具有氧化锌涂层的玻璃制品及其制造方法_2

文档序号:8441678阅读:来源:国知局
覆玻璃制品,其具有高掺杂的氧化锌层的多层涂层,在该氧化 锌层上面任选的施涂了例如一种基本上未掺杂的氧化锡层的保护性罩面层,所述的涂覆玻 璃制品提供了表现出低辐射度、高可见光透射率和降低的总太阳能透射率的制品。该涂覆 玻璃制品特别适于用在建筑窗玻璃和窗户中。但是,本发明的涂覆玻璃制品还适于其它用 途,例如车辆窗户。
[0029] 该高掺杂的氧化锌涂层还将本发明的涂覆玻璃制品的辐射率降低到低于0. 15,并 优选降低到低于〇. 10。作为隔热隔声玻璃构件的一部分,该低辐射度值提供了小于〇. 34, 并优选小于〇. 32的冬季U值。此外,已经令人惊讶的确定所述层叠膜的太阳选择性是现有 已知的具有其它类似太阳能控制性能的多层涂层的两倍以上。
[0030] 优选的,氧化锡或者其它金属氧化物涂层被用来形成罩面层,以保护某些机械和 化学易损坏的氧化锌涂层。该保护性罩面层会轻微的增加层叠涂层的辐射率。为了使得 辐射率变化最小,该保护层的厚度优选小于1000A。可选择的,由氧化锡组成的具有大于 1000A厚度的保护层可以用氟、铌或者钽掺杂来达到期望的辐射率。
[0031] 在玻璃基底上的特定的层叠涂层提供一种中性着色的制品,其具有高可见光透射 率、降低的总太阳能透射率和低辐射度。本发明的制品用于建筑窗玻璃中产生了这样的窗 玻璃,其在夏天散出太阳能并在冬天提供了低的U值。
[0032] 优选的,该涂覆玻璃制品包括沉积在玻璃基底和掺杂的氧化锌涂层之间的彩虹色 抑制夹层。该涂层的目的是当被施用到透明玻璃基底时,提供一种中性的透射和反射颜色。
[0033] 图2表示了本发明的涂覆玻璃制品,通常用附图标记35来表示,其包含玻璃基底 36和附着在其一个表面上的多层涂层37。在所示的优选实施方案中,该多层涂层包含彩虹 色抑制夹层38,掺杂的氧化锌涂层41和保护性外涂层42,例如未掺杂的或者氟掺杂的氧化 锡。在所示的实施方案中,彩虹色抑制夹层38明确的包含氧化锡涂层39和二氧化硅涂层 40 〇
[0034] 对于大部分的应用来说,优选的是在本发明的涂覆玻璃制品中掺杂的氧化锌涂层 41特别的提供了对于太阳能的吸收。虽然这包括了一些可见光的吸收,但是该掺杂的氧化 锌涂层是相对选择性的,其吸收了比可见光更多的近红外能量。因此该掺杂的氧化锌涂层 降低了本发明的涂覆玻璃制品的总太阳能透射率。
[0035] 高掺杂的氧化锌涂层41包括的掺杂剂与锌的摩尔比是大约0. 1 % -5%。优选的, 该掺杂剂与锌的摩尔比是大约1% -3%。该摩尔比将根据选自铝、镓、铟和硼中的一种或 多种掺杂剂而变化。铝和镓是优选的掺杂剂。掺杂的氧化锌涂层41优选具有大于LOx IO 21CnT3的自由电子浓度,并更优选具有大于或等于I. 5x 10 21CnT3的自由电子浓度。掺杂的 氧化锌涂层41优选是以大约1600-大约9000A的厚度,优选以大约1800-大约5200A 的厚度而沉积的。最优选的涂层厚度将取决于氧化锌涂层中的自由电子浓度以及玻璃厚 度。当用前述的一种或多种掺杂剂以所示的摩尔比范围进行掺杂的氧化锌涂层的厚度增加 到高于9000A时,可见光的吸收率提高到使可见光透射率变得不期望的低的点。但是,当 以所示的摩尔比范围掺杂的氧化锌涂层的厚度降低到低于1600A时,总太阳能透射率变 得不期望的高的程度。
[0036] 该高掺杂的氧化锌涂层41将本发明的涂覆玻璃制品的辐射率降低到低于0. 15, 并优选降低到低于0. 10。作为隔热隔声玻璃构件的一部分,用掺杂的氧化锌涂覆的平板玻 璃是通过构件与未涂覆的透明平板玻璃相互隔开的,该低辐射度值提供了小于0. 34,并优 选小于〇. 32的冬季U值。此外,已经令人惊讶的确定根据本发明的隔热隔声玻璃构件表现 出大于或等于28,优选大于或等于33的太阳选择性。
[0037] 任选的氧化锡罩面层42优选是以小于1000A的厚度,并甚至更优选以大约 200-大约250A的厚度而施涂的。
[0038] 在玻璃基底36上的层叠涂层的彩虹色抑制夹层38提供了一种反射和折射光来干 涉彩虹色视觉的手段。该层特定的用来消除彩虹色,目的是如果期望,涂覆的制品可以在反 射和透射二者中都是中性颜色的。此外,该夹层抑制了观察的斜角颜色(angle colors)。 彩虹色抑制涂层在本领域通常是已知的。例如美国专利No4187336,4419386和4206252 (其 每个通过引用并入本文)描述了适于抑制干涉颜色的涂覆技术。单层、多层或者梯度层颜 色抑制涂层适用于本发明中。
[0039] 在图2所示的双组分夹层38(其是用于本发明实践中的优选的彩虹色抑制夹层类 型)中,沉积和附着在玻璃基底上的涂层39具有在可见光谱中高的折射率,并且优选是氧 化锡。具有低折射率的第二涂层40被沉积和附着在夹层的第一涂层上,并且优选是二氧化 硅。通常,对每个涂层的厚度进行选择,目的是使得夹层形成500nm设计波长的大约1/6-大 约1/12的组合的总光学厚度。
[0040] 不同的沉积方法适于沉积期望的氧化锌层叠膜,例如不同的溅射技术。化学气相 沉积(CVD)是一种优选的沉积方法。常压化学气相沉积(APCVD)是特别优选的。
[0041] 适用于制备本发明的涂覆玻璃制品的玻璃基底可以包括本领域已知的任何常规 的玻璃组合物,其在用于制备建筑窗玻璃中是有用的。优选的基底是透明的浮法玻璃带,其 中本发明的涂层在浮法玻璃生产的加热区域中施涂,在该区域温度是500-700°C。此外,带 有色彩的玻璃基底也适于施用本发明的层叠多层。但是,某些带有色彩的玻璃基底会影响 本发明的光谱和能量透射性能。
[0042] 在玻璃基底上的特定的层叠涂层提供一种涂覆玻璃制品,其具有高可见光透射 率、降低的总太阳能透射率和低辐射度。本发明的涂覆玻璃制品具有28或者更高的选择 性,该选择性定义为在3_名义厚度的透明玻璃基底上,可见光透射率(C光源)与总太阳 能透射率之间的差,用气团1. 5求积分。该选择性优选是33或者更高,并且优选的可见光 透射率为73%或者更高,并且优选的总太阳能透射率小于41%。本发明制品的辐射度小于 0. 15,优选小于0. 10。辐射度或者辐射率是在给定波长的光的吸收率和反射率二者的度量。 其通常用下式表示:辐射率=1-涂层反射率。术语辐射率用来表示在红外线范围通过ASTM 标准所测量的辐射率值。辐射率是使用辐射计量测量法来测量的并且用半球辐射率Uh) 和正常辐射率来报告。本发明的制品用于建筑窗玻璃中产生了这样的窗玻璃,其在夏天拒 斥太阳能并在冬天提供了低的U值。
[0043] 本发明的多层涂层产生了一种涂覆玻璃制品,该制品优选在反射和透射二者中表 现出中性颜色。该颜色由层叠膜的不同层的成分和厚度来决定。
[0044] 为了最有效的实现颜色的中性,期望的是在150埃-350埃之间改变彩虹色抑制夹 层的氧化锡和二氧化硅层的厚度。考虑到本发明的主旨,同样重要的是,颜色的中性不是通 过数学界限来严格定义的,而是通过人眼观察反射颜色和透射颜色来感知的。
[0045] 本发明的涂层优选是在玻璃制造过程中通过化学气相沉积"在线"施用到玻璃基 底上。图1表示了一种通常标注为10的设备,其对于在线制造本发明的涂覆玻璃制品是有 用的,该设备包含漂浮部分11、玻璃缓冷炉12和冷却部分13。漂浮部分11具有底部14 (其 包含熔融锡槽15)、顶部16、侧壁(未示出)和端壁17,它们一起形成密封,目的是在这里提 供一种封闭区域18,其中如下文中更详细的描述,在该区域保持一种非氧化的气氛来防止 锡槽15的氧化。在设备10运转过程中,熔融玻璃19被浇铸到炉床20中,并在计量壁21 下在此流动,然后向下流动到锡槽15的表面,将其从这里通过提出辊22除去,并传送通过 玻璃缓冷炉12,随后通过冷却部分13。
[0046] 将一种非氧化气氛保持在漂浮部分11中,这是经由管道23(其可操作的连接到多 支管24),通过将合适的气体例如诸如包含99体积%氮气和1体积%氢气的气体引入到区 域18中来保持的。非氧化性气体是以这样的速率被从管道23引入到区域18中的,即该速 率足以补偿气体损失(一些非氧化性气体通过在端壁17下流动而离开区域18),和保持轻 微的正压,该正压一般是高于环境压力大约0. 00
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1