专利名称：阳光控制窗玻璃的制作方法
技术领域：
本发明涉及车用窗玻璃，特别是涉及经涂层和着色的阳光控制车用窗玻璃，所述窗玻璃还可结合到同样用于车辆的多层窗玻璃(laminated glazing)中。
在其一个表面上有涂层以便给窗玻璃提供阳光控制性能的着色窗玻璃是已知的，特别是建筑应用的此类窗玻璃。一种这样的窗玻璃在EP 1004550 A1中公开，称为适用于建筑物窗户特别是双层玻璃窗单元的热反射玻璃。用至少一层主要含硅的薄膜涂覆玻璃基材。生成的热反射玻璃因此具有低可见光反射率，以及有绿色、青铜色或灰色反射色调。
US 6538192 B1公开了用于车辆车顶的经着色的涂层窗玻璃。它特别公开了多层车顶窗玻璃，所述的多层车顶窗玻璃包含一层“超白透明(extra clear)”玻璃的外窗格玻璃(通常总铁含量小于0.1重量％)、一层装有仅覆盖一部分所述窗玻璃的光电池阵列的中间层，以及一层着色(和任选涂覆的)玻璃的内窗格玻璃。超白透明玻璃的外窗格玻璃有最大的能量透射，以便使光电池很好地起作用，而内玻璃板被着色和任选用不导热的涂层涂覆，特别是使通过未被光电池阵列覆盖的窗玻璃部分的最大能量透射减少，从而提高车辆乘员的舒适度。在面对夹层的着色玻璃的内窗格玻璃表面上涂覆所述任选的涂层，以致它与中间层接触。在这一位置中，涂层没有与窗玻璃外的环境接触，使之不受降解和磨损。
US 6538192 B1公开的多层车顶窗玻璃有特殊的用途，也就是通过在窗玻璃中使用和适当安装光电池来降低车辆能源的能量负担。所以，使用多层窗玻璃的预期的目的是来控制对外窗格玻璃的高能量透射率(即大于80％)和弥补外窗格玻璃能量透射率的升高(与标准透明玻璃相比)的着色内窗格玻璃的要求。
希望提供这样一种车用窗玻璃，所述的车用窗玻璃使以入射太阳光辐射的形式的能量特别是热能减少，否则所述能量将通过所述的窗玻璃透射。
特别希望提供这样一种车用多层窗玻璃，所述的车用多层窗玻璃使以入射太阳光的形式的能量特别是热能减少，否则所述能量将通过所述的窗玻璃透射。
我们已发现，这样的车用窗玻璃可通过提供这样的窗格玻璃板来得到，所述的窗格玻璃板用至少铁着色并在窗玻璃的一个表面上有低辐射率涂层。
根据本发明的第一个方面，提供了包含着色窗格玻璃板的车用窗玻璃，所述着色玻璃的着色剂部分含有1.0-1.8％(按玻璃重量计)总铁(以Fe2O3计)、100-270ppmw氧化钴(以Co3O4计)和小于20ppm(重量)硒(以Se计)和在窗格玻璃板的内表面上有一层低辐射率涂层。所谓窗格玻璃的“内表面”指窗玻璃安装在车辆上形成车辆内表面的窗格玻璃表面。
玻璃的总铁含量在决定窗玻璃达到的吸收入射能量的水平以及窗玻璃的总体着色方面起重要作用。总铁含量更优选为1.3-1.6重量％。窗玻璃显示的颜色优选为灰色、蓝色或绿色(虽然青铜色也是预计的)，进一步优选的是深色(即窗玻璃的可见光透射率为50％或更低)。
氧化钴使含氧化钴的玻璃的可见光的透射率下降，更优选在玻璃中含有150-230ppmw氧化钴。当与钴共存时，硒有助于获得青铜色至灰色的色调。
涂层通常包含金属或金属氧化物层，在后一情况下，所述的层还可包含掺杂剂材料，例如氟或锑。许多低辐射率涂层在本专业中是已知的，其中任何一种都可用于本发明。特定涂层的辐射率指涂层辐射能量的倾向。因此，低辐射率涂层是不良热辐射体(与黑体相对比，黑体为理想的辐射体，定义有透射率为整体1)。低辐射率涂层可为两个基本类型中的一个“硬质”或“热解”涂层以及离线(off-line)涂层，后者通常用溅射法生产，通常比典型的热解涂层软。
硬质涂层可以“在线”法沉积，其中涂层在形成过程中以已知的方式例如用化学气相沉积法热解沉积在浮法玻璃的表面上。通常，沉积出现在玻璃带处于400-760℃的浮法生产线区域；可发现处于该温度的玻璃朝向锡池的出口，在退火炉间隙(也就是锡池和退火炉之间的间隙)和在退火炉的热端。当玻璃完全退火(也就是从较高的温度状态顺序冷却到室温)，涂层被固化，因此最初通过热解熔合到玻璃表面上的涂覆物质有效构成最终玻璃产品的一部分。玻璃的涂层侧可进一步进行抛光过程，使涂层表面的显微粗糙度下降，以便得到可更易处理的玻璃。
离线涂层是在完成玻璃的制造以后也就是在与浮法分开的单独过程中沉积到玻璃板表面上的涂层。因此，所述的沉积方法为“离线”方法。离线涂层包括例如用磁控溅射技术在真空条件下沉积的溅射涂层。
通常，在用于本发明窗玻璃的玻璃上存在的低辐射率涂层是这样的，在用于3毫米透明浮法玻璃时，涂层玻璃的辐射率为0.05-0.45；实际数值根据EN 12898(欧洲平板玻璃制造商协会公布的一种标准)测量；使辐射率小于0.3的涂层(用在3毫米透明浮法玻璃中时)是优选的。硬质涂层的辐射率通常大于0.15(优选小于0.2)，而离线涂层(通常为溅射涂层)的辐射率通常大于0.05(优选小于0.1)。在这两种情况下，其辐射率与未涂层的透明玻璃具有的通常辐射率可比较，其数值为约0.89。
低辐射率硬质(或热解)涂层可包含金属氧化物单层，所述金属氧化物优选透明的导电氧化物。金属例如锡、锌、铟、钨和钼的氧化物可包含在金属氧化物单层中。通常，涂层还包含掺杂剂，例如氟、氯、锑、锡、铝、钽、铌、铟或镓，以致可得到涂层例如氟掺杂的氧化锡和锡掺杂的氧化铟涂层。通常，这样的涂层有底层，例如含氧化硅或氧氮化硅的底层，它作为控制碱金属离子从玻璃中迁移的阻挡层和/或作为消除由低辐射率层的厚度偏差产生的虹彩反射色的颜色消除层。
离线低辐射率涂层通常包括多个层的涂层堆叠，它通常包括金属层(或导电的金属化合物)和至少一层介电层。多个层的堆叠结构可重复，以便进一步增强涂层的辐射率。在其它类似的金属中，银、金、铜、镍和铬可在多层堆叠中用作所述金属层；氧化铟、氧化锑等可用作所述导电的金属化合物。典型的多层堆叠为包含在介电层例如硅、铝、钛、钒、锡或锌的氧化物层之间插入一层或两层银的涂层。通常，形成所述涂层的一层或多层的厚度为约数十纳米。
用于本发明窗玻璃的玻璃可为平的或弯曲的，此外可例如用热回火或化学回火进行钢化。当玻璃经热处理过程例如回火或弯曲时，它可在低辐射率涂层沉积以前或以后进行。如果热处理过程在涂层沉积以后进行，涂层应为暴露到高温下不劣化的涂层。
通常，玻璃的厚度为8毫米或更小(但大于1.5毫米)，但2-6毫米的厚度是优选的。
用于本发明窗玻璃的着色玻璃板有以下透明基础玻璃组成范围(以重量计)SiO268-75％Al2O30-5％Na2O 10-18％K2O0-5％MgO 0-10％CaO 5-15％SO30-2％玻璃还可含有其它添加剂，例如澄清助剂，通常其数量为最多到2％。
通常，用于窗玻璃的玻璃的氧化亚铁含量(以FeO计)为0.05-1.6重量％。入射在窗玻璃上(特别是入射在窗玻璃的未涂层表面上)的总能量的吸收，特别是以IR辐射形式的热能的吸收可通过调节窗玻璃的氧化亚铁含量来达到。优选的是，氧化亚铁含量大于0.4重量％、更优选大于0.8重量％、最优选大于1.2重量％。玻璃的氧化亚铁含量越高，玻璃吸收的总能量特别是近红外(“NIR”)辐射越多，近红外辐射为较短波长IR辐射，因此能量高。特定波长(入)的辐射和对应能量(E)之间的关系如下E＝hc/λ式中h为普朗克常数，c为光速。
但是，玻璃吸收的太阳能量不能保持在被吸收状态，而是通过玻璃以不同于入射能量的波长范围并向所有的方向再辐射，因此至少一些辐射离开低辐射率涂层，而一些指向它。再辐射的能量包括较长波长的IR组分，因此比入射的NIR组分有更低的能量。低辐射率涂层为长波长IR辐射的不良辐射体，所以使得进入装有本发明的阳光控制窗玻璃的车辆内的总能量减少。
有利的是，用于窗玻璃的玻璃的镍含量(以NiO计)为最多到500ppm、优选大于55ppm、更优选大于100ppm、最优选大于200ppm。镍为一种加到玻璃组合物中可得到灰至褐色调的成分。
通常，窗玻璃的可见光透射率为50％或更小。窗玻璃的可见光透射率用C.I.E.Illuminant A(“LTA”)在380-780纳米波长范围以5纳米间隔从窗玻璃未涂层侧测量。但是，窗玻璃的着色越深，可见光透射越少；因此优选透射率为36％或更小、更优选小于28％以及甚至更优选20％或更小。在欧洲，法规要求车辆挡风玻璃的可见光透射率必需不小于75％(而美国的法规要求不小于70％)。在欧洲和美国，要求前车门玻璃的可见光透射率不小于70％；所有其它车辆玻璃(例如后窗玻璃或车顶玻璃)的可见光透射率可小于70％。因此，根据本发明的第一个方面的窗玻璃用作后车门玻璃、后窗玻璃和车顶玻璃，但不能作为前车门玻璃也不能作为挡风玻璃。
当在Air Mass 2，ISO 9050下测量时，窗玻璃的透射能量优选为30％或更小。更优选窗玻璃的透射能量小于20％、最优选小于10％。透射能量(“TE”)也称为直接太阳热透射率(“DSHT”)，在AirMass 2(模拟在与水平有30°角入射的太阳射线)下在350-2100纳米波长范围、50纳米间隔下测量。低辐射率涂层显示在减少再辐射能量特别是较低能量IR辐射(除了包括入射的较低能量IR辐射以外)方面是成功的，因此使通过所述窗玻璃透射的热量减少。
对于车辆制造商来说，在我们目前的商业环境中，特别希望窗玻璃吸收较高能量IR辐射随后至少部分减少再辐射的较低能量IR辐射。达到优越的车辆乘员的舒适性，例如通过减少车辆内部热量增加，以及降低对车辆资源的要求例如通过减少使用空调体系等的需要，是今天车辆制造商非常优先考虑的事情。
正如上述，在着色窗格玻璃板内表面上设置有用于本发明的低辐射率涂层，在所述的内表面上，所述涂层可减少太阳光IR辐射通过窗玻璃的数量(包括较长波长射线的再辐射，它是入射在所述窗玻璃未涂层表面上的较短波长IR射线被吸收的直接结果)。在夏季，入射在窗玻璃上的太阳辐射数量通常是最大，上述使用可能有最大效用。
但是，本发明涂层的着色玻璃还有另外一些效益。特别是在冬季需要加热车辆内部例如给车辆车窗去雾气时，低辐射率涂层(它在面向车辆内部的窗玻璃表面上)还可抑制从车辆内部逃逸到车辆外部环境中的热辐射。减少车辆的热量损失可减少“冷肩效应”。这一效应的基本特征是车辆中靠近车窗(最常为侧窗玻璃)的乘客可能感到的温度局部变冷。冷肩效应是车辆的热量损失到外界的结果，特别是热量通过车窗损失，尤其是在冷天。低辐射率涂层可通过反射较长波长(较低能量)IR射线回到车辆来减少这种热损失，在那里它可加热靠近车窗的局部冷空气。
本发明的优点可用宽范围的着色玻璃组合物或者使用有透明玻璃板和/或着色玻璃板的着色中间层以及多层结构来获得。
根据本发明的第二方面，提供一种用于车辆的多层窗玻璃，包含两个其间有夹有中间层的玻璃板，其中至少一个玻璃板或中间层材料片被整体着色，和在窗玻璃的内表面上有低透射率涂层。
本发明的车用窗玻璃可为挡风玻璃、侧窗玻璃或后窗玻璃，但本发明的结构物特别适用于车顶玻璃(车顶窗玻璃)，当太阳辐射热最强时(即当太阳在天空中最高时)，它显然受到更强的太阳辐射，并可能很接近驾驶员和乘客。
令人吃惊的是，未发现使用低辐射率涂层会使进入车辆的热量产生不可接受的积累；当然现代车辆装有空调，这可能不是一个问题，与通过窗玻璃再辐射或透射达到车辆乘客的高水平热辐射产生的不舒适性相比，有或没有空调的重要性要低得多。
根据本发明的一个优选的方面，用于车辆的多层窗玻璃包括一片着色玻璃板(所述的玻璃的着色部分含有0.5-4.0％(按玻璃重量计)总铁(以Fe2O3计))、另一玻璃板和夹在其间的中间层材料以及在窗玻璃内表面上的低辐射率涂层。
根据本发明的另一个优选的方面，用于车辆的多层窗玻璃包含外玻璃板、内玻璃板和夹在其间的整体着色的中间层材料以及在窗玻璃内表面上的低辐射率涂层。
所谓多层窗玻璃的“内表面”指所述窗玻璃面向可安装该窗玻璃的车辆内暴露的表面(也就是内玻璃板的外表面)。如果使用传统的表面编号术语，其中接触车外环境的多层玻璃的表面称为表面1，而接触内部环境的表面称为表面4，那么涂层位于表面4上(低辐射率涂层在表面4上的性能现在比在表面2或表面3上要好得多)。
通常，着色玻璃板为多层玻璃的外玻璃板(相对于可安装窗玻璃的车辆内部)，而可为透明玻璃或着色玻璃的另一玻璃板为内玻璃板，虽然相反情况也是可能的。
这样的窗玻璃的优化厚度为1O毫米或更小(但大于3毫米)，但是4-7毫米的厚度是优选的。而且，构成多层玻璃的每一块的厚度最好在1.5-5毫米范围内，虽然优选2-3.5毫米。
中间层材料片常常为透明的塑料片，例如聚乙烯基丁醛或其它此类适合的层片材料，通常厚度为0.76毫米。或者，中间层材料片可着色到优化的可见光透射率为35％或更小、优选18％或更小。而且，中间层材料片可吸收红外射线，例如当它含有锡掺杂的氧化铟时。所谓将中间层材料片称为“吸收红外的”是指当这样的片(0.76毫米厚)夹在两块透明玻璃(每一块2.1毫米厚)板之间，得到的多层玻璃的选择性大于0.5、优选大于1，在这里“选择性”通过将可见光透射百分率除以总能量百分数来计算，也就是LTA/TE，对每一多层玻璃进行测量。
着色玻璃板的总铁含量可优选为0.8-2.0(以玻璃的重量百分数计)、更优选1.0-1.8、最优选1.3-1.6。着色玻璃板还可包含其它着色剂组分，例如以下的一种或多种5-350ppm(按玻璃重量计)(优选40-320ppm、更优选100-270ppm、最优选150-230ppm)氧化钴(以Co3O4计)、按玻璃的重量计最多到500ppm(优选大于55、更优选大于100、最优选大于200ppm)的氧化镍(以NiO计)以及按玻璃的重量计最多到70ppm(优选小于55、更优选小于35、最优选小于20ppm)硒。
在表面上有低辐射率涂层的另一玻璃板可为透明玻璃(“选择A”)，其组成例如可包含(重量)72.1％SiO2、1.1％Al2O3、13.5％Na2O、0.6％K2O、8.5％CaO、3.9％MgO、0.2％SO3和任选最多到0.2％Fe2O3(优选小于0.15％)，或它可为着色玻璃(“选择B”)，其着色剂部分包含0.5-4.0％(按玻璃的重量计)总铁(以Fe2O3计)、0.05-1.6重量％氧化亚铁(以FeO计)、5-350ppm氧化钴(以Co3O4计)，可见光透射率为75％或更小，而在2.1毫米时透射的能量为45％或更低。
另一玻璃板当着色时的总铁含量优选为0.8-2.0重量％、更优选1.0-1.8重量％、最优选1.3-1.6重量％。同样，钴含量优选为40-320ppm、更优选100-270ppm、最优选150-230ppm。通常，如果着色，另一玻璃板可为灰色、蓝色或绿色，甚至可能为青铜色玻璃。所述另一玻璃板的氧化亚铁含量通常大于0.4重量％、优选大于0.8重量％、更优选大于1.2重量％。
通常，另一玻璃板的可见光透射率为55％或更小，虽然36％或更小、甚至20％或更小是优选的，而透射的能量优选小于30％、更优选小于21％。
多层窗玻璃的可见光透射率优选为35％或更小、更优选18％或更小、最优选10％或更小。优选的是，多层窗玻璃的透射能量为20％或更小。更优选透射能量为15％或更小、甚至11％或更小。
另一可选方案是，多层窗玻璃的另一玻璃板可为着色玻璃(“选择C”)，其着色剂部分包含0.4-4.0％(玻璃重量计)总铁(以Fe2O3计)、0.05-1.6重量％氧化亚铁(以FeO计)和可见光透射率为82％或更小，当玻璃厚度为3.9毫米下测量时，透射的能量小于60％(而当玻璃厚度为2.1毫米下测量时，可见光透射率为88％或更小，透射的能量为72％或更小)。
这样的着色玻璃板的总铁含量优选为0.45-2.0(以重量百分数表示)、更优选0.5-1.5、最优选0.58-1.1。氧化亚铁含量(以FeO表示)优选大于0.07％、更优选大于0.09％、最优选大于0.1％。
通常，这样的着色玻璃板为绿色。在厚度3.9毫米下，其可见光透射率小于80％(在厚度2.1毫米下，可见光透射率小于87％)，而在厚度3.9毫米下，透射的能量可优选小于57％(在厚度2.1毫米下，透射的能量小于70％)。
引入按照上述选择C的着色的玻璃板作为“另一玻璃板”的多层窗玻璃的可见光透射率通常大于70％、可能大于75％，而透射的能量为60％或更小、优选55％或更小。
当使用整体着色的中间层材料时，多层窗玻璃的优化厚度为10毫米或更小(但大于3毫米)，但是4-8毫米厚度是优选的。此外，在多层玻璃中的每一片的厚度有利的是1.5-5毫米，虽然2-3.5毫米是优选的。
中间层材料片通常为塑料片例如聚乙烯基丁醛或其它适合的此类层片材料，它经着色使厚度0.76毫米下的可见光透射率为35％或更小。优选的是，中间层材料经着色使光透射率小于30％、更优选小于25％。此外，中间层材料通常吸收红外射线，例如当它含有锡掺杂的氧化铟、六硼化镧或其它适合的吸收红外射线的材料时。中间层材料的透射能量可为25％或更小、优选20％或更小、最优选15％或更小。
在多层窗玻璃中的至少一片可为透明玻璃，其组成可包含例如(按重量计)72.1％SiO2、1.1％Al2O3、13.5％Na2O、0.6％K2O、8.5％CaO、3.9％MgO、0.2％SO3和任选最多到0.2％Fe2O3(优选小于0.15％)。或者，至少一片玻璃可为着色玻璃，其着色部分含有0.4-4.0％(按玻璃重量计)总铁(以Fe2O3计)和0.05-1.6重量％氧化亚铁(以FeO计)。
这样的着色玻璃板的总铁含量优选为(以重量％计)0.50-2.0、更优选0.54-1.5、最优选0.56-1.1。氧化亚铁含量(以FeO表示)优选大于0.09％、更优选大于0.1％，最优选大于0.12％。
具有着色中间层的多层窗玻璃的可见光透射率优选为50％或更小、更优选40％或更小、最优选35％或更小。优选的是，多层窗玻璃的透射能量为30％或更小、更优选20％或更小。
优选的是，本发明的多层窗玻璃特别是用作车顶窗玻璃的多层窗玻璃的可见光透射率(LTA)为至少15％、特别是至少20％，而总阳光热透射率不比光透射率大15％、优选不比光透射率大10％。
根据本发明第一和第二方面的窗玻璃可用作车辆车顶窗玻璃。它可作为传统的车顶窗玻璃或作为构成车辆基本上整个车顶区域的窗玻璃，后者常常称为“全顶天窗”。当满足适宜的可见光透射率要求时，本发明第二方面的窗玻璃还可用作车辆挡风玻璃。
为了更好地了解，现通过非限制性实施例和参考附图更具体地描述本发明，其中
图1为车用窗玻璃的截面图，图2为按照本发明第二方面的多层车用窗玻璃的截面图，其中在表面4上有低辐射率涂层，以及图3为按照本发明第三方面的多层车用窗玻璃的截面图，其中在表面4上有低辐射率涂层。
图1的车用窗玻璃10包括有内表面12和外表面13(相对于安装窗玻璃10的车辆标记)的玻璃板11。内表面12上有涂层14；涂层14可直接位于内表面12上，或它可在内表面12上的一层或多层其它涂层(未示出)上。这样的其它涂层可为阻挡层，以便保护窗玻璃10不受没有阻挡层时可能从涂层14迁移到窗玻璃10的物质的影响。
玻璃板11可为灰色玻璃，其基础玻璃组成包含(按重量计)72.1％SiO2、1.1％Al2O3、13.5％Na2O、0.6％K2O、8.5％CaO、3.9％MgO和0.2％SO3，其着色剂部分含有(按重量计)1.45％总铁(以Fe2O3计)、0.30％氧化亚铁(以FeO计)、230ppm Co3O4、210ppm NiO和19ppm Se-下文称为组合物1。在英国，这样的玻璃现在从Pilkington plc以GALAXSEETM提供。
涂层14为低辐射率涂层。正如下表1所示，当涂层14的辐射率为ε以及涂层14在玻璃板11(具有上述组成1)上时，在规定厚度下生成的窗玻璃10有以下性质表1
窗玻璃的总太阳热透射率(“TSHT”)为直接通过窗玻璃透射的热(也就是TE)和窗玻璃的玻璃吸收随后再辐射的热的总和。根据汽车工程师协会公布的标准SAE J1796在14k.p.h.下得到TSHT测量值。参数a*和b*为根据CIELAB体系的颜色坐标(在D65下2°观测者测量的)，并用于确定窗玻璃10的颜色。
实施例4和8为对比例，它们说明窗玻璃10的现有技术形式，没有涂层14。实施例1-4和5-8清楚地说明，在所研究的着色玻璃板上存在低辐射率涂层对窗玻璃的可见光透射率有很小的影响(在5毫米下观测到最大2.1百分点的下降，在6毫米下观测到最大1.3百分点下降)，而与相应的未涂层的窗玻璃相比涂层玻璃的TE和TSHT数值都较低(在一些实施例中减半)。
或者，玻璃板11可为绿色玻璃，它与上述玻璃板11有相同的基础玻璃组成，其着色剂部分含有(按重量计)1.57％总铁(以Fe2O3计)、0.31％氧化亚铁(以FeO计)、115ppm Co3O4、0ppm NiO和5ppmSe-下文称为组合物2。在英国，这样的玻璃现在也从Pilkington plc以SUNDYM 435TM提供。当涂层14有下表2所示的辐射率并且位于组合物2的玻璃板11上时，在规定厚度下形成的窗玻璃10有以下性质表2
实施例12和16为另外的对比例，它们说明窗玻璃10的现有技术形式，没有涂层14。实施例9-12和13-16再次清楚地说明，在所研究的着色玻璃板上存在低辐射率涂层对窗玻璃的可见光透射率有很小的影响(在5毫米下观测到最大4.6百分点的下降，在6毫米下观测到最大3.6百分点下降)，而与相应的未涂层的窗玻璃相比，涂层玻璃的TE和TSHT数值都较低(在一些实施例中低三分之一)。
或者，玻璃板11可为绿色玻璃，它有类似上述组合物1和2的基础玻璃组成，其着色剂部分含有(按重量计)1.30％总铁(以Fe2O3计)、0.26％氧化亚铁(以FeO计)、128ppm Co3O4、80ppm NiO和7ppm Se-下文称为组合物3。这一组合物质似上述组合物2，因此如果这一玻璃制成窗玻璃10，那么制成的窗玻璃10的性质会类似表2中测量的和纪录的那些。
图2的截面图说明，多层车用窗玻璃20包含外玻璃板21、内玻璃板22和名义厚度为0.76毫米PVB片形式的中间层片24。外玻璃板21为着色玻璃，而内玻璃板22为着色玻璃或透明玻璃(如本文所述的)。当只有外玻璃板21为着色玻璃时，那么玻璃板11的组成优选从上述组合物1、2或3选择；如果外玻璃板21和内玻璃板22都为着色玻璃，它们都有相同的组成，玻璃板11仍优选从上述组合物1、2或3选择。为了避免疑问，虽然当窗玻璃20仅一个玻璃板为着色玻璃板的情况下外玻璃板21被描述为着色玻璃板，但内玻璃板22而不是外玻璃板21着色也是可能的。
在图2中，窗玻璃20的表面4(也就是内玻璃板22的外表面)有涂层23，就窗玻璃10来说，所述涂层23可直接或间接位于所述的表面上。中间层片24夹在外玻璃板21和内玻璃板22之间，当所有三个片同时在高压釜中进行层压过程时，将两个玻璃板层压在一起。下表说明多层窗玻璃20包括各种外玻璃板21和内玻璃板22组合物时以及与各种类型中间层材料层压时的非限制性例子。例如，当涂层23为具有各表中所列辐射率数值的低辐射率涂层时，在规定的玻璃厚度下，多层窗玻璃20有所列的性质，其中表3表示其中外玻璃板21和内玻璃板22都着色到上述组合物1的相同颜色，而夹层片24为(a)透明PVB、(b)有35％LTA的着色PVB、(c)有18％LTA的着色PVB或(d)如所示的IR吸收PVB(PVB片现由Solutia Inc.，PO Box 66760，St.Louis，Missouri 63166-6760USA提供)时的情形，表4与表3类似，不同的是外玻璃板21和内玻璃板22都着色到与按照上述组合物2的相同颜色，表5表示外玻璃板21按上述组合物1着色，内玻璃板22为透明玻璃(通常如前述的)，而中间层片24为(a)透明PVB、(b)有35％LTA的着色PVB、(c)有18％LTA的着色PVB或(d)如所示的IR吸收PVB，以及表6与表5类似，不同的是外玻璃板21按上述组合物2着色。
表3
实施例23、24、26、28和30为对比例，说明多层窗玻璃20的现有技术形式，没有涂层20。实施例17-24具体显示，在本发明的多层窗玻璃的暴露表面上存在低辐射率涂层对窗玻璃的可见光透射率有很小的影响(对于2×2.1毫米片，观测到最大2.8百分点的下降，而对于2×2.55毫米片，观测到最大2百分点下降)，而与相应的未涂层的窗玻璃相比，涂层玻璃的TE和TSHT数值都较低(在一些实施例中减半)。
表4
实施例37、38、40、42和44为对比例，说明多层窗玻璃20的现有技术形式，没有涂层20。实施例31-38具体显示，在本发明的多层窗玻璃的暴露表面上存在低辐射率涂层对窗玻璃的可见光透射率有很小的影响(对于2×2.1毫米片，观测到最大5.4百分点的下降，而对于2×2.55毫米片，观测到最大4.7百分点下降)，而与相应的未涂层的窗玻璃相比，涂层玻璃的TE和TSHT数值都较低(在一些实施例中低三分之一以上)。
表5
实施例48、50、52和54为对比例，说明多层窗玻璃20的现有技术形式，没有涂层20。实施例45-48具体显示，在本发明的多层之间的差别轻微以使得本实施例的结果将不会与替换使用HC1的实验结果不同。
采用如实施例6所述的换热器700冷却镜片的凸面。将镜片放置在水中，凸面向下，将实施例5的IR加热器的温度设置为350℃，并将其相对镜片的凹面如实施例5所述的方式放置。在加热10分钟后，镜片凸面的抗反射涂层没有受到损害。该加热以热固化的形式、更具体地以预固化的形式进行。
在加热10分钟后，将2层溶胶-凝胶抗反射层一部分的1.75指数层沉积在1.6指数硬涂层上。该1.75指数层为308nm厚，由下列物质制得
随后采用设置为350℃并以如上所述方式放置的IR加热器将1.75指数层加热10分钟。在加热10分钟后，镜片凸面上的抗反射涂层没有受到损害。该加热以热固化的形式、更具体地以预固化的形式进行。
之后，将2层溶胶-凝胶抗反射层第二部分的1.41指数层沉积在1.75指数层上。该1.41指数层为92nm厚，由下列物质制得
表7
实施例66和68为对比例，说明窗玻璃20的现有技术形式，没有涂层23。在表7中，DSHT是在Air Mass 1.5(模拟在与水平有37°角入射的太阳射线)下在300-2500纳米波长范围，在5、10和50纳米间隔下测量的。对于窗玻璃有涂层的一侧，测量在窗玻璃上的涂层辐射的能量(“PR”)+DSHT。对于这4个实施例来说，测量窗玻璃未涂层侧面上的环境空气温度为30℃，而测量窗玻璃涂层侧面的环境空气温度为20℃。测量入射到窗玻璃未涂层侧面上的太阳能(表示阳光入射到作为车辆挡风玻璃安装的多层窗玻璃的表面1上)的数值为600瓦/米2/K(Wm-2K-1)。实施例65和66说明适合在美国用作挡风玻璃的多层窗玻璃(其中LTA要求值为70％或更大)，而实施例67和68为适合在欧洲用作挡风玻璃(其中LTA要求值为75％或更大)。在每种情况下，当在窗玻璃上有涂层与在窗玻璃上没有涂层时相比，显然涂层辐射的能量+DSHT的总值(实际上进入车辆的热能的一个量度，该车辆装有本发明的多层窗玻璃)下降。
图3说明这样一种多层车用窗玻璃30，它包含外玻璃板31、内玻璃板32和名义厚度为0.76毫米(虽然可使用0.25-1.6毫米之间任何厚度)的整体着色PVB片形式的中间层片34。外玻璃板31和内玻璃板32都为透明玻璃(虽然也可能有一块或两块玻璃板着色，例如根据上述组合物4或5着色成绿色)。窗玻璃30的表面4有涂层33，就窗玻璃10和20来说，涂层33可直接或间接位于所述的表面上。中间层片34包括着色的和含有红外吸收材料例如六硼化镧的PVB。当与如上述的两块透明玻璃板层压时，在0.76毫米厚度下，中间层34单独的可见光透射率为20.6％，TE为13.5％，TSHT为37.1％以及a*和b*值分别为-9.8和0.7。下表8说明多层窗玻璃30的非限制性实施例，其中显示了该窗玻璃30包含两块2.1毫米透明玻璃板(例如根据下述组合物的)、两种不同厚度的中间层片和具有如下所示辐射率数值的低辐射率涂层时的情形。
表8
实施例72和76为对比例，说明多层窗玻璃30的现有技术形式，没有涂层33。实施例69-72和73-76清楚地说明，在本发明的多层窗玻璃的暴露表面上存在低辐射率涂层对窗玻璃的可见光透射率有很小的影响(当使用0.76毫米中间层片时，观测到最大3.3百分点的下降，当使用0.4毫米中间层片时，观测到最大7.1百分点的下降)，而与相应的未涂层的窗玻璃相比，涂层玻璃的TE和TSHT数值都较低(并且在一些实施例中减半)。
权利要求
1.一种车用窗玻璃，包括着色玻璃板，所述玻璃板的着色剂部分包含1.0-1.8％(按玻璃的重量计)总铁(以Fe2O3计)、按重量计100-270ppm氧化钴(以Co3O4计)和按重量计小于20ppm硒(以Se计)，以及所述玻璃板的内表面上的低辐射率涂层。
2.根据权利要求1的车用窗玻璃，其中涂层的辐射率为0.05-0.45。
3.根据权利要求1或2的车用窗玻璃，其中涂层包含透明的导电氧化物。
4.根据权利要求3的车用窗玻璃，其中涂层还包含掺杂剂。
5.根据权利要求1或2的车用窗玻璃，其中涂层包含金属层和至少一个介电层。
6.根据上述权利要求中任一项的车用窗玻璃，其中着色玻璃板为钢化玻璃。
7.根据上述权利要求中任一项的车用窗玻璃，其中着色玻璃板的厚度为1.5-8毫米。
8.根据上述权利要求中任一项的车用窗玻璃，其中着色玻璃板含有0.05-1.6重量％氧化亚铁(以FeO计)。
9.根据上述权利要求中任一项的车用窗玻璃，其中着色玻璃板含有按重量计最多到500ppm氧化镍(以NiO计)。
10.一种上述权利要求中任一项的车用窗玻璃，其可见光透射率为50％或更小以及透射能量为30％或更小。
11.一种用于车辆的多层窗玻璃，包括两个其间层压有中间层片的玻璃板，其中至少一个玻璃板或中间层材料片为整体着色的，还包括在窗玻璃的内表面上的低辐射率涂层。
12.根据权利要求11的多层窗玻璃，包括着色玻璃板，所述玻璃板的着色剂部分包含0.5-4.0％(按玻璃的重量计)总铁(以Fe2O3计)，另一玻璃板，一块层压其的中间层材料片，以及在窗玻璃的内表面上的低辐射率涂层。
13.根据权利要求11的多层窗玻璃，包括外玻璃板，内玻璃板和层压其间的整体着色的中间层材料片以及在窗玻璃的内表面上的低辐射率涂层。
14.根据任意权利要求11-13的多层窗玻璃，其中所述的窗玻璃的厚度为3-10毫米。
15.根据权利要求14的多层窗玻璃，其中每一玻璃板的厚度为1.5-5毫米。
16.根据权利要求11-15中任一项的多层窗玻璃，其中中间层材料片为透明的，并包含聚乙烯基丁醛。
17.根据权利要求16的多层窗玻璃，其中中间层材料片经着色使可见光透射率为35％或更小。
18.根据权利要求11-17中任一项的多层窗玻璃，其中在0.76毫米厚度下，中间层材料片经着色使可见光透射率为35％或更小，而透射能量为25％或更小。
19.根据权利要求11-17中任一项的多层窗玻璃，其中中间层材料片为吸收红外的。
20.根据权利要求11-19中任一项的多层窗玻璃，其中至少一块玻璃板为透明玻璃。
21.根据权利要求12和从属于权利要求12的14-19中任一项的多层窗玻璃，其中所述另一玻璃板为着色玻璃，其着色剂部分含有(按重量计)0.5-4.0％总铁(以Fe2O3计)、按重量计0.05-1.6％氧化亚铁(以FeO计)、按重量计5-350ppm氧化钴(以Co3O4计)，在2.1毫米厚度下，可见光透射率为75％或更小，而透射能量为45％或更小。
22.根据权利要求12和从属于权利要求12的14-19中任一项的多层窗玻璃，其中所述另一玻璃板为着色玻璃，其着色剂部分含有(按重量计)0.4-4.0％总铁(以Fe2O3计)、按重量计0.05-1.6％氧化亚铁(以FeO计)，在2.1毫米厚度下，可见光透射率为88％或更小，而透射能量为72％或更小。
23.根据权利要求11-22中任一项的多层窗玻璃，其中可见光的透射率为35％或更小，而透射能量为20％或更小。
24.根据权利要求11-22中任一项的多层窗玻璃，其中可见光的透射率为70％或更大，而透射能量为60％或更小。
25.根据权利要求11-24中任一项的多层窗玻璃，其中至少一块玻璃板为透明玻璃或有以下着色剂部分的着色玻璃，所述着色剂部分含有0.4-4.0％(按玻璃重量计)总铁(以Fe2O3计)和0.05-1.6重量％氧化亚铁(以FeO计)。
26.根据权利要求11-25中任一项的多层窗玻璃，其中可见光透射率为50％或更小，或者透射的能量为30％或更小。
27.上述权利要求中任一项的窗玻璃作为车顶窗玻璃的应用。
28.权利要求11、12或13中的多层窗玻璃作为挡风玻璃的应用。
29.多层车辆车顶窗玻璃，是根据权利要求11的窗玻璃包含外着色玻璃板和带有低辐射率涂层的内透明玻璃板。
30.多层车辆车顶窗玻璃，是根据权利要求11的窗玻璃其中中间层材料片为整体着色的。
31.根据权利要求29或30的多层车辆车顶窗玻璃，其中低辐射率涂层为热解涂层。
32.根据权利要求29-31中任一项的多层车辆车顶窗玻璃，其中可见光透射率至少15％，而总太阳热透射率不比其光透射率大15％。
33.一种基本上如上述的和参考附图并如附图中所示的车用窗玻璃。
34.一种基本上如上述的和参考附图并如附图中所示的多层窗玻璃。
全文摘要
公开了一种车用窗玻璃，所述的窗玻璃包含一块用至少1.0－1.8重量％总铁着色的着色玻璃板，在内表面上有低辐射率涂层。所述涂层的辐射率为0.05－0.4，并包含透明的导电氧化物(以及任选掺杂剂)，或金属层和至少一层介电层。所述的玻璃优选为钢化玻璃。还公开了一种多层窗玻璃，包括两块其间层压有中间层材料片的玻璃板，其中至少一块玻璃板或中间层材料片是整体着色的，所述的窗玻璃在内表面上有低辐射率涂层。内片可为透明玻璃或着色玻璃。中间层材料可为透明PVB或着色PVB，它可进一步为反射红外线的。窗玻璃可用作车顶窗玻璃或其它车用窗玻璃。
文档编号B32B17/00GK1823021SQ200480019897
公开日2006年8月23日 申请日期2004年7月9日 优先权日2003年7月11日
发明者A·C·托尔, N·巴顿 申请人:皮尔金顿公共有限公司, 皮尔金顿汽车有限公司