專利名稱：具有防護(hù)涂層的涂敷制品和用于制造該涂敷制品的陰極靶的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)是2003年3月25日提出申請(qǐng)的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)10/397001的部分繼續(xù)申請(qǐng)，其是2002年4月25日提出申請(qǐng)的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)10/133805的部分繼續(xù)申請(qǐng)，后者又是2001年10月22日提出申請(qǐng)的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)10/007382的部分繼續(xù)申請(qǐng)。本申請(qǐng)還要求2002年4月25日提出申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)60/379093的權(quán)益，所有這些申請(qǐng)其全部?jī)?nèi)容都引入本文，供作參考。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體上涉及具有保護(hù)涂層的涂敷制品，例如涂敷汽車透明體，還涉及制造所述涂敷制品的方法。本發(fā)明還涉及通過(guò)使用常規(guī)磁控管濺射汽相沉積涂敷法可用來(lái)制造所述涂敷制品的陰極靶。
2.目前可用技術(shù)的說(shuō)明已經(jīng)知道，通過(guò)提供具有兩個(gè)玻璃層的層壓擋風(fēng)玻璃(在兩個(gè)玻璃層之間放置有削弱紅外線(IR)或紫外線(UV)的防陽(yáng)光涂層)，可以減少車輛內(nèi)部的熱量積累。這些層保護(hù)所述防陽(yáng)光涂層免受機(jī)械和/或化學(xué)損壞。這些常規(guī)擋風(fēng)玻璃通常是通過(guò)對(duì)兩個(gè)平板玻璃“坯料”(其中之一具有沉積于其上的防陽(yáng)光涂層)成形和退火以形成兩個(gè)成型的退火玻璃層和接著采用塑料夾層使這兩個(gè)玻璃層確實(shí)可靠地合在一起。由于常規(guī)防陽(yáng)光涂層含有反射熱量的金屬層，所以，所述玻璃坯料通常要進(jìn)行加熱并成形為“雙合體(doublets)”，即在加熱和成形過(guò)程中，所述坯料是一個(gè)放在另一個(gè)上面，功能性涂層夾心放置在所述玻璃坯料之間，以防止不均勻的加熱和冷卻(它們可能會(huì)影響所述層的最終形狀)。層壓汽車擋風(fēng)玻璃的實(shí)例和其制造方法公開在US4820902、US5028759和US5653903之中。
雙合體的可加熱性通常受到所述功能性涂層無(wú)不利退變時(shí)所能承受的熱處理能力的限制。至于“可加熱性”是表示最高溫度和/或在特定溫度時(shí)的最大時(shí)間(涂敷物體在功能性涂層沒(méi)有退變時(shí)可以被加熱到的溫度)。這類退變會(huì)影響所述涂層的物理和/或光學(xué)性能，如陽(yáng)光能量反射和/或透射。這類退變，例如，可由功能性涂層中各種含金屬層的氧化而引起。例如，含金屬層的功能性涂層可能對(duì)氧敏感，這是因?yàn)?，?duì)于機(jī)動(dòng)車輛透明體或窗或視覺(jué)面板(vision panel)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，或?qū)τ谧≌蛏逃么?、面板、門、或器具來(lái)說(shuō)，當(dāng)所述涂敷物體在進(jìn)行熱處理時(shí)，如通過(guò)加熱、彎曲、退火或回火，所述功能性涂層的光學(xué)和/或防陽(yáng)光性能可能變化例如降低。
在其它汽車透明體上提供防陽(yáng)光涂層也是有利的，如側(cè)窗、后窗、遮陽(yáng)篷頂、月光篷頂?shù)?。但是，所述制造層壓擋風(fēng)玻璃方法不容易適用于制造其它類型的層壓和/或非層壓汽車透明體。例如，常規(guī)汽車側(cè)窗通常是由單一玻璃坯料制成的，它要單獨(dú)地進(jìn)行加熱、成形、并回火為所需的曲率(它由側(cè)窗將要安裝到其中的汽車開口尺寸規(guī)定)。在制造側(cè)窗時(shí)出現(xiàn)了在制造擋風(fēng)玻璃時(shí)未遇到的問(wèn)題，就是對(duì)具有熱反射防陽(yáng)光涂層的玻璃坯料單獨(dú)加熱的問(wèn)題。
另外，如果側(cè)窗是以所述涂層在遠(yuǎn)離汽車的側(cè)窗表面(外表面)之上方式進(jìn)行布置，則所述涂層易于受到由于物體打擊所述涂層引起的機(jī)械損壞，且易于受到由于酸雨或汽車洗滌清潔劑引起的化學(xué)損壞。如果所述涂層是在面對(duì)汽車內(nèi)部的側(cè)窗表面上(內(nèi)表面)，則所述涂層易于受到由于被汽內(nèi)物品接觸或由于在窗槽中上下運(yùn)動(dòng)引起的機(jī)械損壞，或易于受到由于與常規(guī)玻璃清潔劑接觸引起的化學(xué)損壞。此外，如果所述涂層是低發(fā)射率涂層，則它可促進(jìn)溫室效應(yīng)，將熱量截留在汽車之內(nèi)。
盡管通過(guò)外涂敷耐化學(xué)物質(zhì)以減少對(duì)于涂層的化學(xué)損壞或腐蝕是已知的，但是，為了不會(huì)對(duì)所述底涂層的光學(xué)特牲(例如顏色、反射性和透射性)產(chǎn)生不利影響，而且為了不會(huì)明顯提高所述底涂層的發(fā)射率，這些外涂層通常盡可能薄地進(jìn)行涂敷。這類薄外涂層通常不能滿足對(duì)于運(yùn)輸、加工、或常規(guī)涂敷汽車透明體最終用途的耐久性需要，它們很容易受到損壞并且連續(xù)地暴露于環(huán)境之中。此外，這類外涂層也不能減輕上述討論的溫室效應(yīng)問(wèn)題。常規(guī)外涂層實(shí)例公開在US4716086、US4786563、US5425861、US5344718、US5376455、US5584902和US5532180之中。
因此，提供一種制造具有功能性涂層制品的方法是有益的，如層壓或非層壓汽車透明體、或面板、或薄板，它能減少或消除至少部分上述討論的問(wèn)題。
發(fā)明概述本發(fā)明制品包括基材和沉積在至少一部分所述基材之上的功能性涂層，例如(但不局限于)陽(yáng)光紅外線反射介電功能性涂層。防護(hù)涂層沉積在至少一部分所述功能性涂層之上。所述功能性涂層和所述防護(hù)涂層限定了一種涂層疊層。所述防護(hù)涂層提供了較單獨(dú)所述功能涂層發(fā)射率具有更高發(fā)射率的涂層疊層。所述防護(hù)涂層可以具有的厚度在大于100至小于等于10微米范圍之間，可以具有的反射指數(shù)在1.4-2范圍之間，例如(但不局限于)為1.4-1.8。所述防護(hù)涂層可包括一層或多層。在一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層包括在至少一部分所述功能性涂層上形成的第一層和在至少一部分第一層上形成的第二層。在一種特定的非限制性實(shí)施方式中，第一層可含有50-100wt％氧化鋁和50-0wt％氧化硅，且第二層可含有50-100wt％氧化硅和50-0wt％氧化鋁。
本發(fā)明的整體透明體包括基材如玻璃基材、和沉積在至少一部分所述玻璃基材之上的功能性涂層。防護(hù)涂層沉積在至少一部分所述功能性涂層之上以形成涂層疊層。所述防護(hù)涂層可包括氧化鋁且具有1-10微米范圍的厚度。所述防護(hù)涂層可包括一層或多層。在一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層包括在至少一部分所述功能性涂層上形成的第一層和在至少一部分第一層上形成的第二層。在一種特定的非限制性實(shí)施方式中，第一層可含有50-100wt％氧化鋁和50-0wt％氧化硅，且第二層可含有50-100wt％氧化硅和50-0wt％氧化鋁。
本發(fā)明的交流電源和陰極靶系統(tǒng)包括一個(gè)含5-100wt％鋁和0-95wt％硅的陰極靶。所述靶可為等離子體噴涂靶。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1所示為結(jié)合本發(fā)明特征的層壓汽車透明體如側(cè)窗的邊緣部分的側(cè)視截面示意圖(不是按比例)；圖2所示為在實(shí)施本發(fā)明中用來(lái)制造(涂敷的或未涂敷的)玻璃坯料G的部分截?cái)嗟耐敢晥D(為了清楚起見(jiàn)，有些部分已經(jīng)移除)；圖3所示為結(jié)合本發(fā)明特征的整體制品一部分的側(cè)視截面示意圖(不是按比例)；圖4所示為說(shuō)明具有本發(fā)明防護(hù)涂層基材與沒(méi)有所述防護(hù)涂層基材比較的泰伯磨耗試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖；圖5所示為圖4選用基材的平均濁度的曲線圖；圖6所示為具有本發(fā)明防護(hù)涂層基材的發(fā)射率數(shù)值相對(duì)涂層厚度的曲線圖；圖7所示為說(shuō)明具有本發(fā)明防護(hù)涂層的基材的泰伯磨耗試驗(yàn)的曲線圖；圖8所示為說(shuō)明熱處理和涂層厚度對(duì)具有本發(fā)明防護(hù)涂層的涂敷基材的泰伯磨耗的影響；圖9所示為說(shuō)明在對(duì)具有本發(fā)明防護(hù)(阻擋)涂層的功能性涂敷基材(A線)和沒(méi)有所述防護(hù)(阻擋)涂層的功能性涂敷基材(B線)進(jìn)行加熱時(shí)可見(jiàn)光透射率(Lta)變化的曲線圖。B線的斜率逐漸減小，表明在相同加熱條件下，與所述防護(hù)涂敷基材相比，非防護(hù)涂敷基材的性能下降。
優(yōu)選實(shí)施方式說(shuō)明本文所用的空間或方向術(shù)語(yǔ)如“左”“右”、“內(nèi)”、“外”“之上”、“之下”、“頂部”、“底部”等，與附圖所示的本發(fā)明有關(guān)。但是，應(yīng)該理解，本發(fā)明可假設(shè)多種選擇取向，因此，這些術(shù)語(yǔ)不能認(rèn)為是限制性的。而且，本文所用的在說(shuō)明書和權(quán)利要求書中使用的表示尺寸、物理特征、加工參數(shù)、成分用量、反應(yīng)條件等的所有數(shù)值，可理解為在所有情形可由措辭“約”來(lái)修飾。因此，除非有相反的指示，下述說(shuō)明書和權(quán)利要求書中所列舉的數(shù)值，都可根據(jù)被本發(fā)明尋求得到的所需性能進(jìn)行變化。無(wú)論如何，并且不想限制等同原則適用本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍，每個(gè)數(shù)值應(yīng)當(dāng)至少按照?qǐng)?bào)告的有效數(shù)字的數(shù)值和根據(jù)適用普通的四舍五入法進(jìn)行解釋。而且，本文所述所有范圍應(yīng)當(dāng)理解為包括起點(diǎn)和終點(diǎn)范圍數(shù)值和包含在其中的任意和全部子范圍。例如，規(guī)定的“1-10”的，應(yīng)該認(rèn)為是包括在最小值1和最大值10之間(和包括在內(nèi))的任意和所有子范圍；也就是說(shuō)，以最小值1或更高為起點(diǎn)和以最大值10或更小為終點(diǎn)的所有子范圍，例如5.5-10。術(shù)語(yǔ)“平的”或“基本平的”基材是指基本呈平面形式的基材；也就是說(shuō)，一種主要呈單一平面的平放的基材，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，這種基材其中可包括微小的彎曲、突出或凹陷。而且，本文所用的術(shù)語(yǔ)“形成在......之上”、“沉積在......之上”或“提供在......之上”表示形成、沉積或提供在......之上，但不是必需與該表面進(jìn)行接觸。例如，一種涂層“形成在”基材“之上”，不排除存在著一個(gè)或多個(gè)其它的相同或不同組合物的涂層或薄膜位于所形成涂層與所述基材之間。舉例來(lái)說(shuō)，所述基材可包括常規(guī)涂層如本領(lǐng)域已知的用于涂敷基材的那些物質(zhì)，如玻璃或陶瓷。本文所用的術(shù)語(yǔ)“聚合物”或“聚合物的”是指低聚物、均聚物、共聚物、和三元共聚物，例如由兩種或多種類型單體或聚合物形成的聚合物。
從下述討論將會(huì)理解，本發(fā)明防護(hù)(如阻擋)涂層，可用于制造層壓和非層壓制品，如單一基材的制品。從下述討論將會(huì)理解，本發(fā)明所述防護(hù)或阻擋涂層可用于制造層壓和非層壓制品，如單層的制品。至于“防護(hù)涂層”或“阻擋涂層”是表示一種由防護(hù)或阻擋材料形成的薄膜、層或涂層，且具有足以限制含氧氣體透過(guò)所述涂層的厚度。至于“防護(hù)材料”或“阻擋材料”是表示一種對(duì)含氧氣體如空氣或水蒸氣具有低透氣性的材料。所述材料對(duì)于氧或空氣或水蒸氣透過(guò)所述材料具有很高的阻力。更合適的阻擋材料當(dāng)它在本發(fā)明條件下呈涂層形式時(shí)具有有限的裂紋，而且，它在這些條件下對(duì)氧是實(shí)質(zhì)穩(wěn)定的。涂層領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，滲透透過(guò)一種材料是所述材料厚度的函數(shù)。本發(fā)明阻擋涂層表現(xiàn)出對(duì)于空氣和水蒸氣兩者的相對(duì)高阻力的結(jié)合，但是某些應(yīng)用不需要對(duì)兩者都具有阻力。因此，對(duì)空氣或水蒸氣的低透氣性就足以保證所述涂層作為“阻擋涂層”的質(zhì)量。主要作為氧阻擋層的本發(fā)明阻擋涂層的實(shí)施方式，具有低于約1.5的氧滲透率，如低于約1.0，如低于約0.5(它們是在23℃時(shí)氧分壓差為1大氣壓和相對(duì)濕度為零時(shí)，在24小時(shí)時(shí)間內(nèi)氧氣透過(guò)一個(gè)1mil厚樣品、100平方英寸的厘米數(shù)值)。所述阻擋涂層對(duì)含氧氣體是穩(wěn)定的，由此，所述涂層可以以其氧阻擋性能的最小(如果有的話)變化(與調(diào)節(jié)步驟前具有的性能相比)承受調(diào)節(jié)作用，如加熱以彎曲、壓彎、回火、或退火。
至于用于層壓制品，所述防護(hù)涂層通常較非層壓制品更薄。將先對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和制造本發(fā)明示例層壓制品的方法進(jìn)行說(shuō)明，接著，將對(duì)本發(fā)明的示例整體制品進(jìn)行說(shuō)明。至于“整體”是表示具有單一結(jié)構(gòu)載體或結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如，具有單一基材。在下述討論中，所述示例制品(無(wú)論層壓或整體制品)，是以汽車側(cè)窗進(jìn)行說(shuō)明的。但是，本發(fā)明不局限于汽車側(cè)窗，它可用于任意制品，例如(但不限于)絕緣玻璃元件、住宅或商用層壓窗(如天窗)、或用于陸地、空中、空間、水上和水下運(yùn)載工具的透明體如擋風(fēng)玻璃、后窗、遮陽(yáng)篷頂、月光篷頂?shù)?僅例舉了一些制品)制品。
圖1圖示說(shuō)明了結(jié)合本發(fā)明特征的呈側(cè)窗10形式的層壓制品。層壓側(cè)窗10包括第一基材或?qū)?ply)12，它具有外部主表面13和內(nèi)部主表面14。至于“層(ply)”是表示一種已經(jīng)被彎曲到所需形狀或曲率和/或經(jīng)過(guò)熱處理如通過(guò)退火或回火的基材。功能性涂層16可以任意常規(guī)方式形成在所述內(nèi)部主表面14的至少一部分、優(yōu)選全部之上，例如表面上，常規(guī)方式有(但不限于)化學(xué)汽相沉積、磁控管濺射汽相沉積、噴霧熱解等(僅例舉一些方式)。下述作更詳細(xì)的說(shuō)明，本發(fā)明阻擋或防護(hù)涂層17，可形成在所述功能性涂層16的至少一部分、優(yōu)選全部之上，例如表面上，它不僅有助于提高機(jī)械和化學(xué)耐久性，而且，它能夠?yàn)閺澢?或成形涂層沉積到其上的坯料提供改善的加熱特牲。聚合物層18可設(shè)置在第一層12和第二基材或?qū)?0之間，第二層20具有內(nèi)部主表面22和外部主表面23。在一種非限制性實(shí)施方式中，所述外部主表面23可面對(duì)所述運(yùn)載工具的外部，而外部主表面13可面對(duì)所述運(yùn)載工具的內(nèi)部。在層壓過(guò)程中和/或之后，可以以任意常規(guī)方式將常規(guī)邊緣密封層26涂敷到所述層壓側(cè)窗10的周邊?？梢詫⒀b飾帶90如不透明、半透明或彩帶，諸如陶瓷帶提供在所述層12和20的至少一個(gè)表面之上，例如，沿著其中一個(gè)內(nèi)部或外部主表面的周邊。
在本發(fā)明的廣泛應(yīng)用中，用于第一層12和第二層20的基材可為任意具有任何所需特牲的材料，如對(duì)于可見(jiàn)光不透明、半透明或透明的材料。至于“透明”是具有大于0-100％的透過(guò)所述基材的透光率。至于“可見(jiàn)光”或“能見(jiàn)區(qū)”是表示電磁能在395-800nm范圍之內(nèi)。換之，所述基材可以是半透明或不透明的。至于“半透明”是表示能夠允許電磁能(如可見(jiàn)光)透過(guò)所述基材，但散射這種能量使得在基材與觀察者相對(duì)一側(cè)的物體不能清楚地可見(jiàn)。至于“不透明”是表示具有0％的可見(jiàn)光透光率。合適的基材實(shí)例包括(但不限于)塑料基材(如丙烯酸聚合物，如聚丙烯酸酯；聚烷基甲基丙烯酸酯，如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯等；聚氨酯；聚碳酸酯；聚烷基對(duì)苯二甲酸酯，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等；含聚硅氧烷聚合物；或任意用于制備這些聚合物的單體，或其任意混合物的共聚物)；金屬基材，例如(但不限于)鍍鋅鋼、不銹鋼、和鋁；陶瓷基材；磚基材；玻璃基材；或任意上述物質(zhì)的混合或組合。例如，所述基材可為常規(guī)的無(wú)色鈉鈣玻璃，即“透明玻璃”，或者可為帶色彩的或著色玻璃、硼硅酸鹽玻璃、含鉛玻璃、回火的、非回火的、退火的、或熱強(qiáng)化玻璃。所述玻璃可為任意類型，如常規(guī)的浮法玻璃或平板玻璃，且可為任意具有任意光學(xué)性能的組合，例如，任意數(shù)值的可見(jiàn)輻射透過(guò)、紫外線輻射透過(guò)、紅外線輻射透過(guò)、和/或總的陽(yáng)光能量透過(guò)。適合于實(shí)施本發(fā)明的玻璃類型，例如(但不可認(rèn)為是限制性的)公開在US4746347、US4792536、US5240886、US5385872、和US5393593之中。本發(fā)明不受所述基材厚度的限制。所述基材通常對(duì)于典型的建筑應(yīng)用來(lái)說(shuō)厚于典型的運(yùn)載工具應(yīng)用。在一種實(shí)施方式中，所述基材可為厚度為1-20mm的玻璃，如約1-10mm，如2-6mm，如3-5mm。為了形成層壓汽車側(cè)窗，第一和第二層12、20可以低于約3.0mm厚，如低于約2.5mm，如厚度范圍為約1.0-2.1mm。如下所述，對(duì)于整體制品來(lái)說(shuō)，所述基材可以更厚一些。
所述基材可以具有氧阻擋性能，例如，它可由能防止或限制氧擴(kuò)散透過(guò)所述基材的材料制成。一種替代方案是，另一種氧阻擋涂層(除了如下所述阻擋涂層17之外)可形成在至少一部分所述基材之上，且所述功能性涂層16隨后可形成在這種其它氧阻擋涂層之上。所述其它氧阻擋涂層可為任意防止或限制氧的擴(kuò)散的材料，例如(但不限于)下述對(duì)于防護(hù)涂層17來(lái)說(shuō)所述的那些材料。
所述功能性涂層16可以是任意所需的類型。本文所用的術(shù)語(yǔ)“功能性涂層”是指一種能夠改進(jìn)其沉積到其上的所述基材的一種或多種物理性能的涂層，例如光學(xué)、熱的、化學(xué)或機(jī)械性能，而且在隨后加工過(guò)程中它不易于完全地從所述基材上被除去。所述功能性涂層16可以具有一種或多種由相同或不同組成或功能的功能性涂層或薄膜。本文所用術(shù)語(yǔ)“薄膜”是指所需的或選擇的涂層組合物的涂層區(qū)域?！皩?layer)”可包括一個(gè)或多個(gè)“薄膜”，而“涂層”可包括一個(gè)或多個(gè)“層”。
例如，所述功能性涂層16可為導(dǎo)電涂層，如用來(lái)制造可加熱窗的導(dǎo)電涂層，如US5653903和US5028759所述，或者可為用作天線的單一薄膜或多層薄膜涂層。同樣地，所述功能性涂層16可為防陽(yáng)光涂層。本文所用術(shù)語(yǔ)“防陽(yáng)光涂層”是指由一個(gè)或多個(gè)層或薄膜組成的涂層，該薄膜能夠影響所述涂敷制品的陽(yáng)光性能，例如(但不限于)陽(yáng)光輻射數(shù)量，例如入射到和/或透過(guò)所述涂敷制品的可見(jiàn)光、紅外線、或紫外線輻射，紅外線或紫外線吸收或反射、遮蔽系數(shù)、發(fā)射率等。所述防陽(yáng)光涂層可以阻擋、吸收或過(guò)濾選擇部分的太陽(yáng)光譜，例如(但不限于)IR、UV、和/或可見(jiàn)光光譜?？捎糜趯?shí)施本發(fā)明的防陽(yáng)光涂層實(shí)例可在下述文獻(xiàn)中找到，例如(但不限于)US4898789、US5821001、US4716086、US4610771、US4902580、US4716086、US4806220、US4898790、US4834857、US4948677、US5059295、和US5028759、以及美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/058440。
所述功能性涂層16也可為低發(fā)射率涂層，它能允許可見(jiàn)光波長(zhǎng)能量如395-800nm透過(guò)所述涂層，但是反射更長(zhǎng)波長(zhǎng)的日光紅外線能量。至于“低發(fā)射率”是表示低于0.4的發(fā)射率，如低于0.3，如低于0.2，如低于0.1，例如低于等于0.05。低發(fā)射率涂層實(shí)例可在下述文獻(xiàn)中找到，例如US4952423和US4504109和英國(guó)文獻(xiàn)GB2302102。功能性涂層16可為單層涂層或多層涂層，它可含有一種或多種金屬、非金屬、準(zhǔn)金屬、半導(dǎo)體、和/或合金、化合物、復(fù)合物、組合物、或其共混物。例如，所述功能性涂層16可為單層金屬氧化物涂層、多層金屬氧化物涂層、非金屬氧化物涂層、金屬氮化物或氮氧化物涂層、或非金屬氮化物或氮氧化物涂層、或多層涂層。
適合用于本發(fā)明的功能性涂層實(shí)例是可自PPG Industries，Inc.ofPittsburgh，Pennsylvania商購(gòu)得到的SUNGATE和SOLARBAN系列涂層。這類功能性涂層通常含有一種或多種含介電或減反射材料組成的抗反射膜，如金屬氧化物或金屬合金的氧化物，它們對(duì)于可見(jiàn)光是透明的。所述功能性涂層也可含有一種或多種含反射金屬的紅外線反射膜，如貴金屬如金、銅或銀、或其組合或合金，它還可含有位于所述金屬反射層之上和/或之下底漆薄膜或阻擋薄膜如鈦，這是本領(lǐng)域已知的。所述功能性涂層可具有任意所需數(shù)目的紅外線反射膜，如1個(gè)或更多銀層，例如2個(gè)或更多銀層，例如3個(gè)或更多銀層。
雖然不是為了限制本發(fā)明，但是，所述功能性涂層16可以設(shè)置在所述層壓品內(nèi)部主表面14、22其一之上，使得所述涂層16不易于發(fā)生環(huán)境和機(jī)械磨損(與所述功能性涂層16位于所述層壓制品外表面相比)。盡管如此，所述功能性涂層16也可提供在外部主表面13或23其一或其二之上。如圖1所示，所述涂層16的一部分，例如沿所述涂敷區(qū)域的外周邊約1-20mm如2-4mm寬度區(qū)域，可采用任意常規(guī)方式將其除去或削去，例如通過(guò)在層壓之前拋光或在涂敷過(guò)程中掩蔽，以便在使用過(guò)程中，使得由于侵蝕或環(huán)境作用引起的對(duì)所述層壓制品周邊的所述功能性涂層16的損壞最小化。另外，為了功能性性能，也可進(jìn)行削去處理，例如，用作天線、加熱擋風(fēng)玻璃、或?yàn)榱烁纳茻o(wú)線電波透過(guò)，所削去部分可為任意尺寸。為了美學(xué)目的，彩色不透明或半透明帶90可提供在所述層或所述涂層的任意表面之上，例如提供在所述層其一或其二的一個(gè)或兩個(gè)表面之上，例如沿著所述外部主表面13的周邊，以掩飾所削去部分。所述帶90可由陶瓷材料制成，它可以以任意常規(guī)方式燒制在所述外部主表面13之上。
本發(fā)明所述防護(hù)(阻擋)涂層17可形成在所述功能性涂層16的外部表面至少一部分優(yōu)選全部之上，例如在其表面之上。尤其，所述防護(hù)涂層17能夠?qū)⑺鐾繉盈B層(例如所述功能性涂層+防護(hù)涂層)的發(fā)射率提高到大于單獨(dú)所述功能性涂層16的發(fā)射率。例如，如果所述功能性涂層16具有0.2的發(fā)射率，則所述防護(hù)涂層17的添加可提高所得到涂層疊層的發(fā)射率數(shù)值到大于0.2的發(fā)射率。在一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層可以以兩倍于或更多倍于單獨(dú)所述功能性涂層發(fā)射率的倍數(shù)提高所得到涂層疊層的發(fā)射率(例如，如果所述功能性涂層發(fā)射率為0.05，則所述防護(hù)層的添加可提高所得到涂層疊層發(fā)射率到0.1或更大)，如5倍或更多倍，如10倍或更多倍，如20倍或更多倍。當(dāng)所述功能性涂層具有的發(fā)射率是在0.02-0.30范圍內(nèi)時(shí)，更合適為0.03-0.15時(shí)，所述防護(hù)涂層可將所述至少一種功能性涂層和所述至少一種沉積(防護(hù))涂層作為涂層疊層的發(fā)射率，以百分比計(jì)，提高小于10-3000％，或在此范圍之內(nèi)的50-200％或10-200％或200-1000％或1000-3000％。在本發(fā)明另一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層17可提高所得到的涂層疊層發(fā)射率到與所述基材(所述涂層沉積于其上)發(fā)射率實(shí)質(zhì)相同的程度，例如，在所述基材發(fā)射率0.2之內(nèi)。例如，如果所述基材是具有發(fā)射率約0.84的玻璃，則所述防護(hù)涂層17可提供所述涂層疊層范圍在0.3-0.9的發(fā)射率，如大于0.3，例如大于0.5，例如大于0.6，例如在0.5-0.9范圍。如下文所述，通過(guò)沉積所述防護(hù)涂層17提高所述功能性涂層16的發(fā)射率，在加工過(guò)程中可改善所述涂敷層12的加熱和冷卻性質(zhì)。所述防護(hù)涂層17可保護(hù)所述功能性涂層16在操作、貯存、運(yùn)輸、和加工過(guò)程中免受機(jī)械和化學(xué)侵襲。
在一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層17可具有與防護(hù)涂層層壓于其上所述層12實(shí)質(zhì)相同的折射指數(shù)(即折射率)。例如，如果層12是具有折射指數(shù)為1.5的玻璃，則所述防護(hù)涂層17可具有低于2的折射指數(shù)，如1.4-1.8，如1.3-1.8，例如1.5±0.2。
所述防護(hù)涂層17可為任意所需的厚度。在一種示例性層壓制品的實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層17具有的厚度范圍為100-50000，如500-50000，例如500-10000，如100-2000。在另外非限制性實(shí)施方式，所述防護(hù)涂層17具有的厚度范圍為100-10微米，如101-1000，或1000-1微米，或1-10微米，或200-1000。而且，所述防護(hù)涂層17在所述功能性涂層16表面上具有非均勻的厚度。至于“非均勻厚度”是表示所述防護(hù)涂層17厚度可在某一給定單位區(qū)域內(nèi)變動(dòng)，例如，所述防護(hù)涂層17可具有高和低的點(diǎn)和面。
所述防護(hù)涂層17可以是任意所需的材料或材料混合物。在一種示例性實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層17可包括一種或多種金屬氧化物材料，例如(但不限于)氧化鋁、氧化硅、或其混合物。例如，所述防護(hù)涂層可為一種單一涂層，它含有范圍為0-100wt％氧化鋁和/或0-100wt％氧化硅，如5-100wt％氧化鋁和95-0wt％氧化硅，如10-90wt％氧化鋁和90-10wt％氧化硅，如15-90wt％氧化鋁和85-10wt％氧化硅，50-75wt％氧化鋁和50-25wt％氧化硅，如50-70wt％氧化鋁和50-30wt％氧化硅，35-100wt％氧化鋁和65-0wt％氧化硅，例如70-90wt％氧化鋁和10-30wt％氧化硅，如75-85wt％氧化鋁和15-25wt％氧化硅，如88wt％氧化鋁和12wt％氧化硅，例如65-75wt％氧化鋁和25-35wt％氧化硅，例如70wt％氧化鋁和30wt％氧化硅，如60wt％-小于75wt％氧化鋁和大于25wt％-40wt％氧化硅。也可存在其它材料如鋁、鉻、鉿、釔、鎳、硼、磷、鈦、鋯、和/或其氧化物，例如用來(lái)調(diào)節(jié)所述涂層17的折射率。
一種替代方案是，所述防護(hù)涂層17可為一種多層涂層，它由單獨(dú)形成的金屬氧化物材料層形成，例如(但不限于)由一種形成于另一種含金屬氧化物層(例如含氧化硅和/或氧化鋁的第二層)之上的含金屬氧化物層(例如含氧化硅和/或氧化鋁的第一層)形成的雙層。所述多層防護(hù)涂層17的各個(gè)單層可為任意所需的厚度。
在一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層17可包括形成在所述功能性涂層之上的第一層和形成在第一層之上的第二層。在一種非限制性實(shí)施方式中，第一層可包括氧化鋁或含氧化鋁和氧化硅的混合物或合金。例如，第一層可含有氧化硅/氧化鋁混合物，具有大于5wt％氧化鋁，如大于10wt％氧化鋁，如大于15wt％氧化鋁，如大于30wt％氧化鋁，如大于40wt％氧化鋁，如50-70wt％氧化鋁，如范圍在70-100wt％氧化鋁和30-0wt％氧化硅。在一種非限制性實(shí)施方式中，第一層具有的厚度范圍為大于0-1微米，如50-100，如100-250，如101-250，如100-150，例如大于100-125。第二層可含有氧化硅或氧化硅和氧化鋁的混合物或合金。例如，第二層可含有氧化硅/氧化鋁混合物，具有大于40wt％氧化硅，如大于50wt％氧化硅，如大于60wt％氧化硅，如大于70wt％氧化硅，如大于80wt％氧化硅，例如范圍在80-90wt％氧化硅和10-20wt％氧化鋁，如85wt％氧化硅和15wt％氧化鋁。在一種非限制性實(shí)施方式中，第二層具有的厚度范圍為大于0-2微米，如50-5000，如50-2000，如100-1000，如300-500，如350-400。如下所述，所述防護(hù)涂層17的存在，可改善功能性涂敷基材的可加熱性。
所述聚合物層18可包括任意聚合物材料?！熬酆衔锊牧稀笨砂ㄒ环N聚合物成分，或者可包括不同聚合物成分的混合物，例如(但不限于)一種或多種塑料材料，例如(但不限于)一種或多種熱固性或熱塑性材料。所述聚合物層18可將所述層(ply)粘合在一起。有用的熱固性成分包括聚酯、環(huán)氧樹脂、酚醛塑料、和聚氨酯如反應(yīng)注射成形聚氨酯(RIM)熱固性材料和其混合物。有用的熱塑性材料包括熱塑性聚烯烴如聚乙烯和聚丙烯，聚酰胺如尼龍，熱塑性聚氨酯、熱塑性聚酯、丙烯酸類聚合物、乙烯基聚合物、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、EPDM橡膠、其共聚物和混合物。
合適的丙烯酸類聚合物包括一種或多種丙烯酸、甲基丙烯酸和其烷基酯的共聚物，例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯。其它合適的丙烯酸類聚合物和其制備方法公開在US5196485之中。
有用的聚酯和醇酸樹脂，可采用已知方法，通過(guò)多元醇如乙二醇、丙二醇、丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷和季戊四醇與多羧酸如己二酸、馬來(lái)酸、富馬酸、苯二酸、苯偏三酸或干燥油脂肪酸進(jìn)行縮合而制得。合適聚酯材料實(shí)例公開在US5739213和US5811198之中。
有用的聚氨酯包括聚合多元醇如聚酯多元醇或丙烯酸多元醇與多異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物，多異氰酸酯包括芳族二異氰酸酯如4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、脂族二異氰酸酯如1，6-六亞甲基二異氰酸酯、和脂環(huán)族二異氰酸酯如異佛爾酮二異氰酸酯和4，4’-亞甲基-二(環(huán)己基異氰酸酯)。本文所用術(shù)語(yǔ)“聚氨酯”是所需包括聚氨酯以及聚脲、和聚(氨酯-脲)。
合適環(huán)氧功能性材料公開在US5820987之中。
合適乙烯基樹脂包括聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯醇縮甲醛、和聚乙烯醇縮丁醛。
所述聚合物層18可具有任意所需的厚度，例如，在一種非限制性實(shí)施方式中，對(duì)聚乙烯丁醛來(lái)說(shuō)，其厚度范圍可為0.50-0.80mm，例如0.76mm。所述聚合物材料可具有任意所需的折射率。在一種實(shí)施方式中，所述聚合物材料具有的折射率范圍為1.4-1.7，例如1.5-1.6。
所述防護(hù)涂層17可具有與所述聚合物層18材料折射率實(shí)質(zhì)相同的折射率。至于“實(shí)質(zhì)相同”折射率是表示所述防護(hù)涂層材料與所述聚合物層材料的折射率是相同的，或充分接近，使得所述防護(hù)涂層17的存在引起很小或沒(méi)有不受歡迎的光學(xué)影響，如在顏色、反射率、或透射率方面不受歡迎的變化。事實(shí)上，所述防護(hù)涂層17的光學(xué)行為表現(xiàn)如同它是所述聚合物層材料的繼續(xù)一樣。所述防護(hù)涂層17的存在，優(yōu)選不會(huì)在所述防護(hù)涂層17和所述聚合物層18之間引入光學(xué)不受歡迎的界面。在一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層17和所述聚合物層18具有的折射率是在相互的±0.2之內(nèi)，例如在±0.1之內(nèi)，例如在±0.05之內(nèi)。通過(guò)提供所述防護(hù)涂層材料的折射率與所述聚合物層材料的折射率相同或?qū)嵸|(zhì)相同，所述防護(hù)涂層17的存在就不會(huì)對(duì)所述層壓制品的光學(xué)性能產(chǎn)生不利的影響(與沒(méi)有所述防護(hù)涂層17的所述層壓制品的光學(xué)性能相比)。例如，如果所述聚合物層18包括折射率為1.5的聚乙烯醇縮丁醛，則所述防護(hù)涂層17就可選用成或形成為具有折射率低于2，如1.3-1.8，例如1.5±0.2。
下面將討論一種示例性的制造使用本發(fā)明特征的層壓側(cè)窗10的方法。
提供第一基材和第二基材。第一和第二基材可為厚度約為1.0-6.0mm的平板玻璃坯料，典型地厚度約為1.0-3.0mm，例如約1.5-2.3mm。功能性涂層16可形成在至少一部分第一玻璃基材主表面上，例如，主表面14。所述功能性涂層16可以以任意常規(guī)方法形成，例如(但不限于)磁控管濺射汽相沉積(MSVD)、熱解沉積如化學(xué)汽相沉積(CVD)、噴霧熱解、大氣壓力CVD(APCVD)、低壓CVD(LPCVD)、等離子體增強(qiáng)CVD(PEVCD)、等離子體輔助CVD(PACVD)、或電阻或電子束加熱的熱蒸發(fā)、陰極電弧沉積、等離子體噴霧沉積、濕法化學(xué)沉積(例如溶膠-凝膠、鏡面鍍銀等)、或任意其它希望的方法。例如，所述功能性涂層16可在第一基材被切割為理想尺寸之后，形成在第一基材上。一種替代方案是，所述功能性涂層16可形成在玻璃薄板之上(在其加工之前)，和/或在常規(guī)浮法腔中，通過(guò)一種或多種設(shè)置在所述浮法腔中的常規(guī)CVD涂布機(jī)，形成在由熔融金屬浴如錫負(fù)載的浮法玻璃條帶上。一旦流出所述浮法腔，所述條帶就可切割形成涂敷的第一基材。
一種替代方案是，所述功能性涂層16可在所述條帶流出所述浮法腔之后形成在所述浮法條帶之上。例如，US4584206、US4900110和US5714199公開了用于沉積一種含金屬薄膜到玻璃條帶的底表面之上的方法和裝置。這類已知裝置可安裝在浮法玻璃工藝的熔融錫浴下游，以將功能性涂層提供到所述玻璃條帶底部，即與所述熔融金屬相接觸的條帶一側(cè)。更進(jìn)一步地，所述功能性涂層16可在所述基材業(yè)已切割為所需尺寸之后，通過(guò)MSVD方法，形成在第一基材之上。
本發(fā)明所述防護(hù)涂層17可形成在所述功能性涂層16的至少一部分之上。所述防護(hù)涂層17在制造層壓制品時(shí)提供了多種加工優(yōu)點(diǎn)。例如，所述防護(hù)涂層17可保護(hù)所述功能性涂層16在操作、運(yùn)輸、貯存、和加工過(guò)程中免受機(jī)械和/或化學(xué)侵襲。另外，如下所述，所述防護(hù)涂層17通過(guò)提高所得到涂層疊層的發(fā)射率，可促進(jìn)所述功能性涂敷坯料的單獨(dú)加熱和冷卻。盡管外涂層在過(guò)去曾經(jīng)涂敷在功能性涂層之上，用來(lái)保護(hù)所述功能性涂層在加工過(guò)程中免受化學(xué)和機(jī)械侵襲，但是，這些外涂層制成盡可能地薄，以保證不會(huì)對(duì)所述功能性涂層的美學(xué)或防陽(yáng)光性能產(chǎn)生影響，如涂層發(fā)射率。相反地，在本發(fā)明中，所述防護(hù)涂層17可以制成足夠地厚，以提高所述涂層疊層的發(fā)射率。而且，通過(guò)實(shí)質(zhì)上使所述防護(hù)涂層17折射率與所述聚合物層18材料(和/或?qū)訅河谄渖系幕?折射率相匹配，所述防護(hù)涂層17的存在對(duì)于所述層壓制品10的美學(xué)和/或光學(xué)性能有很小或沒(méi)有不利的影響。
如果所述功能性涂層16是具有一種或多種紅外線反射金屬層的低發(fā)射率涂層，則添加所述防護(hù)涂層17以提高所述涂層疊層發(fā)射率，將會(huì)減弱所述功能性涂層16的熱紅外線反射性能。盡管如此，所述涂層疊層仍保持著陽(yáng)光紅外線反射性。
所述防護(hù)涂層17可以任意常規(guī)方法形成，例如(但不限于)上述用于涂敷所述功能性涂層的那些方法，例如浴內(nèi)或浴外的CVD、MSVD、或溶膠-凝膠等。例如，帶有所述功能性涂層的基材可引導(dǎo)到具有一個(gè)或多個(gè)金屬電極如陰極(靶)的常規(guī)MSVD涂布裝置中，它們可在含氧氣氛中被濺射，以形成金屬氧化物防護(hù)涂層。在一種非限制性實(shí)施方式中，所述MSVD裝置可包括一種或多個(gè)含鋁、硅、和/或鋁或硅的混合物或合金的陰極。舉例來(lái)說(shuō)，所述陰極可為5-100wt％鋁和95-0wt％硅，如10-100wt％鋁和90-0wt％硅，如35-100wt％鋁和0-65wt％硅，例如50-80wt％鋁和20-50wt％硅，例如70wt％鋁和30wt％硅。另外，也可以存在其它材料或摻雜劑如鋁、鉻、鉿、釔、鎳、硼、磷、鈦、或鋯，以促進(jìn)所述陰極濺射和/或影響所得到涂層的折射率或耐久性。
在本發(fā)明一個(gè)特定方面，本發(fā)明所述防護(hù)涂層可通過(guò)使用MSVD系統(tǒng)進(jìn)行沉積，該系統(tǒng)具有交流電源和一個(gè)或多個(gè)陰極靶。一個(gè)示例性陰極靶可包括數(shù)量范圍為5-100wt％鋁和0-95wt％硅、如20-80wt％鋁和20-80wt％硅，如20-70wt％鋁和30-80wt％硅，如35-100wt％鋁和0-65wt％硅，例如40-90wt％鋁和10-60wt％硅，如50-80wt％鋁和20-50wt％硅，如50-70wt％鋁和30-50wt％硅，例如60-70wt％鋁和30-40wt％硅。在另一種示例性實(shí)施方式中，所述鋁可為60wt％，所述硅可為40wt％。在另一實(shí)施方案中，所述鋁可為70wt％，所述硅可為30wt％。所述鋁和硅靶可選自其混合物或合金，另外可含有一種或多種摻雜劑。示例性摻雜劑可選自(但不限于)鉻、鉿、釔、鎳、硼、磷、鈦、鋯、鉭、鈮和其混合物或結(jié)合物。
所述陰極可為圓柱形磁控管型(C-Mag型)靶，如US5814195中所述的陰極。而且，所述陰極可為平面或雙平面。所述電源的功率可在50-500千瓦范圍內(nèi)。所述陰極靶可為等離子體噴涂靶，其含有數(shù)量范圍為5-100wt％鋁和0-95wt％硅，或上述關(guān)于所述靶提及的任意子范圍。所述交流電源和陰極靶系統(tǒng)可具有帶有等離子體發(fā)射光學(xué)監(jiān)視器的陰極靶。所述交流電源和陰極靶系統(tǒng)還可具有帶有電壓反饋控制回路的交流電源。所述交流電源和陰極靶系統(tǒng)可具有可在頻率范圍為10-100kHz使用的電源。另外，所述交流電源和陰極靶可具有能在頻率范圍為10-100kHz使用的電源，例如30-70kHz。這些裝置的商業(yè)實(shí)例，可自Advanced Energy of Fort Collins，Colorado(例如，Crystaland Asterol型號(hào))、或自BOC Coating Tech or Van Ardenne ofFairfield California or Dresden Germany(例如，等離子體裝置，型號(hào)PEM-05)購(gòu)得。所述交流電源和陰極靶系統(tǒng)可使用至少一種氣體，它選自(但不限于)氬、氧、氮、一氧化二氮、和含有這些中任意兩種以上的混合物。在一種實(shí)施方式中，所述氣體可包括氬和至少一種選自氧、氖、氦、一氧化二氮、臭氧、或這些中任意兩種或更多的混合物。
如上所述，所述防護(hù)涂層17可形成為含一種或多種金屬氧化物材料的單一層，或形成為具有兩個(gè)或多個(gè)分離層的多層，每個(gè)分離層含有一種或多種金屬氧化物材料。所述防護(hù)涂層17可以以充足量涂敷，或涂敷到充足的厚度，以提高所述涂層疊層的發(fā)射率到超過(guò)所述功能性涂層單獨(dú)具有的發(fā)射率。在一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層可涂敷到100-50000的厚度和/或用來(lái)提高所述涂層疊層發(fā)射率到大于或等于約0.3，例如大于或等于0.4，例如大于或等于0.5。
所述功能性涂層16和/或防護(hù)涂層17可涂敷到所述平板基材或在所述基材業(yè)已彎曲并成形為所需的輪廓之后涂敷到所述基材上。
所述涂敷的第一基材和未涂敷第二基材可被切割以分別提供第一涂敷層和第二未涂敷層，每個(gè)都具有所需的形狀和所需的尺寸。所述涂敷層和未涂敷層，可以進(jìn)行接合、洗滌、彎曲、和成形為所需的輪廓，以分別形成待層壓的第一和第二層12和20。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，所述涂敷和未涂敷坯料和層的總體形狀取決于它們將要結(jié)合到其中的特定運(yùn)載工具，這是由于在不同汽車制造廠商之間，側(cè)窗的最終形狀是不同的。
所述涂敷和未涂敷坯料可通過(guò)使用任意所需的工藝進(jìn)行成形。例如，所述坯料可通過(guò)使用US5286271中所述“RPR”工藝或美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/512852中所述改進(jìn)的RPR工藝進(jìn)行成形。圖2所示為適合實(shí)施本發(fā)明的另一種RPR裝置30，它包括熔爐32例如輻射加熱爐或隧道式退火爐，具有一個(gè)爐傳送帶34，由大量間隔的熔爐傳送輥36組成。加熱器如輻射加熱器盤管，可沿著所述熔爐32的長(zhǎng)度方向設(shè)置在所述熔爐傳送帶34之上和/或之下，而且，它可以進(jìn)行控制從而在沿著所述熔爐32長(zhǎng)度方向形成具有不同溫度的加熱區(qū)。
成形站50可設(shè)置在鄰近所述熔爐32的卸料端，它可包括具有垂直方向可移動(dòng)的柔性環(huán)52的下模51和具有大量輥56的成形站傳送帶54。具有預(yù)定形狀的可移動(dòng)或可重構(gòu)成形表面60的上真空模58可設(shè)置在所述下模51之上。所述真空模58憑借梭裝置61是可移動(dòng)的。
具有大量成形傳遞輥64的傳遞站62可設(shè)置在鄰近所述成形站50的卸料端。所述傳遞輥64具有的橫向正視曲率，基本對(duì)應(yīng)于所述成形表面60的橫向曲率。
回火或冷卻站70可設(shè)置在鄰近所述傳遞站62的卸料端，它可包括大量輥72用來(lái)運(yùn)送所述坯料通過(guò)用于冷卻、回火、和/或熱強(qiáng)化的所述站70。所述輥72具有的橫向正視曲率，與所述傳遞輥64的曲率基本相同。
在過(guò)去，由于所述功能性涂層16的熱反射性引起所述坯料的涂敷側(cè)和未涂敷側(cè)不均勻的加熱，加熱功能性涂敷坯料(基材)存在著困難。美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/512852公開了一種通過(guò)改進(jìn)所述RPR加熱工藝以便主要向所述坯料的非功能涂敷表面提供熱量而克服這種問(wèn)題的方法。在本發(fā)明中，這個(gè)問(wèn)題是通過(guò)沉積發(fā)射率的防護(hù)涂層17而得到解決的，它允許相同的或?qū)嵸|(zhì)相同的加熱工藝能夠用于所述功能性涂敷和非功能性涂敷的坯料兩者。
如圖2所示，帶有所述涂敷疊層(例如功能性涂層16和防護(hù)涂層17)的第一坯料80和所述非功能性涂敷第二坯料82，可以在層壓之前獨(dú)自加熱、成形、和冷卻。至于“獨(dú)自加熱的”是表示所述坯料在加熱過(guò)程中不需要一個(gè)堆疊在另一個(gè)之上。在一種實(shí)施方式中，在加熱步驟過(guò)程中，第一坯料80放置在熔爐傳送帶輥36之上，且所述防護(hù)涂層17是向下，即與所述熔爐傳送帶輥36接觸。更高發(fā)射率防護(hù)涂層17的存在，減少了由所述功能性涂層16的金屬層的熱反射問(wèn)題，從而促進(jìn)第一坯料80的涂敷側(cè)和未涂敷側(cè)的更加均勻的加熱。這可幫助防止在先加熱步驟中經(jīng)常發(fā)生的第一坯料80卷曲。在一種示例性實(shí)施方式中，所述坯料在約10-30分鐘的時(shí)間內(nèi)被加熱到約640-704℃的溫度。
在所述熔爐32的末端，軟化了的玻璃坯料，無(wú)論是涂敷的80還是未涂敷的82，都從所述熔爐32被運(yùn)送到所述成形站50并放置在下模51之上。所述下模51向上移動(dòng)，升高所述玻璃坯料以便相對(duì)所述上模58的成形表面60對(duì)所述熱軟化的玻璃坯料進(jìn)行模壓，使所述玻璃坯料具有與所述成形表面60一致的形狀，例如曲率。所述玻璃坯料的上表面與所述上模58的成形表面60接觸，并由于真空而握住。
所述梭裝置61是用來(lái)移動(dòng)所述上真空模58從所述成形站50到所述傳遞站62，在該處所述真空中斷，以釋放所述成形玻璃坯料到所述彎曲傳遞輥64之上。所述傳遞輥64移動(dòng)所述成形玻璃坯料到輥72之上并以任意便利方式送入到用于回火或熱強(qiáng)化的冷卻站70之中。在所述冷卻站70中，空氣從所述成形玻璃坯料之上和之下導(dǎo)入，以回火或加熱強(qiáng)化所述玻璃坯料，形成第一和第二層12和20。所述高發(fā)射率防護(hù)涂層17的存在，還可促進(jìn)在所述冷卻站70中所述涂敷坯料80更加均勻的冷卻。
在另一種實(shí)施方式中，所述涂敷和未涂敷坯料可進(jìn)行加熱和/或成形為雙合體。在一種實(shí)施方式中，所述涂敷和未涂敷坯料可以這樣方式進(jìn)行放置，使得帶所述防護(hù)涂層17的所述功能性涂層16位于所述兩個(gè)坯料之間。所述坯料接著可以任意便利方式進(jìn)行加熱和/或成形。據(jù)信所述防護(hù)涂層17充當(dāng)氧阻擋層，以減少或防止氧流入到所述功能性涂層16之中，在該處，氧可能會(huì)與所述功能性涂層16的成分如(但不限于)金屬(如銀)進(jìn)行反應(yīng)，從而使所述功能性涂層16退變。在一種常規(guī)方法中，所述雙合體可放置在載體上，并加熱到足以彎曲或成形所述坯料到所需最終輪廓的溫度。在缺乏所述防護(hù)涂層17時(shí)，典型的功能性涂敷坯料在所述功能性涂層16沒(méi)有退變時(shí)不能承受加熱高于約1100°F(593℃)的加熱循環(huán)多于約2分鐘(在該加熱循環(huán)中，對(duì)于加熱高于900°F(482℃)不能承受多于約6分鐘)。這類退變可表現(xiàn)為混濁或淡黃色外觀的形式，可見(jiàn)光透射率降低10％或更多。在所述功能性涂層16中的金屬層，如銀層，會(huì)與擴(kuò)散到所述功能性涂層16中的氧或與存在于所述功能性涂層16中的氧發(fā)生反應(yīng)。盡管如此，據(jù)信使用所述防護(hù)涂層17將會(huì)允許所述功能性涂敷坯料能夠承受加熱到1100°F(593℃)或更高溫度的加熱循環(huán)達(dá)到5-15分鐘的時(shí)間，如5-10分鐘，如5-6分鐘(在該加熱循環(huán)中，對(duì)于加熱高于900°F(482℃)則能承受10-20分鐘，如10-15分鐘，如10-12分鐘)，所述功能性涂層16沒(méi)有明顯的退變，例如，可見(jiàn)光透射率損失低于5％，如損失低于3％損失，如損失低于2％，如損失低于1％，如沒(méi)有可見(jiàn)光透射率損失。
為了形成本發(fā)明所述層壓制品10，所述涂敷玻璃層12是這樣進(jìn)行放置的，使所述涂敷內(nèi)部主表面14面對(duì)所述非涂敷層20的實(shí)質(zhì)襯托(complimentary)內(nèi)部主表面22并被聚合物層18所分離。在層壓之前，所述涂層16和/或防護(hù)涂層17的一部分例如寬約2mm的條帶，可沿著第一層12周邊將其除去。所述陶瓷條帶90可提供在所述層12或20的一個(gè)或兩個(gè)之上，例如，提供在第一層12的外部表面13之上，以掩蔽所述層壓側(cè)窗的非涂敷周邊邊緣區(qū)域和/或?yàn)檫\(yùn)載工具內(nèi)的乘客提供附加的遮蔽。第一層12、聚合物層18和第二層20可以任意便利方法層壓到一起，例如(但不限于)US3281296、US3769133和US5250146中所述的方法，以形成本發(fā)明所述層壓側(cè)窗10。邊緣密封層26可涂敷到所述側(cè)窗10的邊緣之上，如圖1所示。
雖然上述形成本發(fā)明所述層壓側(cè)窗10的方法使用了RPR裝置和方法，但是，本發(fā)明所述側(cè)窗10可采用其它方法制成，例如水平模壓彎曲法，例如公開在US4661139、US4197108、US4272274、US4265650、US4508556、US4830650、US3459526、US3476540、US3527589和US4579577。
圖3圖示說(shuō)明了結(jié)合本發(fā)明特征的一種整體制品100，具體地說(shuō)是一種整體汽車透明體。所述制品100包括一個(gè)具有第一主表面104和第二主表面106的基材或?qū)?02。功能性涂層108可形成在第一主表面10表面的至少一部分之上，例如大部分如全部。本發(fā)明的防護(hù)涂層110可形成在所述功能性涂層108表面的至少一部分之上，例如大部分如全部。所述功能性涂層108和防護(hù)涂層110可采用任意希望的方法形成，如上述的那些方法。所述功能性涂層108和防護(hù)涂層110限定了涂層疊層112。所述涂層疊層112可包括其它涂層層或薄膜，例如(但不限于)常規(guī)色彩抑制層或鈉離子擴(kuò)散阻擋層等?？蛇x聚合物層113，例如包括一種或多種聚合物材料如上述的那些材料，可采用任意理想的方法沉積在所述防護(hù)涂層110之上。
所述層102可為任意所需的材料，例如上述對(duì)于所述層12、20所述的那些材料，并可具有任意所需的厚度。在一種非限制性實(shí)施方式中，對(duì)于用作整體汽車側(cè)窗來(lái)說(shuō)，所述層102可具有的厚度小于或等于20mm，例如小于約10mm，如約2-8mm，例如約2.6-6mm。
所述功能性涂層108可為任意所需的類型或厚度，例如上述對(duì)于所述功能性涂層16所述的那樣。在一種實(shí)施方式中，所述功能性涂層108是一種厚度約為600-2400的防陽(yáng)光涂層。
所述防護(hù)涂層110可為任意所需的材料，并具有任意所需的結(jié)構(gòu)，例如上述對(duì)于所述防護(hù)涂層17所述的那樣。本發(fā)明所述防護(hù)涂層110可以充足量形成，以提高例如明顯提高所述涂層疊層112的發(fā)射率超過(guò)單獨(dú)所述功能性涂層108的發(fā)射率。對(duì)于一種示例性整體制品來(lái)說(shuō)，所述防護(hù)涂層110具有的厚度可大于或等于1微米，例如在1-5微米范圍內(nèi)。在一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層110能夠提高所述涂層疊層112發(fā)射率至少兩倍于單獨(dú)所述功能性涂層108發(fā)射率(即如果所述功能性涂層108的發(fā)射率為0.05，則所述防護(hù)層110的添加可提高所得到涂層疊層112發(fā)射率到至少0.1)。在另一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層110提高所述發(fā)射率至少5倍，如10倍或更多倍。在又一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層110提高所述涂層疊層112到0.5或更大，例如大于0.6，例如在約0.5-0.8范圍之內(nèi)。
提高所述涂層疊層112的發(fā)射率，可保持所述功能性涂層108的太陽(yáng)能反射(例如，在700-2100nm范圍內(nèi)電磁能的反射)，但是會(huì)降低所述功能性涂層108的熱能反射能力(例如，在5000-25000nm范圍內(nèi)電磁能的反射)。通過(guò)形成所述防護(hù)涂層110來(lái)提高所述功能性涂層108的發(fā)射率，也能改善所述涂敷基材在加工過(guò)程中的加熱和冷卻性能，如上述在討論所述層壓制品時(shí)所述。所述防護(hù)涂層110可保護(hù)所述功能性涂層108在操作、貯存、運(yùn)輸、和加工過(guò)程中免受機(jī)械和化學(xué)侵襲。
所述防護(hù)涂層110可具有與該防護(hù)涂層層壓于其上的層102相同或?qū)嵸|(zhì)相同的折射指數(shù)。例如，如果層102是具有折射指數(shù)為1.5的玻璃，則所述防護(hù)涂層110可具有低于2的折射指數(shù)，如1.3-1.8，如1.4-1.8，例如1.5±0.2。另外或替代地，所述防護(hù)涂層110可具有與所述聚合物層113折射率實(shí)質(zhì)相同的折射率。
所述防護(hù)涂層110可為任意所需的厚度。在一種示例性整體制品實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層110具有1微米或更大的厚度，以減少或防止所述制品100外觀的顏色變化。所述防護(hù)涂層110可具有小于5微米的厚度，如在1-3微米范圍內(nèi)。在一種實(shí)施方式中，為了能用作汽車透明體，所述防護(hù)涂層110可以厚到足以在通過(guò)常規(guī)ANSI/SAE 26.1-1996測(cè)試時(shí)在高于1000轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)有小于2％的光澤損失。所述防護(hù)涂層110在所述功能性涂層108表面上不必要具有均勻的厚度，它可具有高和低的點(diǎn)或面。
所述防護(hù)涂層110可以是含有一種或多種金屬氧化物材料(如上所述那些材料)的單一層。一種替代方案是，所述防護(hù)涂層110可為具有兩個(gè)或多個(gè)涂層的多層涂層，如上所述。每個(gè)涂層可含有一種或多種金屬氧化物材料。例如，在一種實(shí)施方式中，所述防護(hù)涂層110可包括含氧化鋁的第一層和含氧化硅的第二層。每一單個(gè)涂層可具有任意所需的厚度，如上所述。
帶有所述涂層疊層112的基材可以以任意理想的方法進(jìn)行加熱和/或成形，例如上述對(duì)于加熱所述層壓制品的涂敷坯料所述的方法。
所述可選聚合物層113可包括一種或多種聚合物成分，如上述對(duì)聚合物層18所述的那些成分。所述聚合物層113可為任意所需的厚度。在一種非限制性實(shí)施方式中，所述聚合物層113的厚度可大于100，如大于500，如大于1000，如大于1mm，如大于10mm，例如在100-10mm的范圍之內(nèi)。所述聚合物層113可為永久層(即不打算被除去)或可為臨時(shí)層。至于“臨時(shí)層”是表示可被除去的層，例如(但不限于)在隨后加工步驟中通過(guò)燃燒或溶劑洗滌將其除去。所述聚合物層113可采用任意常規(guī)方法制成。
所述整體制品100特別適合用作汽車透明體。本文所用術(shù)語(yǔ)“汽車透明體”是指汽車側(cè)窗、后窗、月光篷頂、遮陽(yáng)篷頂?shù)?。所述“透明體”可具有任意所需量的可見(jiàn)光透射，例如0-100％。對(duì)于視覺(jué)區(qū)域，可見(jiàn)光透射優(yōu)選大于70％。對(duì)于非視覺(jué)區(qū)域，可見(jiàn)光透射可低于70％。
如果僅帶有所述功能性涂層108的所述層102用作汽車透明體，如側(cè)窗，則低發(fā)射率的功能性涂層108會(huì)減少進(jìn)入汽車的太陽(yáng)能，但也會(huì)促進(jìn)溫室效應(yīng)截留熱能在所述汽車之中。本發(fā)明所述防護(hù)涂層110通過(guò)提供涂層疊層112解決了這個(gè)問(wèn)題，在所述涂層疊層112的一側(cè)具有低發(fā)射率功能性涂層108(例如發(fā)射率為0.1或更小)，在其另一側(cè)具有高發(fā)射率防護(hù)涂層110(例如發(fā)射率為0.5或更大)。所述功能性涂層108中的反射陽(yáng)光金屬層，可減少進(jìn)入到所述汽車內(nèi)部的太陽(yáng)能，而高發(fā)射率防護(hù)涂層110會(huì)減少溫室效應(yīng)并能允許汽車內(nèi)的熱能被除去。另外，層110(或?qū)?7)可吸收陽(yáng)光在UV、IR、和/或電磁光譜的可見(jiàn)區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)。
就圖3來(lái)說(shuō)，所述制品100可放置在一個(gè)汽車中，使所述防護(hù)涂層110面對(duì)所述汽車的第一側(cè)114，所述層102面對(duì)所述汽車的第二側(cè)116。如果第一側(cè)114面對(duì)所述運(yùn)載工具的外部，則由于在所述功能性涂層108中存在著所述反射層，所述涂層疊層112將會(huì)反射太陽(yáng)能。但是，由于所述涂層疊層112具有高發(fā)射率例如大于0.5，所以，至少部分熱能將被吸收。所述涂層疊層112的發(fā)射率越高，則將被吸收的熱能越多。所述防護(hù)涂層110，除了能為所述涂層疊層112提供提高的發(fā)射率，還能保護(hù)所述較低耐久性功能性涂層108免受機(jī)械和化學(xué)損壞。所述可選聚合物層113也可提供機(jī)械和/或化學(xué)耐久性。
一種替代方案是，如果第一側(cè)114面對(duì)所述汽車的內(nèi)部，由于所述功能性涂層108中的所述金屬層，則所述制品100仍能提供太陽(yáng)能反射。但是，所述防護(hù)涂層110的存在通過(guò)吸收熱能會(huì)減少熱能反射，以防止所述熱能加熱汽車內(nèi)部而提高其溫度并減少所述溫室效應(yīng)。來(lái)自所述汽車內(nèi)部的熱能被所述防護(hù)涂層110吸收，不會(huì)被反射回到所述汽車的內(nèi)部。
雖然特別適合用于汽車透明體，但是，本發(fā)明所述涂層疊層不應(yīng)該理解為僅限于汽車應(yīng)用。例如，所述涂層疊層可被結(jié)合到常規(guī)絕緣玻璃(IG)元件，例如，可提供到形成所述IG元件的其中玻璃薄板的表面之上，內(nèi)表面或外表面之上。如果是在氣室(air space)的內(nèi)表面上，則所述涂層疊層將不必象其在外表面上那樣具有機(jī)械和/或化學(xué)耐久性。另外，所述涂層疊層可用于合時(shí)可調(diào)的窗，例如公開在US4081934之中。如果是在所述窗的外表面上，則所述防護(hù)涂層應(yīng)當(dāng)是足夠的厚，以保護(hù)所述功能性涂層免受機(jī)械和/或化學(xué)損壞。本發(fā)明也可用作整體窗。
下述實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作例證性說(shuō)明，但是，它們不能理解為是限制本發(fā)明到它們的具體細(xì)節(jié)。在下述實(shí)例中以及整個(gè)說(shuō)明書中的所有份數(shù)和百分比，都是以重量計(jì)，除非另有規(guī)定。
實(shí)施例1制備多個(gè)帶有本發(fā)明不同的防護(hù)涂層的功能性涂層樣品，并測(cè)試其耐久性、泰伯磨耗后產(chǎn)生的散射光線濁度、和發(fā)射率。所述功能性涂層對(duì)于機(jī)械或光學(xué)性能不是最優(yōu)化的，僅是用來(lái)例證性說(shuō)明具有本發(fā)明防護(hù)涂層的功能性涂敷基材的相關(guān)性能例如耐久性、發(fā)射率、和/或濁度。制備這類功能性涂層的方法，例如(但不限于)公開在US4898789和US6010602之中。
采用結(jié)合有本發(fā)明特征并具有300-1.5微米厚度的氧化鋁防護(hù)涂層，通過(guò)外涂敷如下所述不同功能性涂層(到常用的鈉鈣透明玻璃上)，制備測(cè)試樣品。用于所述測(cè)試中的功能性涂層具有高的陽(yáng)光紅外線反射和特有的低發(fā)射率，且由多層干涉薄膜組成(它是采用磁控管濺射真空沉積(MSVD)方法通過(guò)沉積交替的錫酸鋅層和銀層而獲得)。對(duì)于下述討論的樣品，在所述功能性涂層中通常存在著兩個(gè)銀層和三個(gè)錫酸鋅層。鈦金屬底漆層也用于所述功能性涂層之中，位于所述銀層之上，用來(lái)防止所述銀層在MSVD沉積氧化物錫酸鋅過(guò)程中受氧化，和用來(lái)經(jīng)受加熱以彎曲所述玻璃基材。用于下述實(shí)施例中的兩種功能性涂層主要區(qū)別在于所述多層涂層的最外薄層，其中之一為金屬Ti，而另外一個(gè)是氧化物TiO2。所述Ti或TiO2外層的厚度是在10-100范圍之內(nèi)。同等適用但沒(méi)有制備的備選實(shí)施例是沒(méi)有Ti或TiO2外層或不同金屬或氧化物外層的功能性涂層。用于具有所述薄Ti外層實(shí)施例的所述功能性涂層，在加熱后具有藍(lán)色反射顏色，而具有所述TiO2外層的則在加熱后具有綠色反射顏色。功能性涂層在加熱后的得到的其它的反射顏色(它們可采用本發(fā)明的防護(hù)涂層得到保護(hù))，可通過(guò)改變?cè)谒龉δ苄酝繉又袉为?dú)的銀層和錫酸鋅層的厚度而實(shí)現(xiàn)。
下述實(shí)施例的薄或厚的氧化鋁防護(hù)涂層，可在Airco ILS 1600(尤其是被改進(jìn)成為所述三個(gè)靶中的二個(gè)提供動(dòng)力)采用中等頻率、雙極、脈沖雙磁控管反應(yīng)濺射Al而進(jìn)行沉積。電力是由Advanced Energy(AE)PinnacleDual DC電源和Astral開關(guān)附件提供，它可轉(zhuǎn)化所述DC電源為雙極、脈沖電源。帶有功能性涂層的玻璃基材，被引入到具有氧反應(yīng)性的氧/氬氣氛的Airco ILS 1600 MSVD涂布機(jī)之中。兩個(gè)鋁陰極濺射不同的時(shí)間，以便在所述功能性涂層上獲得不同厚度的氧化鋁涂層。
制備三個(gè)樣品試樣(樣品A-C)并按如下所述對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)樣品A-厚2mm的4英寸×4英寸(10cm×10cm)透明浮法玻璃塊，可購(gòu)自PPG Industries，Inc.of Pittsburgh，Pennsylvania.
樣品B-厚2mm的4英寸×4英寸(10cm×10cm)透明玻璃試樣塊(具有大約1600厚的實(shí)驗(yàn)低發(fā)射率功能性涂層，帶有綠色反射顏色，由MSVD(如上所述)制得)，沒(méi)有防護(hù)的氧化鋁防護(hù)涂層用作對(duì)比樣品。
樣品C-厚2mm的4英寸×4英寸(10cm×10cm)玻璃試樣塊(具有大約1600厚的實(shí)驗(yàn)低發(fā)射率功能性涂層，帶有藍(lán)色反射顏色，由MSVD制得，但進(jìn)一步帶具有1.53微米厚的本發(fā)明氧化鋁(Al2O3)防護(hù)涂層沉積在所述功能性涂層之上。
復(fù)制的樣品A-C接著按照標(biāo)準(zhǔn)泰伯磨耗試驗(yàn)(ANSI/SAE 26.1-1996)對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，所得結(jié)果如表4所示。通過(guò)使用數(shù)字化圖形分析軟件，根據(jù)在1平方微米面積內(nèi)所有擦傷的總擦傷長(zhǎng)度的顯微測(cè)量，確定在給定次數(shù)的泰伯試驗(yàn)之后的擦傷密度(SD)。樣品C(保護(hù)涂敷的)試塊表現(xiàn)出較樣品B(功能性涂敷的)試塊具有更低的擦傷密度。樣品C試塊具有與樣品A的未涂敷玻璃試塊約相同的耐久性。所述泰伯結(jié)果是針對(duì)所述“沉積的”防護(hù)涂層得到的，意味著涂敷玻璃試塊在MSVD沉積所述防護(hù)涂層之后沒(méi)有進(jìn)行后加熱。可以預(yù)期，由于加熱的涂層疊層具有提高的密度，在加熱所述涂敷基材時(shí)，所述擦傷密度結(jié)果將會(huì)改善(即對(duì)于少數(shù)泰伯試驗(yàn)次數(shù)的擦傷密度應(yīng)該降低)。例如，涂敷基材可從室溫被加熱到640-704℃范圍內(nèi)的最大溫度，并可在約10-30分鐘時(shí)間內(nèi)被冷卻。
圖5所示為如上所述同樣的樣品A和C的平均散射光線濁度相對(duì)泰伯試驗(yàn)次數(shù)(按照ANSI/SAE 26.1-1996)的曲線圖。樣品A是未涂敷玻璃，用作對(duì)照。結(jié)果表明，樣品C在1000次后產(chǎn)生的濁度接近2％，它是ANSI對(duì)于汽車窗用玻璃安全規(guī)定的可接受的最小值。所述防護(hù)涂層耐久性可望有適度改善，在1000次泰伯試驗(yàn)之后得到小于2％薄霧，超出了對(duì)于汽車窗用玻璃的ANSI安全規(guī)定。
圖6所示為在不同MSVD法真空壓力下沉積在兩種不同功能性涂層上的本發(fā)明防護(hù)外涂層效果。圖6所示樣品是厚度為2mm且其上沉積有下述涂層的透明浮法玻璃的試塊樣品D-對(duì)照樣品；標(biāo)定1600厚的藍(lán)色反射功能性涂層，沒(méi)有防護(hù)涂層。
樣品E-對(duì)照樣品；標(biāo)定1600厚的綠色反射功能性涂層，沒(méi)有防護(hù)涂層。
樣品F(HP)-樣品D的功能性涂層+氧化鋁防護(hù)涂層(如上所述，在8微米的氧和氬的MSVD法真空壓力下濺射沉積)。
樣品F(LP)-樣品D的功能性涂層+氧化鋁防護(hù)涂層(如上所述，在4微米的氧和氬的MSVD法真空壓力下濺射沉積)。
樣品G(HP)-樣品E的功能性涂層+氧化鋁防護(hù)涂層(如上所述，在8微米的氧和氬的MSVD法真空壓力下濺射沉積)。
樣品G(LP)-樣品E的功能性涂層+氧化鋁防護(hù)涂層(如上所述，在4微米的氧和氬的MSVD法真空壓力下濺射沉積)。
如圖6所示，隨著防護(hù)涂層厚度的提高，涂層疊層的發(fā)射率也提高。在防護(hù)涂層厚度約為1.5微米時(shí)，所述涂層疊層具有大于約0.5的發(fā)射率。
圖7所示為上述樣品F(HP)、F(LP)、G(HP)和G(LP)在10次泰伯磨耗后的擦傷密度測(cè)量的結(jié)果。沒(méi)有防護(hù)涂層的對(duì)照功能性樣品D和E，具有的初始擦傷密度水平約為45-50mm-1。如圖7所示，應(yīng)用本發(fā)明的防護(hù)涂層(即使是以小于約800的水平)，能夠改善所得到的涂層疊層的耐久性。
圖8所示為下述具有300、500和700厚的氧化鋁防護(hù)涂層的藍(lán)色或綠色反射功能性涂層樣品在10次泰伯磨耗后的擦傷密度測(cè)量的結(jié)果樣品H-樣品D的功能性涂層+氧化鋁防護(hù)涂層(如上所述采用MSVD法濺射沉積)。
樣品I-樣品E的功能性涂層+氧化鋁防護(hù)涂層(如上所述MSVD法濺射沉積)。
由圖8的右側(cè)可以看出，加熱本發(fā)明的涂層疊層，可改善所述涂層疊層的耐久性。圖8右側(cè)的涂層通過(guò)插入在1300°F烘箱中而被加熱3分鐘，接著取出并放入到400°F烘箱中持續(xù)5分鐘，之后，取出所述涂敷樣品，并在環(huán)境條件下使之冷卻。
實(shí)施例2此實(shí)施例例證性說(shuō)明本發(fā)明防護(hù)涂層對(duì)于涂敷基材在加熱時(shí)的可見(jiàn)光線透射率的影響。
制備一個(gè)玻璃塊(樣品J)，它具有常規(guī)的紅外線反射防陽(yáng)光涂層但沒(méi)有本發(fā)明的防護(hù)涂層，制備另一個(gè)玻璃塊(樣品K)，它具有相同的紅外線反射防陽(yáng)光涂層并具有本發(fā)明的防護(hù)涂層。在此實(shí)施例中的防護(hù)涂層是一種氧化硅和氧化鋁的混合物(70wt％氧化鋁和30wt％氧化硅，厚度為600-700)。這兩個(gè)樣品在常規(guī)烘箱進(jìn)行加熱，在不同的加熱百分?jǐn)?shù)時(shí)測(cè)量這兩個(gè)樣品的可見(jiàn)光透射率(Lta)。圖9中的“加熱百分?jǐn)?shù)”數(shù)值表示基于參比值(0％)的加熱基材的熱量累積(budget)。至于“熱量累積”是表示達(dá)到的最高溫度和加熱的總時(shí)間。該加熱百分?jǐn)?shù)越高，則該樣品被加熱得越熱。由圖9曲線B可以看出，當(dāng)非防護(hù)涂敷樣品J加熱到高于該參比值時(shí)，其可見(jiàn)光透射率降低，且在約20％的加熱百分?jǐn)?shù)時(shí)下降到低于75％。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，低于約75％的可見(jiàn)光透射率對(duì)于大多數(shù)擋風(fēng)玻璃應(yīng)用來(lái)說(shuō)是不期望的。但是，由圖9還可以看出，在相同加熱條件下，所述防護(hù)涂敷樣品K即使在40加熱百分?jǐn)?shù)時(shí)(曲線A)仍能保持可見(jiàn)光透射在75％之上。因此，本發(fā)明的防護(hù)涂層能允許功能性涂敷基材被加熱到更高溫度和/或持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間，而不會(huì)對(duì)可見(jiàn)光透射率有不利的影響。這個(gè)特征對(duì)于如深度下垂(sag)彎曲之類操作或相似操作(其中要求長(zhǎng)時(shí)間的加熱)將是有利的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠容易地理解，在不背離前述說(shuō)明書所公開的概念時(shí)，可以對(duì)本發(fā)明作改進(jìn)。例如，雖然在在層壓制品的優(yōu)選實(shí)施方式中，僅有一層包括功能性涂層，但是，可以理解，本發(fā)明對(duì)于兩層都具有功能性涂層或一層具有功能性涂層而另一層具有非功能性涂層如光催化涂層的情形，也可實(shí)施。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，如果需要的話，對(duì)不同基材材料和/或厚度，上述的優(yōu)選操作參數(shù)可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，本文所述的特定實(shí)施方式，僅是例證說(shuō)明性的，而不是用來(lái)限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明范圍將由隨后權(quán)利要求書的全部范圍和其任意和全部等價(jià)范圍給出。
權(quán)利要求
1.一種制品，包括基材；沉積在所述基材至少一部分之上的功能性涂層；和沉積在所述功能性涂層至少一部分之上的防護(hù)涂層，其中，所述功能性涂層和所述防護(hù)涂層限定了一個(gè)涂層疊層，其中，所述防護(hù)涂層為所述涂層疊層提供了較單獨(dú)所述功能性涂層發(fā)射率更高的發(fā)射率，其中，所述防護(hù)涂層的厚度在大于100到小于或等于10微米范圍之內(nèi)，所述防護(hù)涂層的折射率在1.4-2范圍之內(nèi)，和其中，所述防護(hù)涂層包括形成在所述功能性涂層至少一部分之上的第一層和形成在所述第一層至少一部分之上的第二層，其中第一層含有50-100wt％氧化鋁和50-0wt％氧化硅，第二層含有50-100wt％氧化硅和50-0wt％氧化鋁。
2.權(quán)利要求1所述制品，其中，所述制品是機(jī)動(dòng)汽車透明體。
3.權(quán)利要求1所述制品，其中，第一層含有70-100wt％氧化鋁和30-0wt％氧化硅。
4.權(quán)利要求1所述制品，其中，第一層的厚度在50到1微米范圍之內(nèi)。
5.權(quán)利要求1所述制品，其中，第一層的厚度在100-250范圍之內(nèi)。
6.權(quán)利要求1所述制品，其中，第二層含有70-100wt％氧化硅和30-0wt％氧化鋁。
7.權(quán)利要求1所述制品，其中，第二層的厚度在50-2000范圍之內(nèi)。
8.權(quán)利要求1所述制品，其中，第二層的厚度在300-500范圍之內(nèi)。
9.一種整體透明體，包括玻璃基材；沉積在所述玻璃基材至少一部分之上的功能性涂層；和沉積在所述功能性涂層至少一部分之上的防護(hù)涂層，以形成涂層疊層，所述防護(hù)涂層含有氧化鋁且其厚度是在1-10微米范圍之內(nèi)，和其中，所述防護(hù)涂層包括形成在所述功能性涂層至少一部分之上的第一層和形成在所述第一層至少一部分之上的第二層，其中第一層含有50-100wt％氧化鋁和50-0wt％氧化硅，第二層含有50-100wt％氧化硅和50-0wt％氧化鋁。
10.一種制品，包括基材；沉積在所述基材至少一部分之上的至少一種陽(yáng)光紅外線反射介電功能性涂層；和沉積在所述功能性涂層至少一部分之上的防護(hù)涂層，其中，所述防護(hù)涂層的厚度在大于100到小于10微米范圍之內(nèi)，且其折射率在1.4-1.8范圍之內(nèi)，和其中，所述防護(hù)涂層包括形成在所述功能性涂層至少一部分之上的第一層和形成在所述第一層至少一部分之上的第二層，其中第一層含有50-100wt％氧化鋁和50-0wt％氧化硅，第二層含有50-100wt％氧化硅和50-0wt％氧化鋁。
11.一種交流電源和陰極靶系統(tǒng)，包括含有5-100wt％鋁和0-95wt％硅的陰極靶。
12.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述鋁在20-80wt％范圍之內(nèi)，所述硅在20-80wt％范圍之內(nèi)。
13.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述鋁在20-70wt％范圍之內(nèi)，所述硅在30-80wt％范圍之內(nèi)。
14.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述鋁在50-80wt％范圍之內(nèi)，所述硅在20-50wt％范圍之內(nèi)。
15.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述鋁在60-70wt％范圍之內(nèi)，所述硅在30-40wt％范圍之內(nèi)。
16.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述鋁在35-100wt％范圍之內(nèi)，所述硅在0-65wt％范圍之內(nèi)。
17.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述鋁和硅選自它們的混合物或合金。
18.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述靶還包括至少一種摻雜劑，選自鉻、鉿、釔、鎳、硼、磷、鈦、鋯、鉭、鈮、和它們的混合物或結(jié)合物。
19.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，陰極是圓柱形磁控管靶。
20.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述陰極是圓柱形磁控管型靶。
21.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述陰極是平板陰極。
22.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述陰極是雙平板陰極。
23.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，還包括等離子體發(fā)射光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)。
24.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述交流電源包括電壓反饋控制回路。
25.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述靶被構(gòu)造用于功率范圍在50-500千瓦內(nèi)。
26.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述靶被構(gòu)造用于頻率范圍在10-100kHz內(nèi)。
27.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述靶被構(gòu)造用于頻率范圍在30-70kHz內(nèi)。
28.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，還包括至少一種氣體，它選自氬、氧、氮、一氧化二氮、和它們的混合物或結(jié)合物。
29.權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，還包括氬氣和至少一種選自氧、氖、氦、一氧化二氮、臭氧、和它們的混合物或結(jié)合物的其它氣體。
30.一種等離子體噴涂靶，含有5-100wt％鋁和0-95wt％硅。
31.權(quán)利要求30所述等離子體噴涂靶，其中，所述鋁在35-100wt％范圍之內(nèi)，所述硅在0-65wt％范圍之內(nèi)。
32.權(quán)利要求30所述等離子體噴涂靶，其中，所述鋁在40-90wt％范圍之內(nèi)，所述硅在10-60wt％范圍之內(nèi)。
33.權(quán)利要求30所述等離子體噴涂靶，所述鋁在50-80wt％范圍之內(nèi)，所述硅在20-50wt％范圍之內(nèi)。
34.權(quán)利要求30所述等離子體噴涂靶，其中，所述鋁在60-70wt％范圍之內(nèi)，所述硅在30-40wt％范圍之內(nèi)。
35.權(quán)利要求30所述等離子體噴涂靶，其中，所述鋁和硅是選自它們的混合物或合金。
36.權(quán)利要求30所述等離子體噴涂靶，其中，所述靶還含有至少一種摻雜劑，選自鉻、鉿、釔、鎳、硼、磷、鈦、鋯、鉭、鈮和它們的混合物或結(jié)合物。
全文摘要
一種制品包括基材；沉積在所述基材之上的功能性涂層；和沉積在所述功能性涂層之上的防護(hù)涂層。所述功能性涂層和所述防護(hù)涂層限定了一個(gè)涂層疊層。所述防護(hù)涂層為所述涂層疊層提供了較單獨(dú)所述功能性涂層發(fā)射率更高的發(fā)射率。所述防護(hù)涂層的厚度在大于100到小于或等于10微米范圍之內(nèi)，所述防護(hù)涂層的折射率在1.4－2范圍之內(nèi)。所述防護(hù)涂層包括形成在所述功能性涂層之上的第一層和形成在所述第一層之上的第二層。第一層含有50－100wt％氧化鋁和50－0wt％氧化硅，第二層含有50－100wt％氧化硅和50－0wt％氧化鋁。一種交流電源和陰極靶系統(tǒng)包括一種含有5－100wt％鋁和0－95wt％硅的陰極靶。
文檔編號(hào)B32B17/10GK1656036SQ03811934
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2003年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月25日
發(fā)明者H·布海, J·J·芬雷, J·J·瑟爾, J·P·勒翰 申請(qǐng)人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司