杂化涂层叠层转让专利

申请号 : CN200580013433.X

文献号 : CN1946645B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : J·P·蒂尔

申请人 : PPG工业俄亥俄公司

摘要 :

涂层包括功能涂层,例如具有至少一层金属层的太阳能控制涂层。在至少一部分功能涂层上形成面漆。面漆包括相对于550nm的参考波长,范围为0.5QWOT-1.5QWOT的厚度和第一折射指数的第一面漆层,以及相对于550nm的参考波长,范围为0.5QWOT-1.5QWOT的厚度和不同于第一折射指数的第二折射指数的第二面漆层。

权利要求 :

1.一种杂化涂层,其包括:

含第一介电层、包括银的第一红外反射金属层和第二介电层的功能涂层,该第一介电层含具有相对于550nm的波长的1/4波光学厚度范围为0.1-1的包括锡酸锌的第一膜和具有相对于550nm的波长的1/4波光学厚度范围为0.01-1的包括氧化锌的第二膜;第一红外反射金属层的相对于550nm的波长的1/4波光学厚度范围为0.005-0.1;第二介电层包含相对于550nm的波长的1/4波光学厚度范围为0.05-0.5的包括锡掺杂的氧化锌的第一膜和相对于550nm的波长的1/4波光学厚度范围为0.1-1.5的包括锡酸锌的第二膜;以及在至少一部分功能涂层上形成的面漆,该面漆包括:相对于550nm的波长,1/4波光学厚度范围为0.5-1.5的包含氧化硅的第一面漆层;

相对于550nm的波长,1/4波光学厚度范围为0.05-1.5的包含氧化锡的第二面漆层,和相对于550nm的波长,1/4波光学厚度范围为0.1-1的包含氧化硅的第三面漆层,其中所述面漆的厚度达到影响所述涂层的光学性能的程度。

2.权利要求1的涂层,其中第一面漆层的折射指数与第二面漆层的折射指数的差值的范围为0.2-1.0。

3.权利要求1的涂层,其中杂化涂层在电磁光谱的可见光区域相邻的近太阳能红外区域内提供提高的太阳能反射率的区域。

4.一种涂布制品,其包括:

基底;和

在至少一部分基底上沉积的权利要求1定义的杂化涂层。

说明书 :

杂化涂层叠层

1.技术领域

[0001] 本发明一般地涉及涂层和涂布制品,和更特别地,涉及具有耐用性提高的面漆(topcoat)的太阳能控制涂层的涂层和用其涂布的制品。2.背景技术
[0002] 太阳能控制涂层已知用于控制进入建筑物、车辆和其它结构内的太阳能辐射量。这些太阳能控制涂层可阻断或者反射所选电磁波长且可辅助降低加热和/或冷却成本。
[0003] 常规的太阳能控制涂层典型地包括置于两层介电层之间的红外反射金属层。常规的介电层典型地包括金属氧化物。薄的保护性罩面层(overcoat),例如氧化钛沉积在最外部的介电层上,以辅助保护底下的层避免化学和机械损坏。在美国专利No s.4610771、4716086和4898789中公开了已知的太阳能控制涂层的实例。
[0004] 可在层压或非层压制品中使用涂布基底,例如用太阳能控制涂层涂布的玻璃基底。作为层压制品的实例是常规的机动车挡风玻璃。作为非层压制品的实例是常规的建筑玻璃。已知的太阳能控制涂层非常适合于改性涂布制品的太阳能控制性能的打算目的。
[0005] 然而,在采用常规的保护性罩面层的情况下,常规的太阳能控制涂层在处理过程中可对机械或化学损坏敏感。尽管可通过增加外部保护性罩面层的厚度来增加常规太阳能控制涂层的机械和/或化学耐用性,但这种厚度的增加还损害涂布制品的其它参数,例如制品的反射率、透射率或者发射率,且可显著改变涂布制品的透射率特征、太阳能性质性能和美观。这尤其对于打算在其中控制太阳能控制性能,例如透射率和/或反射率以满足政府法规的机动车领域中使用的涂布的玻璃制品来说是不利的。另外,增加保护性罩面层的厚度也可不利地影响涂布制品的加工参数,例如不利地影响弯曲、退火、回火或层压工艺。
[0006] 用于非太阳能控制目的的涂层叠层是已知的。例如,常规的照相机透镜典型地包括由一系列高和低折射指数材料的层组成的抗反射涂层。当拍照时,这些层减少可见光的反射。尽管这些抗反射透镜涂层对于它们打算的目的:减少可见光反射率来说是充足的,但它们不具有红外反射金属层,并因此没有或者很少提供太阳能控制性能。尽管人们可考虑添加常规的透镜涂层到常规的太阳能控制涂层叠层上,但这种组合是不可行的,因为所得涂层叠层将满足不了太阳能控制制品典型地要求的光学和/或太阳能反射特征,例如机动车透明度和建筑透明度。
[0007] 因此,有利的是提供具有太阳能控制性能以及提高的耐用性,但不具有负面影响涂层叠层的太阳能控制和/或美学性能的涂层叠层。

发明内容

[0008] 涂层包括功能涂层,例如含至少一层金属层的太阳能控制涂层。在至少一部分功能涂层上形成面漆。面漆包括相对于550nm的参考波长,厚度范围为0.5个1/4波光学厚度(Quarter Wave OpticalThickness)(QWOT)-1.5QWOT,和第一折射指数的第一面漆层,和相对于550nm的参考波长,厚度范围为0.5QWOT-1.5QWOT,和不同于第一折射指数的第二折射指数的第二面漆层。在一个非限制性的实施方案中,第一面漆层或者第二面漆层之一包括选自铝、硅、钇、锡的氧化物及其混合物中的至少一种金属氧化物,和第一面漆层或者第二面漆层中的另一个包括选自钛、锆、铌、铋、钨、锌、锡的氧化物及其混合物中的至少一种金属氧化物。面漆可进一步包括厚度范围为0.5QWOT-1.5QWOT的第三层面漆层。在一个非限制性实施方案中,第三面漆层包括氧化硅。
[0009] 另一涂层包括功能涂层,例如含至少一层红外反射金属层的太阳能控制涂层。在至少一部分功能涂层上形成面漆。面漆包括在至少一部分功能涂层上沉积的第一面漆层和至少一部分第一面漆层上沉积的第二面漆层。第一面漆层的折射指数与第二面漆层的折射指数的差值范围可以相差0.2-1。
[0010] 涂布制品包括基底和在至少一部分基底上沉积的如上定义的涂层。
[0011] 另一涂布制品包括基底和在至少一部分基底上沉积的涂层。该涂层包括:(a)含第一金属氧化物层、第二金属氧化物层和置于第一和第二金属氧化物层之间的红外反射金属层的功能涂层,和(b)在功能涂层上形成且含第一面漆层和第二面漆层的面漆,其中第一面漆层具有相对于550nm的参考波长,范围为0.5QWOT-1.5QWOT的厚度,和或者(i)小于或等于2或者(ii)大于2的第一折射指数,和第二面漆层具有相对于550nm的波长,范围为0.5QWOT-1.5QWOT的厚度,和或者(i)当第一折射指数小于或等于2时大于2,或者(ii)当第一折射指数大于2时小于或等于2的第二折射指数。

附图说明

[0012] 图1是具有引入本发明特征的杂化涂层的单片制品的截面视图(没有按比例);
[0013] 图2是具有引入本发明特征的杂化涂层的层压制品的截面视图(没有按比例);
[0014] 图3是将具有本发明面漆的单一银层涂层与不具有本发明面漆的类似单一银层涂层相对比的反射率百分数对波长(nm)所作的图表;和
[0015] 图4是将具有本发明面漆的双层银层涂层与不具有本发明面漆的类似双层银层涂层相对比的反射率百分数对波长(nm)所作的图表。具体实施方案
[0016] 此处所使用的空间或方向术语,例如“内部”、“外部”、“以上”、“以下”和类似术语涉及本发明,如同它在附图中所示的一样。然而,要理解,本发明可具有各种替代的方向,因此这些术语不被视为限制。此外,在本说明书和权利要求书中使用的表达尺寸的所有数字、物理特征等等在所有情况下要理解为用术语“约”所修饰。因此,除非相反指示,在以下的说明书和权利要求中列出的数值可根据本发明寻求获得的所需性能而变化。最起码,而不是试图限制本申请的等价物到权利要求的范围,每一数值参数应当至少鉴于所报道的有效数字的数值和通过采用常见的近似技术来解释。此外,此处所公开的所有范围要理解为包括此处包括的任何和所有的亚范围。例如,所述的“1-10”的范围应当被视为包括在最小值1和最大值10(且包括端值)之间的任何和所有亚范围;也就是说,始于最小值1或更大和终止于最大值10或更少的所有亚范围,例如1-3.7,5.5-10或6.5-9.5,这只提到很少一点。
此处所使用的术语“在…上沉积”,“在…上施加”或“在…上形成”是指在表面上沉积、施加或形成,但不一定接触该表面。例如,“沉积在”基底上的材料不排除存在位于沉积材料和基底之间的一种或更多种相同或不同组成的其它材料。另外,此处所指的所有参考文献要理解为通过参考将其全文引入。术语“可见范围”或“可见光”是指波长范围为400nm-700nm的电磁辐射。术语“红外区域”或“红外辐射”是指波长范围为大于700nm-100000nm的电磁辐射。术语“紫外区域”或“紫外辐射”是指波长范围为300nm到小于400nm的电磁能。
术语“膜”是指具有所需或所选组成的涂层区域。“层”包括一种或更多种“膜”。“涂层”或“涂层叠层”由一层或更多的“层”组成。此处的所有1/4波光学厚度值相对于550nm的参考波长定义。
[0017] 图1示出了引入本发明特征的例举的涂布制品10。制品10包括可具有至少一个主要表面的基底12。可在至少一部分基底12上形成本发明的杂化涂层14。在图1所示的实施方案中,杂化涂层14包括在至少一部分基底12,例如在至少一部分主表面上形成的至少一层功能涂层16,和在至少一部分功能涂层16上形成的本发明的抗反射面漆18。制品10可以是单片制品,如图1所示。“单片”是指具有单一结构的基底或者主要板片(primary ply)。“主要板片”是指主要的支持或结构元件。或者,如图2所述,可实施本发明形成层压制品。
[0018] 在本发明的广泛实践中,基底12可以是任何所需的尺寸,例如长度、宽度、形状或厚度,且可以是具有任何所需特征,例如对可见光不透光、半透光或透光的任何所需的材料。“透光”是指可见光透过基底的透射率大于0%一直到100%。“半透光”是指允许电磁能(例如可见光)透过基底但扩散这一能量,以便在与观察者相对的基底一侧上的物体不是清晰可见。“不透光”是指可见光的透射率小于0.001%。合适的基底的实例包括,但不限于,塑料基底(例如,丙烯酸类聚合物,例如聚丙烯酸酯;聚甲基丙烯酸烷基酯,例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯和类似物;聚氨酯;聚碳酸酯;聚对苯二甲酸烷基酯,例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯和类似物;含聚硅氧烷的聚合物;或者制备这些的任何单体的共聚物或其混合物);金属基底,例如但不限于,镀锌钢、不锈钢和铝;陶瓷基底;瓷砖基底;玻璃基底、玻璃纤维基底;或者任何上述的混合物或结合物。例如,基底可以是常规未染色的钠钙玻璃,即“净色(clear)玻璃”,或者可以是染色或者要么着色玻璃、硅硼酸盐玻璃、铅玻璃、回火、未回火、退火或热加强玻璃。玻璃可以是任何类型,例如常规的浮法玻璃或平板玻璃,且可以是具有任何光学性能,例如任何数值的可见辐射透射率、紫外辐射透射率、红外辐射透射率和/或总的太阳能透射率的任何组合物。典型的机动车类型的玻璃可具有诸如蓝色、绿色、青铜色、灰色之类的颜色,和这些玻璃的非穷举实例包括以名称Solex 玻璃、Solargreen 玻璃、TMSolextra 玻璃和VistaGray 玻璃商购于Pittsburgh,Pennsylvania,PPG Industries Inc.的玻璃。玻璃可以是未回火、热处理或热加强的玻璃。此处所使用的术语“热处理”是指加热到足以使玻璃弯曲或退火或回火的温度。术语“热加强”是指退火、回火或至少部分回火。尽管不限制本发明,但适合于本发明实践的玻璃的实例公开于美国专利Nos.4746347、
4792536、5240886、5385872和5393593中。
[0019] 在本发明的一个特别的实践中,基底12是或者包括玻璃,例如但不限于,玻璃片材,例如平板玻璃或窗玻璃的片材。对于常规的机动车透光度来说,玻璃基底可以典型地最多10mm厚,例如范围为1mm-10mm厚,例如小于10mm厚,例如1mm-5mm厚,例如1.5mm-2.5mm,例如1.6mm-2.3mm。基底12可以是平基底或者可成型、弯曲或成曲线。术语“平基底”是指主要位于单一的几何平面内的基底,例如通过常规的浮法玻璃工艺生产的一片平玻璃。“成型”或“弯曲”是指不平的基底。
[0020] 如上所述,可在至少一部分基底12上形成功能涂层16。“功能涂层”是指对涂层在其上沉积的基底的一种或更多种物理或光学性能,例如光学、热、化学或机械性能进行改性且在随后的加工过程中不打算从基底上完全除去的涂层。功能涂层16可具有相同或不同组成或官能度的一层或更多层功能涂层膜或者层。
[0021] 功能涂层16可以是例如制造可加热窗所使用的导电涂层,例如如美国专利Nos.5653903和5028759中所公开的;或者用作天线的单一膜或多层膜涂层。同样,功能涂层16可以是太阳能控制涂层。此处所使用的术语“太阳能控制涂层”和/或“低发射涂层”是指由影响涂布制品的太阳能性能,例如但不限于遮光系数和/或太阳能辐射量,例如可见、红外(IR)或紫外(UV)辐射量,从涂布制品10中反射和/或穿过其中的一层或更多的层或膜组成的涂层。太阳能控制涂层可阻断、吸收或过滤太阳光谱的所选部分,例如但不限于IR、UV和/或可见光谱。可在本发明的实践中使用的太阳能控制涂层的实例可见于但不限于美国专利Nos.4898789、5821001、4716086、4610771、4902580、4716086、4806220、4898790、4834857、4948677、5059295和5028759,以及美国专利申请序列号Nos.09/058440和60/355912中。
[0022] 本领域的普通技术人员会理解,功能涂层16可影响涂布制品的发射率,即可以是低发射率涂层。低发射率涂层允许短波长能量,例如可见或紫外能透射穿过涂层,但反射较长波长的能量,例如红外能。“低发射率”是指发射率小于0.4,例如小于0.3,例如小于0.2,例如小于0.1,例如小于或等于0.05。发射率越低,则反射越多的红外波长能。低发射率涂层的非限制性实例发现于美国专利Nos.4952423和4504109和英国参考文献GB2302102中。
[0023] 功能涂层16可包括一层或更多层抗反射的涂层膜,所述涂层膜包括透可见光的介电或抗反射材料,例如金属氧化物、金属合金的氧化物,或者掺杂金属氧化物和/或掺杂金属合金。功能涂层16也可包括一层或更多层红外反射膜,所述红外反射膜包括反射金属,例如贵金属,例如金、铜或银,或者其结合或者合金,且可进一步包括位于金属反射层以上和/或以下的一层或更多层底漆膜或者阻挡膜,例如钛、镍、铬、镍-铬合金、铌、锆或本领域已知的其它底漆。适于与本发明一起使用的功能涂层16的实例可以以SUNGATE 和SOLARBAN 系涂层商购于Pittsburgh,Pennsylvania,PPG Industries Inc.。
[0024] 在一个实践中,功能涂层16可包括图1所示的一个或更多个涂层单元26。涂层单元26可包括第一介电层28、红外反射金属层30、底漆层32和第二介电层34。第一和/或第二介电层28、34和反射金属层30可以是任何以上所述的通用材料之一,且可以具有任何所需的厚度。功能涂层16可包括一个涂层单元26或者可包括在基底12上形成的多个涂层单元26。
[0025] 可通过任何常规的方法,例如常规的物理气相沉积(PVD)或者化学气相沉积(CVD)工艺,在基底12上沉积功能涂层16。合适的沉积工艺包括,但不限于喷洒热解、溶胶-凝胶、电子束蒸发或真空溅射,例如磁控管溅射气相沉积(MSVD)。在一个实施方案中,可通过MSVD沉积功能涂层16。MSVD涂层器件和方法的实例例如公开于美国专利Nos.4379040、4861669、4898789、4898790、4900633、4920006、4938857、5328768和 5492750中,是本领域技术人员所熟知的。
[0026] 在一个具体的实施方案中,一层或者两层介电层28和/或34可包括一层或更多层抗反射材料和/或介电材料的膜,例如但不限于金属氧化物、金属合金的氧化物、氮化物、氧氮化物或其混合物。介电层可透可见光。合适的金属氧化物的实例包括,但不限于,钛、铪、锆、铌、锌、铋、铅、铟、锡的氧化物及其混合物。这些金属氧化物可具有小量的其它材料(例如,掺杂剂),例如在氧化铋、氧化铟锡等内的锰。另外,可使用金属合金或者金属混合物的氧化物,例如含锌和锡的氧化物(例如,锡酸锌)、铟-锡合金的氧化物,氮化硅、氮化硅铝、氧氮化物或氮化铝。此外,可使用掺杂的金属氧化物或掺杂的金属合金氧化物,例如,但不限于,锑或铟掺杂的氧化锡或者镍或硼掺杂的氧化硅或者锡掺杂的氧化锌。介电层28、34可以基本上是单相膜,例如金属合金氧化物膜,例如锡酸锌,或者可以是由锌和锡的氧化物组成的相的混合物,或者可由多层金属氧化物膜组成,例如但不限于在美国专利Nos.5821001、4898789和4898790中所公开的那些,或者可以是掺杂的金属氧化物膜或者掺杂的金属合金氧化物膜。
[0027] 在一个实施方案中,第一介电层28可具有小于或等于500埃的总厚度,例如小于或等于400埃,例如小于或等于280埃。例如,金属合金氧化物膜28可具有范围为100埃-500埃的厚度,例如150埃-400埃,例如200埃,到400埃。反射层30可以是IR反射金属,例如但不限于,金、铜、银或其混合物、合金或结合物,且可具有范围为50埃-200埃的厚度,例如75埃-150埃,例如100埃。在本发明一个特别的实施方案中,IR反射层30包括银。金属合金氧化物膜28、34各自可包括锌/锡合金氧化物。锌/锡合金可包括比例为10wt%-90wt%的锌和90wt%-10wt%的锡的锌和锡。在本发明中使用的一种合适的金属合金氧化物是锡酸锌。“锡酸锌”是指ZnxSn1-xO2-x(式1)的组合物,其中x在大于0到小于
1的范围内变化。例如,数值x可以大于0,且可以是大于0到数值1之间的任何分数或者小数。例如,在x=2/3的情况下,式1是Zn2/3Sn1/3O4/3,它更常见地描述为“Zn2SnO4”。含有锡酸锌的膜在膜内具有预定量的一种或更多种形式的式1。金属氧化物膜可包括含锌的膜,例如氧化锌。氧化锌膜可包括其它材料以改进相关阴极的溅射特征,例如氧化锌可含有
0-20wt%的锡,例如0-15wt%的锡,例如0-10wt%的锡。
[0028] 底漆膜32可以是氧捕获材料,例如钛,所述氧捕获材料可在沉积工艺过程中牺牲,以防止在溅射工艺过程中反射层30的降解或氧化。可选择氧捕获材料以便在反射层30的材料以前氧化。
[0029] 杂化涂层14进一步包括保护性涂层或面漆18以辅助提供保护防止机械和化学进攻。对于图1所示的单片制品10来说,面漆18包括第一面漆层40,第二面漆层42和第三面漆层44。因此,与常规的保护性面漆(它典型地为薄的单一组分膜)不同的是,本发明的面漆18是多层结构。然而,与常规的透镜涂层不同的是,面漆18具有少得多的层。
[0030] 在一个实施方案中,第一面漆层40可具有低的折射指数,第二面漆层42可具有高的折射指数,和第三面漆层44可具有低的折射指数。“低折射指数”是指折射指数小于“高折射指数”材料的材料。也就是说,术语“高”和“低”可以是相对于面漆层所选的材料来说的相对的术语。例如,但不视为限制的是,“低折射指数”的材料可具有小于或等于2的折射指数。一些合适的材料的实例包括,但不限于含铝、硅、钇、锡的氧化物或者其混合物或结合物。“高折射指数”的材料具有大于低折射指数材料的折射指数。例如,高折射指数的材料可具有大于2的折射指数。一些合适的材料的实例包括,但不限于,含钛、锆、铌、铋、钨、锌、锡的氧化物,或者其混合物或结合物。在一个非限制性的实施方案中,第一面漆层40包括氧化硅,第二面漆层42包括氧化锌,和第三面漆层44包括氧化硅。如上所述,一些面漆层可包括小量的其它材料,例如为增加它们从中沉积的阴极的导电率而提供的掺杂剂。举几个例子,这些其它材料可包括一种或更多种铝、硅和/或锡。相邻的低和高指数材料可具有至少0.2的折射指数之差。“折射指数之差”是指两层相邻的面漆层的折射指数之差。例如,折射指数之差的范围可以是0.2-1,例如0.2-0.6,例如0.4。或者,第一面漆层40可包括高折射指数材料,第二面漆层42可包括低折射指数材料,和任选的第三面漆层44可包括高折射指数材料。
[0031] 一层或更多层面漆层可包括掺杂剂以增加它们从中沉积的阴极的导电率。例如,一种或更多种面漆层可包括用铝,例如0.1wt%-25wt%的铝,例如5wt%-20wt%的铝,例如10wt%-20wt%的铝,例如10wt%的铝掺杂的氧化硅。作为进一步的非限制性实例,一层或更多层面漆层可包括用锡,例如1wt%-15wt%的锡,例如2wt%-10wt%的锡,例如5wt%的锡掺杂的氧化锌。
[0032] 面漆层40、42和44可以具有任何所需的厚度。然而,在一个特别的实施方案中,第一面漆层40和第二面漆层42可具有相对于550nm的参考波长约1个1/4波光学厚度(即1QWOT)的厚度,和第三面漆层44可具有小于1的QWOT。正如本领域的技术人员所理解和此处所使用的,材料的“光学厚度”定义为材料的厚度除以材料的折射指数。因此,相对于550nm的参考波长,折射指数为2的1个1/4波光学厚度(QWOT)的材料是
0.25×(550nm÷2),它等于68.75nm。作为另一实例,相对于550nm的参考波长,折射指数为1.75的0.33QWOT的材料等于0.33×[0.25×(550nm÷1.75)]或25.93nm。相反,基于
550nm的波长,折射指数为2.2和厚度为50nm的材料等于[(50nm÷550nm)×2.2]÷0.25或
0.8QWOT。正如所理解的,尽管两种材料的1/4波光学厚度可能相同,但各层的实际的物理厚度由于材料的折射指数不同导致可以不同。在以下的讨论中,QWOT值是相对于550nm的参考波长定义的那些。
[0033] 在另一实施方案中,第一面漆层40可具有范围为0.1-1的QWOT,例如0.5-0.6。第二面漆层42可具有范围为0.5-1.5的QWOT,例如1-1.5,例如1.2-1.4。第三面漆层44可具有范围为0.5-1,例如0.6-0.8的QWOT。
[0034] 在一个特别的实施方案中,杂化涂层14可包括具有第一介电层28的功能涂层16,所述介电层28包括QWOT范围为0.1-1,例如0.2-0.7的含锌和锡合金,例如锡酸锌的第一膜。第一介电层28也可包括在第一膜上形成的第二膜。在一个实施方案中,第二膜包括氧化锌。尽管不要求,但可用另一材料,例如1wt%-10wt%的锡,例如2wt%-7wt%的锡,例如5wt%的锡掺杂氧化锌第二膜。第二膜的QWOT范围可以是0.01-1,例如0.05-0.5,例如0.1-0.15。IR反射层30包括银和可具有范围为0.005QWOT-0.1QWOT的厚度,例如0.007QWOT-0.03QWOT,例如0.01QWOT-0.15QWOT,例如0.0125QWOT。底漆32可以是氧化钛且厚度范围可以是0.01QWOT-0.06QWOT,例如0.02QWOT-0.04QWOT,例如0.03QWOT。第二介电层34可包括第一膜,所述第一膜包括用锡,例如1wt%-10wt%的锡,例如2wt%-7wt%的锡,例如5wt%的锡掺杂的氧化锌。第一膜的厚度范围可为0.05QWOT-0.5QWOT,例如
0.1QWOT-0.15QWOT。可在第一膜上形成第二介电膜。第二膜可包括锌-锡合金,例如锡酸锌,且厚度范围可以是0.1-1.5QWOT,例如0.2-1QWOT。
[0035] 例举的杂化涂层14进一步包括具有第一面漆层的面漆18,所述面漆层包括厚度范围为0.5QWOT-1.5QWOT,例如0.8QWOT-1.3QWOT,例如0.9QWOT-1.2QWOT,例如1QWOT的氧化硅。第二面漆层42可包括氧化锡且厚度范围可以是0.05QWOT-1.5QWOT,例如0.08QWOT-1.3QWOT,例如0.09QWOT-1.2QWOT,例如1QWOT。第三面漆层44可包括氧化硅,且厚度范围可以是0.1QWOT-1QWOT,例如0.2QWOT-0.9QWOT,例如0.3QWOT-0.8QWOT,例如
0.4QWOT-0.8QWOT,例如0.5QWOT-0.8QWOT,例如0.6QWOT-0.8QWOT,例如0.7QWOT。
[0036] 图2示出了层压制品50。在层压制品50中,可通过常规的粘合层54,将涂布的基底12层压到另一基底52上。基底52可以是相对于基底12,以上所述的任何材料,且可以与基底12相同或者不同。粘合层54可包括一种或更多种塑料或聚合物材料,例如聚乙烯缩丁醛、塑化聚氯乙烯或者含聚对苯二甲酸乙二酯的多层热塑性材料。在美国专利Nos.4287107和3762988中公开了合适的粘合材料。对于机动车目的来说,粘合层54典型地为厚度范围为0.5mm-1mm的聚乙烯缩丁醛。功能涂层16可以与以上所述的相同。然而,对于层压制品50来说,可省去(如图1所示的)最外的面漆层44。
[0037] 以下实施例阐述本发明,这些实施例不被视为限制本发明到具体地公开的细节上。
[0038] 实施例1
[0039] 这一实施例说明具有本发明的面漆以及不具有本发明的面漆的单一银层的太阳能控制涂层的太阳能反射率。
[0040] 表1示出了基于单一的银红外反射层的太阳能控制涂层的层结构。第一介电层包括两层介电膜(1和2)。第一介电膜(膜1)包括锡酸锌,而第二介电膜(膜2)包括锡掺杂的氧化锌。由于该层从中沉积的溅射阴极的事实,锡包括改进锌阴极的溅射特征的一些锡。因此,尽管第二介电膜主要是氧化锌,但也可存在来自阴极的一些锡,例如掺入到氧化锌结构内或者作为氧化锡存在。第二介电层包括两层介电膜(5和6)。第一介电膜(膜5)包括锡掺杂的氧化锌,而第二介电膜(膜6)包括锡酸锌。
[0041] 表1
[0042]膜 材料 厚度(nm) QWOT
1 Zn2SnO4 41.67 0.62341
2 Sn:ZnO4 8.00 0.11514
3 Ag 9.42 0.00792
4 TiO2 2.00 0.03577
5 Sn:ZnO4 8.00 0.11514
6 Zn2SnO4 26.79 0.4008
[0043] 表2示出了类似的涂层,但引入本发明面漆(膜7、8和9)的结构。面漆包括氧化硅的第一面漆层,所述氧化硅还包括小部分的氧化铝。由于在硅溅射靶内存在铝导致存在氧化铝。第二面漆层包括氧化锌和小部分的锡。第三面漆层包括氧化硅和小部分的氧化铝。
[0044] 表2
[0045]膜 材料 厚度(nm) QWOT
1 Zn2SnO4 41.67 0.62341
2 Sn:ZnO4 8.00 0.11514
3 Ag 9.42 0.00792
4 TiO2 2.00 0.03577
5 Sn:ZnO4 8.00 0.11514
6 Zn2SnO4 26.79 0.4008
7 Si0.85Al0.15O1.925 89.92 0.97174
8 Sn:ZnO4 91.13 1.36336
9 Si0.85Al0.15O1.925 63.65 0.68785
[0046] 图3示出了表1(曲线80)和表2(曲线82)的涂层中反射率的百分数对波长所作的图表。使用商购于FTG Software Associates ofPrinceton,New Jersey的FilmStar DESIGN软件,计算图3所示的反射率值。如图3所示,与不具有本发明的面漆的曲线80的涂层相比,曲线82的杂化涂层在光谱的近红外区域内具有显著较好的太阳能反射率。在电磁光谱的可见光区域相邻的近太阳能红外区域内,杂化涂层提供提高的太阳红外反射率的区域。简单地通过添加多层面漆,预期不到这种提高的红外反射区域。因此,与不具有面漆的类似的功能涂层相比,利用具有本发明的低和高折射指数材料的面漆表明改进了太阳能控制性能。另外,与已知领域的常规的较薄的氧化钛涂层相比,预期本发明的面漆提供改进的机械和/或化学耐用性。
[0047] 实施例2
[0048] 这一实施例说明本发明的面漆对具有两层银的红外反射金属层的功能涂层的影响。
[0049] 表3中列出了具有两层红外反射银层的涂层叠层。
[0050] 表3
[0051]膜 材料 厚度(nm) QWOT
1 Zn2SnO4 31.79 0.4756
2 Sn:ZnO4 8.00 0.11514
3 Ag 8.91 0.00749
4 TiO2 2.00 0.03577
5 Sn:ZnO4 8.00 0.11514
6 Zn2SnO4 60.85 0.91036
7 Zn0.95Sn0.05O1.05 8.00 0.11514
8 Ag 10.95 0.00921
9 TiO2 2.00 0.03577
10 Sn:ZnO4 8.00 0.11514
11 Zn2SnO4 32.55 0.48697
[0052] 表4示出了具有本发明面漆的类似涂层。
[0053] 表4
[0054]膜 材料 厚度(nm) QWOT
1 Zn2SnO4 18.04 0.26989
2 Sn:ZnO4 8.00 0.11514
3 Ag 8.91 0.00749
4 TiO2 2.00 0.03577
5 Sn:ZnO4 8.00 0.11514
6 Zn2SnO4 54.22 0.81117
7 Sn:ZnO4 8.00 0.11514
8 Ag 10.95 0.00921
9 TiO2 2.00 0.03577
10 Sn:ZnO4 8.00 0.11514
11 Zn2SnO4 26.61 0.3981
12 Si0.85Al0.15O1.925 51.85 0.56033
13 Sn:ZnO4 89.22 1.33479
14 Si0.85Al0.15O1.925 69.68 0.75301
[0055] 在这两种涂层中,调节介电层的厚度,产生反射色为L*=25.85,a*=-1.00和b*=-2.00的膜。
[0056] 图4描绘了表3和4中所示的涂层的太阳能反射率。根据该图可看出,与不具有本发明面漆的涂层(曲线86)相比,具有本发明面漆的涂层(曲线84)在近红外区域内显示出改进的太阳能反射率。
[0057] 本领域的普通技术人员容易理解的是可在没有脱离前述说明公开的概念的情况下,对本发明作出改变。因此,此处详细地描述的特定实施方案仅仅是例举,不限制本发明的范围,本发明的范围通过所附权利要求及其任何和所有等价物的全部宽范围来给出。