小于300，比如小于280。
8.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述第一抗反射層包含沉積于錫酸鋅膜上的氧化鋅膜。
9.如權(quán)利要求8所述的涂層，其特征在于所述氧化鋅膜具有在50至200范圍內(nèi)的厚度，例如50至150。
10.如權(quán)利要求8所述的涂層，其特征在于所述錫酸鋅膜具有在150至500范圍內(nèi)的厚度之間，例如150至300。
11.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述第一紅外反射膜具有在50至150范圍內(nèi)的厚度。
12.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述第二抗反射層包含第一氧化鋅膜，沉積于所述第一氧化鋅膜上的錫酸鋅膜，和沉積于所述錫酸鋅膜上的第二氧化鋅膜。
13.如權(quán)利要求12所述的涂層，其特征在于所述第一氧化鋅膜具有在50至150范圍內(nèi)的厚度，所述錫酸鋅膜具有在200至500范圍內(nèi)的厚度，所述第二氧化鋅膜具有在50至150范圍內(nèi)的厚度。
14.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述第二紅外反射膜具有在50至150范圍內(nèi)的厚度。
15.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述第三抗反射層包含第一氧化鋅膜，沉積于所述第一氧化鋅膜上的錫酸鋅膜，和沉積于所述錫酸鋅膜上的第二氧化鋅膜。
16.如權(quán)利要求15所述的涂層，其特征在于所述氧化鋅膜分別具有在50至150范圍內(nèi)的厚度。
17.如權(quán)利要求15所述的涂層，其特征在于所述錫酸鋅膜具有在200至500范圍內(nèi)的厚度。
18.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述第三紅外反射膜具有在50至100范圍內(nèi)的厚度。
19.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于包括沉積在所述第三紅外反射膜上的第四抗反射層。
20.如權(quán)利要求19所述的涂層，其特征在于所述第四抗反射層包含沉積在氧化鋅膜上的錫酸鋅膜。
21.如權(quán)利要求20所述的涂層，其特征在于所述錫酸鋅膜具有在50至200范圍內(nèi)的厚度。
22.如權(quán)利要求20所述的涂層，其特征在于所述氧化鋅膜具有在50至150范圍內(nèi)的厚度。
23.如權(quán)利要求19所述的涂層，其特征在于包括沉積于所述第四抗反射層上的保護性外涂層和/或外部涂層。
24.如權(quán)利要求23所述的涂層，其特征在于所述保護性外涂層和/或外部涂層包含至少一種從氧化鈦、氧化鋁、氧化硅及其混和物組成的組中選擇的金屬氧化物。
25.如權(quán)利要求24所述的涂層，其特征在于所述保護性外涂層和/或外部涂層具有在500至5微米范圍內(nèi)的厚度。
26.一種涂層，包含第一抗反射層，所述第一抗反射層包含沉積在錫酸鋅膜上的氧化鋅膜；沉積在第一抗反射層上且包含銀的第一紅外反射金屬膜；沉積在第一紅外反射膜上的第二抗反射層，所述第二抗反射層包含第一氧化鋅膜，沉積在所述第一氧化鋅膜上的錫酸鋅膜和沉積在所述錫酸鋅膜上的第二氧化鋅膜；沉積在第二抗反射層上且包含銀的第二紅外反射金屬膜。沉積在第二紅外反射金屬膜上的第三抗反射層，所述第三抗反射層包含第一氧化鋅膜，沉積在第一氧化鋅膜上的錫酸鋅膜，和沉積在所述錫酸鋅膜上的第二氧化鋅膜；以及沉積在第三抗反射層上且含銀的第三紅外反射金屬膜。
27.如權(quán)利要求26所述的涂層，其特征在于還包括沉積在所述第三紅外反射金屬膜上的第四抗反射層，所述第四抗反射層包含氧化鋅膜，其中在所述氧化鋅膜上沉積有錫酸鋅膜。
28.如權(quán)利要求26所述的涂層，其特征在于所述第一抗反射層包含厚度在200至250范圍內(nèi)的錫酸鋅，厚度為100的錫酸鋅。
29.如權(quán)利要求26所述的涂層，其特征在于所述第一紅外反射金屬膜具有約80的厚度。
30.如權(quán)利要求26所述的涂層，其特征在于對于所述第二抗反射層，所述第一氧化鋅膜具有100的厚度，所述錫酸鋅膜具有400的厚度，所述第二氧化鋅膜具有100的厚度。
31.如權(quán)利要求26所述的涂層，其特征在于所述第二紅外反射金屬膜具有在80至90范圍內(nèi)的厚度。
32.如權(quán)利要求26所述的涂層，其特征在于對于所述第三抗反射層，所述第一氧化鋅膜具有100的厚度，所述錫酸鋅膜具有400的厚度，所述第二氧化鋅膜具有100的厚度。
33.如權(quán)利要求26所述的涂層，其特征在于第三紅外反射金屬膜具有在75至85范圍內(nèi)的厚度。
34.如權(quán)利要求27所述的涂層，其特征在于對于所述第四抗反射層，所述氧化鋅膜具有100的厚度，所述錫酸鋅膜具有在100至150范圍內(nèi)的厚度。
35.一種涂敷基體的方法，包含步驟在所述基體的至少一部分上沉積第一抗反射層；在所述第一抗反射層上沉積第一紅外反射膜；在所述第一紅外反射膜上沉積第二抗反射層；在所述第二抗反射層上沉積第二紅外反射膜；在所述第二紅外反射膜上沉積第三抗反射層；以及在所述第三抗反射層上沉積第三紅外反射膜。
36.一種涂敷制品，包含基體；沉積在所述基體的至少一部分上的第一抗反射層；沉積在所述第一抗反射層上的第一紅外反射膜；沉積在所述第一紅外反射膜上的第二抗反射層；沉積在所述第二抗反射層上的第二紅外反射膜；沉積在所述第二紅外反射膜上的第三抗反射層；以及沉積在所述第三抗反射層上的第三紅外反射膜。
37.一種涂層，包含三層間隔的紅外反射膜，至少一層抗反射層位于臨近的兩層反射膜之間。
38.如權(quán)利要求37所述的涂層，其特征在于所述紅外反射膜中包含銀。
39.一種可加熱的涂敷制品，包含基體；包含三層間隔的、含銀的紅外反射膜的涂層，其中所述涂敷制品的可見光透射率大于或等于60％。
40.一種涂敷制品，包含基體；包含三層間隔的紅外反射膜的涂層，其中所述涂敷制品的可見光透射率大于72％。
41.一種涂敷制品，包含基體；包含三層間隔的、含銀的紅外反射膜的涂層，其中所述紅外反射膜的表面電阻在1.5至3歐姆/平方的范圍內(nèi)。
42.一種涂敷制品，包含基體；沉積在所述基體的至少一部分上的涂層，該涂層包含三層間隔的紅外反射膜，其中所述涂敷制品的可見光透射率大于或等于60％。
43.如權(quán)利要求42所述的涂敷制品，其特征在于所述紅外反射膜的表面電阻在1.5至3歐姆/平方的范圍內(nèi)。
44.如權(quán)利要求42所述的涂敷制品，其特征在于所述涂敷制品具有通過小于或等于±|3|的a*和b*、小于或等于50的L*所限定的顏色。
45.如權(quán)利要求44所述的涂敷制品，其特征在于所述a*和b*小于或等于±|2|。
46.如權(quán)利要求44所述的涂敷制品，其特征在于所述L*從小于或等于44，小于或等于40，小于或等于36，小于或等于35，小于或等于33的組合中選擇。
47.如權(quán)利要求42所述的涂敷制品，其特征在于所述涂敷制品在300nm至2150nm的范圍內(nèi)具有在20％至50％的范圍內(nèi)的TSER。
48.如權(quán)利要求42所述的涂敷制品，其特征在于所述涂敷制品具有在所述基體的可見光反射率之上的小于或等于5％的可見光反射率。
49.如權(quán)利要求48所述的涂敷制品，其特征在于所述涂敷制品具有在所述基體的可見光反射率之上小于2％的可見光反射率。
50.如權(quán)利要求48所述的涂敷制品，其特征在于所述涂敷制品具有在所述基體的可見光反射率之上小于1％的可見光反射率。
51.如權(quán)利要求42所述的涂敷制品，其特征在于所述涂敷制品具有高于或等于72％的Lta。
52.如權(quán)利要求42所述的涂敷制品，其特征在于所述涂敷制品具有高于或等于75％的Lta。
53.一種改進具有三層或更多紅外反射膜的涂層的陽光控制特性的方法，包含將所述涂層加熱到一個溫度，該溫度足以使所述紅外反射膜獲得1.5至3歐姆/平方范圍內(nèi)的表面電阻。
54.如權(quán)利要求42所述的涂敷制品，包括具有兩個相對主平面的至少一層中間層材料，其中一個主平面面對所述基體上的所述涂層，以及面對所述中間層的另一主平面的第二基體，所述另一主平面與所述中間層的面對所述涂敷的基體的表面相反，其中涂敷的基體、中間層和基體層層疊在一起。
55.如權(quán)利要求1所述的涂層，其特征在于所述紅外反射膜具有銀，且在所有三層紅外反射膜中銀的總含量在22至33mg/cm2的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種涂層，該涂層具有第一抗反射層(16)，例如包含金屬氧化物膜(22)，例如，氧化鋅膜，沉積在金屬合金氧化物膜(20)上，例如，錫酸鋅膜；沉積于所述第一抗反射層上、包含銀的第一紅外反射金屬膜(24)；沉積于所述紅外反射金屬膜上的第二抗紅外反射層(30)，包含第一氧化物膜(34)，例如，氧化鋅膜，沉積于所述第一氧化物膜上的金屬合金氧化物膜(34)，例如，錫酸鋅膜，以及沉積在所述錫酸鋅膜上的第二金屬氧化物膜(36)，例如，另一層氧化鋅膜；沉積于所述第二抗反射層上包含銀的第二紅外反射金屬膜(40)；沉積于所述第二紅外反射金屬膜上的第三抗反射層(46)，包含第一氧化物膜(48)，例如氧化鋅膜，沉積于所述第一氧化鋅膜上的金屬合金氧化物膜，例如錫酸鋅膜(50)，沉積于所述錫酸鋅膜上的第二金屬氧化物膜(52)，例如氧化鋅膜；和沉積在所述第三抗反射層上包含銀的第三紅外反射金屬膜(58)。
文檔編號B32B17/10GK1635952SQ03803637
公開日2005年7月6日 申請日期2003年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月11日
發(fā)明者詹姆斯·J·芬利, 詹姆斯·P·蒂爾, 哈里·布海 申請人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司