用于温室的纹理化玻璃的制作方法

本发明涉及具有高透明性并散射性的玻璃板，特别地用于园艺温室的窗玻璃的领域。目前，在表面非纹理化的平面玻璃主要用于园艺温室的应用。近几年来，已经出现了其纹理通过轧制获得的纹理化玻璃板用于这种应用中。这些纹理化玻璃使光线散射，这对园艺生产具有积极的影响。这是因为散射效果避免了在植物上的热点，并且允许使光更好地穿过温室的所有区域，并且允许获得更均匀的照亮。另一方面，与相同的非纹理化玻璃相比，这些玻璃具有更低的透射率，这对园艺生产具有负面影响。对于这些玻璃板所希望的高透射率是称为“半球形透射”(tlh，有时也称为them)的透射，即多个入射角上平均化透射。对于每个入射角度，无论哪个射出角度，测量穿过该玻璃板的所有光强度。用于温室的玻璃板优选具有高的tlh和高的雾度(由雾度值确定，称为“h”)。雾度是散射透射率与玻璃板总透射率之比。半球形透射是这种类型玻璃板的基本特征，并且通常不希望的是玻璃板因为它的散射纹理导致损失超过tlh的5％，优选不超过3％，相对于相同种类和相同单位面积重量的平面非纹理玻璃。tlh的提高或损失1％已经是非常明显的。对于雾度，显著的变化更确切地说为10％的数量级。光伏玻璃板，如由圣戈班以albarino-s和albarino-t品牌销售的那些，几乎使得可以获得这种性能。然而，对于albarino-s而言，h是高的，但tlh相对于同样种类的平面玻璃而言已经恶化，对于albarino-t，tlh仍然保持在接近于相同种类的光滑玻璃的水平，但是h太低了。因此，即使它们相对于非纹理化玻璃板来说具有一定程度的改进，这些玻璃板不是理想的。wo03046617教导了用金字塔状体进行纹理化的用于光伏用途的板。由圣戈班出售的albarino-p具有这种结构。其金字塔状体的面具有接近45°的斜率，但是由于在实践中无意地产生的圆形部分，这种玻璃板的纹理实际上具有相对于玻璃板的整体平面为大约30°的平均斜率。虽然这样的纹理产生高的h，但是另一方面tlh是不够的。相对于已知的纹理化玻璃板，本发明提供了这两个性质tlh和h的更好折中。wo2015/032618教导了一种纹理化玻璃片材，其包括被提供有第一纹理的第一面和被提供有第二纹理的第二面，以及包括这种玻璃片材和至少一个设置在该玻璃片材下方的旨在使用太阳辐射的元件的组件。本发明首先涉及一种透明片材，该透明片材在其主面的第一个主面上包含浮雕状纹理，使得如果n是包含该纹理的材料的折射指数，pm是纹理化面的以度为单位的平均斜率，y(q)是具有大于q/(n-1)的以度为单位的斜率的纹理化表面的百分比，这时关于y(q)存在两个累积条件：y(q)>3%+f(q)%.pm.(n-1)和y(q)>10%其中f(q)=24-(3.q)并且q=2或3。优选地，y(q)>5%+f(q)%.pm.(n-1)。更优选地y(q)>10%+f(q)%.pm.(n-1)。优选地f(q)=27-(3.q)，甚至f(q)=30-(3.q).特别地，以下八种组合之一是特别合适的：-y(q)>5%+f(q)%.pm.(n-1)，其中f(q)=27-(3.q)并且q=2；或-y(q)>5%+f(q)%.pm.(n-1)，其中f(q)=27-(3.q)并且q=3；或-y(q)>5%+f(q)%.pm.(n-1)，其中f(q)=30-(3.q)并且q=2；或-y(q)>5%+f(q)%.pm.(n-1)，其中f(q)=30-(3.q)并且q=3；或-y(q)>10%+f(q)%.pm.(n-1)，其中f(q)=27-(3.q)并且q=2；或-y(q)>10%+f(q)%.pm.(n-1)，其中f(q)=27-(3.q)并且q=3；或-y(q)>10%+f(q)%.pm.(n-1)，其中f(q)=30-(3.q)并且q=2；或-y(q)>10%+f(q)%.pm.(n-1)，其中f(q)=30-(3.q)并且q=3。在本专利申请的框架内，特别是在实施例中，tlh和雾度根据在“proc.7thisonlightinhorticulturalsystems,eds:s.hemmingande.heuvelink,actahort.,956,ishs,2012”中描述的方法进行测量。在该文件中，提到在1.5°测量的雾度。然而，在透明材料的领域中，雾度通常在2.5°测量。标准在园艺温室的领域中尚未完全进行确认，尽管1.5°的雾度现今是最广泛使用的。根据本发明，引入f(q)以考虑这两种测量雾度的方式。为了使在1.5°的雾度最大化，同时保持与tlh的非常好的折中，取q=2，而为了使在2.5°的雾度最大化，同时保持与tlh非常好的折中，取q=3。根据本发明，使用具有包含相对较少的具有非常低的斜率的区域和较少的具有高斜率的区域的斜率分布的玻璃板，并且该玻璃板的斜率的分布接近于以°计的q/(n-1)，其中q=2或3，即对于指数为1.5的玻璃，对于q=2时，接近于4°，对于q=3时，接近于6°。凭借这种几何形状，获得了更好的tlh和h值的组合。浮雕状纹理可以在有机或无机玻璃类型的材料中产生。特别地，它可以是包含至少40重量％的sio2的无机玻璃。包含纹理的材料的折射指数通常在587nm处为1.4至1.65。该片材在光合作用的光谱范围(400-700nm)中是较少吸收的，并且对于在片材中包含的任何材料都是同样的。根据本发明的片材在该光谱范围内的吸收小于2％，优选小于1％，甚至小于0.5％。通过测量法线入射的透射率和反射率并通过关系式吸收率(％)=100％-透射率(％)-反射率(％)获得吸收率。透射率和反射率的测量(整体的并借助于积分球进行测量)使用分光光度计进行，并对应于400-700nm范围波长的透射率和反射率值的的平均值。片材表面的点的斜率对应于在该点的切平面与片材的整体平面之间形成的角度。点的斜率的测量是从该点附近处的并相对于片材的整体平面的高度变化的测量来进行。本领域技术人员知道能够进行这些高度测量的装置。表面平均斜率pm的测量是从测量分布在20μm周期的正方形网格上的点处的斜率开始进行确定的。然后计算所有这些点的斜率的平均值。优选地，纹理包含相对大的图案，因为这使得可以更好地控制通过轧制实际产生的斜率。这是因为，当图案的周期小于1mm时，通过轧制获得具有受控斜率的纹理(特别是在无机玻璃中)实际上是非常困难的。轧制工艺必然产生不期望的圆形部分，并且当基部图案尺寸很小时，这些具有不受控制的斜率的圆形部分占据更多的表面。通过放大图案，相同的圆形部分占据图案总周期的较小部分，因此具有较小影响。为了通过轧制获得接近于期望纹理的纹理，优选地产生其尺寸为至少1mm，优选至少1.5mm，甚至优选至少2mm，甚至优选至少2.5mm的图案(术语“尺寸”被理解为包含图案的最小圆的直径)。优选地，图案具有至多为8mm的尺寸。优选地，图案是邻接的。提醒的是，表面的轮廓(即，根据沿着直线段)的rsm(平均周期或平均步长)由以下关系式进行定义：其中si是两个上升穿过零(中线)的交点之间的距离，n+1是在所考虑的轮廓中的上升穿过零的通过数。该参数rsm代表在峰之间的距离，即与片材的整体平面平行的纹理的步长。rsm值在使用为25μm和8mm的截止(或基底长度，英文为“cut-off”)的高斯滤波器之后给出(抑制小于25μm和大于8mm的周期)。rsm的测量在至少40mm的距离上进行。对于纹理化表面的任何点，围绕所述点的rsm对应于从所考虑的点开始以星形式离开的10个轮廓的rsm值的算术平均值。对于在点周围的rsm的计算，将大于或等于40mm的值去除。这避免考虑在特定纹理的某些导线(lignesdirectrices)中的轮廓，例如平行棱柱或排成直线的金字塔状体之间的直线的那些(无限或不可计算的rsm值)。也通过计算点周围的rsm值的算术平均值来定义纹理化表面的平均rsm，这些点在步长为5cm的正方形网格上进行选择。优选地，纹理化表面的平均rsm在从1mm到8mm的范围内，优选地在从1.5mm到8mm的范围内，甚至在从2mm到8mm的范围内甚至在从2.5毫米到8毫米的范围内。更优选地，在纹理化表面处的任何点周围的rsm在从1mm到8mm的范围内，优选地在从1.5到8mm的范围内，甚至在从2mm到8mm的范围内，甚至在从2.5毫米到8毫米范围内。在无机玻璃上通过热轧(通常在800至1300℃的温度范围内)产生的斜率在成型期间略微减小。因此，如果在玻璃片材的水平面上获得值pm的平均斜率，优选使用雕刻辊，其图案的平均斜率为至少pm+0.5°，甚至至少为pm+1°。纹理的图案越大(平均rsm越高)，实际印刷的纹理越接近辊的纹理，并且较少需要对辊的图案引入校正。因此，对于1至1.5mm的平均rsm，辊的纹理的平均斜率可以相对于所需纹理的平均斜率增大0.5°至10°。对于1.5至2mm的平均rsm，辊的纹理的平均斜率可以相对于所需纹理的平均斜率增大0.5°至8°。对于2到2.5mm的平均rsm，辊的纹理的平均斜率可以相对于所需纹理的平均斜率增大0.5°至6°。对于大于2.5mm的平均rsm，辊的纹理的平均斜率可以相对于所需纹理的平均斜率增大0.5°至5°。纹理的图案可以是平行的线形图案，例如平行棱柱，或者可以是可在圆中内切的图案，例如圆锥体或金字塔状体。本发明可用作为玻璃板，其允许园艺温室的光通过，以及用于其它需要高tlh和高h的应用，例如阳台，接待大厅或公共空间。根据本发明，片材的两个主面可具有纹理。在这种情况下，如果两个面中的一个的纹理不是根据本发明的，则优选地，根据本发明的纹理是具有较大平均斜率的该两个面的纹理。具有较低平均斜率的面优选地使得pm'.2.(n'-1)小于3°，甚至小于2°，pm'和n'分别是材料(包含这种具有较低平均斜率的面的纹理)的平均斜率和折射指数。本发明还涉及一种具有大于pm'(n'-1)的pm.(n-1)的片材，pm和pm'分别表示第一主面和第二主面的平均斜率，n和n'是所述材料(包含分别为第一主面和第二主面的纹理)的折射指数。优选地，第二主面的纹理具有的平均斜率使得pm'.2.(n'-1)小于3°，甚至小于2°。优选地，如果y'(q)是具有大于q/(n'-1)的以度为单位的斜率的纹理化表面的百分比，则存在以下关系：y'(q)>3％+f(q)％.pm'(n'-1)其中f(q)=24-(3.q)并且同时对于y(q)和对于y'(q)，q具有值2，或者同时对于y(q)和对于y'(q)，q具有值3。特别地，片材的两个面可以是根据本发明的。可以在片材的一个或两个面上，特别是在纹理化表面上获得抗反射效果。这种抗反射效果可以通过化学侵蚀或任何其它合适的技术沉积一个层或形成堆叠体的多个层来获得。选择抗反射效果以在400-700nm波长处是有效的。抗反射涂层(抗反射层或具有抗反射效果的层堆叠体)通常具有在10至500nm范围内的厚度。片材可以由完全整体的材料制成。该片材还可以由整体材料制成，其中使抗反射层或具有抗反射效果的层堆叠体任选地粘附在其一个面上或其两个表面上。然而，纹理可以在包含该纹理的并且在片材中与第二材料结合的第一相对薄的材料中产生，该第二材料为组合该片材整体赋予刚度。合适的是，这种第一材料以允许产生浮雕状图案的最小厚度存在。优选地，这两种材料的折射指数差不超过0.2，更优选不超过0.1。当通过对在透明片材上，特别是由玻璃制成的片材上沉积的溶胶-凝胶层进行压花而产生纹理时，存在这种多种材料结合的情况。因此，纹理可以由添加到第二材料片材上的第一材料来产生。片材也可以包含两种以上的材料。优选地，在片材中并置的两种材料具有其差异不超过0.2，优选不超过0.1的折射指数。这种优选方案涉及均在离片材表面超过500nm处存在的两种材料在片材中的并置，片材的表面与环境空气接触。离片材表面大于500nm处存在的材料也可以存在于片材的表面，其厚度这时大于500nm。离表面超过500nm处的材料的存在是相对于遵循纹理的真实表面而不是相对于片材的整体平面正交地进行确定的。因此，这种关于折射指数差异的优选方案因此不涉及与环境空气接触的抗反射涂层(抗反射层或抗反射堆叠体)，该抗反射涂层通常由这样的材料(该材料的折射指数远离在其上沉积有该抗反射涂层材料的折射指数)制成，厚度小于500nm。抗反射层或抗反射堆叠体是薄涂层，其不改变在其上施加该薄涂层的浮雕状纹理。他们遵循表面浮雕。这就是为什么可以说与环境空气接触的抗反射表面涂层(层或堆叠体)不是包含根据本发明的纹理的材料。包含根据本发明的纹理的材料具有足够的厚度，以仅由它为表面赋予纹理。它可以用抗反射涂层(抗反射层或具有抗反射效果的堆叠体)覆盖，但是这种涂层遵循由包含纹理的材料产生的表面浮雕。因此，包含根据本发明的纹理的材料具有足够的厚度以构成包含在平行于片材的整体平面的两个平面之间的材料的90体积％以上，优选95体积％以上，该两个平面中之一通过与环境空气接触的纹理的最外部的点，其另一个通过与环境空气接触的纹理的最内部点。在实践中，在这种材料中，通过包括相同的反向浮雕的装置或通过化学侵蚀印刷该纹理。包含纹理的材料沿着与真实表面(其遵循表面纹理)相垂直的方向的厚度大于5μm，并且沿着与片材的整体平面垂直的方向的厚度大于5μm。如果根据本发明的纹理在其表面上不包括抗反射层或堆叠体，则包含根据本发明的纹理的材料与环境空气接触。如果根据本发明的纹理在其表面上包括抗反射层或堆叠体，则正是该层或堆叠体与环境空气接触。在整体材料中，特别是在由玻璃制成的整体材料中的纹理通常可以通过用至少一个纹理化辊的压花或轧制或通过酸侵蚀来产生。获得的纹理化玻璃片材可以用抗反射涂层覆盖。如果根据本发明的片材包括玻璃片材，其优选是热淬火玻璃片材。为此，并且对于其中必须施加抗反射涂层的情况，特别地可以如此进行：-用至少一个纹理化辊在玻璃的软化温度下轧制玻璃，得到纹理化玻璃片材；-冷却，然后-在所述纹理化片材的一个或两个面上施加抗反射涂层的一个或多个溶胶-凝胶前体层，然后-加热经涂覆的纹理化片材，然后进行热淬火的冷却；该加热同时用于使玻璃达到允许淬火冷却的温度，同时用于溶胶-凝胶涂层的固化。图1示出了根据实施例1的通过轧制获得的根据本发明的玻璃片材的纹理化面。主面的纹理包括具有不规则基部的凹陷的且邻接的金字塔状体。灰度反映了表面的点的深度，最暗的区域是最深的区域。在图1至图3的每个图中，最亮点是在相同的高度，最暗点是在相同的高度。图案的深度是与最亮点和最暗点之间的与该板的整体平面垂直的高度差。图2示出了根据实施例2的通过轧制获得的根据本发明的玻璃片材的纹理化面。主面的纹理包括具有不规则基部的凹陷且邻接的金字塔状体。金字塔状体小于图1的情况，使得非有意的圆形区域是更大的。这些圆形区域不可避免地不具有所需的斜率。图3示出了根据实施例3的通过轧制获得的根据本发明的玻璃片材的纹理化面。主面的纹理包括具有不规则基部的凹陷且邻接的金字塔状体。金字塔状体小于图1和图2的情况，使得非有意的圆形区域是更大的。这些圆形区域不可避免地不具有所需的斜率。图4显示了albarino-s片材的最强纹理化面：a)顶视图和b)侧视图。当然，在b)中图案不是按比例的。这里示出了图案是在表面均匀分布的凸起。通过图5，举例说明了金字塔状图案的尺寸变化(因此也就是rsm的变化)的影响。事实上，在a)和b)中的2个纹理具有在图案的顶点和凹陷处具有相同的曲率半径的相同圆形外廓。这是在实践中通过使用在其表面上具有金字塔状体(而在图案的顶部和凹陷处没有圆形外廓)的纹理化辊轧制玻璃而获得的。在a)中的更大尺寸的纹理具有更接近理想纹理的纹理，因为它包括更大的适当斜率的区域。标有“z”的区域具有适当斜率。图6示出了在q=2的情况下，本发明与现有技术如何通过直线y=x进行区别，其中x=3％+18％.pm(n-1)，因为f(q)=18％，对于q=2。该图中的点对应于表1的示例。本发明的范围位于该直线的上方并且在水平直线y=10％上方。图7示出了在q=3的情况下，本发明与现有技术如何通过直线y=x进行区别，其中x=3％+15％.pm(n-1)，因为f(q)=15％，对于q=3。该图中的点对应于表2的示例。本发明的范围位于该直线的上方并且在水平直线y=10％上方。图8示出了根据本发明的片材70的横截面。纹理和厚度不是按比例的。该片材70由通过在两个辊之间的轧制得到的硅钠钙无机玻璃制成，其一个辊是纹理化的。片材的上部面71具有根据本发明的具有并置金字塔状图案的纹理。将抗反射层72沉积在整体基材的纹理化面上。片材的第二个面73是平面的，没有特定的纹理。包含纹理的材料是材料70而不是层72的材料。图9示出了根据本发明的片材80的横截面。纹理和厚度不是按比例的。该片材80由通过在两个辊之间的轧制得到的硅钠钙无机玻璃制成，该两个辊是纹理化的。片材的上部面81具有按照本发明的具有并置金字塔状图案的纹理。片材的第二个面82具有并置金字塔状图案的纹理(根据或不是根据本发明)，在该第二个面82上的平均斜率低于在第一个面81上的平均斜率。该片是完全整体的。它的材料包含每个面的纹理。图10示出了根据本发明的片材90的横截面。纹理和厚度不是按比例的。由硅钠钙玻璃制成的基底片材91为该整体赋予刚性。该基底片材91是通过在两个纹理化辊之间进行热轧而得到的无机片材。因此，该基底片材91的两个面92和93进行纹理化。可以认为基底片材91是albarino-t片材。根据本发明的纹理94通过压花溶胶-凝胶层在基底片材91的面92上方产生。溶胶-凝胶材料95和基底片材91的材料具有相似的折射指数，其折射指数差不超过0.1。在这种情况下，包含根据本发明的纹理的材料是溶胶-凝胶材料95。在下面的实施例中，片材具有为4mm的厚度。使平均斜率改变并使斜率的%大于以度为单位的q/(n-1)，对于实施例1〜9，q等于2，对于实施例10〜17，等于3。结果分别列于表2和表3中。对于实施例1〜9，雾度值在1.5°进行测量，对于实施例10〜18，雾度值在2.5°进行测量。tlh的值对于相同种类的并具有相同单位面积重量的平面玻璃给出。因此，它是相对于平面玻璃的tlh的损失(％)，表示为δtlh。这是因为平面玻璃必然具有比由相同材料制成的纹理化玻璃更高的tlh值。希望的是，使δtlh是尽可能低的。实施例1〜9对于实施例1至4，通过轧制制备具有纹理化主面的玻璃片材，其纹理是如由rsm值反映的具有不同尺寸的具有不规则基底的凹陷金字塔状图案的重复。实施例5〜9的玻璃板是市售的并且是作为对比玻璃板。对于实施例1〜3得到的纹理是分别在图1至图3中所示的那些，深度是这些图中最亮点和最暗点之间的高度差。从图1到图3，观察到圆形区域(不完全对应于所期望的区域)的比例的增大。实施例4的纹理在俯视图中与图2的纹理相似，差异在于深度。实施例5至9对应于对以在下表的第一列中列出的品牌出售的纹理化玻璃进行测量的特征。对于所有实施例，使用的无机玻璃的折射指数为1.52。在表中，x表示3％+18％.pm(n-1)，因为对于q=2，f(q)=18％。实施例编号深度(µm)平均rsm(mm)pm(°)x(%)y(%)雾度(%在1.5°)δtlh(%)11743.6440.44100100%221001.83.838.556175%1.931001.34.948.97079%2.54801.8331.085060%1.55(albarino-s)-0.89.591.928085%56albarino-t)-0.8221.721520%17(albarino-p)-2.530283.89095%158(arenac)-549.84050%2.59(vetrasol)-659.164856%3表1。观察到，对于实施例5，雾度值是优良的，但tlh急剧降低。关于实施例6，雾度值是极低的。实施例7至9没有提供非常好的在性质方面的折中。实施例1至4在雾度和tlh性质方面提供了极好的折中。这对应于以下事实：对于这些实施例，y>x。实施例10〜17对于实施例10〜12，通过轧制得到具有纹理化主面的玻璃片材，其纹理是如由rsm值反映的具有不同尺寸的具有不规则基底的凹陷金字塔状图案的重复。实施例13至17的玻璃板是商业上可获得的并且是作为对比玻璃板。对于实施例10〜12获得的纹理分别在图1至3上所示，其深度是这些图中最亮点和最暗点之间的高度差。这些纹理与实施例1至3的纹理不同在于深度，在这里，深度被选择为更深的。实施例13至17对应于对以在下表2的第一列中列出的品牌出售的纹理化玻璃进行测量的特征。对于所有实施例，所用的无机玻璃的折射指数为1.52。在表2中，x代表3％+15％.pm(n-1)，因为对于q=3，f(q)=15％。实施例编号深度(µm)平均rsm(mm)pm(°)x(%)y(%)雾度(%在2.5°)δtlh(%)102603.6649.8100100%3111501.85.747.56170%2.9121501.37.460.77075%3.713(albarino-s)-0.89.577.16575%514albarino-t)-0.8218.6810%115(albarino-p)-2.530237.08892%1516(arenac)-542.02530%2.517(vetrasol)-649.83032%3表2。观察到，对于实施例13，雾度值是优良的，但是tlh急剧降低。关于实施例14，雾度值是极低的。实施例13至17没有提供非常好的在性质方面的折中。实施例10至12在雾度和tlh性质方面提供了极好的折中。这对应于以下事实：对于这些实施例，y>x。当前第1页12