阳光控制的带涂层玻璃制造技术

一种可见光透射率可接受的阳光控制玻璃，它吸收近红外光（ＮＩＲ）、反射中红外光并且具有预定的反射光颜色。一种改进的阳光控制、带涂层玻璃的制造方法。该改进的玻璃包括含掺杂剂（如锑）的氧化锡太阳能吸收层和含氟和／或磷掺杂剂的并能反射中外红光的氧化锡低热辐射率控制层。带涂层玻璃通常无需单独的防虹彩层就可获得无色的外观。但可将防虹彩层或其它层与本发明专利技术两层组合在一起。如有必要，可使用多层阳光控制层和／或低热辐射率层。由于ＮＩＲ层和低热辐射率层均含掺杂的氧化锡，因此它们可以是单一的氧化锡薄膜的两个单独的部分。还提供一种阳光控制带涂层玻璃的制造方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是1999年2月16日提交的美国专利申请No.09/249,761(在此引为参考)的部分继续申请。专利技术的背景本专利技术涉及用于住宅、建筑物和汽车窗户和需要阳光控制和低热辐射率性能用途的带涂层玻璃。所述阳光控制的低热辐射率涂层含带各种掺杂剂的氧化锡。本专利技术无需防虹彩(antiiridescence)的底层。所述玻璃制品可具有任何形状，但通常是平面的或曲面的。所述玻璃可具有各种组成，但是通常是浮法生产的钠钙玻璃。它可以经过退火、热增强或回火(tempered)。现有技术的描述阳光控制是一种术语，指调节透过玻璃制品进入封闭空间(如建筑物或汽车内部)的阳光热能的量的性能。低热辐射率是一种描述制品表面性能的术语，通过减少热传递到低热辐射率表面(有时称之为低热辐射表面)或由该表面发出的热辐射部分，抑制该制品表面对中红外区辐射的吸收和发射，使该表面成为中红外区光线的反射镜，从而减少了透过制品的热通量。通过减少获得的太阳能获得量，可使建筑物和汽车内部保持较冷状态；减少对空调的需求并降低成本。有效的低热辐射率涂层通过提高窗户的隔热性能在夏季和冬季均能改进舒适度。对于具有阳光控制性能和低热辐射率性能并且工业上可接受的带涂层玻璃制品，重要的当然是制造该制品的经济的方法，其使用寿命以及保持相关性能(如透光率、可见度、颜色、透明度和反射性)的能力。正如下面将描述的那样，已采用各种技术来满足对阳光控制和低热辐射率玻璃的要求，但是，没有一种方法能以经济的方式成功地满足所有这些性能要求。许多涂层和涂层体系会在带涂层制品中产生虹彩。这可能是由于涂层的化学组成、一层或多层涂层的厚度或者是基片与涂层的相互作用对入射光的影响造成的。在某些情况下，通过在玻璃基片和第一涂层之间放置防虹彩层可减少或消除这种虹彩。在玻璃和其上的一层或多层功能层之间使用干涉层以抑制虹彩或颜色反射首先是由Roy G.Gordon提出的，并且这是1980年2月5日授权的美国专利4,187,336的主题。近来授权的美国专利5,780,149(McCurdy等，1998年7月14日)表明Gordon的方法是阳光控制带涂层玻璃迄今所采用的技术，该专利在Goedon型干涉层的顶面上涂覆两层涂层以获得阳光控制性能。该干涉层通常含有二氧化硅。令人惊奇的是本专利技术取得了显著的突破，无需Gordon型底层来控制反射光颜色。美国专利3,149,989公开了一种用于制造辐射反射(阳光控制)玻璃的涂料组合物。它至少使用两层涂层，粘合在玻璃基片上的第一涂层由掺有较大量锑的氧化锡组成。第二涂层也由氧化锡组成，并掺有较少量的锑。两层薄膜可相互重叠在一起，或者施涂在玻璃基片的两侧面上。在这两种情况下，所述阳光控制涂层均不能使玻璃制品明显具有低热辐射率的性能。美国专利4,287,009报道了一种吸热玻璃，它设计成将入射的阳光转化成热能，该热能传递至传热的工作流体。因此，该涂覆玻璃吸收阳光波长范围内的至少85％的光线，具有低于0.2的相对低的热辐射率特性。涂层置于玻璃的外部(即朝太阳一侧)，用于传热的流体与玻璃的内表面接触。所述涂层包括沉积在光滑玻璃层上的第一金属氧化物(该氧化物选自锡、锑、铟)涂层和沉积在该第一氧化物涂层上选自上述这些金属的第二金属氧化物涂层。设计得到的膜具有很低的可见光透射率，该文献未提到控制反射颜色。美国专利4,601,917公开了一种通过化学气相沉积制造高质量、高性能、掺氟的氧化锡涂层的液态涂料组合物。这种涂层的一种用途是制造节能窗(在工业上也称为低热辐射或低热辐射窗)。该专利还描述了带涂层玻璃的制造方法。但它未提到如何制造兼有阳光控制和低热辐射率性能的带涂层玻璃制品。转让给Kabushiki Kaisha Toyota Chou的美国专利4,504,109描述了涂覆有防红外光多层的玻璃。所述多层包括对可见光透明的基片和涂覆于其上的叠合物，该叠合物由“至少一层防红外光层和至少一层干涉反射层相互交替叠合而成....”，在实施例中使用掺锡的氧化铟作为防红外光层，并使用TiO2作为干涉防护层。为了减少虹彩，防红外光层和干涉反射层的厚度必须为四分之一波长(λ/4)，其允许的偏差为λ/4的75％至130％。尽管它还公开了制备防红外光层和干涉反射层的其它配方(如含有或不含有掺杂剂的SnO2，见第六栏，第12-27行)，但是该专利既未提到也未例举阳光控制、低热辐射率和无需λ/4厚度限制就可防虹彩的本专利技术掺杂SnO2层的具体组合来抑制虹彩或颜色反射。同样转让给Kabushiki Kaisha Toyota Chou的美国专利4,583,815描述了一种防热波的叠合物，它由两层含不同量锡的氧化铟锡叠层组成。还描述了在所述氧化铟锡层上面或下面的防反射层。还公开了用作防红外层和干涉反射层的其它配方，如含会变成五价正离子(如Sb、P、As、Nb、Ta、W或Mo)或容易变成-1价离子元素(如F)的掺杂剂的SnO2(参见第22栏第17-13行)。但是，该专利既未提到也未例举阳光控制、低热辐射率和防虹彩的本专利技术掺杂SnO2层的具体组合。该专利既未要求保护氧化锡层，也未在说明书中公开这种层的组成(如掺杂剂与氧化锡的比例)。还应提到根据该专利的描述，在两涂层(氧化铟锡)中均使用同样的掺杂剂，而本专利申请中一层涂层所含的掺杂剂必须与另一层涂层的掺杂剂不相同。转让给Pilkington PLC的美国专利4,828,880公开了用于抑制碱金属离子从玻璃表面上迁移和/或作为上面叠合红外反射层或导电层的色彩抑制底层的阻挡层。部分这些色彩抑制层被用于阳光控制或用于低热辐射率的玻璃结构中。转让给Glaverbel的美国专利4,900,634公开了一种氧化锡的热解涂层，它含有氟和锑掺杂剂的混合物，该涂层涂覆在玻璃上，形成低的热辐射率和最多为1.5的比雾度降低因子。转让给Ford Motor Company的美国专利5,168,003描述了一种带基本透明涂层的车窗制品。该涂层包括一层光学功能层(可以是低热辐射率层或阳光控制层)和一层较薄的防虹彩层(它是多梯度层次区(multiple gradient step zone)层)。它提到使用掺杂锑的氧化锡作为例举的低热辐射率层的可能的替代或任选的组分。转让给Libbey-Owens-Ford的美国专利5,780,149描述了一种阳光控制带涂层玻璃，它至少带三层涂层，即第一和第二透明涂层和位于玻璃基片和透明上层之间的虹彩抑制层。该专利技术基于两层透明层在近红外区的折射率差大于在可见光区的折射率差。这种差异导致近红外区的阳光热量被反射而非被吸收。具有低热辐射率性能的掺杂金属氧化物(如掺氟的氧化锡)被用作第一透明层。金属氧化物(如未掺杂的氧化锡)被用作第二层。它未提到吸收NIR的组合。EP0-546-302-B1于1997年7月16日授权并转让给Asahi Glass Co.。该专利描述了一种用于制备阳光控制、经热处理(回火或弯曲)玻璃的涂层体系，所述玻璃包括基于金属氮化物的保护层。所述一层或多层保护层用于覆盖阳光控制层(防止其在热处理过程中发生氧化)。作为阳光控制层，它例举了许多例子，包括掺锑或氟的氧化锡。但是，该专利既未提到也未例举阳光控制、低热辐射率并且无需按照Gordon本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阳光控制、带氧化锡涂层玻璃，它具有低于约２．０％的低雾度并且在所述氧化锡涂层中具有ＮＩＲ阳光吸收层和低热辐射率层，它包括玻璃基片和至少两层掺杂的氧化锡涂层，一层涂层是含掺杂剂的ＳｎＯ↓［２］阳光吸收层，所述掺杂剂选自锑、钨、钒、铁、铬、钼、铌、钴、镍及它们的混合物，另一层涂层是含掺杂剂的ＳｎＯ↓［２］低热辐射率层，所述掺杂剂选自氟或磷，并且部分所述阳光吸收层具有低的粗糙度，从而使所述氧化锡涂层具有低粗糙度和低雾度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DA鲁索，CS麦科恩，C罗杰，JL斯特里科，
申请(专利权)人：阿托费纳化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]